Sistema CardiovascularLa fisiología es la integración de funciones, es el estudio de las funciones del cuerpo humano. Es la organización de los sistemas la que hace a un cuerpo / organismo. Para poder comprender el funcionamiento de cada organismo, se sebe estudiar por partes, y en el caso del ser humano y la fisiología, se estudia en base a los sistemas. Sistema Circulatorio / Cardiovascular Se habla de sistema vascular cuando solo se limita al circuito y las estructuras de la sangre (vasos) , y de cardiovascular cuando incluimos a la “bomba” que moviliza todo esto, el corazón. Relacionados entre si por la función, pero distintos en su anatomía. El sistema circulatorio, endocrino y nervioso constituyen los principales sistemas de coordinación e integración de las funciones del organismo (estos 2 conceptos son la base de la fisiología) El Sistema Nervioso (SN) tiene gran importancia en la comunicación, el Sistema Endocrino (SE) tiene una gran función de regulación y el Sistema Cardiovascular (SCV) posee una función específica que es: transporte y distribución de sustancias esenciales y remover desechos. En base a la Transporte y distribución de sustancias esenciales, las funciones del SCV son: Aportar sangre a los tejidos, el sistema está diseñado para poder llegar hasta el más lejano tejido, para dejar suministro a todas las células del cuerpo. En el caso de los capilares, hay un pequeño espacio que permite que haya difusión de nutrientes en concentraciones necesarias a cada célula, y asi ninguna se quede sin suministro tanto de oxigeno como de nutrientes. Retirar CO2 y sustancias de desecho. Participa en la regulación de la temperatura corporal, el sistema no produce calor por si mismo , inclusive en el momento de circulación se va perdiendo calor, pero lo que hacen los vasos , es que mantienen una temperatura y participan distribuyendo e irradiando calor , como un radiador (calefont, sistema de calefacción) . Un ejemplo surge cuando vemos que ante un mayor esfuerzo muscular, exista mayor circulación y también incremento de temperatura en esa zona. Participa en ajustes homeostáticos, por ejemplo en la hemorragia, se regula la contracción de los vasos, y se aumenta el gasto cardiaco y por lo tanto aumenta la frecuencia para que ante la perdida de sangre, se mantenga un flujo constante y asi evitar daño en cerebro, que es muy sensible a perdidas de oxigeno. Otro ejemplo son los cambios de postura, cuando uno está acostado y se para , la presión en las piernas cuando uno esta acostado , las piernas están al mismo nivel del corazón, y cuando uno se para aumenta la presión sobre las piernas, por la presión que ejerce la columna de sangre sobre los vasos de las piernas. Regula la presión arterial, para asi mantenerla constante, por ej ante una hipotensión, y si se baja de un umbral mínimo, no alcanza a llegar la sangre a todos los tejidos, y ante una hipertensión son los capilares y vasos se van a ver dañados. Por lo tanto la regulación de la presión arterial a un nivel fisiológico, es una variable vital, regulada tanto por el corazón como los vasos. Además si aumenta la presión, por un aumento de resistencia, hacia donde se bombea, por ej si se bombea en un tubo grande, hay baja resistencia pero si es un tubo pequeño hay mayor resistencia al paso (flujo), igual funciona en los vasos sanguíneos, en los más delgados hay mayor resistencia (y en los más grandes, menos resistencia) . Ante una subida en la presión total del sistema, el corazón debe hacer más fuerza, para vencer a la resistencia, por lo que se van engrosando sus paredes, pero puede haber mecanismos que engruesan las paredes del corazón, en donde queda menos espacio para la cavidad, y que al contraerse puede llegar a darse el caso de que ya no disminuya el volumen de la cavidad, lo que lleva a una falla cardiaca. Estructura del SCV Esta compuesto por: Corazón, que es la bomba, y todo el sistema de vasos, y la sangre que circula El corazón es “una” bomba (o 2 bombas separadas por el tabique) con 4 cámaras, coordinadas en serie (están en la misma línea). A un lado , el atrio derecho que recibe sangre venosa de las cavas, pasa al ventrículo derecho, por lo tanto los atrios reciben sangre , los ventrículos la bombean al sistema , el ventrículo derecho bombea a la arteria pulmonar, y esta misma sangre la que regresa al atrio izquierdo, que es la cámara de entrada al corazón, pasa al ventrículo izquierdo y se bombea al sistema, se habla de cámaras en serie , por que la misma sangre que salió de una cámara y fue a los pulmones volvió y llego a la otra cámara y se bombeo al resto del cuerpo. Tenemos Atrios derecho y ventrículo derecho, que bombean a la circulación pulmonar (1ra bomba) , de donde vuelve al lado izquierdo hacia el atrio izquierdo donde pasa al ventrículo y de ahí a la circulación general (2da bomba). Por ende podemos decir que es un sistema cerrado, porque es la misma sangre que circula por todos lados, y donde la sangre que sale por el lado izquierdo es igual a la que entra por el lado derecho. Si se produjera un desbalance, una cámara quedaría durante un tiempo, sin sangre para bombear. En lado derecho entran las venas cavas y sale la arteria pulmonar, en el lado izquierdo entra la vena pulmonar y sale la aorta. Características de la circulación pulmonar El debito es la cantidad de sangre que está circulando que son entre 5-7 L por min, que no es el total de la sangre, sino el flujo de sangre (volumen por tiempo), son iguales por que ambas circulaciones están en serie. El circuito pulmonar, es de baja resistencia, ya que la cantidad de vasos y el tamaño del circuito es mucho menor al sistémico (arterial) La presión venosa en la entrada al atrio derecho son 2mm Hg y la pulmonar es más alta (5mmHg) , que se explica porque en el sistema arterial hay más presión y mayor resistencia , por lo que hay más energía que debe usarse para movilizar la sangre , y esta fuerza propulsora del flujo es la presión. Y en el caso venoso, al haber menos resistencia, hay menos caída de presión Resistencia es igual a la diferencia de presión (ΔP) / flujo (Q) , la presión debe medirse como un “delta” donde se miden 2 extremos, así como el voltaje. Distensibilidad (capacitancia) o capacidad de almacenaje , es mucho mayor en el sistema pulmonar. Sangre El Gasto cardiaco es la cantidad de sangre que se bombea por minuto (pueden ser 5L o 20L) según la capacidad y el tamaño de la cámara del corazón y las veces que bombea sangre por minuto (frecuencia cardiaca) El volumen eyectado por cada contracción determina el gasto cardiaco que es distinto a la cantidad de sangre total La cantidad de sangre en el cuerpo es cerca del 7% del peso corporal, que pueden llegar a ser entre 5 a 7L que depende según la persona. De toda la sangre un 55% corresponde al plasma, un 45% corresponde a elementos figurados done de éste 45%, un 98% corresponden a eritrocitos (leucocitos 1% y plaquetas 1%) En el plasma, un 91.5% es agua, y solutos un 8.5% (iones como el sodio y proteínas como la albumina) Hematopoyesis : es la formación y desarrollo de las células maduras de la sangre, a partir de células madres. Tiene lugar principalmente en la medula osea. Hematopoyesis medular: médula ósea, existen 2 tipos una roja que son células hematopoyéticas y una amarilla que es tejido adiposo. Los centros de formación en jóvenes, son todos los huesos y en adulto en las epífisis de los huesos largos y huesos planos . Hematopoyesis Extramedular: Bazo, Higado, ganglios linfáticos, pero estos participan en algunas funciones hematopoyéticos. ÓRGANOS HEMATOPOYÉTICOS Saco vitelino: 0-3 meses feto Hígado: 1 mes –nacimiento Bazo: 2,5 meses –nacimiento Huesos largos: 3,5 meses -25 años Huesos esponjosos: 3,5 meses -resto de la vida Los tipos morfológicos generados pueden ser nucelados como linfocitos y leucocitos, anucleados como los eritrocitos, y partículas celulares como las plaquetas que se forman a partir de los megacariocitos, que se disgrega en varias plaquetas. Hematopoyesis , se inicia con las células madres , que se diferencian , que dan lugar a las pluripotenciales que se diferencian en distintos linajes y que maduran en distintos tipos celulares. Existen células de soporte y adipocitos medulares, que se forman a partir de nichos hematopoyéticos y la conversación entre células madres. Osteoblastos y osteocitos también tienen funciones hematopoyecticas dado que forman el hueso mismo. Relacion entre velocidad y presión Presión hidrostática: presión que ejerce el agua sobre un objeto a una determinada altura. En un sistema donde no hay perdida de energía, no hay diferencias de presión ni en la entrada ni en la salida del tubo de Bernoulli , lo que si varia es la velocidad (componente de la presión dinámica) y la presión, pero la presión total del sistema SERA CONSTANTE. En la parte más angosta la velocidad es el doble, por lo que para mantener la energía constante según la Ec. De Bernoulli , la presión debe hidrostática disminuye al pasar por la porción angosta , y luego a volver a quedar en la porción más ancha, sube la presión y disminuye la velocidad. Componente estático : presión hidrostática. Relacion entre flujo , velocidad y presión y resistencia Presion es la fuerza impulsora del fluido. Una presión a flujo constante , se pueden medir entre 2 lados distintos que me da un ΔP , que es mi fuerza propulsora . Ley de Ohm: la intensidad de corriente es igual al ΔV / R. Sin diferencia de potencial no hay flujo de electrones, y la intensidad es homologa al flujo. Esta ley se puede aplicar a la fisiología (por ejemplo al SCV) , en donde existe una diferencia de presión. El flujo seria como la corriente, de electrones Q = ΔP / R Relacion presión flujo La presión depende de: la altura del fluido. (Siempre y cuando sea el mismo fluido) Si hay un fluido llenado a una altura determinada, y hay 2 recipientes unidos por un tubo, con una cantidad de fluido determinado, habrá un flujo (en el caso del ejemplo es 5 ml/ seg ). Si se llena al doble de agua, habrá el doble de flujo, PORQUE EL FLUJO ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA DIFERENCIA DE PRESION. Resistencias Relativas Es mayor en las arteriolas, que pueden contraerse y generar un cambio de presión importante, ya que concentran el 60% de la resistencia arterial. Factores que determinan el flujo y resistencia : radio y largo del vaso, viscosidad de la sangre, numero de vasos Es la fuerza impulsora para el flujo. El flujo y las propiedades físicas de la sangre, eso es lo que conversamos un poco al principio, porque es una expresión, por lo tanto, bombea, con que fuerza bombea el corazón, pero también tiene relación con la resistencia que se ofrezca, resistencia de fricción del fluido , en este caso la sangre, para avanzar, y por las distintas características que tenga este flujo, esto lo vamos a ver más adelante, que el flujo puede tener distintas características, ustedes pueden ver un fluido, un rio el agua mansa bajando o un rio tormentoso turbulento y que lleve más, arrastrando piedras y barro. Las distintas características también va a depender, va a influir sobre las características hemodinámicas y el flujo, flujo con esta expresión para poder dejas pasar tanta sangre. El corazón, en términos generales hablamos del corazón, la sangre entra por el lado derecho se va a circulación pulmonar, vuelva al lado izquierdo y sale a la circulación sistémica. En la circulación sistémica tenemos vasos saliendo del corazón, está la aorta, y son vasos grandes y se van a achicando a medida a lo largo que uno va avanzando en el sistema cardiovascular, entonces tenemos vasos de conducción mas grande, como la aorta, arterias grande, y luego llegamos a los tejidos , donde los vasos se ramifica mas, arterias pequeñas, arteriolas, hasta llegar a los capilares, que son vasitos en intima relación con el tejido, que son los realmente al final los últimos emisarios que van a entregar el oxigeno y los nutrientes al tejido, por lo tanto los capilares son los que todo un sistema de tuberías, que uno diría como el sistema de cañerías fuera de la casa, que va por la calle, serian los vasos de conducción, tubos grandes de poca resistencia y luego entran a la casa, esto sería el tejido, órgano determinado, y dentro de la casa, llegan y se dirigen a distintos sectores, donde las cañería se achican un poco más y tienen las cañerías más chicas, que al final serian, uno diría, las llaves donde uno regula el flujo si uno las abre todas las llaves al mismo tiempo el agua se acaba, si uno está el baño, se está duchando, y baja el flujo, tiene que salir y gritar apaguen la llave, para que tenga mejor presión, porque la cantidad de agua que está entrando a la casa está determinada por el diámetro de la cañería de entrada a la casa, que tiene el mismo tamaño que todas las casas, ya que tiene que ser la misma cantidad de agua para todas las casas, y después toda esa agua que está entrando tiene que distribuirse por la casa, y no es suficiente para suplir las llaves y la presión, la cantidad de agua que uno va a obtener en cada parte es poca, es lo mismo pasa en el sistema cardiovascular, la sangre tiene que llegar a los capilares, y en ciertas condiciones tiene que llegar más sangre a un territorio que a otro, por ejemplo, durante la digestión, tiene que haber más sangre en el sistema digestivo , y de hecho se vierten varios litros de sangre y plasma hacia el sistema digestivo para hacer posible la digestión, porque se hace en un medio acuoso, ya que las enzimas funcionan inmersa diluidas en solución y si uno hace ejercicio, tiene que haber más sangre en los músculos, pero es la misma sangre. En una condición u otra, puede aumentar el gasto cardiaco, que es la cantidad de sangre que bombea el corazón, pero básicamente las fluctuaciones del gasto son menores que la redistribución de los flujos. A medida que se van achicando los vasos aumenta la resistencia y cuando entran a los tejidos van a determinar, la distribución del flujo, si se hay más resistencia acá, se va la sangre por este otro lado. Si estamos digiriendo, nadie luego de comer un asado uno no se va a correr los 100 m planos, porque le va a dar un calambre, ya que no hay sangre en los músculos, sufre de calambres, ya que la sangre esta re direccionada al aparato digestivo. Y cuando ustedes hacen ejercicio, o jugando una pichanga, llegan cansados llegan a la casa, no dan ganas de comer inmediatamente, no tiene hambre. Después de 1 o 2 horas de descansar, le baja el hambre brutal, y por qué no tenía hambre antes, porque el aparato digestivo no estaba ni funcionando, toda la sangre del aparato digestivo estaba redistribuida en los músculos, porque estaba haciendo ejercicio. Esto indica que el sistema circulatorio, los distintos vasos, de conducción chicos, pueden regular el flujo, distribuyendo el flujo de un lado al otro. Es que dijimos que las dos cámaras, las dos bombas del corazón están en serie, pero en una sola dirección del flujo, eso es posible porque hay válvulas, que permiten el paso hacia un lado en una dirección y no la reversa, eso en el corazón, aurícula al ventrículo de lado derecho, y luego vuelve aurícula ventrículo y luego cuando sale a la aorta, también. La válvula va a evitar que la sangre se devuelva. El sistema de bombas están en serie, y están en series y no hay reflujo porque hay un sistema de válvulas que direcciona y determina la dirección que va a tener el flujo, porque lo tanto esta flecha va en un solo sentido y no es que dependiendo de que lo pasa va para un lado o para otro, acá se bombea, aumenta la presión, se bombea la sangre, el sistema de conducción hacia los tejidos hacia vasos pequeños que determinar la distribución, y antes de llegar a los capilares, que son los que finalmente entregan la sangre al tejido, la idea es que lo hagan en el tejido que más lo necesita, por lo tanto hay toda una regulación del flujo. Estructura a grandes rangos: Aorta, arteria grande que sale se ramifica en vasos más pequeños, hasta llegar a la a micro circulación, forman capilares, y luego se van ramificando y se llega a los vasos mas chiquitos, capilares, que luego van convergiendo, formando vasos más grandes, las vénulas, luego venas, venas las grande, ejemplo, las cavas que van de vuelta a corazón. Estructura de los vasos más grandes, de conducción, bueno tenemos un lumen donde circula la sangre, pero luego tenemos una túnica que se conoce como túnica interna, pero que básicamente es una película de células, que son células epiteliales, no llamen a las células que tapizan el vaso como epitelio, se llama endotelio, endotelio porque esta por dentro, y ustedes ven que en comparación con cualquier otra células que está reflejado acá, es una capa, son células muy planas muy delgadas, o sea directamente tapizan el interior del vaso que proveen una superficie de baja resistencia, lisa , para el flujo del sangre, una superficie lisa antitrombotica, porque son las rugosidades las que activan todo el sistema de coagulación, entonces pero eso es lo que se pensaba antes, que era exclusivamente lo que hacia el endotelio hace 20- 30 años atrás y esa era la función básica, pero ahora se sabe que el endotelio, son células muy planas delgadas que tapizan los vasos, son muy complejas, activos protagonistas de la regulación de función vascular, muy importantes en las funciones vascular, producen y reciben señales del medio medios y resto de la pared del vaso y las transducen en las señales que sean relativas y que tengan sentido en cuando a la función, a la regulación, control de función del sistema cardiovascular, contraigan dilatación o permeabilidad, o sea células muy complejas cantidad de señales enorme, es una células que del punto de vista señalización son muy interesantes para estudiar, en comparación con cualquier otro tipo de células. Luego viene una capa, que acá a esta señalada como capa subendotelial. Tejido conectivo que pegada, sería como la lamina basal, que es la capa que da sustento para donde se pueden afirmar, formar, fijar las células endoteliales, luego viene una lamina elástica interna, formada principalmente elastina, da elasticidad al vaso, luego viene una túnica media que es básicamente células musculares lisas, luego viene una lamina elástica externa, por fuera de la capa de células musculares lisas, que también es mas elásticas, que depende del tamaño del vaso cuánto va estar desarrolla, vasos más chicos prácticamente no existen, luego viene una túnica externa que es la adventicia, tejido conectivo más grueso, rígido, tosco. Luego aparece los capilares, básicamente formados de estas primeras dos capas, endotelio y lamina basal, estas capas musculares, que hay muchas capas musculares, aquí reflejadas 4 o 5 capas, pueden haber más en la aorta, pero van disminuyendo a medida que los vasos se van achicando, hasta llegar a los capilares que no presenta capas musculares, si células musculares lisas alrededor llamadas pericitos, pero el capilar propiamente no posee células musculares lisas, posee solo endotelio y lamina basal. Entonces, vasos mas grande, disminuyendo de tamaño, vasos de conducción a medida que se van ramificando van disminuyendo su diámetro, cuando hablamos de diámetro entiéndase circulo corte transversal, el vaso de se ve así, longitud de un extremo a otro, radio o diámetro, entonces van disminuyendo sus diámetros los vasos, disminuye el número capas de células musculares. Acá, una arteria muscular donde ya ha disminuido las capas muscular, entonces tenemos misma estructura, endotelio en el interior, lámina basal, lámina elástica interna, luego capa de células musculas, que aquí ya son menos 2 o 3 mm. Arterias pequeñas que entra a los tejidos que son las arterias de alimentación por ejemplo, que miden menos de un 1 mm, hay 2 o 3 capas musculares y luego viene la elástica externa y la adventicia, entonces toda esta parte elástica externa y muscular son la túnica media, y túnica intima, endotelio, lamina basal y elástica interna. Ahora si nos achicamos más aun, desde las arterias grandes que son principalmente elásticas, se van achicando, va disminuyendo el número de capas de células musculares, pero también disminuye la cantidad de tejido elástico , las más grandes tiene mucho tejido elástico, en relación con las capas musculares. Después van disminuyendo las capas musculares, pero también va disminuyendo no proporcionalmente, sino que depende de que arteria estemos hablando, puede disminuir más la capa elástica, y así hasta llegar a las arteriolas, en donde encontramos el endotelio, por dentro, lamina basal y entre lamina basal y túnica media, que son células musculares, tenemos la lamina elástica interna, pero ven que luego hay adventicia, pero no hay lámina elástica externa, demostrando que disminuye cada vez más las capas elástica, se mantiene la lamina elástica interna, separando endotelio, o la túnica intima de la túnica media, de capas musculares lisas. Otra cosa que se ve acá bien representado, desaparece la elástica externa, tenemos menos tejido elástico, pero las mas, llegamos limite de disminuir las células lisas, 1 capa, células musculares lisas están rodeadas por el vaso, las células endoteliales si este es una vaso, las células endoteliales están alineadas, orientadoras según el eje longitudinal del vaso. Las células musculares lisas son como un huso de forma y están orientadas en forma perpendicular al eje longitudinal del vaso. Vaso pequeño, tenemos están formando el lumen, células endoteliales son muy largas, en estos vasos las arteriolas, las células endoteliales pueden llegar a medir de largo 100 150 micrones, ancho debe ser X , y las células musculares lisas tiene 20 micrones y 7 ancho , pero como están orientadas perpendicular, y son las que tiene la capacidad contráctil, que es lo que pasa? las células endoteliales están a lo largo, en el sentido del flujo de la sangre, facilita proporcionar esa superficie lisa al flujo, las musculares están por fuera, están en forma perpendicular al eje longitudinal del vaso. Entonces cuando una célula muscular se contrae o se relaja, cambia el diámetro del vaso, cuando se contrae, disminuye el diámetro, y cuando se relaja, aumenta el diámetro del vaso. Cuando uno estudia los vasos, uno habla de contracción y relajación, o sea que cambio el diámetro del vaso, lo que implica para el sistema que si se contrae el vaso, disminuye el diámetro, aumenta la resistencia al flujo del fluido, y se releja, disminuye la resistencia al paso del fluido. Entonces, a la altura de las arteriolas, uno las reconoce, porque encontramos solo 1 capa de células musculares lisas, poco tejido elástico, de hecho desapareció la lámina elástica externa. Ustedes en la aorta ven que no hay una sola lámina de tejido elástico externo, sino que se ven varias capas. Está claramente la elástica interna, pero después de varias capas elástica en la aorta, y a medida que disminuye el diámetro de los vasos van disminuyendo las capas intermedias, queda las elástica interna y externa la que va disminuyendo hasta que llegamos a las arteriolas donde tenemos sólo la lámina elástica interna, o sea disminuyeron también musculares, pero no se confundan también disminuye inclusive más las capas elásticas, entonces si una ve la proporción con respecto ancho de la pared des vaso es mayor la perdida de tejido elástico que muscular, pero en cambio esta pared en las arteriolas, el grosor está formado casi en su totalidad por células musculares, por eso se dice que las arteriolas y las arterias pequeños se dice que son vasos musculares, y tiene la mayor capacidad de contraerse o relajarse, por lo tanto, se les llamo o describió como las llaves de paso, si se contraen, no dejan pasar el fluido y se va para otro, básico de la función del sistema vascular para el redistribución del flujo. Si se contrae en un lado, no pasa flujo, hay más resistencia, no llega sangre. Y de las arteriolas pasamos a los capilares, que son células endoteliales y la lamina basal. Microscopia electrónica de una arteriola, se ven las células endoteliales, y la capa muscular contraída, arrugado, típico que se hace para mejorar la visión del corte en microscopia electrónica, ya que relajado, pierde estructura luego del corte. Se contrae, y luego fija, queda poco mas contraídos de lo normal, se ve las células endoteliales paralelas al eje longitudinal del vaso, el espacio que queda es la elástica interna , luego la capa muscular con las células endoteliales, se ve como una sola, y la adventicia capa más fuerte, rica en colágeno, tejido conectivo más fuerte, entonces la arteriola es básicamente muscular, miren que en su pared lo que se ve en gran porcentaje, lo único que se ve es la pared muscular, a pesar de ser una sola capa de tejido muscular. Luego tenemos los capilares, que son las puras células endoteliales con su lamina basa, ya que sin la lamina, las células estaría flotando, y las células necesitan tener un sostén, donde formar una estructura, formando una pared, como los azulejos, la lamina basal serian como el pegamento. Tenemos los típicos, los continuos, pero también tenemos los fenestrados, que tienen espacios entre las ce que permite una mayor permeabilidad y discontinuos, que tiene poros, uno los ve y hay espacios, un ejemplo seria los sinusoides del hígado, capilares que en la parte más intima están bañándolo en sangre, se desborda por los hoyos de los capilares, en el hígado los hepatocitos están censando directamente, están degustando la sangre, están viendo que trae o y que no, no depende de una barrera de permeabilidad como el resto de los tejidos, que deja pasar unas cosas u otras, los hepatocitos están en contacto con todo lo que trae la sangre y no sólo con los nutrientes y los desechos como en el resto de los tejidos. ¿Cuál es la diferencia entre fenestrados y discontinuos? Discontinuo, básicamente huecos espacios, fenestrados es como rendijas, menos permeable. El endotelio presenta uniones muy estrechas, ejemplo, en las arteriolas las uniones, las tight juntions son tan estrechas que la permeabilidad es muy baja, casi ninguna molécula de cierto tamaño que sea hidrosoluble, en los capilares es menor, francamente separadas, con un espacio. Por lo tanto, en el discontinuo, a diferencia del fenestrado el endotelio espacios, hasta lámina basal esta el poro, hay un espacio libre, no hay mas estructura al otro lado. Por eso son los vasos de intercambio, porque la pared es muy delgada, la pared, la distancia que tienen que atravesar las moléculas es pequeña para llegar al tejido. Son básicamente de intercambio, los vasos grandes poseen una pared gruesa, pero la barrera esta principalmente dada por el endotelio, que en los vasos grandes presenta estas uniones estrechas, disminuyendo la permeabilidad. En el riñón, los capilares son fenestrados con lámina basal continua, pero tienes después, células mesanquiales, los podocitos que son como los pericitios, que si se contraen controlan el tamaño del poro, que pasa y que no pasan. Resumen, vasos grandes de conducción que tienen varias, muchas capas de tejido muscular, que son muy elásticas, que tiene muchas capas , se habla de una externa muy desarrollada, en el caso de la aorta encontramos tejido elástico incluso entre las capas musculares, entonces son vasos musculares y elásticos, la pared es muy gruesa. Después tenemos las arteriolas y arterias pequeñas que son básicamente 1 capa tejido muscular, pero el elástico también ha disminuido enormemente, entonces la pared, básicamente esta dada por la capa muscular, la cantidad de endotelio es la misma, el alto, el grosor, en todos los vasos, tienen características funcionales distintas, pero tiene las mismas características anatómicas, de fenotipo. Luego llegamos a los capilares, que son las puras capas, o sea va disminuyendo el grosor de la pared de afuera hacia adentro, disminuye la elástica, luego la muscular, llegamos a la arteriola, muscular y endotelio, y la lamina elástica interna, y luego el paso de la arteriola a los capilares, donde no hay células musculares, sino que solo endotelio y lamina basal. Luego comienzan a engrosarse nuevamente la pared de los vasos, pero la pared es flácida, el tejido muscular es flácido, distendido, menos grueso, robusto, pasando de capilar a vénulas, donde ya se aprecian células musculares, pero son mas laxas, distendidas, tiene muchas menos para contraerse, pero tiene una gran capacidad, luego tenemos las grandes venas donde ya hay una capa de tejido muscular propiamente tal, pero si se compara con una arteria del mismo tamaño, la fuerza de contracción es mucho menor, y esto es porque son vasos de capacitancia, almacenan. Acá vemos los mismo, gráficamente, esto en la composición de la pared de los vasos, básicamente para que vean la proporción del tejido del tipo de células, muscular, elástico, endotelial, conectivo. Aorta primer vaso de conducción, elástico con una pared de un par de milímetros, lo que es bastante grande. Luego tenemos las arterias, de 1 mm, luego las venas, que son de pared delgada, por su capa muscular mucho más laxa. Luego la arteriolas, de pared delgada, de unos 6 micrómetros, y mucho mas muscular, lo ven acá abajo, la cantidad de endotelio, lo que contribuye proporcionalmente el endotelio es el mismo en todos los vasos, pero el tejido elástico es mucho más grande en las arterias elástica como la aorta y va disminuyendo el tejido elástico en la arteriola, acá en las en las venas se mantiene. No es la cantidad de tejió de elástico, es la proporción de uno con otro, tendrías que ver la proporción de tejido muscular con el tejido elástico, no se pierdan, estamos viendo la proporción de un tipo celular, o de una capa. La cantidad de tejido elástico es mayor que la cantidad de tejido muscular en las grandes, cuando bajamos hasta las arteriolas, desaparece, disminuye también un poco las capas musculares, pero las capas musculares, pero el tejido elástico mucho mas, entonces se carga a ser más muscular. En la mayoría de los vasos no cambia mucho, pero en las arteriolas sí. La adventicia es muy gruesa en el caso de la aorta y delgada en las arteriolas, pero se mantiene más o menos igual. Las arterias pequeñas y arteriolas son mucho más musculares que elásticas, en proporción. Entonces, lo que importa acá es la proporción. Tenemos aquí la función por tipo de vaso. La aorta 25 mm en humanos, puede ser más grande inclusive y función entrega sangre en forma pulsátil, principalmente conducción para la distribución de la sangre. Las arterias grandes, disminuye diámetro, son básicamente arterias de conducción y distribución, luego las arterias pequeñas, más resistencia, más capas musculares, tiene la capacidad de contraerse, y por su diámetro, per se tienen más resistencia, son de distribución y resistencia. Las arteriolas, son básicamente de resistencia, son como las llaves de paso, se contraen, determinan la distribución del flujo, y los capilares, de capa delgada, su función intercambio principalmente. Las vénulas, justo después de los capilares, también su función es intercambio, porque igual su pared sigue siendo muy delgada, aunque tiene unas pocas células musculares lisas, y comienza la colección de sangre, a todos estos vasos son también llamados vasos de capacitancia, porque empiezan a tener más sangre de la que había en el lado arteria, porque se pueden distender mucho más, aunque las vénulas no tienen gran capacidad para almacenar, pero ya las venas grandes son de capacitancia, alcanzan grandes volúmenes de sangre, no se contraen mucho, tienen válvulas para que no se devuelva la sangre, son de baja presión y la vena cava para llegar al corazón, su función es colección. Vasos linfáticos, nacen en el mismo tejido, tienen unas válvulas, son muy delgado, están inmersos en el tejido, es difícil verlos, tienen unos filamentos que los anclan al tejido y válvulas que permiten el ingreso de moléculas que han salido del sistema vascular y están en el tejido, como la albúmina, la cual se recolecta en los linfáticos y los linfáticos con las válvulas, y como se va recolectando más en la punta, las moléculas van ingresando, va aumentando la cantidad de moléculas y fluidos, y es eso mismo lo que ejerce presión para que se vayan desplazando, y las válvulas evitan que haya retorno, por lo tanto es una vía de retorno para el corazón. Un vía por la que las moléculas grandes vuelvan al sistema vascular. El sistema linfático representa unos 2,5 litros al día, es mucho más lento, va recolectando, pero es fundamente. Típico cuando hay una inflamación, se dice es por problema de los linfáticos, se le taparon los linfáticos, tejido que tiene problemas con los linfáticos. La albumina se junta en el tejido y tapan los linfáticos, y para sacarla del tejido, y volverla al corazón, ustedes vieron osmosis, difusión, que pasa con potencial osmótico en el tejido si se acumulan moléculas de gran tamaño, aunque no permean libremente por el vaso, cerca del 1% se escapa, lo que produce un aumento del potencial osmótico, porque tenemos más adentro que fuera, por potencial osmótico retienen más agua y se produce una inflamación, por lo tanto es fundamental para que funcione. Flujo sanguíneo en los distintos territorios. En los pulmones tiene que ser el 100% porque están en serie con el sistema periférico, es la misma cantidad que pasa por los pulmones la que tiene que pasar por el sistema periférico, porque están en serie. El corazón 3%, uno pensaría que podría ser más por el tamaño del órgano, porque proporcionalmente, la cantidad que va al cerebro es enorme, con respecto al tamaño del órgano o tejido que tiene que irrigar, que no es mucho mayor que el corazón, pero tiene una demanda energética mayor. Otro órgano que recibe gran flujo sanguíneo, son los músculos esqueléticos, pero a fin de cuentas, es el órgano más grande del cuerpo humano, por lo tanto el 15%, es bastante razonable, si casi todo el cuerpo humano es musculo, es casi lo mismo que el cerebro, y el cerebro, es el conjunto de los 2 músculos de los brazos, pero si hacen ejercicio esto va a cambiar, va a aumentar este 15%, no va a salir del cerebro, pero si podría salir de otras partes, por ejemplo, del sistema gastrointestinal, que es 21%, va a disminuir para ir a los músculos si se hace ejercicio, va a ver una redistribución del mismo volumen sanguíneo y va a aumentar el %. Luego están los huesos, que son de bajo metabolismo, 5%. Y en el sistema gastrointestinal, en cambio, si comen mucho, va a aumentar el porcentaje, y va a disminuir a costa, por ejemplo de los músculos, por ejemplo. (Pata de lana). Mucha proteína que cuesta digerir, va a hacer que se redireccione el flujo sanguíneo., toda está focalizado en el aparato digestivo. Hígado, órgano de detoxificación, tiene que cesar toda la sangre. Toda la sangre tiene que pasar por el hígado. El riñón es el más importante, con un 22%. El riñón tiene una función muy importante, filtra la sangre, conoce la cantidad de proteínas, etc. Por lo tanto, pasa una gran cantidad de sangre, tiene que circular toda la sangre por el riñón y sacar, es una única vía de descarte, de excreción de desechos que están dentro del sistema, por eso el porcentaje es muy alto, tiene que circular toda la sangre, rápidamente por los riñones. Distribución de la sangre en el sistema circulatorio. En las venas y vénulas, de función capacitancia, almacena, acumulan sangre, hasta el 67%, la mayor parte de la sangre esta en las venas, vasos mucho más grandes y la sangre se va a acumulando. Las arterias sistémicas 12% y capilares 5%. Las venas pulmonares, un 5%, los capilares pulmonares, un 4%, las aurículas y los ventrículos, un 5%. La cantidad de sangre que está haciendo contacto directo con los tejidos es mínima, la mayoría está en el retorno, que ya paso por los tejidos. Y en las arterias pulmonares un 3%. Hemodinámica, cómo de acuerdo a las características de los tubos circula la sangre. En esta curva esta la presión, si la toman acá, debería estar alrededor de 100 mm de hg, si una avanza en el árbol vascular, aorta, arterias grandes y pequeñas, arteriolas, desde la aorta, arterias grandes, cae poco la presión, porque hay poca resistencia, como se vio anteriormente en relación con la circulación sistémica y pulmonar, hay poca resistencia, es decir, poca perdida de energía, que hacen que la presión no decaiga, pero en las arterias pequeñas, y especialmente, en las arteriolas, la caída de presión es enorme, hasta llegar a los capilares, que ya ahí, prácticamente cae muy poco, a pesar de que son vasos chicos, y luego en las venas, ya no hay caída de presión, son vasos más grandes y de poca resistencia, y bajo muy poca presión es posible llevar el retorno de vuelta al corazón. Ahora las características que determinan la hemodinámica, presión, velocidad, fundamentalmente, la diferencia de presión, que hace que llegue la sangre. Pueden ver que acá la velocidad es máxima, y luego igual que la presión empieza a caer, mínima en los capilares, porque la curva del área transversal es la imagen espejo. El área transversal de los vasos es mayor en los capilares, ya que si sumamos los diámetros de los capilares, es mucho más grande que la suma del resto, ya que cuando se ramifican, no se divide el lumen del vaso a dividir, en los lumen que si se suman hacen el total del que provienen. Las arterias hijas no forman el lumen de la arteria madre. Sino que va aumentando la cantidad de lúmenes totales, entonces aumenta el tamaño del lumen que es lo que importa, porque es lo que determina el flujo. El área transversal es el espejo de la caída de la velocidad. La mayor cantidad de sangre está en la venas, hasta llegar a la cava, donde hay menos volumen, porque los vasos se van unificando para formar la cava, aunque mucho más que la aorta. Esta vuelta caprichosa de la aorta, es porque cuando el corazón bombea, sístole, y aorta se estira y luego se recoge, es pulsátil, hay cambios de volúmenes, en la aorta y los vasos más grandes. Entonces, ¿por que disminuye la velocidad? Porque aumenta el área transversal. ¿La caída de presión también se debe al área transversal? Porque son los vasos de resistencia, las arteriolas. Mala respuesta, más adelante se verá. Bueno, acá la respuesta de la primera pregunta, disminuye la velocidad, porque aumenta el área transversal, si tienen un tubo grande, y va un flujo x y pasa a un tubo más chico, que pasa un el agua, tiene que pasar la misma cantidad de agua por unidad de tiempo, el agua va más rápido, porque el agua se encajona, tiene que pasar la misma cantidad de agua por un volumen mucho menor, por lo tanto tiene que pasar mas rápido, para que la misma cantidad de volumen de lado más ancho quepa ahí en la misma unidad de tiempo. ¿Qué pasa con el resistencia?, porque si se achica el diámetro aumenta la resistencia. R: cuando se tiene un flujo determinado de un punto al otro, ya está pasando cierta cantidad de flujo y está pasando por una angostura, ya se está considerando la resistencia. Si tu flujo son 100 litros por minuto estas midiendo acá, tú dices flujo constante, qué es flujo constantes, 5 litros por minuto, no hay resistencia, porque ya la éstas considerando en el flujo que estas bombeando 5 litros por minuto. Porque si cambias las condiciones, llega menos sangre, no va a poder ser 5 litros, tiene relación con la función vascular, y cuando el sistema es cerrado está circulando la sangre, pasa por tubos ancho y angosto, y a 5 litros por minutos, consideras que el flujo es constante, que el flujo en el tubo seria ahí constante. Entonces, la velocidad depende del tamaño del área transversal del lumen, del vaso. Las características hemodinámicas. Velocidad del flujo sanguíneo: que cambia del territorio, segmento vascular que hablemos. Relación entre velocidad y presión Presión hidrostática: presión que ejerce el agua sobre un objeto a una determinada altura. En un sistema donde no hay perdida de energía, no hay diferencias de presión ni en la entrada ni en la salida del tubo de Bernoulli , lo que si varia es la velocidad (componente de la presión dinámica) y la presión, pero la presión total del sistema SERA CONSTANTE. En la parte más angosta la velocidad es el doble, por lo que para mantener la energía constante según la Ec. De Bernoulli , la presión debe hidrostática disminuye al pasar por la porción angosta , y luego a volver a quedar en la porción más ancha, sube la presión y disminuye la velocidad. Componente estático : presión hidrostática. Relacion entre flujo , velocidad y presión y resistencia Presion es la fuerza impulsora del fluido. Una presión a flujo constante , se pueden medir entre 2 lados distintos que me da un ΔP , que es mi fuerza propulsora . Ley de Ohm: la intensidad de corriente es igual al ΔV / R. Sin diferencia de potencial no hay flujo de electrones, y la intensidad es homologa al flujo. Esta ley se puede aplicar a la fisiología (por ejemplo al SCV) , en donde existe una diferencia de presión. El flujo seria como la corriente, de electrones Q = ΔP / R Relacion presión flujo La presión depende de: la altura del fluido. (Siempre y cuando sea el mismo fluido) Si hay un fluido llenado a una altura determinada, y hay 2 recipientes unidos por un tubo, con una cantidad de fluido determinado, habrá un flujo (en el caso del ejemplo es 5 ml/ seg ). Si se llena al doble de agua, habrá el doble de flujo, PORQUE EL FLUJO ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA DIFERENCIA DE PRESION. Resistencias Relativas Es mayor en las arteriolas, que pueden contraerse y generar un cambio de presión importante, ya que concentran el 60% de la resistencia arterial. Factores que determinan el flujo y resistencia : radio y largo del vaso, viscosidad de la sangre, numero de vasos CLASE 2 Esta es la estructura de los vasos: Primero tenemos la túnica interna, la cual puede ser la elástica interna con su basal. Luego tenemos la túnica media, que consiste en musculo liso con su lámina elástica. Y finalmente la túnica externa que consiste en la adventicia. Las arteria a medida que van disminuyendo su diámetro (desde la aorta), van disminuyendo el número de capas musculares, pero con respecto a la proporcionalidad entre las capas musculares, y el diámetro del vaso, hay mas capa muscular a medida que los vasos se van haciendo más pequeños. Y también a medida que el diámetro de las arterias disminuye, se van perdiendo las capas elásticas. Esta es la aorta. Aquí se encuentra marcada una proteína, en rojo. Puede describir bien el endotelio, y también se pueden ver bien las capas reticulares, que son varias. Aquí se ven varias capas musculares seguidas por las capas elásticas. Aquí puede verse la elástica interna, y luego tiene varias capas elásticas hasta una elástica externa. Esa es una aorta de rata. Y acá tenemos prácticamente lo mismo, pero aquí está marcado principalmente el endotelio, la parte más interna de la elástica interna, se ve que a ese lado está el endotelio. Inmediatamente viene la lámina elástica. Ven que es bastante notoria, gruesa, con respecto a lo que es las células endoteliales… no cierto? Y luego vienen varias elásticas, que uno podría decir que son elásticas externas, y entre una y otra hay varias capas musculares, y estas van desapareciendo en los vasos más chicos, ya que estos tienen una elástica externa solamente, y la capa muscular se va poniendo más tejido elástico, porque se acuerda de que cuando estaban llegando a las arteriolas ya no había elástica externa, y era una pura capa de células musculares, pero esa capa de células musculares miden de alto 10-20 micrómetros que es casi lo mismo que el diámetro de la arteriola (que son menos de 100 micrómetros). Por lo tanto en proporción es mucho más musculo en relación al tamaño del vaso, que el tejido elástico que ya desapareció en casi todas las capas, porque van desapareciendo mucho más rápido. También les agregué acá la arteriola, ven que es un vaso de 20-30 micrómetros y la capa muscular que es esa, en proporción a la aorta que ustedes ven que era la pared… esta es la pared y esto es el lumen, ven la relación que tiene la parte muscular con el lumen, serán 20 veces la diferencia entre la pared y el lumen, a pesar de que es tan gruesa. En cambio la arteriola es mucho menos, hay mucha más capa muscular. Y acá ya tienen la elástica interna, pero ya no hay mas capa elástica, por lo tanto las arterias son musculares. Las arteriolas y las arterias pequeñas que se llaman de resistencia so de entre 300 micrómetros y 100 micrómetros, también ya no tienen la elástica interna y son principalmente musculares. Estas tienen una sola capa de células musculares y las arterias pequeñas de resistencia que van de entre los 300 micrómetros pueden llegar a tener dependiendo del tamaño… 3 capas musculares!, con una elástica externa que no se encuentra, o que está muy difusa, y por lo tanto en relación al lumen del vaso, hay mucho mas musculo que en cualquier otro tejido. En comparación con la aorta, de repente uno se confunde, ¿Cómo va a ser más muscular una arteriola, que tiene una sola capa muscular, que la aorta que tiene 10 capas musculares?, es por la proporción con respecto al tamaño del vaso, y el tejido elástico se va poniendo mucho mas……. Acá también me preguntaban sobre los capilares, y les puse unos monitos, la duda era sobre los fenestrados. Los fenestrados eran más permeables porque tenían más espacios, pero la lamina basal estaba integra…eso para decirlo en forma general, la discontinua es porque tiene toda la pared o sea el endotelio con su lamina basal discontinuos, o sea tiene hoyos hasta en la misma lamina basal, que esta mucho mas desfibrada, ya? Entonces les agregue acá tres monitos para que a ver si se grafica eso que les estoy diciendo, que a veces uno cree que entiende cuando le explican, y uno cree que lo explica muy bien, pero resulta ser un poco más raro cuando uno no lo ha visto. Esto de la microscopia electrónica de un capilar, esto es la célula endotelial que se da toda la vuelta ahí, y esto es lo que da la permeabilidad, y es porque la célula endotelial es muy delgada y la distancia entre el interior del vaso hacia el exterior, si la molécula puede atravesar la membrana, ya sea porque tiene transportadores, o porque es de tipo soluble, la distancia de difusión es mínima, por lo tanto pasa muy rápido y puede llegar al tejido, el tipo en que la sustancia atraviesa el capilar que mide 15 micrómetros. Pero la otra parte que permite la permeabilidad, es porque esta unión aquí que cierra, que es principalmente del tipo tight juction, sea más laxa y permita también pasó de moléculas. Entonces esto sería un capilar propiamente tal, continuo, y después acá el discontinuo seria porque hay mas separación entre las células, y hay situaciones en la que los capilares tienen realmente hoyos, eso seria fenestrado, pero ven ustedes que la lamina basal esta integra igual que acá, esas células, se refleja en forma grafica el nivel de permeabilidad, las células endoteliales son más permeables y en el discontinuo o sinusoide, la lamina basal también esta discontinua y acá casi no se muestra la lamina basal, pero hay lamina basal, la que sirve de sustento para que se pegue la célula endotelial, hay pero está mucho más laxa, menos representada pero uno ve acá con el tamaño de los hoyos, que esta es mucho más permeable, ya que tiene los hoyos más grandes y atraviesa la lamina basal. TODO ESTO LO VIMOS… Parece que no quedamos muy bien en cuanto a cuando nos referimos al flujo y a la velocidad del flujo. Aquí en esta diapositiva esta la respuesta, pero se acuerdan del dibujo que les hice en la pizarra eso mismo, y les dije que aquí la velocidad del flujo era más lenta, pero que si disminuíamos el radio a la mitad, la velocidad del flujo aumentaba al doble, pero que el flujo era constante, el flujo de entrada y salida a lo largo de todo el sistema era igual. Entienden entonces cuando estamos hablando de velocidad de flujo y cuando estamos hablando de flujo… ¿Qué es la velocidad del flujo?, díganme para que me quede tranquilo, porque ya me ha tocado que yo he pasado todo esto y después estamos confundiendo velocidad de flujo con flujo. ¿Qué medimos cuando medimos la velocidad del flujo? Volumen en el tiempo, y lo otro es distancia en el tiempo. Ahora lo llevamos a un fluido, como podemos distinguir de la velocidad si nosotros dijimos que aquí aumentaba el doble pero que el flujo era igual, que quiere decir eso? (Duniel: Cantidad de fluido que se desplaza en una sección transversal por unidad de tiempo). Esa es exactamente la definición de diccionario de flujo, cual es la de velocidad? Sabemos que si se está colocando aquí 1 L en un recipiente y por el otro lado se está recibiendo, pasado 1 minuto, vamos a recibir 1L, se va a llenar, ese es el flujo 1L/min, el gasto cardiaco que lo vamos a ver después, si lo medimos nos da 5L/min. Ahora la velocidad, como ese mismo flujo puede ir más lento aquí y más rápido acá (de hecho el doble), puede intuirse, después de lo que vimos la clase pasada, es obvio que tiene que aumentar la velocidad para que pase la misma, pero que es lo que aumenta, alguien pregunto, que cuando hablamos de la presión. Uno lo podría medir así pero hay una manera más fácil de verlo, si uno hace una película, un corte y ve a qué velocidad se mueve podría decirlo, pero eso es muy difícil, es agua, es transparente… ¿Qué hacemos? Alguien pregunto, dijo que aquí, cuando la presión aumentaba era porque las moléculas estaban más comprimidas. La respuesta a eso era que no estaban más comprimidas, porque está pasando más rápido y por lo tanto está pasando el mismo número de moléculas aquí por unidad de tiempo que acá, eso que les estoy diciendo es velocidad, no es cierto?, entonces qué estamos viendo que se mueve? Uno si se pusiese bien quisquilloso podría decir, a la velocidad que se mueve la molécula en aquel fluido, pero uno lo puede ver, dice, cualquier molécula visible, lo puedes poner en la sangre, cuál es la velocidad de la sangre en un vaso?, uno puede medir, porque puede ver un glóbulo rojo y a la velocidad que se desplaza va a ser la velocidad, con el glóbulo rojo puede ser medio triste, pero podemos poner un colorante, porque con el glóbulo rojo, veremos después más adelante en esta clase, cuando hablemos de viscosidad, que ahí pueden haber variaciones que alteren, y es porque la sangre es un liquido no newtoniano… esto lo dijo Newton, ya que el describió a los líquidos que son totalmente homogéneos y que no cambian cuando cambiamos distintos parámetros como velocidad, presión, se mantienen exactamente igual… como el agua. Pero uno podría ponerle un colorante, la gotita de colorante se va a mover disuelta en el agua y uno va a ver que queda teñido más lento o más rápido. Esla velocidad a la que se mueve una partícula en el fluido a lo largo del tiempo, entonces uno lo puede medir, lo pone aquí y mide allá 10 cm/s, y eso es velocidad, y no importa el diámetro en este caso, para medir velocidad no importa el diámetro, el tamaño del tubo, porque hay liquido. Porque puede ser un tubo gigante o un tubo chiquitito, y uno llega, y tira una marca y la sigue y llego allá en un minuto, y en el tubo grande también llego en un minuto. Si el tubo grande era 10 veces más grande que el tubo chico, como va a ser el flujo si dijimos que la velocidad era la misma… ¿Cómo va a ser el flujo en el tubo grande?, es 10 veces mayor que la del tubo chico. La velocidad es la misma porque las moléculas se mueven a la misma velocidad a lo largo del tubo… ok?, no confundir. Para medir la presión, tenemos en la ecuación la energía cinética, porque eso depende de la velocidad de las moléculas, y esta es la energía potencial… se acuerdan?, entonces por eso podemos separar la presión de la velocidad y del flujo, ya? Ya acá hablamos de presión, de la diferencia de presión, esto lo vimos, lo tenemos claro, y llegamos acá no cierto? Entonces acá vamos a recapitular, para retomar la clase, acá teníamos una diferencia de presión de la columna de agua, porque ya vimos que la presión depende de la altura, es la altura la que importa y no si el tubo es delgadito o es ancho, lo único que importa es la altura a la que está el nivel superior del agua con respecto a la salida. Entonces si aquí tenemos esta altura, que es la mitad del cilindro, y vemos la altura en seco, es decir que no hay presión en contra, por lo tanto esta diferencia va a determinar el paso hacia el otro lado, o sea el flujo, el delta P me indica aquí el flujo. Entonces si ahora subimos al doble, el flujo sube al doble, porque subimos la altura, y con ello la presión y la altura, son directamente proporcionales, vamos a llegar a esa conclusión. Luego lo mismo, pero si ahora subimos al doble y aquí ponemos a la mitad acá, es la misma distancia que hay de aquí a acá, no cierto, tenemos la misma altura de presión porque aquí le estamos restando a acá, porque la de entrada son 10 y la de salida son 5, y aquí este también tenía 5, entonces tenemos la misma situación aquí que acá, entonces el flujo va a ser igual. Y al otro lado si las dos alturas están al mismo nivel, el delta P es cero, porque si le ponemos número, este es 10 de altura y este otro es 10 de altura, el delta P es cero (10-10), ya? Bueno también al principio de esta clase, yo les dije que las resistencias… les mostré un grafico que mostraba la caída de presión y la velocidad, que se producía porque había un aumento de resistencia… que la mayor caída de presión se encontraba en la arteriola, lo que indica que la mayor resistencia está en la arteriola, ya?. Dijimos que la velocidad disminuía hacia el interior de los capilares porque disminuía la sección transversal, pero la presión caía de la aorta en la que no había casi fricción, no había resistencia, cae drásticamente a nivel de las arteriolas. ¿Por qué hay una caída de presión? La caída de presión, si ustedes ven y volvemos a la ecuación esta de Bernulli vemos que si hay una caída de presión es porque hay una pérdida de energía…y por qué ocupa la energía, no cierto? Y hay una pérdida de energía por la fricción, la resistencia friccional, que es la resistencia al flujo, no cierto? entonces esa caída de presión que se da en las arteriolas porque aquí es donde se encuentra básicamente toda la resistencia al flujo y son los vasos más chicos, musculares, los que tienen la capacidad de cambiar su diámetro y si se, dijimos que la arteria muscular estaba básicamente compuesta, como enrollada perpendicular al eje, por lo tanto si se contraen, disminuyen el diámetro, y son vasos muy blandos, por lo tanto son capaces de modificar su diámetro, contraerse y relajarse, por lo tanto aquí tenemos el punto de control a la resistencia, y tiene mucho sentido que sean exactamente esos vasos los que tienen la capacidad de cerrarse o de abrirse porque va a estar influyendo directamente en la resistencia, si eso lo hace la aorta por ejemplo, no va a cambiar mucho la resistencia, porque la resistencia es tan baja que puede aumentar al doble y no afectar a la resistencia del sistema. Entonces tiene mucho sentido que sean estos vasos los que tienen mayor capacidad vasomotora, se acuerdan que yo les dije, claro! Aquí es donde se encuentra la mayor resistencia y son las que antiguamente se denominaban llaves de paso porque son las distribuidoras de flujo, si se cierran unos cierran el paso, lo dificultan mas, para que pueda irse a otro sector de menor resistencia. Esto no ocurre en los capilares, ya que hay muchísimos de ellos, y tampoco tienen capacidad contráctil, ya que son una sola célula endotelial. Entonces, ¿Cuáles son los principales factores que influyen en la resistencia?, hemos discutido varias. El flujo y la resistencia, porque ya vimos todo de cómo se determinaba el flujo, pero nunca hemos determinado la cantidad de flujo por la resistencia, si ustedes tienen un flujo, y se opone mayor resistencia a ese flujo, va a tener que gastar más energía para poder mantener ese flujo o simplemente el flujo va a disminuir y ese es el caso cuando tienen dos territorios vasculares, y además de eso tiene sentido que sean las arteriolas las que controlan, siendo esta llave de paso, porque están en el tejido mismo, en la micro circulación entonces allí pueden determinar de que haya más sangre para una fibra muscular que para otra, porque si se hace más arriba le corta todo el flujo a las dos piernas. Entonces no tienen mucho sentido funcional que los vasos mas grandes tengan la capacidad de controlar la resistencia, porque los vasos que están en el tejido si se cierra uno, le disminuye el paso de sangre a todo el tejido, en cambio, las arteriolas pueden dentro del mismo tejido determinar la distribución de flujo en distintas partes del tejido y eso es lo que ocurre en la micro circulación. Entonces básicamente cuando hacemos ejercicios, se lleva más sangre a los músculos abriéndose toda una nueva vía de circulación, en cambio cuando utilizamos el aparato digestivo se lleva las sangre al tracto digestivo y eso a costa de que vaya menos sangre a los músculos, que se van a contraer un poco. Entonces dijimos que influyen en el flujo el radio y el largo del vaso, el radio porque está determinando la resistencia y si hay menos resistencia hay mas flujo, por lo tanto si en el mismo mono anterior que estaba con la columna de agua nosotros en vez de cambiar las diferencias de presión, ensanchamos la salida o la adelgazamos, vamos a estar cambiando la resistencia y por lo tanto vamos a estar cambiando el flujo. Y la misma razón el largo, porque si ustedes tienen un diámetro más angosto y un largo de 5 cm, no es lo mismo que el mismo diámetro con 10 cm, es como un taco en la carretera, si hay un accidente de un auto que está bloqueando una pista y todos los autos llegan y phshbt! (no sé cómo hacer ese sonido… como que los autos se saltan al del accidente… captan :S) le hacen el quite, la resistencia al flujo de automóviles es baja y probablemente no se formará un taco, pero después llegan los de asistencia de transito, ponen los CONOS y se echan un kilómetro con los conos en la autopista, un kilometro ya no era 10 metros, de dos pistas en vez de tres o sea hay un aumento de la resistencia, y se hace un taco, porque ya no es cosa de ir y pasar rápido y pasan todos si hacer tanta cola, si no que les ocupan la pista del medio y tienen que disminuir de velocidad para cambiarse de pista, para poder achuntarle a la pista, y los autos se van acumulando más y más y más, formando un gran taco, habiendo un claro aumento de resistencia porque aumento el largo de la disminución de diámetro, en este caso de pista. Lo otro es la viscosidad de la sangre, ¿por qué la viscosidad de la sangre?, es como el coeficiente de roce, si ustedes arrastran algo y es completamente liso, lo haces por el hielo, no ofrece resistencia y se desliza suavemente. En cambio si ponemos un buen neumático o una buena goma, y la pisamos, esta no se desliza no cierto?, hay mayor coeficiente de roce. La viscosidad es algo parecido, es como el coeficiente de roce, hay una explicación bastante más engorrosa pero no se las voy a mostrar acá, hay formas más fáciles de entenderlo. Bueno y finalmente el número de vasos y además del número de vasos, la disposición de los vasos, que lo vamos a ver más adelante, o sea de todo esto vamos a conversar ahora. El radio. Si ustedes tienen un vaso y pongámosle que mide 1 mm y tiene una misma presión constante, la misma del corazón, 100 mmHg, que es la misma presión de entrada de todos los vasos, o sea la fuerza que se está ejerciendo, es un delta P, que es la fuerza que se está ejerciendo para poder mover el fluido en estos vasos. El flujo en este por ejemplo si el radio es 1, va a ser 1 ml/min, estamos hablando de forma hipotética, si aumentamos el radio al doble, el flujo aumenta a 16 ml/min, y si aumentamos 4 veces son 256 ml/min, ¿qué está diciendo eso? Antes habíamos visto que el flujo era proporcional al delta P no es cierto?, directamente proporcional. Ahora como será con respecto al radio, directamente proporcional?, no, y que les dice esto? Es proporcional al exponente elevado a la cuarta, o sea imagínense que importante es el radio. La resistencia cuando el radio aumenta al doble, disminuye enormemente, porque es inversamente proporcional al radio a la cuarta por eso siempre cuando vean este numerito aumentando de 10 a 160 o de 1 a 16 es a la cuarta. Eso es lo que quería destacar, no es directamente proporcional al aumentar el radio, no es una recta, como lo que veíamos con la presión que aumenta proporcionalmente al flujo. Acá el flujo va aumentando más bien de una forma más exponencial que otra cosa, porque es proporcional al radio elevado a la cuarta, y eso es lo mismo que tenemos acá, acá tenemos el radio y también incluimos la viscosidad. A ver, si tenemos un radio, acá tenemos el mismo sistema que teníamos antes pero ahora si aumentamos el largo de la boquilla al doble que sería el vaso porque esto es lo que está ejerciendo la presión, la fuerza, este es nuestro vaso, lo aumentamos y entonces qué pasa con el flujo?, disminuye a la mitad, o sea es inversamente proporcional, y ahora si aumentamos el radio al doble, aumenta el flujo de 10 a 160, lo mismo que 1 a 16 por que es lo mismo que decir que es directamente proporcional a r a la cuarta, si aumenta el radio aumenta el flujo, en cambio es al revés si hablamos de la resistencia, si aumentamos el largo al doble, aumentamos la resistencia al doble. Y que pasa con la otra característica que habíamos hablado, en que los fluidos determinan la resistencia, que sería el equivalente al coeficiente de roce en los sólidos, que es la viscosidad, si tenemos esta misma situación aquí que acá abajo, pero ahora aumentamos la viscosidad al doble, aumentamos la resistencia al doble, porque la viscosidad es directamente proporcional a la resistencia, y es inversamente proporcional al flujo, porque la resistencia es inversamente proporcional al flujo, la resistencia se opone al flujo, y si la viscosidad aumenta la resistencia y se opone al flujo, entonces el flujo en el mismo caso que el largo, disminuiría a la mitad. Entonces todo esto, tal cual como se los he mostrado, todo esto son estudios minuciosos, extremadamente precisos que se hicieron el siglo pasado por Poiseuille. Fue él el que llegó a esta relación… que se llama la ecuación de Poiseuille en honor a él (la media noveda) y es exactamente lo mismo que hemos visto hasta aquí, el flujo es proporcional al delta P, el hizo todas estas mediciones, el las hizo una por una pero con fluidos newtonianos. Esto se puede aplicar pero no con tal precisión a líquidos no newtonianos, como es la sangre, pero el con líquidos homogéneos llego a determinar con tal precisión que pudo el formular esta hipótesis el flujo es proporcional al delta P y al radio a la cuarta, y es inversamente proporcional al largo del vaso y a la viscosidad porque que haya viscosidad no quiere decir que sea o no newtoniano, que es homogéneo o no homogéneo y acá tenemos un ajuste a la ecuación que es pi partido por ocho, que es la constante de proporcionalidad, ajustando la ecuación a los valores medios. Ahora vamos a ver más la resistencia al flujo, si tenemos la ecuación de Poiseuille podemos relacionar para sacar la ecuación de resistencia ocho por el largo por la viscosidad partido por el radio al cuadrado, pero esto sale exactamente de la ecuación que vimos al principio de la clase en la primera diapositiva, en que flujo es igual a P partido por la resistencia, se acuerdan cuando hablamos de la ley de ohm? Que fue lo primero que vimos, y eso lo aplicamos aquí y despejando todos los factores que influyen en la resistencia, el radio, el largo y la viscosidad y sacamos el delta P que no influye en la resistencia, lo ponemos acá, queda partido por esto. Por lo tanto la resistencia queda al revés que giramos, y ahí nos queda equilibrada la ecuación que nos da la resistencia, ya que si lo pasamos solamente sería el reciproco…ya? Bueno y ahora la viscosidad. Hemos visto que todo se puede medir, la viscosidad les dije que era más engorrosa. Aplicando Poiseuille posemos calcular las viscosidades porque nosotros podemos medir todos los parámetros, nosotros podemos medir el delta P, que lo conocemos, el radio nosotros lo podemos medir, lo conocemos y el largo también, por lo tanto podemos hacer nuestras mediciones y despejamos la viscosidad porque vamos a medir el flujo y podemos saber cuánto es la viscosidad ya?, y eso es muy fácil, en la práctica ustedes lo pueden hacer y pueden llegar a valores muy, muy precisos pero el problema es lo que les dije anteriormente, en que la sangre no es un liquido homogéneo, lo que complica las cosas y principalmente es porque es un fluido con muchas partículas en suspensión, donde el principal responsable es el eritrocito porque es el que más abunda en la sangre, por lo tanto si sacamos los eritrocitos lo subimos, va aumentando la concentración ya? Y medimos la viscosidad, vemos como va aumentando la viscosidad, tampoco es lineal, es bastante más complejo, porque las relaciones de estas células en suspensión son mucho mas caóticas, mas aleatorias, por lo tanto nunca van a ser una recta. Y acá vemos que el agua, el agua tiene una viscosidad de uno coma, un poquito más que uno, casi uno, el plasma es como un 50% más que el agua, es mas solido, y eso que tiene muchísimas proteínas, para que vean lo difícil que es cuando uno está haciendo experimentos y quiere ver el efecto de la viscosidad de algo, no es llegar y hacer un plasma y meterle proteínas y cosas para que quede un gel porque realmente no va a aumentar mucho la viscosidad, es complicado, pero al aumentarle el hematocrito, uno mide como va aumentando y el hematocrito normal dijimos que era alrededor de un 35% o sea aquí, entonces esta es la viscosidad, alrededor de cuatro, la viscosidad de la sangre. Ven que es muchísimo mayor que la viscosidad del plasma solamente, y eso si lo medimos en un tubo grande en condiciones estandarizadas, pero hay otro problema más que eso es una suspensión de células y que se comportan de una manera bastante caótica y como tal no es lo mismo medirlo en un tubo, que puedo pescar un tubo capilar de 1 mm de diámetro interno y medir el flujo ahí para calcular la viscosidad no cierto?, entonces uno puede medir el flujo y todo eso y ver cuánto cae para el otro lado y puede hacer todas sus mediciones y calcular la viscosidad, pero también lo puede hacer un sistema biológico, puede per fundir con distintas concentraciones de hematocritos por ejemplo y calcular la viscosidad porque pasa por todas las arterias y recoge el fluido por las venas, y ahí, grave sorpresa, porque la viscosidad que uno mide por ejemplo cuando tiene un sistema biológico, es lo mismo que si uno la midiera directamente en el tubo usando flujos para ver cómo va cambiando la viscosidad, a distintos flujos, distintas presiones de perfusión y miden, la viscosidad es mucho mayor en un tubo de 1 mm que en el sistema biológico… por qué puede ser eso?, principalmente por esto, aquí tienen la viscosidad relativa, la viscosidad de un liquido no newtoniano va a cambiar al cambiar las distintas variables, por ejemplo flujo o el diámetro del vaso, uno no puede hablar de viscosidad de un valor neto, entonces uno lo que usa es que uno habla de viscosidad relativa y la viscosidad relativa es que uno ve en un vaso muy chico de 100 micrómetros, estamos hablando de una arteriola, es menos de la que habíamos dicho que iba a ser en el plasma, que la esperada, que era 4, se acuerdan de la diapositiva anterior? Pero sube mucho más cuando va aumentando el diámetro del tubo, y sobre 0,3 o sea sobre 300 micrómetros, se mantiene igual, se acuerdan que 300 micrómetros era el límite de cuando nosotros hablamos de vasos de resistencia de ahí para abajo vienen las arteriolas pequeñas y después empezamos recién con las arteriolas, justamente es lo que estamos en micro circulación y justamente ahí la viscosidad es variable después se mantiene estable, por qué será esto? (Gabi: Porque el numero de partículas en esos vasos pequeños es menor que en los otros vasos) Es una buena respuesta pero no es exactamente por eso pero está bien planteado, porque claro uno diría cada vez menos pero todos los glóbulos rojos que entran tienen que pasar por el sistema porque o si no se formaría un trombo, un tapón que taparía los vasos y no podría entrar más sangre, entonces para cambiar los glóbulos rojos que entran a los vasos grandes, entran a la micro circulación y esa misma cantidad tiene que salir por las venas porque o si no estaríamos acumulando en el lado arterial y disminuyendo en las venas, lo que no tiene ninguna gracia porque estaríamos con el lado arterial colapsado y con el venoso aguado y no es así, es homogéneo, por ambos lados están igual, el hematocrito de hecho se mide por el lado venoso, ya que es igual que el arterial, que pasa? por qué tiene que ser tan complicada esta porquería? No cierto? Uno tiene todo clarito y tiene que salir otra cosa que moleste. Pero no son tan difíciles de entender, lo que pasa es que en los tubos mas chicos, los eritrocitos, se alinean en el eje central, no en las paredes y quedan alineados unos con otros, ya que no tienen espacio para formar grupos aparte de a dos, mientras mas pequeño el vaso mas alineados van los eritrocitos ya que van más rápido, entonces si uno recibiera por el otro lado el flujo, uno se engañaría porque recibiría muchos más eritrocitos que plasma, porque los eritrocitos van pasando más rápido, el plasma va quedando pegado en las paredes yendo mas lento, entonces si perfundimos un vasito chico de 100 micrómetros y vamos midiendo al otro lado con un viscosímetro se va a engañar porque van pasando mas eritrocitos que plasma, ya que van por la vía rápida, el plasma va quedando en las paredes haciendo más roce por lo tanto va disminuyendo la viscosidad porque va disminuyendo el roce, y si uno mide está disminuyendo el roce, porque el roce si uno lo mide contra las paredes directamente lo está haciendo el plasma que es mucho menos viscoso, y no los eritrocitos, y la otra forma que hace resistencia a los eritrocitos, es decir que aumenta la viscosidad, es porque van formando cúmulos en los vasos más grandes y aquí no pueden, porque el diámetro del vaso no se los permite, no les permite ir conversando, cada vez se van poniendo más en fila entonces pasan más rápido lo que se traduce en menor resistencia porque hay mas plasma en las paredes y además la viscosidad baja, si uno aumenta la velocidad de desplazamiento pero esto ya es un vaso mas grande, la respuesta va por el mismo lado…claro! Si ustedes tienen un fluido y lo hacen pasar por un tubo, pero por un tubo más grande y miden la viscosidad a medida que va aumentando la velocidad del liquido no el flujo que dependería del diámetro del vaso si estamos hablando de una cosa que sea homologable para distintos experimentos, para distintos capilares cierto?, disminuye la viscosidad relativa, por qué?, tu estas aumentando la velocidad y tú ves que te está disminuyendo la viscosidad porque tu estas disminuyendo todos los parámetros, lo único que estas midiendo es la velocidad y con ello el flujo, y sabes que a medida que va aumentando la velocidad, mides todos los otros parámetros, y ves que te disminuye la viscosidad, recuerden que esto es sangre, no solo es un liquido newtoniano, ustedes ya saben todo lo que nos complica el hematocrito. Si van más lento, los glóbulos rojos van formando cúmulos, se van acercando a las paredes. Al aumentar la velocidad se van disgregando estos cúmulos y los glóbulos rojos se van alineando más hacia el centro donde tienen más fácil desplazamiento, lo que es lógico, porque van a ir chocando con las paredes y van a agarrar el flujo más rápido que es el que va más hacia el centro, la vía mas rápida, y van a quedar enganchados ahí, en cambio si van más lento, se van a ir chocando unos con otros y van a ir formando cúmulos y ven que cuando uno conversa mucho, no avanza nada, entonces eso pasa, se va haciendo más viscoso. Entonces cuando estén conversando mucho, les voy a decir que vayan disminuyendo la viscosidad. Porque a medida que va disminuyendo la velocidad se van a ir disgregando estos cúmulos, y se van a ir alineando más hacia el eje central, y por eso influye en un tubo mas grande, las razones son relacionadas, en un tubo mas grande, que en lo relativo no varía, pero aquí si varia, en esta altura ya decimos que con el diámetro no cambia, pero si aquí cambiamos la velocidad va a influir a la viscosidad. (Alguien: pero por qué se mantiene constante en algún minuto la viscosidad?) Acá…porque acá el diámetro es tanto más grande que cuando mantiene la velocidad, ya no va a cambiar, porque aquí está cambiando también la velocidad no cierto, aquí va disminuyendo, tú tienes un flujo y lo vas midiendo y en los vasos más chicos, de más o menos 7 micrómetros tu vas a achicar el diámetro y vas a ir viendo que después de los 7 micrómetros se empiezan a alinear, y eso tiene que ver con el tamaño y las características del fluido, del plasma, se empiezan a alinear unos con otros y empiezan a ir mas al centro, porque el diámetro se está achicando, aunque no esté cambiando la velocidad ni nada. Pero cuando el diámetro aumenta, la viscosidad aumenta, porque ahí a esos diámetros mas grandes a una determinada velocidad, se forman mas grupos de eritrocitos, tienen mucho más espacio, ya no van alineados al centro, sino que van más separados, pero si a esos mismos, tu les aumentas la velocidad por ejemplo estamos en este punto de acá y tu le aumentas la velocidad después de que están en ese espacio más grande, va a ser otra fuerza que va a atender a alinearlos y a disgregar los cúmulos que se están formando a esta altura. No aquí no estamos cambiando la velocidad, aquí estamos midiendo a la misma velocidad y está pasando por vasos más grandes y luego va pasando por los vasos mas chiquititos y tu vas conteniendo el flujo, pero el diámetro, el tamaño del vaso, va haciendo que como, no es lo mismo que cuando tu estas llegando a un capilar porque mientras más te acercas a ese diámetro, los eritrocitos ya no pueden viajar juntos, tiene que forzosamente ir alineándose, entonces sin ir cambiando la velocidad se tienen que alinear, y se alinean al centro sin alterar nada más. Ya ahora vamos a ver por qué les dije que el número de vasos, y la disposición de estos también influye no cierto? Entonces esto es lo mismo que vimos al principio, acá tenemos el corazón, tenemos la circulación pulmonar, y la circulación sistémica, tenemos aquí de forma gruesa la disposición de todos los vasos, están los vasos grandes, está el corazón, esta la aorta y la aorta sale aquí puede ser a la arteria hepática, a la arteria esplénica, después tenemos la renal ahí, y todas van sacando sus ramas ahí van formando sus propios territorios vasculares, y ahí se van achicando hasta ir formando los capilares. Entonces ahí se tienen vías de vasos grandes que van dando ramas y estas ramas van formando a su vez otras ramificaciones que van formando territorios vasculares definidos. Entonces de acuerdo a esta disposición podemos decir que tenemos dos tipos, igual que en un circuito eléctrico, tenemos dos tipos de circuitos, dos disposiciones, hablamos de la resistencia, disposiciones de la resistencia. Una que es serie y la otra que es en paralelo. Cuáles son las que van en serie? Las que van una detrás de la otra, como hablábamos del corazón, las dos bombas del corazón están dispuestas en serie, estando en serie con este y con este y este, o sea que hacia lo largo ocupa un mismo territorio, esos son en serie. Pero si ahora comparamos de las distintas ramificaciones, o sea de las que se formaron aquí y aquí con respecto a esta otra, ya no están en serie, porque aquí la cantidad de sangre que entra aquí puede ser mucho menos que la que este circulando por acá y eso lo vimos en una tabla, no cierto? Que acá le llega menos y va a depender de las resistencias que tengan aquí y acá, y no va a afectar al total. En cambio en serie, si entra 1L por acá, tiene que salir 1L por acá, la sangre que entra es igual a la sangre que tiene que salir, en cambio en paralelo puede darse que aquí entre 1L y te pones a hacer ejercicio y puedes tener más aquí que al otro lado. Entonces tenemos que hay vasos en paralelo, esta con esta y con esta y así sucesivamente no cierto? Tenemos que para medir la resistencia ubicarnos de si esta está en serie y como calculamos la resistencia? Cuando estamos en serie tenemos que todas las resistencias están en la misma línea, este es un ejemplo grueso, de arteria, arteriola, capilar, vénula, vena. Y estas resistencias están en la misma línea, y esto es igual que un circuito eléctrico, todavía estamos agarrados de la ley de ohm, la resistencia total es la suma de las resistencias. Esto se puede entender fácilmente porque si nosotros ponemos que resistencia es igual a delta P partido por Q, el delta P o flujo, a lo largo de todo el recorrido es constante. El flujo es constante, las resistencias son las que se suman, pero como son los delta P? Acá tenemos que el de entrada tiene que ser igual al de salida, pero que sucede dentro del circuito?, tenemos que el delta P cambia. Tenemos un delta P de aquí a acá, pero aquí con esta resistencia tenemos una caída de presión, entonces va a haber otro delta P de aquí a acá, si fuera constante, el flujo no seguiría, tiene que haber una caída de presión para que haya una diferencia de presión, y para que esto sea una fuerza impulsora. Entonces cómo podemos llegar fácilmente a lo que aquí les mostré recién, ustedes se tienen que fijar mucho en las sumatorias de las resistencias, es que si ustedes las desglosan, bueno la presión de entrada menos la de salida que es el delta P es igual a la sumatoria de los distintos deltas de presión, pero el flujo es constante por lo tanto es el mismo denominador común para todos, y eso es resistencia, entonces cada una de las resistencia es la suma de la resistencia. En paralelo no están conectadas unas con otras, lo que entra por un lado no tiene que ser lo mismo que entra por el otro, el total puede distribuirse de forma no homogénea. La resistencia total es el reciproco de la suma de las resistencias individuales, que vemos acá? Si ustedes hacen esta operación, qué es lo que se indica acá, el voltaje de los pulmones, pero si ustedes despejan esto y nosotros decimos que estas resistencias son iguales, por ponerle un nombre son Rn, o sea son una subdivisión de la resistencia total pero en partes iguales, si son iguales y tenemos seis acá, tendríamos que es seis partido por Rn, entonces uno partido por la resistencia total, o sea seis partido por Rn, ahora démoslo vuelta, despejemos la resistencia total, entonces la resistencia total sería igual a Rn partido por seis, la resistencia total es menor que cada una de las resistencias individuales. Ustedes ven que mágico es esto? O sea ustedes tienen todo el sistema que vimos anteriormente, y tenemos toda la disposición de los vasos en paralelo y tenemos una resistencia que es de 0,02 y ahora medimos la resistencia en el riñón por ejemplo, en que solamente pasan 600ml/min, ese es el flujo, o sea el flujo es menor y la resistencia es como 8 veces mayor que la total, por qué?, porque las resistencias están dispuestas en paralelo y eso es lo que hace posible que el corazón pueda bombearle sangre a todo el cuerpo, porque la resistencia total es menor que cada resistencia individual. Las resistencias individuales pueden ser mayores que el total. Acá tenemos que hay un delta P de entrada y un delta P de salida, como es el delta P?, igual en el de entrada que en el de salida, no varía, ahora cómo es el flujo, hay un flujo por acá que depende del radio de este, otro por acá que depende del radio de este, entonces cual es el flujo total, la suma de este mas este, entonces tenemos que el flujo total es igual a la suma de este mas este, pero que delta P es constante, es el mismo, por lo tanto lo dividimos por la constante y nos queda que el total es el delta P de entrada por el delta p de salida y cada flujo son esto y esto que terminan en la formula que tenemos que son los recíprocos de cada uno, ya? Estamos de acuerdo. Bueno aquí llegamos a la paradoja de las resistencias en las arteriolas. Que es lo que diría la lógica después de todo lo que les he dicho, que la resistencia se concentra en las arteriolas pero en cada una de las diapos de una forma u otra siempre les he dicho de el área transversal, que en las arteriolas es mucho más grande que en los vasos mas grandes entonces pero en los vasos mas grandes esta la presión y la presión cae en las arteriolas donde el tubo (si los pusiéramos todos juntos) es mucho más grande que en los vasos iniciales. Los he estado tratando de convencer todo este rato que el si el radio disminuye aumenta la resistencia y acá miren como aumenta el radio pero aumenta la resistencia, estamos en serios problemas, todo se nos fue a las pailas y Poiseuille quedo como chaleco de mono. Si aumenta el área ustedes esperarían que hubiera menos resistencia por lo tanto menos caída de presión, menos perdida de energía, pero yo les he dicho todo el rato que la resistencia está concentrada a nivel de las arteriolas y es donde hay mayor área transversal, o sea si uno suma todo los lúmenes de los vasos, es más grande que los del vaso inicial, creo que son 500 veces más si no recuerdo mal. Volvemos de nuevo entonces a la disposición de las resistencias para explicar esta paradoja. Las arteriolas están ubicadas en paralelo. Si lo analizamos y tenemos que la suma de todos los lúmenes de las arteriolas suma mucho más que el de la aorta, pero pongamos que esta sea la aorta y la dividimos en cuatro segmentos iguales en paralelo, todas las arteriolas están en paralelo, entonces si los dividimos en cuatro iguales tenemos uno que es una resistencia que es Rw, weight de ancho, y cuatro Rn, n porque son cuatro iguales, entonces si el area de aca del grandote, este, es igual a la suma de los n, o sea es 4An, el area es pi por R cuadrado, entonces si nosotros tenemos esta formula mágica de resistencia, esto no va a cambiar, porque nosotros tenemos nuestros vasos ya fijos, los que estamos analizando, que son las arteriolas, tienen cierto largo, el radio, la viscosidad de la sangre, todo esto esta fuera de problema entonces esto lo podemos llevar a una constante k, entonces podemos decir que R es igual a la constante partido por el area al cuadrado, porque este es a la cuarta, pi pi R cuadrado que es el area al cuadrado, ahora entonces la resistencia del ancho seria k partido por al area del ancho, y el angosto es partido por el area del angosto al cuadrado, ahora si nosotros hacemos las sumatorias, tenemos 1 partido por Rt, se fijan? Lo vemos tenemos a todas aquí las cuatro, y tenemos cuatro por el Rn pero la R total, entonces si esto lo despejamos y lo reemplazamos en la fórmula esta es vuelta, porque sabemos que la resistencia es k partido por An al cuadrado y sabemos que la resistencia es igual a esto, a la R total y quedamos con que es cuatro si lo reemplazamos el An por el Aw si nosotros pensamos que el ancho es un cuarto, o sea que el area del ancho partido por cuatro es igual a An entonces aca reemplazamos el An que seria el a del ancho partido por cuatro, entonces eso al cuadrado que es 16 entonces aca queda el ancho al cuadrado eso es lo que ponemos aca si lo damos vuelta queda cuatro, me siguen?, lo reemplazamos y aca en vez del n ponemos el del ancho estamos reemplazando según esto, el An es igual a esto, lo ponemos, reemplazamos aquí y nos da esto, entonces cuánto es la resistencia total…cuatro veces la resistencia del tubo ancho. Si ahora esto (que es lo que sucede in vivo) lo subdividimos no en cuatro, sino en ocho pero ocho de este mismo diámetro, por lo tanto nos sobran cuatro no cierto?, esto va a cambiar a dos, cuando lo subdividíamos en 16 pero nos sobran ocho, porque cuatro de este mismo tamaño, vamos a quedar cuatro mas, eso no ocurre en las arteriolas no alcanza a siempre la resistencia va a ser mayor en la subdivisión de los tubos cuando van en paralelo. Pero eso si ocurre en los capilares, porque hay muchísimos mas, la recopilación de los capilares es muchísimo mayor que la de las arteriolas, entonces los capilares tienen menos resistencia, lo que esta bien porque los capilares están protegidos por las arteriolas, si por las arteriolas pasa mucho flujo, se van a romper los capilares por lo tanto las arteriolas son las que están reteniendo el flujo porque tienen mayor resistencia y en los capilares ya hay una caída de presión y llega mucha menos presión y no hay tanta resistencia. si una arteriola disminuye su radio muy poquito, su resistencia va a aumentar enormemente entonces imagínense cuando hay hipertensión, que aumenta la resistencia periférica, ah! Los vasos están mas contraídos, pero no es mucho, si no que muy poquito, pero al estar todos un poquito mas contraídos, la resistencia aumentan enormemente, es muy fina la diferencia. (NOTA: al profe le falto un 4 en la ecuación que escribió… revísenlo) Ya, el flujo sanguíneo, hay distintos tipos de flujo, principalmente se habla de un liquido que tiene viscosidad, entonces decimos que el flujo se ordena y dijimos en las paredes habría cero flujo, y decimos que va aumentando a medida que se aleja de la pared dependiendo de la viscosidad, este ángulo va cambiando dependiendo de la viscosidad, si hay mas viscosidad, este ángulo va a ser mas asi, si hay menos viscosidad el angulo va a ser menos asi. Si es mas viscoso va a estar mas abierto, porque se va a ir pegando mas, mas, mas y se va a ordenar asi. Esto es flujo laminar, que se ordena como lamina, una corre un poquito mas rápido que la otra, van disminuyendo la velocidad conforme van acercándose al borde, si uno lo ve de frente seria asi, están ordenados como círculos concéntricos, distintas ordenaciones del fluido ordenado en círculos, esto es flujo laminar, la lamina del centro es la que va mas rápido. Cómo se forma? si ustedes ven un liquido que proviene de un tubo grande y lo ponen en uno mas chico, qué va a pasar? Lo que va a pasar es que cuando entre va a entrar todo junto, y es un liquido viscoso, por lo tanto parte en lamina, como si no fuera viscoso, pero a medida que va haciendo roce contra las paredes, las laminas mas pegadas a las paredes se van quedando mas atrás y van avanzando mas a medida que van llegando al medio, hasta llegar a la disposición del flujo laminar que ustedes ven allí. Y si ustedes tienen un flujo y lo meten a un tubo mas grueso, recuerden que viene como laminar, entonces al entrar al tubo mas grueso hay un desorden que va a generar turbulencias hasta que las otras capas se puedan ir reordenando hasta lograr el flujo laminar en el tubo mas grueso, pero si hay cualquier angostamiento, cualquier irregularidad, se va a formar turbulencia, como la que vimos en la diapositiva anterior, aquí hay un angostamiento, después se ensancha, ven?, se va formando la turbulencia y después aquí se va a demorar en retomar el flujo laminar, esto empieza con la arterioesclerosis, al formarse las placas, se empiezan a formar las turbulencias, esto es otro estimulo que empieza a deformar las paredes, porque es un estimulo con las mismas paredes y empieza esto a achicarse mas el lumen, y es un circulo vicioso que termina con el daño total del vaso. Ustedes tienen que mantener el flujo, si hay turbulencias… ¿Qué pasa con las turbulencias? Hay una pérdida de energía, por lo tanto si nosotros queremos mantener el flujo, debemos aumentar la presión, o sea para mantener el flujo turbulento, se necesita un mayor gasto de energía, una mayor presión, o sea si tuviésemos un flujo turbulento en los vasos, el corazón tendría que trabajar muchísimo más para mantener el flujo constante. Pero como estamos con flujo laminar, que mantiene a todas mucho más ordenadas, no vamos a tener perdida de energía, y con ello una menor resistencia, porque no hay retorno, y si no hay resistencia, tenemos mayor flujo. En cambio en el flujo turbulento tenemos una mayor pérdida de energía, una oposición al flujo por las mismas turbulencias y eso hace que haya un mayor gasto de energía y un aumento del delta P. Entonces esto se calcula con el número de Reynolds, que es este cálculo que incluye la densidad de la sangre, el diámetro del vaso, la velocidad del flujo y la viscosidad. Si este número, cuando uno lo calcula en una condición dada, es menor que 2.000, lo más probable es que haya un flujo laminar, y si es mayor que 3.000 el flujo va a ser turbulento. Entremedio hay una mezcla de las dos cosas. Si aumenta la velocidad, aumenta el número de Reynolds, y el flujo se hace turbulento, entonces la sangre puede ir rápido, pero no tanto porque podría comenzar a generar turbulencias y que pasa si uno aumenta la viscosidad, mejora el flujo laminar, pero aumenta la resistencia. En el caso de la hipertensión, aumenta la presión, porque esta alto el hematocrito, hay flujo laminar, pero no bueno, porque antes ya estaba laminar. Si aumenta el diámetro del vaso, aumenta el número de Reynolds, favoreciéndose el flujo turbulento. Esto lo vamos a ver después cuando veamos la regulación local de los vasos, que es la ley de Laplace que es la tensión de la pared por la presión pero la diferencia de tensión o sea la presión interna que se esta ejerciendo interna menos la externa, la de afuera es casi despreciable porque desde afuera casi no se esta ejerciendo presión, entonces es la presión interna la que mas cuenta, y es la presion a la que esta sometida la pared. Y aquí pueden ver, si aumenta el radio de los vasos, aumenta esta presión, si aumenta la presión interna va a aumentar la presión a transmural de las diferencias, de adentro para afuera, también va a aumentar la presión en la pared del vaso. Eso es importante por ejemplo en los capilares, porque en los capilares disminuye el radio tanto la presión disminuye mucho, y si aumentara mucho la presión la pared de los capilares no lo soportarían y se romperían. Y lo ultimo que se toma en cuenta es el grosor de la pared, si el grosor aumenta, la presión disminuye. En la hipertensión, los vasos se hipertrofian, en los vasos va aumentando la presión y eso lleva a una disminución de la tensión. Y esto ultimo ya lo vimos, que es la distensibilidad, que es mayor en las arterias que en las venas. Los vasos de mayor capacitancia son las venas, en cambio las arterias son de conducción y por eso el 60% de la sangre esta en las venas, es un sistema que almacena mucha mas sangre. Y esto es lo mismo, que en el fondo la capacitancia de uno y de otro y la distensión, la capacidad de distenderse, que como cambia la distensión con respecto a la presión, con respecto a la edad, y la idea es que va disminuyendo, y ese es uno de los problemas que hay con la edad, que son los problemas cardiovasculares y de cambios de presión que están muy relacionados con esto. Corazón Ubicación: en la línea media esternal, a la altura de la segunda costilla, por sobre el diafragma. Generalmente se ve como un triangulo, mas desarrollado hacia el lado izquierdo. Está al centro, se dice que está hacia el lado izquierdo porque se prolonga (protruye más) hacia la izquierda por que al lado derecho está la circulación pulmonar que es de baja resistencia, por lo que está menos desarrollado; el músculo trabaja contra una resistencia menor. En cambio el lado izquierdo, es sistémico, bombea a 100 mmHg, esta mucho más desarrollado; por esto se ve más grande. Se dice que son dos bombas, la cámara izquierda es sistémica. En el corazón hay un pericardio y un miocardio. El musculo cardiaco es un sincicio funcional (en el sincicio está todo como en una fibra de músculo esquelético; están fusionadas varias células, funcionando como un sincicio, es estructural; todas juntas están en la misma estructura); en cambio este es un sincicio funcional, aquí están acopladas. El músculo cardiaco es un músculo estriado, con características un poco distintas al músculo esquelético. Endocardio: la pared del interior, como el endotelio Miocardio Epicardio: por fuera Pericardio: lámina serosa, con dos capas, una parietal y una visceral. Se produce un doble eje en la misma lámina, que permite el desplazamiento, el órgano no está fijo, “en el aire”, el órgano esta fijo a la pared; pero no pegado a ésta. Así está en una posición determinada, pero dentro de otra cavidad interior. Este movimiento, produce roce, pero la serosa permite que el tejido mismo del órgano no esté comprometido en el roce. Una lámina puede moverse por sobre la otra sin mayor problema. Se forma también el epicardio o pericardio, que es la lámina visceral; que está protegiendo y encapsulando el corazón, impide distensiones, es fundamental; ya que permite que el corazón (que está en el aire) lata y se mueva sobre esta serosa (la doble lámina); similar a lo que ocurre en las articulaciones, en que se mueve una sola parte; La que está fija, hacia afuera y la interna permite que se mueva y no haya roce directo del órgano. Pericardio: lamina fibrosa, le da resistencia al corazón. Es rígida, protege el corazón y lo ancla a las estructuras que lo rodean, el pericardio (interna, es mas más rígida, impide que el corazón se llene en exceso; es rígida): lámina visceral. Las subdivisiones del corazón: -Cava superior entra al a la aurícula derecha; de aquí se pasa al ventrículo derecho. Estas son dos cámaras es serie, y el circuito es unidireccional (por las válvulas, que separan aurículas de ventrículos, evitan el reflujo de ventrículo a aurícula, y a la salida de los grandes vasos). De La aurícula derecha al ventrículo derecho tenemos la válvula tricúspide; la salida es por la arteria pulmonar. Para evitar la devolución (por el bombeo, hay una presión que se transmite hacia la arteria, por lo que cuando se está relajando, la sangre tendería a volver al ventrículo, para eso está la válvula (las de los grandes vasos son las semilunares); en este caso la semilunar pulmonar. La arteria pulmonar es una arteria por sus características estructurales; (las venas son la sangre que viene de vuelta, que vienen bajas en oxigeno, altas en CO₂, traen los desechos, pero en este caso, es lo contrario) es sangre alta en CO₂, baja en oxigeno y lleva desechos, va al pulmón. VA al pulmón; es conductora; sus componentes sanguíneos son de vena; pero cumple función de arteria (todo lo que sale bombeado por el ventrículo en la primera parte, hasta que capilariza, es arteria. El retorno del pulmón; alta en oxigeno y baja en CO₂, es la vena pulmonar. La sangre vuelve desde los pulmones a la aurícula izquierda, oxigenada; a través de la vena pulmonar, pasa al ventrículo izquierdo; y se bombea por la aorta hacia sistémico. Hay una válvula, la bicúspide (mitral). Hacia al aorta, hay otra válvula. En total, tenemos 4 válvulas que separan aurícula con ventrículo al lado derecho y al izquierdo y a la salida del ventrículo. Estas válvulas, que son las que ejercen mayor fuerza tienen unos tendones y músculos papilares (las que separan aurículas de ventrículos). Las otras no tienen los tendones pero tienen un abultamiento que ayuda a funcionar (las válvulas pulmonar y aortica) En un corte transversal de corazón se aprecian las diferencias entre el ventrículo derecho y el izquierdo, diferencia en las paredes. El ventrículo derecho tiene paredes mucho más delgadas, por que no necesita paredes tan fuertes, ya que bombea contra un sistema de mucho menos resistencia. Se ve mayor el lumen del ventrículo derecho. El volumen que bombean los ventrículos es proporcional al lumen; pero el volumen que bombea un ventrículo es igual al otro. Cuando hay hipertensión se produce hipertrofia en el ventrículo izquierdo; ya que se engruesa aun mas, al aumentar al presión sistémica arterial, por lo que el corazón esta bombeando contra una resistencia mayor. Por lo tanto, cuando hay hipertensión hay una resistencia periférica mayor; por lo que el corazón realiza un esfuerzo mayor, y eso va acompañado de cambios, principalmente hormonales, de señalización, lo que conlleva a que se engruese la pared del ventrículo, y es capaz de bombear contra esa resistencia porque está mas musculoso; hay engrosamiento fisiológico, como por ejemplo en el ejercicio el problema es que si se van engrosando las paredes; pero en este caso, hay un punto en que deja de ser funcional; por que se engruesan tanto que empieza a comprometer el musculo, y el engrosamiento no puede pasar hacia afuera; por lo que se agranda hacia el interior y comienza a comprometer el lumen, llega un punto en que hay falla cardiaca por que ya no puede bombear y cuando se contrae , lo que disminuye el lumen es mucho menos, el volumen bombeado, con respecto al volumen residual que queda en el corazón , esta proporción es muy baja. Se bombea y Va quedando en el corazón, se bombea y va quedando en la cavidad y debe bombear más fuerte. Al contraerse se engruesan las paredes, no se pueden contraer mas y queda un gran volumen residual, comienza a disminuir el flujo y el gasto cardiaco y empieza una falla cardiaca. Cuando se contrae, disminuye el volumen interno de la cámara, eso hace que la presión bombee la sangre hacia afuera del ventrículo. Las fibras musculares de las aurículas van en cierto orden y las fibras de los ventrículos van principalmente hacia la punta, como un triangulo. Las puntas de las fibras van ramificándose, pero envolviendo el corazón hacia la punta de éste( hacia donde esta la terminación). Las Válvulas semilunar pulmonar y aortica también son tricúspides (tres válvulas). Las válvulas cerradas sellan el paso de la sangre, impiden completamente el retorno. Cuando las valvas de las válvulas están fallando y no calzan perfectamente (lo que pasa mucho por ejemplo con la mitral o la aortica; puede haber un engrosamiento o infecciones que producen fibrilaciones; estas no calzan perfectamente y no sellan; y hay un cierto reflujo, como por ejemplo los soplos donde hay un retorno de sangre). Las válvulas auriculo-ventriculares: al llegar sangre a la aurícula (la sangre entra constantemente), por la presión venosa; el corazón está en diástole con el ventrículo, está relajado, no ofrece resistencia al paso de la sangre. Al final de la diástole se contrae la aurícula y hace el ultimo llenado del ventrículo; luego se contrae el ventrículo, y este al contraerse, aumenta la presión del ventrículo con respecto a las aurículas; por lo que la sangre va a tender a volver; y este retorno arrastra la válvula hacia atrás y cierra el paso hacia la aurícula. La válvula esta abierta; se cierra; pero se asegura el sistema que no pase para el otro lado (aurícula, que tiene menor resistencia que viene de la circulación pulmonar en comparación con la aorta). Se devuelve la válvula, impide el retorno de la sangre y esto ayuda a que la válvula quede bien sellada y en la posición correcta; no pasa hacia el otro lado; esto es por los músculos papilares; que están formando las cuerdas tendinosas; agarran las valvas; estas se cierran (durante la contracción ventricular también se contraen los músculos papilares) y esto hace que la válvula se cierre. Al contraerse los músculos papilares, las cuerdas tendinosas quedan tensas; y evitan que la válvula se devuelva. Así queda en la posición justa en que sella. Cuando el ventrículo esta relajado, estos músculos también están relajados, por lo tanto esta flojo el sistema que permite que las valvas vuelvan. Las semilunares; es lo mismo, cuando la presión del ventrículo aumenta, por ejemplo cuando pasa del ventrículo izquierdo hacia la aorta, tiene alta presión; por que al otro lado está la resistencia, la sangre tratando de pasar por la aorta, elástica, que mantiene la presión; viene la contracción del musculo del ventrículo, aumenta la presión en el ventrículo, pero la sangre no pasa a la aorta hasta que supere la presión en el ventrículo de la que esta en la aorta. Si la sangre que esta en el ventrículo supera a la presión de la que esta en la aorta, la válvula se abre y pasa la sangre hacia la aorta, y cuando el ventrículo ha terminado de contraerse y ya esta dejando de contraerse y está ejerciendo menos presión, por que ya pasó su punto máximo de contracción; empieza a disminuir la diferencia de presión, por lo tanto, la sangre comienza a devolverse hasta que el ventrículo se relaja; se produce un retorno; pero esta misma sangre que intenta volver, arrastra las valvas de la semilunar y evita el retorno hacia el ventrículo. Existen unos corpúsculos que hacen que se apoye la válvula sobre la pared e impide que se devuelva, no están las papilas Actividad eléctrica del corazón El corazón late por un sistema automático y existe una coordinación entre aurículas, ventrículos en el lado derecho e izquierdo. Musculo cardiaco, las células son largas (pueden medir hasta 100 micrómetros de largo) pueden tener uno o dos núcleos, una célula cardiaca esta conectada con las otras células. No es en una sola línea; todo el sistema esta conectado. Hay puntos de engrosamiento; los discos intercalares que le da soporte, para la contracción, y además es el punto en que se encuentran los canales intercelulares; gap junctions (uniones comunicantes o uniones en hendidura), que comunican directamente el citoplasma de una célula con el de otra, y permiten el paso de pequeñas moléculas (que pesen menos de 1000 Da); también permiten el paso de iones. Así transmite las señales eléctricas. Estos canales están formados por conexina (la principal en el ventrículo del corazón es la conexina 43); que son proteínas que forman un hemicanal; que es el que aporta una célula (6 conexinas forman un hemicanal); estos hemicanales, al juntarse en el puno de aposición; forman un canal intracelular. Que permite la comunicación entre células; permiten que el corazón funcione como un sincicio funcional, principalmente con respecto al flujo de corriente eléctrica. Las gap junctions son vías de baja resistencia; se puede producir una despolarización. Esta señal puede transmitirse sin mucha perdida a lo largo de todo el musculo cardiaco. Despolarización; el potencial se hace positivo al interior, lo que está dado por la corriente(magnitud). De acuerdo a la ley de Ohm (relaciona una corriente con una resistencia): Al tener una vía de comunicación, la corriente pasa por cierta resistencia; si no existe comunicación, son dos sistemas separados y no hay voltaje (ya que este está dado por la cantidad de corriente que pasa). Esta se puede transmitir por una vía de baja resistencia hacia otra célula por las gap junction, y coordinar el funcionamiento. Esta corriente funciona en forma coordinada, hace que se contraigan estas células, prácticamente al mismo tiempo. Se transmite: marcapasos; hay varias células marcapasos (que marcan el ritmo), son automáticas, funcionan de forma automática a cierta frecuencia; dan el pulso despolarizarte, señales eléctricas que se traducen en una contracción. Las células marcapasos no se contraen, por que están especializadas. Nodo sinoauricular: está justo por debajo de la entrada de la vena cava superior. Hay una hendidura en la parte superior derecha del ventrículo derecho que es donde se encuentra este nodo. Es el principal marcapasos. Aquí se inicia el impulso, se transmite por las células musculares de la aurícula, pero también hay un fascículo de conducción especializado, pero no es tan importante (podrían fallar y/o no estar y de igual forma el impulso se va a transmitir a través de las células musculares). Llegan a un punto en la parte final de la aurícula; donde empieza el ventrículo, está el nodo Auriculo-ventricular; la señal se transmite al has de Hiz (todo esto es por el lado derecho). El has de Hiz sigue hacia abajo, por lado interno del corazón, “encima del endocardio” , que es el primer tejido del corazón en contacto con estos. Sigue (se proyecta hacia abajo) por el lado derecho, a unos 15 mm del nodo, tiene una ramificación, que sale hacia el lado izquierdo, atraviesa por el tabique ventricular hacia el lado izquierdo, por una rama mas gruesa (se ve como una rama, pero en realidad es la continuidad del has, ya que es mas gruesa) los dos ramas, van por los ventrículos y llegan a la parte baja, empiezan a cubrir todo el tejido y se ramifican, estas ramificaciones ( fibras de Purkinje) permite la propagación de impulsos a todo el órgano, así el impulso se transmite distancias menores. Estas fibras son mas rápidas que los miocitos ventriculares, por lo que permite que el impulso se propague mas rápido. Todas estas células son automáticas;(son todas marcapasos) el único punto de partida para transmitir la señal hacia el ventrículo es el nodo aurículo ventricular, todos tienen función eléctrica, de generación automática. Todas son excitables, todas conducen, las fibras de Purkinje son mas alargadas. Solo los cardiomiocitos son contráctiles, aunque también tiene características de excitabilidad y conducción. Las fibras de Purkinje no llegan a cada cardiomiocito. También tienen características mecánicas (cardiomiocitos) La señal se transmite de forma regenerativa (sin perder señal de un punto a otro), a través de la generación de potenciales de acción. Hay distintos potenciales de acción. El nodo sinoauricular y el aurículo ventricular, tienen un potencial de acción bastante particulares; es bastante el aumento (subida) del potencial, es bastante lento, el retorno también es lento; no tiene como los otros potenciales típicos del corazón una fase de plató. Pero es un potencial bastante más lento. En todas las otras estructuras como en el pericardio o en la fibras de Purkinje y cardiomiocitos el potencial de acción es mucho mas rápido y es especialmente en las fibras de Purkinje y en los cardiomiocitos tiene una fase de plató y un peak, especialmente destacable en las fibras de Purkinje (el peak) El nodo, que tiene generación automática, tiene potenciales de acción mas lento (la velocidad del potencial de acción la da principalmente la pendiente; es fundamental en la velocidad de transmisión) los nodos tienen velocidad mucho mas lento, lo otro es la amplitud del potencial de acción, a mayor amplitud mas rápido llegara a generar en la célula vecina la despolarización. Estas pendientes determinan la velocidad de conducción del potencial de acción. La magnitud del potencial de acción es menor. En las otras células, la pendiente es mucho mas parada que las de los nodos. La aurícula tiene menos plató, la pendiente es mas parada, la magnitud es mayor que en la de los nodos. La duración es menor. La duración en los nodos es corta en comparación con las fibras de Purkinje, el endocardio o el miocardio. El epicardio es el más corto, que tiene un plato determinado. Estos potenciales de acción duran más de 100 milisegundos. El plató es la fase en que esta entrando calcio, esto permite el acoplamiento eléctrico con el mecánico (entra calcio del extracelular y permite la contracción) Velocidad de conducción de los nodos es mucho mas lento (nodo sinoauricular lenta , auriculoventricular, lenta, la aurícula es un poco mas rápido, pero las células de Purkinje es mucho mas rápido. En el ventrículo es la misma velocidad que el ventrículo La magnitud en los casos, en las células de Purkinje la conducción es mayor por que las células son alargadas, mas especializadas para al conducción. La frecuencia del marcapasos esta dada por el nodo sinoauricular, el segundo marcapasos es el nodo auriculo ventricular, tercero, fibras de Purkinje; pero no se propagaran todas, no habría orden, pero el corazón se contrae con una frecuencia bastante determinada; comandada por el nodo sinoauricular, si falla puede tomar la función en nodo auriculoventricular o si este falla también, las células de Purkinje. EL nodo sinoauricular dispara 70-100 veces/ min, el ritmo cardiaco básico; el nodo auriculo ventricular es mas lento y las fibras de Purkinje más lentas aún. El nodo sino auricular como va más rápido; comanda, van llegando las señales más rápido al nodo auriculoventricular, hay supresión por sobrecarga; llegan mucho mas seguido las señales; y no alcanza a disparar entremedio; se sostiene una frecuencia mas alta, a la cual puede responder; principalmente está actuando el sodio, el que debe ser sacado por la bomba sodio potasio ATP asa; por lo que se saca neta una carga positiva hacia afuera (electro génica), tiene a hiperpolarizar las células del nodo AV, esta hiperpolarización esta retardando, ya que mantiene disparando más seguido de lo que puede manejar; hiperpolariza, y debe alcanzar el potencial para despolarizarse y poder disparar su propio potencial de acción. Luego llega otro impulso del nodo sinoauricular; no alcanza a alcanzar la hiperpolarización que está ejerciendo la bomba para poder funcionar con su propio ritmo; por eso no dispara entremedio. La bomba queda funcionando con un retardo; incluso unos cuantos milisegundos más. AL quitar el nodo sinoauricular, para que el nodo auriculoventricular sea marcapasos, hay un periodo en que no late por que se muere (varios ms, hasta segundos en que no hay latidos) hasta que llega a un equilibrio la bomba sodio potasio, puede comenzar a generar sus propios potenciales de acción; empieza a comandar el marcapasos. Lo mismo pasa con las células de Purkinje si el nodo auriculoventricular falla, pero sería muy lento, para un periodo mas largo sin latido, porque la bomba sodio potasio de la célula de Purkinje funciona más lento aun; su periodo de latencia es mayor (tiempo para llegar a su equilibrio no estar hiperpolarizando, y puede generar sus propios potenciales de acción. El sistema nervioso podría compensar, para variar la frecuencia cardiaca. Mecanismos iónicos del potencial de acción: -Distintas fases Potencial de acción típico: (ejemplo) “fibra de Purkinje”:tiene una subida pronunciada, baja, se devuelve y recupera magnitud . Los cardiomiocitos tienen un nivel hasta el nivel del plató 5 etapas: Subida: disparo (0) peak comienza a bajar repolarización vuelve a la basal Las corrientes iónicas que explican esto - sodio: primera parte, canales de sodio rápidos, dependientes de voltaje, sensibles a tetrotoxina. Los canales de sodio del corazón son principalmente canales de sodio cardiaco (Na V 1.5 Son insensibles a TTX (hasta 10 micro molar de concentración)). Entrada de sodio, se activan los canales, se produce una fuerte despolarización por al entrada de sodio, a medida que va llegando a cero se va despolarizando, después los canales de sodio se inactivan, para poder volver a abrirse tienen que pasar de nuevo a cerrado, y para volver a cerrado tiene que volver al potencial de membrana. Una vez cerrado pueden volver a abrirse una vez que se activan, quedan inutilizados, hasta otra etapa. En reposo está disponible la mayoría de la población de canales; una fuerte corriente es por que se abrieron muchos canales de sodio; por eso son rápidos; por que la población funciona muy sincronizadamente. Luego viene la corriente de potasio, que está dada por varios canales; que repolariza cuando los canales de sodio ya se están cerrando. Finalmente se abren los canales de calcio; los principales son los tipo L (larga duración), no se inactivan rápidamente como los de sodio, por lo que mantienen la corriente que mantiene el plató. Esta corriente de calcio es despolarizarte; pero por la corriente de potasio que también está presente; se compensa y queda equilibrado ene l plató, luego estos canales se comienzan a inactivar y comienzan a prevalecer las corrientes de los canales de potasio que son los que repolarizan; lo llevan al potencial de membrana. Hay dos periodos refractarios; desde que se inicio el potencial de acción, los canales de sodio se inactivan y hasta cuando comienza a volver a la repolarizacion, en etapa 3, recién empiezan a pasar al estado cerrado; algunos canales de sodio; que puede ser suficiente para generar un potencial de acción, pero no uno tal cual como el primero. Periodos refractario efectivo (cuando empiezan a pasar de inactivado a cerrado los canales de sodio); luego bajan de nuevo y cuando llega al potencial de reposo nuevamente; si pasan al estado cerrado todos los canales de sodio, por lo que hay cada vez mas canales de sodio disponibles. Desde el periodo refractario efectivo, hasta avanzada la etapa 4( de repolarizacion), hay un periodo refractario relativo, puede haber una reacción, pero mucho menor en magnitud y probable mente en velocidad (por que va a haber menos canales de sodio disponibles) . Como es avanzado el periodo 4; va a depender del potencial de acción, en los nodos, es bastante mas avanzado. Cuando ya estén todos los canales de sodio disponibles. Esta corriente en al fase 4 se mantiene por la corriente de sodio y la de potasio. Potencial de acción de las células marcapasos… CLASE 3 Válvulas del corazón: -válvula tricúspide: tiene tres valvas, une la aurícula derecha con el ventrículo derecho. - válvula pulmonar: tres valvas, une el ventrículo derecho con la arteria pulmonar. -válvula mitral (bicúspide): tiene dos valvas, une la aurícula izquierda con el ventrículo izquierdo. -válvula aórtica: tres valvas, une el ventrículo izquierdo con la arteria aorta. Las válvulas están cubiertas por un endotelio, que es una superficie antitrombótica, ideal para que se deslice la sangre. Los senos evitan que las valvas se abran en exceso y colapsen contra las paredes. Músculo Cardiaco: La conexión de los miocardiocitos se produce a través de las tigh junction, formados por proteínas llamadas conexinas. Seis conexinas forman un hemicanal. Existen 20 conexinas. Conexina 43 presente en el ventrículo Conexina 40 presente en la aurícula Cuando en el ventrículo baja la expresión de la conexina 43, se genera una sobreexpresión de la 40. Dos hemicanales permiten una guía de muy baja resistencia entre las dos células para el paso de moléculas pequeñas, como el paso de iones, es decir, el paso de corriente. Por lo tanto, son estas estructuras las que permiten que se propague el potencial de acción de una célula a otra y el corazón de contraiga de forma ordenada. Hay que dejar en claro que la propagación del impulso eléctrico no es lo mismo que la contracción muscular, la propagación es previa. La contracción no es simultánea, es inducida por la señal eléctrica. Tamaño de los nodos: ambos nodos están al lado derecho Nodo sinoauricular: alto 15mm, ancho 5mm, grosor 2mm Nodo auriculoventricular: Es más grande el nodo auriculoventricular, aunque no es importante saberse las medidas. La clase pasada se conversó del marcapaso, que se conoce como marcapaso natural, que es el nodo sinoauricular, donde se originan los impulsos, se propagan hasta en nodo auriculoventricular. Hay unos fascículos que se llaman fascículos de Branches que facilitan la propagación, pero que no son vitales, ya que la propagación igual ocurriría por los miocardiocitos. Llega el potencial de acción del nodo sinoauricular al auriculoventricular y provocan la contracción coordinada del la aurícula y el ventrículo ambos no se contraen al mismo tiempo. La velocidad de contracción es muy rápida, pero la contracción no es simultánea, entre el NSA y el NAV hay un retardo ocasionado por la conducción, produciendo la diferencia entre la aurícula y el ventrículo. Hay parte de regulación del sistema autónomo parasimpático, que actúa a este nivel. Nosotros vimos el semestre pasado electrocardiograma, donde la señal que uno detecte se supone que corresponde a la aurícula, es un retardo con respecto a cuándo empieza las señales que corresponden al ventrículo. Y eso hace que se contraiga la aurícula, y cuando termine de contraerse la aurícula y se empiece a relajar, en ese momento se contrae el ventrículo. Por lo tanto, van alternados y así sucesivamente. Eso es porque en el paso del potencial de acción que llega al NAV, aquí hay un retardo, y este es el principal punto del retardo. ¿El autónomo produce el cambio en el nodo o el viaje del potencial desde el NSA y el NAV? No, porque ya que es de conducción más lenta, depende de la pendiente ascendente en la fase 0 y la magnitud del potencial. Las dos son más pequeñas en el nodo sinoauricular, por lo tanto los dos factores implican que la conducción sea más lenta En el ECG vimos que hay una señal eléctrica que involucra en movimiento de cargas, de la señal eléctrica. Había un periodo que no había movimiento de cargas, donde uno podía decir que era isoeléctrico, por lo tanto que sea más lenta y otras mas rápidas coopera con la sincronización, pero no es suficiente para que permita esta contracción llegue a que el fin de la sístole auricular sea al tiempo de la sístole ventricular. Aquí hay un retado mayor, el nodo auriculoventricular está formado por tres capas: AM: entre estas es donde se produce el mayor retardo, porque la distancia es más larga. Punto fundamental de retardo. CENTRO: que son las propiamente del nodo, también tiene conducción lenta. NH: las que se conectan con el Haz de His, son una estructura intermedia entre el nódulo y el haz de His mismo. Características de las células cardiacas: Característica Localización Función Automatismo NSA, NAV y células de Purkinje Eléctrica Excitabilidad Todas Eléctrica Conducción Todas Eléctrica contractilidad Cardiomiocitos Mecánica Las células de Purkinje y el NAV también pueden actuar como marcapaso ectópico. NSA es el marcapaso natural. Todas las capas del corazón (endocardio, miocardio y epicardio) pueden conducir. Pero solo los miocardiocitos tienen la capacidad de contraerse. ¿Las células de Purkinje no se contraen? No, no se contraen, su función no es ayudar en la actividad mecánica, no es ejercer fuerza. El camino del Haz de His sigue un camino paralelo al tabique, saliendo del NAV por el endocardio. A través del tabique penetra al lado izquierdo que son ramas más gruesas que el tronco. Al final ramifican las fibras de Purkinje, que es el entramado final que permite la transmisión del impulso. Potenciales de acción de los nodos Potencial de acción de los miocardiocitos Las células de Purkinje tienen una fase 1 más pronunciada En los potenciales de marcapaso, la pendiente es menor y la magnitud es menor. Además, el potencial de reposo es menos hiperpolarizado. Que en los miocardiocitos la magnitud y la pendiente sean mayores, está muy relacionado con el aumento de la velocidad de propagación. Estos son los distintos potenciales de las distintas células que forman parte el corazón. Hay que destacar que en los potenciales de los miocardiocitos, la despolarización es mayor que la de los nodos, y además en todas ellas se presenta una gran pendiente. La fase de meseta representa la entrada de calcio. Todas las células de contracción tienen el mismo esquema, pero presentan pequeños cambios, principalmente por la meseta. Velocidad de conducción: Tejido Conducción (m/s) Respuesta Nodo SA 0.02- 0.1 Lenta Aurícula 0.3- 1 Rápida Nodo AV 0.02- 0.1 Lenta His-Purkinje 1-4 Rápida Ventrículo 0.3 -1 Rápida Lo importante es que el haz de His y las fibras de Purkinje son las más rápidas. Frecuencia de los marcapasos: -NSA: 70 a 100 veces por minuto marcapaso natural -NAV: 40 a 55 veces por minuto marcapaso ectópico -Purkinje: 25 a 40 veces por minuto marcapaso ectópico Supresión por sobrecarga: mientras más rápido, prevalece. Intercambio iónico del potencial de acción: 0: entrada de Na 1: salida de K 2: Entrada de Ca y salida de K 3: salida de K 4: Salida de K En la fase 4 los canales de Na están inactivados, provocando un periodo refractario efectivo relativo. Se podría disparar otro potencial de acción pero de menor magnitud. Potencial de acción de las células marcapaso: 0: canales de Ca L y T, el ascenso es más lento 3: Repolarización, canales de K se inactivan lentamente. Se está hiperpolarizando nuevamente, tendiendo hacia el potencial de reposo. Las fases iónicas, básicamente, el potencial de acción, se ven en los canales de calcio, donde también participan los tipo T (trans). ¿Qué hace que estas células disparen en forma automática? La mayor diferencia con un potencial típico de un cardiomiocito es que el potencial de reposo está mucho más despolarizado, además el potencial de reposo no es estable, va en ascenso. Esto se explica por los funny channels de sodio (canales raros de filtración que no eran predecibles), que no dan gran magnitud, pero si lo suficiente para dar una pendiente de ascenso. Entonces el potencial de reposo presenta una corriente despolarizante en sí, que llegando a los -50/-40 se le suma la corriente de calcio tipo T, que se activa a potenciales bastante más hiperpolarizados que los tipo L. Por lo tanto se activan antes que los L, dando un impulso mayor a esta despolarización que lleva hasta el umbral y gatillándose el potencial de acción. La despolarización se va haciendo más empinada porque además se van inactivando los canales de K, que estaban dando la corriente hiperpolarizante. Entonces la corriente despolarizarte se va haciendo más efectiva después hay una especie de segunda pendiente cuando se activan los canales de calcio tipo T, que dan el ultimo empujón para que se inicie el potencial de acción. Comparación temporal entre potencial nervioso y muscular: La magnitud entre ambos potenciales es similar, pero la repolarización en mucho más rápida, dura apenas 2 milisegundos. En cambio el potencial de acción del corazón puede llegar a durar entre 200 a 300 milisegundos. Los canales de Na del corazón son del tipo 1.5 En el cerebro hay del tipo 1.2, 1.6, 1.7, es más amplia la variedad. Control extrínseco del corazón: Se hablará se la fase iónica que explica los mecanismos que dan el control extrínseco. Se refiere al control que es externo a las propiedades propias del corazón. Por ejemplo el sistema autónomo simpático y parasimpático: -simpático aumenta la frecuencia - parasimpático disminuye la frecuencia ¿Qué mecanismos podrían estar actuando? Actúan sobre el NSA cambiando la pendiente del potencial de reposo, si está pendiente es más inclinada, disparará más rápido. En cambio si es menos inclinada, será más lento, porque se demorará más en llegar al umbral. Este es un mecanismo básico. La estimulación simpática hace que está pendiente sea más empinada y el parasimpático hace que sea menos empinada. El parasimpático hace eso por un mecanismo del neutransmisor acetilcolina con receptores muscarínicos, manteniendo una fuerza hiperpolarizante. Otro mecanismo es que el potencial parta desde más negativo, pero con la misma pendiente, entonces se va a demorar más en llegar al umbral. Puede ser provocado por el parasimpático. Otro mecanismo es cambiar el potencial umbral, llevándolo más hacia positivo, con la misma pendiente. Esto está involucrado a la regulación de los canales, en este caso los de calcio tipo L que al ser fosforilados cambian su conductancia. Por lo tanto la frecuencia de marcapaso es regulada por: - La tasa de despolarización de la fase 4 - El potencial umbral - El potencial de reposo En experimento: La adrenalina o epinefrina hace que la pendiente sea más empinada, es decir sea más rápido. La acetilcolina disminuye la amplitud del potencial marcapaso y hace que se demore más que llegue al umbral. Relación temporal entre despolarización y contracción: Existe un desfase temporal entre el potencial de acción y la contracción muscular. Esto es debido a necesidad de calcio que desencadene la contracción, para que calcio active a calcio del retículo sarcoplásmico. La relajación de la contracción también viene con un cierto retardo. Contracción del musculo cardiaco: Llega una señal eléctrica al miocardiocito, se transmite por los túbulos T, se activan los canales de Na, despolarizando la membrana, se activan los canales de calcio, entra calcio, que no es suficiente, activando la liberación de calcio del retículo, llevando a la contracción. El calcio usa la recaptura hacia en retículo y el que sobra es sacado por el intercambiador Na/Ca, que saca un calcio por tres Na. También hay una calcio ATPasa que ayuda a sacar el calcio. cAMP también actúa con la fosfdolambdan que es otro mecanismo de regulación de la recaptura de calcio. Latidos en la vida: El corazón late cercad e 100.000 veces en un día y cerca de 36 millones de veces en un año. Considerando una vida promedio de 85 años, el corazón latirá cerca de 3.000 millones de veces. RECREO DE “10 minutos” Electrocardiograma: Willem Einthoven, descubrió un sistema para medir el movimiento de cargas, el movimiento eléctrico de fuerzas en el corazón. El ECG mide el movimiento, el desplazamiento de una descarga. La cuerva del ECG va cambiando porque varía la posición, el tamaño del corazón, la distancia entre los senos (auriculares, aurícula-ventriculares). En el ECG se puede ver la frecuencia cardiaca. La amplitud del ECG depende de: • Cantidad de tejido involucrado (tamaño y grosor de paredes) • Dirección y ángulo de la propagación con respecto al registro, la sumatoria de los vectores da la magnitud de los registros. • Tamaño del cambio de propagación. • Velocidad de la propagación. Al final es la suma de los vectores de los desplazamientos de las cargas. Se ponen los electrodos por convención, en los brazos por ser éstos la continuación de los hombros, el otro electrodo va en la pierna izquierda. Que representan las ondas en el trazado: Onda P: despolarización de la aurícula Onda QRS: despolarización de ventrículo Onda T: repolarización del ventrículo Como se genera el trazado: Como la onda de despolarización se mueve hacia el electrodo positivo, el trazado del ECG mostrará una deflexión positiva por sobre la línea isoeléctrica del ECG. Como la onda de repolarización se aleja del electrodo positivo, el trazado del ECG mostrará una deflexión positiva por sobre la línea isoeléctrica del ECG. La repolarización del ventrículo comienza en el ápice, por esto a pesar de que debería verse hacia abajo el trazado por el sentido de la repolarización de positivo a negativo, como va en la dirección contraria se ve hacia arriba. RELACIÓN ENTRE EL ELECTROCARDIOGRAMA Y LA DEPOLARIZACIÓN Y REPOLARIZACIÓN DEL CORAZÓN La onda de despolarización viaja por el haz de His, luego por las fibras de Purkinje, que forman una red en el endocardio, transmitiendo la onda a éste primero. Las fibras se continúan por el miocardio, por ende también la onda de despolarización que luego llega hasta el epicardio. Entonces la onda de despolarización va desde la base hacia el ápice o vértice del corazón. Luego la onda, ahora de repolarización, va desde el vértice de vuelta hacia la base, es decir, en el sentido contrario. Esto ocurre porque el potencial de acción en el epicardio es más corto que el del miocardio y el del endocardio, entonces el potencial de acción del epicardio termina antes que los otros y comienza antes a repolarizarse, por esto la repolarización va en el sentido contrario. Derivaciones de Einthoven: Hay que tener claro que por convención siempre la pierna izquierda es el polo positivo y el brazo izquierdo el polo negativo. El movimiento del vector es de negativo hacia positivo. Las derivaciones precordiales se pueden ir combinando para conseguir distintos ángulos, hay desde 6 hasta 12 electrodos. Se puede amplificar cada parte de la despolarización del corazón. Es usado en clínica. Algo que se puede detectar con el ECG es la velocidad de propagación de la señal eléctrica. Las partes que se ven planas en el ECG corresponden a tramos isoeléctricos, es decir el flujo de cargas final es 0, está todo despolarizado. Hipercalemia: Con el ECG se pueden detectar algunas patologías a través de la variación de la velocidad de propagación, como lo es la hipercalemia. Se produce por un aumento en la concentración de potasio plasmático. La forma de la señal se hace mucho más larga y lenta la despolarización del ventrículo solo con un pequeño aumento de la concentración de K. La onda disminuye la magnitud y la frecuencia. El desplazamiento es más lento provocado por el aumento de potasio debido a que se cambia el potencial de equilibrio del potasio y eso cambia el potencial de membrana. El potencial de equilibrio se hace más hacia positivo, se nueve desde -90 hacia -80. La suma de las corrientes de calcio, sodio y potasio es igual a 0, porque el potencial de membrana no se va a mover. ¿Por qué es -70/-80 en una célula típica? Porque es más permeable al potasio, es el más importante para el potencial d membrana. La fuerza impulsora es la gradiente, que está dada por la diferencia de concentraciones química y eléctrica, cuando no hay movimiento neto de cargas. Mientras mayor es la diferencia entre el potencial de membrana y el de equilibrio, mayor será la fuerza impulsora. Actividad mecánica del corazón Presiones Primeramente este gráfico y los demás que se verán muestran lo que ocurre en la aurícula izquierda, en el ventrículo izquierdo y en la aorta. También es preciso saber que cuando se ven que van dos líneas juntas en el grafico, que en este caso indican las presiones, es porque ambas cavidades están comunicadas. El ventrículo cuando se comienza a relajar (diástole), la presión de la aurícula se va haciendo mayor que la presión del ventrículo, entonces se abre la válvula aurículo-ventricular (mitral) y empieza a entrar la sangre al ventrículo, por esto hay una caída de presión en la aurícula y un aumento de presión en el ventrículo, esta ultima es en su mayoría dada por la presión venosa, luego aporta un poco la contracción final de la aurícula, haciendo el ultimo llenado del ventrículo. Cuando se produce la sístole auricular (a), hay un aumento de presión también en el ventrículo, ya que este se esta llenando. Se produce un pequeño “reflujo” de sangre hacia la aurícula, cuando comienza la sístole del ventrículo, esto produce el cierre de la válvula mitral. La sangre que esta ingresando a la aurícula se encuentra con el poquito de sangre que se devolvió provocando un pequeño aumento de la presión en la aurícula, luego se sigue llenando y así va aumentando la presión lentamente. Luego cuando se cierra la válvula mitral, el ventrículo comienza a contraerse, pero sin cambiar de volumen, sino que solo aumentando la presión, esto es llamado contracción isovolumétrica. Se está ejerciendo una fuerza sobre otra superior, en este caso la fuerza superior es la presión de la aorta. Una ves que se venza esa fuerza superior, se abrirá la válvula aórtica y se expulsará la sangre desde el ventrículo izquierdo hacia la aorta. Se produce en este momento la expulsión rápida, en la cual hay una fuerte salida de sangre hacia la aorta y sube entonces la presión tanto en el ventrículo como también en la aorta, hasta un cierto punto en la que comienza a disminuir aunque aun hay contracción del ventrículo, aun sigue pasando sangre hacia la aorta y aun se está en sístole ventricular. Lo que ocurre es que va disminuyendo la cantidad de sangre que se eyecta, pero la principal razón de la disminución de la presión es porque disminuye la presión aórtica, esto producido a su ves porque mientras se va llenando la aorta y ésta se comienza a dilatar y aumentar su presión esta luchando contra la presión periférica, y cuando la vence, la sangre empieza a pasar hacia el resto del cuerpo. Entonces cuando ocurre la disminución de la presión en la aorta y además la disminución del volumen de sangre que el ventrículo puede expulsar, se produce la llamada expulsión reducida. La presión cae hasta que se termina de contraer el ventrículo (termina la sístole) y comienza a relajarse (comienza la diástole). La presión cae bajo la presión de la aurícula y entonces comienza el llenado del ventrículo nuevamente, ya que se abre la válvula mitral. El llenado es primeramente rápido producido por la diferencia de presión, luego el llenado es más lento y causado por la presión venosa en su mayoría y al último hace su pequeña contribución la contracción final de la aurícula. En cuanto a la presión de la aorta, ésta viene en un principio en bajada (desde el comienzo de la línea respectiva, de izquierda a derecha), porque como ya se ha vencido la presión periférica, la sangre va avanzando desde la aorta hacia el resto del cuerpo, y así va disminuyendo la presión hasta que con la sístole ventricular aumenta nuevamente en la aorta y en el ventrículo conjuntamente, subiendo hasta que se vence la presión periférica. Luego comienza a disminuir la presión del ventrículo bajo la presión de la aorta, entones viene un pequeño “reflujo” que cierra la válvula aórtica y esto hace bajar un poco la presión en la aorta, provocando esa pequeña angostura, pero luego sube nuevamente. Válvulas Terminado el llenado del ventrículo izquierdo, se cierra entonces la válvula mitral. Luego aumenta la presión isométrica y venciendo la presión de la aorta se abre la válvula aórtica. Después al bajar la presión del ventrículo bajo la presión de la aorta, el pequeño “reflujo” cierra la válvula aórtica. Luego la presión del ventrículo cae bajo la presión de la aurícula, por lo tanto la sangre de ésta puede empujar la válvula mitral y entra así al ventrículo. Volumen del ventrículo izquierdo Cuando el ventrículo esta relajado comienza a llenarse sin oponer ninguna resistencia, por lo tanto su volumen comienza a aumentar, es el llenado rápido (amarillo), luego se llena un poco mas lento (azul) y por ultimo con la contracción de la aurícula aumenta un poco el llenado (rosado), pero su aporte es muy pequeño, ya que es un bajo volumen el que logra empujar. Luego empieza la sístole, pero en un principio solo se ejerce presión isovolumetrica, es decir, que el volumen se mantiene (naranjo), después vence la presión de la aorta abriéndose la válvula aórtica y comienza la expulsión de sangre hacia la aorta, bajando así la presión del ventrículo, produciéndose primeramente la expulsión rápida (celeste) y posteriormente, la expulsión reducida (rojo) debido a que hay menor sangre que expulsar y además ya se venció la presión periférica. Finalmente el ventrículo comienza a relajarse, pero no hay cambio de volumen, por lo tanto es la relajación isovolumetrica (verde). Ruidos cardiacos (Ver imagen de válvulas) El primer ruido es el del cierre de la válvula mitral, se produce porque se empieza a contraer el ventrículo y las paredes comienzan a tiritar, por último se cierra la válvula. Es un sonido más difuso. El segundo ruido es el del cierre de la válvula aórtica, este ruido es más seco. El tercero se produce cuando el ventrículo está completamente relajado, comenzando a entrar sangre, es un ruido muy bajo y bastante difuso. Es posible escucharlo especialmente en niños, ya que sus corazones tienen las paredes más delgadas. El último ruido prácticamente no se escucha y es producido por la contracción de la aurícula. Contractilidad • Capacidad del músculo cardiaco de desarrollar fuerza a una determinada longitud. • Depende de la concentración de Ca2+intracelular. Factores que afectan la contractilidad Aumento -Aumento en la frecuencia cardiaca, al haber contracciones más seguido, el Ca+2 liberado de la contracción anterior no es alcanzado a retirar, entonces cuando se produce la siguiente contracción, habiendo entonces una cantidad de Ca+2 basal, se produce una mayor contracción. De hecho si se aumenta demasiado el Ca+2 extracelular, aumentando también el intracelular, el corazón no va a ser capaz de sacarlo todo hacia extracelular o de reclutarlo intracelularmente, quedando el corazón contraído y produciéndose un ataque cardiaco en sístole. Entonces para evitar esto, cuando hay un aumento de la frecuencia cardiaca, se activan sistemas para sacar el Ca+2 hacia el medio extracelular más rápido, pero aun así no se logra alcanzar los niveles basales de Ca+2. -Estimulación del sistema simpático, si se aumenta la frecuencia, actuando principalmente sobre el nodo SA, cambia la pendiente del potencial marcapaso y dispara más rápido. Este aumento de frecuencia esta asociado a la adrenalina (neurotransmisor del sistema simpático) por medio de la activación de receptores beta- adrenérgicos, cAMP, PKA, se fosforila el fosfoLAMBAN, bomba Ca+2-ATPasa para que entre el Ca+2 al retículo sarcoplamatico. Todo esto es para llevar el Ca+2 a niveles cerca de los basales. -Administración de glicósidos (digitálicos), bloquean parcialmente las bombas de Na+, no sacando entonces Na+. Al quedar más Na+ dentro va a afectar el funcionamiento del intercambiador Na+/Ca+2, sacando menos Ca+2, ya que el intercambiador depende de la gradiente de Na+. La función del intercambiador es mantener la concentración de Ca+2 citoplasmático basal, por lo tanto el equilibrio del intercambiador va a estar con un Ca+2 más alto y así entonces aumentará la contractilidad. Disminución -Estimulación parasimpático, es principalmente porque se activan canales de K+. Contractilidad cardiaca Sistema simpático Inotropismo positivo (aumenta la fuerza de contractilidad) o Aumenta tensión máxima. o Aumenta velocidad en que se desarrolla la tensión. o Aumenta velocidad de relajación, porque activa receptores β-adrenérgicos, cAMP, PKA, fosfoLAMBAN, bombas Ca+2-ATPasa, finalmente la recaptura de Ca+2. o Mediado por receptores β1. Sistema parasimpático Inotropsimo negativo (disminuye la fuerza de contracción) o Mediado por receptores de ACh tipo M2 (muscarínicos). Frecuencia cardiaca Sistema simpático Cronotropismo positivo (aumenta la velocidad) o Aumenta velocidad de conducción en el NAV, hace que llegue la sístole al ventrículo mas rápido desde que se gatilla el impulso. o Mediado por receptores β1. Sistema parasimpático Cronotropismo negativo o Disminuye velocidad de conducción en el NAV, también disminuye la pendiente de potencial del SA, por lo tanto también disminuye la frecuencia. La estimulación del parasimpático es muy intensa, puede llegar a bloquear la conducción aurículo- ventricular. Estos son controles extrínsecos, no son sistemas de controles propios del corazón. Frecuencia cardiaca El corazón tiene regulación nerviosa permanente. La frecuencia en reposo es de alrededor de 60 a 70. Si se le da atropina a un grupo de jóvenes, ésta sustancia bloqueara el sistema parasimpático, entonces se bloquearan los receptores muscarínicos y empezara a aumentar la frecuencia cardiaca. Esto quiere decir, que la frecuencia esta muy deprimida por una actividad tónica permanente del parasimpático. En otro grupo de jóvenes, se les administro propanadiol, que bloquea los receptores β, por lo tanto se esta bloqueando la actividad del sistema simpático. Produce entonces una caída de la frecuencia, pero el cambio que causa es mucho menor que el producido por la inhibición de la actividad del parasimpático. Por lo tanto la frecuencia está también bajo un tono simpático que la esta manteniendo un poco más alta. La actividad del parasimpático es mucho más efectiva y es más rápida, ya que actúa por una cascada de señalización a través de canales de K+ y por ende más rápido. En cambio, el simpático va por una cascada de señalización (receptores β, proteína G, cAMP y fosforilaciones) que es mucho más lento y además de un efecto mucho menor. Se dice que el parasimpático controla latido a latido, en cambio, la acción del simpático es mas a largo plazo, es más lento, se demora más en hacer efecto y luego se demora más en desaparecer. Luego cuando no hay influencia del simpático ni del parasimpático, se puede ver la acción de la frecuencia intrínseca, es decir, la frecuencia a la que estaría disparando el corazón en forma normal. CLASE 4 El corazón es un músculo, que hace fuerza, que bombea la sangre, contraído en sístole, que envía la sangre con una tal frecuencia, con un determinado gasto cardiaco al sistema circulatorio, y se debe adaptar a las condiciones de éste. Por lo tanto el corazón esta determinado por sus propiedades (físicas y mecánicas) y en cierta medida también por las propiedades del sistema vascular. Es un sistema cerrado que tiene resistencia, tiene distensibilidad, por lo tanto, como circula la sangre en el circuito también va a influir sobre el corazón. PROPIEDADES CONTRÁCTILES DEL CORAZÓN: Distensibilidad del miocardio: El corazón para expulsar sangre se contrae. La señal eléctrica (que se propaga) se acopla con una respuesta mecánica, la contracción, a través de la entrada de Calcio. Del punto de vista macro, lo que importa es cuánto se contrae, a qué frecuencia, cuánta sangre está expulsando, cuánto es el gasto cardiaco. -Contracción isométrica: A un músculo fijo en cada extremo, le llega un potencial de acción, el músculo se activa y se contrae, pero la fuerza de la contracción no vence la resistencia, por lo tanto no hay acortamiento de la longitud de las fibras del músculo, esto no quiere decir que no genere fuerza o no se contraiga, es solo que no supera la resistencia al acortamiento de sus fibras. *La primera parte de la sístole del corazón es isométrica o isovolumétrica (al ser un órgano hueco), no tiene disminución de su volumen, que se debe a que no hay acortamiento de sus fibras A: M. relajado musculares. B: Contracción isométrica C: Contracción isotónica -Contracción isotónica: si la fuerza de contracción supera la resistencia de un peso determinado (que se opone a la contracción), el músculo podrá desplazar el peso y se va a acortar. La contracción ira acompañada de un acortamiento de las fibras. *La segunda parte de la contracción del corazón es isotónica, donde se produce acortamiento de las fibras, hay una disminución de volumen y expulsión de sangre, esto se debe a que la fuerza supera la resistencia o el peso contra su acortamiento (que es la presión de la aorta o de la resistencia vascular), abriéndose las válvulas y produciéndose la contracción. Por lo tanto, la contracción ventricular es isométrica mientras no sea capaz de vencer la presión aórtica, cuando la supera comienza una contracción isotónica. En el momento de vencer la resistencia, el músculo se acorta manteniendo constante la fuerza (no necesita aumentar la fuerza). La Velocidad de acortamiento del músculo en el tiempo determina la fuerza que se ejerce. En el corazón lo determina la diferencia de presiones. Contractilidad cardiaca: capacidad de ejercer presión en el tiempo. Si se ejerce presión muy dilatado en el tiempo, por ejemplo cuando está muy alto el Potasio, entra menos Calcio y la contractilidad es menor. Contracción Isométrica: El músculo se puede estimular eléctricamente o por drogas (acetilcolina, neurotransmisor que produce contracción). En el experimento se estimula el músculo en distintas longitudes. La capacidad de generar fuerza, depende de la longitud inicial del músculo. En la primera situación, el músculo tiene una corta longitud y genera una tensión de fuerza determinada. En la segunda situación el músculo teniendo las fibras de mayor longitud genera más tensión de fuerza. En la tercera situación con las fibras aun más estiradas, disminuye la tensión Esto indica que, a nivel molecular hay una longitud óptima de los sarcómeros (del músculo a nivel macro) para ejercer fuerza. En el gráfico se muestra que a mayor largo, más fuerza ejerce, pero hasta un cierto punto. Esta fuerza no es directamente proporcional al largo, ya que hay una longitud optima para ejercer fuerza, bajo o sobre esta no genera mayor fuerza. En esta situación, el número de puentes cruzados (de los filamentos gruesos y delgados) del sarcómero es óptimo, hay una completa superposición entre ellos. El músculo cardiaco del ventrículo después de la sístole queda con el mismo volumen pequeño. En el grafico de la diástole (relajado), lo ventrículos aumentan el volumen de sus cámaras por el llenado con sangre, la curva de su resistencia es bastante plana, su resistencia al estiramiento es bastante baja, requieren poca fuerza para estirarlo, por ello la presión de la aurícula es baja (2 a 5 mmHg). A medida que se llena aumenta su contractilidad, luego llega a su punto óptimo y si se intenta estirar más el músculo la generación de fuerza empieza a decaer. Al final la curva de la diástole comienza a tener una mayor pendiente, ya que no puede llenarse para siempre. Antes de llegar a su volumen máximo de distensión (longitud máxima), cuando se aproxima a su generación máxima de fuerza, su longitud óptima, ofrece una mayor resistencia al llenado, esto impide un mayor llenado que el óptimo, sin haber llegado al límite de estiramiento del tejido. Todo esto esta visto como contracción isométrica *No es necesario que este en su punto optimo para pasar a sístole, depende del llenado venoso y de su frecuencia cardiaca. *El rango fisiológico en que trabaja el corazón, es menor que el óptimo, esto permite un rango libre para llenarse más o para llenarse menos y contraerse más o menos, encontrándose en un rango donde a mayor longitud hay mayor fuerza. *Si trabajase en su longitud optima en diástole ventricular, sin que entre en sístole, su presión seria mayor que la de las aurículas (la de entrada), se resistiría al llenado, así se cerrarían las válvulas y no habría llenado. *El peso extra (resistencia al acortamiento, sobrecarga) que debe vencer el corazón para cambiar de una contracción isométrica a uno isotónica, es la válvula. Puede abrirla cuando la fuerza supera la resistencia de la aorta (presión del ventrículo mayor que el de la aorta), y así se acortan las fibras y eyecta el volumen sanguíneo. Está contra el peso que trabaja el corazón Resistencia de la contracción Precarga y poscarga son dos determinantes independientes de la presión. Precarga: Llenado del corazón. Volumen al cual se esta llenando el corazón antes de que se contraiga, con qué distensión de las fibras (longitud) va a inicial la contracción. Si aumenta, la contractilidad del corazón aumenta (Frank-Staling). Poscarga: El corazón trabaja contra una resistencia de la aorta, producto de la presión periférica total (100 mmHg). Si aumenta la poscarga, el corazón va a generar mas fuerza para vencer la resistencia de la aorta y poder expulsar la sangre, esa contracción será isovolumétrica hasta que venza a la resistencia de la aorta. Luego de vencer la resistencia comienza a disminuir el volumen y se produce la expulsión rápida donde la aorta se hincha y ese aumento de presión sobrepasa la periférica, la aorta se empieza a contraer y la sangre comienza a circular, el corazón luego comienza a hacer menos fuerza, pero la resistencia periférica también comienza a ser menor y se produce la eyección reducida. *Si la poscarga está por sobre la fuerza que puede generar el corazón, el individuo muere en sístole (tratando de contraerse). A mayor poscarga, mayor contractilidad. El corazón generará más fuerza de contracción para vencer la poscarga. *Si se aumenta la precarga (llenado del ventrículo derecho, se toma como referencia ya que el sistema está en serie, es decir lo que entra debe ser igual a lo que sale), se contraerá más, frente a una misma resistencia, aumenta la contractilidad (Frank-Starling). *Si uno aumenta la poscarga (manteniendo la precarga fija), disminuye la velocidad de contracción, al corazón le cuesta luchar contra ese peso, genera más fuerza, hasta donde la velocidad llega a ser cero, donde la poscarga supera la capacidad de generar fuerza del corazón, al aumentar la fuerza, aumenta la frecuencia de contracción Ciclo cardiaco El corazón en diástole se relaja, pero no cambia su volumen después de la contracción en sístole. Queda con un pequeño volumen interno, porque no hay fuerza que lo estire. Con el llenado empieza a aumentar su volumen, la ultima parte del llenado la ejerce la contracción de las aurículas. Después en la contracción isovolumétrica el corazón ejerce fuerza para vencer la resistencia de la aorta y expulsar la sangre, sin cambio de volumen. Al superar la resistencia de la aorta, expulsa la sangre, por la apertura de las válvulas aorticas, de esta manera el corazón empieza a disminuir su volumen, su longitud (fase de eyección o expulsión de sangre). Al término, queda un pequeño volumen residual (mitad del volumen del corazón aprox.). La fuerza para distender el volumen en diástole es mínima (presión aortica). -La precarga depende de la presión de llenado, el de las aurículas o de las venas cavas (presión de retorno del flujo sanguíneo). -Si hay mucha poscarga en la circulación pulmonar, es sistema morirá, porque normalmente genera muy poca resistencia, la resistencia es generada por la periferia. Cartoon: a- Presión de las aurículas cercano a 0, el llenado es gracias a que el corazón relajado no ofrece resistencia, llena el ventrículo,precarga (determinara la fuerza), Rojo: Presión del Ventrículo Sección solo rojo: contracción y posterior relajación isovolumétrica. Sección de superposición de línea roja y negra: Fuerza de Contracción supera la resistencia aótica Cambios en la curva de presión-volumen 4 Volumen del ventrículo izquierdo 3 1 -Apertura de válvula mitral: 1 2 Llenado y precarga, ventrículo empieza a generar una pequeña presión frente al llenado. 2- Cierre de la válvula mitral. Sístole, se contrae isovolumétricamente al principio 3- Vence la poscarga, se abren las válvulas aorticas y se eyecta la sangre (rápida y reducida), termina la sistole. 4- Se empieza a relajar con el mismo volumen, la presión baja más que la presión de las aurículas. Hay un retorno de la columna de sangre, permite el cierre de las válvulas. *La presión de llenado determina la precarga (Frank-Starling) A: Mayor llenado, mayor precarga, hay mayor contracción, tiene más sangre cada contracción, genera más fuerza (más distención), hasta equiparar la precarga con la fuerza que está ejerciendo, hay un mayor volumen de expulsión. B: Aumento de la resistencia periférica (mayor presión de la aorta), poscarga. Aumenta la fuerza para vencer la resistencia periférica, genera más fuerza, pero se contrae menos, eyecta menos volumen quedando un déficit, no alcanza el tiempo para eyectar todo. A la larga aumenta la precarga, de esta manera entra más sangre, se dilata más, aumenta la contractilidad, y de esta manera se iguala y regula la sangre que entra de la que sale. C: Aumento de la contractilidad (mecanismos moleculares x estímulos), Se eyecta mas volumen del que entra, la precarga es menor, se contrae con menos fuerza hasta que expulse la cantidad de sangre igual a la que sale. Trabajo del corazón -Es la presión que este debe ejercer para mover un determinado volumen. -Esfuerzo x volumen. -Volumen x Presión Aórtica Media: volumen de lo que estamos moviendo y contra que resistencia Volumen de eyección Como funcionan los ventrículos Los siguientes parámetros son los básicos para ver cómo está funcionando el ventrículo -Volumen al final de la diástole(volumen telediastólico): 110 -120 -Volumen final de la sístole: lo que queda no es tan poco, alcanza a ser el 50% -Volumen de eyección Gato cardiaco -Es el volumen por minuto. Hablando de dinámica es el flujo -Si el gasto cardiaco es 5L por minuto, esta es una media. Si tenemos 70 se podría calcular integrando las variables el volumen eyectado por latido, si se sabe cuánto se eyecto por minuto se podrían calcular los latidos por minutos que es igual a frecuencia cardiaca -Es la frecuencia por el volumen eyectado por latido Factores que afectan el volumen por latido: Si se aumenta un parámetro, si se cambia carga iba a ser un latido pero empezará a variar de acuerdo a la precarga porque habrá una descompensación y por lo tanto se debería llegar a un equilibrio, donde lo que entra es igual a lo que sale. -El volumen al final de la diástole y el volumen al final de la sístole: lo que favorece esta situación es la precarga (es el volumen telediastólico) lo que permite esta precarga es la presión venosa central o presión auricular, la mayor presión se dirá que es la precarga porque es lo que permite una mayor delta P de llenado por lo tanto mayor llenado va a favorecer volumen final diastólico y eso favorece la contractilidad porque se estiran más las fibras lo que nos ubica en la parte media de la curva longitud presión, queda bastante espacio para subir, mejora la contractilidad y por lo tanto la función cardiaca. -En el caso del volumen final sistólico, si aumentamos la post carga se favorece la contractilidad, pero el volumen final será menor; y la ionotropía = contractilidad (cronotrópia = frecuencia, velocidad). Ionotrópico (-) disminuye contractilidad se llega a que se eyecta menos. Si el corazón se contrae menos expulsa menos sangre, si por otro lado lo contraemos pero aumenta la postcarga tendrá que generar más fuerza pero no alcanzará a expulsar la cantidad sangre previa, habrá un aumento de contractilidad pero menor en el tiempo y habrá menor expulsión. Precarga -Fuerza de estiramiento que actúa sobre el músculo cardiaco justo previa a la contracción -Mayor estiramiento mayor volumen (Relación Frank Starling) -Representa todos los factores que contribuyen al estiramiento pasivo o tensión de la pared ventricular al final de la diástole, lo que se resume en la presión venosa central o presión auricular; cuando se ven en los gráficos presión venosa central o presión auricular es precarga lo que determina el llenado final, si esta disminuye, disminuye el llenado. Precarga VI= (PFDVI) x(RFDVI)/2GVIT La Place T =Ptr/μ VI= ventrículo Izquierdo PFD= presión al final de la diástole RFD= resistencia al final de la diástole G= grosor de la pared Tensión de la pared miocárdica al final de la diástole (tensión del llenado), está determinado por la precarga. *diapositiva anteriores: en diástole la curva al final llega a la longitud óptima, empieza a ofrecer más resistencia al llenado el ventrículo, está aumentando la presión porque al estirarse más está disminuyendo el grosor de la pared y está aumentando el radio. Si le aplicamos la ley de La Place hay mayor presión, por lo tanto si hay mayor presión en la pared hay que hacer más fuerza para hacer un cambio, especialmente si se va a contraer. La precarga está determinada: - Radio al final de la diástole por la ley de la plus -Presión de llenado al final de la diástole : determinar la precarga -Grosor de la pared del miocardio: importante cuando hay problemas de hipertensión donde hay hipertrofia de la pared, para cambiar las fuerzas que se tienen que ejercer -Distensibilidad del ventrículo y del pericardio: básico porque es la resistencia que se ejerce para el llenado -Crecimiento normal de la hipertrófica compensatoria: cuando hay mucha resistencia aumenta lo que se refleja en el grosor de la pared (hipertrofia) -Volumen se mide total de distribución y contracción de la aurícula o distensibilidad venosa: el volumen sanguíneo total, y esto va estar en un vaso que es distensible principalmente al entrar por las venas, si hay menos distensibilidad mayor es la presión, mayor distensibilidad uno ejerce menos fuerza para llevar más volumen. Distensibilidad -delta cambio del volumen/ delta el cambio de presión -mayor distensibilidad mas volumen menos presión Postcarga POSTCARGA VI = (PSVI) x (RSVI)/2GVI VI= ventrículo Izquierdo PS= presión al final de la sístole RS= resistencia al final de la sístole G= grosor de la pared -Es la fuerza que se opone al acortamiento del músculo -Representa todos los factores que contribuyen a la presión total de la pared miocárdica durante la eyección sistólica - Es todo lo que se está oponiendo -Cantidad de fuerza que se va a generar durante la sístole(contracción) -Fuerza contra la que va a tener que luchar la contracción -Presión contra la cual el ventrículo izquierdo impulsa la sangre, la presión aórtica en resumen y todos los factores que intervengan en ella. *Por ejemplo: distensibilidad de la aorta, si es más distensible va a empezar a empujar, la aorta ira cediendo y abrá que ejercer menos presión; resistencia periférica si está la misma resistencia periférica y más distensibilidad el corazón va a trabajar menos porque va a poder iexpulsar toda la sangre y la aorta la va a captar se va a distender, pero si se aumenta la resistencia periférica abra un punto en que no se distiende más y la sangre no circula el corazón va a tener q empujar más, entonces la resistencia, la distensibilidad de la a aorta y también de las venas (porque la sangre tiene que pasar al otro lado y eso significa un equilibrio, cuánto cuesta que circule) La ley de La Place -Presión mural x radio/ grosor En el modelo se muestra como la presión mural o stress mural sistólico, este se refiere a la presión de la pared (lo que representa la postcarga en las fibras miocárdicas durante la eyección ventricular izquierda, cuando se contrae aumenta la presión), es afectada por la geométrica del ventrículo, por la ley de La Place, si es distinto el esfuerzo cuando hay un volumen determinado y cuando el volumen supera cierto punto. La relación de La place simplificada que observamos, relaciona presión (P) con radio ventricular (r) y espesor mural (h). El ventrículo, súbitamente dilatado a la derecha, desarrolla la misma presión ventricular izquierda y aórtica sistólica que la cámara normal a la izquierda (100 mm Hg), ambos están desarrollando 100mm de Hg durante la contracción contra una resistencia similar de la aorta. Ahora bien, el radio de la cámara a la derecha aumentó y su espesor mural disminuyó, la tensión mural está aumentada en comparación con la de la cámara a la izquierda ¿Quién está haciendo más fuerza, quién gasta más energía? Hay q ver cuál será la presión de la pared, la presión que tiene q ejercer para que con esa misma presión (los dos tienen 100mm de Hg). En el de la derecha el grosor de la pared es un poco más delgado pero el radio es mucho mayor, por lo tanto la presión que tiene que ejercer en la pared con esta presión interna o tabmural (porque la de afuera puede ser despreciada) es mayor. El concepto de precarga va de la mano tiene que integrarse con el hecho de que cuando en la fibra hay mas puentes cruzados se puede generar más fuerza, tiene que tirar hacia afuera pero no puede generar más fuerza, y llega a un punto en que tensión es tan grande, el aumento de volumen va desfavoreciendo, va en contra de la generación de fuerza, abra que gastar más energía y que ejercer más fuerza para superar esa presión, el volumen es mucho mas grande. Cuando superamos la longitud óptima empieza a declinar rápidamente. El radio de la cámara a la derecha aumentó su presión mural en comparación con la cámara de la izquierda porque la disminución del grosor fue menor que la del aumento del radio básicamente. Esto significa que aquí se va a gastar más energía Corazones con fallas cardiacas en que el corazón se empieza a estirar y ejerce cada vez más fuerza, superando toda longitud máxima. Por La Place el corazón está gastando cada vez más energía hasta que colapsa, y no es capaz de generar más fuerza. Aunque la fuerza que tenga que generar sea la misma, ya no es lo mismo generar fuerza cuando esta más contraído que cuando está más relajado. Todo esto es cuando se está ejerciendo presión, se está distendiendo pasivamente sin ofrecer resistencia pero al final se contrae, las paredes están muy delgada y el volumen es mayor, con la misma presión tiene que gastar más energía, hacer un esfuerzo mayor para ejercer la misma presión, todo esto durante la contracción. Esto explica porque aumenta la presión si se mantiene el gasto cardiaco, por ejemplo en la hipertensión. Están bombeando lo mismo contra una resistencia mayor todo el tiempo, por lo tanto estos parámetros en principio están bien, se están ejerciendo mayor esfuerzo, pero si se ve desde el punto de vista físico, cuando se disminuye el esfuerzo es que la pared se engruesa y se produce una hipertrofia de la pared ventricular y esa hipertrofia ventricular fortalece el músculo hace más fuerza pero desde el punto de vista físico favorece que sea un menor esfuerzo para ejercer menor fuerza, porque al aumentar el grosor disminuye la presión. Postcarga -Es la resistencia que ofrece la aorta a la expulsión de la sangre, esto es bastante simplificado porque influyen sobre la postcarga por ejemplo la resistencia periférica, la distensibilidad de la aorta, el radio final de la diástole, grosor de la pared miocárdica, entres otros Muchas de estas cosas contribuyen a la distensibilidad del sistema, puede bombear a un sistema que va a ceder a la contracción, por lo tanto tiene q bombear con menos presión, menor la postcarga Si hay mas volumen que mover por la resistencia, habrá que aumentar la postcarga. Muchos parámetros son parámetros cardiacos que están influyendo sobre la precarga y postacarga, pero hay otros que son parámetros vasculares. Relación Frank Starling En términos cardiacos es el volumen del ventrículo al final de la diástole (volumen telediastólico). Es decir cuánto está cargado el ventrículo antes de la sístole o presión en la aurícula derecha, si se ve el corazón como un solo ente la entrada del corazón, la que está determinada porque entre la aurícula y sistema venoso en donde no hay válvulas entonces la presión es la misma y es presión venosa central misma (eso es precarga). *Relación Fran Starling en relación a la precarga o presión venosa central o presión auricular, los volúmenes finales de la diástole con el gasto cardiaco. Tenemos precarga y gasto cardiaco(o volumen de eyección es igual suma de todas las eyecciones en un minuto). Si aumentamos la precarga es decir la distensibilidad durante la relajación, está más estirado el músculo por lo que entra mayor volumen, aumenta la contractilidad, aumenta el gasto cardiaco (ósea lo que se expulsa). Relación Frank Starling relaciona precarga con gasto cardiaco, donde la variable independiente es la precarga porque si variamos la precarga la respuesta es un aumento del gasto cardiaco. La curva que se observa es curva de función cardiaca que es básicamente la relación Frank Stanley. Inotrópicos son los estímulos de contractilidad (+) más contractilidad más gasto cardiaco con la misma precarga, tenemos una precarga fija se estimula el simpático con esa precarga se va a contraer más, habrá mayor gasto cardiaco, si estimulamos el parasimpático menos contractilidad con la misma precarga efecto inotrópico (-). El gasto cardiaco y función cardiaca Gasto cardiaco -volumen de eyección x frecuencia cardiaca -El gasto cardiaco se podría calcular: cuanto sale por latido y cuantas veces se eyecta sangre en un minuto, frecuencia cardiaca por lo volumen expulsado (volumen eyección sistólica) -Presión arterial media – presión arterial diastólica/ resistencia periférica total = gasto cardiaco -En un paciente no es tan fácil calcular esto; un método es por la ley de conservación de masa (lo que entra es igual a lo que sale) uno puede medir el nivel de oxigenación de la sangre, se puede medir lo que entra por el lado venoso al corazón y lo que sale, la diferencia es de consumo de oxigeno. Q1: flujo x concentración de oxígeno en la artera pulmonar (desoxigenada).Cantidad de oxigeno antes de pasar por los pulmones Q2: consumo de oxigeno (es la cantidad perdida de oxígeno) Q3: flujo x concentración de oxigeno en la vena pulmonar (oxigenada). Es todo lo que se oxigeno la sangre. Considera aporte oxigeno de Q2 Entre q1 y q3 hay una diferencia que es el consumo de oxigeno Q1 +Q2=Q3 -Otra forma es por dilución de un colorante Determinantes del gasto cardiaco: -Frecuencia cardiaca (frecuencia por lo expulsado es igual a gasto), a qué velocidad trabaja el corazón -Contractilidad miocárdica (determina cuanto se expulsa) - Precarga -Postcarga -Volumen de eyección sistólica Frecuencia y contractilidad son parámetros propios del corazón y de la función cardiaca Precarga y Postcarga son parámetros que tienen que ver con la función cardiaca (así se basa la relación de Frank Starling) y también con el sistema vascular (porque la sangre que se está bombeando para la precarga tiene que haber circulado por todo el sistema, depende de la distensibilidad de la aorta y las resistencias periféricas totales porque la sangre que volvió por el lado arterial tiene que pasar hacia el lado venoso y volver para poder determinar la precarga, si la resistencia es muy alta no saldrá nada de sangre y ahí quedamos, lo mismo sucede con la postcarga. Por lo tanto son parámetros que dependen del corazón tanto como del sistema vascular. Estos se llaman factores de acoplamiento, porque son los dos parámetros con los cuales la función cardiaca se acopla con la función vascular, porque depende de ambos. Presión de la aurícula derecha, lo que podemos decir precarga x presión venosa central, la presión con la que entra a la sangre a la aurícula será la misma con la que entra la sangre al ventrículo. -Gasto cardiaco, aumenta la precarga, aumenta el gasto cardiaco hasta cierto punto. Si hay una estimulación simpática aumenta si hay una estimulación parasimpática disminuye, en la normalidad. Curva de la función cardiaca: precarga y postcarga, son parámetros de acoplamiento porque también dependen del sistema vascular y también cambian con respecto a los parámetros vasculares, La precarga se ubica el eje x porque al aumentar la precarga (estimulo=variable independiente) varia la postcarga (respuesta=variable dependiente) En el caso de la curva de función vascular es al revés, el flujo está determinando la precarga (en este caso presión venosa central o presión de la aurícula derecha) En la curva de función cardiaca el gasto cardiaco (flujo) es directamente proporcional a los cambios de la precarga. En la curva de función vascular el gasto cardiaco determina la precarga (en la parte vascular lo que llega de sangre al corazón por la vena depende del flujo a que este bombeando el corazón), aquí también el flujo es la variable independiente y determina la precarga; ambas variables son inversamente proporcionales .La intersección en la curva vascular es la presión circulatoria media La función vascular depende: - Resistencia periférica, porque el corazón puede bombear tanta sangre, pero tiene que atravesar esa sangre por las resistencias periféricas, por lo tanto tiene que existir una gradiente de presión por el lado venoso que sea suficiente para vencer la resistencia periférica, si es menor no pasa sangre. -Distensibilidad de las arterias y distensibilidad de las venas; la distensibilidad de las arterias es muchísimo menor que la de las venas, la relación normal entre ambas es de 20 veces de diferencia. Las venas son 20 veces más distensibles. La distensibilidad es variación de volumen / variación de presión. Si queremos que aumentara el volumen en un ml para subir en 1 mm de Hg la presión en el lado arterial, en las venas tendríamos que aumentar 20 ml para aumentar 1 mm de Hg, porque son mas distensibles ofrecen menos resistencia. Esto determinara como se reparte la sangre en el lado arterial y lado venoso, al medio de la resistencia -Volumen sanguíneo Si aumentamos el gasto cardiaco, se bombea hacia el lado arterial se está sacando sangre del lado venoso, se disminuye la presión a las venas porque se disminuye el volumen, hay menos ditensibilidad por lo tanto aumenta la presión en el lado arterial, este volumen tiene que pasar por una resistencia, no es instantáneo que el volumen pase al otro lado, por lo tanto se quita volumen se disminuye presión al lado venoso, y se aumenta al lado arterial, como está la resistencia entre medio, esa resistencia no va a pasar instantáneamente al otro lado , por lo tanto se genera una diferencia de menos volumen en las venas y mayor en las arterias, por lo tanto la presión venosa va disminuyendo a medida que aumenta el gasto cardiaco Se tiene venas, arterias, resistencias (total y periférica). El corazón saca sangre de las venas las lleva a las arterias y tiene que vencer las resistencias, tenemos un flujo de 5 litros por minuto, la distensibilidad de las venas es 20 veces mayor que el de las arterias (se asume por cálculos 19:1). La resistencia total (delta P/ flujo) periférica son 20 mm de Hg por litros por minutos, esto significa que si queremos un flujo a través de esa resistencia de 1 litro por minuto tengo que tener una diferencia de presión de 20 mm de Hg. ¿Qué pasa si repentinamente se para el corazón? ¿Cómo son los parámetros, justo en el instante en que se paró? R.-El corazón no está bombeando, el corazón da el flujo, ¿Cómo es el flujo en la resistencia periférica? R.- Es 5 litros por minutos porque el justo cuando se paró el corazón estaba latiendo, toda la energía potencial que se había acumulado con todos los latidos, no ha caído la presión, el flujo en la resistencia sigue siendo la misma pero en el corazón no, esto justo en el momento de la parada cardiaca. ¿Qué pasa si sigue parado el corazón? R.-se va a llegar al punto en que no hay flujo, para que lleguemos al punto en que no hay flujo, sigue la gradiente de presión por lo tanto va a seguir pasando sangre a través de la resistencia hasta que se iguales las presiones a ambos lados. La distensibilidad de las venas es 19 veces mayor que en las arterias. ¿Cuánto va a bajar la presión en las arterias por cuanto mm de Hg que aumenta en las venas? Va a disminuir en la razón de 19:1 por cada mm de Hg que aumente, hasta llegar al punto de equilibrio en que se igualen las presiones, en el equilibrio el delta de presión de aumento en venoso va a ser 19 :1 con respecto a lo que disminuyo en arterial. Las presiones se igualan a 7 mm de Hg Si sacamos la diferencia entre 102 y 7 = 95 y 95/5 es igual a 19 En arterial hay un cambio de 102 a 7, en venoso un cambio de 2 a 7, porque las presiones tienden a igualarse, esto se va a producir de acuerdo a las diferencias de distensibilidad. Si la distensibilidad fuese igual en los dos lados y tenemos una diferencia de 2 a 102, y la distensión de venas y arterias fuesen igual ¿cómo sería la presión final? la caída hubiese sido igual al aumento por lo tanto hubiésemos quedado con 52 mm de Hg. La situación de equilibrio es donde todo el sistema estará a la misma presión 7 mm de H En la reanimación, el corazón empieza a funcionar a 1 L/ min ¿Qué pasa? Va a funcionar, se agrega un litro al lado arterial y se le quita un litro al lado venoso, la presión arterial aumentará y la presión venosa disminuirá, en arterial aumentará 19 veces de lo que disminuyó en venoso, para que se iguale el flujo tiene que aumentar la presión, hasta que podamos vencer la resistencia, para esto se necesita un delta presión de 20 mm Hg . Se aumenta el gasto cardiaco de 0 a 1, se está disminuyendo la presión venosa porque se saca sangre de las venas que ingresa a las arterias aumentándose la presión arterial. Si queremos hacer fluir un litro necesitamos que se genera una diferencia de presión de 20 mm de Hg por lo tanto la presión arterial aumenta hasta 26 m de Hg y la venosa disminuirá 1mm de Hg, la presión venosa es menor por lo tanto ahora soportamos más 2L/min mas. Con una diferencia de presión de 20 mm de Hg se restablece la circulación y tenemos un sistema estable, por lo tanto aumentamos el gasto cardiaco y disminuye la presión venosa. Las venas son muy distensibles si llegamos a una presión ambiental, las venas se colapsan Contracción vascular depende del volumen si le agregamos 2 litros a los 7 del sistema y lo llevamos a la presión circulatoria media, está parado el sistema está en equilibrio y agregamos ¿Qué pasa? R.-Sube la presión venosa porque se acumula más en las venas, a 9; y las curvas con paralelas a la normal, lo que fácil de aceptar porque mido el mismo parámetro. Si aumentamos el flujo a 1 L/ min Por cada litro q bombea al corazón de gasto cardiaco va a disminuir la presión venosa, va a aumentarla presión arterial Depende de la resistencia periférica. Dijimos que la resistencia era 20 mm de Hg / min, sí aumentamos la resistencia, por ejemplo hay vasoconstricción ¿Qué pasa? Estamos en el mismo punto, no importa que esté más o menos contraído en las arterias, la resistencia es lo mismo, el punto no cambia porque solo el 3% de la sangre esta en los capilares y en las arteriolas, por lo tanto no influyen en el volumen total que se redistribuye, por lo tanto la presión circulatoria media será la misma. Tarde o temprano se llegará al mismo equilibrio, porque el flujo este bajo las resistencias si la es resistencia mayor, de todas manera para tener 1 litro /minutos se deben generar 20 mm de Hg de diferencia. Si estamos por debajo el flujo se hará cada vez menor hasta que se iguale, y llegara al equilibrio aunque haya vasoconstricción, mientras haya un delta P tiende a igualarse. Tarde o temprano, si hay vasoconstricción más tarde que si hay vaso dilatación, si hay disminución de resistencia periférica. Hacemos a andar el corazón de nuevo 1 L/min, que se va a tener que quedar más sangre en el lado arterial y sacar más sangre del lado venoso, por lo tanto reducir más presión venosa para crear una mayor gradiente de diferencia de presión para vencer la resistencia que ahora son 30(la vasoconstricción aumenta la resistencia periférica) , tendremos que llegar a un delta de 30 mm de Hg para vencer la resistencia periférica para tener flujo de 1 L/min que es cuando el corazón comenzó a latir, por lo tanto la presión en las arteriolas va a aumentar mas pero va a disminuir fácil por cada litro en el lado venoso, porque tiene que sacarle más sangre para activar al lado arterial para aumentar más lo que finalmente va a activar a que se produzca un mayor aumento una mayor diferencia para que se produzca el flujo de acuerdo al gasto cardiaco. Por lo tanto esto ira bastante más rápido, siempre habrá una diferencia mayor y la curva de función vascular, se mueve ya no para arriba sino que hacia abajo, por lo tanto se llega a 0 de presión, por un menor gasto cardiaco , porque no se podría aumentar más, ya que estaríamos disminuyendo mucho la presión a las venas, como tenemos una mayor diferencia entre las arterias y venas; se estaría por lo tanto se llegando antes al cero y después de eso se colapsa. En el caso de la vasodilatación lo contrario, hay q poner menos sangre en el lado arterial para poder tener ese flujo, trabajando el corazón haciendo 1L/min. La diferencia va a ser menor habrá que sacar menos sangre en el lado venoso, habrá menos reducción para cuando se logre vencer las resistencias periféricas y se equilibre el sistema, por lo tanto la curva va abrir ira por sobre la normal y vamos a llegar a tener un gasto cardiaco mayor; porque en las resistencias menores podemos tener un mayor flujo a través de las resistencias antes de llegar al 0 de la presión venosa (porque hemos sacado menos sangre a este lado). En vasoconstricción: hay menos sangre por las resistencias periféricas y menos sangre por el lado venoso, y eso hace que más sangre en el lado arterial la crear la diferencia entre diversas resistencias periféricas, y podamos tener el corazón y las resistencias periféricas funcionando al mismo flujo En vasodilatación: Hay que sacar menos sangre en el lado venoso, la diferencia es menor, la gradiente de presión es menor, lógicamente esto depende del volumen, hay menos volumen en el lado arterial que en el lado venoso, por lo tanto el lado venoso se mantiene con mayor presión, por lo tanto para cada mm de Hg hay q sacar mucho menos cantidad de sangre por lo tanto cae mucho más lentamente. En el fondo las resistencias periféricas determinan, son la barrera a vencer. La diferencia de presión depende de las distensibilidad, por lo tanto mientras mayor resistencia hay que poner más sangre en el lado arterial para que aumente más la presión en el lado arterial y disminuya en el lado venoso, mientras mayor es la resistencia mayor es la diferencia de volumen que tiene que haber entre cada lado, para crear una mayor diferencia de presión para vencer estas resistencias periféricas al flujo, después de estar bombeando el corazón, porque el corazón va a bombear 1L/ min, va a bombear hasta que se haya ido tanta sangre en el lado arterial a costo de la sangre del lado venoso para crear una diferencia de presión que permita a la sangre fluir a 1L/min a través de las resistencias periféricas, y si la resistencia es menor y hay vasodilatación hay que poner menos sangre en el lado arterial, para que haya una diferencia de presión menor. Si decimos que el gasto cardiaco va a aumentar a un 1L/min, y la resistencia periférica es 30, se va a bombear sangre al lado arterial hasta generar la diferencia de 30 mm de Hg, porque a los 30 mm de Hg por L/ min a ese delta P se podrá pasar la sangre a través de las resistencias a 1 L/ min igualando al corazón, antes se ira acumulando la sangre en el lado arterial. El gasto cardiaco se puede mantener mientras todo el circuito sigue. Si hay vasoconstricción por lo tanto se tiene q acumular más sangre en el lado arterial a costa de sacar sangre del lado venoso, disminución de la presión en el lado venoso y aumento 1:19 veces más en el lado arterial. En la curva de gasto cardiaco se veía que si aumentamos la precarga aumenta la contractilidad, pero esto depende de la función vascular. Pensar en que al aumentar la precarga aumenta el gasto cardiaco no debemos ser felices! Porque está llegando menos sangre y no podemos mantener ese gasto cardiaco, por lo tanto el gasto cardiaco va a poder aumentar pero va a tener mantenerse en un equilibrio que sea consistente con la función vascular(es decir la resistencia periférica que tengamos, la distensibilidad de las venas). Entonces para poder ver donde funciona, se deben ver los factores de acoplamiento, son los que determinan como se mueven las curvas, para entender realmente cómo funciona el sistema si el corazón está bombeando está presente el sistema vascular, por lo tanto se que tienen que poder relacionar las curvas de función cardiaca con la de función vascular, y esto nos dirá realmente hacia donde se mueven los cambios de precarga y los cambios de gasto cardiaco, hay que ser consistente con los dos. Para poner las dos curvas de función cardiaca con función vascular juntas hay que hacer trampa, hay que transgredir la convención eje x variables independiente eje y variables dependientes en el caso de la curva de función vascular. La función cardiaca tiene que ser consistente con la función vascular, no pueden funcionar de forma separada, el punto donde ambos funcionamientos son coordinados, es un punto de intersección, este es el punto en que es consistente el gasto cardiaco con esa precarga de acuerdo a las características vasculares. Empieza a aumentar el gasto cardiaco empiezo a bombear más, por lo tanto deberá entrar más por el lado venoso, pero esto no sucede porque estamos sacando sangre del lado venoso, por lo tanto no podemos mantener el aumento de precarga. Si aumentamos el gasto amentamos la precarga, pero si aumentamos el gasto disminuimos la presión venosa por lo tanto disminuye la precarga y no podemos mantener el sistema. En un experimento se realiza un aumento de precarga, sin cambiar las condiciones del sistema, por lo tanto se inyecta en el lado venoso un volumen de sangre x similar a un volumen que se saca del lado arterial, tenemos menos en el lado arterial más en el lado venoso , en consecuencia aumentamos la presión venosa pero el volumen total es el mismo, porque o sino la curva de función vascular se hubiese movido hacia arriba o hacia abajo paralelamente, tenemos el mismo volumen consecuentemente la función vascular queda igual. En A aumentamos la presión venosa (precarga), si aumentamos la precarga la contractilidad y el gasto cardiaco aumento. En B, pasa que al aumentar el gasto cardiaco está sacando más del lado venoso, mantenemos la resistencia, sigue pasando la misma cantidad de sangre por la resistencia, porque esa es la diferencia venosa tenemos de presión, por lo tanto empieza a disminuir la presión venosa, empieza a disminuir la precarga por lo tanto latido a latido lo que pasa es que el latido siguiente se carga menos porque disminuyo la presión de la precarga, la presión venosa de entrada, porque se sacó más sangre al lado venoso, y el latido siguiente es un poco menos que el anterior porque se sigue sacando más sangre del lado venoso de lo que esta reponiéndose a través de las resistencias periférica, y al siguiente es un poco menor porque ya queda menos diferencia, la gradiente es menor pero sigue siendo más sangre del lado venoso, la carga que está entrando que la que está pasando por la resistencia, está entrando más de lo que puede pasar por la resistencia por lo tanto cada salto es cada vez un poco menor que le anterior. Si aumentamos la precarga y el gasto cardiaco hasta cierto punto, para mantener la curva vascular, hay que permitir que pase más sangre por la resistencias periféricas para que lo que se está tirando de más al corazón sea capaz de pasar por la presión periférica, por lo tanto reponer el flujo y no sacar tanta sangre del lado venoso cargando el lado arterial, por lo tanto hubiese caído un poco.y hubiesemos podido mantener la curva de función vascular por vasodilatación Si disminuimos la resistencia periférica ocurre una vasodilatación periférica. Para mantener flujo y que se iguale con la entrada depende de la función vascular, por lo tanto no puede aumentar libremente el gasto cardiaco porque es acosta de la entrada del volumen que es fijo, por lo tanto si se saca al lado venoso, el sistema vascular tiene permitir que haya un retorno de ese mismo volumen que está sacando el corazón del lado venoso, porque si no habrá una caída de la presión venosa y una disminución de la precarga. Al aumentar la contractilidad se bombea más sangre (aumenta el gasto cardiaco), pero el paso por la resistencia periférica disminuye la sangre que llega a las venas, lo que disminuye a su vez la precarga, esto lleva a una disminución de la contractilidad (disminuye la presión venosa). Para mantener la contractilidad, hay que hacer que la entrada sea igual a la salida, lo que se logra permitiendo que aumente el retorno venoso, por disminución de la resistencia, vasodilatación. Para que la entrada sea iguala la salida el corazón no va a bombear a su antojo sino que el sistema cardiovascular determinará cuanto es la entrada según sus características (distensibilidad arterial, distensibilidad venosa, resistencia periférica y la presión imperante). Con estimulación simpática, se aumenta contractilidad, va a bombear más sangre aumenta el gasto cardiaco y si este aumenta la curva completa del corazón se mueve hacia la derecha vamos a tener un mayor posible gasto cardiaco, va a haber una mayor contractilidad por lo tanto el volumen residual va a ser menor (esto es manteniendo los parámetros de precarga, postcarga fijos). Si hay más contractilidad con una misma precarga bombea más. Si subimos el gasto cardiaco quitamos mas sangre al lado venoso, inhibimos el retorno venoso, se va a mantener igual, va a disminuir la presión venosa central y el corazón no podrá mantener el gasto cardiaco alto porque esta bombeando más de lo que está entrando, por lo tanto va a disminuir la precarga y aunque tenga mayor contractibilidad va a disminuir la precarga y por lo tanto se tendrá el primer latido alto, el otro un poco menos y así disminuirá hasta que se cruce con la función vascular, que es donde se iguala el gasto cardiaco con la sangre que está entrando, sin variar la función vascular. Con estimulación simpática se aumenta el gasto cardiaco, pero no se vuelve a la basal porque solo se afecta la contractilidad, esta va a disminuir luego, pero solo hasta lograr un equilibrio entre las funciones cardiaca y vascular. Al hacer una infusión aumenta la precarga, con lo que el gasto cardiaco se eleva al máximo (hasta que para la infusión). PRESIÓN ARTERIAL Y SU REGULACIÓN: Presión de pulso: Ps (Presión sistólica)-Pd(Presión diastólica), cambio de cuanto aumenta durante la sístole y baja a la diástole. Presión arterial: Pd + 1/3PP, se divide por 3 porque la diástole es 3 veces más grande que la sístole. En el ejercicio la diástole se acorta, por lo tanto no es 3 veces más grande, que la sístole y en la fórmula se divide por 2. Onda de la presión a lo largo del árbol arterial: El corazón bombea, la aorta de dilata y ésta durante la diástole ejerce la misma presión que la la sístole, se mantiene la contracción del tejido elástico, durante la diástole y sigue expulsando. La aorta es pulsátil, va a variar. En las pequeñas arterias y arteriolas que no son distensibles por ser musculares, no se produce la distensión, por lo tanto hay un pulso continuo, por su alta resistencia. Frente a una presión que esta fluctuando y que está sobre la presión que se necesita para vencer la resistencia, la cantidad sangre que pasa por estos capilares es prácticamente la misma en el tiempo, se amortigua completamente la fluctuación. Hipertensión: Alrededor de 140 o sobre, en Presión sistólica (no es necesario que la presión diastólica también este aumentada) Alrededor de de 100 o superior en Presión diastólica (esto se puede deber a que la aorta no se distiende correctamente, genera más resistencia y por lo tanto en necesario que la presión diastólica aumente) *La distensibilidad y la fuerza del corazón van cambiando con a edad Presión en diferentes territorios vasculares Vasos grandes donde el flujo es pulsátil, en arteriolas hay una gran caída de presión y el pulso comienza a ser más continúo hasta llegar a los capilares (ejercen menos resistencia que las arteriolas, su caída de presión es baja) Presiones Venosas: La presión de los más pequeños es 10 a 15 mmHg, prácticamente la presión de los capilares, siendo esta de 15 mmHg. Las venas periféricas un poco más grandes, bajan a 4 a 8 mmHg. En la vena cava termina siendo de 2 mmHg, presión venosa de entrada al corazón (precarga). Retorno Venoso: Depende de: -Músculos de las extremidades inferiores: (son las más importantes) por que están volviendo contra una presión mayor con la que tiene que luchar. Cuando los músculos se contraen colapsan las venas y cuando se relajan se abren nuevamente generando una presión negativa, pero las válvulas le impiden volver. -Válvulas:(a esto se le llama bomba muscular, de musculo esquelético). La presión negativa ayuda a quitar la sangre que viene abajo. -Tono venomotor -Bomba respiratoria: al respirar se genera una diferencia de presión negativa en el tórax favorable al retorno venoso en el tórax *las varices ocurren porque una válvula falla, lo que hace que se ejerza una presión mayor sobre algún segmento venoso, esto produce que la pared ceda Métodos para medir la presión arterial Directo: invasivo -meter una cánula Indirecto: no invasivo -palpatorio -auscultatorio *En el laboratorio, inflamos el maguito hasta 200 mm de Hg (230 para hipertensos) para superar la presión sistólica, superando la presión interna del vaso, lo que lleva a ocluir la arteria Luego abrimos la válvula para bajar la presión del manguito. Cuando la presión se vuelve más baja que la sístole del vaso se abre, luego, en diástole, se cerrará de nuevo hasta que la presión externa caiga bajo la diastólica. El ruido de sístole es producto del choque de 2 columnas de sangre, creando un flujo turbulento. Cuando la diástole es mayor que la externa, el vaso se mantiene abierto y el flujo de sangre se vuelve laminar, con lo cual desaparecen los ruidos. El tono de arteriolas y venas se regula por control local y central. El control local permite un ajuste entre las necesidades metabólicas del tejido y el flujo. CLASE 5 Mecanismo de control del flujo sanguíneo: En arterias y venas es regulado tanto a nivel local como central. Dependiendo de la región el balance entre ambos es distinto. Por ej. El cerebro tiene un flujo muy estable porque es muy sensible a las bajas de oxígeno, y es regulado principalmente de manera local. Control local: permite un ajuste entre las necesidades metabólicas del tejido y el flujo local. No sólo es sensible a necesidades metabólicas sino que también a otros cambios como la presión arterial. Tono vasomotor (llamado tono vascular): es el grado de motricidad de la musculatura del vaso. Depende de mediadores endoteliales, hormonas y factores físicos. Ej: aumento del metabolismo en el músculo provoca un aumento en la producción de metabolitos que dilatan los vasos. Obs: un mediador endotelial muy importante es el NO. El crecimiento o desaparición de vasos controla el flujo sanguíneo a largo plazo. Crecimiento: -angiogénesis: creación de nuevos vasos donde no los había. -vasculogénesis: ramificación desde vasos preexistentes a otros tejidos. Desaparición: puede provocarse por atrofia muscular. Estos cambios dependen de las necesidades el tejido. Por ej. El musculo de un deportista estará mucho más irrigado. Una situación especial ocurre en la hipertensión, donde al aumentar mucho la presión comienzan a formarse muchas anastomosis arteriovenosas, por lo tanto disminuye la cantidad de vasos y hace a las redes vasculares menos densas. Control sistémico de la regulación nerviosa autónoma se puede producir a nivel hormonal: angiotensina, adrenalina, ADH, bradicinina, ANP. Esta última es la hormona natriurética de la aurícula, que estimula la excreción de sodio, y que define al corazón como órgano endocrino. Mecanismos locales: autorregulación miogénica Autorregulación metabólica. Obs: el flujo es un estimulo que induce vasodilatación. EDFR (factor relajador derivado del endotelio): básicamente NO EDHF (factor hiperpolarizante derivado del endotelio) TGI2 o prostaciclina: tiene un efecto dilatador sin mucha importancia. Su principal acción es inhibir la agregación plaquetaria. Respuestas conducidas: implica que la respuesta generada en un puto del vaso se conduce por el mismo vaso afectando lugares que no fueron estimulados directamente. Sirve para amplificar la respuesta y que no responda sólo la fibra estimulada. Mecanismos de autorregulación: Grafico……si uno cambia la presión de perfusión hacia abajo o hacia arriba el flujo del tejido va a permanecer cte. Obs: perfusión es la presión que va por dentro del vaso. La superfusión va por fuera. Si baja la presión de perfusión el flujo baja, pero es por pocos minutos, luego vuelve al punto en que se estaba manteniendo. Si en cambio, la presión aumenta, el flujo aumenta pero luego vuelve a un puto cercano al flujo inicial. Estos casos presentan un sistema de autorregulación. El flujo muestra una intersección que indica la presión fisiológica a la cual esta funcionado el vaso. Es el nivel del flujo que se está tratando de mantener (100 mmHg). Es la presión en todo el músculo, no es que se aísle por ej una arteriola sola. Se vio q aun ante un aumento de presión se mantuvo el flujo, pero como? Al principio el vaso cede ante el aumento de presión y se dilata, pero luego se contrae para regular el flujo activando mecanismos miogénicos intrínsecos a la musculatura lisa. Pero no vuelve al diámetro normal sino que se contrae incluso más de lo normal. Finalmente lo que se hace es aumentar la resistencia ante el aumento de presión para mantener el flujo cte. Esto se observa mucho más en arterias musculares, como la arteriola, que en arterias elásticas como la aorta. Aunque en las elásticas tb hay respuesta de contracción: si aumenta la presión, se produce un estiramiento que provoca un flujo de iones, los cuales despolarizan la mb para que se produzca la contracción. Obs: si no hay una presión de perfusión mínima (fuerza que impulsa la sangre) no hay flujo sanguíneo. En la respuesta miogénica el endotelio no tiene ningún tipo de influencia, lo que se comprobó al sacar el endotelio y no ver ningún cambio. En reposo el SNA simpático influye muy poco, hay solo un 50% de vasoconstricción (90% de esta debido a la respuesta miogénica). Esto implica q los vasos están en un estado intermedio que puede responder a los 2 cambios (si aumenta la presión los vasos se dilatan para aumentar la resistencia, y viceversa). Si estuvieran completamente dilatados sólo podrían contraerse, respondiendo sólo un tipo de estimulo o necesidad. Autorregulación metabólica: Hiperemia reactiva: si se ocluye el flujo sanguíneo a un tejido por una cantidad de tiempo (10, 20 y 60 seg.), al momento de liberar la oclusión los vasos se dilatan aumentando el flujo sanguíneo. Este aumento es proporcional al tiempo ocluido e incluso supera el flujo normal (como una especie de “interés”). Esto ocurre porque un tejido que estuvo sin oxigeno empieza a generar metabolitos que finalmente inducen la vasodilatación. Entonces mientras más tiempo este con déficit de nutrientes mayor va a ser la cantidad de metabolitos liberados y la vasodilatación. Los metabolitos producidos son principalmente moléculas de adenosina (provenientes del ATP). Hiperemia funcional o activa: No se produce porque llegue menos sangre,sino porque la actividad metabólica, por ej de un musculo, aumenta en este caso durante el ejercicio. También ocurre mucho en el cerebro y el corazón. Por lo tanto las cualidades propias del tejido pueden regular su irrigación. De hecho el flujo basal está regulado por el mismo tejido.( grafico tasa de metabolismo: aumenta metabolismo, entonces aumenta flujo sanguíneo). Esto ayuda a que no se aumente el flujo solo cuando hay carencia de O2 critica sino para prevenirla cuando aumenta la demanda metabólica ( siempre se están produciendo metabolitos). Respuesta inducida por flujo: Obs: se mantiene la presión cte. pero la diferencia de presión ΔP entre dos puntos cambia. Aumenta ΔP……aumenta flujo…..aumenta diámetro. Al contrario de la respuesta miogénica esta es para asegurar el flujo sanguíneo. Si el vaso se contrae (ΔP se mantuvo), aumenta la velocidad del flujo, lo que estimula a las células endoteliales para que liberen factores relajadores, luego el vaso se relaja y asegura la perfusión del tejido. Si el aumento del flujo va acompañado de un aumento de perfusión esto va a ser aditivo con el tono miogénico. Estas respuestas si dependen del endotelio porque sensa la velocidad y el roce que esta produce y libera los vasodilatadores que actúan en el vaso. ΔP: presión entrada-salida. Si se ocluye la ramificación superior, en la inferior aumenta el flujo, lo que produce un aumento del diámetro, aunque el ΔP sigue cte. Esto porque la perfusión en el vaso inferior iguala la suma de las dos ramificaciones antes de la oclusión. La presión de perfusión en estos vasos, o la fuerza con que se impulsa la sangre, en este caso es ΔP. Si se aumenta el flujo aumenta la tensión de roce (roce directamente proporcional al flujo), lo que activa la producción de NO en el endotelio (por un mecanismo que todavía no se conoce), quien a su vez activa canales de potasio (K). en el musculo esto es muy importante. Cuando esta medianamente contraído hay canales de calcio tipo L medianamente despolarizados, y si se activan canales de potasio se produce hiperpolarización en las fibras y los canales de calcio se cierran, con lo que disminuye la entrada de calcio y el músculo se relaja. La respuesta vasomotora se conduce por el vaso y ocurre casi simultáneamente en varios puntos del vaso en ambas direcciones. La hipótesis más aceptada se refiere a las gap junctions en los vasos. Habla de que el impulso se propagaría por el vaso. Cabe destacar que el estimulo va decayendo a medida que se propaga, no como en el nervio que se mantiene. Igualmente no se conoce totalmente este fenómeno. Vasodilatación: hiperpolarización se propaga, disminuyendo la probabilidad de apertura de canales de calcio. Vasoconstricción: despolarización se propaga, aumentando la probabilidad de apertura de canales de calcio. Mecanismos de regulación del flujo: control neural Línea ganglionar inervación del sistema simpático, básicamente inerva intestino, riñón, bronquios. Hay una fuerte inervación de arterias, venas y corazón. Arterias y venas la estimulación simpática altera el flujo sanguíneo básicamente actuando como vasoconstrictor. Vasoconstricción reflejada en un aumento de la R (que se ve en los distintos territorios). En cuanto a flujo, la más sensible, por tener mayor inervación simpática es la piel, también los músculos y el riñón. Los que tienden a mantener bastante constantes en cuanto al flujo son el cerebro (muuuuy constante), básicamente predomina la irrigación local (regulación del flujo local), más que la neural. El corazón también tiende a mantener su flujo constante. Inervación parasimpática: la mayoría de las arterias y venas no tienen irrigación parasimpática, salvo vasos que estén irrigando glándulas (por ejemplo, las salivales) y los vasos que están íntimamente embebidos en la pared del tubo digestivo, donde la inervación parasimpática es importante en la regulación de la función gastrointestinal, y los neurotransmisores que se liberan, también están actuando en los vasos. En el corazón la influencia del parasimpático es mayor q la del simpático. En la mayoría de la circulación periférica, en especial la irrigación que va a la musculatura esquelética (que es la mayor parte) no tiene influencia del parasimpático. La regulación neuronal da una regulación a corto plazo, hace los ajustes minuto a minuto o latido a latido de la función cardiaca y de la función vascular. Entonces si uno tiene una variación de la P.A. (disminución o aumento), esta es detectada por los barorreceptores, que llegan al bulbo, al centro cardiovascular (vasomotor), generando así en el SNC una respuesta que conlleva a los ajustes tanto en la función cardiaca y en los vasos periféricos, ajustando el G.C. y R. periférica respectivamente, así la presión y la función cardiovascular van a tender a mantener los niveles que se encontraban previos este cambio repentino. Los principales barorreceptores son los que están en el seno carotideo (“carotideo”) y en el cayado de la aorta (“aórtico”), ambos están en la carótida interna un poco posterior a la bifurcación de ésta. Entonces las referencia de los barorreceptores aórticos salen por aferencias que van por el vago para llegar al bulbo y las del seno carotideo (aferencias) salen por el nervio del seno carotideo que es una rama del glosofaríngeo, llegan al núcleo del tracto solitario, éste está comunicado con los centros vasomotores y asi continua para generar una respuesta. A presiones fisiológicas el principal barorreceptor es el del seno carotideo, es mucho más sensible, empieza mucho antes, casi a los 40 mm de Hg, desde una presión muy baja desde 90 mm hg ya empiezan a responder. Por lo tanto a una presión de 100 mm de Hg el principal que estaría funcionando seria éste, el de cayado aórtico es mucho menos sensible, por lo tanto cambios de presión superiores recién empezarían a influir sobre la respuesta. ¿Cómo es la respuesta? Tenemos los barorreceptores del cayado aórtico y del seno carotideo, que en realidad son receptores mecánicos más que de presión, porque responden a la distensión. Con aumentos de presión, éstos se distienden más y aumentan su frecuencia de disparo, ésta va por el nervio del seno carotideo que es una rama del glosofaríngeo hasta el tracto solitario y el núcleo de éste inhibe a través de la estimulación del centro vasomotor al simpático, por lo tanto el simpático disminuye su frecuencia de disparo. Esto disminuye el tono simpático, los vasos se dilatan (disminuye la resistencia, disminuye la presión). De lo contrario (si disminuye presión) el recorrido es igual pero se llega al centro vasomotor, menor estimulacion del nucleo, es un aumento del simpatico (disminuye su inhibición) y hay vasodilatación. Con respecto al corazón si aumenta la actividad simpática (por una disminución de la presión), disminuye la frecuencia de disparo de los barorreceptores, por lo tanto disminuye la inhibición del simpático, lo que aumenta la actividad simpática y tiende a subir la presión, esto también porque aumenta la resistencia periférica. El simpático en el corazón aumenta la F.C., la contractilidad, acompañado además de la disminución de la respuesta parasimpática (las respuestas del simpático y parasimpático en el corazón siempre son “paralelamente opuestas”). En los vasos seria: + el simpático +R + la P°. Además hay receptores pulmonares y hay receptores en la aurícula justo en la entrada de las venas cavas (receptores cardiopulmonares), también son barorreceptores y principalmente responden a cambios de presiones de las aurículas, venas y las de la circulación pulmonar. Tienen una aferencia que va por el nervio vago, llegan a los centros vasomotores y esto coordina la función cardiaca (presión intracardiaca, presión intraauricular) con la función vascular, pero no es tan relevante como el barorreceptor del seno carotideo. Los barorreceptores responden mejor a la presión diferencial, Se adaptan muy rápido, por lo tanto a un nivel de presión constante se produce adaptación, cuando hay sístole/ diástole, hay una presión diferencial, cuando la carotidea se está dilatando prácticamente con la misma presión de la aorta, en ese caso responden muy bien. Pero si uno mantuviera en forma artificial el flujo constante en la carótida (continuo), para estimular los barorreceptores del seno carotideo, desaparece la presión distal de presión diferencial, disminuye la frecuencia de disparo, porque se produce una adaptación. Por esto son los cambios: se dispara, baja, no se acomoda, vuelve al punto basal y vuelve a ser estimulado y así, estimulaciones de forma intermitente, porque tiene una muy rápida adaptación. Si uno mantiene la presión media, disminuye la frecuencia de disparo porque se adapta, llega menos estimulación y disminuye la inhibición del simpático y aumenta la presión. Esta regulación de los barorreceptores es a corto plazo. Regulación de la P.A a largo plazo El principal órgano que participa en la regulación a largo plazo es el riñón, esta regulando el volumen. El simpático cuando esta estimulado por los barorreceptores puede producir vasoconstricción tanto en las arterias como en la venas. Puede aumentar la resistencia periférica o también la R. en las venas. Cuando están en las venas, disminuye la distensión por lo tanto a un mismo volumen, va aumentar la P venosa por lo tanto aumenta la precarga (es una regulación completa, “cambia todo el loop de regulación”, se alteran factores de acoplamiento de los cuales se hablaron en clases anteriores). Los cambios de PA van a influir en la función renal, la expresión o reabsorción de agua y electrolitos, esto va a llevar a cambios en el volumen extracelular del fluido, o sea el volumen plasmático, la cantidad de volumen que está circulando por el mismo sistema, eso conlleva cambios en el G.C y eso va dar cambios en la Presión. Al alterarse los volúmenes, va a haber cambios en la toma de agua; si el riñón censa que falta volumen, a uno le da más sed y toma más agua y lo contrario si hay menos volumen. Mecanismos de la regulación de la presión: regulación hormonal (a largo plazo) La mayoría son hormonas que influyen en el volumen y/o tienen función vasomotora, es un balance entre estímulos que pueden ser natriuréticos, vasodilatadores o vasoconstrictores (2 formas: disminuyendo/ aumentando el volumen o disminuyendo o aumento la R.), regulación a largo plazo, principalmente por el riñón. En el lado de vasoconstricción y que aumentan el volumen sanguíneo (el volumen plasmático) Sistema Renina-Angiotensina, Aldosterona (retiene Na+, esto retiene agua , aumentando el volumen plasmático), Hormona antidiurética, Endotelina (vasoconstrictor, pero también tiene efectos renales) AUMENTAN LA PRESIÓN Al otro lado de la balanza tenemos los vasodilatadores y diuréticos/ natriuréticos (Sistema Calicreina-Cininas, Prostaglandinas, Oxido Nítrico, Péptido Natriurético Auricular), disminuyen el volumen plasmático y las sales, en especial el sodio (que es lo que censa el cuerpo, si el sodio está concentrado hay poco volumen, y si esta en baja concentración hay mucho volumen). Sistema renina-Angiotensina. Angiotensina principalmente estudiado en la hipertensión (alzas de Angiotensina circulante relacionada con la hipertensión, por lo tanto el aumento de volumen y la vasoconstricción, producen un aumento de presión) Cuando uno sube la presión y esta se encuentra elevada todo el tiempo, los barorreceptores ya no influyen mucho, se adaptan, por lo tanto ya no van a estar constantemente regulando el sistema. Si otro mecanismo mantiene crónicamente esta presión elevada pasa a llevar toda regulación de los barorreceptores. El Angiotesinógeno, es una globulina (proteína) secretada en el hígado. La renina es la que está en el riñón, cuando el riñón piensa que hay bajo volumen o baja presión porque el riñón censa su perfusión se secreta mas renina, y la renina circulante convierte al Angiotensinogeno en Angiotensina I y la enzima convertidora (ECA) convierte a ésta en angiostensina II, que es la ACTIVA. La enzima convertidora es la que esta activando el sistema, enzima que se expresa en el endotelio y en muchos tejidos. En la medida que haya Angiotensina va pasar a Angiotensina II. Además en los pulmones, ahí hay mucha enzima convertidora. La Angiotensina II, es un vasoconstrictor por tanto aumenta la postcarga (aumenta la R. periférica), además estimula la secreción de aldosteron que va a estimular la retención de sodio, aumentando la precarga (porque aumenta el volumen). Por los dos mecanismos conlleva finalmente a un alza de presión Sistema calicreina cininas Disminuir volumen y vasodilatador: bradicinina. La bradicinina (es la activa) viene de otra globulina que es el cininógeno, la enzima que hace la conversión es la calicreina (en un solo paso a diferencia de la anterior). El cininógeno y la bradicinina son péptidos pequeños. Este (bradicinina) es un agente activo: vasodilatador, natriurético y diurético, hace todo lo contrario a la Angiotensina , de hecho estos dos sistemas se regulan entre sí. La ECA (que activaba el sistema renina- Angiotensina) actúa también en el sistema calicreina- cininas, inactivándolo. Todos los medicamentos con pril para el tratamiento de la hipertensión, son inhibidores de la ECA. Al inhibir esta enzima estamos inhibiendo el sistema renina- Angiotensina y así manteniendo activo el sistema vasodilatador (- la R, - la volemia, por tanto bajamos la presión) . La bradicinina por lo general sus efectos son mediados por el receptor de bradicinina 2 (BKR 2), también está el BKR 1 que es cuando se transforma la bradicinina en des- arginina, es decir, la bradicinina sin la arginina, pero el principal es el 2. Disminuye el retorno venoso disminuye lo que puede bombear el corazón, la precarga disminuye la presiónse activan los barorreceptores aumenta la liberación simpatica (por todo el sistema que se vio a principio de clase) ¿Qué pasa primero en las arteriolas de los pies ? (regulación rápida) Aumento la presión sobre las extremidades inferiores, eso tiende a normalizarse, pero este aumento de tono miogenico tiende a regular el paso a través de esas arteriolas que tiene mayor presión , protegen los capilares (de la presión intracapilar), aumenta la R y mantiene el sistema funcionando (sigue el retorno venoso, etc), por un sistema de regulación local (respuesta miogenica, en tono el tren inferior) Microcirculación las arteriolas son de 100 micrometros hacia abajo, pero los vasos chicos que también tienen una alta R, q pueden ser de unos 300 micrometros hacia abajo, que pueden ser las arterias de alimentación, que son las que entran en la microcirculacion y parten controlando el flujo de …, se produce la ramificación de las arteriores, se llega a los capilares y luego se pasa al lado venoso (vénulas postcapilares) Los esfínteres precapilares: en algunos partes donde se forma el capilar, hay capilares que no tienen musculatura lisa, los capilares van perdiendo lentamente la musculatura lisa pero quedan algunas llamadas pericitos, células musculares lisas quedan enrrolladas en la entada del capilar, y se han descrito como esfínteres precapilares porque se pueden contraer y cerrar el paso del capilar, el capilar en si mismo no se puede contraer ni dilatar porque no tienen musculatura lisa por lo tanto el flujo del capilar depende directamente de la diferencia de presión , de la entrada y salida del capilar. Si no hay diferencia de presión el capilar no va ser perfundido y puede cambiar de diámetro progresivamente de acuerdo a la presión intracapilar. Las respuestas conducidas o la propagación de las respuestas vasomotoras son un mecanismo importante en la coordinación del flujo dentro de la red microvascular (todo el sistema funciona coordinadamente). Además todas las células funcionan como una unidad, todas están ceteadas en el mismo punto (todo el vaso está en el mismo diámetro, como dice el profe: “sino seria un shooorizo”). La principal característica de los vasos es su permeabilidad y su función es intercambiar nutrientes y remoción de desechos. El tejido esta tapizo con capilares, existe una distancia crítica entre capilar y capilar. Si 2 capilares están mas alla de la distancia critica, el punto ½ entre ellos, no va tener suficiente O2 o suministro suficiente de nutrientes. Flujo a traves de los capilares * (Dice lo mismo) + el flujo es intermitente (y no continuo como en la arteriola) porque depende de una presión de perfusión, si la arteriola se contrae un poco va disminuir la presión de perfusión y no va haber flujo. Si aumenta la actividad metabolica en un tejido, se dilatan las arteriolas y todos los capilares van a ser perfundidos, porque es el mecanismo para llevar mas sangre a ese tejido e igualar la actividad metabolica. *(dice lo mismo)+ acordarse tb de los esfínteres precapilares pero la llave de paso es la arteriola precapilar. *(dice lo mismo)+ *(dice lo mismo)+ siempre hay flujo, por lo tanto si baja la actividad metabolica, no va estar la recuperación metabolica, no va estar este tono vasodilatador que esta dado por el tejido, los vasos van a estar un poco mas contraídos , y por lo tanto van a haber muchos capilares que no van a tener presión para que haya perfusión. Si aumenta la actividad metabolica dilatación arteriolas precapilares hay perfusión en muchos más capilares. No es que el capilar este intermitente sino que esta con flujo o sin flujo. *capilares: 5-7 micrometros/ globulos rojos: 7 micrometros, el glóbulo rojo se deforman y pasan por los capilares sin problema alguno. Hay enfermedades donde los G.R se hacen mas rigidos y eso conlleva un + de la P, porque al costarles pasar, generan una R adicional al flujo. Transporte a través de la pared capilar. (Lo mismo de la diapo) + También puede haber transporte por vesículas (moléculas grandes) o por arrastre por solvente (osmosis : concentración soluto/solvente). La permeabilidad es mucho más alta en los capilares que tienen uniones mas laxas (uniones menos estrechas). Si son fenestrados la permeabilidad es mucho mayor, en el hígado la permeabilidad es altísima, los sinusoides están bañados en sangre . la musculatura esquelética (tejido mas grande) sus capilares son continuos ( normales) por lo tanto hay cierta reestriccion al paso de moléculas, no pasan moléculas más grandes que 50-60 mil Dalton (la albumina (69 mil Dalton) pasa muy muy poco, es muy grande). Paso puede ser por membrana (tiene que ser soluble o sino por receptores). Por pinositosis, liquidos y distintas moleculas. Equilibrio de Starling La hipótesis de starling podría explicar el equilibrio que se produce al paso de sustancia a través de los capilares, en los puntos de intercambio. Un capilar mide entre 0,5- 1 mm de largo (esto es una distancia grande). Las sustancias podrían pasar mas o menos, o volver a entrar al capilar y eso, la diferencia de presión hidroestatica entre el capilar y el liquido intersticial es una de las principales fuerzas que empujaría el fluido hacia afuera (lo que favorece la filtración). si pasan 300 ml de sangre por los capilares, se filtra porque el plasma no pasa libremente por los capilares, pasa entre las células del capilar , la filtración es menos del 2 % del “agua”, en cambio si pasan moléculas por difusión simple seria 5 mil veces mayor el paso. Y la diferencia de presión coloide osmótica ( oncotica), eso es la presión osmótica, la presión de las moléculas que no pueden pasar el capilar que ejercen aumento de la presión osmótica adentro y por tanto retienen agua, evitan que salga el agua (retiene el agua, es una fuerza que hace que el agua pasa de afuera hacia adentro). La presión coloide osmótica, coloide por las proteínas grandes que no pueden pasar. La presión osmótica del plasma es como de 6 mil mm de hg, pero como las sales que son el mayor componente soluto del plasma salen libremente por la pared capilar, la principal presión osmótica están dado por las proteínas que no pasan.es la principal fuerza que tiende a retener liquido en el capilar o la presión oncotica del liquido intersticial que favorece la salida de agua del capilar. Entonces, hay principalmente 2 fuerzas: P. hidroestatica P. oncotica. Tenemos una presión hidrostática dentro y fuera del capilar. Dentro del capilar va estar dada por la presión de entrada de la sangre al entrar al capilar y por la presión con la que sale, en la entrada es alrededor de 30 y 35 a la salida es alrededor de 15 mm de Hg. Hay una caída a lo largo del capilar (la presión media es 26, si se mantuviera en este valor, no habría diferencia de presión por lo cual no estaría perfundido), en 26 hay una presión de equilibrio, no va a existir fuerzas actuando. La presión hidroestatica a la entrada favorece la filtración, pero al pasar por debajo de la media, la presión intersticial va a ser parecida a la del capilar y prevalece la fuerza oncótica y va a favorecer la absorción en el capilar. Primera parte del capilar: filtración, segunda parte del capilar: absorcion Factores que determinan la dirección del movimiento de líquido •Presión hidrostática dentro del capilar (Pc) que va decayendo a lo largo del capilar •Presión hidrostática en el tejido que rodea al capilar (Pi) que es muy baja, despreciable casi, la presión nunca va caer por debajo de la intersticial, pero si podría por debajo de la oncotica. La presión oncotica de las proteínas en el liquido intersticial también es muy baja, porque no hay muchas proteínas, la albumina se retiene en el capilar en la sangre, es capaz de permiar en un 1% , acumulándose algo de albumina pero muy poco. La albumina tiene una característica, ejerce mayor presión osmótica que la que debería ejercer por su propia concentración, como principal componente en eventos con actividad osmótica dentro del capilar (se piensa que es porque tiene carga negativa y tiende a retiene mucho sodio, por tanto multiplica su fuerza osmótica, entonces cuando baja la concentración de albumina, como seria en el intersticio no ocurre este efecto. La diferencia es mucho mayor, que la simple diferencia de concentración) •Presión osmótica de las proteínas dentro del capilar (πc) •Presión osmótica de las proteinasintersticiales (πi) Pf= Kf[(Pc-πc)-(Pi-πi)] Pf= Kf[(Pc-Pi)-(πc-πi)] Pf= Kf[(Pc+πi)-(Pi+πc)] El coeficiente de filtracion depende del capilar que se analice (en q tejido esta, etc). La presión hidroestatica en el capilar impulsa hacia afuera y la presión oncotica entra (retiene).El sistema linfático se encarga de retornar todo el liquido y proteínas devuelta al sistema circulatorio (equilibrio). Condiciones en las cuales se altera la filtración. Si hay pocas proteínas en el plasma, hay poca presión oncotica, hay menos absorción, la presión hidroestatica tendría que bajar mucho para que ocurra absorción. Y si aumentamos la presión venosa, aumenta la presión del capilar (si se aumenta la R a un lado, aumenta la P dentro del capilar) se produce menos absorción. Si aumenta la P al lado arterial, hay mas filtración (por lo mismo), porque aumenta la P intracapilar. Sistema linfático En los edemas se acumula albumina en el intersticio, su coeficiente de permeabilidad es muy grande (1, es muy poco permeable, pero igual se acumula un poco). También todo el volumen filtrado es devuelto por el sistema linfático. Cuando este mecanismo de retorno falla, puede producir elefantiasis. (profe dice lo mismo que la diapo…blablablá) el liquido que retorna por el linfático en 24 horas, es similar al volumen plasmático. Y produce un retorno de un ¼ a un 50% de las proteínas. Irrigación cardiaca Irrigación cardiaca por las coronaria (izquierda y derecha), están justo por detrás de las válvulas , por eso las válvulas no pieden cerrar porque sino colapsan la entrada. En la circulación coronaria tenemos dos problemas: La presión depende de la aorta para que se produzca presión de perfusión hacia las coronarias. ¿Qué pasa cuando hay una esclerosis en la aorta? La presión de la aorta va disminuir por tanto la presión de perfusión hacia las coronarias va disminuir y por lo tanto cuando haya una sístole, que aumenta la presión, va avanzar la sangre, pero cuando haya una diástole, se puede producir un retorno. Problema del corazon: Al contraerse el musculo, colapsan los vasos, por lo tanto el flujo no es continuo en las coronarios, en la sístole, principalmente en el ventrículo izquierdo parcialmente colapsan las coronarias y por lo tanto el mayor flujo se producen durante la diástole( se acumulo la P, se relajo el Ventriculo, se libero la oclusión de las coronarias) , y si en la diástole, la aorta tiene disminuido su diámetro y hay una menor perfusión podría perfundir durante la sístole, pero si durante la sístole hay cotraccion se colpsan los vasos, nunca esta perfundido, porque en la diástole a una presión menor no va poder perfundir o va retornar y ahí se producen fallas cardiacas por isquemias. Presion de la Aorta: al contraerse (inicio de la sístole) primera parte, el flujo cae casi a cero por un instante muy pequeño, después de la sístole el flujo aumenta pero durante la diástole es mucho menor, eso es porque la pared del ventrículo izquierdo es mucho mayor. En cambio en el VD, donde la contracción es mucho menor, las paredes son mas delgadas, no se produce la oclusión de la coronaria derecha, la P casi no cae por lo tanto se produce casi mas flujo durante el aumento de P de la sístole mas que de la diástole. Circulación cerebral La dilatacion esta mediada por astrocitos. Inflamacion y permeabilidad Celulas endoteliales de microscopia electronicas, inflamacion porque hay escape en las venulas postcapilares (proceso fisiopatologico) puntos de escapes fijos, se forman “poros”( se cree que es porque las uniones se hacen mas laxas o porque se contraen y aparecen espacios), donde se produce escape de macromoleculas por tanto aumenta la presion oncotica fuera del vaso, lo que arrastra mas agua y ocurre edema. Migracion de leucocitos al sitio inflamado (linea de defensa). Otra gracias del linfatico, son los ganglios linfaticos, que remueven celulas extrañas, y le avisan a las celulas del sistema inmune. En un proceso inflamatorio, la celula endotelial presentan las selectinas (P y E) y los macrofagos activados tambien (L). El macrofago toma contacto con las celulas endoteliales, se pega (uniones debiles) ,sigue rodando, selectina a selectina, y a la vez escanea la superficie endotelial. El endotelio presenta otras moleculas, las citoquinas (todo este proceso se activan por ellas). Y luego aparecen las integrines que se unen con moleculas de adhesion del endotelio (mas fuerte), el macrofago se detiene cambia de forma (polarizacion) ocurre diapedesis (atraviesa el tejido) y actua. RENAL CLASE 1 Funciones del riñón: La principal función del riñón es filtrar la sangre para limpiarla, de productos de desecho, de productos en exceso, y tan importante como eso, regula el medio interno, regulando cosas importantes como el pH (que es vital para el funcionamiento de las proteínas. El hidrógeno por el pequeño tamaño que tiene se une a las proteínas y modifica sus propiedades). Pero también hay otras funciones que no son tan evidentes y que son por ejemplo la regulación a largo plazo de la presión arterial. El riñón es el principal sitio donde se regulan y se destruyen hormonas, mucho más que el hígado (en particular las hormonas que son peptídicas). Pero probablemente es el principal órgano, después de la hipófisis en la producción de hormonas (ej. Renina, eritropoyetina, prostaglandinas, oxido nítrico, la segunda hidroxilación de la vitamina D, etc.) Entonces el riñón tiene que ver con el equilibrio de agua y de los electrolitos. Tiene que ver con la excreción de productos metabólicos, y de sustancias exógenas (ej. Fármacos – el olor de la orina de alguien que ha consumido penicilina es notorio). El pH es una de las variables mejor regulada, en su regulación participa el riñón y la ventilación (el pulmón elimina al día entre 12.000 y 15.000 mmoles de ácido mientras que el riñón elimina alrededor de 100). La diferencia entre ambos sistemas de eliminación de ácido es que para poder eliminar ácidos en el pulmón, éstos tienen que ser gases (volátiles), mientras que el riñón se hace cargo de la eliminación de ácidos no volátiles (ej. Ácido sulfúrico, sulfatos, y otros). La presión arterial está regulada a largo plazo por el riñón y lo que hace el sistema circular en particular (sistema simpático, parasimpático, baro receptores, etc.) es regular más bien la presión ante cambios posturales (ej. Si nos paramos, hacemos ejercicio, etc.), para eso sirve el sistema nervioso. La regulación de largo plazo es del riñón, y hay pruebas muy contundentes, porque si uno trasplanta un riñón de una persona hipertensa a una persona que tiene la presión normal, la presión en la hipertensión va con el riñón. También actúa en la producción y metabolismo de hormonas, y en la regulación de la eritropoyesis a través de la producción de eritropoyetina. * Las cosas que vamos a pasar en esta clase, son cosas recientes en la materia renal, esto no aparece en los textos, en las próximas clases nos vamos a meter en lo que aparece en los textos. Diálisis como modelo de la función renal: El riñón hay que pensarlo como un modelo (imagen: este es el modelo de una máquina de diálisis, que es lo que hace el riñón). Si a una persona no le funcionan los riñones, puede mantenerse viva durante muchos años con una máquina de diálisis y básicamente lo que hace ésta máquina es que en el líquido de la máquina uno pone una composición que uno quisiera tener en la sangre, y como esa es una máquina semipermeable, si uno quiere eliminar algo, eso debiera estar acá, entonces aquí aparece este liquido de diálisis que va en sentido contrario con bicarbonato, un poco de potasio, por nombrar algunas cosas. ¿Qué sucede con el paciente? Esta acumulando mucha urea, mucha creatinina, porque no puede eliminarlas, tienen poco bicarbonato y mucho potasio y entonces está en una condición acidófila. Al ponerse en contacto con esto, y como esto es una membrana semipermeable, esto ilustra bien lo que ocurre en el sistema renal, que es la base de todo y es que el movimiento de sustancias e iones ocurre a favor de un gradiente (osmosis), quedando al final la sangre del paciente con poca urea, poco potasio y más bicarbonato. El riñón funciona así, por supuesto hay transportadores, bobas específicas que hacen transporte activo. El riñón es entonces el fiel centinela de nuestro medio interno que permite que estemos como estamos, incluso dormitando, y eso es porque el medio interno está regulado de manera notable por el riñón. Sin embargo el riñón tiene varios efectos, y se altera con mucha facilidad. Vea a ese riñón dominado por la acción del diurético, desoyendo las necesidades del medio interno. Los diuréticos actúan en el riñón, son fármacos de gran utilidad, pero hay que manejarlos muy bien, cada vez tenemos más trastornos por uso y abuso de diuréticos por la creencia de que harán bajar de peso más rápidamente. Mucha gente se automedica con diuréticos, y queda con edemas en los pies, sube de peso, etc. y esto afecta mucho la función del riñón. Mucho más importante que lo anterior, es el influjo hormonal. Observen ahora como el riñón abandona su puesto, cegado por esa Miss hormona my ochentera. El riñón es un sitio muy importante de hormonas. Ustedes con el Dr. Figueroa, qué vieron por ejemplo que ocurría cuando había una hipotensión importante, cuando bajaba la presión, por ejemplo un sangramiento, o deshidratación por haberse quedado dormido en la playa (hipovolemia). Si cae la presión, cae el volumen, esto es captado por los barorreceptores, y la respuesta de este sistema es la vasoconstricción (mecanismo para subir la presión y recuperar así el volumen circulante), no ocurriendo ésta en el cerebro, en el corazón. Ante la vasoconstricción intensa, se produce una intensa vasoconstricción del riñón por la noradrenalina, dejando de recibir oxígeno, y el riñón se muere (se muere el 80% de los nefrones) Esto es lo que se conoce como Insuficiencia renal aguda, y que le pasaría a una persona que tiene un accidente de tránsito, que pierde sangre y que es llevada rápidamente al hospital; uno repone la sangre, pero se da cuenta de que la persona queda con falla renal, esto fue descrito en 1941, en el bombardeo de Londres, por un médico inglés que se dio cuenta de que personas heridas llegaban al hospital, allí le reponían la sangre, el volumen y todo, o sea quedaba bien todo desde el punto de vista cardiovascular sin embargo a los dos días tenían una Insuficiencia renal aguda, dejaban de orinar y se morían. Hoy día esas personas no mueren si llegan al hospital, pero los riñones han dejado de funcionar. A esas personas se les realiza diálisis. En un par de semanas o un mes después, esta persona que tenía los riñones muertos, uno los ve histológicamente y no tienen túbulos, (entre el 40 y el 50% de estas personas) recupera la totalidad de su función y se va para la casa, los otros se mueren. ¿Cómo se regenera el riñón? Este el típico ejemplo de una hipotensión. El riñón tiene un flujo sanguíneo muy alto, el gasto cardiaco normal es de 5 litros por minuto y al riñón llega un 20%, por lo menos 1,2 o 1,3 litros de sangre, donde se realiza la regulación, este es el lugar adecuado para regular. Si uno necesita sangre, va a haber una vasoconstricción renal como un mecanismo fisiológico, a pesar de que esto signifique la muerte del riñón. Entonces la hormona (ej. Noradrenalina), que se ve tan inofensiva, después lo va a estrangular, cortando el flujo renal. Lo otro es que el riñón, al acumular una gran cantidad de sustancias, y su flujo, el soporte de oxígeno es bajo en la regla, es muy susceptible a ser dañado, entonces aquí vamos a ver al riñón enfermo que es incapaz de atender los requerimientos del medio interno. Magnitud de la función renal en humanos Si uno quiere conocer la magnitud de la función renal en humanos, tiene este resumen. El flujo sanguíneo renal es de 20 – 25% del gasto cardiaco, por lo tanto por el riñón pasan 1,2 litros/minuto. Si pasa ese flujo de 1,2 litros/minuto, ¿cómo lo hacemos para calcular el plasma? Sabiendo el hematocrito uno puede calcular cuánto plasma pasa por el riñón, que en este caso es de 660 ml/min. Lo que se filtra por el glomérulo son 125 ml/min el resto del plasma sigue de largo y por lo tanto aquí hay una razón que es la fracción filtrada que es la división de lo que se filtro en el glomérulo dividido por lo que paso por el glomérulo y esa fracción es de 0,2, que significa que se filtro un 20% del plasma. Otra cosa que van a tener que calcular (¡para la prueba!), es la carga filtrada, nosotros sabemos la composición de todas las cosas que están en la sangre porque las podemos medir, entonces si sabemos que hay 140 mEq de sodio en el plasma y se filtran 100 ml ¿cuánto será la carga filtrada por minuto? Si 1L tiene 140 mmoles (o mEq), y ustedes filtran 0,1L, ¿Cuánto sodio están filtrando por minuto? 14mmoles, y entonces la carga filtrada se obtiene multiplicando la concentración plasmática por lo que se filtra en 1 minuto. De esa manera si uno quisiera saber cuánto se filtra al día, hay que multiplicarlo por 1.440 minutos que tiene un día, entonces si se filtran 0,12 L/min multiplicado por 1.440 minutos, se filtran en el glomérulo 180 L, y lo que se elimina en la orina es mas menos 1-1,5L, es decir que se reabsorbe alrededor del 99%. Respecto de otras cargas filtradas, haciendo todos los cálculos, 550 g es el total del sodio filtrado al día, pero lo que se excreta en la orina son 5g. Otras cosas importantes son la glucosa, que se filtran 160 g, pero se elimina 0g (100% de reabsorción). De esto trata la función renal, se filtra el plasma, se reabsorbe gran parte de lo que hemos filtrado, y el resto se elimina. Nuestro mecanismo no está diseñado para consumir grandes cantidades de sodio. Cuando uno se alimenta lo hace de células ya sean vegetales o animales, y la composición de todas las células es un alto contenido de potasio, y muy poco contenido de sodio y entonces nosotros evolucionamos con esta ingesta de potasio. Producto del procesamiento del alimento se pierde el potasio, y para poder darle sabor, uno le pone sal. Entonces nuestra alimentación natural es muy baja en sodio. ¿Qué es lo que ha ocurrido ahora?, la ingesta de sodio ha ido aumentando. Todos los alimentos de hoy en día tienen sal, sin agua, y con ello estamos consumiendo más de 200 mmoles y el consumo de potasio ha disminuido. Nosotros no estamos preparados para esto, nosotros soportamos la ingesta de 100 mmoles al día pero en las mediciones que se han hecho, la ingesta de sodio es de 200 mmoles o mas en la dieta occidental, produciéndose hipertensión sensible a la sal, donde se tienen todas las complicaciones de la hipertensión (La mitad de la población generaría esta hipertensión sensible a la sal). Lo que se recomienda es que al cocinar se use la sal normal (con sodio), pero que en el salero pongan Biosal (que no tiene nada que ver con el Dr. Vio). Los vegetarianos no tienen problemas de hipertensión, por su alta ingesta de potasio (muchas células vegetales). Morfología renal: Aquí tenemos la estructura del nefrón. Hay dos tipos de nefrones: los superficiales y los yuxtamedulares, los yuxtamedulares son aquellos que tienen su arteria aferente cerca de la médula y estos son los superficiales. La diferencia más significativa es que los nefrones yuxtamedulares tienen su Asa de Henle que penetra profundamente la médula hasta llegar a la papila, mientras que los nefrones superficiales penetran solo hasta la medula externa (Hay una clase que hay que revisar que es la de nomenclatura del riñón, donde aparecen las células claras, etc.). La unidad estructural del riñón es el nefrón, si lo estiramos nos daremos cuenta de que los transportadores de membranas están localizados en puntos muy específicos del nefrón. La cicloxigenasa 2 que es una enzima que produce prostaglandina, esta exclusivamente aquí en el Asa ascendente gruesa de Henle. La hidrogeno potasio ATPasa o la hidrogeno ATPasa, esta exclusivamente en el túbulo colector y específicamente en una célula, la célula intercalada. Por acá tenemos una enzima que esta exclusivamente en la mácula densa que es la oxido nítrico sintasa neuronal, que esta solo ahí. Otra de las cosas importantes que vamos a ver, son las acuaporinas, estos canales de agua que, la acuaporina 1 está en todo el segmento descendente y esta permite el paso de agua libremente, la acuaporina 2 es la que está regulada; también tenemos a los transportadores de urea (COX-2), también la kalicreina que está solamente en las células del túbulo colector. La megalina está en el túbulo contorneado proximal, que es un receptor de endocitosis, encargado de la reabsorción de proteínas. Una de las maneras de aproximarse a esto, es siguiendo las relaciones anatómicas. Estos son dos sistemas renina y kalicreina, que son sistemas opuestos, vean, aquí tenemos una arteria radial cortical, y desde aquí sale una arteriola aferente que entra formándose este ovillo que es el capilar glomerular, y acá abajo tenemos el túbulo proximal, esta es una figura que si hubiera tenido la arteriola eferente para allá habría sido excelente. Lo interesante de esto, que es que lo que aparece aquí de café clarito es el túbulo colector que tiene kalicreina, que produce las bradicininas que son hormonas vasodilatadoras. La renina que está en la arteriola aferente produce la angiotensina II que es una hormona vasoconstrictora y entonces hay un equilibrio entre ambos sistemas. El túbulo colector que tiene kalicreina siempre está al lado de la arteriola aferente (el túbulo enrolla a la arteriola aferente), que es una base anatómica para la función de la renina y de la kalicreina. En esta otra imagen, que aparece en varios papers, les voy a mostrar lo que tienen las diferentes secciones de los túbulos. En café claro tenemos la kalicreina (túbulo colector). Esta es la renina que está en las arteriolas (en amarillo), allí está la enzima convertidora de angiotensina I que está acá (en rojo) que está en el ribete en cepillo, convirtiendo la angiotensina II en angiotensina I, después tienen aquí en azul a la cicloxigenasa 2. Entonces ustedes tienen aquí, esta que produce prostaglandinas, ésta que produce NO, esta que produce angiotensina II, esta que produce bradicinina y esta que produce angiotensina I. Todos esos en este límite anatómico o sea todas estas hormonas de efectos tan opuestos, juntas en este lugar tan chiquitito, microambiente anatómico. (Bueno en esta parte de la clase es donde muestra su núcleo carita, todo el mundo se ríe y yo todavía no puedo verlo… es una célula intercalada que secreta potasio, hidrogeno, y las que están al lado son las células conductoras). Si vemos hacia atrás, lo que yo les mostré es que el túbulo colector (que es el 9) se pone en contacto con la arteriola aferente que es esa que esta acá y entonces que tiene que pasar con este túbulo colector. El riñón tiene un contacto entre el túbulo y la arteriola que le da origen, que es esto que se conoce como Asa de Henle, en que el túbulo vuelve hacia atrás y se pone en contacto con la arteriola. Éste túbulo está en contacto con la arteriola, qué tiene que pasar con éste túbulo. El túbulo vuelve hacia atrás, se enrolla en esa arteriola y luego se va, eso es lo que tiene que pasar porque de otra manera no se podría explicar como el túbulo está en contacto con la arteriola del mismo nefrón y ese es el esquema que propusimos entonces asa ascendente, túbulo contorneado distal y túbulo colector, hacia acá. Casi 20 años después (de que el Dr. Vio publicara su dibujo en 1988) la mejor revista de investigaciones renales, publico un artículo que hablaba de la conversación cruzada entre túbulo colector y la arteria aferente, donde se había descubierto la funcionalidad de este microambiente anatómico. Entonces este sistema que es un eliminador de sodio que baja la presión, que está aquí en el túbulo colector con la arteriola aferente, etc. es el sistema que regula el paso de la sangre por el glomérulo, pero este túbulo colector que se devuelve acá, es el productor de la bradicinina, por la kalicreina, que inhibe la reabsorción de agua y sodio y regula acá la filtración glomerular, regulando la cantidad de sangre que llega al glomérulo y por lo tanto la filtración. Uno puede marcar las células del túbulo distal (porque cuando uno ve su histología se ven todos iguales) pero en realidad si uno marca con sodio/potasio ATPasa esa está en todas las células, menos en las células intercaladas que es esa, pero que tiene hidrógeno ATPasa en la parte apical y la célula colectora tiene sodio/potasio ATPasa y kalicreina en la parte apical y de esa manera, y aquí en esta imagen (que tiene la firma del Dr. Vio al lado de una mitocondria) se muestran los cuatro tipos de células que existen en el nefrón distal: túbulos contorneados distales con esa forma (célula del túbulo contorneado distal), células conectoras, el túbulo de conexión tiene dos tipos de células la célula conectora que es esa, que produce kalicreina y la célula intercalada que tiene hidrogeno ATPasa y que regula el pH (la que aparecía con la sonrisita en el dibujo anterior) y después tenemos el túbulo conector el cual tenemos nuevamente esta célula intercalada mas la célula principal (se conoce como célula colectora) Nefrólogos y cardiólogos han discutido durante años si es más importante en corazón o el riñón para efectos de la presión. Guyton; en el año 72 plantea que la regulación de la presión arterial, el efecto dominante de el riñón a largo plazo. Dominio por sobre todo (sobre todos los mecanismo). Año 69-70 se pensaba que solo sustancias vasoconstrictoras subían la presión. EJ. Catecolaminas. Víctor Croxatto, demostró que renina, que sube la presión, está normal en personas con hipertensión; ¿Qué tal si lo que existe es una deficiencia de los sistemas vasodilatadores que eliminan sodio?; se plantea que una deficiencia del sistema vasodilatador eliminador de sodio existe en la hipertensión y es responsable de esta. Este sistema se llama: Calicreina- cinina. Calicreina es la enzima y la cinina, son las lisinbradicinina y la bradicinina (hormonas que eliminan sodio). Si el sistema constrictor está normal, no importa, por que esto es un equilibrio y el vasodilatador está disminuido; hay un predominio del vasoconstrictor. Trabajos de los años 70 mostraron en ratas que: ratas normales recibían riñones de ratas genéticamente hipertensas, la rata normal se hacía hipertensa: la hipertensión sigue al riñón. Recientemente se publico un trabajo; entre otros: Oliver Smith(creación de animales knock-out): Angiotensina II (enzima producida por renina y después por enzima convertidora de angiotensina I) causa hipertensión e hipertrofia(ventricular) cardiaca a través de su receptor en el riñón. Por lo tanto; el crecimiento ventricular es un efecto de angiotensina sobre el riñón. El experimento: - Ratón homocigoto, con receptores de angiotensina en todo el organismo (suprarrenales, vasos sanguíneos, corazón, cerebro, ovarios, en todas partes ) y a este ratón que tiene sus receptores “sistémicos” intactos le transplantaron un riñón de una rata taxida y entonces, este animal, con ese riñón transplantado, ante una infusión de angiotensina II, desarrolla hipertensión, retención de sodio e hipertrofia cardiaca. - Un ratón que tiene todos sus receptores de angiotensina sistémicos, pero que se le pone un riñón de una rata que no tiene receptores de angiotensina I (knock-out): al infundir angiotensina: presión normal, no hay retención de sodio, el corazón es normal - El experimento que más sorprende: rata knock-out para el receptor de angiotensina II (sin receptores en todo el cuerpo) al inyectarle angiotensina II : no hay ninguna respuesta. Pero si a ese ratón se le transplanta un riñón de una rata que si tenia receptores, se le inyecta angioensina II: hipertensión, retención de sodio, hipertrofia cardiaca. - Si una rata no tiene receptores de angiotensina en ninguna parte del organismo, ni en el riñón, tampoco desarrolla hipertensión. Esto dice: Lo importante para la hipertensión y la hipertrofia son los receptores del riñón. La angiotensina II produce hipertensión primariamente a través de sus efecto de los receptores AT1 del riñón. Los receptores renales de angiotensina, son un requerimiento absoluto para el desarrollo de hipertensión dependiente de angiotensina II e hipertrofia cardiaca. Cuando los receptores de angiotensina II se eliminan del riñón, el repertorio residual de receptores extra renales, no es suficiente para inducir hipertensión o hipertrofia cardiaca. Los cardiólogos por mucho tiempo han dicho que los receptores para agiotensina II que están en el ventrículo son los importantes para producir hipertrofia ventricular. Estos hallazgos demuestran el rol crítico del riñón en la patogénesis de la hipertensión y la aparición de sus complicaciones cardiovasculares. Se sabia que el riñón era importante en la hipertensión, lo novedoso es que las complicaciones cardiovasculares como la hipertrofia ventricular, el crecimiento del corazón es también comandado por el riñón. Además sugieren que el principal mecanismo de acción de los inhibidores del sistema renina en el riñón, es atenuando los efectos de angiotensina en el riñón. Los inhibidores del sistema renina, (los hipertensos toman, o inhibidores de la enzima convertidora, que terminan en PRIL, o un antagonista del receptor de angiotensina I , que terminan en TAN; tratamientos mas usados para el tratamiento de la hipertensión, en todo el mundo)- angiotensina, atenúan el efecto de angiotensina II en el riñón Después han salidos varios trabajos; aun los cardiólogos se rehúsan a aceptar esto. En el mundo: 14000 millones de personas, en nuestro país, el 30% de las personas son hipertensas, quienes requieren controles mensuales; aun esta en discusión quien manejaría mejor a los hipertensos. Si sube la presión, aumenta la hipertrofia ventricular, por efecto de carga. EL riñón es hipoxico: la presión de oxigeno de la sangre arterial es de 100 (en Santiago es un poco menos); sin embargo en la corteza del riñón es de 70, y en la medida que uno se empieza a meter a la medula interna llega a 20 mmHg; por lo que el aporte de oxigeno es muy bajo. De los nefrones yuxtamedulares, se deriva completamente la arteriola, los vasos rectos (ascendentes y descendentes) ; toda la irrigación que llega a la medula viene de la arteriola eferente de los nefrones yuxtamedulares; por lo que estos son muy importantes en el aporte de oxigeno a la medula. ¿Qué ocurriría si ocurriera una vasoconstricción aquí? La presión de oxigeno de abajo, va a bajar. Al volver al ejemplo de esta hormona, que se descarga bruscamente para subir la presión y que provoca vasoconstricción, la noradrenalina (norepinefrina) que produce una intensa vasoconstricción de la arteriola eferente aquí, para que haya flujo hacia otros tejidos mas necesitados, ¿Qué va a ocurrir con la presión de oxigeno acá? Va a bajar; y el riñón se muere de hipoxia, pero además, esta zona particular del asa ascendente de Henle es la zona que realiza mas transporte activo, y tiene muy poco aporte de oxigeno. Por lo tanto una de las primera cosas que se daña es esta; por el gran consumo de oxigeno, por el gran trasporte y consumo de ATP por la sodio ATPasa es muy aLto, y al quitar el oxigeno, la célula se muere. Aquí pusimos un esquema combinado; aquí esta la enzima convertidora de angiotensina II en el segmento S3, aquí hay una zona hipóxica, aquí están los nefrones yuxtamedulares de los cuales, de la arteriola aferente, se originan todos los vasos que irrigan la medula y la papila. Si se tiene vaso constricción ahí, va a bajar la presión de oxigeno acá, lo cual aumenta la enzima convertidora (lo que se ha demostrado), para lo cual, se ha propuesto varias hipótesis (la enzima convertidora de angiotensina I, es la que produce angiotensina II), es responsable de los niveles de angiotensina II que es la responsable en el riñón de la hipertensión. Vasoconstricción cuando se inicia el daño renal, aumenta la enzima convertidora, aumenta la angio II, disminuye la bradicinina. La enzima convertidora de angiotensina I también destruye bradicinina. Hay vasoconstrictor aumentado, vasodilatador diminuido y el tratrapeptido, que tiene que ver con el numero de infiltración de sales. Entonces el efecto neto de estas hormonas locales, sobre esta vasoconstricción es aumentar la vasoconstricción o hacerla permanecer. El riñón se puede dañar en muchas enfermedades, pero una vez que se produce cierto daño, empieza a morir lentamente, independiente de la causa inicial. Si una persona es diabética, se dañan sus riñones, al comenzar controlar, desaparece la causa inicial, y sin embargo el riñón dañado sigue empeorando, y la persona termina en diálisis. Lo mismo pasa si la persona durante muchos años tenia la presión alta, se controla, se baja la presión, y si hay daño renal, este sigue. La hipótesis es que una vez que hay un aumento de esta enzima en el riñón; hay un círculo vicioso, que produce mayor vasoconstricción, mayor hipoxia y mayor infiltración de células, y ahí ya es independiente de la causa original. El tratamiento, independiente de si es diabético, hipertenso, es inhibir la enzima convertidora. Las células del riñón viven lo que uno vive, a diferencia de otros epitelios, estas son células maduras; epitelio simple, monoestratificado, con uniones estrechas. No hay células inmaduras. Solo hay mitosis si hay daño en el riñón, hay un mecanismo de reparación; en que cuando se daña mucho el riñón, aparecen todos los genes fetales que se expresan en la formación del riñón, desde la nada. El riñón se hace de nuevo; no requiere células troncales. El riñón no tiene stem cells, hay regeneración de células maduras que empiezan a comportarse como células fetales. En laboratorio, se ha intentado crear riñones, pero lo que mas se logra, es que las células formen un tubo, por que el desarrollo tiene que ver con interacciones. Se busca cómo gatillar en los humanos este mecanismo, sin inyectar células. El riñón es altamente vulnerable al daño, alta actividad metabólica, gran superficie endotelial (mas de 100 m², etc. Espacio túbulo intersticial: espacio que queda entre los túbulos. “desde completamente ignorado al centro del escenario” en el sistema renina, en la enfermedad renal, y en la hipertensión arterial. Teoría glomérulo céntrica (patólogos) v/s teoría túbulo céntrica (fisiólogos renales) Hay cambios en el glomérulo, pero este es solo un filtro; toda la reabsorción se hace en los túbulos. Poco énfasis en las estructuras túbulo intersticiales. Se asocia enfermedad al riñón- enfermedad al glomérulo. Morfometría: cuando se daña el intersticio, se correlaciona mucho mejor con la perdida de función renal que los cambios que ocurren en el glomérulo. Fibrosos intersticial, la cicatrización del intersticio es grave. Ahora se discute si se origina de una lesión del túbulo o en le glomérulo. Composición de células de los riñones Corteza Papila -células del intersticio, -espacio extracelular -vasos sanguíneos El año 70, se realizó un trabajo, patólogos estudiaron y siguieron a los enfermos, por 10 años, observaron que sucedía con su pronóstico. Descubrieron que independientemente de la enfermedad, la función renal cae en la medida que haya mayor lesión del intersticio tubular (espacio que queda entre los túbulos), mas que con la enfermedad glomerular. Disminución de la función renal se correlaciona con la lesión del espacio intersticial que con la enfermedad glomerular. Reabsorción tubular: todos los estudios terminan aquí. Está el sodio, en el lumen, la Na/k ATPasa, se reabsorbe, etc. Incluso, en los bordes luminales y basales, al actuar al sodio potasio ATPasa, el sodio ya pasó al organismo, lo uqe no es cierto, solo quedó ahí. Sin embargo la función normal requiere una vía expedita que es esta, por la cual se reabsorban 180 litros de agua al día y 0.5 kg de sodio que también se reabsorbe. El riñón adulto reabsorbe 1 kg de NaCl al día, y 140 litros de agua; en 50 años de vida adulta: el riñón reabsorbe 18 toneladas de NaCl (como dos camiones bien altos llenos de sal) y 3200 m³ de agua. Esto es posible, por que el espacio túbulo intersticial sano, que es por donde pasa a la circulación. La situación que estudiamos como pasa del lumen a la parte basal, aquí tenemos canales, bombas, cotransportadores, pero nos olvidamos de lo otro. En ese espacio, se forma un ángulo, que es extra tubular (en la microscopía se ve un núcleo, probablemente de una célula endotelial, por que hay vasos sanguíneos, un borde con sodio potasio ATPasa, teñido con peroxidasa; la reabsorción acurre en esa dirección, y de ahí se va hacia la circulación). La secreción, ocurre en sentido contrario (potasio, diuréticos). Espacio túbulo intersticial: intersticio entre los túbulos, normalmente, se encuentra un espacio virtual, donde pasa gran cantidad de liquido, aquí es donde se reabsorbe el agua y el NaCl; por que el sodio que fue filtrado, pasa a este lugar y desde aquí tiene que irse por los vasos hacia la circulación. Lo que ocurre cuando se daña una célula( en diabetes, por difusión de angiotensina, por difusión de catecolaminas, por estrés, etc); las células tubulares normales, agredidas, expresan osteopontina (péptido, hormona, que atrae, es una quemoquina, atrae macrófagos y fibroblastos). Su nombre se origina del hueso (quemoquina que se expresa en el hueso). Los macrófagos y fibroblastos, comienzan a atraer calcio, fosforo, y se empieza a formar el hueso; esa misma hormona, aparece en el riñón en condiciones anormales; llegan macrófagos, luego los fibroblastos. Se esta llenando el espacio túbulo intersticial, si hay fibroblastos activados, producen colágeno. Un espacio que estaba vacio (que requiere estar vacio, expedito) se transforma en una cicatriz. Enfermedad túbulo intersticial. Mientras mas de esto, peor pronostico; a pesar de que la persona tuviera los glomérulos normales. Existe además la producción local de enzima convertidora de angiotensina I, por lo que localmente se genera Angio II; eso se hace independiente de si la persona fue diabética, hipertensa, rechazo a transplante renal, etc. Esto es fisiopatología, pero ilustra bien lo que ocurre en la función del riñón. Al dar un agente toxico como gentamicina, puede dañar el riñón, por que el riñón reabsorbe proteínas, y las destruye, pero llega un momento en que se sobrepasa la capacidad de destruir y entonces los lisosomas crecen, se revientan y las célula se daña y comienza a expresar osteopontina, y vienen los macrófagos y fibroblastos a reparar el tejido. Esto tiene que ver con la teoría del peligro; teoría de inmunología; se creía que las células nos defienden de células externas; lo que no es cierto, si una célula externa (como una bacteria) se porta bien, no le hacemos nada, pero si una célula propia empieza a hacer leseras; se activa el sistema inmune y la destruye. Eso no ocurre en cáncer: la célula empieza a hacer leseras y una falla en el sistema inmune hace que los macrófagos no vayan y destruyan esa célula. Por eso se dice que gran cantidad de alergia y reacciones inmunológicas que hay hoy en día es producto de la limpieza. Se ve en una imagen, los túbulos, con macrófagos, se alteró completamente el intersticio, hay más macrófagos que células epiteliales. Una cosa que era virtual, se transforma en un tejido cicatrizal. Una cicatriz que no hay como controlarla; entonces se produce ACE, que produce localmente Angio II, que tiene efectos atrayendo macrófagos. Podría ser que la zona que esta llena de tejido cicatrizal, los niveles parciales de presión de oxigeno es muy bajo (oxigeno bajo localmente puede inducir la producción de ACE). Se está estudiando el gen, y sus zonas promotoras, y todo eso. Se muestra la portada de una revista; un trabajo del profe; en la imagen, se observa el intersticio renal con ACE de personas diabéticas, con problemas renales. Con este trabajo se demostró; que lo que ocurre en la diabetes (personas con glicemia controlado), pero si localmente se tiene la enzima, se tiene Angio II, que esta produciendo daño local y atrayendo mas fibroblastos. Angiotensina II actúa en NFKB, produce radicales libres, activa a los macrófagos, los que activados o estimulados por la Angio II producen factores como el transformer growth factor y eso activa a los fibroblastos, que se transforman en miofibroblastos, producción de colágeno. Una vez que hay producción local de anigio II en el riñón (en musculo, la angio II desencadena todo esto). Si se bloquea ACE o antagonizan la angio II; no tienen ninguno de los efectos. El riñón (células dendríticas, células de vigilancia, que tienen un antígeno y se lo presentan a una célula (macrófago), tienen que ver con la inmunidad adaptativa y sin embargo se ha demostrado que las células renales), la evidencia demuestra que las células dendríticas juegan un papel fundamental en la salud y enfermedad del riñón. Por una razón practica, todos los experimentos que se han hecho en patología y en farmacología, enfermedades cardiovasculares, renales, se han hecho en ratas macho, y en voluntarios, gran parte de los estudios clínicos son en hombres; para evitar variaciones hormonales. Segundo, las mujeres no tienen infartos antes de la menopausia, después de la menopausia, si tienen mas infartos que los hombres, lo mismo que con la hipertensión. Sabemos que las hormonas que están ciclando; están protegiendo desde el punto de vista cardiovascular. Los riñones de las ratas hembras son completamente distintos que los de las ratas macho. Durante el embarazo, esto es muy evidente. Como las pruebas se han hecho en ratas macho, los estudios clínicos han continuado en hombres. Entonces, se han aprobado esos medicamentos, y hoy en día se sabe que no tiene nada que ver la respuesta de una mujer frente a un medicamento, para la mayoría es completamente distinta al hombre, lo mas evidente es en el riñón. Cuando se hizo todos los estudios de la genotipificación; se descubrieron dos lugares con grades diferencias, uno es el riñón, y el otro…mmm… no se acuerda … CUEK! Los efectos adversos que para el hombre no tienen importancias, como el pelo (Dinoxidil, antihipertensivo, les crece pelo). Todo está actualmente bajo revisión. El impacto del sexo en la respuesta fisiológica está tomando mucha atención en esta década (1999). Se demuestran estudios que las mujeres con enfermedad renal progresiva (como la fibrosis túbulo intersticial) progresa mucho mas lentamente que los hombres a igual presión intersticial (en una curva, la pendiente es menor, aunque el efecto es parecido). Para demostrar esto, se han iniciado estudios preguntándose por la respuesta vascular, ej: angio II es vasoconstrictor potente, si, EN LOSMACHOS. En mujeres y hombres voluntarios, la respuesta de la angio II es completamente distinta en ambos grupos. Ante una misma situación, la respuesta de una mujer es distinta, a la misma hormona y la misma concentración. Aunque existen muchos cambios importantes en la función renal durante el embarazo (normal), aumenta la filtración glomerular, el flujo plasmático renal, sin que aumente la presión arterial, de echo las mujeres embarazadas tienden a ser hipotensas; la presión de filtración no aumenta durante el embarazo, por que cae la resistencia de la arteriola aferente y eferente. Además la mujer experimenta oscilaciones mensuales en los niveles hormonales, el balance entre hormonas es diferente. Esto tiene aplicaciones como por ejemplo, la aplicación de anestésicos, se podría segregar las dosis. CLASE 2 Las proteínas filtran a nivel glomerular? Se ha comprobado que si filtran y en grandes cantidades, lo que ocurre es que estas se reabsorben en el Túbulo Contorneado Proximal (TCP) y así no aparecen en la orina. Los factores que afectan la filtración están: Carga eléctrica: cuando la proteínas atraviesan la membrana glomérulo capilar cuya carga es negativa , y si hay alguna proteína que su punto isoeléctrico es 4 o 5 (que estará negativa al pH fisiológico) al pasar a la membrana , se repelerán. Tamaño de la molécula Fig.1 Curva de filtrado de las proteínas. Lo que importa es el radio efectivo de la molecs que determina si pasa o no por los poros de la membrana, hay moléculas que tienen pesos moleculares (PM) de 6000 (6KDa) que son pequeñas (creatinina e inulina) y filtran libremente. Cualquier molec que sea menor a 6KDa no tiene impedimento al filtrar independiente de la carga. Al subir los PM como por ej la albumina de huevo que pesa 30KDa y la albumina que tiene PM de 69KDa ahí se filtra menos. Al ver la curva (ver fig.1) se pusieron varias proteínas y ver si filtraban a través de un clearance fraccional , es decir , midiendo lo que está en el capilar y lo que está en la capsula de Bowman , por lo tanto se dime y se hace una razón entre la concentración de lo que fue filtrado (en capsula) / concentración del capilar (plasma) esto se llama CLEREANCE FRACCIONAL Si [ ] en capsula / [ ] en capilar es igual a 1, indica que se filtra en un 100% de la sustancia (como por ej, inulina, lisozima) y por lo tanto no hay barreras para la filtración. Si [ ] en capsula / [ ] en capilar menor a 1, por ej la albumina de huevo que tiene un valor de 0.20, indica que el 20% se filtra. En el caso de la albumina tiene un clereance de 0.01 es decir que 1% o menos filtra de esta sustancia. En estudios posteriores se vio que todas las proteínas estaban cargas negativamente. La Inmunoglobulina, que es de gran tamaño 140KDa , no se incluyó , y que tiene una carga neutra, filtra mucho más que la albumina , pero entonces no hubiese calzado con el grafico. Si uno toma moléculas del mismo radio y el mimo PM de la albumina (línea roja fig.1) , cuando son cargadas negativamente, si filtración es cerca del 1%, si la misma molécula es neutra llegamos a un 30 – 35% y si la molec está cargada positivamente salta a un 60% . Esto demuestra que ante un mismo PM y radio molecular, una proteína negativa se filtra menos y una positiva filtra mas. A excepción de la inmunoglobulina que en el PH fisiológico es neutra. POR LO TANTO LA CARGA SI INFLUYE EN LA FILTRACION de una proteína Si hablamos de una filtración de un 1% creemos que es poco, pero la cantidad de albumina (1% filtración) en la sangre es cercana a 4g por 100ml, es decir 40g por litro , y si se flitran 180L de agua al dia, sería mucho más alta, pero aun asi en la orina no aparecen casi proteínas (el limite son 0.2g de proteínas en orina al dia) si se filtra mas, se debe analizar la función renal completa. Sabemos que la filtración glomerular llega hasta 36g al día de albumina, pero se reabsorben y se excreta menos del 1%, lo que da menos de 0.2g / L en orina. T.max, tasa máxima de transporte, es la concentración en donde la mitad de los transportadores esta saturado (ve cantidad de transporte de una molécula), y este valor depende del numero de transportadores. La albumina que se filtraria al día multiplicando volumen por concentración corresponde a 8kg de albúmina al dia, (la concentración que está en el plasma). La albumina que se filtra que corresponde a 36g, y se eliminan 0g , es decir esos 36g son lo que se reabsorben. En el síndrome nefrótico, en niños que tienen edemas generalizado, por un defecto en la membrana glomerular pierden mucha proteína por lo que su presión oncótica sistema baja, y si esta baja en la circulación, baja la reabsorción de agua y esta queda en el intersticio (ver tabla 1) Tabla 1. Comparación de filtración proteínas En niños con el síndrome pierden 20g en orina , con lo que se calcula que la tasa máxima de reabsorción es de 45g , si se filtraran 95g al día , aparecerían 50g , en condiciones normales toda la albumina se reabsorbe porque está bajo la saturación de los transportadores del TCP, prueba de esto que si se aumenta las proteínas hasta 45g se sigue filtrando, pero si se pasa ese límite, todo el resto se elimina en orina. Celula del TCP, ahí están las vesículas endocíticas que viajan su unen la lisosomas, que luego se degradan las proteínas dentro de ellas, y finalmente esta vesícula vuelve a captar proteínas. El ribete en cepillo, que está en el TCP, tiene además que por ej, en intestino delgado tiene muchas enzimas proteolíticas que permiten degradación de proteínas y el transporte. Los antobioticos como la gentamicina, dañan el riñon al unirse a la megalina, (transportador en TCP). Sabemos que el proceso hay una filtración, se reabsorbe, hay una carga negativa positiva, y las proteínas se endocitan , pero ahora se sabe que el riñón es capaz de manejar cierta cant. de hormoma, antibióticos , bajo el umbral , se degrada normalmente y el receptor de endocitosis se recicla, pero pasado este nivel umbral, estos lisosomas crecen y son incapaces de digerir , se rompen y al romperse las proteínas lisosomales (proteolíticas) quedan dentro de la célula produciendo la muerte, o inicia un proceso de inflamación , expresando osteopontina, dañando el tejido. Uno de los mecanismos en los cuales se daña el riñón es por sobrecarga en el sistema del proximal, expresando osteopontina y todo lo anterior. Los agentes que pueden producir esto son los: aminoglicosidos (antibióticos), gentamicina, furomicina, o toxinas, virus. La pregunta que queda, es la presencia de proteínas es causa o consecuencia de la sobrecarga proximal? Porque en la teoría glomérulo céntrica, dice que debería aumentar la permeabilidad del glomérulo, que filtre una cantidad de sustancia de proteinas que sean toxica y se produzca inflamación, pero se da este mismo efecto con antibióticos que tienen un PM de 600 Da, como gentamicina se puede lesionar el riñon y oído medio (nefro y ototoxicos). La teoría glomerular, no sirve para estos casos, solo ayuda a dilucidar que si se inyecta proteína intraperitoneal la rata filtrara más, y se lesionara TCP. Una vez que se inicia la inflamación se producen citoquinas, llegan macrófagos, producen mas citoquinas, activan Linfocitos b y T y , llegan los fibroblastos , crecen y bajan su diferenciación y hay aumento de síntesis y secreción de colágeno (ver fig.3) Fig.3 Reaccion inflamatoria por sobrecarga del TCP La célula del epitelio tubular, producen quemoquinas (osteopontina), que atraen otras células, el MCP-1 (atrae monocitos) y RANTES. La celula tubular produce factores de crecimiento, y proteínas de la MEC, todo esto producido por saturar el TCP en su capacidad de endocitosis, o al aumentar la filtración. La COX-2 (ciclooxigenasa2) se volvió importante, cuando aparecieron los inhibidores específicos de esta enzima, produjo revuelo, ya que pensaron que esta enzima encargada de sintetizar Prostaglandina (PG) era inducible, es decir solo aparecía cuando había lesión de tejidos. Ganaron mucha plata bla bla bla, pero en EEUU produjeron 140mil muertos, porque creían que la Cox-2 encargada de la inflamación, dolor, no estaba en condiciones normales, por lo que su inhibidor era un remedio mágico (sin problemas gástricos ni nada) .Pero la COX-2 estaba en tejido normal, que es responsable del daño del tejido, es muy regulada, secretada de manera constitutiva, importante en fisiología renal y cardiovascular. Ellos vieron la cOX-2 en macrófagos estimulados por LPS dedujeron que era responsable en la inflamación. La Cox-2 a través de la PG-2 participaba en la regeneración del tejido. MADURACION DEL RIñON El riñón en la rata tiene un modelo de maduración centrifugo, lo que significa que en la parte más medular del riñón de una rata recién nacida, y tiene una nefrogensis incompleta al nacer, a diferencia de los humanos que nacen con todos los nefrones formados pero inmaduros, y que a los 6 meses de nacidos comienza el crecimiento y maduración pero no hay división celular. En una rata recién nacida, en la medula hay un nefrón similar al nefrón maduro, cerca de la corteza hay un nefrón mas chico y en la superficie de la corteza se encuentra unas estructuras que se unen para formar un nefrón, llamado brote ureteral, que da origen al túbulo colector, y lo otro es un “cuerpo en S” cuya condensación de celulas de blastema nefrogenica (cels del mesenquima) Esto podría servir para saber, nos da información sobre embriología del ser humano, a través de modelos de ratón , por ej si a una rata le damos nicotina , esta no desarrolla sus nefrones completamente y llega a adulta con menos nefrones , llegando a dar hipertensión y daño renal . Y si la madre que esta lactando es diabética puede ver como maduran los segmentos. Fig,4 Patron de mduracion del riñon Los nefrones mas maduros, expresan distintos transportadores como el co-transportador Na-K-2CL que esta en el asa gruesa de Henle, el co transportandor de Na-Cl (en rojo), el nefrón inmaduro no tiene nada, el intermedio tiene trasnpotadores de Na-K y Cl , y tiene el canal apical de Na, mientras que el mas maduro tiene mayor cantidad de componentes. Este modelo experimental nos permite saber con precisión que pudo haber pasado, a través del proceso embriológico. Mismo caso ocurre en pulmon , que están diseñados para que se llenen de agua los alevoelos pero tienen los mismos canales que en el riñon y que maduran de una manera parecida. Alteración Persistente de Calicreina en fase “normal” post-Insuficiencia Renal Aguda isquémica (IRA) Este es un estudio multi-centrico que publicamos hace unos años, vean ustedes el 2005, publicado a fines del 2005, ¿qué es lo que ocurre?, ¿cuál es el problema? es que si una persona hace insuficiencia renal aguda y ¿uno puede hacer ira por qué? ¿qué es lo que ocurre en el riñón cuando baja la cantidad de sangre o volemia bruscamente?, ¿qué cosa ocurre? hipoxia, una hipotensión, pero ¿dónde tiene vasoconstricción? hay una potente vasoconstricción en el riñón, entre otros tejidos, ¿por qué en el riñón? porque recibe mucha sangre, entonces lo que, este fue un estudio que participaron varios centros, lo que ocurre es que la mitad de las personas que hacían una hipotensión, recuerden que lo vimos en la primera clase, durante la segunda guerra mundial, que sufrían una herida, y esto se vio en el bombardeo de Londres, morían a pesar de que llegaban al hospital y uno hacia todo lo posible, curaba las heridas, le ponía sangre, hacia todo eso, se morían porque el riñón se moría, la mitad de las personas que llegaban les pasaba esa condición, pero desde esa época hasta ahora no ha mejorado la cosa, si no se le pone diálisis su condición no mejora. Este estudio lo que hizo fue estudiar 3000 genes en el riñón después de una ira, lo que uno hace con estas personas, cuando llegan muy graves, la mitad el 30, 40 50% se mueren, pero las otras recuperan la función, y después se van de alta felices, se compran el loto por la suerte que tuvieron, pero 20 o 30 años después, estas personas hacen enfermedad renal y lo que decidimos estudiar es porque entonces si con las ratas ocurre lo mismo, se altera la función del riñón, se produce una muerte renal, ¿qué ocurre cuando se recupera? porque también algunas ratas se recuperan. Entonces es un cuadro grave con muy alta mortalidad, después de una fase aguda, hay una recuperación de la función renal. A largo plazo hay mayor incidencia de hipertensión y daño renal, el mecanismo es desconocido. Y entonces el estudio se produjo insuficiencia renal aguda de manera muy simple, apretando la arteria de la rata por 30 minutos haciendo una semejanza a lo que ocurre cuando pierde sangre o se deshidrata, tiene una hipovolemia muy grande, se estudió la morfología, función y la expresión de 3000 genes, vean ustedes como la creatinina, esa es la normal, y después de la isquemia vean como sube 5 veces de 0,4 a 2,5, pero ya a la semana la creatinina en el suero se ha normalizado y las 5 semanas uno considera que está rata esta normal, pero lo que observamos nosotros, es que las 5 semana, ésta la que tiene que transformarse en una de las enzimas favoritas de ustedes, la calicreína que produce la bradicinina, la vasodilatadora y eliminadora de sodio esta disminuida. De de los 3000 genes, 4 están disminuidos, este es el más importante para nosotros. Entonces el gen y la proteína encargada de eliminar sodio y agua, queda disminuido, ¿qué es lo que va a tener la persona a la largo? hipertensión sensible a la sal, porque como uno está comiendo mucha sal es incapaz de eliminarla. En estas ratas, rata control, que están llenas de calicreina en el túbulo colector, siempre hay una arteria al lado, y esto es lo que ocurre en la rata post insuficiencia renal, aquí hay una arteria vean los glóbulos rojos dentro, y hay menos. Entonces en la fase normal en una dieta rica en sodio induce daño renal e hipertensión. ¿Qué es lo que nos dimos cuenta retrospectivamente presentando este trabajo en varios congresos? Que era frecuente encontrar riñones que hacían, ahora entiendo que personas que ha tenido una vida sana sin problemas, a veces llegan a la consulta con severo daño renal y uno pregunta a ver cuénteme su biografía, mire he tenido vida sana que sólo que a los 20 años iba en moto me caí, me corte una atería, me la suturaron y me curé, antes uno no hubiere relacionada eso antes, pero ahora existe la obligación, porque ahora sabemos que esa alteración persistente, que queda una alteración persistente de la expresión de los genes encargados de eliminar sodio y si ya no estamos capacitados en función normal para eliminar sodio, imagínense que el sistema encargado de eliminar sodio esta disminuido. La pregunta que nos hicimos, cómo se forma el riñón porque cuando se muere el riñón por la insuficiencia renal aguda y muere el 80% de los nefrones, uno se pregunta y la pregunta no debe ser por qué o cómo se murió el 30% o el 40%, sino cómo es posible como el otro 50% sobreviva ante la misma causa. Entonces estudiamos con la doctora Sandra Villanueva, lo que observamos es que lo que ocurre en el desarrollo del riñón fetal, ustedes tienen células del mesénquima y células del brote ureteral , tienen origen distinto, que se juntan, se condensan, se forman esos cuerpos en s, se unen al brote ureteral y se comienza a desarrollar el nefrón, esto es lo que ocurre brote ureteral aquí, células del mesénquima metanefrogénico, que tiene que ver con la formación del riñón miren como se unen, estos interactúan y se empieza a formar lo que se llama riñón. Y ustedes vean, y esto está tomada de un texto de desarrollo. Renal 4 Desarrollo Renal: Contribución de factores nefrógenos Para formar lo que al final se conoce como nefrón. Dentro de este proceso hay hormonas, factores claves que determinan lo más característico del desarrollo en que por ejemplo cuando las células son completamente indiferenciadas, como las células troncales o stem cells se comprometen, se llama, o se deciden ahí por la vía tubular, o sea epitelial, a forma epitelio, eso, hay un factor especifico que lo hace, pero una vez que las células indiferenciadas se transforman en células tubulares, estas células tubulares secretan una hormona local o factor de crecimiento que inhibe la otra que andaba induciendo, porque ya se indujeron. Entonces lo típico del desarrollo, es que uno tiene genes y proteínas que se prenden los factores de crecimiento, que producen el efecto y las células sobre las cuales actuaron, esas apagan el gen anterior que ya no es necesario y eso va ocurriendo. Entonces lo que va ocurriendo es una secuencia. De los genes más precoces que tiene que ver con la formación de esto, están: noggin y De los muy precoces que tienen que ver con la condensación de células indiferenciadas del mesénquima para la formación de células tubulares, está este ¿este cómo se llama?, el factor de crecimiento fibroblástico básico (b-fgf), Pax, smat. Ustedes van viendo en cada uno de estos pasos algo. Entonces la pregunta que nosotros hicimos fue ¿cómo es posible que un riñón que está completamente destruido se restituya? esto en un momento en que lo que estaba proponiendo los estados unidos como terapia génica, era asesinar a un embrión sacar células y metérselas al riñón para regenerar. Entonces nosotros dijimos pero si al menos la mitad de los enfermos se recuperan solos, y entonces esas células fueron en algún momento hace 30 o 40 años células fetales, solo que ahora son adultas, veamos qué pasa cuando uno producen en estas ratas insuficiencia renal aguda y produce la muerte de un gran número de células, tratando de ver, bueno la mitad de la ratas se muere, pero la otra mitad se recupera y nosotros nos concentramos en la mitad que se recuperó. Miren lo que pasa, esta es una serie, la primera fue publica en 2006. Lo que ocurre es que, vean ustedes, la insuficiencia renal aguda isquémica, o sea la muerte aguda por isquemia del nefrón induce la expresión de una gran cantidad de proteínas nefrogénicas, entonces cuando uno ve células por ejemplo que tienen que ver con la regeneración de los vasos sanguíneos, como es esta, factor vascular endotelial de crecimiento (vegf) aparece, e5 significa día embrionario 15 en rata, ahí está la banda, en la rata normal esa proteína no existe, la que está ahí, pero a las 24 horas de producida la isquemia vean como aumenta enormemente. Si uno toma ahora células que tiene que ver con compromiso de células del mesenquímica indiferenciado en células tubulares, que son los marcadores que están acá: b-fgf, vean ustedes, día embrionario 15 la rata normal muy poco, a las 24 horas aumenta, 48, 72 y después empieza a bajar. Lo mismo esta, m- camp, recuerden que antes o teníamos metido acá muy precozmente, esa es la cantidad en el feto, en rata adulta normal, en una rata en que se produjo IRAI vean como aumenta las 24 horas y desaparece a las 96. Y así uno puede seguir. Ratas que tiene que ver con que se expresan en el endotelio y que son marcadores de regeneración, nuevamente cualquiera de estos, vean esto, esto es lo que ocurre en le riñón fetal, adulto y este es el que uno ha dañado. Marcadores de regeneración cualquiera de estos, esto es lo que ocurre en el riñón fetal, adulto y dañado. Bmp7, noggin se ve mejor, por eso lo marque. Y el mayor vean ustedes noggin que estaba por acá, noggin en la parte más inicial, vean ustedes, esa es la cantidad de noggin en el día embriológico d15, adulto casi no existe, pero una vez producida la muerte de un 80% de los nefrones, vean como aumenta. Entonces uno dice, claro lo que está ocurriendo, y por qué las personas se regeneran y probablemente esto tiene relación con la regeneración de otros tejidos, es que bajo ciertos estímulos se reexpresan genes fetales y el tejido se comporta como si fuera tejido fetal. Por muchos años buscamos aquí células stem cells, indiferenciadas, pero nunca las hemos visto, por lo tanto son las mismas células adultas que vuelven atrás, a su infancia, incluso más atrás a su edad fetal y empiezan a producir celular completamente inmaduras y que dan origen a la maduración fetal. Entonces, si es que esto era un proceso en cascada, que habrían hecho ustedes para adelantar el proceso, para ver si como esto es una proceso en cascada y ustedes quieren adelantarlo, producir una mayor expresión o maduración, ¿qué habrían hecho con estos los animales?. Nosotros elegimos este muy famoso, muy conocido, no era tan caro sintetizarlo, aun así costo harta palta. Entonces la idea es si inyectamos nosotros, luego de producir este daño en la rata, inyectamos esto ¿quá debería suceder en el tiempo con todos estos factores que aparecen acá? Más rápido, en el sentido que se adelanta, y si tiene que ver con la expresión, cantidad, mayor cantidad. Y que eso produjera una recuperación mayor. Eso está hecho, entonces ya elegimos el b-FGF. Ahora vean esto, cómo este tejido responde a la daño y como se reparan, es un tema muy relevante, porque tiene que ver con la reparación, cicatrización y acá aparece, es una editorial de la misma revista que publicó la anterior: La insuficiencia isquémica es una enfermedad con alta mortalidad que comprende una fase de regeneración cuyas bases moléculas que no se conocen desconocemos. Nuevas luces dentro del mecanismo de la reparación pueden venir de estudios que analizan el patrón de distribución y expresión de las proteínas nefrogénicas en el riñón post isquémico. Notablemente una variedad de genes embrionarios se re expresaron en riñones de rata después del daño isquémico. La expresión de estas proteínas ocurre en la misma manera que ocurre la formación de riñón, partiendo por factores del mesénquima en la fase inicial, seguida de marcadores de formación de túbulos y endotelio. La editorial se refiere a este trabajo que muestra como esto va ocurriendo, y por lo tanto, aparece entonces y esta editorial no las escribimos nosotros, sino una tercera persona que opina y dice: Parece entonces que la morfogénesis en el desarrollo del riñón y en el reestablecimiento de la función del riñón maduro después del daño isquémico se restablece a través de un programa genético similar. Lo cual como cosa general para que iba el organismo crear un nuevo sistema de reparación nuevo si ya lo uso hace 20 o 30 años atrás, porque no encender esa máquina de nuevo, que es lo que se está haciendo acá, lo llamamos Reembriogenesis. Si uno inyecta b-fgf se induce una expresión más precoz y de mayor magnitud después de la insuficiencia renal aguda, eso fue publicado como un año después, y lo que ocurre después, estas son ratas sin tratamiento con isquemia, 24, 48 horas, esta se ve mejor a las 24, 48, 72 y vean ustedes cuando uno inyecta localmente el b-fgf como esto esta aumentado comparen esas 24 horas con esas, 48 con esas. Lo que ustedes dijeron se adelantan, y se adelanta todo. Esto ocurría a las 24 horas con el m-camp y eso a las 48, miren lo que ocurre a las 24 horas eso es mucho más que eso y esto es mucho más que eso y eso A las 72 horas todavía sigue el sistema activo, si uno toma el v-egf, u otro de los factores con n-grey eso es lo que ocurre en la rata normal que hace una insuficiencia renal aguda, vean a las 24 horas casi no hay nada, y aquí sin embargo aumenta montón. Por último, vean lo que ocurre noggin, que también era uno de los factores que estaba al final, a las 24 horas de la insuficiencia renal aguda, después de que hemos inyectada este factor, o sea una gran diferencia, entonces todo se adelanta. Y ahora viene la otra pregunta importante, ¿qué me preguntarían ustedes, qué experimento tengo que hacer para demostrar que lo que está actuando acá es el b-fgf y no otra cosa? porque al inyectar eso uno puede desencadenar un millón de cosa, para decir es eso, ¿qué es lo que me pedirían? Respuestas: Probar con un inhibidor, el antagonista costo varios millones de peso, claro pero no podemos hacer nock out en ratas todavía no hay, es difícil hacer en ratas una insuficiencia renal imagínate en un ratoncito, pero es una buena idea, pero si uno no puede hacer un nock out que es una cosa permanente pero tiene casi los mismos efectos que el nock out, casi lo mismo pero transitorio, como lo logra, ¿inyectando qué cosa? A ver estamos hablando que no podemos hacer nock out de los receptores, y nock out de ratas menos, un antagonistas pero nos dimos cuenta que eso es muy caro, siempre nos podrían decir y bueno la dosis que usaron, pero que podemos hacer con el receptor para silenciarlo, nock out transitorio, ¿que se endociten los receptores?, frenar la síntesis del receptor, con oligonucleótidos anti sentido. O sea engañando a la célula y por lo tanto evitan, bloqueando su ARN mensajero y por lo tanto no puede sintetizar eso se llama oligonucleótidos anti sentido, uno inyecta los pares de base que se pegan a la ARN m y entonces se bloquea la síntesis y lo que hicimos entonces vean ustedes, este cuento termina aquí: Inhibición del receptor de b-fgf, aumenta el daño, porque en el anterior, induce una expresión precoz de proteínas y no lo dice acá, pero lo que ocurre es que aquí el daño desaparece más rápido, mientras si uno bloquea el b-fgf el receptor tipo 2 aumenta el daño y suprime la expresión de las proteínas nefrogénica que veíamos antes y hay más daño. Y lo que hay acá, el mensaje del receptor inyectado con solución salida, es decir lo normal, inyectado con el oligo anti sentido que bloquea el receptor por lo tanto no hay expresión del receptor, en termino de la proteína pasa lo mismo, esto es lo que sucede en la rata normal y eso es cuando inyectan el oligonucleótido anti sentido, ocurre exactamente al revés, vamos a ver solo un par, el v-egf, esto es lo que ocurre en la rata con isquemia, y esta es la insuficiencia con isquemia en la que se bloquea el receptor, la respuesta es menor, lo mismo ocurre aquí, obviamente aquí desaparece el receptor porque lo estamos bloqueando transitoriamente, noggin que está aquí, vean como desaparece, también Pax 2 que estaca aquí vean como desaparecen. Entonces en el fondo lo que tenemos es esto, sin tratamiento después de una insuficiencia renal aguda se expresan los genes y luego bajan, si uno inyecta con el b-fgf se adelanta y hay una mayor cantidad y si uno trata con oligo anti sentido y bloquea receptor, uno tiene menor respuesta en el tiempo de menor magnitud se demora mas produce menos y el daño renal es mayor, o sea hay menor recuperación. Si tu vez a aquí, estamos viendo la expresión del receptor, y algo de receptor hay, no logramos ponerlo completamente, desconfíen siempre de resultados prefectos, ustedes vean lo que ocurre en la rata normal, receptor tipo 2, el que estamos silenciando, lo apagamos pero no silenciamos completamente, eso explica que tengamos algo de respuesta y tardía, eso es suficiente como argumento. Entonces en la reparación renal aquí hay una mecanismo completamente nuevo, en insuficiencia renal aguda isquémica se reexpresan factores nefrógenos de manera similar al desarrollo fetal como mecanismo de reparación al daño renal, estos factores se expresan en células tubulares en ausencia de células stem cells, nunca hemos visto stem cells y las hemos buscamos de todas maneras y lo que estamos haciendo es inyectando stem cells tomadas de cordón umbilical, purificadas de las misma ratas inyectándola en las ratas, para ver si mejora la función y parece que también ayuda, pero lo notables es que estos factores de crecimiento o factores que tienen que ver con la formación del nefrón aparece en formaciones epiteliales, acá están las referencias por si a alguien le interesa acá están las referencias y ustedes van a ver que yo les he mostrado un pedazo, pero los papers están llenos de fotos de las células que están expresando cada uno de estos factores, para que vean que son las células tubulares las que re expresan estos factores en ausencia en stem cells. Un mecanismo similar podría ocurrir en otros tipos de daño renal. Es lo que estamos estudiando ahora, y en general, yo diría que podría estudiar obviamente ustedes ahora se dan cuenta que una parte del laboratorio esta trabajando en desarrollo fetal del riñón utilizando ratas o ratón, no nos interesa en desarrollo, proceso biológico general, por eso no estamos utilizando ni pez cebra o modelos clásicos de de desarrollo, estamos utilizando ratas para ver lo que ocurre, no vemos stem cells y un mecanismo similar podría ocurrir en otros tipos, yo creo si logramos encender el mecanismo de re expresión de genes fetales en otras patologías renales en adulto, después nos metamos en corazón o vasos sanguíneos a ver si ocurre de manera similar. Entonces el conocimiento de estos factores y su regulación podría ser de gran utilidad. CLASE 3 Filtración glomerular y su regulación La filtración glomerular es la primera etapa, al día se filtran 180 litros de agua, que en realidad corresponde a un ultrafiltrado de plasma, tiene pocas proteínas, no tiene G.R , glóbulos blancos, ni elementos figurados (muy regulada); luego viene la absorción y secreción en el túbulo proximal, el asa descendente es muy permeable al agua, y la hormona antidiurética no actúa aquí, tiene aquaporina tipo 1, ocurre una gran reabsorción de agua porque el ambiente del intersticio es hiperosmótico. Una vez que termina el asa de henle, y comienza a ascender, (zona impermeable al agua) se produce la reabsorción de iones (gran cantidad de bombas). El liquido que finalmente llega al final del asa de henle y el túbulo contorneado distal, si es que están saliendo iones (Na, Cl, etc.) y la zona es impermeable al agua, primero en la corteza la osmolaridad es isoosmolar (es como 300 aproximadamente, parecida al plasma) si sale agua ahí, en una medula y papila que es hipertónica que va a pasar con el liquido en el túbulo se va hacer hiperosmolar, si de ahí hacia arriba es impermeable al agua y solo salen iones va a ser hiposmolar en el interior del túbulo. Desde el túbulo conector hacia delante y en el túbulo colector, ante ausencia de hormona antidiurética, se sigue reabsorbiendo sodio, se va a ser aun mas hiposmolar (puede llegar a una osmolaridad mínima de 60). Uno tiene que eliminar al día una cantidad de osmoles, entonces teniendo una osmolaridad de 60, el volumen de esa orina será muy alto (patologíaausencia de hormona antidiurética o deficiencia de los receptores diabetes insitu, la diuresis puede llegar hasta 20 litros al día de orina). En presencia de la hormona antidiurética, aumenta la permeabilidad del agua, el agua sale y la osmolaridad aumenta dentro del túbulo (antidiuresis máxima: hasta que se hace igual a lo mismo del intersticio, 1200, como máximo. El volumen de diuresis es muy bajo). El riñón elimina desechos y estos no los reabsorbe. La urea (desecho) recicla, está en altas concentraciones porque es un producto del metabolismo de las proteínas, que es necesario eliminar. Existen en el túbulo colector medular transportadores de urea, que son sensibles a la vasopresina, entonces si hay alta hormona antidiurética, “esta zona”??? va ser permeable al agua, y por efecto de las aquaporinas se va a reabsorber agua, pero además la hormona actúa sobre los transportadores de urea y como está muy concentrada al interior va a salir, si sale urea va a aumentar la osmolaridad del intersticio y el agua va aumentar también, de esa manera se reabsorbe mucha más agua, si se reabsorbe mucha agua y ésta pasa a la circulación, la osmolaridad del plasma baja y la secreción de hormona antidiurética va disminuir. Entonces cuando disminuya, va disminuir la reabsorción de agua y la urea que esta y que hay que eliminarla entra a los vasos rectos, vasos descendentes y ascendentes, y como la hormona antidiurética esta baja, la urea sigue, los transportadores de urea están cerrados y la urea sigue de largo y va a salir. El mecanismo de la hormona antidiurética permite reabsorber más agua, cuando lo requiere aumentando la osmolaridad. La cantidad que se filtra es muy grande, es importante tener en cuenta que la filtración glomerular es 125 y la fracción filtrada es 0,2 y es una razón entre la filtración en el glomérulo y la cantidad de plasma que pasa. En otras palabras, un 80% del plasma que pasa frente al glomérulo sigue de largo hasta arteriola aferente, si viene de los nefrones yuxtamedularesvasos rectos, si viene de los nefrones corticalescapilares peritubulares (se encargan de reabsorber) La sustancia puede filtrarse, secretarse o reabsorberse. 1. Ultrafiltración de plasma (orina primitiva) 2. Secreción tubular (es lo que se agrega a lo filtrado) 3. Reabsorción tubular (se va por la venacirculación) 4. La resultante que aparece en la orina es un juego de 1, 2 y 3. Clearance (depuración): es cuanto es extraído de cualquier cosa; fisiológicamente, valor teórico de cuanto plasma fue depurado completamente de una sustancia. Si una sustancia tuviera un Clearance renal de 100 ml/m significa que 100 ml de plasma fueron depurados completamente de una sustancia. Si una sustancia tiene un Clearance de 0, significa que la sangre venosa y la arterial siguieron con la misma cantidad. Esa sustancia se filtro y se reabsorbió en un 100%, como por ejemplo glucosa en condiciones normales. Secreción y reabsorción indican SOLO la direccionalidad del proceso, reabsorción es desde lumen tubular hasta la sangre y secreción al revés. Pregunta de prueba: a. Solo filtrado (se filtra libremente (100%), no se reabsorbe, no se metaboliza, no se secreta),como la creatinina, la inulina. Cuando se tiene un Clearance de Creatinina o inulina se puede medir la filtración glomerular. si el Clearance de una sustancia es menor al de la inulina o Creatinina, significa que se reabsorbe. Si el Clearance es mayor, significa que se secreta. Si una sustancia se filtra y secreta completamente y el valor que tenemos acá es cero (renal vein), (si se suma lo que se filtro + lo que se secreto) el Clearance de esta sustancia, nos va servir para ver el flujo plasmático, sabemos cuánto plasma pasa por minuto. El Clearance de una sustancia exógena paraaminodipurato (PAH), esta sustancia es filtrada y secretada completamente, entonces uno puede medir el flujo plasmático renal. Con esto y teniendo el hematocrito, podemos obtener el flujo sanguíneo renal. Ojo: el K se reabsorbe y se secreta completamente también. (Ojo revisen si o si para la prueba los cálculos, que salen en las diapositivas de medición de la filtración, reabsorción , secreción y cálculos de Clearance porque el profe dio a entender que era pregunta segura de la prueba, revísenlo en el libro). Función glomerular. La ultrafiltración glomerular depende exclusivamente de las fuerzas de Starling, que son 2: la oncótica y la hidrostática. dentro del capilar la presión que empuja la filtración (la promueve) es la hidrostática. y la que se oponela oncótica. Fuera del capilar la presión que atrae o promueve la filtración la oncótica. y la que se opone la hidrostática Componentes: arteriola aferente, eferente , el capilar, las celulas, los podocitos y el espacio de la capsula de bowmann, donde se produce a traves del capilar y de esta membrana basal o barrera glomerulo/capilar hay se produce la filtracion, y ya estando en la capsula se va por el tubulo proximal. Si se acumula mucha agua en la capsula, por tener una piedra en un tubulo por ejemplo, la presion dentro de la capsula aumenta y la filtracion disminuye. La presion que existe adentro depende de la cantidad de presion con que entra la sangre. (¡¡obvio q esto tambien es pregunta de prueba!!) Si se aumenta la resistencia del vaso de salida, de la arteriola eferente (las dos R estan en serie, como se aumenta una R, la Rtotal aumenta), esto aumenta la presion en los capilares aumenta la filtracion y el flujo sanguineo en el riñon disminuye, porque el flujo se distribuye hacia un lugar que tenga menos R. entonces tenemos que con el aumento de la R de la arteriola eferente, aumenta la filtracion y disminuye el flujo. Si se disminuye la R de la arteriola eferente (se dilata), cae la R, el flujo aumenta, disminuye la P, la filtracion es menor. Si se dilata la arteriola aferente, la R disminuye, el flujo aumenta, la filtracion aumenta. Hay mayor sangre llegando, mayor dificultando para salir. si se contrae la aferente, aumenta la R, disminuye el flujo, la filtracion disminuye. si se contraen ambas en igual grado, aumenta la R aun más que en el caso anterior, el flujo cae mucho mas (Q= delta P/R y en R el r esta elevado a la cuarta potencia). En este caso la filtración se mantiene igual porque no hay diferencia entre la entrada y salida (la P es la misma). Tecnicas de micropunción: Unas ratas especiales tienen los nefrones muy superficiales, y uno con una lupa potente puede mirar, uno ve los túbulos, el glomérulo y uno puede tomar muestras de lo que uno quiera. Con una gota de aceite una puede tapar un túbulo e inyectar una sustancia en el glomérulo y seguirla (va seguir por el túbulo distal), o sea podemos hacer un aislamiento de segmentos del nefrón. Muchos de los estudios hechos sobre la función renal derivan de lo que se llaman función del nefrón único (SNGFR). Lo estudiado en el nefrón se extrapola a lo que pasa en el riñón. Haciendo la micropunción se puede medir directamente: Renal Perfusion Pressure/ Efferent Arteriolar Hydraulic Pressure/ Inulin Clearance (SNGFR)/ Glomerular Capillary Pressure (PGC)/ Proximal Tubule Hydraulic Pressure (PT)/ Afferent Total Protein Concentration/ Efferent Total Protein Concentration. no se puede medir el: Glomerular Capillary Ultrafiltration Coefficient (Kf), nos dice cómo se comporta ese capilar ultrafiltrado, o sea cuan permeable es para que se produzca la filtración. Este se calcula. Con esto hay que jugar cuando estudiemos La presión de la arteriola aferente, de la eferente, la presión hidrostática, que es igual a la presión de perfusión arterial, a esto se opone la presión oncótica o coloide osmótica de la proteína. Esta es la presión (solo se considera la P hidrostática) de la capsula de Bowman (18 mm de Hg), la presión hidrostática que se opone y esto debería dar la presión neta de filtración, pero falta la presión oncótica de la capsula de Bowman (que antes de despreciaba), ya que sabemos que la proteínas se filtran de manera importante. (Aquí el profe le tira flores a su libro. Las P van bajando, la P en la arteria radial cortical es similar a la de la aorta (120 mm Hg), cae. Luego la P dentro del capilar es cercana a 50, cae. Y luego la P en los capilares peritubulares es menor que 20. ¿por lo tanto hacia donde se mueve el liquido?, ¿Qué paso con la P oncótica q era 25? Esa era la presión oncótica arterial. Pero si se tiene filtración, ¿Qué ocurre con la P oncótica?, aumenta la concentración de proteínas, asi que la P oncótica en los capilares peritubulares va ser mayor que la de “aca” (capilares peritubulares) y esto va reabsorber más agua. En los capilares sistémicos (SCV), esto se producía en el mismo lecho del capilar, que en un lado que había alta P, filtraba. Y que en el otro lado, extremo venoso, había menos P y reabsorbía. Aquí ocurre lo mismo, pero en lugares distintos: glomérulo/capilares peritubulares. Ojo, la diferencia de P (delta P) entre ciertos tramos del grafico era alta, lo que indica que es un lugar de alta R. Recordar que el flujo es igual a (delta P)/ R, entonces la R es igual a (delta P) / flujo. Y como el flujo es constante, cada vez que se tenga un (delta P) grande, significa que es un lugar de alta R. Ver que el capilar glomerular tiene poquísima R (no hay diferencia P). Si se filtra más, por cualquiera de las causas vistas anteriormente, la P hidroestatica de los capilares peritubulares va ser menor, la P oncótica será mayor y eso va a provocar una mayor reabsorción. Al filtrar más se cambiaron las fuerzas de Starling. La reabsorción en el tubulo proximal esta determinado en manera importante por las fuerzas de Starling. si se filtra menos, la P hidroestatica va ser mayor y la oncótica menor. si se filtra mas y se reabsorbe mas o si se filtra menos y se reabsorbe menos, uno está manteniendo un porcentaje constante de la reabsorción. Aproximadamente el 70% de lo que se filtra sea reabsorbido por este balance (explicado por la fuerzas de Starling). Esto es mecanismo de: Balance glomérulo- tubular. Desde los glomérulos yuxtamedulares, aparecen los vasos rectos. Glomérulo yuxtamedular sale la arteriola aferente y luego la arteriola eferente es bastante musculosa. La R esta fundamentalmente en la arteriola aferente. El nefrón subcortical tiene la R fundamentalmente, arteria radial cortical o interlobulillar, que es muy larga. (acuérdense que la R depende de la viscosidad y longitud). La P oncótica es una función de la concetracion de las proteínas (relación exponencial). Se pone hincapié en las fuerzas que promueven la filtración hacia afuera y las que se opnen a la filtración. Este grafico muestra también que si hay mucha filtración la P hidrostática de los capilares glomerulares va a disminuye y la oncótica aumenta, y en este punto (en el extremo final) si hay mucha filtración, la P de filtración efectiva es cero. Si se tiene un flujo suficientemente lento y una filtracion muy alta, las F tienden a equipararse, y al final del capilar glomerular no hay filtración. Las diferencia de P de la presión hidrostática del capilar glomerular y la capsula de Bowman. También está el delta P de las P oncotica, la P del capilar glomerular que se opone a la filtración y la P oncótica de la capsula de Bowman que favorece la filtración. Y dependiendo de esto se tiene la presión de filtración neta. Cuando entra, se tiene una diferencia muy grande, pero en la medida que se empieza a filtrar, aumenta la P oncótica, y a disminuir la P hidrostática y la P neta de filtración. si esto se hiciera muy lento, no tendríamos filtación. ( que es lo que ocurre acá) Con flujos plasmáticos muy bajos, donde hay mucho tiempo para el equilibrio a una misma P, se alcanza casi un equilibrio, hay mucha filtración, cae la P hidrostática, aumenta la oncótica. Pero si se tiene flujos muy altos, no alcanza a llegar al equilibrio y filtran a lo largo de todo el capilar. Esto ocurre a nivel del capilar glomerular, esta comprimido en el tiempo, y la P oncótica aumenta desde 20 hacia arriba, la diferencia de P se hace cero y ya no hay filtración. en este caso, en el cual para que la P oncótica subiera muchísimo, tendría que haber muchísima filtración, por tanto se reabsorbe mucho (P hidrostatica baja). Lo importante es la P neta de filtración y esa depende de la P neta de la capsula de Bowman, que si se tuviera una obstrucción, en tubulo aumentaría la P de la capsula de Bowman y esa P se opone. Las líneas punteadas indican que se oponen a la filtración. la concentración plasmática de las proteínas del capilar glomerular también se oponen a la P. mientras que la P hidrostática de la capsula de Bowman que depende de la P de la arteria, de la R de la eferente, si se aumetna ésta, va aumentarla P aca ¿?, pero si se aumenta la P de la aferente va caer la P aca ¿? Por tanto la P neta va caer. El coeficiente de ultrafiltración es el producto de la conductividad hidráulica (de la permeabilidad) por la superficie. se puede medir, con micropunción, la P capilar, la concentración de plasma, etc. y el coeficiente de ultrafiltración se calcula. La Angiotensina II, contrae la arteriola eferente, por tanto aumenta la filtración. También la angiotensina II reduce la superficie de filtración por tanto cambia el coeficiente de filtración. Pero su efecto sobre la P es mayor. La Angiotensina II contrae los vasos pre y post medulares de manera distinta, se tiene angiostensina II sin ningún efecto sobre la arteria interlobulillar o radial cortical. sin embargo lo que la contrae bruscamente, aumentando su R, es la Norepinefrina. Cuando se produce la descarga simpatica, porque baja la P, se contrae la arteriola aferente y el flujo al riñon disminuye (saca la sangre del riñon) En la arteriola eferente, la Angiotensina II actua contrayéndola, aumentando la filtración. ver formulas El coeficiente de filtración en los capilares del glomérulo es 43 y en los tejidos en de 0,01, o sea los capilares glomerulares tienen una capacidad de filtración 4000 veces mayor a los sistémicos. Por eso se pueden filtrar 180 litros al dia. Cuando aumenta la R en la arteriola aferente cae la filtración. Hay un equilibrio entre la filtración y el tono de la arteriola aferente. cuando es la arteriola eferente, aumenta la filtración, el flujo está disminuyendo, porque aumenta la R. si disminuye demasiado el flujo, cae la filtración. Resumen de Clearance: el Clearance de la glucosa es cero (Clearance neto) , la glucosa se filtra y reabsorbe completamente. La Creatinina: 40 y la inulina: 125. (la inulina es exógena por eso no se ocupa para estudio). La Creatinina es secretada pero en muy pequeñas cantidades, despreciable. Se ocupa el Clearance de inulina para calcular filtración glomerular. El Clearance de PAH permite medir el flujo plasmático renal.una pequeña cantidad de PAH, sale por la vena (muy pequeña) porque viene de la sangre que esta irrigando el riñon (corteza, capsula) y que no pasa por el glomérulo, pero es despreciable. Para medir la función renal se ocupa la creatininemia (1mg/100 ml de sangre filtración de 125 ml/m). al ser una función exponencial no es muy buena en cierto punto, y por eso se ocupa el Clearance para complementar. Datos -En el balance glomerular tubular mientras más se filtra más se absorbe. -En el túbulo proximal la reabsorción es masiva. La Retroalimentación tubuloglomerular TGF (tubular-glomerular feedback) y el mecanismo de la macula densa regulan la filtración. Las presiones oncótica y tubulares determinan la cantidad de reabsorción. En el grafico de liquido tubular v/s plasma, la inulina en el liq tubular aumenta 3 veces por sobre la cantidad del plasma debido a que la inulina no se reabsorbe. Obs: la glucosa se reabsorbe más de lo que se reabsorbe el agua. Y los aminoácidos son todos reabsorbidos. Otro dato es que el K es isosmótico en el túbulo proximal pero luego en el trayecto no, y es excretado. Entre las fuerzas físicas que afectan al reabsorción están el lumen del túbulo, la presión oncótica y la presión hidrostática.si aumenta la oncótica y disminuye la hidrostática habrá un flujo masivo, con lo que habrá más reabsorción o flujo neto de reabsorción. Lo importante es que las presiones oncótica e hidrostática dependen de la magnitud de la filtración glomerular. Si la presión hidrostática en capilares peritubulares es muy alta cesa la reabsorción e incluso hay regreso de flujo neto en sentido contrario (background). Si se expande mucho el volumen la presión hidrostática va a ser mayor en capilares pero la presión oncótica va a disminuir porque aumento el volumen. Por ej con infusión venosa de suero fisiológico, donde aumenta el volumen pero isotónicamente. El otro mecanismo para regular la filtración es el de la macula densa: Cuando llega poco sodio o poco volumen a la macula densa se dispara este mecanismo. Se secreta renina, luego angiotensina I, angiotensina II, quien contrae las arterias eferentes. Con esto aumenta la filtración, aumenta la cantidad de sodio y agua que llegan a la macula densa y baja la secreción de renina. Macula densa: célula especializada que está en el asa gruesa de henle entre la arteriola aferente y eferente. Tiene la enzima NO sintasa neuronal. Los experimentos que se muestran en nefrones son individuales, no en el riñon completo.la filtración glomerular o feedback tubulo-glomerular depende del sodio u otras sales en macula densa. El principal transportador del asa ascendente de henle y de la macula densa es el cotransportador de sodio/potasio/cloro. Se piensa que la macula es el sensor del feedback tubulo-glomerular. TGF es mediado por resistencias de la arteriola aferente y eferente. si llega mucho sodio se inhibe la secreción de renina y la vasoconstricción eferente. Pero se produce una vasoconstricción que no se explica por la renina. Se podría pensar que la causa fuera el factor natriurético glomerular pero no lo es. Según la hipótesis vigente el responsable es otro: NO y adenosina. obs: en microfrafías de la macula densa se ve la NO sintasa, además de todos los componentes que alteran la hemodinámica glomerular. NO produce la dilatación de arteriolas aferentes, que es un mecanismo adicional a la vasoconstricción que produce la renina en las arteriolas eferentes, para aumentar la filtración. Entre estos 2mecanismos la diferencia es el flujo plasmático: Es menor cuando las arteriolas eferentes se contraen por angiotensina II- Es mayor si hay vasodilatación con NO de las arteriolas aferentes. En la macula densa junto con el aumento de la resistencia de la arteriola eferente también cae la resistencia de la arteriola aferente (disminuye el tono muscular por NO). Esto aumenta la presión de filtración. Si aumenta la filtración del nefrón aislado, aumenta la carga de agua o sal, con lo que se inhibe la renina. Entonces si baja el flujo hacia la macula densa, aumenta inicialmente la filtración y ocurre lo recién explicado para autorregularse. En el fondo este mecanismo sirve para evitar grandes sobrecargas de iones y agua al nefrón distal porque tiene una baja capacidad de transporte de iones, a diferencia del nefrón proximal que tiene una alta capacidad de transporte. Si filtra más o si aumenta la concentración de sodio y agua se reabsorbe más. Cuando e modifica la concentración de sodio, por ejemplo, se expresan genes del aparato yuxtaglomerular de ciclooxigenasa II (prostaglandinas) o de NO sintasa neuronal, renina, angiotensina, o bradicinina (hormona vasodilatadora de la arteriola aferente). Macula densa produce NO y células cercanas prducen prostaglandinas. Ambos son vasodilatadores que se oponen al efecto vasoconstrictor de la adenosina. En el cuerpo las resistencias de la circulación sanguínea esta en paralelo, excepto en el riñón donde están en serie. El riñón representa el 20% del débito cardíaco, sin embargo su peso es el 0.5% del peso total. El flujo en ml/min en 100 gr de tejido es de 109, por lo tanto es el órgano que recibe la mayor cantidad de sangre. Por otra parte, es el que tiene la menor diferencia arteriovenosa de oxigeno. El flujo en los deferentes tejidos del cuerpo tiene fluctuaciones dependiendo de la actividad que se esté haciendo, pero de los 1,2 litros de sangre en reposo, el riñón recibe solo 0,2 litros más en el flujo máximo. Esto significa que está casi máximamente vasodilatado. Por eso el riñón es fácilmente afectado por la noradrenalina por ejemplo cuando se está estresado o haciendo ejercicio produciendo una vasoconstricción rápida. Autorregulación de la circulación renal: Si se aumenta la presión dentro de un rango que va desde 70 a 180 mmHg, el flujo renal esta autorregulado y no aumenta. Tampoco aumenta la filtración. Para esto de aumenta la resistencia en la arteriola aferente. A pesar de que esta autorregulado se elimina mucho sodio y agua. Se llama “natriuresis y diuresis por presión”: El 85% de la sangre en el riñón se va a la corteza(1000 ml/min); 200 ml/min hacia la medula y 60 ml/min en la medula interna y papila. La circulación medular y papilar, que es muy pequeña se deriva de los nefrones yuxtamedulares, que penetran profundamente en la médula. Obs: si uno quiere medir flujo se ve con laser doble de color. Mientras más oscuro mayor flujo. El flujo renal cortical está regulado, y la medula externa también, pero en menor grado. En cambio el flujo renal papilar o de la medula interna no está regulado. Obs: la papila tiene hiperosmolaridad. Si el flujo sanguíneo aumenta 2 o 3 veces en la papila los solutos salen expulsados del intersticio. Luego baja la osmolaridad en la papila y baja la reabsorción de agua. Por ej la bradicinina, que es vasodilatadora, aumenta el flujo de la papila pero no afecta la corteza. Y si se inhibe el NO el flujo en la corteza tampoco se afecta y decae en la papila. Entonces se ve que la bradicinina actúa a través del NO. Si cae el flujo de la medula aumenta el balance de sodio ( balance positivo: se retiene sodio), y con esto también aumenta la presión arterial. Entonces, si se aumenta el flujo sanguíneo papilar, se aumenta la excreción de agua y sodio, además de la presión hidrostática. Y se arrastran más iones del intersticio. INMUNOLOGÍA La inmunología se diferencia de otros sistemas porque de partida, no se concentra en ningún órgano específico, sino que todo el organismo forma parte del sistema inmune, como la piel o en el circulatorio, que tiene componentes del inmune, por lo tanto, no se puede encasillar en un solo órgano. La otra diferencia es que la inmunología usa una jerga distinta, de repente van a aparecer algunos conceptos que son distintos, por eso es importante tener una clase de introducción a la inmunología, para que podamos manejar algunos conceptos básicos. El sistema inmune se divide en dos grandes respuestas, una que se llama respuesta innata y la otra, inmunidad adquirida, la clase siguiente es de inmunidad innata y es prácticamente todo lo que se verá en el curso. Tucidides Era un historiador griego que escribió la historia de la guerra del Peloponeso y en esa obra se menciona por primera vez la palabra inmunidad aplicándola a la capacidad que tenían algunas personas a no enfermarse y es la primera vez que se usa este concepto en algo asociado a la medicina o biología, esta palabra se usaba antes en el senado aludiendo a lo que los miembros eran inmunes de que los acusaran de algún cargo mientras estuvieran en el senado. De ahí viene el concepto de inmunidad. Edward Jenner Ahora nos vamos a pegar un salto bien grande a finales del setecientos y hablar de Edward Jenner, quien era un médico inglés, fue la primera persona que desarrolló el término de la vacunación, de hecho este término viene de las vacas. Lo que él hizo de importante, fue observar que las mujeres que en el campo trabajaban con las vacas presentaban una enfermedad que era parecida a la viruela, pero bastante más suave. Y a ellas les salían unas ampollas en las manos, pero eran inmunes a contraer viruela. Entonces, él empezó a ver porqué las personas que trabajaban con las vacas no morían de viruela. Se le ocurrió extraer contenido de estas ampollas e inyectarla a un niño de 8 años, que era hijo del jardinero y lo inoculó con ese contenido y lo expuso a contagiados y él no se contagió. Luego lo probó en varias personas más. Publicó en 1798 este trabajo donde él cuenta su experiencia con la inoculación, no fue bien recibido porque provenía de las vacas. Posteriormente las personas dejaron de enfermarse y eso fue importante, porque la viruela mataba a más de 50 % de las personas que se enfermaban, en realidad fue algo muy importante para la medicina. Tan importante es que después se desarrollaron otras vacunas contra otros patógenos, contra otros gérmenes. En la tabla hay una serie de enfermedades que prácticamente en el 2004 han desaparecido por el uso de las vacunas, algunas no son tan exitosas (no llegan al 100%) pero la mayoría está sobre el 90%. Es uno de los más grandes avances en el estudio de la inmunología dentro de la medicina, impedir que las personas se enfermen. La otra tabla muestra como el estudio de al inmunología ha permitido a varias personas ganado el premio nobel por sus estudios. Inmunidad innata y adaptativa: La respuesta inmune se puede dividir en dos partes, la respuesta innata y la respuesta adaptativa. Si vemos en tiempo, la primera respuesta inmune frente a cualquier patógeno es una innata, la adaptativa parte después de la innata, al menos un día, se necesitan al menos 12 horas para que se gatille la respuesta adaptativa. La principal función del sistema inmune es defendernos de infección, del ataque de microorganismos e impedir la formación de tumores. Se ve también que los componentes de ambos sistemas son distintos. Nombraba anteriormente que la piel era una barrera epitelial y es parte de la respuesta innata. Otro tipo de células como los fagocitos, células NK o algunos componentes como el complemento se ven en la imagen. En el caso de la respuesta adaptativa están los linfocitos T y B, que son los principales efectores. Comparación entre sistema inmune innato y adaptativo Innata Adaptativa Respuesta en tiempo Horas o minutos Días Especificidad Limitada y fija (siempre es la Muy diversa y mejora durante misma) el curso de la respuesta inmune. Va mejorando Respuesta a infección Idéntica a la primera respuesta Mucho más rápida que la repetida respuesta primario, pero es más lenta en general Mayor componente Barreras (piel) , células Linfocitos, receptores fagocíticas y moléculas de específicos para antígenos, reconocimiento de patrones anticuerpos Especificidad Está dada por estructuras Por antígeno especifico para compartida por microorganismos o patógenos microorganismos ( los de las como alérgenos (polen) gram negativa) Diversidad Limitada a línea germinal Enorme, se puede reconocer Receptores no sufren 10 15 moléculas distintas, los transformaciones receptores además son reconocidos por recombinación somática Memoria (se refiere a que una No tiene Si tiene persona se infecta, responde, lo elimina y si se vuelve a encontrar con el mismo patógeno, responde de la misma manera o más eficiente y más rápido) No reacción hacia lo propio Si si (muy importante porque como reconoce el sistema inmune si es un patógeno o algo propio, para evitarlo han desarrollado muchos mecanismos, como la intolerancia o si no se generan enfermedades autoinmunes (lupus, artritis reumatoide)) Componentes Barreras celulares y químicas Piel, epitelio de las mucosas, Linfocitos en epitelio, péptidos antimicrobiales anticuerpos secretados a epitelio Proteínas de la sangre Complemento y otras anticuerpos Células Fagocitos, células NK Linfocitos B y T Tipos de inmunidad adaptativa La respuesta adaptativa se puede dividir en dos tipos: la respuesta humoral y a la respuesta mediada por células. Inmunidad humoral Inmunidad mediada por células Microbios Dirigido a eliminar patógenos Destinado a eliminar extracelulares microorganismos intracelulares o fagocitados Linfocitos B T citotóxico (muerte células infectadas) T de ayuda Mecanismo efector Secreción de anticuerpos Secreción de citoquinas o ola interacción con moléculas con macrófagos que han fagocitado bacterias Transfiere Anticuerpos Linfocitos T Funciones Bloquear las infecciones y Tayuda: activar macrófagos eliminar microbios para matar microbios extracelulares fagocitados Tcitotóxico: matar células infectadas y eliminar reservorios de infección La inmunidad también puede ser pasiva o activa Activa seria en este ejemplo una rata que se infecta con un antígeno microbiano, ya sea porque se infecta o por una vacuna, se esperan unos días o semanas para que estos ratones desarrollen una respuesta adquirida y después se le coloca o se expone nuevamente al mismo patógeno y se ve que se recobra muy rápido. Es la misma idea de cuando uno recibe una vacuna, donde se nos pone un antígeno muerto o que está incapacitado de reproducirse y después cuando nosotros nos encontramos con este virus de forma natural no nos enfermamos porque nosotros hemos adquirido una inmunidad activa que nuestro propio organismo desarrolló, tiene especificidad y memoria. La inmunidad pasiva es que un ratón que no ha vista el patógeno, uno le introduce linfocitos o anticuerpos de otro ratón que si estuvo expuesto al antígeno y así va a estar protegido. Se utiliza en personas inmunosuprimidas o con problemas de inmunidad y les ponen inyecciones de inmunoglobulinas. Otro ejemplo de inmunidad pasiva es lo que ocurre con el feto, la madre le transfiere a través de la placenta ¿IG6? a la circulación del feto y así cuando la guagüita nace está protegido frente a un número de infecciones. Otro ejemplo es la leche materna. No tiene memoria, dura solo el tiempo que están las inmunoglobulinas en la circulación. Porque en sí, nunca ha montado una respuesta inmune. Características de respuesta inmune adaptativa Significancia funcional Especificidad Asegura que distintos antígenos van a dar respuestas que son específicas para ese antígeno en particular. Una infección con E. Coli va a ser distinta que una de Salmonella. Diversidad Asegura que el sistema inmune sea capaz de responder a una enorme cantidad de antígenos app 1015. Tenemos capacidad de responder a antígenos que nunca nos vamos a encontrar o que no existen. Memoria Permite que la respuesta sea aumentada a infecciones repetidas frente a un mismo antígeno. Expansión Aumenta el número de linfocitos que son antígeno específico para poder eliminar estos clonal microorganismos. Como hay tanta especificidad, van a ser muy pocos los linfocitos que andan circulando para un antígeno en especifico, entonces si ese linfocito se encontró con el antígeno que reconoce, un linfocito o dos son capaces de montar la respuesta y proliferar y ese fenómeno es el que se conoce como expansión clonal. Especialización El sistema inmune innato es capaz de generar respuesta que es óptima para la defensa contra distintos tipos de microorganismos. No es lo mismo una respuesta inmune contra un virus que contra una bacteria extracelular o una célula tumoral. La respuesta va a depender de cual de las respuestas es más eficiente para eliminar ese patógeno. Contracción y Permite al ser vivo responder frente a antígenos, cuando los linfocitos se encuentran con homeostasis el antígeno, estos proliferan, pero una vez que se han eliminado, los linfocitos deben desaparecer o disminuir de manera importante, porque imagínense, a lo largo de nuestra vida todos los linfocitos que se han creado para protegernos durante toda nuestra vida y no desaparecieran, terminaríamos siendo puros linfocitos. Por esto deber morir para permitir a otros que nos protejan frente a una nueva infección. No reactividad Previene el daño al hospedero durante a la respuesta antígeno-clonal, tiene que ver en a lo propio que no debe haber respuesta frente antígenos propios, proteínas de nuestro organismo. Y poder diferenciar de algo que viene desde afuera. Este dibujo nuestra las mismas características que se nombraron en la tabla, pero mostrados con ejemplos, con linfocitos que proliferan. La especificidad, memoria y contracción frente a la respuesta inmune adaptativa. Tenemos este ejemplo con los linfocitos B, pero ocurre exactamente lo mismo con los linfocitos T. Tenemos el titulo de anticuerpos presentes en el suero y en el otro eje semanas. Tenemos la presencia de un antígeno X y este antígeno se va a encontrar con linfocitos B vírgenes (son linfocitos que no se habían encontrado con antígenos). Entonces estos linfocitos se encuentran con el antígeno, se van a activar y proliferar por expansión clonal y van a producir anticuerpos, lo que se conoce como una respuesta primaria, produciendo una cierta cantidad de anticuerpos, pero no mucha posteriormente, la gran mayoría de los linfocitos muere pero queda una pequeña cantidad y pasan a ser linfocitos B de memoria. Se hace una nueva infección con antígeno X y ahora también con antígeno Y. vemos que para el antígeno X, que antes habíamos tenido una respuesta primaria, tenemos ahora una respuesta que se conoce como respuesta secundaria en que hay mucha mayor cantidad de anticuerpos, además son de mejor calidad, mucho más efectivos y reconocen al antígeno con una afinidad mucho mayor que los de la respuesta primaria, y también es más rápida. Los linfocitos B vírgenes para el antígeno Y dan una respuesta primaria que es idéntica a la que se dio anteriormente para el antígeno X. Por lo tanto la respuesta secundaria es exclusiva para el antígeno X y la respuesta para Y es primaria. Entonces, el tipo de respuesta depende de la cantidad de veces que el individuo ha sido expuesto a un antígeno específico. Tipos de linfocitos: Tenemos dos tipos, los linfocitos B los linfocitos T. Los linfocitos B es fácil, reconocen el antígeno, se transforman, cuando se activan, en la célula efectora que es la célula plasmática para secretar inmunoglobulinas. Estas inmunoglobulinas pueden neutralizar el microbio, pueden hacer fagocitosis o activar el complemento. Los linfocitos T de ayuda: tenemos un macrófago que fagocitó un antígeno u otra célula y le está presentando el antígeno. Una gran diferencia entre linfocitos T y B, es que los linfocitos B son capaces de detectar los antígenos de manera soluble no necesitan que otras células se los presenten, detectan el antígeno por si solas. En cambio, todos los tipos de linfocitos T requieren que el antígeno les sea presentado por otra célula, no son capaces de detectar el antígeno de manera soluble. Volviendo a los a los linfocitos T de ayuda, este está viendo el antígeno que está siendo presentado. La célula que le presenta el antígeno recibe el nombre de célula presentadora de antígenos. Vamos a ver que hay dos tipos de células presentadoras, las profesionales y las no profesionales. Este linfocito entonces ve el antígeno y su principal función es producir citoquinas. Las citoquinas por ejemplo van a activar a un macrófago para la eliminación de las bacterias fagocitadas; también van a favorecer procesos de inflamación, van a favorecer la proliferación y activación de linfocitos T y B. los linfocitos T de ayuda, también prestan ayuda a los linfocitos B. Los linfocitos T de ayuda son equivalentes a los CD4+. Otro tipo de linfocito son los T cito tóxicos, equivalente a CD8+, lo que hacen es detectar una célula infectada, en este caso la célula que está presentando un antígeno es una célula infectada (presentadora no profesional), puede estar infectada con un microorganismo, ya sea un virus o podría ser una célula tumoral. Esta célula es eliminada por el linfocito T cito tóxico. Aquí aparecen otro tipo de linfocitos T, que son los linfocitos T regulatorios (TREC), cuya principal función es suprimir la respuesta inmune, es decir la regulación de la respuesta inmune. Son muy importantes en lo fenómenos de tolerancia inmunológica, en esto de reconocer o no reconocer lo propio. Finalmente, están las células Natural Killer que son parientes porque se generan de la misma línea linfoide y su función es muy parecida a la del linfocito T citotóxico, que es eliminar células infectadas. Etapas de la respuesta inmune adaptativa: La respuesta inmune adaptativa tiene muchas etapas. Ya vimos como lo linfocitos B reconocen el antígeno, proliferaban, etc. La primera etapa es que el linfocito sea capaz de reconocer al antígeno, si un linfocito no reconoce al antígeno, no hay respuesta inmune. En este caso, el linfocito B lo reconoce de manera soluble y el linfocito T requiere que le sea presentado por estas células presentadoras de antígeno. El linfocito T virgen solo va a reconocer antígenos que le son presentados por una célula presentadora de antígenos profesional específica (porque hay tres tipos). La más importante y la única que es capaz de activar a un linfocito T virgen son las células dendríticas. Luego de que se reconozca el antígeno lo primero que debe pasar es que se expanda ese clon del linfocito que es capaz de reconocer ese antígeno en particular, por lo tanto la etapa que sigue es la expansión clonal. Una vez que ha proliferado el linfocito, se tiene que ir a diferenciar a una célula capaz de efectuar la función, es decir a una célula efectora, que en el caso de los linfocitos B son células plasmáticas que van a producir anticuerpos; y en el caso de los linfocitos T, se diferencia en el linfocito T efector que seria un linfocito T de ayuda para que produzca citoquinas o un linfocito T citotóxico va a producir proteínas o sustancias capaces de dar muerte celular de las células dendríticas. Una vez que se ha diferenciado en un efector, el paso siguiente es la eliminación del antígeno, ya tenemos la marca, ahora se elimina al enemigo ya sea por inmunidad humoral o inmunidad mediada por células cumpliendo así su función efectora. Ya eliminado el antígeno, ahora viene la muerte de este exceso de linfocitos producidos para la respuesta inmune, muriendo generalmente por apoptosis. Esta etapa se llama se contracción o de homeostasis. Finalmente queda una pequeña proporción de linfocitos que no muere y se convierten en linfocitos T o B de memoria, que serán los responsables de la respuesta secundaria. Hipótesis de selección clonal: Tenemos un linfocito precursor que va a estar en la médula ósea, o en el caso de los linfocitos T en el timo. Que va a generar linfocitos con distintas especificidades antigénicas, capaces de reconocer distintos antígenos. Esto ocurre en los órganos linfoides generativos y esta etapa ocurre en ausencia de antígenos. ¿Cuáles son los órganos linfoides generativos? En el caso de los linfocitos T, el timo; y en el caso de los linfocitos B, la medula ósea. Allí se van a generar distintos clones de linfocitos capaces de reconocer estas 1015 especificidades de antígenos. Estos linfocitos nunca se han encontrado con los antígenos. Posteriormente, salen a la circulación y en los órganos linfoides secundarios que son principalmente los ganglios linfáticos y el bazo, es el lugar donde los linfocitos se van a encontrar con los antígenos, solo aquí es el lugar de encuentro entre los linfocitos vírgenes que salen del órgano linfoide generativo y los antígenos. Este encuentro puede o no puede ocurrir, pero si ocurre es en el órgano linfoide secundario. Solo aquellos linfocitos que se encuentran con un antígeno se activaran para proliferar y producir una respuesta inmune específica contra ese antígeno. Generación de linfocitos y respuesta inmune in vivo Tenemos, en primer lugar, progenitores de linfocitos que van a estar en los órganos linfoides primarios. La médula ósea va a generar linfocitos B vírgenes maduros y en el timo se van a generar linfocitos T vírgenes maduros. Estos linfocitos van a salir de los órganos linfoides primarios hacia la circulación y van a estar viajando y entrando y saliendo de los distintos órganos linfoides secundarios. Como ejemplo de esto aparece un ganglio linfático secundario y el bazo. Los linfocitos van a entrar al órgano secundario, van a censar si hay presencia de antígeno y si no encuentran, vuelven a salir y se van a otro órgano linfoide secundario. La diferencia principal entre ganglio linfático secundario y bazo es que al bazo llegan los antígenos que entraron vía circulación sanguínea, mientras que a los órganos linfoides secundarios como los ganglios linfáticos vienen los antígenos que entraron vía linfática. ¿Cómo llegan antígenos a los órganos secundarios? Al linfocito T se necesita que el antígeno se lo presente la célula dendrítica u otra célula presentadora de antígenos profesional. Las células dendríticas están ubicadas en todos los órganos, principalmente en la periferia, fagocitando material, ya sea material extraño o células que mueren o trozos y restos celulares que hay. Cuando hay una infección, estas células dendríticas van a fagocitar partículas virales o bacterias. Van a entrar a un vaso sanguíneo o la mayoría de las veces a la circulación linfática y de esa manera van a llegar a los órganos linfoides secundarios donde van a mostrar el antígeno a los linfocitos T vírgenes. Por esto, el lugar de encuentro entre el antígeno y el linfocito T virgen es un órgano linfoide secundario. Una vez que el linfocito T se ha encontrado con el antígeno, van a proliferar, se van a diferenciar en una célula efectora. Algunas células efectoras se van a quedar en los órganos secundarios, como los linfocitos B, que la mayoría se queda en el órgano secundario. Pero los linfocitos T, sobre todo los T citotóxicos y algunos tipos de efectores como los de T de ayuda van a salir del órgano linfoide, van a entrar a la circulación y van a viajar al lugar de la infección donde si es un T de ayuda va a secretar citoquinas que van a hacer que los macrófagos que están fagocitando bacteria en el lugar de la infección puedan ahora eliminar de manera eficiente esas bacterias fagocitadas. Si son linfocitos T citotóxicos van a llegar al lugar donde están estas células infectadas y las van a eliminar. Ahora como encuentra, como llegan a este camino, vamos a tener que esperar hasta la última clase. Maduración de linfocitos: Tanto los linfocitos B como los T provienen del mismo precursor común en la médula ósea y en un determinado momento toma la decisión de diferenciarse en linfocito B o viaja al timo y se diferencia en linfocito T maduro. Luego entran a la circulación y hacen un fenómeno de recirculación entrando y saliendo de los órganos linfoides secundarios, y si no se encuentran con antígenos luego de 7 días mueren. Anatomía del lugar de la infección: Tenemos el lugar de la infección, una célula dendrítica que esta censando el medio se encuentra con este microorganismo, lo fagocita, entra al vaso linfático, viaja al ganglio. Por otra parte, a través de la circulación sanguínea, linfocitos vírgenes entran a este mismo ganglio, aquí se encuentran con el antígeno, presentado por esta célula presentadora de antígenos los linfocitos se activan, proliferan, se transforman en linfocitos efectores, linfocitos B que quedan en el ganglio producen anticuerpos que entran a la circulación sanguínea y los linfocitos T efectores y de memoria salen del ganglio linfático, entran a la circulación sanguínea y viajan al lugar de la infección donde producen su labor efectora. Morfología de linfocitos: A: Linfocitos con microscopia de luz, no activado. B: linfocitos con microscopia electrónica, no activado. C: linfocito activado tiene una decondensacion de la cromatina y aumenta de manera importante el citoplasma. En las imágenes no se sabe si es B o T, se puede saber con uso de anticuerpo CD4+ y CD8+. Morfología de células plasmáticas: Diferenciación de un linfocito B, ya no son puro núcleo, hay un gran desarrollo de complejo Golgi y de retículo endoplásmico rugoso lo que habla de que la célula está produciendo una gran cantidad de proteínas para secretar inmunoglobulinas. Hematopoyesis: Este cuadro lo colocó para mostrar como un precursor común une dos líneas celulares distintas: un progenitor mieloide (eritrocitos, plaquetas, basófilos, eosinófilos, neutrófilos monocitos) y un progenitor linfoide (linfocitos B y T y células NK). Órganos linfoides primarios y secundarios: Los órganos linfoides primarios son el timo y la médula ósea, también conocidos como órganos generativos. Los órganos linfoides secundarios, están los ganglios linfáticos con distintas ubicaciones, están las placas de Peyer, el tejido linfoide urogenital, el tejido linfoide asociado a los bronquios y los adenoides y amígdalas. Sistema linfático: Vasos encargados de conectar todos los órganos linfáticos secundarios, para hacer llegar los antígenos al lugar de la los linfocitos T y B. Hay otro detalle que se muestra en esa diapositiva que es que el antígeno va a llegar al ganglio más cercano al lugar de la infección. Morfología del timo: Hay una gran cantidad de vasos sanguíneos, presenta una corteza, una médula. Los linfocitos T viajan desde la corteza hacia la médula para posteriormente salir a través de estos vasos sanguíneos. Morfología de un ganglio linfático secundario: Los linfocitos T y B entran a través de estos vasos al órgano linfoide secundario y los antígenos vienen con las células dendríticas a través de los vasos linfáticos aferentes, la entrada de los linfocitos es a través de las vénulas de endotelio alto, pero a pesar que entran juntos, después quedan físicamente separados, yéndose los linfocitos B al folículo y los linfocitos T a la zona de linfocitos T. El cómo y dónde se ubican es muy importante. Esta determinación del lugar está determinada por quimioquinas, esto se puede detectar con el uso de anticuerpos específicos. En el bazo ocurre exactamente lo mismo, también hay zonas exclusivas para los linfocitos B y T. Componentes celulares del sistema inmune cutáneo: En la piel podemos encontrar linfocitos intradérmicos y también se encuentran las células de Langerhans (tipo específico de células dendríticas). En la dermis podemos encontrar vasos linfáticos que van a drenar a los nódulos linfáticos de esa región y podemos encontrar células dendríticas propias de la dermis, hay macrófagos y linfocitos T. Sistema inmune de mucosas: En las mucosas, como el epitelio intestinal, vemos que las vellosidades podemos encontrar linfocitos interepiteliales y están las placas de Peyer, donde también hay folículos para los linfocitos B y zonas propias para los linfocitos T. Células M: Tipo especial de células que son verdaderos bolsillos donde hay linfocitos T y B, macrófagos y células dendríticas listas para detectar antígenos. Rutas de recirculación de linfocitos: Linfocitos T entran a ganglios linfático vecinos a través de vénulas endoteliales altas, si no se encuentra con antígeno, sale por vaso linfático eferente o si dentro del ganglio se encuentra con antígeno va a transformarse en linfocito T efector para luego entrar a la circulación sanguínea y llegar al sitio de la infección. Usando el ducto torácico desembocando en la vena cava y retornando a la circulación sanguínea. Inmunidad innata La separación entre una respuesta inmune y otra es una separación más bien pedagógica, que una separación real, ya que si bien están separadas en el tiempo y usan mecanismos distintos, no tienen un limite claro y hay varios puentes entre una respuesta inmune y otra. Prácticamente todos lo seres vivos tienen inmunidad innata, en cambio la inmunidad adaptativa aparece recién desde los peces en adelante. La inmunidad innata es la primera barrera para los microorganismos o patógenos que pudieran infectarnos. Los principales componentes de la inmunidad innata y las funciones de estas. Los componentes los podemos dividir en: A) Barrera: -Epitelios, su principal función es evitar la entrada de microorganismos -Péptidos antimicrobianos, principalmente las defensinas y las catelicidinas. Su principal función es matar microorganismos. -Linfocitos intraepiteliales, también su principal función es matar microorganismos. B) Células efectoras circulantes: -Neutrófilos, la principal función (junto con los macrófagos) es la fagocitosis y la eliminación de microorganismos. -Macrófagos, estos son más eficiente en la fagocitosis y además secretan citoquinas que estimulan procesos inflamatorios. Estos procesos son importantes para que lleguen las células al lugar de la infección. -Células NK (Natural Killer), su principal función es lisar las células infectadas y también son capaces de activar macrófagos. C) Proteínas efectoras circulantes: -Sistema del complemento (es la más importante), su principal función es matar y opsonizar microorganismos, y activar leucocitos. *opsonizar: cubrir microorganismos para hacer que macrófagos o neutrófilos sean atraídos con mayor eficiencia o puedan verlo mejor, y finalmente fagocitarlo. -Colectina, es una lectinas que une manosa. Su funcione es la opsonización de microorganismos y activa una ruta del sistema del complemento. *lectinas: proteínas que tienen afinidad por carbohidratos. Hay distintas familias de éstas, la colectina es un tipo de lectinas. Esto depende del tipo de carbohidrato que une. *manosa: carbohidrato de proteínas propio de microorganismos (levaduras). -Proteína C-reactiva, también opsoniza microorganismos y activa el sistema del complemento. D) Citoquinas: -Proinflamatorias -TNF, IL-1 (interleuquinas): inflamacion -INF-α,-β (interferones): resistencia antiviral principalmente. -INF –γ: participa en la activación de macrófagos. -L-12: favorece la producción de INF –γ, producido por las células NK y después por los linfocitos T -IL-15: importantes en la proliferación de células NK. -Antiinflamatorias: -IL-10 -TGF-β Receptores en inmunidad innata y adaptativa Habíamos vistos una diferencia, que la capacidad de reconocer antigenos en la inmunidad innata era bastante más limitada, no eran antigenos específicos y generalmente tenían que ver con el reconocimiento de patrones moleculares. A diferencia de los receptores de la inmunidad adaptativa (Ej. inmunoglobulina), que vemos distintos microorganismos que tienen una molécula común, pero que tienen otros antigenos específicos para cada uno de los microorganismos, y esos son reconocidos por anticuerpos distintos. Sin embargo, todos los microorganismos que son distintos, pero que tienen una molécula común (carbohidratos ricos en manosa), son todos reconocidos por el mismo receptor (un receptor para manosa). Este patrón molecular común en distintos microorganismos son los llamados PAMP's (patrones moleculares asociados a patógenos). Receptores en inmunidad innata (ver tabla de PPT (5)) Son los que reconocen estos patrones comunes asociados a patógenos (PAMP's). Entre estos esta el receptor de manosa, otro es (el más importante) Toll-like receptor (o receptores tipo Toll, es una familia de receptores, pero todos reconocen distintos PAMP's). Están también el receptor N-formil- metionil, que es característicos de bacterias, comienzan sus proteínas con unos aminoácidos modificados (metionina modificada). Hay otros receptores que reconocen también los PAMP's, pero que son solubles, es decir que están en la circulación. Algunos de ellos son la proteína C-reactiva, lectinas de unión a manosa, etc. También pueden estar en la célula, y dentro de estas pueden tener además distintas ubicaciones. Algunos Toll-like receptor, como el 4 que reconocen LPS o q reconocen otros lípidos bacterianos, están en la superficie de la célula. Otros Toll-like receptor que se encuentran en los endosomas, el ligando para estos son RNA virales o DNA que no están metilados (característicos de bacterias). Hay otros componentes que pueden estar en el citoplasma como los RIG, que detectan RNA viral, o los NOD que reconoce peptidoglican bacterial. Los Toll-like receptors (TLRs) especificidad, mecanismos de señalización y respuestas celulares Estos pueden estar en la membrana celular que reconocen principalmente componentes de la superficie de las bacterias o de hongos (levaduras), en endosomas, que en general reconocen material genético de virus o bacterias. Una vez que reconocen su ligando, reclutan proteínas adaptadoras, que luego reclutan y activan kinasas, que activaran factores de transcripción que llevan finalmente a expresión génica de citokinas preinflmatorias (TNF,IL-1, -12), que van a atraer más macrófagos y neutrófilos al lugar de la infección. También van a aumentar la expresión de quimokinas (IL-8, MCP-1,RANTES) que van a atraer neutrófilos y macrófagos en ciertos procesos inflamatorios al lugar de la infección. Van a aumentar la expresión de moléculas de adhesión endoletial (E- selectina) importante en el reclutamiento de linfocitos; de moléculas coestimulatorias (CD80,C86) esenciales en la activación de linfocitos T ;y además de citokinas antivirales (INF-α/-β). En general estos PAMP’s sirven como señal de peligro. El sistema para responder, para saber que se esta siendo afectado por algo extraño tiene que recibir señales de peligro, y una de las principales señales de peligro es la presencia de moléculas que contienen estos PAMP’s. Los que censan estas señales de peligro son los TLR. Barreras epiteliales No solamente es una barrera física, sino que también muchos de los epitelios producen péptidos antibióticos capaces de matar bacterias o partículas virales. Los péptidos son producidos localmente y dentro de estos están las defensinas y las catelicidinas. Además en los epitelios encontramos linfocitos intraepiteliales que son capaces de matar microorganismos y células infectadas. Estos linfocitos intraepiteliales no son los mismos de la respuesta adquirida, ya que los de la respuesta innata presentan receptores que tienen mucho menos variabilidad, por lo tanto su detección antigénica está mucho más restringida. Mecanismos de protección de inmunidad innata en epitelios Nuestro organismo esta completamente cubierto o protegido por epitelios, del cual, el más conocido y más grande es la piel. En esta se producen péptidos antimicrobianos y también ácidos grasos que protegen ante la entrada de microorganismos. En el tracto alimenticio superior (como la boca) hay producción de enzimas y péptidos antimicrobianos, además de movimientos de los epitelios que dirigen el flujo de los fluidos y los alimentos hacia el estomago. En este ultimo, como elemento de protección hay un bajo pH, enzimas digestivas, péptidos microbianos y también hay una direccionalidad del flujo hacia el intestino. En el intestino delgado también encontramos enzimas digestivas, péptidos antimicrobianos y un flujo hacia el intestino grueso. En el intestino grueso como mecanismo de protección se encuentra la presencia de la flora bacteriana que compite contra microorganismo que pudiera invadirlo, por esto es importante la flora bacteriana normal. Finalmente en el sistema respiratorio hay cilios y mucus que van a mover o atrapar a microorganismos que pueden estar en la superficie, y pueden ser eliminados a través del estornudo, la tos, la eliminación del mucus y además se encuentran macrófagos en los alvéolos de los pulmones. Los péptidos antimicrobianos son (en el humano): -α-defensina -β-defensina Estos péptidos tienen en común que son pequeños y altamente catiónicos (muy cargados positivamente). Se cree que actúan produciendo poros en la membrana de los patógenos, produciendo su lisis. -Catelisidinas Un ejemplo de péptidos antimicrobiano es las α-defensina defensinas que son secretadas por las células de Paneth en el intestino. Estas células se encuentran principalmente en el interior de las criptas. Frente a una infección (ej.salmonela) estas células secretan primeramente una prodefensina que por proteólisis libera la defensina activa, que actuará sobre la salmonela, lisándola e impidiendo que se inserte en el epitelio del intestino. Células que participan en la inmunidad innata -Neutrófilos: estos pertenecen a los polimorfonucleares, tienen el núcleo lobulado y además contiene principalmente dos tipos de gránulos (primarios y secundarios), además de fagosomas. Su principal función es fagocitar. -Macrófagos: otro tipo de fagocito. Maduración y morfología de los fagocitos mononucleares Estos provienen de un precursor común desde la medula ósea, que luego pasa a la sangre como monocito y después cuando entra a un tejido se transforma a macrófago. En el órgano se puede activar y diferenciar, y dependiendo del tejido donde se aloja el macrófago es el nombre que recibe (en el sistema nervioso central se llama microglia; en el hígado se llama célula de Kupffer; en los pulmones se llaman macrófago alveolar y en los huesos recibe en nombre de osteoclasto). Maduración y morfología de los fagocitos mononucleares El monocito es de pequeño tamaño y con baja capacidad fagocítica. Una vez que se transforma a macrófago aumenta la capacidad fagocítica, desarrolla sus seudópodos y contienen los fagolisosomas. Entonces ya es capaz de atrapar con sus seudópodos a bacterias, luego las fagocita y penetran a fagosomas, que luego se fusionaran con lisosomas transformándose en fagolisosomas, donde puede degradar y digerir las bacterias. Luego parte de las proteínas bacterianas pueden ser presentadas en la superficie a través de las moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad, que es donde los linfocitos T pueden censar y ver su antigeno. Otra parte del material fagocitado también puede ser exocitado. Reclutamiento de leucocitos Para que los macrófagos, los neutrófilos y luego los linfocitos efectores puedan llegar al lugar de la infección es necesario el proceso de reclutamiento de leucocitos. En este proceso participan una serie de moléculas de adhesión, moléculas y receptores de la superficie del leucocitos y señales que van a ser liberadas en este endotelio, las cuales van a permitir que los leucocitos se adhieran a este y posteriormente puedan pasar a través de el para habitar al interior del tejido donde esta presente el patógeno. Fagocitosis y destrucción intracelular de microorganismos El fagocito debe censar la presencia de los microorganismo a través de los receptores para PAMP’s. Entonces los microorganismos se unen a los receptores presentes en los fagocitos (receptores de manosa, Toll- like receptor, etc), luego son fagocitados y entran a los fagosomas que se fusiona con los lisosomas, formando los fagolisosomas. Se requiere una activación del fagocito para que los microorganismos que están al interior de los fagolisosomas puedan ser destruidos por enzimas lisosomales y por radicales de oxido nítrico y de oxigeno. Para que ocurra esta activación se requiere de la ayuda mediante, en el caso del macrófago, del interferón-γ, que puede ser entregado por una célula NK o por un linfocito T de ayuda. Maduración y morfología de los fagocitos mononucleares Hay en la superficie Toll-like receptor y receptor de interferón-γ. Entonces a través del primero, se generan señales que van a ser, por ejemplo, que se produzcan moléculas que activaran macrófagos, como la oxidasa de fagocitos. Esta va a producir las especies radicalarias de oxigeno y va a producir la síntesis de la nítrico-oxido-sintetasa que va a producir oxido nítrico, ambos van a permitir que se eliminen los microorganismos que han sido fagocitados. También se van a inducir la síntesis de citokinas (TNF, IL-1, IL-12) que van a favorecer el proceso inflamatorio y van a permitir que se favorezca que se aumente una respuesta inmune adaptativa. Además se van a producir factores de crecimiento fribroblastico, factores angiogénicos y metaloproteasas que van a permitir el remodelamiento del tejido. Receptores activadores e inhibitorios en células NK Las células NK contienen 2 tipos de receptores: receptores activadores y receptores inhibitorios, ambos están simultáneamente. Célula normal expresa ligando para ambos tipos de receptores. La molécula que sirve de ligando para recetor inhibitorio, generalmente es un molécula que se expresa en todas las células nucleadas de nuestro organismo, que son moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad de clase I (moléculas MHC clase I, que tiene también importancia en la presentación génica), que es una señal de salud en la célula (de célula normal). Las células cuando están infectadas para no ser reconocidas para la respuesta inmune adquirida, disminuyen la expresión de moléculas MHC clase I. La señal que proviene del receptor inhibitorio domina por sobre la señal activadora, es decir, si están ambas señales, la célula NK no se activa. Pero si una célula infectada por un virus que disminuye la producción de moléculas MHC clase I, y además por estar estresada, expresa mas ligando activador. Entonces la célula NK recibe solo la señal activadora y no la inhibitoria, activándose la célula NK y mata la célula infectada. Ejemplos de receptores inhibitorios y activadores de células NK Son varios receptores inhibitorios y activadores. Algunos de los receptores activadores son receptores que se llaman FC, los cuales reconocen la región FC de una inmunoglobulina. La inmunoglobulina tiene una región que reconoce antigeno que se llama FAB y tiene otra región, que es la región efectora de la inmunoglobulina, la cual se llama FC. Células como las NK tienen los receptores FC, que une ésta región de la inmunoglobulina. Hay distintos tipos de receptores FC, pero en este caso estos receptores funcionan como activadores de las células NK. Lo que van a reconocer como ligando es son los anticuerpos que reconocen una célula infectada. Funciones de las células NK 1) Matar células que están infectadas o células tumorales. 2) activación de macrófagos. El macrófago cuando ha fagocitado, cuando ha detectado bacterias mediante los Tol-like receptor produce IL-12, esta sobre la célula infectada hace que esta produzca INF–γ, el cual es necesario para que el macrófago se active y pueda eliminar eficientemente las bacterias fagocitadas. Sistema del Complemento Es un conjunto de proteínas que se encuentran en la circulación de manera inactiva, pero que bajo distintas circunstancias se puede activar el sistema del complemento y se produce una cascada, se activa un miembro del complemento, que muchos de ellos son proteasas, y al activarla va a romper al próximo miembro, partirlo en fragmentos, lo cual gatilla una cascada de señalización que termina con distintos fragmentos que además tienen distintas funciones. Funciones A) Lisar principalmente bacterias. B) Dar señales quimiotaxicas a fagocitos para que lleguen al lugar de la infección. C) Opsonización de bacterias. Circunstancias por las cuales se activa el complemento: 1) Ruta clásica de activación, es activada por anticuerpos, principalmente por IgM. 2) Ruta activada por lectinas de unión a manosa. 3) Ruta alternativa de activación Cualquiera de estas vías convergen hacia la C3 convertasa que va generando distintos fragmentos: -C3a, que participa en procesos inflamatorios. -C3b, que participa en opsonización y fagocitosis. -C5a, participa en procesos inflamatorios. -Complejo de ataque a membrana (MAC), producto final, el cual genera poro principalmente en bacterias, produciendo la lisis del microorganismo. Acción conjunta de distintos mecanismos de inmunidad innata Ninguno de estos mecanismos actúan por si solos, la idea es que muchos de estos convergen para atacar de la manera mas efectiva posible al patógeno que esta infectando. Si hay un patógeno que tiene en su superficie PAMP’s, por un lado actúan los péptidos antimicrobianos y por otro lado fagocitos (neutrófilos o macrófagos). Estos últimos fagocitan porque van a reconocer este microorganismos a través de los receptores para PAMP’s. Los péptidos antimicrobianos van a producir la lisis. Otros mecanismos son la proteína de unión a manosa, la proteína C reactiva y las proteínas del complemento que van a opsonizar patógenos y van a hacer mas eficiente la fagocitosis. Esto también va a ser seguido de secreción de citokinas y de quimiokinas proinflamtorias que van a reclutar más fagocitos al lugar de la infección. El patógeno opsonizado, además de estimular la inflamación y atraer neutrófilos y otras células, por otra parte, va a gatillar el comienzo de la fase de la respuesta inmune adaptativa, porque las células dendríticas (están presente en la piel y en distintos órganos) también reconocen el lugar de la infección, censan a través de receptores para PAMP’s, van a fagocitar el microorganismo y lo van a llevar al ganglio linfático más cercano. Al censar estos PAMP’s van a hacer que estas células dendríticas se transformen en muy buenos presentadores de antigenos para un linfocito virgen, porque el reconocimiento a través de los receptores para PAMP’s va hacer que exprese más moléculas coestimulatorias. Entonces la célula dendrítica va migrar al ganglio linfático, va a presentar el antigeno y va a presentar co estimulación que va a movilizar finalmente una respuesta inmune adaptativa. Un ejemplo de esto, es cuando uno se pincha con una astilla que tiene bacterias. Se produce un daño tisular que causa la liberación de factores vaso-activos y quimiotaxicos, los cuales van a gatillar un aumento en el flujo de sangre y de la permeabilidad capilar en esta zona. Como aumenta la permeabilidad de los capilares va permitir el flujo de fluido y de exudado de células, y dentro de estas van a llegar neutrófilos y macrófagos, los cuales se van a encontrar con las bacterias, van a fagocitarlas y destruirlas. No podemos separar la respuesta innata de la adquirida, ya que el que se gatille o funcione la inmunidad innata va a gatillar que se comience la respuesta inmune adaptativa. Por ejemplo cuando un linfocito T reconoce un microorganismo (respuesta adquirida) reconociendo el antigeno a través de su receptor, esta enviando una señal, pero para que este linfocito se active de manera efectiva requiere una segunda señal. En este caso la segunda señal es una molécula que fue inducida por una respuesta de inmunidad innata, por ejemplo, una molécula co-estimulatoria de las células dendríticas (en el caso de un linfocito T) o fragmentos de complemento (en el caso de linfocitos B) que va a gatillar la segunda señal en linfocito, y finalmente el linfocito prolifera y se diferencia y da origen a una respuesta inmune adaptativa. De esta manera una respuesta que de la inmunidad adquirida es ayudad por algo que partió en la respuesta inmune innata. CLASE 2 ANTÍGENOS Y ANTICUERPOS Todo sistema inmune está armado para defender el organismo, para mantener la homeostasis, el funcionamiento del cuerpo humano sin problemas. Y este sistema inmune esta armado como un mecanismo de defensa frente a una invasión….Este sistema tiene que reconocer una variedad gigantesca de moléculas distintas que presentan los miles de millones de bacterias distintas o los tumores. Pero nosotros no tenemos miles de millones de genes, nuestro repertorio genético es limitado, de modo que el sistema inmune generó mecanismos para descifrar los antígenos que presentan y armar una respuesta frente a ellos. En último término el sistema inmune determina que cosa es extraña y debe será atacada y destruida; y que cosa impropia tenemos que defender, esto lo hace por mecanismos de receptores y mecanismos que generan una diversidad de reconocimientos. Los antígenos son moléculas de diversa naturaleza química, que el organismo no los reconoce como sus constituyentes normales y que son detectados y son capaces de activar linfocitos T o B. Los antígenos pueden provenir desde el exterior, presentes en microorganismos, plantas,alimentos, remedios( una fuente importante de ellos). También hay antígenos generados por el propio organismo, cuando se administra un remedio este genera se metaboliza y aparecen moléculas nuevas, también pueden venir de tumores, puede venir por estructuras propias que no son reconocidas como extrañas generándose lo que se conoce como autoanticuerpos. Inmunogenicidad: capacidad de inducir respuesta del sistema inmune. Depende de su estructura química Antigenicidad: Capacidad de interacción de una antígeno con los productos de una respuesta inmune, ya sea con anticuerpos o con linfocitos T ¿Qué es lo que se reconoce de un antígeno? Se reconoce una particularidad dentro de la molécula que puede ser muy grande, se reconoce un sitio que es específico de ese antígeno, que es reconocido por un anticuerpo. Estos pueden (los llamados epitopos, que corresponden a segmentos del antígeno que es reconocido por el anticuerpo) lineales secuencia de aminoácidos reconocida como extraña, puede también reconocer estructuras secundarias y aun terciarias los que corresponden a conformacionales. El organismo es capaz de discernir o reconocer una molécula entera o trocitos de una proteína según la necesidad, según la variedad de células con la que se encuentra. Los epitopos pueden ser lineales o conformacionales. Antígeno homólogo: Es aquel antígeno que indujo la formación del anticuerpo que lo está reconociendo Antígeno heterólogo: Es aquel antígeno que, por una reacción cruzada es capaz de interactuar con un anticuerpo que fue inducido por otro antígeno Nosotros vemos en antígeno heterólogo, en el cual el organismo armo una respuesta inmune en contra de un antígeno, y manda los anticuerpos para allá, pero al mismo tiempo hay una estructura propia muy parecida o idéntica a un antígeno externo y por esa casualidad biológica el anticuerpo también es capaz de reconocer esa parte propia y es lo que se conoce como reacción cruzada. Se ha planteado como idea en la causa de la enfermedad reumática, antígenos del estreptococcus comparten determinantes antigénicos (epitopos) con proteínas del miocardio, las personas con enfermedad reumática pueden hacer miocarditis que es la enfermedad reumática del corazón. Reacción cruzada: se reacciona en contra de un antígeno externo y también se reacciona en contra de otro antígeno que no es externo no es extraño, se reacciona en contra de algo propio. ¿Cuáles son las característica de los antígenos que los hacen inmunogénicos?, -los antígenos en general tienen un tamaño que no pueden ser demasiado pequeño, tienen que tener un tamaño determinado -presencia de grupos químicos activos, algunos grupos químicos son muy propios de los antígenos como los de carga negativa (glutámicos, aspártico y en menor medida los de lisina). -conformación espacial, los epitopos no están metidos habitualmente envueltos dentro de la proteína, suelen estar en la superficie de la proteína. - la flexibilidad de la estructura antigénica contribuye a su antigenicidad. Cierta flexibilidad de la molécula permite que se adapte a los epitopos. Cuando un antígeno es muy pequeño es posible que no sea reconocido por el sistema inmune, pero si se acopla a uno más grande el organismo pudiera reconocerlo como extraño. Por ejemplo en personas con cierta propensión genética se tratan con metil-dopa para tratar lesiones arteriales, y en algunas personas la metil - dopa se pega a los glóbulos rojos, y el organismo reconoce de pronto células que circulan con algo en la superficie que no es propia, activada la respuesta inmune informa del complejo antígeno pegado a la célula y destruyen la célula, las personas hacen una anemia hemolítica y también aparecen anticuerpos en contra de la metil-dopa y en contra de los glóbulos rojos. El sistema entero se equivoca porque esa molécula tiene la particularidad de pegarse a glóbulo rojo y crear un sistema distinto que el organismo no reconoce como propio armando una respuesta inmune. La mayoría de los antígenos son proteicos se llaman timodependientes, esto ya que en su reconocimiento participan los linfocitos T y B, especialmente los Linfocitos T porque son los que se educan en el timo. También hay antígenos que son carbohidratos, en general no son solamente ellos buenos antígenos, pero como son moléculas muy grandes y repetitivas puediendo generar una respuesta inmune ellos solos, cuando están unidos a glicolípidos y glicoproteínas son moléculas con un cierto tamaño que pueden desencadenar una respuesta inmune, como los gruposs sanguíneos. Los lípidos son poco inmunogénicos, porque son muy poco solubles en agua, al unirse a proteínas aparecen epitopos que el organismo no reconoce como propios. Los ácidos nucleicos tienen importancia para nuestra especialidad por la aparición de anticuerpos contra ácidos nucleicos, que es uno de los marcadores de las enfermedades autoinmunes, son poco inmunogénicos pero al ser conjugados a proteínas se arma una respuesta contra de todo el complejo y aparecen anticuerpos contra ácidos nucleicos. Los antígenos timodependientes requieren la presencia de linfocitos T para que ellos ayuden a los linfocitos B a diferenciarse y generar anticuerpos, y los timoindependientes son lipopolisacaridos que son capaces de activar linfocitos B sin la ayuda de linfocitos T, los linfocitos T en su mayoría son los grandes administradores de la respuesta inmune frente a proteínas, pero existen moléculas capaces de desencadenar respuesta inmune independiente de linfocitos T porque activan directamente linfocitos B, son moléculas de gran tamaño epitopos repetidos inducen la proliferación de linfocitos B y pueden activar el complemento( proteínas circulantes que al activarse una de ellas desencadena una cascada de proteínas que termina por destruir al germen que inicio el problema, pero cuando no hay gérmenes estos antígenos pueden activar el complemento y producir daño en los tejidos normales. Los antígenos que son timoindependientes generan respuesta fundamentalmente IGM, los antígenos timodependientes generan respuesta IGG e IGA, son distintas formas de inmunoglobulinas. El reconocimiento del antígenos en nuestro organismo lo hacen principalmente dos estructuras: las inmunoglobulinas y el receptor para antígenos de linfocito T. Los anticuerpos son glicoproteínas que tienen dos formas, unidos a la membrana celular del linfocito B y actúan como receptores(los lnfocitos B reconocen antígenos conformacionales lo hacen porque su receptor es una inmunoglobulina que se quedó anclada a la membrana celular) o pueden existir como moléculas solubles. Las inmunoglobulinas son los anticuerpos, pueden estar unidos a la membrana o circulantes, son sintetizados secretados por las células plasmáticas que son diferenciadas por los linfocitos B. La estructura básica de las inmunoglobulinas son dos cadenas pesadas y dos cadenas livianas, las cadenas pesadas tienen regiones constantes y hacen que se diferencien en los diferentes isotipos de las inmunoglobulinas, al igual que las cadenas livianas que tienen regiones constantes y regiones variables, dentro de las regiones variables hay regiones hipervaribles que son las que van a unirse al antígeno. En un esquema se muestra una estructura esquemática característica de esta superfamilia de las inmuglobulinas que tienen esta estructura unida por enlaces sulfuro, y esto esta glicosilado, en distintos puntos se unen hidratos de carbonos. En otro esquema las cadenas pesadas en amarillo y azul, en rojo las cadenas livianas. En la región de bisagra permite flexibilidad de la inmunoglobulina, en este caso es capaz de unir anticuerpos que están un poco separados, lo que es muy importante. Distintos tipos de tratamientos químicos de los anticuerpos permitió separar esta zona que es la que se une al antígeno de una zona que es la fracción más constante, lo que no deja que ser importante ya que la ingeniería genética ha sido capaz de generar anticuerpos monoclonales solamente de esta parte, lo que excluye esta zona y la hace menos riesgosa para inyectarla a otras personas al disminuir la carga proteica que estamos inyectando, se generan menos autoanticuerpos. Esa región de las cadenas livianas, hay unas zonas en la parte más externa que es la que tiene mayor contacto con el antígeno son las hipervariables que son capaces de mutar de modo de irse acoplando con mayor afinidad con su antígeno, esa zona en las cadenas livianas y pesadas se juntan, están muy cercanas unas de otras y determinan la variabilidad que va a adquirir el anticuerpo para unirse a su antígeno. El anticuerpo monoclonal es el que reconoce una sola estructura en el antígeno, y eso esta determiando por esa sección de la…22.44 Cuando un anticuerpo se une con su antígeno tiene que tener una estructura tal de modo que no se separe con facilidad, la fuerza de esa unción esta determinado principalmente por 4 tipos de fuerzas: enlaces de hidrogeno, enlaces iónicos, interacciones hidrofobias de van dervalls, no son interacciones covalentes eventualmente se pueden separar, pero la constante de disociación es bastante baja de modo que esta es una estructura que permanece unida siempre, para las condiciones normales de la sangre permanece unida. La potencia con que un anticuerpo se une a un antígeno se llama afinidad, es la fuerza con que un anticuerpo se une a un antígeno. Otro concepto es avidez: cada anticuerpo tiene valencias, sitios de unión y hay anticuerpos que tienen 10 sitios de unión y otros 2 sitos de unión, y esos sitios de unión pueden tener su epitopo en el antígeno separado a distancia, y como el anticuerpo tiene zona de bisagra y permite la separación de las cadenas se puede unir en los distintos sitios con distintas afinidades. A lo mejor cada sitio de unión tiene una afinidad que no es muy importante, pero sumando los sitios de unión la avidez es muy fuerte. En nuestros laboratorios de reumatología determinamos aticuerpos antiDNA en enfermos con lupus a través de inmunofluorescencia, pero también los determinamos en varios otros ensayos que detectan anticuerpos con mayor avidez y por lo tanto aparentemente más patogenia Los anticuerpos tienen su brazo donde encajan los antígenos que se disponen en distinta forma según el tamaño de la hendidura que van dejando los anticuerpos, y eso determina qué tipo de antígenos van uniendo. Las inmunoglobulinas, anticuerpos que tenemos circulando todo el tiempo y se determinan según la nomenclatura en el nombre de las cadenas pesadas gamma alfa épsilon delta en cadenas en la clase igG, igM, igE, igA, igD Las cadenas livianas son siempre kappa o lambda no hay más. Algunas inmunoglobulinas tienen algunos subtipos lo que tiene una importancia porque algunos de ellos son capaces de unir potentemente y activar el complemento y otros no. La mayoría de las cadenas pesadas no tiene subtipos, dos de ellas tienen subtipos y estas son las inmunoglobulinas los anticuerpos que fabricamos y tenemos. La igG tiene dos sitios de unión se puede unir a dos epitopos en un mismo antígeno, pero la igA tiene cuatro sitios de unión (se sintetiza como dímero) y la igM (se sintetiza como pentámero) tiene diez sitios de unión; entonces la igM puede tener mucha avidez por determinado antígeno, la igD queda anclada siempre en la membrana celular, circulando en muy baja cantidad al igual que la igE. Todos tienen la estructura básica de cadenas pesadas y cadenas livianas, sitios constantes, sitios variables e hipervariables. Cuando están anclados a las membranas son receptores, las inmunoglobulinas se sintetizan como ancladas a la membrana en donde son receptores .Pero pueden ser igG que hay en la membrana como receptores, pero también circulan. Uno tiene circulando IgG, IgM, IgA, el IgE que se detecta circulando es muy bajo, y solo personas que tienen alergia genética familiar puede subir, el IgD nunca sube circula muy poco. En la tabla de los distintos datos de las inmunoglobulinas, la vida media en el suero de las personas es larga, tres semanas para los distintos subtipos de los IgG menos el Ig3, de modo que cuando determina la inmunoglobulina de una persona que está infectada para saber si está inmunodeficiente, uno mide la inmunoglobulina y tiene tal valor, pasan dos semanas y no se mejora, uno quiere saber cómo están las inmunoglobulinas, van a estar igual porque entre tres semanas y un mes las inmunoglobulinas circulando en el mismo nivel bajan. Los que atraviesan la placenta son solo las inmunoglobulinas IgG, las otras no, de modo que los recién nacidos dependen para su defensa de los microorganismos solo de las inmunoglobulinas que reciben de la madre cuando nacen y luego las inmunoglobulinas que reciben de la alimentación con leche materna. Lo que de todas formas puede ser un problema, ya que si la madre tiene en un momento determinado tiene una infección o algún defecto puede transmitirlo al hijo. La activación del complemento, la IgG e IgM. El transporte a través de la mucosa, esto se refiere a tubo digestivo y el respiratorio, solo lo hace la IgA, que se sintetiza en las mucosas que atraviesa y se queda ahí para defendernos en el caso del intestino de bacterias que uno come y en el caso de los pulmones de cosas que uno respira. La que tiene que ver con la elaboración de las células cebadas? es solamente la IgE es responsable de las alergias Las IgA se sintetizan en las células plasmáticas y las secretan como un dímero, y ese dímero es transportado al interior de la célula epitelial por ejemplo intestinal y acá se divide el transportador y es secretada como un dímero con un pedacito del transportador pasa por vesícula y es secretada de ese modo, es asi como tenemos la IgA en el intestino, personas sin IgA hacen muy frecuente infecciones intestinales o bronquitis. La inmunoglobulina IgA es responsable de nuestras defensas a nivel de mucosas. La IgE está anclada en un receptor en la célula cebada, que al ser interactuada con un antígeno es capaz de granular la célula cebada, liberando esta histamina y otros compuestos que nos llevan a la reacción alergica Las inmunoglobulinas, ellas mismas como moléculas tienen algunos determinantes antigénicos, que nos hacen diferenciar el isotipo y hay veces que se forman también determinante antigénicos en la inmunoglobulina, ósea el anticuerpo es capaz de generar anticuerpos antiantiacuerpos, estos se generan contra la región hipervariable, y esta cadena de anticuerpo antianticuerpo es uno de los modos de cómo la respuesta inmune se apaga, porque debemos comprender que si tenemos un germen y se armamos la respuesta inmune y vamos con los anticuerpos que están matando los gérmenes y de pronto siguen matando gérmenes pero estos siguen produciéndose, se para la respuesta inmune porque se generan anticuerpos antianticuerpos y ya no se une nada más y todo va degradansose y desaparece. La división alternativa (splicing) hace que las inmunoglobulinas sirvan como receptores de membrana que se anclan a ella para antígeno a través de su dominio transmembrana o bien circulan como anticuerpos libres en la sangre. Estos es las mismas inmunoglobulinas se anclan a las membranas o pueden circular. Cuando quedan ancladas son fundamentalmente los receptores de los linfocitos B y cuando irculan son los anticuerpos. Hay otras células que tienen receptores para el segmento Fc, no es la misma inmunoglobulina que se ancla a la membrana con su cadena de transmembrana hacia el citosol, sino que se anclan a un receptor que la célula le presenta y que pesca a la inmunoglobulina circulante y la deja pegada ahí. Eso pasa en los polimorfonucleares, en los macrófagos, en las células cebadas, y eso determina que la capacidad para reconocer antígenos también la determinan otros grupos celulares, y esto es un dato clínico importante, porque al entrar el segmento constante en un receptor en otro tipo de células muchas veces activa a esa célula que lo percibe para una mayor capacidad de captar el antígeno y destruirlo.Todo esto pensando en gérmenes circulantes, anticuerpos se generan en contra del germen y hay receptores para los anticuerpos, que el anticuerpo se unió al germen y de pronto se ve anclado a una célula como un macrófago o polimorfo nuclear que se activa al recibir el segmento FC pegado a la bacteria, y es capaz de destruir la bacteria con mayor efectividad. Este es un sistema de amplificación de la capacidad de reconocimiento de otro tipo de células de otros antígenos porque están unidos a inmunoglobulinas. Los receptores para antígenos en los linfocitos tienen dos funciones, reconocen específicamente antígenos, específicamente uno y no otro. Y además transducen señales a las células para que se activen. Y estos son dos¿? distintos, el que reconoce el antígeno va a ser muy variable porque es capaz de reconocer una cantidad enorme de antígenos pero el que transduce señales va a ser invariable y así tenemos como el receptor de linfocitos B que es una inmunoglobulina que está anclada a la membrana está unida a otro grupo de moléculas que se llaman IP? alfa y beta y estos son los que transducen señales, y esto va a ser extraordinariamente variable pero la transducción va a ser invariable. El receptor reconoce el antígeno y transduce señales, y eso lo hace con dos péptidos distintos uno encargado de reconocer y otro encargado de tranducir, los que reconocen son muy variables los que transducen son invariables. Para que un antígeno pegado sea capaz de transducir señales tiene que unir por lo menos dos receptores, y la unión física de dos receptores determina un cambio conformacional en este trozo que activa su molécula que está íntimamente pegada, si uno activa un solo receptor no hay transducción de señales, tiene que activarse por lo menos dos. Y esos dos inducen cambios conformacionales al interior del receptor que determina la activación del transductor, no hay que verlo como algo anexo, esto es un complejo, está todo unido. Dentro de los receptores, hay receptores que activan las funciones, que mandan señales de activación de la célula y esto se traduce en receptores que transducen señales de activación, su sigla son receptores con transducción del tipo ITAM de activación de respuesta inmune. Hay una variedad de receptores una subvariedad de R2 que transducen señales llamadas ITIM de inhibidor apagan la respuesta inmune al activarse. La activación de las células responsables de terminar con determinado agente extraño entra en un balance de los receptores que se activan. Los anticuerpos de nuestro cuerpo son generalmente policlonales GENERACIÓN DE DIVERSIDAD DE INMUNOGLOBULINAS (Ig) Característica de la respuesta inmune adquirida es su especificidad y la diversidad que tiene (la capacidad que tiene de reconocer un gran número de antígenos distintos). Esto está determinado principalmente por el receptor del Linfocito T y B. Receptor del Linfocito T: tiene dos cadenas y que esta acoplado a otro receptor para transducir la señal. Receptor del Linfocito B: Tiene 2 cadenas pesadas y 2 cadenas livianas. Puede estar en la membrana y transducir señales dentro de la célula o pueden ser secretadas siendo las Ig que están circulando. Región variable (de las cadenas peptídicas) de los receptores: son los lugares donde se unen al antígeno, el resto es más o menos constante. En este lugar se encuentra la especificidad del receptor. Dominios de los receptores BCR y TCR: BCR: en cadenas pesadas y livianas tiene regiones variables y constantes TCR: dos cadenas α y β cada una con una región variable que se une al antígeno y una región constante que se une al receptor para transducir la señal dentro del linfocito T. Como cuantificar la diversidad de anticuerpos: Cada sitio que se une a un antígeno está unido por una región variable de la cadena pesada y liviana. La especificidad de cada sitio está determinada por su secuencia de aa. -Existen entre 10¹² a 10¹⁵ anticuerpos, con especificidades distintas. Mientras más diversidad de anticuerpos que produzca el individuo mejor preparado estará. -Las Ig son proteínas y el genoma tiene alrededor de 30.000 genes. ¿Cómo se explica esa gran variabilidad de anticuerpos? ¿Cómo las cadenas pesadas y livianas tienen una región constante y otra variable? Los Isotipos reconocen un mismo antígeno pero generan respuestas diferentes cambiando sus regiones constantes, pero manteniendo sus regiones variables (especificidad). Teorías: 1941: Se propuso que cada anticuerpo estaba codificado por un gen. El genoma debería tener un enorme repertorio de genes 1965 (Dreyet y Bennet): El genoma contendría un número relativamente pequeño de genes de anticuerpos, que por mecanismos mutacionales generarían el repertorio completo de anticuerpos del individuo. 1987 (Tonegawa): Demostró la teoría de Dreyet y Bennet, comparando células (linfocito B en etapas iniciales de maduración) de un embrión de ratón con linfocitos B de células tumorales (totalmente diferenciado). Sacó DNA y con enzimas de restricción cortó el DNA y generó fragmentos que hibridizó con sondas hechas para genes que codifican anticuerpos. Observó que el tamaño de los genes era diferente, entre uno en etapas iniciales vs maduro, demostrando que los genes sufren cambios en el desarrollo. Luego se demostró que los cortes permiten que por pocos genes se puede tener una gran numero de proteínas. Desarrollo del Linfocito B: De una Stem cell va madurando de una célula que no tiene receptores a una célula que si los tiene, hasta ser una célula totalmente diferenciada y secreta anticuerpos. Las primeras etapas de desarrollo ocurren en la medula ósea (en el timo para los linfocitos T) y el resto ocurre en tejidos u órganos periféricos. Las etapas iniciales no dependen de antígenos, por lo tanto el repertorio de anticuerpos que se tiene circulando, se generó independiente de la exposición de antígenos (hay probabilidades de que ese anticuerpo nunca se encuentre con su antígeno). La última etapa de maduración si es dependiente de antígeno. Cada linfocito tiene receptores específicos para un antígeno. La especificidad de cada receptor está definido previo al encuentro con su antígeno (los que no se encuentran con su antígeno mueren por falta de estímulo). El encuentro con el antígeno gatilla proliferación y diferenciación (Expansión clonal). *El desarrollo del repertorio de receptores (en linfocitos B y T) es antígeno-independiente. Generación de la diversidad en el sistema inmune: Cada una de las cadenas de los receptores está expresada en cromosomas distintos. Las livianas están en el 22 y en el 2, las pesadas en el 14. Los locus tienen segmentos génicos para regiones constantes y para variables. Para cada uno de estos hay un numero estimados de segmentos V (variable), alrededor de 100, segmentos D (diversidad) alrededor de 23 (pero van creciendo) 6 segmentos J (joining / unión). En el genoma de la célula troncal viene este gran número de segmentos y a medida que se diferencia, se cortan y finalmente se tiene un mRNA con uno cada uno, un V, un J y un D asociado a uno de los segmentos de la región constante, logrando así, la variabilidad en el sistema y a partir de un gen se tiene un gran número de proteínas gracias a la recombinación de segmentos. Esto ocurre tanto en las cadenas pesadas como en las livianas, solo que en las livianas no existen los segmentos D y las regiones constantes son más limitadas. *Los segmentos V, D y J son de la región variable de la cadena pesada. Recombinación: Cadena liviana: tiene varios segmentos V y J en la línea germinal, y 1 o 4 segmentos C para la región constante. Se producen los re-arreglos de los V y J, y ya al nivel de mRNA se tendrá solo uno de cada uno, esto ocurre al azar, pero hay segmentos que tienen mayor probabilidad que otros. Los cortes se producen a nivel del DNA, los re-arreglos y luego se transcribe el mRNA. Luego se tiene la proteína que se unirá al resto cadenas para formar al receptor. Cadena pesada: es la misma situación, solo que aparte de V y J se tiene D. Estos 3 segmentos se sacan uno de cada uno para formar la región variable y se asociará al segmento constante dependiendo de la etapa en que esté, inicialmente IgM. -Tamaños: Si se compara tamaños de mRNA de una Ig de una célula embrionaria con al de un Linfocito B diferenciado, el de una c. embrionaria es mayor que el del diferenciado. Si se compara entre linfocitos van a ser distintos también. -Cortes: Participan enzimas específicas de linfocitos B y T y enzimas que participan en el proceso de reparación del DNA normalmente. Las específicas son RAG1 y RAG2 (R: recombinación, A: activación) que forman un complejo que reconocen secuencias señales que están en los extremos de los segmentos V, J y D. La secuencia señal tiene; señales de 7 nucleótidos específicas (heptámero) separadas por un espaciador de 12 o 23 nucleótidos que son variables, y luego una secuencia de 9 que son específicas (nonámero). El complejo se une a esta secuencia y corta a un extremo, el DNA que quedo al medio se pierde. A través de las otras enzimas de reparación del DNA se unirán los dos extremos y se generarán los exones que codificaran el mRNA. Los cortes son en sitios específicos. En el proceso de unión, el sistema le agrega mayor variabilidad a la generación del gen. Cuando se produce el corte hay que agregarle un prótido de forma palindrómica (dependiendo de la secuencia que haya quedado en los extremos), de manera que las puntas se puedan pegar, estos nucleótidos se llaman P- nucleótidos, y se insertan por enzimas de reparación del DNA. Hay una enzima que se llama TdT que agrega nucleótidos al azar, puede insertar hasta 20 nucleótidos, es lo que más variabilidad le agrega a la región variable. Puede generar un codón de término y evitar tener proteínas y así el linfocito no sigue con el proceso de diferenciación, este es un riesgo, porque no todas terminan con receptores en la membrana, siendo la mortalidad de células muy altas, pero es lo que le da más variabilidad. Cada uno de los segmentos variables tiene regiones hiper-variables que están en más estrecho contacto con el antígeno. Las dos primeras regiones hiper-variables (la 1 y 2) de la cadena pesada y de la cadena liviana esta codificadas en el segmento V. La tercera región que es la más variable está producida por los sitios de unión entre los segmentos genéticos y por la variabilidad que genera el azar las TdT. La unión entre los segmentos génicos en Linfocitos B: en entre V-D y D-J en cadena pesada y solo V-J en cadena liviana. En Linfocitos T: entre V-D y D-J en cadena β y solo V-J en cadena α. *estas regiones son las más variables. Exclusión alélica: Los linfocitos tienen mucha especificidad, tienen muchos receptores pero solo para un antígeno. Uno tiene una cadena ĸ (kappa) que viene del padre y otra de la madre, al igual para las λ y para las cadenas pesadas (H). Para asegurarse que se tiene solo un tipo de especificidad por célula y para tener la mayor cantidad de células, el sistema parte con la cadena ĸ materna, produce todo el rearreglo, si esta genera una proteína, hay señales que inhiben que se rearregle la otra cadena, de manera que solo tenga un tipo de cadena ĸ en la superficie y permite que se produzcan el rearreglo de las cadenas pesadas. Si la cadena ĸ materna falla se sigue con la otra cadena ĸ paterna. Si esta falla también y no es capaz de generar cadenas ĸ esa célula morirá. En la superficie se tiene solo un tipo de receptor ya sea de una combinación entre paterna y materna, pero siempre frenando la el rearreglo de la otra cadena. Expresión de las Ig durante el desarrollo de los Linfocitos B: En una célula troncal sin receptores, luego el Linfocito Pre-B que tiene cadenas pesadas en su superficie que están asociadas a cadenas livianas (sustituto) de manera de crear estabilidad en los receptores de la superficie, esto permite que el receptor señalice dentro de la célula, permitiéndole sobrevivir y avanzar en el desarrollo. Una célula madura ya tiene cadenas pesadas y livianas definitivas en su superficie, inicialmente IgM o IgD. Una vez que ocurre el proceso de activación es capaz de secretar anticuerpos de distintos isotipos. Fases Respuesta Inmune Humoral (solo en Linfoctios B) Un linfocito B maduro que tiene IgM o IgD en su superficie se encuentra con su antígeno, la célula se activa, ocurre una expansión clonal. Luego pueden ocurrir diferentes situaciones como: cambio de isotipos (esta célula que tiene IgM o IgD secreta IgG o IgA), maduración por afinidad (la segunda vez que se encuentra con el antígeno, la respuesta es más eficiente, gracias a que sus anticuerpos van mutando y se van seleccionando los linfocitos que son más afines por el antígeno, respondiendo más eficientemente.) o las células B de memoria. -En la maduración por afinidad se producen por mutaciones somáticas, aumenta afinidad del receptor, pero no tiene cambios en las funciones efectoras del anticuerpo. -En el cambio de moléculas de membrana a anticuerpos secretados, no hay cambios en el reconocimiento de antígeno, pero si hay cambios en las funciones efectoras del anticuerpo -En el cambio de isotipo tampoco hay cambio en el reconocimiento del antígeno, pero cada isotipo tiene una función biológica distinta Cambio de Receptor de Linfocito B a secreción (en un Linfocito activado y diferenciado) Tanto para IgM o IgG es simplemente un splicing alternativo del mRNA, cortándose la región en la que se ancla a la membrana, la cola citoplasmática, sin esa región el Anticuerpo es secretado. La función de un Receptor es transducir señales al Linfocito B, pero cuando es secretado tiene un número mayor de funciones biológicas. *Es la misma molécula, sin la región transmembrana. Cambio de Isotipo Cuando se activa el Linfocito B tiene solo IgM (potente activador del complemento) en su membrana, necesita comunicarse con el Linfocito T helper. Se comunican por receptores específicos CD40 en el Linfocito B y CD40- ligando en el Linfocito T (cuando no están estos receptores, las personas tienen inmunodeficiencia y tienen solo IgM sin ser capaces de generar el resto de Isotipos). El Linfocito T CD4, a través de esta comunicación le da la señal necesaria para que su IgM cambie a otra Ig, estas señales son citoquinas. Estas citoquinas activan enzimas AID (deaminasa inducida por activación) que va a producir otros cortes en el DNA, así manteniendo la región variable y cambiando la región constante, de esta manera se logra tener isotipos IgG, IgE, IgA, que van a reconocer el mismo antígeno, pero con funciones biológicas distintas. Cuando no está con la señal de citoquinas, secreta por defecto IgM. Centro germinal Su afinidad por el antígeno puede madurar, mejorar, esto permite que las respuestas secundarias sean mejor. El linfocito B empieza a proliferar en grandes cantidades y además empiezan a producirse mutaciones en regiones que codifica para el anticuerpo, en una tasa mucho mayor de la que se produce normalmente en el DNA (como 10²). Después interactúan con células dendríticas y probar su receptor. Si las mutaciones le dan mayor afinidad por el antígeno que se activó inicialmente, sobreviven y salen a la periferia, pero si las mutaciones que se producen le dan menor afinidad o no puede que no reconozca el antígeno por el cual se activó inicialmente, estas mueren por apoptosis, ya que no tienen las señales necesarias para sobrevivir. Esto le da más variabilidad al sistema. *Comparando las mutaciones somáticas de una respuesta primaria al día 7 versus a una respuesta terciaria, esta última tiene muchas mutaciones más. El linfocito B se activa, interactúa con linfocito T y en el órgano linfático se producen los centros germinales. Tiene una zona oscura y otra clara donde proliferan las células, acá se producen las mutaciones y luego se prueban con células dendríticas y las que generaron receptores más afines sobreviven, las otras mueren. Si se inmunizan los Linfocitos B naive con un antígeno X se tendrá una respuesta con anticuerpos secretados. Si se vuelve a inmunizar este animal con el mismo antígeno X la respuesta en cuanto a anticuerpos son más afines al antígeno. Así, cada vez que se inmuniza se tiene más maduración por afinidad, y anticuerpos más eficientes y más afines por el antígeno. Receptor del Linfocito T (TCR) Tiene cadena α y β o γ y δ. Está asociado a correceptores, que son los que transducen la señal dentro de la célula. Cada una de las cadenas esta codificada por un cromosoma distinto, la cadena β está codificada en el 7, α y δ en el 14 y γ en el 7. En cada locus también se tienen varios segmentos génicos V y J asociados a las partes constantes que son solo dos y más cortas. α, β y γ tienen V y J. δ tiene también V, D y J. Los cortes se producen los mismos complejos de enzimas de RAG1 y RAG2 que se expresan específicamente en las etapas de desarrollo de los linfocitos, por medio de las mismas señales que los Linfocitos B. Así se tendrá un segmento de cada uno V, J, y segmento constante, y así generar la cadena α y β del receptor. * Se produce recombinación, y este proceso además ocurre al azar. No ocurren cambios de isotipos, tampoco tiene un proceso de maduración por afinidad, solo tiene recombinación VDJ, es lo único que le da variabilidad. No tiene el cambio de estado de estar en membrana o ser secretado (como el anticuerpo) Resumen: -Cada linfocito tiene receptores específicos para un antígeno -La especificidad de cada receptor está definida por la región variable de cada receptor, y específicamente por la región hipervariable que es la que está en más estrecho contacto con el antígeno. - El desarrollo del repertorio de anticuerpos y receptores T es antígeno-independiente y ocurre al azar por un proceso de recombinación de DNA y es un proceso super ineficiente (como ocurre al azar, la probabilidad de no generar proteínas, de tener codones de término, es muy alta) -Variabilidad BCR (Receptor del Linfocito B) depende de: Recombinación de segmentos VDJ Cambio de isotipo (cambiar la función del anticuerpo) Ig membrana o secretado Mutación somática: maduración por afinidad, cambia la especificidad -TCR (Receptor del Linfocito T): Recombinación VDJ CLASE 3 MHC En la primera diapositiva tenemos un repaso de la respuesta immune, donde estamos constantemente nos vemos atacando por patógenos, que son capaces de atravesar nuestras barreras, y una vez que cruzan estas barreras son captadas por células como las dendríticas, capturan estos microorganismos y migran al nodo linfático mas cercano, para presentarle a los linfocitos T. En esta clase nos fijaremos en esta molécula que es el MHC. Esta es la interacción que le da especificidad a la unión entre celula de presentadora de antigenos (APC) y el linfocito T, esta molecula de MHC, que presentan péptidos (trozos de la bacteria) que es reconocido por el receptor de linfocito T (TCR), que interactúa tanto con el péptido que es presentado, como con la molécula de MHC. Los linfocitos T ni pueden reconocer antígenos solubles y es por esto que necesitan que otras cels como las APC, les presenten el antígeno, lo capturen, lo procesen y muestre ese trozo de bacteria, (PEPTIDO) (que puede ser lineal) y así poder activar el linfocito. Esto no ocurre con el Linfocito B que sus anticuerpos pueden reconocer antígenos solubles. Los linfocitos T tienen moléculas CD4 y Cd8 que pueden interactuar con la molec de MHC. Otra cosa que es importante saber, es que cada uno de los linfocitos T está entrenado para reconocer sus molcs de MHC. Uno puede hacer estudios en ratones, con un linfocito T con su TCR con el MHC original del ratón que procesando el antígeno viral, por otro lado el linfocito T esta activado y destruye a la otra cel. Si yo le cambio el péptido por otro por cual no es específico para el receptor, no hay interacción, si yo tengo el péptido y le cambio el MHC no hay respuesta, porque el TCR reconoce el complejo péptido MHC. EL descubrimiento del MHC (complejo mayor de histocompatibilidad) fue por un experimento en ratas, haciendo injertos en piel en células de ratón, si a una rata le injerto piel con un MHCa a una rata con el mismo MHC “a”, ese injerto sobrevive, en cambio si injerto esa misma piel con MHCa en otro ratón con MHCb este injerto no sobrevive y muere. Esto dieron a luz a los genes que determinaban la compatibilidad de los tejidos (de ahí su nombre), pero no se sabía cuál era el rol especifico de estos genes. 10 años después se hizo otro experimento, al cual de inmunizaban con la misma proteína con distintos MHC y después le median los anticuerpos del antígeno, es decir la capacidad del sistema inmune ante inmunización depende del MHC (*?) , y con esto recién se comenzaron a dar luces sobre las funciones fisiológicas del MHC aparte de la compatilibdad de tejidos. Existen 2 familias de MHC: clase I (que se dividen en tipos A,B y C) y clase II (que se dividen en DR, DQ, DP), se verá en detalle pero el TCR va asociado a MHC en conjunto con otras proteínas de estabilización y las molecs. que van con el MHC I son reconocidas por linfocitos CD8 y las que van con MHC II son reconocidas por linfocitos CD4 , por que estos co-receptores interactúan con las molecs de MHC. El complejo de MHC humano tenemos clase I, II, III que son proteínas que participan en la resp inmune que participan en la sisntesis y ensamblaje de proteínas del complejo MHC , clase ¡ A,B,C y clase II DR, DP , DQ . y clase III que participan en la sintesis y ensamblaje de molecs de MHC I II y complemento . Los genes están en el cromosoma 6. Hay una región que es altamente polimórfica, que tiene el genoma que es donde se codifica el MHC Características de genes que Poligenicos: distintos genes codifican a distintos MHC Polimórficas: dentro de la población hay distintas variantes del mismo gen (haplotipo), y estos números van creciendo porque las tecinas de reconocimiento de alelos y genes. CO dominantes: todos los genes que codifican para MHC se encuentran todos expresados en el mismo individuo, al mismo tiempo, y pueden tener hasta 14 molecs de MHC en un individuo, y la cantidad de molecs de MHC determina la variabilidad de presentación de antígenos, y por lo tanto la respuesta inmune será más efectiva. Esto es opuesto a la expresión o Exclusión alélica de los genes maternos/ paternos de las cadenas de Ig . Se supone que cada uno tiene 2 alelos A, B, C , DP, DQ , y hasta 4 DR Cuando estudia para los trasplantes no se estudian los 14, sino los que se expresan con mayor frecuencia. El grafico de polimorfismos desde 1987 hasta 2010, han aumentado por la mejor precisión y reconocimiento de los alelos que codifican para los MHC. EL MHC clase I esta formado por una cadena alfa que tiene dominios α 1,2,3 y que está asociado a una proteína constante con un dominio β2 microglobulina , entre el dominio α1 y α2 está el sitio de unión a péptido. Están en la mayoría de las células nucleadas, presenta antígenos para linfocitos T CD8, los antígenos de origen proteico de tamaño entre 8 a 11 aa. La fuente de esos aa presentados proviene del medio intracelular EL MHC clase II tiene 2 cadenas una con dominios 1-2 y una β con dominios 1-2, el sitio de unión a péptido es entre α1 y β1, la diferencia es que esta expresado solo en APC (cels dendríticas, Linfocitos B, macrófagos, en algunos endotelios ante stress). Presenta antígenos a linfocitos CD4, los antígenos son de origen proteicos de entre 10 a 25 aa , y el origen de estos antígenos presentados proviene del extracelular. Comparación entre MHC I y II Residuos polimórficos de MHC En la foto se ve que los puntos señalados son los puntos más polimórficos de las MHC clase I y II , que son los que se anclan al péptido que se presenta. En clase I los sitios están en y entre α1 y α2 , y en el MHC clase II están en la cadena β. En MHC clase I el espacio para unión del péptido es muy pequeño porque es una misma cadena, en cambio en el MHC II como son 2 cadenas distintas el espacio de unión es mucho mayor, porque las cadenas van libres. Los péptidos presentados varían en 2 aa entre los presentados por los MHC clase I o II , en el caso de MHC I el anclaje está determinado por la posición 2 y 9 de la cadena de aa, lo interesante es que el MHC es promiscuo en las proteínas que presenta, al tener 14 variedades de MHC que interactúan con 10 elevados a 12 antígenos distintos, es decir un MHC puede unir varios antígenos péptidos, donde se mantienen constantes las posiciones 2 y 9 ( y a veces el 3) que son los de anclaje , todo el resto varia, lo que determina una gran variabilidad de unión y el tipo de linfocito que reconoce a ese péptido. Generalmente estos aa de anclaje son hidrofobicos. Un linfocito T puede reconocer un cambio en un aa, es decir detecta cambios pequeños. Expresion de MHC En clase I se expresa mas el MHC B luego el A y por ultimo el C, al estudiar si se tendrá rechazo o no de un trasplante, se estudian estos alelos que son los mas frecuentes En clase II es mas frecuente el DR, luego DQ y por ultimo DP. Lo otro que llama la atención es que estas moléculas tienden a heredarse juntas , si uno evalúa la frecuencia de expresión de HLA –A1 es de 13.8% y el de HLA-B8 es de 9% uno esperaría que la probabilidad de expresar A1- B8 fuese de un 1.24% sin embargo la proporción observada es mucho mayor (6%) esto es porque estas molecs de MHC se tienden a quedar juntas, por lo que no necesario evaluar todos los alelos, basta con solo esos 2 , porque estos van unidos entre si. Hay una relación entre la expresión de un alelo de MHC de enfermedades pulmonares, hay otros HLA que se asocian con distinto grado con ciertas enfermedades (de esta manera dando una especie de “predisposición”) como spondilitis anquilosis, y otras mas y esto es porque en el fondo es el MHC quien determina que péptido se presenta y que linfocito T se presenta. Tipificación de MHC -Serológico: uno toma cels del paciente con un pool de suero que se sacaba de mujeres que tenían muchos hijos, y se comparaban entre si, y se veian los anticuerpos producidos, y se determinaba que MHC tenía. -Molecular: es más caro, y uno puede por partidores específicos y PCR oligonucleotidos, ver que MHC tiene. Si tienen un donante que tiene el alelo A1- B38 , DR -3 y tiene los receptores A1,24 B39,44 y DR 1,11 tendrian una compatibilidad hasta un máxima de una diferencia de 2 alelos de 6 para tener éxito en un trasplante. En el trasplante renal se ve si hay anticuerpos anti MHC , que puede ser a treves que sea a través de células donantes , suero receptos , y complemento o se puede hacer un ELISA. Se puede usar una citometria de flujo, que es hacer pasar por un flujo el suero, y hacerlos pasar un un laser y ver el color que tienen. Procesamiento y presentación de antígenos En esta última clase vamos a ver específicamente como ocurre la presentación de antígenos, como se cargan estas moléculas de MHC con los péptidos, cuales son las células que presentan el antígeno y cuáles son las características de estas células que permiten, que modulan la activación de los linfocitos T (LT). Esta microscopía electrónica es un macrófago presentando antígenos a un LT. Y vamos a ver en detalle como ocurre esa interacción, que es lo que pasa con ese LT una vez que reconoce antígenos el macrófago. Entonces vamos cuales son las células presentadoras de antígenos: células dendríticas, macrófagos y LT, cuales son las características de cada una de estas células y como se produce el mecanismo de capturas y de presentación de antígenos, todo esto tanto en clase I como en clase II, que son distintos. Esta diapositiva, ustedes vieron en la primera clase con la Dra. Metz, que tenemos el sistema inmune uno lo puede dividir en lo que es el sistema inmune innato (SII) y sistema inmune adaptativo (SIA). Las células del SII son los neutrófilos, macrófagos, células dendríticas, algunas células endoteliales y las células NK, que a veces quedan más intermedias. Y el SIA, o más especifico, os LT y los linfocitos B (LB), principalmente. Lo que vamos a ver hoy día es fundamental, porque es como se comunica el SII con el SIA. Todas las moléculas que el SII reconoce como peligrosas para el sistema se las presenta a los LT y LB de modo de activarlas. Los LT no pueden ver patógenos que si es que no son presentados por estas células, por lo tanto este proceso es fundamental para la activación de los LT. Estos son los receptores del SII, los más importantes que reconocen patrones moleculares asociados a patógenos (PAMS), los receptores TOLLS, estos receptores son los que reconoce todos los PAMS. Y la diferencia que los LT y LB tienen receptores que están codificados y se producen todo lo que es el re-arreglo génico y que son clonables y que tienen una alta capacidad de discriminación entre moléculas hasta con una variación de 1 aminoácido, por lo tanto son muchos más específicos que los SII. Y lo que vamos a entender, es como se comunica el SII con SIA y como regula el SII esta respuesta adaptativa, que es fundamental. Esquema parecido a la clase pasada, como entran un bacteria, tenemos la piel llena de bacteria que por un pequeño corte pueden entrar y son las células que están de centinelas en la piel y mucosa, las que van a capturas estos patógenos que a través de sus receptores TOLLS, van a reconocer lipopolisacáridos presentes en algunas bacterias, se activan y van a capturan los microorganismos y van a migran al ganglio linfático más cercano, para presentarle péptidos derivados de la bacterias a los LT y estos se activan y reciben señales que le indican específicamente a que sector de la piel deben ir a destruir la bacterias. Por lo tanto la presentación de antígenos ocurre principalmente en los nodos linfáticos. Para que sea más interesante para ustedes, lo que está ocurriendo ahí es inflamación y está llena de bacterias, células dendríticas que están ahí están hiperactivadas, porque están reconociendo a un monto de bacterias que activan sus receptores TOLLS. Estas células dentricas (CDs) están fagocitando bacterias y migran a los nodos linfáticos para presentarlos a los LT. ¿Cuáles son las células presentadoras de antígenos? Profesionales y no profesionales. Las CDs son profesionales, su función principal es la presentación de antígenos y la regulación de la activación de los LT. Los macrófagos también son presentadores de antígenos y los LB también pueden presentar antígenos, estas son no profesionales. Estas son las células que expresan MHC clase II, o cuanto estamos hablando de timo o de situación de infección algunas células endoteliales, pero están son principalmente las células que expresan MHC clase II (MHC-II) y que, por lo tanto presentan antígenos que vienen del extracelular. Esta fotografía es para ver las diferencias entre células: la CDs está llena de prolongaciones que favorecen su capacidad de contacto con LT, macrófago y LB. Las CDs son las únicas células presentadoras de antígenos que son capaces de activar a un LT virgen (naive), cuando el LT ya sufrió todo el proceso de selección en el timo y sale a la periferia, pero nunca se ha encontrado nunca con el antígeno, la única células capaz de activarlo es la CDs. Los LT que reconozcan los antígenos en la superficie de las células van a sufrir todo el proceso de expansión clonal y diferenciación que veremos en próximas clases. El macrófagos va a presentar al L que ya han visto el antígeno en una CDS, por lo tanto va a activar LT efectores, y en esta interacción hay una comunicación en ambos sentidos: el macrófago presenta el antígeno a LT, y el LT al reconocerlo secretará citoquinas, interferon gamma, que favorecen la capacidad fagocita del macrófago. Y los LB que van a capturar antígenos a través de su receptor de membrana, la IgM, a través de sus anticuerpos que están en la membrana que es su receptor, van a capturar el antígeno y se los va a presentar en moléculas de MHC-II al LT. También son linfocitos T efectores, que ya vieron antígenos con anterioridad en un CDs por primera vez. Esa es la diferencia entre CDs, macrófagos y LB. El LB actúa por endocitosis vía receptor de membrana, IgM principal y que presentan a LT que ya son efectores, o sea que ya vieron el antígeno en una célula dendrítica. Esta interacción es en ambos sentidos, porque esta interacción con el LT y otras moléculas correceptoras como CD 40 y CD40 ligando, le va a permitir a este LB cambiar el isotipo de ese anticuerpo y comenzar a secretar IgG, IgA. ¿Cuáles son las características de las células presentadoras de antígenos en general? Monocitos, macrófagos son células de larga vida, que miden entre 10-18 µm, tiene este núcleo característico y su citoplasma posee abundantes RE y mitocondrias, reciben nombres específicos según el sitio donde se estén. Macrófagos alveolares en pulmón, células de Kuppfer en hígado, osteoclastos en hueso. Microscopia electrónica, ese es un macrófaga en pulmón que esta capturando bacterias. Estas células son capaces de tener prolongaciones de manera de capturas, de fagocitar, y procesar estas bacterias para presentarlas. CDs, estas son dos fotos que sacamos acá en el laboratorio. Un marcador específico de las CDs en los modelos murinos en c11cc, que está marcada acá en tono rojo. Esta es una microscopia electrónica de una CDs, ven acá las prolongaciones que acaba de comerse a una salmonela. CDs fueron primero descritas en piel, en donde existe en grandes cantidad y el doctor que las descubrió las llamó células de Langerhans. En esa época no tuvieron el boom que tienen ahora las CDs. Hay varios subtipos de CDs y estas son fotos posteriores, prolongaciones se ven claramente. Existen varios subtipos, pero los grupos más importantes y que quiero que aprendan son las dendríticas plasmocitoides y mieloides o convencionales. Pero se dividen en dos grandes grupos mieloides y plasmocitoides que tienen funciones biológicas un poco distintas. Las plasmocitoides están encargadas de la respuesta antiviral y secretan principalmente interferones. Las mieloides existen en varios tipos, pero la mas importantes son las que residen en los tejidos, están constantemente como centinelas de los tejidos para pesquisar si es que entro algo que pueda dañar al organismo, al algunas que migran más como las de la piel y otras que se producen específicamente en situaciones de inflamación. Hay algunos marcadores específicos, pero eso ya es mucho detalle, basta con saber que hay 2 grandes grupos y que tienen funciones distintas. ¿Cuál es su origen? Hasta hoy está muy claro. Originalmente, se creía que las plasmocitoides y las mieloides venían de orígenes distintos, plasmocitoides y mieloides pueden venir de ambos orígenes, linfoide o mieloide. Algunas de las citoquinas más importantes en el desarrollo de estas células son: FL3-ligando y el MCCF, factor estimulador de colonias de macrófagos y granulocitos. Pueden venir de los precursores linfoides o mieloides, y en el fondo voy a tener esta célula plasmocitoide que tiene una función distinta que es principalmente antiviral y esta célula convencional o CDC o mieloide, más habitual y la que uno cuando trabaja en modelos murinos, es la más fácil de obtener y generalmente se trabaja con esta población de CDs. ¿Por qué son tan importantes estas células? su función principal es la captura y presentación de antígenos, se encuentran en casi todos los tejidos y como vamos a ver tienen 2 estados funcionales distintos, se habla de células inmaduras o células maduras, y tienen estos subgrupos que determinan funciones distintas. ¿Cuál es la diferencias entre células dendrítica inmadura y madura? Las CDs inmadura es la que nunca se ha encontrado con ninguna bacteria, ninguno de sus receptores TOLLS ha interactuado con PAMS, esa célula dendrítica que está en la piel o en una mucosa, esta constante fagocitando lo que tiene a su alrededor y lo está presentando en moléculas de MHC-II, pero si se fijan lo está presentando solo sin ninguna molécula, que se llaman moléculas de co-estimulación, que son las que van a activar a los linfocitos. Estas células en estas condiciones basales, de no infección, es la principal responsable de mantener la tolerancia, de evitar que los LT que puedan reconocer antígenos propios se activen, porque está presentando antígenos propios en un contexto no inflamatorio. Estas células, en general, tienen solo, mayoritariamente, sólo la moléculas de MHC cargada con antígenos propios y no tienen estas moléculas de co-estimulación. Tienen una gran capacidad fagocitosis, tiene expresión de MHC de moléculas de estimulación más bien bajas. Si esta célula que está en la piel se encuentra con un patógeno o con productos derivados de estos patógenos, esa célula cambia fenotipo y esto se llama la maduración, que consiste, principalmente, en que aumenta X. Estas son micrografías de CDs inmadura y ésta madura. En la madura aumentan las prolongación o aumenta la capacidad de contacto con el LT y en esta células aumentan las moléculas de co-estimulación que van a activar el LT. La misma célula en contextos distintos, no infección o infección, puede frenar o puede activar un linfocito que reconozca lo que ella está presentando. Por lo tanto estas células son el director de orquesta de la activación de los LT. En condiciones basales va a favorecer la tolerancia o que no se activen los linfocitos, si esa célula se encuentra con una bacteria o con alguna señal que active sus receptores TOLLS, esa célula va a activar linfocitos. Uno de los factores de transcripción más importantes en el proceso de maduración de la CDs es NkappaB. Estos videos para que me crean lo que les digo. Este lado son CDs inmaduras en cultivo, esta es la CDs y este el LT. Quiero que se fijen en el tiempo de interacción. Esta es la misma célula sólo que al cultivo le agregamos lipopolisacáridos (LPS), en el fondo, un derivado de un patógeno, que va a interactuar totalmente distinto con el LT. Si alcanzan a ver, algo se ven las prolongaciones de las células, pero el linfocito pasa un poquito y sigue. La misma célula si yo le agregó LPS fíjense como interactúa completamente distinto con el LT. (¡Ohhhhh! :O). Es la misma célula, ese linfocito probablemente no se activó, es ese linfocito que cuando interactúa con esa célula que esta activada, se va a activar. Y para mostrarle otro ejemplo, uno puede hacer videos de interacción de células en vivo en ratones a través de unos microscopios especiales. El video que les voy a mostrar es analizando un nodo linfático en la patita de un ratón, se hacen los cortes a distintos tiempos y luego se suman las imágenes para hacer el video. Y lo que se marcó en verde son CDs de un nodo linfático que estaba intacto y luego a ese ratón se le inyectaron LT que estaban marcados en rojo. Aquí vamos a ver como interactúan las células cuando no hay infección y si a este ratón le pongo por vía intravenosa LPS vamos a ver como se activan esas CDs. Esta casi ni se mueve porque en el fondo son las CDs que están dentro de un nodo linfático, pero cada un… aquí se ve bien el borde de la célula. Si ahora lo veo con los linfocitos en un estado basal de no infección, sigue el curso del linfocito, que pasa por el ganglio linfático, pero si le pongo LPS a ese ratón los linfocitos se quedan pegados interactuando con los CDs. Ese quedarse pegado implica, en el fondo, que la CDs le está mostrando el antígeno, esta activando ese linfocito y por alguna razón, algún mecanismo que aun no conocemos bien está indicando de donde saco esa bacteria y a donde tiene que ir ese linfocito. Pregunta 1 (Paula Astorga) Las CDs supongamos que como que censan patógenos y entonces interactúa con el linfocito, pero como que en el video que nos mostraba, no sé como que se lo comía eso hace o como lo activa, porque parecía que hacía desaparecer el linfocito. R: No esa es una imagen, no es que desaparezca, en el fondo la interacción es más larga, pero lo que va a activar al linfocito son todas estas moléculas de co-estimulación que les mencione, que aparecen en la membrana de la CDs que interactúa con los receptores del linfocito T que les dan las señales en el fondo necesarias para activar a ese linfocito. Pregunta 2 (Gabriela Astorga) Pero esas moléculas de co-estimulación son derivadas de patógenos o las expresa la célula una vez que esta activada. R: Las expresa la célula una vez que esta activada, una vez que ha recibido las señales, porque lo que censan los patógenos son los receptores TOLLS en general, las señales que viene de los receptores permiten que la célula entre en el proceso de maduración que implica que todas estas moléculas de co-estimulación, que las mas características son CD40, CD80. ¿Vengan de las propias células? R: Vengan de la propia célula, que aumentan su expresión en la célula. Entonces como les mencione antes, la misma célula, en el fondo esta CDs que esta como centinela en los tejidos en una situación de no infección va a estar presentando antígenos propios, eso es lo importante, sin estas moléculas de co-estimulación, por lo tanto estos linfocitos que reconozcan estas moléculas propias en MHC no se van a activar y van a sufrir lo que verán más delante en clases de tolerancia, lo que se llama alergias que, por ejemplo ese linfocito a pesar de que reconoce el antígeno no se activa y algunos, por mecanismo que no están bien claros todavía, sufren un proceso que se llama, se transforman a LT reguladores que esos linfocitos son capaces de frenar otras respuestas inmune, pero es esta células la encargada de hacer eso. La interacción entre el receptor de LT y el complejo péptido MHC es la señal 1 de la interacción o de la sinapsis inmunológica que es el fondo la interacción del linfocito T con la célula presentadora de antígenos. Si esa misma célula se enfrenta con un patógeno va a madurar, van a aumentar sus prolongaciones y va a aumentar la expresión de moléculas de co-estimulación y un ejemplo de ellas CD80, CD86 o CD40. Ahora cuando el LT interactúa con la CDs está la señal 1 que es la interacción entre LT con el complejo péptido MHC y además están estas otras señales a través de la co-estimulación y esas señales son las necesarias para activar ese LT. En el fondo la señal 1 es la que da la especificidad a la interacción, la señal 2 la que da las señales suficientes para que ese linfocito se active. La misma célula, en condiciones distintas o en ambientes distintos, en el fondo, puede frenar un linfocito o puede activarlo. Ese linfocito, en el fondo con estas señales de co- estimulación va a ser un linfocito t efector. Por eso son las CDs las células presentadoras de antígenos profesionales, porque además de presentar antígenos son capaces de regular la activación de los LT, son las encargas de la tolerancia periférica, en el fondo, de evitar que los LT que se reconocen antígenos propios se activen. Y esta capacidad de la CDs es, el fondo, la que permite neutralizar los linfocito b reactivos y es algo que está en vías de utilizarse para evitar el rechazo a trasplantes como para las enfermedades autoinmunes. Esta es la foto de un principio, este es un macrófago presentando LT, o sea a los LT y vamos a ver como ocurre, como se cargan las moléculas de MHC de péptidos, es distinto para clase I que para clase II. La clase I estaba expresada en todas las células nucleadas. Clase I tiene esta cadena α asociada a la cadena constante β2- microglobulina, y clase I presenta antígenos que vienen antígenos que vienen del intracelular y se los presenta a CD8. Lo que hace la molécula de MHC clase I (MHC-I) en el retículo, es que se carga de péptidos que vienen derivados del procesamiento y degradación de proteínas dentro de la célula, se carga de estos péptidos y una vez que está cargada, se estabiliza el complejo y se expresa en la membrana y es ahí donde interactúa con los linfocitos T, vamos a ver en detalle como ocurre. Todas las proteínas de las células sufren una proceso de degradación una vez que su vida útil paso, y este proceso de degradación es a través de marcarlas con ubiquitina, se van a los proteosomas, donde la corta como un moledor de carne saca miles de trocitos pequeñitos de esa proteína. Esos péptidos que salen de esta degradación, que pueden ser en cualquier célula, no tiene porque ser de una célula que esté muriendo ni nada, sino que está sufriendo de un proceso fisiológico normal cuando la proteína cumple su vida útil. Hay transportadores en el retículo que son TAP, TAP1 y TAP2, que necesitan ATP para funcionar y lo que hacen es agarrar esta proteína, estos péptidos y meterlos dentro del retículo. Estos transportadores TAP 1 y TAP 2 lo que hace es tomar todos estos péptidos que vienen del proteosoma y meterlos al retículo, esta reacción requiere de ATP, y a través de varias moléculas, de proteínas chaperonas mantiene el MHC- I pegado a estos transportadores. Eso hace que los transportadores metan estos péptidos que vienen del proteosoma y las moléculas de MHC-I estén al lado y si estos péptidos coindicen con el tamaño y en el fondo, el péptido de anclaje coindice con la moléculas de MHC, se van a anclar en la MHC-I, una vez que esta moléculas de MHC-I tiene su péptido ya no necesita de todas estas proteínas chaperonas y puede ser exportada de la membrana y esto es un proceso que ocurre normalmente en todas las células. Aquí están en más detalles lo que son las proteínas chaperonas, aquí está la moléculas de clase I, β2-microglobulina, cadexina que es una de las que las mantienen, en el fondo, estables sin las necesidad del péptido, tapacina, mantiene la moléculas MHC pegada al transportador. Y cada vez que el proteosoma muele una proteína, los péptidos que coindicen con el tamaño entran a través del transportador, se unen a la molécula de MHC-I que ya no necesita a todas estas chaperonas y este complejo péptido – MHC-I, entonces puede ser exportado a la membrana. Y este es el mecanismo por el cual constantemente todas las células que tiene MHC-I están presentando antígenos que vienen de su propio procesamiento de proteínas. La célula está presentando sus proteínas, si es que hay una infección viral, por ejemplo, también va a presentar las proteínas a través de esto, porque el virus queda en el citoplasma. Lo van a ver en detalle más adelante, pero las células NK, que son parte del sistema inmune innato, lo que hacen es reconocer las moléculas de clase I en la superficie de la célula. Algunas células tumorales, como una célula normal se transforma en una célula tumoral, unas proteínas se modifican y por lo tanto, las moléculas de MHC-I van a estar presentando proteínas que han variado y que el sistema inmune podría reconocerlas como extrañas. Y algunos tumores tienen la capacidad de disminuir la expresión de MHC, de manera de evitar mostrar que esa célula mutó. Y las células NK con las encargadas de eliminar todas las que no tienen MHC-I. Y ese es un mecanismo de inmunidad antitumoral muy importante, que se ve sobrepasado la mayoría de las veces, pero que existe. Uno de los receptores de la célula NK interactúa con moléculas de MHC-i, y sino esta esa molécula lo que hace la célula, se activa receptores activadores de la célula NK que van a eliminar esa célula sin moléculas de MHC-I en su superficie. Aquí está en más detalle, entonces, puede ser de proteínas que vienen de un virus que está en el citoplasma de la célula, o puede ser de proteínas con ubiquitina que se degradan en el proteosoma, estos péptidos ingresan a través de estos transportadores al retículo, este transportador está pegado a la molécula de MHC-I, que va a recibir la proteína que entró, y una vez que está estabilizada, entonces este complejo va a ser exportado a la superficie para interactuar con LT CD8. Pregunta 3 (Paula Oyarzun) ¿Hay alguna chaperona encargada de unir del péptido al receptor de la MHC? R: No, ésta es un unión no covalente. MHC clase II (MHC-II), está en células de presentadoras de antígenos que vienen del extracelular (EC) y los presentan a linfocitos CD4. Aquí los antígenos viene del EC y estos antígenos que son fagocitados se van a unir a vesículas donde viene la molécula MHC-II. De forma algo similar a lo que ocurría con la molécula MHC-I que no es estable si no tiene el péptido, la MHC-II necesita que algunas proteínas bloqueen el sitio de unión a péptido para que la molécula de MHC-II no salga con un péptido del intracelular (IC) a la superficie, que vamos a ver en detalle. Por lo tanto, también tienen moléculas, proteínas chaperonas, que van a favorecer que sea estable y que no se una a péptidos que no corresponden. Las vesículas que se generaron a través de la fagocitosis, se van a unir con estas vesículas que tienen las moléculas de MHC. Y una vez que ocurre esto, se pierden estas moléculas que bloquean la unión de péptidos a la MHC, se unen los péptidos a la MHC-II y esta molécula, entonces ahora estable, va a ser exportada a la superficie de la célula. ¿Cómo se produce la captura de antígenos en MHC-II? Puede ser simplemente a través de fagocitosis, como vimos el LB puede hacer endocitosis mediada por receptores, puede ser macropinocitosis que es lo que hace principalmente la CDs. Cualquier de los mecanismos, en el fondo, va a generar endosomas o fagosomas que se van a unir a estas vesículas que contienen MHC-II y que lo vamos a ver más en detalle. Entonces tenemos un antígeno que tiene que ser proteico que entra en la vesícula endocítica, se degrada en el endosoma o lisosoma y estas vesículas que contienen todos estos productos de degradación de lo que se fagocitó, se van a unir a una vesícula que viene del retículo que contienen la molécula MHC-II con un molécula que bloquea el sitio de unión al péptido, que es la cadena invariante. Esa cadena invariante en la vesícula se va cortando y finalmente, lo único que queda es lo que se llama CLIP que simula un péptido. Cuando se unan el lisosoma o endosoma con la vesícula que contiene MHC hay otras moléculas principalmente MHC-DM que esta codificada en el mismo segmento que MHC-I y MHC-II que tiene mayor afinidad por CLIP, saca esta CLIP y de esa manera los péptido que vienen en el endosoma se puede unir al sitio de unión de la MHC-II, esta molécula está ahora estable para salir a la superficie. CLIP es lo que queda de la chaperona, a la cadena invariante se le cortan los extremos. Cuando recién sale del retículo, MHC-II sale con esta proteína que es la cadena invariante, a medida que va a avanzando se cortan los dos extremos y en rojo, es lo que queda finalmente, que es clip, que lo único que hace es evitar que se unan otras péptidos a este sitio. Y una vez que se fusionan, en el fondo lo que viene de la vía fagocitica con esta vesícula, MHC-DM tiene mayor afinidad por CLIP, por lo tanto saca CLIP y permite que los péptidos que vienen de la fagocitosis se unan a la MHC-II y eso le da la estabilidad para salir a la membrana. La molécula de MHC-II nunca sale a la superficie si es que no va con un péptido, porque no es lo suficientemente estable. MHC-DM viene de la misma célula y su objetivo es sacar CLIP, este trozo que queda de la cadena invariante para que se puedan unir péptidos. Lo que va cambiando es el pH en la vesícula y eso es lo que hace cambia un poco la afinidad del péptido. Aquí lo vamos a ver de nuevo para que les quede más claro. La molécula de clase II sale del retículo endoplásmico con esta proteína larga que es la cadena invariante a medida que avanza se cortan los extremos de la cadena invariante y lo único que queda es CLIP, en el fondo está en el sitio donde se une el péptido. Lo que hace la MHC-DM es saca CLIP de la molécula de clase II. Al sacar CLIP, esta molécula es ahora capaz de unirse a los antígenos que vienen de la vía fagocitica y una vez que se produce el complejo, este puede ser exportado a la membrana. Y esto es una comparación de los que es la presentación en clase I de lo que es presentación en clase II. Clase II son proteínas que vienen del EC que se unen con las vesículas donde viene la molécula de MHC –II, sale CLIP, se unen los péptidos, sale el complejo que interactúa con LT CD4. En clase I son proteínas del intracelular que sufren degradación, estos trozos ingresan al retículo a través de transportadores específicos, ahí se unen a la molécula de MHC-I y entonces son exportados a la superficie para interactuar con LT CD8. Hay una excepción, las CDs hasta ahora se ha demostrado que son únicas las capaces de cruzar estas vías, esto tiene importancia, porque favorece el tipo de respuesta que tengo frente a un mismo antígeno, porque él mismo lo puedo presentar tanto para clase I como para clase II, por lo tanto puede tener 2 tipos de respuesta CD4 y CD8 activadas. No están bien claros cuales son los mecanismos por los cuales la CDs lo puede hacer, pero la CDs es capaz de tomar moléculas que vienen del EC y presentarlos en MHC-I y esto se llama presentación cruzada. Y las CDs es la única capaz de hacer esto, que se haya demostrada hasta ahora con imágenes. Y esto le da mayor variabilidad a la respuesta activo CD8 y CD4. ¿Cómo ocurre? No sabemos. Y lo último, hay un tipo de presentación, porque todo lo que hemos visto hasta ahora son proteínas, pero uno también puede presentar lípidos, que en proporción es mucho menos. ¿Quienes reconocen lípidos? Principalmente, LT que tienen la cadena γδ y algunas células NK que son una mezcla de LT con NK que son los NKT. Esas células son las que más reconocen la presentación de lípidos, pero también hay una respuesta frente lípidos. Y las moléculas que presentan lípidos son las CD1, que es similar al MHC-I, sólo que ésta es no polimórfico. Y CD1 lo que hace es que esta constantemente reciclando en la superficie de la célula y en IC y en este reciclar constante va capturando lípidos y los va presentando y son los LT γδ y los NKT los que van a reconocer esta presentación. Pero esta molécula no es polimórfica como el MHC y sabemos bien poco en realidad sobre la presentación de lípidos. Los LT γδ son los que tienen el TCR formado por dos cadenas distintas y los NKT que es una mezcla de LT con NK. Los receptores de los LT son en su mayoría αβ, pero también están los γδ, que son un porcentaje menor y la respuesta inmune de esos linfocitos no está bien clara como la de los otros que ha sido más estudiada. El linfocito que tiene αβ reconoce proteínas, péptidos lineales. CLASE 4 Receptores En la clase se hablará de la formula que tiene nuestro cuerpo para detectar gérmenes, el sistema inmune esta armado como para defender el organismo de agresiones externas del medio, esto a través de destrucción y un mecanismo de efectores para eliminar el agente extraño. Esta clase es hablaremos de los receptores y luego de cómo conversa el sistema inmune entre sí, mediante citoquinas. Este esquema muestra una célula presentadora de antígenos profesional (CPA), que encontró el germen, lo reconoce, lo fagocita, lo procesa, migra al ganglio, y ahí se encuentra con linfocitos T (L.T) que están muy inocentes (naive) no tienen experiencia de nada y su receptor engancha con el receptor de la CPA, sufriendo luego una expansión (clonal). Por su lado, los linfocitos B (L.B), q son los que “a la larga” producen anticuerpos, son capaces de reconocer conformaciones grandes de estructuras que pueden hacerlos proliferar y también recibir ayuda por parte de estos linfocitos q se activan para formar una expansión de linfocitos que se van diferenciando a células plasmáticas (que producen anticuerpos) y L.T que van a ser los efectores; de esta forma se va conformando la respuesta humoral, con anticuerpos y la respuesta celular, con L.T que activan macrófagos. Posteriormente toda esta cantidad grande de linfocitos que han proliferado, al liberarse del antígeno, entran en apoptosis y quedan las células de la respuesta humoral. De modo que una nueva infección por el mismo antígeno, genera una respuesta inmune más rápida, más violenta, más intensa. (Tarea clase anterior)…los receptores, tienen fundamentalmente 2 mecanismos de detección de antígenos: *Anticuerpos unidos a membrana celular del L.B, no circulan si quedan pegados, pero la lectura es igual al anticuerpo. * Receptores celulares característicos en L.T La detección es distinta, los L.B reconocen conformaciones grandes (estructuras de macromoléculas, proteínas, lípidos, hidratos de carbono, ácido glicólico) que reconocen como extrañas. Los receptores de L.T solo detectan péptidos lineales, en un contexto. (Sí no se cumplen las condiciones, o sea, tener “el contexto” y el péptido, no va haber nada).Los receptores de los antígenos, detectan pero no transducen la señal, eso lo hacen otras moléculas. Los receptores están unidos a otras moléculas y éstas son invariables. Además éstas son las que entregan la señal al interior de la célula, o sea, tenemos moléculas en las membranas celulares con una enorme variación y que transducen la señal de igual forma. Todos los linfocitos tienen la misma cadena para transducir señales. (Entonces, los receptores tienen especificidades diversas y los transductores son iguales) ¿Cuáles son estos receptores? La inmunoglobulina en la membrana celular y el receptor de linfocito T, es más complejo en la membrana celular de ese tipo de linfocitos. Estas inmunoglobulinas reconocen antígenos grandes conformacionales, macromoléculas conformacionales; mientras tanto el receptor de L.T reconoce péptidos lineales. Cada clon tiene una especificidad única 109. Cada clon tiene una especificidad única que es un poco mayor, y lo reconocen por las regiones variables, que tienen en el extremo distal del sector extracelular al igual que el receptor de L.T. Se transducen señales por 2 cadenas (Ig alfa e Ig beta) que están asociada a la inmunoglobulina. (El linfocito se verá después por su complejidad) Para que haya transducción de señales estas dos cadenas deben activarse y la activación transcurre cuando dos receptores en la superficie del L.B se unen a un antígeno y es de este modo q de una aproximación que parte siendo física, se activa la maquinaria de fosforilasas que existen en estas cadenas para transducir la señal. Aparte de la transducción que tienen las moléculas unidas al receptor en el L.B, existen otras moléculas que reconocen complementos, produciendo cascadas de proteínas que se activan en la inflamación y van dividiendo moléculas por acción enzimática. Una de ellas que se libera de manera importante es el complemento C3 , que al dividirse por acción enzimática, una parte de él, C3D, se une a la membrana celular del germen que nos afecto y eso es reconocido por otro receptor que es para esa molécula C3D, de modo que la activación a través de estas otras cadenas aumenta la activación del L.B. Naturalmente si el germen en cuestión no activo el complemento, no va activarse esta otra parte, simplemente se va a quedar con el Ig alfa e Ig beta. Esta unión del complemento a gérmenes, se llama opsonizasión, y es un mecanismo habitual de defensa ante una infección bacteriana. Entonces, es así como suceden las cosas de la activación del receptor. Se unen 2 moléculas de inmunoglobulinas, juntan las cadenas accesorias y transducen señales. Un modo de transducción de señales, es a través de secuencias que tienen las colas citoplasmáticas de las cadenas accesorias que no están en la inmunoglobulina misma, llamadas ITAMs (Receptores inducidos de la respuesta inmune de activación) y estos son los que van a activar la maquinaria fosforilasa para llevar a la activación de los factores de transcripción y generar síntesis de proteínas distintas. Y así por ejemplo, el reconocimiento que hace el L.B de las proteínas de un germen, hace que se intoxique el germen y se procese. Sirviendo para generar y transformar, activación/proliferación/transformación y también para presentarlo al L.T de ayuda (Th), que son los que van a responder con sus moléculas coadyuvantes, que veremos en la activación completa de los L.B y L.T. una de las moléculas importantes en la activación del L.B que le presta al L.T de ayuda, es el ligando de CD40. Todo esto se los digo con cierto detalle porque son moléculas sobre las cuales hay intervension para tratar enfermedades, con mayor o menor éxito. Por ejemplo, hay anticuerpos anti-integrinas que evitan la migración del linfocito para disminuir la inflamación en determinadas circunstancias, eso se trabaja como una prueba terapéutica, algunas no han resultado pero otras sí. Y contra el CD40, que es la molécula que presenta el L.B, ha habido actividad con inmunoalgo? tratando de bloquear esas moléculas de modo que no haya una respuesta inmune completa, con resultados variables. El hecho es q al activarse el L.B prolifera en forma definitiva y sintetiza una gran cantidad de globulinas. Entonces tenemos el reconocimiento antigénico, la ayuda que le da el L.T, la expansión clonal y los caminos que siguen. Unos van a ser células efectoras, que secretan anticuerpos, otros se quedan con las inmunoglobulinas en la superficie, cambian las cadenas NAG y otros quedan como células de memoria. Y la síntesis y secreción de anticuerpos sufre el cambio de cadena pesada y la maduración o reafinidad de modo calzar exactamente con el antígeno que se está presentado (proceso de unas horas). (Diapo 14) El receptor del L.T es más complejo, la estructura es esto, son 2 cadenas (alfa y beta) que reconocen el péptido que le está presentando el complejo mayor de histocompatibilidad (CMH), lo reconoce y al juntarse dos hace que se active la maquinaria de transducción, que está compuesta por este complejo que es CD3 y este otro, que son las cadenas Z. Y además el receptor tiene un correceptor, q transduce también señales y que se une a una sección invariable del CMH. El MHC tiene 2 cadenas, una muy poco variable y la otra extraordinariamente polimorfa. Las moléculas correceptoras del receptor del L.T se unen a la región invariable. Hay dos variedades de receptor y correceptor, que se llama CD4/CD8. Como Uds. ven son radicalmente distintas, y determinan 2 poblaciones de L.T que tienen funciones radicalmente distintas también (L.T CD4/ L.T CD8) El virus del sida, coloniza y destruye los L.T CD4 porque este es su receptor para entrar a la célula. CD4 y CD8 son correceptores del receptor del L.T. La célula presentadora de antígeno presenta generalmente antígenos extracelulares que ha fagocitado/procesados y a través de la molécula RHC tipo1 a los linfocitos CD8. Estos Linfocitos T CD8 siguen una estirpe distinta, son los llamados citotóxicos, y ellos actúan y destruyen por contacto células infectadas. Tienen distintas variedades de enzimas que al contactar con la célula infectada las liberan y las destruyen. El L.T CD4 en cambio, se activa, prolifera y se hace efector; pero su acción no es precisamente terminar con gérmenes, sino que se encargan de activar células (L.B, macrófagos, fibroblastos y otros) de modo que ellas se encarguen de eliminar los gérmenes. Esto es lo que se llama inmunidad celular (ya sea citotóxica o ya sea efectora por activación de otras células) Y el reconocimiento del antígeno requiere: el receptor del L.T, el correceptor del L.T y moléculas coadyuvantes; esto es si la CPA está mostrando su péptido, lo reconoce el L.T pero esta célula no presenta nada más, no presenta otra molécula coadyuvante, este L.T no se va a activar y esto puede ir a una anemia ¿? para ese antígeno. Para que se active toda la maquinaria del receptor del L.T, requiere q la CPA exprese moléculas que enganchen con las coadyuvantes del receptor. Esta vez para que el L.T se active, se requiere que su receptor que está integrado por 2 cadenas + transductores de señales + el correceptor, reciban otra variedad de estimulo a través de moléculas coadyuvantes. La más estudiada es el sistema B7CD28. B7 actualmente tiene 2 nombres: CD80- 86, éste engancha con CD28, lo que activa al L.T, que va a sintetizar interleuquinas 2, va a autoproliferar y se diferencia. Vamos viendo como este receptor requiere de ayudas complejas para funcionar. Por parte del receptor, moléculas correceptoras, trascriptoras de señales y moléculas coadyuvantes para una adecuada recepción. Cuando la molécula CD80-86 engancha con el CD28, se activan en él (CD28) las secuencias ITAMs que tienen de fosforilación en tirosina y se activa el L.T, proliferando y comenzando la respuesta inmune. Al ocurrir esto, el organismo también tiene incluida el control de esa respuesta inmune y ese control lo realiza el L.T expresando otra molécula que es CTLA 4 que es inducible por la respuesta inmune, el CD28 es constitutivo. El CTLA 4 tiene mayor afinidad por el CD80-86 que el CD28 y esa mayor afinidad hace que desplace al CD28 de su unión con CD80-86, y CTLA 4 se engancha, pero transduce señales ITIMs, que son de inhibición, de modo que ese L.T apaga la respuesta inmune. Este es el modo que el organismo tiene para autocontrolar la respuesta (algo: yo escucho penta- eugenol o pentigeno, pero obvio q estoy ralla no puede decir eso). Termina la proliferación de ese grupo de linfocitos en la medida que se va reemplazando una molécula coadyuvante por otra. Y estas son otras variedades de moléculas, algunas de ellas cuyas funciones no son totalmente conocidas. Tenemos acá las CPA con su MHC presentando el péptido, el punto es que las CPA están en el organismo distribuidas en distintas partes, especialmente en las “entradas desde el mundo externo”, la piel, el sistema digestivo, las mucosas, en fin, están en todas partes y recorren el cuerpo sin problemas. Cuando detectan antígenos los reciben con o sin “señales de peligro”, según el patrón que tiene ese antígeno. El germen tiene patrones moléculas en su superficie, que al ser detectado por la célula dendrítica (CD), la CD que lo ubico y lo fagocito, hace que la CD emita señales de peligro. Y expresa en su superficie varias moléculas que van a lo mismo, entre otras el CD80-86. Cuando llega al ganglio, están todas las “antenas prendidas”, entonces encuentra al Linfocito con su receptor que calza con su MHC y ese linfocito capta la señal de peligro que le muestra la CPA y en ese momento entonces, se activa. Pero si la CPA está presentando antígenos propios, que también los presenta, pero éstos sin señales de peligro, el L.T que la engancha no se activa. Entonces la CPA con su infección fagocitada, presenta sus antígenos a las células de ayuda y a las células citotóxicas, las cuales van a efectuar sus respectivas funciones. Y la persistencia de las células de memoria de una y otra clase, van a permitir que ante una nueva infección con el mismo antígeno, esta respuesta sea más rápida e intensa. (Revisar cuadrito de la diapo 22) (Diapo 23) este grupo de moléculas coadyuvantes. La afinidad de la sinapsis inmunológica entre la CPA y el L.T no es muy potente, es mucho menor que la afinidad de un antígeno con un anticuerpo. Pero al ir uniendo todas las moléculas coadyuvantes, permite que la unión se mantenga el tiempo suficiente para que se transduzcan señales al interior de la célula (es de minutos). Y es ese el sentido de la cantidad de cosas que se unen, hay que estabilizar esto, para la transducción de señales al interior. Les comentaba yo, como la CPA tiene el péptido, presenta al L.T el CD28 y es reemplazado por el CTLA 4 que termina con la respuesta inmune y cómo se fabrico por ingeniería genética, solamente la parte externa del CTLA 4 y la cola se reemplazo con inmunoglobulinas y se inyecta. Y al inyectar un equivalente al CTLA 4 normal, hacen que CD 80- 86 no se junte con CD28, porque CTLA 4 tiene mayor afinidad y al no juntarse CD28 no transduce señales y el L.T no se activa (esto es lo que se usa en el tratamiento para la artritis y se llama ABATACEPT. Ahora el profe muestra algo según nada que ver a la clase, que lo vamos a ver más adelante. Como se maneja la respuesta, evitando que la respuesta inmune dañe al propio organismo. La CPA es la gran conductora de la respuesta inmune, llega el L.T se activa y la célula infectada es eventualmente destruida por las células citotóxicas, pero cuando las células propias y el organismo se equivoca y lo presenta con señales de peligro y el Linfocito citotóxicos ataca tejidos propios, se genera la autoinmunidad. Fíjense Uds. Cuando el problema es que las células son inmaduras o están presentando los antígenos propios, la relación que tienen con los L.T es esa, las CD tiene muy pocas prolongaciones y el L.T llega y se va. Pero cuando hay señales de peligro el problema es distinto, la CD está expresando una cantidad de moléculas distintas (se ve con prolongaciones) y como capta el L.T (20 m demora eso) y cada prolongación está llena (más o menos 100 mil) de moléculas de MHC que se presentan a membrana celular. Tanto los receptores de L.T y la avidez con la q se juntan, hacen q se transduzcan señales al interior del L.T y se produzca la respuesta inmune. Citoquinas Son proteínas que tienen glicosilaciones (glicoproteinas) y son de bajo peso molecular. Principalmente es el lenguaje con que el linfocito T va dirigiendo el buque de la respuesta inmune (macrófagos, timocitos, etc) y actúan sobre una gran diversidad de células blanco. En esta clase se verán algunas de ellas pero son muchas. Según la citoquina que se presente va a ser el flujo de respuesta que se obtenga. Diferentes citoquinas tienen preferencia por vías de la inmunidad innata o de la adquirida, pero generalmente las vías se superponen. Para la innata esta el interferón gamma, interleuquinas 1 y 12, entre otras. Y en la adquirida pueden actuar la interleuquina 2(el gran factor de proliferación de linfocitos), interferón gamma (van a mediar la secreción de anticuerpos), etc. Las citoquinas son moléculas que tienen tanta actividad biológica que n pueden estar circulando horas por el organismo. Para esto existe una regulación que se da principalmente por la transitoriedad de su síntesis: tiene una secreción corta en el tiempo, su ARNm es inestable y no se almacena en gránulos. La acción de la citoquina se hace a través de la expresión génica de la célula blanco, activando la transcripción de genes específicos. La unión con su receptor es muy estrecha y pueden actuar en cantidades mínimas. Autocrina: el linfocito T es activado por la célula dendrítica, libera interleuquina 2 y actúa sobe su receptor, que esta muy poco expuesto, esto hace madurar al receptor de interleuquina 2 y aparecen otras cadenas de interleuquina 2 y la célula se hace de gran actividad. entonces la poca interleuquina 2 que se esta secretando tiene una actividad muy grande y esa célula t aumenta la producción de interleuquina 2 y aumenta la proliferación Paracrina: también puede actuar sobre células inmediatamente vecinas. Endocrina: hay veces que las citoquinas actúan a distancia a través de la circulación sanguínea, como es el caso de la fiebre (donde las citoquinas viajan hacia el hipotálamo). Características de las citoquinas: 1.- una misma citoquina es capaz de actuar sobre distintas células blanco. y puede efectuar funciones distintas. ej: la interleuquina 4 puede estimular la proliferación de timocitos, activar los linfocitos b, etc. 2.- redundancia: varias citoquinas hacen lo mismo. 3.- sinergia: dos citoquinas juntas aumentan la respuesta en la célula blanco mas que si actuaran separadas. 4.- antagonismo: ej: interferón gamma antagoniza con int 4 y viceversa. Las citoquinas generan cascadas de activación. Aunque son pequeñas generan una actuar potente dentro de la célula. La síntesis de citoquinas es inespecífica del antígeno. Distintos gérmenes virus pueden generar la misma citoquina. Pero hay señales del ambiente que regulan la producción de citoquinas, como por ejemplo los linfocitos T que sintetizan interleuquina 2. y las células que van a recibir mayor cantidad de interleuquina 2 son las que tienen mayor cantidad de receptores maduros, y que son las células que están respondiendo a ese antígeno. Por lo tanto, si bien la producción de citoquinas es inespecífica los receptores en las células que están respondiendo a un antígeno mantienen la especificidad de la respuesta. Por ejemplo un linfocito T que fue activado por una célula presentadora de antígenos y aumento entonces su expresión de receptores maduros, va a responder al antígeno. Hay distintos factores que se van sumando para dar la especificidad a la citoquina que se secreta en forma inespecífica. A la cantidad de receptores se e suma la frecuente proximidad de las membranas de células productoras y receptoras de citoquinas. Las citoquinas se agrupan en familias (en relación con la función, no tanto con la estructura): 1.- mediadores de la inmunidad innata: ej: las secretadas por ls macrófagos. 2.- mediadores de la inmunidad adquirida: relacionados con linfocitos T. 3.- estimuladores de la hematopoyesis: ej: eritropoyetina. dentro de las citoquinas que participan en la inmunidad innata están el factor de necrosis tumoral (TNF), las interleuquinas 1, 10 o 12, quimioquinas, interferones. Cuando nos enfermamos y tenemos gérmenes, estos rompen vasos sanguíneos e inmediatamente aumenta la respuesta inflamatoria. Y una citoquina producida por macrófagos en los tejidos es la interleuquina 1. Uno de sus efectos es aumentar violentamente la cantidad de moléculas de adhesión en el endotelio, de modo que en el vaso dañado los leucocitos que van por el torrente sanguíneo van enganchando y empiezan a salir. Citoquinas que interfieren en la inmunidad adquirida son por ejemplo, las interleuquinas que tienen alguna función en la generación de anticuerpos; el interferón, muy importante en este tip de respuesta inmune; y el factor transformante beta que es importante en la regulación de la respuesta. Dentro de las funciones biológicas de las citoquinas están la respuesta inflamatoria e inmune, la hemapoyesis, la proliferación y diferenciación celular, entre otras. La célula dendrítica es capaz de activar linfocitos CD4(que están expresando el co-receptor CD4), diferenciándolos. Si la célula dendrítica presenta interleuquina 2 e interferón gamma, este linfocito se diferencia hacia una variedad que se llama linfocito TH1 (CD4-TH1). Y estos linfocitos son los que van a ir a activar la proliferación celular de otros linfocitos T y B. ahora bien, si estas células dendríticas, que ya recibieron su antígeno, proliferaron y llegaron al ganglio, además son capaces de sintetizar interleuquina 4, entonces cuando llegue el linfocito T CD4 ese tipo de ambiente de interleuquina 4 hace que el linfocito T se diferencie a una variedad distinta que es el TH2. Y este linfocito es el que va a estimular de preferencia la síntesis de anticuerpos por parte de los linfocitos B. el linfocito TH1 va a sintetizar citoquinas del tipo interleuquina 2 e interferón gamma y el linfocito TH2 va a sintetizar fundamentalmente interleuquina 4 y se va a asociar mas con la respuesta humoral (y el TH1 con la respuesta celular). Esto es según el ambiente de citoquinas. Además según la vía de transducción de señales se producirá un determinado tipo de linfocito T. Ahora bien, los linfocitos TH1 tienen importantísimas citoquinas que se sintetizan: la interferón gamma y la interleuquina 2, pero además es muy importante para ir diferenciando poblaciones porque hay enfermedades muy llamativas tipo TH1, por ej la soriasis, y otras que son de tipo TH2. Entonces en la TH1 l que un encuentra de referencia es el interferón gamma, que es una citoquina muy potente en la activación de los macrófagos. Y hay gérmenes que se quedan en la célula y no salen (ej: tuberculosis), entonces no hay anticuerpos para ellos, pero con el interferón gamma en los linfocitos TH1 se activan los macrófagos para destruir los gérmenes dentro de la célula. también favorece el cambio a inmunoglobulina G, que es central en la hipersensibilidad retardada (se vera en otra clase). Y el interferón gamma hace que la respuesta inmune siga siendo hacia TH1 porque bloquea la activación de TH2 (bloquea el efecto de la interleuquina 4). y la interleuquina 2 es el gran factor de multiplicación celular. TH2 sintetiza fundamentalmente interleuquina 4 y 5. Esto se relaciona con la producción de anticuerpos, específicamente la estimulación de linfocitos B para que los sinteticen. También se relaciona con la alergia y la síntesis de IgE (muy efectiva en la eliminación de parásitos). interleuquina 4 bloquea la producción de TH1(no son 100% excluyentes, pero bastante). obs: los macrófagos sintetizan principalmente interleuquinas de la inmunidad innata (1,6,8,12). Cuando el endotelio recibe la información de un foco inflamatorio, la recibe de los macrófagos. Luego el endotelio expresa moléculas de adhesión y los leucocitos enganchan sus moléculas constitutivas al endotelio, activándose y expresando ahora mas moléculas que enganchan con otras del endotelio, como integrinas quimiorreceptores. Las quimiotactinas son quienes dirigen al leucocito al sitio de la inflamación. Esto es un ejemplo del efecto que tiene la interleuquina 1 y el factor de necrosis tumoral sobre el endotelio. Receptores: Todos los receptores de citoquinas son proteínas de transmembrana. Una parte extracelular se une a la citoquina y la intracelular es responsable de la transducción. A diferencia de los receptores del linfocito, en general es la misma parte la que recibe la citoquina y la que transluce la señal. Y hay también muchas clases de receptores que tienen determinada estructura y forman familias de receptores. Hay veces que los receptores de citquinas comparten cadenas de transducción y eso hace la redundancia, en que de pronto varias citoquinas producen los mismos efectos. En el caso del receptor de interleuquina 2 es habitualmente de baja actividad pero cuando existe activación del linfocito rápidamente madura y son mas eficaces en transducir señales. Factor de necrosis tumoral: Es una molécula muy potente pro inflamatoria contra el cual esa dirigida una batería de tratamientos. Cuando uno es capaz de bloquear el TNF-alfa disminuye la inflamación. Tiene 2 vías de acción: una que va en la activación de de caspasas y apoptosis y otra que va en la activación de nfk-B e inhibe la apoptosis pero va a la síntesis de otros agentes pro inflamatorios. Entonces el efecto de determinada citoquina sintetizada por un macrófago activa una respuesta y se va creando un complejo pro inflamatorio para detener el avance de las infecciones. Artritis reumatoide: TNF son las encargadas de ir inflamando. Interferón también actúa activando macrófagos, leucocitos y otros tipos celulares en la respuesta inmune. CLASE 5 (…) antígeno completo, esta es una etapa que se llama linfocito inmaduro, y después debe sufrir algunos procesos de selección para poder llegar a ser un linfocito maduro, y este es el que sale del órgano linfoide primario, y ahora va a entrar a la circulación sanguínea y va a ir censando en los distintos órganos linfoides secundarios la existencia de un antígeno para el cual tiene un receptor. Este es el linfocito que responde al antígeno. Ahora, ¿cuáles son los principales eventos que ocurren en cada una de estas etapas? En esta etapa desde célula troncal hacia pro-linfocito tenemos inicialmente una expansión y están guiadas por factores de crecimiento, un compromiso hacia seguir una línea u otra y acá se da inicio a los re-arreglos de los genes de una de las cadenas de receptores de antígenos, para dar origen al pre-linfocito. Este pre-linfocito que tiene un pre-receptor, que vamos a ver más adelante que significa o de qué está compuesto este pre-receptor, les puedo adelantar que una de las cadenas de este pre-receptor es una de las que se re-arreglo en la etapa anterior. En esta etapa hay una selección de las células que expresan este pre- receptor. Es esencial para la formación del linfocito la generación de este pre-receptor, si no hay desarrollo de este preceptor, el linfocito no continúa con su desarrollo. Las células que han sido seleccionadas, es decir que presentan este pre-receptor pasan a ser linfocito inmaduro y en este paso se produce el re-arreglo de la segunda cadena para así dar origen al receptor de antígenos completo. En esta etapa de linfocito inmaduro, el linfocito experimenta una selección del repertorio y la adquisición de competencia funcional, vamos a ver con detalle a que se refieren estas competencias funcionales y a que se refieren con selección de repertorio. Finalmente, después de todo este proceso de selección, se da origen al linfocito maduro, que son los respondedores iniciales. Todas estas etapas ocurren en el órgano generativo o el órgano linfoide primario, que en el caso de los linfocitos B es la médula ósea y en el caso de los linfocitos T es el timo. Hasta llegar a la etapa de linfocito inmaduro, no se requiere antígeno, todos estos procesos ocurren en ausencia de antígenos. Después en esta etapa de linfocito inmaduro a linfocito maduro, se requiere de la presencia de antígeno, pero este antígeno tiene que ser un antígeno propio, a diferencia de lo que ocurre después cuando el linfocito maduro se encuentra con un antígeno en la periferia, se requiere de un antígeno foráneo. Tanto los linfocitos T como los linfocitos B se generan a partir de esta célula pluripotencial que se encuentra en la medula ósea (célula troncal), y que en determinado momento se compromete a seguir una línea linfoide, pero esta línea linfoide todavía puede generar distintas cosas, esta célula puede diferenciarse hacia la línea de linfocitos B o hacia la línea de linfocitos T. La línea de linfocitos B va a generar a su vez tres tipos de linfocitos B: - Los linfocitos 1B - Los linfocitos foliculares - Los linfocitos de la zona marginal (MZB) La línea de los linfocitos T a su vez pueden dar origen a las células NK, y las células pro-T pueden dar origen a dos tipos de linfocitos T: - Los linfocitos αβT (95% de los linfocitos T que circulan) - Los linfocitos γδT (poco conocidos, es capaz de reconocer antígenos lipídicos, además tienen menos capacidad de variación en su región variable) Dentro de este proceso hay varios puntos de chequeo que son esenciales para asegurar que el linfocito inmaduro que sale del órgano linfoide primario cuenta con un receptor de antígeno capaz de reconocer antígenos y hay principalmente tres etapas de chequeo: 1. Después de la etapa de proliferación se re-arregla una cadena de receptor de antígeno. Si esta célula es capaz de producir un re-arreglo de una proteína que sea capaz de ir a la membrana plasmática para dar origen al pre-receptor, esta célula a través de este pre-receptor va a recibir señales que van a permitir que siga en el proceso de maduración. Si no es capaz de producir el re-arreglo efectivo, porque por ejemplo se introdujo un codón de termino cuando se hizo el re-arreglo de la cadena o cualquier otro tipo de mutación que no le permita obtener una proteína que sea capaz de sintetizarse y ser transportada a la membrana, este linfocito va a morir, no va a tener la señal de vida. 2. Después de que se produce la proliferación de células con una cadena del receptor re-arreglada, viene la expresión de la segunda cadena del receptor de antígenos. Si se logra re-arreglar efectivamente una segunda cadena del receptor de antígenos, este linfocito T o B, ahora va a tener un receptor para antígenos. Aquí es donde se encuentra el segundo punto de chequeo, si no logra re-arreglar la segunda cadena, no va a recibir señales, y va a morir. 3. Ahora se tiene que probar el receptor, para seleccionar al linfocito. Hay dos tipos de selección, una positiva, y una negativa, que no son tan claras para el linfocito B (el proceso esta más claro para linfocitos T). Principalmente tiene que ver con que este receptor de antígenos sea capaz de reconocer antígenos, pero no con demasiada avidez porque si está reconociendo con demasiada afinidad un antígeno que es propio, podría tratarse de un linfocito auto-reactivo que puede llevar a una enfermedad auto- inmune, por lo tanto esos linfocitos van a ser eliminados SELECCIÓN NEGATIVA. Como esto ocurre en el órgano generativo, se puede considerar como un mecanismo de tolerancia central (tolerancia=mecanismo para asegurarse de que linfocitos auto-reactivos sean eliminados. Puede ser central, que es cuando ocurre en los órganos generativos, o periférica, que ocurre después de que linfocito sale del órgano germinal, ya que el sistema central no es capaz de eliminar a todos los linfocitos auto-reactivos). También se necesita que los receptores sean capaces de reconocer antígenos en una situación especial (esto especialmente en linfocitos T, ya que no son capaces de reconocer antígenos en forma soluble como los B, sino que los tienen que reconocer mediante una molécula de MHC) PROCESO DE SELECCIÓN POSITIVA. *No todos los linfocitos que estén fallados tienen que morir por apoptosis, sino que también hay mecanismos para poder “salvar” a estos linfocitos. El compromiso a seguir cierto linaje (T o B) esta mediado por la expresión de ciertos factores de transcripción. Por ejemplo, si se activa Notch-1 y GATA-3 este precursor linfoide común va a ir hacia un pro-linfocito T y va además a migrar hacia el timo. Si se activa EBF, E2A, Pax-5 va hacia un pro-linfocito B. (Se activan distintas vías de señalización) MADURACION DE LINFOCITOS B La clase va a estar enfocada en la etapa que ocurre en la medula ósea (órgano germinativo primario) en que partimos de un progenitor de linfocito B, y terminamos con la obtención de un linfocito B maduro. Esta cifra que aparece aquí es en ratón (~5x106 per day) pero es bastante similar en el ser humano (es un poquitito más grande), y muestra que más de 5 millones de linfocitos maduros salen desde la medula ósea hacia los órganos linfoides secundarios. De estos 5 millones de linfocitos maduros vírgenes, solo un 10% si es que no menos, se va a encontrar con un antígeno. Alrededor de un 5% de los linfocitos que parten este proceso llega a ser un linfocito maduro, lo que es bastante caro biológicamente hablando, lo que tiene que ver con los puntos de chequeo. Este proceso ocurre durante toda la vida. En este cuadro se muestra específicamente la maduración del linfocito B. Tenemos nuevamente la célula troncal que va a ser pro-B, pre-B, linfocito B inmaduro y linfocito B maduro que va a ser el que salga del órgano linfoide primario. Solo hay proliferación en dos etapas, en la etapa de célula troncal, y pro-B, y entre la etapa pre-B hacia linfocito inmaduro. La expresión de Rag (1 y 2 son los principales responsables del re-arreglo de las inmunoglobulinas y del re-arreglo de las cadenas del receptor del linfocito B) es en dos etapas, antes cuando estamos produciendo un linfocito pre-B (re-arreglo de cadena pesada), o antes de un linfocito inmaduro (re- arreglo de cadena liviana). La producción de TdT (enzimas que una vez producidos los cortes ponen nucleótidos al azar en la región terminal) también es en una etapa muy limitada, se expresa solo en el re-arreglo de la cadena pesada. En la etapa de célula troncal el DNA está en su estado germinal, sin re-arreglo, en el linfocito pro-B también, pero en la etapa de pre-B ya hay expresión de Rag y TdT, y con ello re-arreglo de la cadena pesada (el gen de la cadena pesada esta recombinado, y se va a comenzar a expresar mensajeros de la cadena μ que es la cadena pesada de la IgM), después en el linfocito inmaduro en que se ha re-arreglada la otra cadena, vamos a tener la cadena pesada y vamos a tener que hay un gen re-arreglado de la cadena κ o λ de la cadena liviana, y que va a haber la expresión del mensajero de la cadena μ de la cadena pesada, y de la cadena λ o κ de la cadena liviana. En el linfocito maduro, que acaba de salir, además de sufrir el proceso de splicing alternativo (están recombinados los genes de la cadena liviana y pesada), vamos a tener aparte del mensajero de la cadena pesada μ, una cadena pesada δ (vamos a ver que el linfocito maduro que sale a la circulación, va a expresar en su membrana tanto IgM como IgD). En cuanto a la expresión de Inmunoglobulinas, aquí vamos a tener que no hay expresión (en célula troncal y en linfocito pro-B), aquí si hay expresión, pero no de la inmunoglobulina como tal, sino que solo de la cadena pesada (linfocito pre-B) y aquí tenemos que hay expresión en la membrana de IgM (linfocito B inmaduro) y aquí tenemos la expresión de IgM y de IgD (linfocito B maduro). Las distintas etapas pueden diferenciarse también por sus marcadores de membrana, por ejemplo ustedes pueden ver que en esta etapa tenemos la expresión de CD43+, pero que luego en la etapa de linfocito B inmaduro, desaparece haciéndose negativa, y empiezan a aparecer otros marcadores, como CD19+, CD10+ o se empiezan a ver las inmunoglobulinas de membrana, todo esto ocurre en la medula ósea, y esto ocurre en la periferia. Respuesta a antígeno, hasta esta etapa no hay respuesta a ningún antígeno, solo hasta la etapa de linfocito B inmaduro, lo que vimos de antígeno para el proceso de selección negativo y positivo (en este caso más clara la selección negativa) pero este antígeno como habíamos visto, es un antígeno propio, entonces para esta etapa se requiere de la presencia de un antígeno o para una selección negativa o para la edición de receptor (vía de escape, para un linfocito que debería ser eliminado por selección negativa, para que no muera por apoptosis), y si el linfocito maduro se encuentra con un antígeno, se va a activar, se va a diferenciar y va a proliferar. ETAPAS TEMPRANAS DE DESARROLLO Para estas etapas es esencial la presencia de estas células que son las células del estroma de la médula ósea, son esenciales porque le van a presentar distintos factores a estas células (al linfocito pro-B), que finalmente las van a llevar a pre-B y finalmente a un linfocito B inmaduro. Primero necesitamos que estas células interactúen de manera cercana con estos linfocitos pro-B, y esto lo logran con la presencia de moléculas de adhesión (la principal en la célula del estroma es VCAM-1 que interactúa con una integrina del linfocito pro-B, que es VLA-4), al entrar en contacto, pueden interactuar otras proteínas, tanto de la membrana del linfocito pro-B, como la membrana de la célula del estroma, y esta otra proteína muy importante es esta tirosina quinasa presente en el pro linfocito B, que se llama c-Kit, que es una proteína con receptores de membrana que son tirosina quinasa, son capaces de fosforilar que reconocen un ligando por su región extracelular y al reconocer este ligando, se activan, muchas veces se autofosforilan y pueden fosforilar en tirosina a otra proteína, y reconoce a SCF en la membrana de la célula del estroma, y eso va a gatillar una señalización en este pro-linfocito que va a hacer que éste aumente la expresión del receptor de IL-7. La siguiente etapa es con el receptor de IL-7 y esto es muy importante, porque la célula del estroma también expresa IL-7. Si este pro-linfocito no tiene receptores para IL-7 no va a poder recibir las señales que le está entregando la célula del estroma, y es una señal tan esencial que hay una enfermedad “de los niños burbuja”, en que son completamente inmuno-deficientes porque no tienen ni linfocitos T ni linfocitos B, es una falla que se encuentra en el cromosoma X, por lo que es una enfermedad que solo afecta a los hombres, en que no tienen la cadena γ común del receptor de varias interleuquinas, entre las que está el receptor de IL-7 y como esos niños no poseen esa cadena, no van a poder recibir desde etapas muy tempranas del desarrollo las señales, y es por ello que no tienen linfocitos. La principal acción de la IL-7 es hacer que el pro-linfocito prolifere y además que reciba la señal para comenzar con el re-arreglo de las cadenas de inmunoglobulinas y puede entonces así continuar con su desarrollo. Bueno, esta imagen ya la vieron la clase pasada. En este lado tenemos el re-arreglo de la cadena pesada y en este otro lado tenemos el re-arreglo de la cadena liviana, hasta obtener después del re-arreglo de la cadena, la transcripción, el procesamiento del RNA, la traducción y finalmente llegamos a la proteína para poder armar nuestra molécula de inmunoglobulina completa. Y tenemos que lo primero que ocurre es el re-arreglo de la cadena pesada, en donde lo primero que ocurre es la unión de un segmento D con un segmento J, una vez producida la unión, se produce la unión entre DJ y V para dar el re-arreglo V-D-J final, que es lo que se va a transcribir, y por procesamiento del RNA se van a eliminar todos los segmentos que están entre esta región variable y las regiones constantes y vamos a obtener finalmente un mensajero para la cadena pesada que se va a traducir a proteína, se va a procesar, se va a glicosilar, y vamos a tener una cadena pesada madura. Por otra parte la cadena liviana (que ocurre después en la etapa cuando se pasa de pre-linfocito a linfocito inmaduro), se produce el re-arreglo. Aquí no hay segmentos D, por lo tanto se produce solo una unión entre V y J, después se produce la transcripción, el procesamiento del RNA, la traducción, procesamiento de la proteína para obtener finalmente una cadena liviana madura, que finalmente se encuentra en la ruta bio-sintética (en el RE precisamente) con la cadena pesada madura, generando finalmente la proteína madura, la inmunoglobulina completa, que va a llegar a la superficie, en el caso de que sea el receptor de linfocito B, o después cuando sea una célula plasmática, puede ser una proteína secretada. Los pre-linfocitos (tanto B como T) poseen un pre-receptor, que en el caso de los linfocitos B es la cadena pesada de la inmunoglobulina y en el caso de los linfocitos T es la cadena β del receptor del linfocito T, pero como todavía no se ha re-arreglado ni el gen de la cadena liviana, en el caso de las inmunoglobulinas, ni la cadena α en el caso de los linfocitos T, esto son reemplazados por otras proteínas que tienen un gran parecido conformacional con la cadena liviana o la cadena α, pero que no son variables, son constante, una sola cadena es para todos los linfocitos igual, que son las cadenas (en el caso del linfocito B) VpreB, y además este pre- receptor también se encuentra asociado a esta proteína que le permite al receptor transducir señales al igual que el linfocito maduro que en el caso del linfocito B son Igα e Igβ porque el receptor por sí mismo no es capaz de transducir señales porque tiene una cola citoplasmática muy pequeñita que no le permite tener dominios quinasa o de asociación a proteínas adaptadoras, y eso lo cumplen estas proteínas que están íntimamente asociadas con este pre-receptor. Lo mismo ocurre con el pre-receptor del linfocito T porque en esta cadena que se llama pTα, que es también una cadena parecida a la cadena α de este receptor, pero que no es variable, y este pre-receptor está asociado a estas moléculas que le permiten transducir señales, y que en conjunto forman el complejo CD3 y las cadenas C (estas cadenas VpreB y pTα se expresan exclusivamente en la etapa de pre- linfocito, y al pasar a linfocito inmaduro dejan de expresarse). El pre-receptor es esencial para que este pre- linfocito pueda pasar a ser linfocito inmaduro, ya que este es el segundo punto de chequeo. Este pre-receptor es capaz de señalizar que van a llevar a este linfocito a la sobrevivencia y a la proliferación de este pre-linfocito. También estas señales van a inhibir que se recombine otra cadena pesada, que era el fenómeno de “exclusión alérgica”, en que una vez que se había re-arreglado uno de los genes, se evita que se re-arregle el segundo. También estas señales van a llevar a la estimulación para que comience la recombinación de una de las cadenas livianas que en el caso de una de las inmunoglobulinas siempre se parte re-arreglando las cadenas κ (hay dos genes κ y dos genes λ que pueden generar cadenas livianas, un alelo paterno y un alelo materno). Y por último se comienza el re-arreglo de la cadena liviana. Una vez que empieza a expresarse la cadena liviana ya no necesitamos la expresión de esta cadena “auxiliar” que se llama cadena subrogante, porque ahora vamos a tener la cadena liviana. Por lo tanto esta señal lo que hace también es apagar la expresión, la transcripción de la cadena subrogante. Todo esto ocurre y se señaliza a través de este pre-receptor y en el caso del linfocito También es muy similar (da señales de sobrevivencia y de proliferación al pro-linfocito T, va a inhibir que se recombine la otra cadena β, se estimula la recombinación de la cadena α, además hay algo que es propio del linfocito T y que no tiene el linfocito B, y es que se estimula la producción de CD4+ y CD8+, estos co-receptores que van a dar finalmente un linfocito T CD4+ (helper) o un linfocito T CD8+ (citotóxico), la expresión comienza en esta etapa y por las señales de este pre-receptor. Y finalmente también se apaga la expresión de la cadena pTα). Esto no es nada más para mostrarles el fenómeno de tolerancia, que puede ser una tolerancia central o periférica, esto también puede ser para linfocitos T y en el caso de la tolerancia central para los linfocitos B tenemos que si reconocen un antígeno propio y se hacen auto-reactivos (selección negativa) pueden morir por apoptosis, o pueden tener otra salida por edición de receptor; y afuera hay otras alternativas, puede escapar igual que los linfocitos B auto-reactivos a la periferia o que aquí no se encontraron con los antígenos, por lo tanto podría salir a la circulación un linfocito B que tenga mucha afinidad por un antígeno propio y eso en realidad no es tan grave, es mucho más grave que salga un linfocito T auto-reactivo y eso el sistema se asegura haciendo más eficiente incluso la selección negativa en el timo, que es más estricta que en la medula ósea. Afuera un linfocito B auto-reactivo igual puede tolerizarse (hacer que no se active), bajo distintos fenómenos, uno de ellos es la anergia, (si por cierto no recibe las señales de un linfocito T de ayuda), en que es un linfocito que esta como dormido que ya no es capaz de responder; también se produce otro tipo de fenómeno que se llama exclusión folicular (en los órganos linfoides secundarios, los linfocitos B y T se encuentran repartidos en distintos lugares bien delimitados; los linfocitos B se encuentran exclusivamente en los folículos porque reciben señales especiales que los guían hasta allá) en que algunos linfocitos B auto-reactivos pueden ser excluidos del folículo de los órganos linfoides secundarios, si los linfocitos B no llegan al folículo no se van a encontrar con el antígeno, y no van a recibir ayuda del linfocito T CD4+; y finalmente si estos linfocitos B auto-reactivos no llegan al folículo no reciben señales de sobrevida y mueren por apoptosis, y algunos antígenos propios también pueden enviar señales para que mueran por apoptosis (pero no es muy importante porque no nos vamos a adentrar en los fenómenos de tolerancia periférica) EDICION DE RECEPTOR Se refiere a que si un linfocito que es inmaduro y que ya ha re-arreglado las dos cadenas, reconoce con mucha afinidad un antígeno que es propio, lo que puede hacer en vez de morirse, es enviar señales que van a apagar la expresión de la cadena liviana que se está expresando y van a permitir entrar nuevamente en el re-arreglo de otra cadena liviana, un linfocito B tiene posibilidades de arreglar cuatro genes de cadena liviana, dos cadenas κ y dos cadenas λ, entonces si un linfocito ya uso un gen re-arreglado, todavía le quedan tres opciones. se re- arregla otra cadena liviana y con ello cambia la especificidad de ese receptor, porque la especificidad está dada por la unión de las regiones variables de una cadena pesada con una cadena liviana, por lo tanto al cambiar la región variable de una cadena liviana, la especificidad de ese receptor cambia, va a reconocer otro antígeno Es por recombinación. Si no tiene posibilidad de re-edición, este linfocito muere por apoptosis. SUBTIPOS DE LINFOCITOS B Un linfocito pro-B puede generar tres subtipos de linfocitos B. 1. Linfocito B B-1: Son un porcentaje muy bajo, y se originan en la vida fetal, en el hígado, se caracterizan por tener el marcador CD5, y solo contienen IgM en la membrana, y su variación de reconocimiento antigénico es mucho menor. Se encuentran principalmente en los epitelios (linfocitos intra-epiteliales) donde son capaces de producir lo que se denomina “anticuerpo natural” que son los que reconocen algún elemento de la flora bacteriana y producen IgM que están allí en la mucosa. 2. Linfocito B-2 folicular: Constituyen el 95% de los linfocitos que se generan en la medula ósea, que son los linfocitos B que llegan al folículo, que están en la mayoría de los ganglios, y que son los que expresan IgM e IgD, y que serian equivalentes a los linfocitos T αβ. 3. Linfocito B B-2 de la zona marginal: Expresan IgM y el receptor CD21/CR2 en su membrana, y se encuentran en la zona marginal del ganglio. ¿Como el linfocito B maduro es capaz de expresar simultáneamente en su membrana IgM e IgD?, eso ocurre por un splicing alternativo del transcrito primario de la cadena pesada de inmunoglobulina, VDJ no cambia, es la misma especificidad, lo único que cambia es que cuando se procesa el mensajero hay dos posibles sitios de poliadenilación, hay un segmento génico que codifica para la región constante μ, y otro para la región constante δ, ambos tienen sitios de poliadenilación al final de esta región y se puede hacer splicing, con esta se pierde un segmento generándose mRNA μ (IgM) o δ (IgD). Aquí no vamos a ir con tanto detalle, por que aquí es lo mismo, las mismas etapas: - La célula precursora; pro T, pre T; pero aquí, está bastante distinta, tenemos una etapa que se llama doble positivo. Es un linfocito maduro, ustedes ven que tiene las dos cadenas de su receptor; pero se llama doble positivo; por que expresa simultáneamente, CD4 y CD8. Expresa ambos receptores; pero ustedes saben que después el linfocito maduro o es CD4 o es CD8, entonces en algún momento de la maduración que va sufrir, se va a comprometer ya sea hacia CD4 o hacia CD8, que es lo que se llama positivo simple; entonces vamos a tener un linfocito inmaduro doble positivo y un linfocito inmaduro que es positivo simple; y que este linfocito inmaduro, va a pasar por un proceso de selección, y en este caso si va a sufrir procesos de selección negativa; pero también un proceso de selección positiva; para finalmente dar origen a este linfocito T virgen, maduro; que es el que sale del órgano linfoide primario, o sea, el timo; y va a entrar en circulación y es el que va a responder frente a su encuentro con el antígeno. Nuevamente tenemos dos etapas de proliferación; en esta etapa de célula precursora y hay una etapa de proliferación, después de que se ha producido la primera cadena de receptor; hay expresión de RAC, también antes del rearreglo, cuando se requiere el rearreglo de la primera cadena; en el caso del linfocito T la primera cadena que se va a rearreglar es la cadena β del receptor, y después; antes de rearreglar la segunda cadena, antes de llegar a esta etapa de doble positivo; que es donde se rearregla la cadena α. Expresión de TDT al igual que en los linfocitos B que era solo cuando se rearreglaba la cadena pesada; en este caso solo hay expresión de TDT principalmente cuando se está rearreglando la cadena β, que sería la equivalente a la cadena pesada en este receptor. Por lo tanto en las etapas, no hay expresión de receptor; en esta etapa de PRE LT tenemos la expresión del prerreceptor; con esta cadena precursora (cadena β/ pre T α), precursora, tenemos en la etapa de doble positivo al TCR αβ en la membrana; y en todas estas etapas es lo mismo, no hay IgM, IgD, siempre es el mismo receptor. El receptor de LT a diferencia del receptor de LB es el exactamente siempre el mismo, no sufre una vez que ya se han arreglado ambas cadenas, desde esta etapa, de doble positivo (linfocito inmaduro), hasta que el linfocito se transforma en linfocito de memoria, etc, siempre es el mismo receptor; no sufre ningún otro proceso. A diferencia de lo que vamos a ver después, cuando se activa el linfocito; ya vimos una diferencia, se puede expresar simultáneamente IgM, IgD ; pero además después que un linfocito B se activa, va a sufrir una serie de cambios, cambio de isotipos, de maduración de la actividad; puede producirse la adición de receptor, ninguno de estos cambios ocurre con el receptor de linfocito T, siempre es exactamente el mismo. Marcadores de superficies; en estas etapas (las primeras) se llaman, dobles negativos, por que no expresan ni CD4 ni CD8, pero tenemos otros marcadores, por ejemplo, se reconocen otros, por ejemplo, ustedes ya conocen c-kit , que ya lo habíamos visto en el caso los linfocitos B, en este caso la señalización es muy parecida, también requiere la activación vía c-kit, para producir receptor de IL7, también responden a IL7, la activación temprana es muy dependiente de IL7, se requiere también para que se gatille el rearreglo, al menos de la cadena β , por lo tanto, por esto también, estos niños que no tenían la cadena común γ del receptor de IL7 no tienen linfocitos T ni B, por que no pueden secuenciar esa señalización; y tienen otros marcadores como CD25. Y aquí ya aparece la etapa doble positivo, que yo ya les mencionaba, donde expresan tato CD4 como CD8; también expresan receptor LT (completo) y CD3; que es el complejo que permitía, se pudieran traducir señales a partir de reconocimiento de antígenos por este receptor. En la etapa de positivo simple o va a tener CD4 o CD8, tenemos TCR y aumenta la expresión de CD3, y el Linfocito virgen que sale a la circulación, o es CD4 o es CD8, y tiene una alta expresión de CD3. Esta célula precursora se genera en la medula ósea, todo este proceso ocurre en el timo, y este linfocito es el que sale. Respuesta a antígeno, hasta aquí (Pre T), aquí en el linfocito inmaduro doble positivo, se requiere antígeno, pero nuevamente antígeno propio, para los procesos de selección positiva y negativa, y en el caso del linfocito virgen se requieren antígenos foráneos para activarlos y que prolifere en la periferia. Carla Mendieta: ¿Profe que era el CD3?: es el complejo encargado de la señalización a través del TCR. El TCR reconoce al igual que la cadena de Ig, reconoce el antígeno, pero tiene una cola citoplasmática muy pequeña, que no le permite transducir señales al interior del linfocito, por lo tanto se asocia a estos otros complejos, que son varios complejos, CD3, que está en el prereceptor. Vamos a ver nuevamente cuando veamos activación, es este complejo que tiene dos cadenas ε, una cadena δ, una cadena γ y estas cadenas β; que son las encargadas de transducir las señales una vez que en el receptor se reconoce un ligando. Todos estos procesos ocurren en el timo, lo que es, que los linfocitos van migrando en el timo. Los linfocitos (dobles negativos: precursores de linfocitos) llegan de la circulación sanguínea, provenientes de la medula ósea, entran a través de vénulas, que tienen unos capilares especiales (con células endoteliales altas) y van a ir migrando, parten primero hacia la región de la corteza del timo y van a ir migrando a través de este proceso de desarrollo por distintas regiones de timo, desde la corteza, hacia la medula. Aquí tenemos linfocitos doble negativo, aquí ya aparece el doble positivo, positivo simple; hasta obtener los linfocitos maduros, los que sobreviven a todas estas etapas, que nuevamente hay etapas de chequeo en distintos niveles; lo mismo que habíamos visto a la principio para los LB. Los que logran superar a todas estas etapas, vuelven a la circulación sanguínea como LT maduros vírgenes. Y en este migrar a través del timo, se fijan que tienen interacciones con una serie de células distintas, una serie de células del timo, de la corteza, células, epiteliales, células epiteliales de la medula, macrófagos, células dendríticas, una serie de células, y estas son las células que vendrían a ser equivalentes a las células del estroma de la medula ósea, que le entregaba los factores , pero después vamos a ver que también son muy importantes estas células en la selección positiva y negativa de los LT, y por que el LT a diferencia del LB requiere de células para la selección, por que se les ocurre a ustedes?¿como reconoce el antígeno el LB y el LT?- Por que el LT requiere que otra célula le presente el antígeno. Aquí no están las células dendríticas que están en los ganglios, que son las que van a presentarle el antígeno al LT maduro, entonces, esa función de presentación antigénica, lo producen estas otras células, que están principalmente en la medula del timo. Estos cuadros, muestran, que entran en la escena estos otros linfocitos γδ, de los que se conoce poco. Todo los que les voy a hablar de diferenciación, propiamente tal, es lo que se sabe para los linfocitos, CD4 o CD8, αβ. Tenemos este precursor, que proviene de la medula ósea, es doble negativo y que no expresa receptores LT, que va al timo y en la corteza muy tempranamente se produce esta diferenciación hacia LT que va a ir a un linfocito que va a ser αβ, o γδ, como les decía, no es mas de un 5% de los LT (los γδ) y estos son los LT que tienen una variedad de reconocimiento antigénico mucho mas restringida, y que son principalmente encargados de reconocer antígenos presentados por moléculas CD1, reconocen principalmente lípidos, no péptidos, que generalmente se encuentran como linfocitos intraepiteliales. No se sabe si estos linfocitos sufren algún tipo de selección, salen a circulación como linfocitos γδ y generalmente son doble negativo, no expresan ni CD4 ni CD8; pero si expresan este receptor γδ. Eso es todo lo que vamos a hablar de los γδ. Después tenemos los linfocitos doble negativo, que todavía no expresan ningún tipo de receptor. Estos van a expresar posteriormente receptor αβ y van a una segunda etapa como linfocito inmaduro, en que van a ser doble positivo. Expresan tanto CD4 como CD8 y después sufren selección positiva y negativa; se van a transformar en un linfocito αβ CD4 que va a dar origen a un linfocito de ayuda o un linfocito CD8 αβ que va a dar origen finalmente a un linfocito T citotóxico. Esto lo voy a pasar rápido por que ya lo vieron: -el principal evento que ocurre es la generación de receptor en linfocito T, por lo tanto hay un rearreglo de las cadenas α y β del TCR, esta etapa está …(14 min). En la organización génica de los genes para las cadenas. La cadena β y la cadena γ se encuentran en el cromosoma 7, mientras que la cadena α y δ se encuentran en el cromosoma 14. Y además una complicación extra en humanos es que la región génica que genera la cadena δ se encuentra dentro de la región (locus) para la cadena α (interrumpe la cadena α). Pero aqui nuevamente la cadena β seria el equivalente (no es que sea igual) a la cadena pesada de Ig, por lo tanto tiene regiones V, D, J ; al igual que la cadena δ ( es el equivalente a la cadena pesada de los linfocitos γδ), tiene regiones V, D, J. Mientras que la cadena α y la cadena γ solo tienen regiones V, J. Y esto es una analogía de cómo se genera la región variable y la región constante tanto de las cadenas pesadas como livianas de Ig como en el TCR para ver la equivalencia y aquí ustedes ven; la cadena pesada, la región variable se genera a partir de la recombinación de un segmento V, con un segmento J , equivalente a lo que ocurre en una cadena β de TCR, la región variable está conformada por un segmento génico proveniente de una región V, un segmento V (aquí dice algo que no entiendo si es segmento V o D (15:50.. no esot segura si decía eso), un segmento J. Mientras que la cadena liviana de Ig y la cadena α de TCR solo las regiones variables proviene de una región o de un segmento V y un segmento J. El resto corresponde a la región de la cadena pesada, la región constante de TCR, la cadena β, la región constante de la cadena α. Con su segmento de transmembrana. Aquí vean la diferencia con la cadena liviana, la cadena liviana se asocia a esta parte de la cadena pesada; por lo tanto esta no va inserta en la membrana de la región de transmembrana con una cola citoplasmática que si está presente en el receptor de linfocito T, en la cadena pesada. Y esto es lo mismo que habíamos visto previamente, como repaso de cómo se produce todo el proceso desde la recombinación de la cadena pesada, la cadena β y de la cadena α. Primero ocurre la recombinación y después todo el proceso para la expresión de esta proteína. Tenemos en el caso de la cadena β , primero un segmento D con un segmento V; luego la unión de este segmento ya rearreglado V, con un segmento J; generar este segmento VDJ; esto se transcribe y el mensajero por procesamiento elimina todas las otras regiones y une este segmento rearreglado VDJ en una región constante; esto se traduce a proteína, Se procesa, se glicosila y generamos una cadena β madura y por otra parte, la cadena α del TCR, también; segmento V con segmento J; tan solo tenemos esa unión para generar la región variable. Esto nuevamente se transcribe, se procesa en RNA, se traduce, se procesa y generamos la cadena α que se une a una cadena β para formar finalmente el TCR maduro. ¿Ustedes han visto alguna vez este tipo de gráficos? (citometria de flujo) Saben interpretarlo? NOO! –aguante odonto :B- Bueno voy a explicárselos: -Cada puntito que se ve aquí equivale a la detección de una célula; entonces uno tiene un grupo de células, en este caso lo que uno hace es centrar el linfocito T del timo; los linfocitos T que están en distintas etapas de desarrollo; eso se llama (los linfocitos T dentro del timo en distintas etapas de desarrollo) genéricamente, reciben el nombre de timocitos. Entonces uno tomas todos estos linfocitos uno los purifica, los linfocitos provenientes del timo) y les puede colocar anticuerpos, que están acoplados a un fluoroforo, distintos. En este caso se usaron dos fluoroforos, un anticuerpo que reconoce CD4 y otro anticuerpo que reconoce CD8. Por lo tanto si un linfocito indica CD4 y CD8, tiene fluoroforos distintos y uno coloca estas células en un citometro, lo que obtiene, es que el citometro produce un flujo, como dice el nombre; un flujo de células, pero en capilares muy delgaditos, por los cuales va pasando una sola célula y esa célula que va pasando, se hace incidir luces, o laser de distinta frecuencia que van a excitar a los distintos fluoroforos; entonces van a detectar una célula que es fluorescente verde y una célula que es fluorescente roja; y la célula que va a ser fluorescente verde y roja; y eso lo manda como una señal, que lo va a graficar finalmente como esto que vemos acá. Células que no son fluorescentes para nada, van a aparecer en este cuadrante, negativas; aquí son las células menos fluorescentes; mas fluorescentes. Por lo tanto, todo lo que aparece en este cuadrante; son negativas para ambos marcadores; no asumió ninguno de los 2 anticuerpos. Por lo tanto, son linfocitos doble negativo. Vemos que en el timo, solo un 3% de las células son doble negativo; por lo tanto esa etapa lleva muy poquito tiempo. Sin embargo, aquí en este cuadrante, que tiene alta fluorescencia para CD4 y alta fluorescencia para CD8; que es un 80% son doble positivos. Por lo tanto la gran mayoría de los linfocitos en desarrollo se encuentran es esta etapa; es la que dura más tiempo. Por eso que el porcentaje más alto de timocitos; son doble positivo. Los que son positivo simple, están listos para salir; por eso son un porcentaje más pequeñito. Un 5% son positivos para CD8 y negativos para CD4 y un 12 % aproximadamente son positivos para CD4 y negativos para CD8. Como son los procesos de activación del timo. Aquí entramos ya en un poco más de detalles: tenemos -selección positiva -selección negativa -falta de selección (que podría caer dentro de la selección positiva) Un linfocito para que pueda actuar en la periferia tiene que ser capaz de reconocer antígeno en un contexto de MHC propio, tiene que reconocer no solo al antígeno, sino también a las moléculas propias; por que si ustedes se acuerdan el linfocito T, parte del receptor reconoce regiones del péptido que está presentando la molécula de MHC, pero también hay contacto con la molécula de MHC. Por lo tanto tiene que reconocerlo. Si un linfocito no es capaz de reconocer el MHC propio, no sirve en la periferia; ya no va a ser capaz de reconocer un antígeno; y ese es el principal motivo de la selección positiva. Cuando un linfocito en el timo (doble positivo) es capaz de reconocer el antígeno en un contexto MHC (en la imagen, el receptor de LT, hace contacto con e antígeno y con la molécula de MHC, tiene que reconocer ambas cosas). Además, esta reconociendo también a través de la molécula CD4 (es una molécula MHC II). Ese linfocito que recibió esa señal; que tiene que ser con baja afinidad, por que el antígeno (péptido que está presentando la molécula MHC) no tiene que ser muy afín, acuérdense que es un antígeno propio. Entonces, este linfocito al reconocer, va a recibir señales que lo van a hacer sobrevivir. El linfocito; se va a convertir en un linfocito maduro; que fue rescatado dela muerte celular, y además se convierte en un positivo simple. Si este TCR no es capaz de reconocer ni péptido ni molécula MHC; tampoco va a servir en la periferia; al no reconocer, no va a recibir las señales que recibió el otro linfocito, y va a morir por apoptosis. SI el linfocito, reconoce con mucha afinidad el antígeno; aparte de reconocer la molécula MHC, significa que es un LT reactivo, y también muere por apoptosis. Tiene que tener una alta avidez para reconocer a la molécula de MHC con el péptido. Tenemos precursor de LT, se produce el rearreglo de TCR, tenemos doble positivo; CD3 (que va a mediar la señalización hacia el interior del linfocito) y el TCR. *en el timo solo hay antígenos propios: por eso tiene que reconocer con afinidad baja o media; por que más que reconocer el péptido; reconoce la molécula de MHC. No está tan claro la especialización CD4-CD8; pero quédense con que si reconoce una molécula MHC clase II se va a favorecer que sea CD4, si se reconoce un molécula MHC clase I se va a favorecer un CD8. Pero en realidad en la actualidad, no se sabe exactamente como ocurre; es un juego de gradientes, señalización; hay varias teorías distintas, no es tan simple. Esa es la selección positiva. Se reconoce la molécula de MHC, un péptido en un contexto propio, con baja afinidad, recibe señales, pero si no reconoce, va a morir por apoptosis, por que no fue capaz de interactuar con una molécula de MHC. En la selección positiva, este es un experimento; para demostrar que es importante la participación de péptidos. No es solo el reconocimiento de MHC, se requiere la presencia de péptido. En el experimento se tiene un cultivo de un timo fetal, normal; hay células del epitelio, normales, que son capaces de presentar antígeno; ahí es posible el desarrollo de LT CD8, en este caso se está presentando una molécula de MHC clase I; si tenemos ahora el timo de un ratón que es deficiente en TAP (esencial en la presentación MHC clase I) TAP 1 y 2, forman un canal en el retículo endoplásmico; que permitía que los péptidos procesados en el proteasoma; en el citoplasma pudieran entrar en el retículo endoplásmico para encontrarse con las moléculas de MHC clase I. Si hay un ratón deficiente en TAP, no van a poder entrar péptidos al interior del retículo endoplásmico. Si tenemos un timo de un ratón que está deficiente no hay desarrollo de linfocitos CD8 positivo; este es el resultado experimental. Pero ahora, si a este timo, que es deficiente en TAP, le agregamos…..(31 min, aprox) foráneamente, esas moléculas de MHC clase I se pueden tratar ahora con péptidos y si hay desarrollo de LT CD8. Eso es para mostrar que la selección positiva que yo les decía, principalmente el reconocimiento de moléculas de MHC, si, es cierto; pero también se requiere la participación de péptidos. En realidad todavía es poco claro esto, que significa una afinidad baja; más bien yo creo que tiene que ver con la forma de presentar antígenos. La selección positiva generalmente ocurre antes que la selección negativa. EL linfocito que sufre selección negativa, generalmente es positivo simple. En los textos, siguen insistiendo, que estos reconocen un abaja afinidad, y si el reconocimiento es con una afinidad muy alta, se hace selección negativa. Pero queda poco claro que significa alta afinidad o baja afinidad. El tercer experimento: era TAP deficiente, se le agregan péptidos: Se vuelve CD8 por que si estas células tienen moléculas MHC en su superficie; pero que no tienen péptido; igual podría cargarse con péptidos. La unión del péptido en la molécula de MHC es bastante lábil (débil), Es el contacto; puentes de hidrógeno o enlaces iónico de 3 o 4 aminoácidos dentro del bolsillo; no es una unión covalente ni muy potente; entonces eventualmente, en moléculas se MHC que están en la superficie; sacar los péptidos que están en el bolsillo, o cargarle otros péptidos. *La molécula esta afuera y desde afuera se le coloca un péptido: El experimento está así en un libro. Estrictamente, como está echo este experimento igual es raro; por que eventualmente un MHC que no ha cargado el péptido no debiera salir a la superficie, por que es muy lábil. **A la profe le parece extraño el resultado, asi que igual ojo; demás que está en el Abbas . La idea es que: no es solo el reconocimiento de MHC , el cual es muy importante (lo más importante); pero también el péptido juega un tipo de papel, no es que no se necesite para nada. Paula Oyarzun: El experimento es solo para CD8??: Está para Cd8 por que tiene que ver con la presentación de MHC clase I, la presentación de clase II va por otra ruta. TAP se requiere exclusivamente para la presentación vía MHC clase I. Selección negativa: Tenemos una célula que está presentando el antígeno; en el timo; hay moléculas MHC clase I y clase II y van a poder presentar antígeno, y cuando este reconocimiento de antígenos MHC clase I o clase II, tiene una afinidad demasiado alta; estos linfocitos son eliminados por apoptosis. Si la afinidad es leve, estos linfocitos seguir su camino y pueden madurar como linfocitos CD4 o CD8; y convertirse en linfocitos vírgenes maduros. Pero la selección negativa tiene que ver con una muy alta afinidad; como lo que esta presentando son exclusivamente antígenos propios; son linfocitos que son autorreactivos No tienen la posibilidad de cambiar su receptor? NO!; pero tienen otra salida; tampoco es tan así que se van a morir todos. Como se asegura en el timo de que se dejo muy pocos linfocitos autorreactivos?: -En el timo no deberían expresarse todos los antígenos del cuerpo. En la medula ósea, se van a expresar antígenos que son propios de la medula ósea. EN el timo también debieran expresarse antígenos que son propios de las células que están presentes en el timo.; pero por que podrían salir después linfocitos que reconocen antígenos que son propios del hígado, riñón o endotelio, etc., muchos antígenos que no necesariamente se debieran expresar en el timo? Pero; (esto sale muy por encima en los libros) En el timo, hay unas células, principalmente los que presentan antígenos durante el proceso de selección negativa, que se llaman: CELULAS EPITELIALES MEDULARES DEL TIMO o mTECs. La característica que tienen estas células es que son capaces de expresar de manera promiscua un montón de antígenos, que no son propios del timo. Esto que está aquí, en el grafico: en estas células se puede expresar antígeno, por ejemplo, que son propios del hígado, del intestino, cerebro, etc.. de TODO…Realmente es promiscua (expresa un montón de antígenos que no son propios de esa célula). Lo normal es que se exprese moléculas propias de los diferentes tejidos o células; no de otras células que están fuera de ese órgano. ¿Cómo estas células epiteliales medulares del timo son capaces de expresar tantas cosas que no son propias del timo? FACTOR DE TRANSCRIPCION., ese factor de transcripción es AIRE; que se descubrió hace poco tiempo. Se descubrió por que había personas que tenían mutaciones en este factor de transcripción, que se expresa exclusivamente en estas células medulares del timo y estas personas con una mutación en esta proteína presentaban distintas manifestaciones autoinmunes. Modelo de la diferenciación de la expresión génica promiscua en mTECs Tenemos el precursor de esta célula, que no expresa; da origen a las células epiteliales corticales del timo; que no expresan AIRE; y hay otras células medulares del timo, que expresan AIRE. A medida que aumenta la expresión de AIRE expresa, aumenta la expresión génica promiscua de estas células; mientras mas AIRE expresa, mas promiscua es la expresión génica. Todo esto permite que se genere un mecanismo importante de tolerancia central, por que al expresarse muchos antígenos; en el timo, permite eliminar a una gran cantidad de linfocitos T autorreactivos; no a todos, de echo si vemos la población de linfocitos T que tenemos cualquiera de nosotros, circulante en este minuto, lo mas probable es que vamos a encontrar varios linfocitos T aurorreactivos circulando; pero poseemos otras mecanismos: MECANISMO DE TOLERANCIA PERIFERICA que impiden que esos linfocitos T se activen en la periferia. En el timo (donde se genera la tolerancia central) tenemos la posibilidad de generar esta tolerancia; por que tenemos las células epiteliales del timo que van a mostrar una serie de péptidos propios a los linfocitos T que están en desarrollo y si lo reconocen con mucha afinidad; este linfocito, va a ser eliminado. Per hay otras células que también presentan antígenos, que participan en la selección negativa, y dentro de estas células; las principales son las epiteliales medulares del timo; pero también están estas células: dendríticas. ¿Cómo estas células dendríticas si no expresan aire pueden mostrar estos otros antígenos? Se ha visto que hay transferencia de antígenos tejido-específicos de estas células medulares del timo a las células dendríticas. Por ejemplo las células medulares del timo se mueren, tienen una alta tasa de apoptosis, y al morirse, la célula dendrítica, que tiene alta capacidad fagocítica; fagocita los restos celulares de las células epiteliales y va a mostrar todos los antígenos que se expresan en la célula que fagocitó; por lo tanto va a poder mostrar también los antígenos que fueron producidos en estas células. De esa manera va a producir también la muerte celular de aquellas células que son capaces de con una alta afinidad este antígeno. Pero estos linfocitos no son capaces de hacer edición del receptor; pero si tienen otra vía de escape. Todavía no se sabe que lleva a esta ruta de edición o a esta otra. La otra es que el linfocito que está en desarrollo, reconoce con alta afinidad; tiene la posibilidad de morir o de convertirse en un linfocito T regulatorio. Que es especifico para ese antígeno, pero cuando este linfocito T regulatorio salga a la periferia al encontrarse con el antígeno; en vez de activarse y producir una respuesta inmune; inhibe la respuesta inmune frente a ese antígeno, por que expresa moléculas que al unirse con la célula que está presentando el antígeno u otras linfocitos que van a reconocer el antígeno de la célula presentadora de antígenos, van a inhibir la activación de este linfocito o por que producen citoquinas inmunosupresoras como la interleukina 10, por lo tanto, por contacto directo celula-celula o por la producción de citoquinas inmunomoduladoras (inmunosupresoras). Cuando reconoce con alta afinidad: -muere, o - se convierte en un LT regulatorio (central, generados en el timo). Es una respuesta inmunoreguladora antígeno específica, por que este linfocito tiene un receptor que reconoce específicamente a ese antígeno propio; solo inhibe la respuesta inmune contra ese antígeno en particular. No se sabe que hace que vaya para una vía o la otra. Esto es para entender como funcionan los LT regulatorios; es lo que se llama “bystander”, una representación completa del timo. Si bien aire produce esta expresión promiscua, pero no son todos los antígenos, igual va a haber algunos linfocitos autorreactivos. Hay una supresión bystander (no hay una traducción para este termino, es algo como un “testigo inocente”): En el timo están las células epiteliales del timo; que esta expresando una cadena de la ATPasa de la bomba de protones, que se expresa en la célula parietal gástrica, pero esa bomba tiene 2 cadenas; una α y una β; pero e el timo, solo se expresa la cadena α, no la β; entonces; se va a presentar al linfocito que se está desarrollando; que reconoce con alta afinidad la cadena α, pero no la cadena β y en vez de matarlo; va a producir una linfocito T regulatorio. Este linfocito T regulatorio pasa a la periferia; tenemos por otra parte que hay una destrucción; las células parietales tienen una renovación continua, esta célula se destruye y puede ser fagocitada por una célula dendrítica; y la célula dendrítica va a presentar antígeno y de estos antígenos , va a presentar péptidos que provienen de la cadena α que provienen de la bomba de protones y de la cadena β; pero este linfocito T regulatorio, solo reconoce péptidos que provienen de la cadena α. La célula dendrítica esta arrastrando también la cadena β, habían linfocitos T regulatorios que aquí no pudieron ser suprimidos o convertidos en linfocitos T regulatorios, por que en el timo no había expresión de cadena β; pero como la misma célula dendrítica está mostrando algo, llega este linfocito T regulatorio, y este linfocito T regulatorio va a estar en estrecha cercanía con estos linfocitos autorreactivos que reconocen la cadena β; pero el linfocito T regulatorio va a producir IL 10 y va a hacer que estos linfocitos en vez de activarse, se inhiban. Se inhibe por que hay un linfocito T regulatorio que reconoce otra cadena de la misma molécula. Si no estuviera este linfocito T regulatorio; los linfocitos montarían una respuesta. De esa manera estos linfocitos que eran autorreacivos pueden ser inhibidos por este linfocito T regulatorio. Estos linfocitos CD4 autorreactivos serian los bystanders. CLASE 6 Activación de Linfocitos T Activación de linfocitos T vírgenes y efectores por antígeno Se puede decir que hay dos etapas de maduración de los linfocitos T: 1. la primera etapa de maduración de un linfocito T virgen es cuando por primera vez se encuentra con un antígeno, esto ocurre en un órgano linfoide secundario, como por ejemplo, en un ganglio, al cual llega una célula dendrítica que tiene en su superficie una molécula de MHC. Esta le va a mostrar el péptido al linfocito virgen, y además otras moléculas coestimulatorias. Entonces, este linfocito se va a activar, va a proliferar, se va a convertir en un linfocito efector, el cual puede prestar ayuda dentro de el mismo ganglio a los linfocitos B que se estan activando o puede salir del ganglio e ir al lugar de la infección para favorecer una respuesta celular activando macrófagos. 2. la segunda etapa de activación ocurre en el sitio de la infección o en esta interacción con el linfocito B donde se produce una nueva activación de linfocitos T, pero este ya no es el linfocito T virgen que se encuentra por primera vez con el antígeno, sino que es el linfocito efector. Este debe ser nuevamente activado, o más que activado es ver en otra célula un antígeno que le va a decir que esa es la célula que requiere ayuda, ya sea un linfocito B o un macrófago, entonces el linfocito T efector la ayudará. Entonces cuando el linfocito T virgen se activa, se desarrolla un linfocito T efector, y cuando éste nuevamente se activa va a ayudar en la fase efectora que finalmente es erradicar el microorganismo, ya sea porque un macrófago lo fagocito o ya sea porque este linfocito B se va activar y va a producir inmunoglobulina que va a ayudar a la eliminación del patógeno. Fase de la respuesta de los linfocitos T 1. Reconocimiento de antígenos Lo primero, para que pueda haber activación, tiene que reconocer antígenos, lo cual es igual para linfocitos vírgenes CD4 y CD8 que van a reconocer el antígeno que esta siendo presentado por una célula dendrítica, la cual es la única célula capaz de activar linfocitos vírgenes. 2. Activación del linfocito Una vez que se ha reconocido el antígeno, el linfocito se activa. Una de las cosas que ocurre, es que el mismo linfocito comienza a producir IL-2, también aumenta la afinidad del receptor o de receptores para la IL-2. Entonces lo que ocurre es un efecto autocrino. 3. Expansión clonal Una de las primeras cosas que le ocurren al linfocito después de ser activado es que se produce una expansión clonal de aquel linfocito que reconoció el antígeno. 4. Diferenciación Posteriormente que ha habido esta expansión clonal, el linfocito se diferencia hacia un linfocito efector CD4+ o CD8+, o hacia una célula de memoria CD4+ o CD8+. 5. Función efectora Si es un linfocito T CD4+ efector va a cumplir su función efectora (ayuda a otras células), la cual seria activación de macrófagos, de linfocitos B o de otras células. El linfocito T CD8+ efector es lo que se conoce como linfocito citotóxico, su función efectora es eliminar las células blanco que están infectadas o una célula que ha sido transformada (célula tumoral) o también ayuda a activar macrófagos. Esta función efectora es producida en el tejido periférico, salvo la activación de linfocitos B que ocurre dentro del órgano linfoide secundario. Todas las etapas anteriores al linfocito efector ocurren al interior del órgano linfoide secundario. Presentación cruzada de antígenos a linfocitos T CD8+ Se refiere a que una célula dendrítica lo que hace es fagocitar material, por lo tanto debería presentar antígenos por clase MHC II (endocita material), presentándole entonces los antígenos a CD4+. ¿Entonces quién le presenta el antígeno al linfocito T CD8+? ¿Requiere que la célula dendrítica esté infectada para que le pueda presentar al linfocito CD8+? La respuesta es no, gracias a la presentación cruzada. Sabemos que si hay un antígeno viral al interior, o sea, si la célula está infectada, va poder mostrarla mediante MHC I, pero las células que están infectadas por el virus van a morir por apoptosis por ejemplo, o van a ser reconocidas también como células que no están bien, que no están sanas y pueden ser fagocitadas por células dendríticas. Al ser fagocitadas por éstas la célula infectada por virus va a poder tener estos antígenos virales que pueden ser presentados por MHC clase II, pero también a través de un fenómeno que no esta claro exactamente como ocurre, algunos antígenos que entran por la ruta endocítica pueden ser de alguna manera transferido al interior del RE y ser presentado mediante vía MHC clase I. De esta manera entonces poder presentárselo a los linfocitos T CD8+. En este fenómeno de presentación cruzada, las únicas células capaces de hacerlo son las células dendríticas y por esto éstas son las únicas capaces de activar tanto linfocitos CD4+ como linfocitos CD8+. Además es la única que puede activar linfocitos CD4+ o CD8+ que son vírgenes, que no han visto antígenos. De esta manera entonces una célula dendrítica puede activar una respuesta citotóxica. Papel de coestimulación y de linfocitos T en la diferenciación de linfocitos T CD8+ El linfocito CD8+ reconoce el antígeno y las moléculas coestimulatorias en la célula presentadora profesional (célula dendrítica). Se activa el linfocito T CD8+, además la célula dendrítica puede entregar citoquinas al linfocito CD8+, va a proliferar y se va a diferenciar a linfocito T citotóxico, esa es una opción, sin la ayuda de las células CD4+. Las células CD4+ también pueden estar presentes, es lo más probable que ocurra. Tenemos la célula dendrítica que puede presentar antígenos proveniente del mismo patógeno, de la misma célula infectada por un virus a linfocito CD4+ y a linfocito CD8+ simultáneamente, lo puede presentar vía MHC clase II y vía clase MHC clase I. De esta manera el linfocito CD4+ que ya es un linfocito de ayuda puede estar produciendo citoquinas que junto con el antígeno que esta reconociendo vía MHC clase I, este linfocito CD8+ se va a diferenciar a linfocito T citotóxico, ésta es una interacción directa. También esta la posibilidad que el linfocito CD4+ efector, haga esta interacción, estas células dendríticas tienen un receptor que se llama CD40, y los linfocito T, principalmente los linfocitos T de ayuda, cuando se activan, expresan o aumenta la expresión de CD40 ligando. Este linfocito T también tiene un ligando que es una molécula de membrana que puede interactuar con CD40 y a través de esta interacción favorece que la célula dendrítica aumente, por ejemplo, la expresión de moléculas coestimulatorias. Después de esta interacción esta célula expresa citoquinas y expresa moléculas coestimulatorias y esta célula si es capaz ahora de activar adecuadamente este linfocitos CD8+ para producir un linfocito T citotóxico diferenciado. O sea, pueden ser dos tipos de interacciones, una interacción que no requiera CD4+, pero para que se produzca una célula que producirá citoquinas y que tenga una cierta cantidad de moléculas coestimulatorias, requirió antes de esta interacción del ligando CD40 con el linfocito T de ayuda o interacción directa, la misma célula dendrítica presentadora esta presentando el antígeno simultáneamente a los dos linfocitos , y de esta manera el linfocito CD4+ pueda directamente entregar estas citoquinas a este linfocito CD8+. Durante la activación, uno de los fenómenos más importante que ocurre es la expansión clonal de los linfocitos. Lo que se grafica en la figura (PTT6) son los días después de la infección y el número de linfocitos T específicos (x10^6). Vemos que una ves que se ve el antígeno comienza rápidamente una expansión hasta que se desarrolla la respuesta efectora, ahí es donde esta la mayor cantidad, si uno cuenta la cantidad de linfocitos que hay en la circulación que son específicos para determinados antígenos daría ese número, más de 2 millones de células que son específicas, pero una vez que se elimina el patógeno, que ya se realizó la respuesta efectora ya no se necesitan más linfocitos, por lo tanto la respuesta debe reclinar, disminuyen los linfocitos, esto ocurre principalmente por fenómenos de apoptosis ,la mayoría de estos linfocitos va a morir esta declinación es la que se conoce como homeostasis que es la mantención mas o menos constante del numero de linfocitos que está en la circulación., pero no se elimina todos porque una pequeña proporción permanece como linfocitos T de memoria. Si un linfocito virgen ve antígenos en un célula presentadora que esta en reposo, que no ha recibido, por ejemplo señales de peligro a través de sus TLR’s , esa célula que esta en reposo o podría llamarse una célula dendrítica inmadura no expresa en su superficie muchas otras moléculas a parte de las moléculas MHC que están presentando los antígenos, y si se presenta así antes un linfocito T virgen, este en ves de activarse entra en un estado llamado anergía o de no respuesta, en un estado en el cual los linfocitos están como dormidos, no son capaces de responder, aunque después se le presenten antígenos con un estímulo adecuado no va a hacer capaz de responder, queda como apagado, aunque si estan vivos. Si esta misma célula dendrítica la activamos con microorganismos a través de la respuesta inmune innata (mediante los TLR’s), esta célula ahora empieza a expresar gran cantidad de moléculas coestimulatorias B7, las principales y las más conocidas son las B71 y B72, también llamadas CD80 y CD86 respectivamente. La expresión de estas moléculas depende de que estas células dendríticas hayan recibido señales de peligro, sino reciben señales de peligro no va a expresar o van a expresar muy baja cantidad de estas moléculas coestimulatorias. Éstas son detectadas por este co-receptor del linfocito T que se llama CD28. Cuando entonces, el linfocito recibe la señal de que hay producción de antígenos por vía MHC y además esta recibiendo señales coestimulatorias a través de coreceptor CD28, este linfocito ahora sí se activa, entonces el linfocito virgen solo se va a activar si recibe estas dos señales. Al activarse produce IL-2, aumenta la expresión o la actividad del receptor para IL-2, el linfocito prolifera y se diferencia a linfocito T efector. Es por esto que sólo las células dendríticas pueden activar a linfocitos T vírgenes, ya que expresan mayor cantidad de moléculas coestimulatorias al ver una señal de peligro que, por ejemplo, macrófagos o los linfocitos B , que sólo expresan estas moléculas después de la interacción vía CD40 y CD40 ligando, o sea, requiere previa activación de un linfocito T. Además hay otras moléculas coestimulatorias como por ejemplo ICOS que también se expresa en células dendríticas, macrófagos y linfocito B, tiene un ligando de ICOS y tiene su receptor ICOS, que a diferencia de CD28 que se expresa constitutivamente y que ya está presente en el linfocito virgen, el receptor ICOS es inducible, es decir, aparece después que el linfocito T se ha activado, entonces este receptor aparece en la coestimulación de linfocitos T efectores. Otro es que si participa en la coestimulación de linfocito T vírgenes y además participa en la de linfocitos T regulatorios. Cuando el linfocito T se activa, en algún momento tienen que apagar esta respuesta. Una de las maneras de apagar la respuesta después de la activación, es que hay otro ligando para B7-1 y B7-2 que es muy parecido a CD28, el cual se llama CTLA4, este receptor en ves de enviar señales de activación al interior del linfocito, envía señales de inhibición, pero no esta en el linfocito virgen, se induce su expresión después que el linfocito este activado, ya que si estuviera junto con el otro estarían compitiendo desde un principio. Además no sería conveniente, porque la afinidad que tiene CTLA4 por B7-1 y B7-2 es muchísimo mayor (100 veces mayor) que la afinidad que tiene CD28 por estos mismos ligandos. Entonces además de enviar señales de inhibición también compite por la afinidad. Hay otro receptor, el PD-1 que también es capas de enviar señales de inhibición parecido a CTLA4, sus ligandos son distintos. Participación de CD40 durante la activación de linfocitos T Tenemos linfocitos T vírgenes por un lado, estan las células dendrícas que esta expresando moléculas coestimulatorias B7 que ha recibido señales a través de los TLR’s por PAMP’s, de esa manera indujo la expresión de B7 y que expresa CD40. Además se muestra el antígeno vía MHC clase II y de esta manera es capas de activar el linfocito virgen que va a proliferar, se va a convertir en linfocito efector y con esto aparte de producir citoquinas, aumenta la expresión de ligando CD 40. Entonces el linfocito T efector puede ir ante una célula dendrítica o un macrófago que no ha recibido las señales mediante PAMP’s, es decir las señales de peligro, por lo tanto no expresa estas moléculas coestimulatorias, el linfocito T efector mediante la interacción CD40 y ligando CD40, induce en este macrófago o linfocito B (u otra célula) que esta célula ahora exprese moléculas coestimulatorias y de esta manera ahora si es capas de activar células vírgenes. Osea podrían haber entrado al ganglio cñelulas dendríticas que no fueron activadas en la perferia ya que no vieron estas señales de peligro y este linfocito efector los activa mediante la interacción de CD40. Cinética de la expresión génica en linfocitos T estimulados por antígeno Durante la activación hay una cinética de expresión génica en los linfocitos T que han sido estimulados por antígenos, lo cual se ve graficado (PTT 10) en un a escala de tiempo, que va en horas, días y semanas. Algunos genes que se expresan muy tempranamente antes de la primera hora, por ejemplo, los de c-Fos que junto con c-Mun (¿?) forman un factor de transcripción que se llama AP-1. Entonces lo primero que se activa son factores de transcripción principalmente, en tiempo un poco más largo aparece ligando CD40, aparece la expresión de IL-2 (promueve la proliferación) y además aparece la cadena alfa de la IL-2, con esto entonces aumenta la síntesis de DNA. Después varias semanas más tarde aparece la expresión de moléculas VLA (very later antigen), que son antígenos que aparecen tardíamente después de la activación de los linfocitos T. En general son moléculas que tienen que ver con la destinación de los linfocitos que son activados, llevándolos a dónde éstos van a ejercer su función efectora (homing linfocitario). Cuando se aumenta la expresión de la cadena alfa del receptor IL-2, ¿que es lo que hace? El receptor de IL-2 se puede encontrar solo como beta gama, que también funciona como receptor, pero la afinidad de este receptor alfabeta es de 10^-10 M, si le agregamos esta subunidad alfa cuya expresión aumenta durante la activación linfocitaria la actividad aumenta un orden de magnitud de alrededor de -11 molar. Entonces si un receptor es menos afín necesitamos menor cantidad de IL-2 para poder responder (10 veces menos). Esta cadena alfa se expresa principalmente después que el linfocito se ha activado. Sinapsis inmunológica (PTT12) Es la interacción entre el linfocito T y la célula presentadora de antígenos, que puede ser una célula dendrítica o en el caso de linfocitos efectores o linfocitos citotóxicos puede ser su célula blanco o un linfocito B. Esta mediada por la presencia del reconocimiento antigénico a través del receptor del linfocito T que ve el antígenos por una molécula MHC clase I o clase II, o un receptor CD4+ o CD8+, las moléculas coestimulatorias por ejemplo B7-1 y B7-2 que se unen a CD28, otras moléculas como CD2 unida a CD48, y en la periferia se colocan moléculas de adhesión. Cuando se produce la sinapsis inmunológica no es que un receptor del linfocito T que reconoce una molécula de MHC, si no que se acoplan en el lugar donde se esta produciendo el reconocimiento antigénico, muchos receptores de linfocito T que están viendo muchas moléculas de MHC, estas suelen irse al centro de esta sinapsis inmunológica, y por la periferia se colocan muchas moléculas de adhesión, entre ellas la más importante es LFA-1 que es una integrina, también conocido como αLβ-2 y que el ligando que reconocen en la célula que le esta presentando el antígeno es ICAM. ¿Por qué es tan importante la interacción entre tantas moléculas? Es por que la fuerza de interacción entre un receptor de un linfocito T y una molécula MHC o una molécula coestimulatoria es muy pequeñita. Entonces para que ocurra esta interacción estable que permita que ocurra todos estos procesos que van a ocurrir al interior del linfocito T, que se produzca esta sinapsis inmunológica que es un contacto muy estrecho entre ambas células y que puede incluso durar un par de días, se requiere entonces esta gran cantidad de moléculas interactuando. Complejo del receptor de linfocitos T (TCR) Este esta formando por el receptor mismo, que es la cadena α y β del receptor, pero que está íntimamente relacionado con este complejo CD3 y estas cadenas Z. Esta estrecha relación es porque las cadenas α y β tiene una cola citoplasmática muy cortita, la función de ésta es reconocer antígenos en moléculas MHC, pero no es capaz de transducir señales al interior del linfocito y eso lo hacen estas otras moléculas que se le asocian, el complejo CD3 y lo hacen por que tiene esta secuencia que son las famosas secuencias ITAM (Modulo de activación de inmunoreceptor basado en tirosina), es muy rico en tirosina y estas se pueden fosforilar, esta es la primera etapa de la transduccion de señales. ITAM puede ser fosforilada y es lo que va a gatillar toda la cascada de señalización al interior del linfocito T. Esta secuencias ITAM están en muchos otros receptores del sistema inmune principalmente, son activadoras, por ejemplo en los receptores FC reconocen la región FC de las Inmunoglobulinas, algunos de estos receptores son activadores y otros son inhibidores. Los activadores poseen en sus colas citoplasmáticas estas secuencias ITAM de activación por fosforilación. En contra parte, hay una serie de receptores que tienen secuencias que en ves de ser activadoras son inhibitorias y estas por imitación se llaman ITIM (Modulo de inhibición de inmunoreceptor basado en tirosina), que al fosforilarse sus tirosinas, en ves de atraer moléculas que son activadoras atrae moléculas inhibitorias. Muchos de estos receptores FC inhibitorios en ves de tener secuencias ITAM, poseen secuencias ITIM. Eventos de señalización intracelular durante la activación de linfocitos T Básicamente son 4 etapas: 1) Etapas de iniciación, señales mediadas a través de TCR, esta etapa tiene que ver principalmente con fosforilaciones, por ejemplo de estas secuencias ITAM o de fosforilaciones de otras moléculas adaptadoras o kinasa que van a participar en gatillar toda esta cascada de señalización al interior. 2) Serie de intermediarios bioquímicos, por ejemplo se activan enzimas como fosfolipasa C, intercambiadores de GTP-CDP, activándose RAS llevando esto a la activación de fosfolipasas C, va aumentar por ejemplo Ca+2 citosólico, va aumentar el Diacilglicerol, va aumentar la forma GTP de Ras (forma activa) . entonces en la segunda etapa hay una formación de intermediarios bioquímicos como Ca+2, Diacilglicerol y estas formas activas de Ras. Esto va a dar el paso a la tercera etapa. 3) Activar enzimas de señalización distal, esto se refiere a que no están pegados a la membrana, están más lejos. Entonces los mediadores bioquímicos que se produjeron van a activar por ejemplo la Calcineurina que es una fosfatasa, van a activar la PKC y la ruta de las MAP quinasas. Todo esto va a llevar a : 4) Activación de familias de factores de transcripción, principalmente las 3 familias que se activan son : -NFAT -NF-kB -AP-1 Estos se agregan a secuencias específicas del DNA y aumenta la expresión génica de por ejemplo, IL-2, de la cadena alfa del receptor de IL-2, de ligando CD40, etc. Tirosina quinasas que participan en la activación de linfocitos Hay 3 familias de tirosinas quinasas (fosforilan tirosinas) que actúan en la activación de linfocito T y de linfocitos B: 1) Familia Src 2) Familia Syk 3) Familia Tec Estos no son receptores, de hecho no atraviesan la membrana plasmática. Entre estas familias tienen cosas en común, por ejemplo tienen un dominio quinasa que es capaz de fosforilar tirosinas; tiene una región SH2 que se une a tirosina fosforilada. Entonces, había secuencias ITAM que tenían tirosinas que se van a fosforilar y las quinasa pueden asociar estas tirosinas fosforiladas. En general los dominios SH1, SH2, SH3, SH4 provienen de Src, el cual fue el primer virus animal descrito, este posee esta tirosina quinasa Src, luego se encontraron varias quinasa que eran parecidas. El dominio SH3 permite la interacción con otras proteínas y requiere la presencia de una prolina. En particular los principales miembros de esta familia Src que están presentes en la activación de linfocito T, hay una quinasa que se llama LcK, que también pertenece a esta familia Src, ésta tiene una secuencia en el carboxilo terminal que es susceptible a ser miriestorilado, el estorilo es un lípido. Entonces, cuando se tiene un lípido en el carboxilo terminal le va a permitir asociarse a la membrana plasmática por la cara interna. En este caso LcK se encuentra tanto en la cara interna de la membrana, como también en la cola citoplasmática de CD4+ y CD8+. De esta otra familia se conocen solo dos miembros, uno es Syk que le da el nombre a la familia y el otro es ZAP-70 que es parte de la activación de linfocitos T. El ZAP-70, lo más importante es que tiene dos dominios SH2, por lo tanto que se va acoplar a dos tirosinas fosforiladas cercanas. ITAM que se encontraba en el Complejo CD3 del receptor de linfocitos T, tiene esta característica de tener dos tirosinas. Hay un miembro de estas familias de tirosinas quinasas, la familia Tec, dentro de ésta está la proteína BMK, hay personas que tienen mutaciones en esta proteína, específicamente en el dominio SH3, el cual permite interactuar con otras proteínas que tienen prolina. Esta proteína es muy importante en el prerreceptor de prelinfocitos B, por lo tanto si no hay señalización en el prerreceptor del prelinfocito B se muere, por lo tanto si hay una mutación en esta proteína no va a tener anticuerpos. Esta mutación provoca una enfermedad llama agamaglobulinemia ligado al cromosoma X, es decir, que no tienen inmunoglobulinas en su circulación y esta codificado en el cromosoma X, entonces esta enfermedad se va a expresar en personas que tienen un solo cromosoma X (hombres). [Dato extra que contó la profesora] Eventos tempranos de fosforilación en tirosinas (primera etapa) En la cola citoplasmática de de CD4 y CD8 se asociaba Lck (tirosina quinasa), ésta va a fosforilar a las secuencias ITAM del complejo CD3. Luego se asocia ZAP-70, que tiene dos dominios SH2, se va a poder anclar mediante estos dominios SH2 a estos sitios fosforilados previamente por Lck, antes estaba libre en el citoplasma. ZAP-70 ella misma puede ser fosforilada en un sitio donde tenía una tirosina en el dominio quinasa, al ser fosoforilada se activa, y al activarse entonces va a fosforilar otras moléculas que están en las cercanías. Una de esas moléculas que tienen tirosina y pueden ser fosforiladas es LAT, una ves fosforilada lo que es básicamente, es un sitio de anclaje de otras moléculas o de otras enzimas que van a continuar con la ruta de señalización, que también tienen dominio SH2, como por ejemplo fosfolipasa C, factores intercambiadores de GDP/GTP que van a activar a estas GTPasas monoméricas. Luego se reclutan y se activan a proteínas adaptadoras como Grb2 y SOS que van a activar a RAS y ésta va a gatillar la cascada de MAPquinasas. Esto va a llevar a la síntesis y activación de factores de transcripción como por ejemplo de AP-1. Por otra parte, ya habíamos visto que se reclutaba y se fosforilaba fosfolipasa C que corta a PIP2 (fosfoinocitol- bifosfato) que esta en la membrana plasmática, formando DAG (diacilglicerol) que se queda en la membrana, e IP3 que es un segundo mensajero que es capaz de unirse a receptores que están en el RE y que abre canales de Ca+2, aumentando el Ca+2 intracelular. También esto va a activar a STIM1 que va a permitir la apertura de canales de Ca+2 en la membrana plasmática, produciéndose entonces además una entrada de Ca+2. Uno de los fenómenos más tempranos en la activación de linfocitos T es un aumento masivo de Ca+2 intracitoplasmático. Por el otro lado el DAG activa a la PKC que está en la membrana, haciendo que ésta active otras proteínas, pasando éstas de un estado inactivo a uno activo, produciéndose entonces una respuesta celular. En la ultima etapa que la activación de factores de transcripción. La activación de PKC que activa a proteínas las cuales son las proteínas quinasa C, que activa factores de transcripción es el del NF-kB. Por otra parte, el Ca+2 se asocia a Calmodulina, esta asociación es reconocida por una enzima llamada Calcineurina que al unir el Ca+2 con la Calmodulina se activa y como es una fosfatasa remueve un grupo fosfato, en particular ésta remueve el grupo fosfato del factor de transcripción NF-AT que es un factor de transcripción que fue descrito inicialmente que se activaba durante la activación de los linfocitos B, después se ha visto que está también en otros tipos de células, pero este factor de transcripción cuando esta fosforilado es inactivo, y cuando esta fosforilado es activo, y así entonces puede entrar al núcleo y aumentar la transcripción. La Calcineurina es importante también porque es el blanco de varias drogas inmunosupresoras, dentro de ella la Cicloforina, que es la droga más utilizada para personas a las cuales se les han hecho transplante de órganos, porque es inmunosupresora, específicamente de la Calcineurina. Entonces impide que se active NF-AT, y sólo haciendo eso impide la activación linfocitaria, y por esto sirve como inmunosupresora. En la ruta de las MAPquinasas, se activan Fos y Jun que forman AP-1 activo, entonces, todo junto el NF- AT activo más el AP-1 activo se unen a regiones de DNA, por ejemplo a la región promotora de IL-2, aumentando la transcripción de IL-2. (RECREO) …pero al mismo tiempo esto no esta funcionando, se está activando CD28 y éste la principal molécula que tiene asociada a la cola citoplasmática y por la cual realiza la activación es la PI3quinasa, es importante porque esto en conciliación con ésta ruta de señalización, ambas actúen en conjunto para producir la activación de estos factores de transcripción (NF-AT, AP-1, Fos, Jun). Entonces se requiere que ambas rutas converjan y se activen de manera simultánea al menos en los linfocitos vírgenes. Ahora se activó el linfocito, pero luego éste se tiene que apagar. Una de las maneras de apagar el sistema es mediante CTLA-4, éste tiene básicamente 2 mecanismos por los cuales inhibe la activación. Hay activación cuando hay señalización por medio del TCR (señal 1) y a través de CD28 (señal 2), ambas señales que activan. Pero si está CTLA-4 presente que es 100 veces más afín que CD28 o el mismo ligando compite, por lo tanto cesa la señal 2, y cuando sólo hay señal 1 se apaga el linfocito. La otra forma, es de una manera activa, puede ser que siga señalizando CD28 y TCR, pero en la cola citoplasmática de CTLA-4 hay asociación de moléculas que inhiben la señalización a través de TCR y CD28, estas moléculas son principalmente fosfatasas, lo que hacen es desfosforilar aquellas tirosinas que se están fosforilando y que son necesaria para que se comience la cascada de señalización. Entonces las dos formas en las que actúa CTLA-4 compitiendo por el ligando CD28 y además enviando señales negativas o desfosforilando las tirosinas fosforiladas durante la activación de TCR y de CD28. Otra forma de apagar el sistema es mediante endocitosis y degradación del complejo TCR CD3. Esto lo realiza una enzima que se llama ubiquitín-ligasa (por ejemplo Cbl-b) que marca con ubiquitina. En este caso es una monoubiquitinación, si fuera una poliubiquitibación va a degradación en el proteosoma, pero cuando es una monoubiquitinación es una señal de endocitosis y degradación en lisosomas. Fase de inducción y efectora de la inmunidad mediada por células Cuando se activa el linfocito T, prolifera y se diferencia hacia un linfocito efector. Por lo tanto, después viene una fase efectora de la inmunidad mediada por células. La fase de inducción es cuando se activa el linfocito CD4 o CD8 virgen, prolifera dentro del ganglio, luego salen los linfocitos CD4+ o CD8 a la circulación porque ya están diferenciados, entran a la circulación y van, migran hacia el lugar donde está la célula infectada por virus (linfocito CD8) o al lugar donde están los macrófagos que han fagocitado bacterias. Llegan al lugar de la infección y ahí el linfocito efector se encuentra nuevamente con antígenos, presentados por una célula infectada (linfocito CD8+) o por un macrófago, en el caso de que éste haya fagocitado bacterias. De esa manera el linfocito produce IFN-gamma que activa este macrófago de manera que pueda eliminar las bacterias fagocitadas, o en el caso del linfocito citotóxico elimina directamente a la célula que está infectada. Esta sería la fase efectora. Diferenciación de subtipos de linfocitos T de ayuda Un linfocito T CD4+ se puede diferenciar hacia diferentes tipos de linfocitos efectores. Entonces se puede diferenciar a linfocito TH1, TH2 o TH17, y la diferencia entre estos es el tipo o el perfil de citoquinas que produce cada uno de éstos. Si ese linfocito efector produce principalmente IFN-gamma es un linfocito TH1; si produce principalmente IL-4 o IL-5 es un linfocito TH2. Sin embargo, no son los únicos que hay, también se han descubierto hace unos años esta nueva población que se llaman linfocitos T regulatorios (T reg), que los habíamos visto ya en la tolerancia central, cuando veían en estas células epiteliales del timo o células dendríticas del timo antígenos con mucha afinidad, que una posibilidad era que murieran por apoptosis, pero otra posibilidad era que se convirtieran en linfocitos T regulatorios, que son antígeno específico. Eso también puede ocurrir en la periferia, o sea, estos linfocitos dependiendo de las condiciones en las que son activados y el responsable de esto es una célula dendrítica, de que tipo de señales le entregue ésta al linfocito T, se puede diferenciar hacia un linfocito T reg, su principal producto es TGF-beta o IL-10 que son citoquinas que son inmunosupresoras. Este es un mecanismo de tolerancia periférica. Por último aparece esta nueva población de linfocitos, que aun no se tiene muy clara cual es su función fisiológica, porque se le ha descrito y asociado a procesos inflamatorios principalmente en enfermedades como la esclerosis múltiple o la artritis reumatoidea donde se ha encontrado estos linfocitos TH17, y su principal producto y por ello su nombre, es IL-17. El que se diferencie a los distintos tipos de linfocitos va a depender de las señales que entregue la célula dendrítica. Por ejemplo si esta activación se realiza en un microambiente que sea rico en IL-12 se va a inducir una diferenciación hacia TH1, que produce principalmente IFN-gamma el cual activa macrófagos, entonces el tipo de respuesta que va a producir o dirige va a ser una de tipo celular. Si la activación se realiza en un microambiente donde hay IL-4 se va a diferenciar hacia linfocito TH2, el cual produce IL-4 o IL-5, estas citoquinas que son muy importantes en la diferenciación y activación de linfocitos B, y en el cambio de isotipos de las inmunoglobulinas. Por lo tanto el linfocito TH2 va a dirigir una respuesta del tipo humoral. Los linfocitos T reg son inmunosupresores y los TH17 por lo general hacen procesos inflamatorios, aunque seguramente tienen otro tipo se funcionalidad fisiológica, pero aun no se sabe mucho de ellos, fueron descritos hace mas o menos 5 años. Activación de linfocitos T Propiedades de los subtipos de linfocito T de ayuda Th1 y Th2 Esto un poco ya lo ha dicho antes, el linfocito se activa como célula dendrítica y dependiendo de las condiciones en las que se activó, se diferencia hacia Th1 o Th2. Sus principales propiedades es que Th1, su principal producto es INF- -4, IL-5, IL-13 y algo de IL-10. En la expresión de receptores de citoquinas, el Th1 expresa receptor para IL-12 y IL-18. La acción de receptores de quimioquina también es diferencial, la función principal es llevar a este linfocito hacia distintas zonas. El linfocito Th2 va a favorecer una respuesta humoral, va a prestar ayuda, los linfocitos T tienen que migrar hacia donde están los linfocitos B dentro del ganglio, o sea al folículo. Por eso expresa receptores de quimioquina que lo van guiar hacia el folículo, mientras que el linfocito Th1 tiene que llegar al lugar de la infección, donde están los macrófagos, fuera, a la periferia, donde fagocitaron las bacterias. Por lo tanto, va a expresar otros receptores que los van a guiar hasta otra parte. Lo mismo para estos ligandos de E y P selectina, los van derivar. Isotipo de anticuerpo que estimula, no es 100% que solo los Th2 van a mediar una respuesta humoral. Porque los Th1 también favorecen que se produzca un cambio de isotipo ¿en los linfocitos B? (justo alguien tose y no se escucha) hacia este tipo de inmunoglobulina, al menos en el ratón. Que el IgG2, que favorece, porque estas inmunoglobulinas son las que opsonizan, por lo tanto favorecen una respuesta celular finalmente. Desarrollo de subtipos Th1 y Th2: Ahora, para que el linfocito se diferencie hacia Th1 o Th2, esto se produce porque importa el destino final que elija. Porque IL-2 va a guiar hacia Th1; IL-4 hacia Th2, y lo que producen estas citoquinas es que van activar rutas de señalización y factores de transcripción que hace que este linfocito, si se activa T bet, STAT 1 y se diferencia hacia Th1. En el caso de este otro se activan otros factores de transcripción (GATA 3 y STAT6), gatillado por la intervención de IL-4 va a llevar a la producción de Th2. Participación de IL-12 e INF- Tenemos una célula presentadora de antígeno que puede ser un macrófago, tenemos un linfocito CD4 que está prestando señales a través de ligandos CD40L, además tenemos células NK que producen INF-g, linfocitos Th1 ya diferenciados que también van a producir INF-g, además hay presencia de microorganismos. Todo esto va a hacer que se estimule la producción de IL-12 por parte de esta célula que está presentando antígenos a un linfocito virgen, permitiendo que este linfocito virgen se diferencie hacia Th1 y así Th1 este produzca INF-g que va a su vez a activar a los macrófagos que han fagocitado a la bacteria para permitir que estas bacterias mueran a su interior. Funciones efectoras de los linfocitos Th1: La que hemos visto principalmente es la producción de INF-g y la interacción a través del ligando CD40 con CD40 de macrófagos que han fagocitado las bacterias, que lleva a la activación del macrófago y aumenta, por lo tanto, el que este macrófago pueda eliminar las bacterias fagocitadas. Pero además, yo les mencionaba que el INF-g también puede ayudar a linfocitos B y en presencia de INF-g hace que estos linfocitos produzcan anticuerpos que pueden unir complemento y que son opsonizantes. Por lo tanto, van a cubrir a estas bacterias que son fagocitados con mayor afinidad por los macrófagos, a través de reconocimiento de estos receptores especiales. Entonces, va a favorecer la producción de anticuerpos que son capaces de opsonizar a estas bacterias haciendo que estas sean capaces de ser fagocitadas con mayor eficiencia. Y, además, los linfocitos Th1 producen otras cosas como LT y TNF que activan neutrófilos y la activación de neutrófilos aumenta también la eliminación de microorganismos. Esas son las funciones efectoras de linfocitos Th1, como ven, finalmente son todas respuestas mediadas por células. Funciones efectoras de los linfocitos Th2: Un linfocito Th2, a través de la producción de IL-4, IL-5 y la interacción a través de ligando CD40 con el linfocito B está haciendo que este linfocito B produzca anticuerpos neutralizantes, una respuesta típicamente humoral, puede que se cure de algún tipo de toxina que tiene una partícula viral distintiva que interactúa con sus recetores que se convierte en una función neutralizante, también favorece la producción de IgE, que como ya sabemos se une a receptores FC y en las membranas de las células sedadas que están produciendo proteínas de degranulación y que su principal función es eliminar parásitos, pero en ausencia de parásitos están produciendo alergia. También, la IL- 5 es capaz de activar eosinófilos, que también son muy eficientes en eliminar parásitos. Y, por último, la IL-4 y la IL-13 van a hacer que los macrófagos tengan una activación alternativa de macrófagos, no es que el macrófago sea eficiente para eliminar bacterias fagocitadas, sino que este macrófago a través de IL- 4 y IL-13 va a participar, por ejemplo, en la curación de heridas, en la fibrosis de tejido y en la supresión de la inflamación. Etapas en la lisis de células blanco mediada por linfocitos citotóxico CD8: Primero, el linfocito citotóxico debe reconocer en la célula blanco el antígeno por el cual esta célula es especifica, entonces va a reconocer una célula que está infectada por un virus o una célula tumoral, porque esta célula está presentando sus antígenos virales o tumorales. Entonces, está este reconocimiento a través de todas estas interacciones donde participan el LFA-1 y el ICAM-1, se produce la activación, es decir una activación secundaria, no es un linfocito virgen ya que fue previamente activado en el ganglio linfático por la célula dendrítica a través de esta presentación cruzada. Entonces, este linfocito se está activando por segunda vez y al activarse produce la exocitosis de gránulos, que vamos a ver luego que tienen estos gránulos, se suelta de la célula blanco y la célula blanco muere por efecto de estos gránulos que le lanzó el linfocito citotóxico. Sinapsis inmunológica entre CTL y una célula blanco: Las imágenes quieren mostrarnos que entre un linfocito T citotóxico y las células blanco también se produce esta sinapsis inmunológica. Hay una célula tumoral en el medio y el linfocito T citotóxico. En la microfotografía electrónica casi no se puede diferenciar la separación de una célula con otra, el contacto es súper estrecho. Aquí nuevamente, con mayor aumento, la célula tumoral y el linfocito T citotóxico, se puede ver como esta célula empieza a liberar gránulos. Con inmunofluorescencia se puede ver el contenido de los gránulos que son liberados justo en el sitio de contacto. Mecanismos de muerte celular inducida por CTL: Hay dos mecanismos, el primero con gránulos que son secretados por esta célula y estos gránulos contienen principalmente granzima y perforina. Esos gránulos entonces, son liberados por el linfocito T citotóxico y estos complejos son endocitados por la célula blanco y la granzima entra al citoplasma a través de mecanismos que son dependientes de perforina y al entrar así, la granzima lo que hace es gatillar mecanismos o rutas de apoptosis intracelular, que es dependiente de la mitocondria, una ruta intrínseca de apoptosis. Y, además, el linfocito T citotóxico expresa en su membrana ligandos Fas que son conocidos como FasL. FasL se une a Fas, Fas es un receptor que está presente en muchas células y es un receptor que al reconocer su ligando, en este caso FasL en la membrana del linfocito T citotóxico, gatilla muerte celular, pero por una ruta extrínseca. Entonces vemos que se gatilla apoptosis intracelularmente y extracelularmente, a través de granzima o de ligando Fas. ¿La apoptosis intracelularmente es mediada por caspasas? Son rutas distintas que convergen finalmente en la caspasa 3, pero una es dependiente de caspasa 8 y otra de 9, no me acuerdo bien, pero lo importante es que la intrínseca es dependiente de mitocondrias, que sale el citocromo C de la mitocondria. Pero, finalmente, lo importante es que ambas rutas es lo que llevan a la muerte celular, entonces, el linfocito T citotóxico se asegura por dos vías que la célula blanco muera para así evitar que el virus se siga reproduciendo. Activación de linfocitos B: Antígenos timo independientes (TI) y timo dependientes (TD): Vamos a ver que hay varios tipos de activación de linfocitos B que son comunes, que se parece muchísimo a todo el proceso de señales al interior del linfocito, son muy parecidas y el producto final de la activación, actúan exactamente los mismos factores de transcripción, solo que lo que se produce es distinto. Esto es un linfocito B y un linfocito T que le presta ayuda a este linfocito B. Vamos a ver que es muy importante la ayuda de los linfocitos B en la producción de anticuerpos, sin embargo no todos los anticuerpos producidos vienen de la ayuda de linfocitos T y eso depende del antígeno. Los linfocitos T solo son capaces de reconocer antígenos proteicos, pero hay anticuerpos contra algunas moléculas que no son necesariamente proteínas, hay contra DNA y otras cosas, y estos antígenos que no son reconocidos por linfocitos B generan respuestas o producen lo que se llaman antígenos que son timo independientes, porque no requieren de la ayuda de linfocitos T, pero para poder ser antígenos timo independientes tiene que tener algunas características que logren activar al linfocito B. Los antígenos proteicos que reciben la ayuda de un linfocito T se llaman antígenos timo dependientes, porque requieren del linfocito T. Ahora, el linfocito B, para activarse al igual que un linfocito T, requiere de dos señales. No es tan importante es que estas dos señales sean tan simultáneas o, en el caso del linfocito B, vamos a ver que el linfocito T requería que la activación fuera de manera simultánea, lo que puede recibir una señal o puede que temporalmente la segunda señal, pero requiere las dos señales y generalmente la señal dos en los antígenos timo dependientes proviene del linfocito T de ayuda. Por ejemplo, la producción de una citoquina o principalmente la interacción entre ligando CD40 y CD40. Entonces, reconocimiento de antígeno por una parte, va a generar una señal uno a través del BCR, está reconociendo antígenos, señal uno. Y la señal dos es la ayuda que está recibiendo el linfocito T de ayuda a través de la acción mediada por CD40 que reconoce el ligando CD40, esto es el caso de los antígenos timo dependientes. Ahora cuando un linfocito B reconoce un antígeno timo dependiente, por lo tanto necesita la ayuda de un linfocito T, va a ocurrir una serie de fenómenos que no le ocurren a un linfocito que reconoce a un antígeno timo independiente. Pero, se requieren dos señales, por lo tanto, un antígeno, para que pueda funcionar con antígeno timo independiente requiere tener por ejemplo, dentro la misma molécula, cosas que sean reconocidas por el BCR y otras regiones que sean reconocidas por otro receptor que sea capaz de gatillar esta señal dos. Generalmente los antígenos timo independientes son moléculas que son poliméricas, contiene un azúcar muy grande o DNA, que tiene varias unidades que se repiten varias veces. Propiedades de antígenos timo dependientes y timo independientes: Ahora, además, los antígenos timo independientes se pueden subdividir en dos tipos: tipo 1 y tipo 2. Los tipo 1, por ejemplo, son componentes de pared celular bacteriana, por ejemplo el LPS. Y los de tipo 2, son antígenos que pueden ser proteínas poliméricas o polisacáridos capsulares. Los antígenos timo dependientes necesariamente son proteínas solubles, eso es lo que está reconociendo el linfocito tipo B. Ahora, en cuanto a la respuesta humoral, en la respuesta humoral ocurren varias cosas, se produce el fenómeno de cambio de isotipo, que era el pasar de IgM a IgG o a IgE o IgA, este cambio de isotipo ocurre solo para los antígenos timo dependientes, un poquito, muy limitado para estos antígenos tipo 2 timo independientes. Maduración de afinidad: tiene que ver con mutaciones puntuales que se producen en la región variable de la inmunoglobulina que la hace más afín, con mayor afinidad por el antígeno que reconoce, no cambia la especificidad, sigue reconociendo al mismo antígeno, pero con mayor afinidad, este proceso de maduración de afinidad también requiere de la ayuda de linfocitos T, por lo tanto, solo ocurre para los antígenos que son timo dependientes. Después está la memoria inmunológica, significa que se generaron linfocitos B de memoria y esto ocurre nuevamente sólo cuando se tiene la ayuda del linfocito T, es decir, para los antígenos timo dependientes. Y por último, activación policlonal: clones distintos con distintas especificidades, no ocurre para los antígenos timo dependientes, porque solo activa al linfocito que reconoce específicamente a ese antígeno. Y tampoco ocurre para los timo independientes tipo 2, pero si ocurre para el LPS (tipo 1), son capaces de activar varios clones de manera de producir una respuesta policlonal. Linfocitos que responden a antígenos TD y TI: Células B convencionales (B2, Células B1 (timo independientes) timo dependientes) 98% Sitio de ubicación Órganos linfoide secundario Cavidades peritoneal y pleura, para encontrarse con bacterias Fuente de nuevas células B Precursores en médula ósea, Autorrenovación por preexistentes durante toda la vida (originadas en etapa fetal, en el hígado; no genera nuevas especificidades; receptor tiene menos variabilidad) Diversidad de Región variable Altamente variable Variabilidad muy restringida Hipermutación somática (fenómeno Si No de maduración de afinidad) Requerimiento de células Tayuda Si No Isotipos Altos niveles de IgG Altos niveles de IgM Respuesta a antígeno carbohidratos Posible, cuando está asociado Definitivamente responden a a proteína carbohidratos Respuesta a antígeno proteína Definitivamente Posiblemente Memoria Si Muy poco o nada (porque no recibe ayuda de los T) Presencia de IgD (linfocito maduro Presente en B vírgenes, Poco o nada, solo IgM que sale de la medula ósea) presenta simultáneamente IgD y IgM Lo anterior era todo lo que iba a referir de la respuesta timo independiente, el resto de la clase se refiere a la respuesta timo dependiente y que ocurre dentro de un órgano linfoide secundario. Etapas de la respuesta inmune humoral: Al igual que el linfocito T, hay distintas etapas en esta respuesta. La primera etapa es, necesariamente, el reconocimiento del antígeno. Pero aquí el antígeno no es presentado por células, sino que reconoce el antígeno solublemente. Además, va a recibir ayuda de linfocitos T de ayuda u otros estímulos, vamos a ver después cuales pueden ser estos otros estímulos, esto es la señal uno y la señal dos. Esto va a activar al linfocito B, se va a producir expansión clonal, igual que los linfocitos T, y se va a producir proliferación y diferenciación, ahora va a ser una célula efectora, las células efectoras son células plasmáticas que van a producir secreción de anticuerpos, pero estos linfocitos antes de diferenciarse en células plasmáticas, pueden sufrir cambio de isotipo. Entonces, en vez de expresar IgM, ahora van a expresar IgG, y cuando se convierta en células plasmáticas, van a secretar IgG en vez de IgM. También se puede producir este otro fenómeno que es maduración de afinidad, que es la generación de inmunoglobulinas que tienen una mucha mayor afinidad por el antígeno, por el mismo antígeno, no por otro. Y, por último, está la generación de linfocitos B de memoria. Respuesta inmune humoral primaria y secundaria: Esto lo vimos en la primera clase, la respuesta inmune humoral primaria y secundaria. Ahora vamos a verla agregándole algunos elementos que ya sabemos. Como por ejemplo, respuesta primaria, aparte de estos aumentos de producción de anticuerpos días después de la exposición del antígeno. Respuesta primaria, hay una cantidad de antígeno producido menor que la respuesta secundaria, además, la producción de anticuerpos en la primaria es IgM y en la secundaria principalmente IgM. Fenómenos que se parecen en ambas respuestas, es la generación de células plasmáticas de larga vida que se van a alojar en la médula ósea y que desde ahí van a producir anticuerpos que estar años. Si ustedes tuvieron alguna infección cuando eran niños, y les toman una muestra de sangre ahora que somos adultos, por ejemplo la rubeola en las mujeres, después, cuando una se embaraza, de las pruebas que a una le hacen es ver la presencia de anticuerpos contra la rubeola, para asegurarse que una tuvo rubeola, sino, tengan mucha precaución de no contagiarse de rubeola durante el embarazo porque puede producir la ceguera del feto. Pero esos eran anticuerpos que se generaron cuando una era niña, y lo importante es la generación de estas células plasmáticas de larga vida y también la generación de linfocitos B de memoria, que frente a un nuevo encuentro con el antígeno, van a poder producir una respuesta secundaria, que es mucho más eficiente eliminando los antígenos. Algunas comparaciones: Respuesta primaria Respuesta secundaria Tiempo lag, lo que se demora 5 a 10 días 1 a 3 días en empezar la respuesta inmune Peak de la respuesta Pequeña Grande Isotipo de anticuerpo Mas IgM que IgG Aumento de IgG, y bajo algunas condiciones, producción de IgA y IgE, dependiendo del antígeno o la localización donde se activaron Afinidad del anticuerpo Afinidad media o baja Mucho mayor, por fenómeno de maduración de afinidad Inducido por Todos los inmunógenos Solo para antígenos proteicos Inmunización requerida Se requieren altas dosis de Dosis más bajas de antígeno, no es antígeno, porque tiene que necesaria la presencia de despertar la respuesta adjuvantes, porque ya hay linfocitos primaria y requiere adjuvantes de memoria. (activador de la respuesta inmune, señales de peligro). Complejo receptor del linfocito B (BCR): Esto ya lo habíamos visto, está la inmunoglobulina de membrana, y esta, al igual que el ¿TCR?, puede transducir señales al interior del linfocito, está asociado a otras moléculas, que aquí, el equivalente seria el CDT, que en el caso del linfocito B seria el Ig-a y el Ig-b. Y adivinen que tienen es su cola estas moléculas Ig-a e Ig-b, una secuencia ITAM, por lo tanto, va un punto en la activación exactamente igual que los linfocitos T. Tenemos esta secuencia ITAM, aquí hay participación de otras quinasas de la familia SRC, como Lyn, Fyn y Blk. Y estas quinasas, lo que hacen, es activar estas secuencias ITAM en la cola citoplasmática de Ig-a e Ig-b y ahora las tirosina fosforilasa socia es Syk. Syk también va a poder fosforilar y activar a fosfolipasa C o activar a más quinasas, aumentando el ácido diacilglicerol (DAG), activar el calcio, activar PKC, aumenta enzimas dependientes de calcio, como la calcineurina, activa a ERK que lleva finalmente a la activación de la misma familia de factores de trascripción que se activaban en los linfocitos T: NFAT, NF-kB y AP-1. Como ven, las rutas de señalización son exactamente las mismas. Aquí vean la diapositiva: trasducción de señales generadas por BCR, porque así se entiende bien, con el dibujo. Participación del complemento en la activación de linfocitos B: Esta es otra de las señales 2, está la vía del linfocito T y había otras vías de ayuda, está este receptor de complemento. Los microorganismos, por ejemplo una bacteria, va a gatillar una respuesta inmune humoral. Dentro la respuesta inmune innata se activa el complemento y el complemento producía una serie de fragmentos y uno de esos fragmentos opsonizaba la membrana de la bacteria. También había un fragmento C3d, y ese fragmento de complemento es reconocido por este receptor de complemento que está en la membrana de los linfocitos B, que es un complejo formado por tres proteínas CR2, CD19, CD81, mejor conozcámoslo como receptor de complemento. Este receptor va a reconocer en la misma bacteria o partícula viral y va a gatillar, a través de la asociación de Ig-a e Ig-b y al mismo tiempo ese mismo antígeno que está siendo reconocido porque está cubierto por este fragmento de complemento para este receptor de complemento. El receptor de complemento es muy parecido a PI-3 kinasa y se parece al receptor que tiene el linfocito T Cd28, es algo equivalente. Entonces, tenemos señal 1 y señal 2, y esto lleva a la activación del linfocito B. Respuestas funcionales inducidas por el entrecruzamiento del BCR mediada por antígeno: Tenemos el linfocito B virgen y antígeno. El antígeno, para activar la señal 2, no sirve que tenga un epitopo nomás tiene que tener varios epitopos porque se tiene que producir entrecruzamientos de varios receptores y la membrana, para que se pueda gatillar la señal, a eso se refiere el entrecruzamiento del BCR. Entonces, tenemos la primera etapa, el antígeno se une y produce el entrecruzamiento de la Ig de la membrana, se asocian en una región pequeña de la membrana varias de estas moléculas de receptor. Eso va a llegar a la activación de los linfocitos B; esta sola señal va a llevar a un aumento en la sobrevivencia de los linfocitos B y también puede llevar a la proliferación. Va a lleva a que este linfocito B aumente la expresión de B7-1 y B7-2, para interactuar mejor con CD28, es decir con el linfocito T, por lo tanto, va a favorecer la interacción con el linfocito T. Esto es muy importante, que aumente sobrevivencia de este linfocito porque se acuerdan cuando les hablé de la mutación de linfocito B, les dije que los linfocitos B, si no encontraban antígeno después de más o menos una semana que salían de la médula ósea, se mueren. Entonces, cuando encuentran antígeno, esta señal les da una señal de sobrevivencia. Además, aumenta la expresión de receptores para citoquinas, por ejemplo para IL-2, IL-4. ¿Por qué necesita aumentar la expresión de receptores para citoquinas? Para poder proliferar y responder a las señales que le van a enviar o le va a entregar el linfocito T, que es a través de citoquinas, y para poder responder a estas citoquinas tiene que tener los receptores para esas citoquinas. Además, aumenta la expresión de este receptor, que se llama CCR7, un receptor de quimioquina que va a favorecer que migre desde el folículo hacia el área de linfocitos T, porque yo les dije que cuando vimos los órganos linfoides secundarios que habían unas zonas muy definidas para cada tipo de linfocito. Si están separados físicamente, ¿cómo pueden interactuar? Porque pueden migrar, y pueden migrar porque presentan estos receptores de quimioquinas y pueden guiar y migrar hacia donde están los linfocitos T. Eventos tempranos y tardíos en la respuesta inmune humoral a antígenos dependientes de linfocitos T: Tenemos ganglios linfáticos, pero hay que activar primero y migrar linfocitos T y B, tenemos linfocito T que se activó por una célula presentadora de antígenos, una célula dendrítica, en la zona T; y, por otro lado, linfocitos B que también se activaron y hizo que aumentara la expresión de CRR7, entonces va a migrar hacia donde están los linfocitos T, y el linfocito T también va a migrar hacia el folículo. Entonces, en el límite del folículo se van a encontrar los linfocitos T y B, y pueden interactuar, y, por ejemplo, el linfocito B puede inducir cambios en el isotipo, puede diferenciarse hacia ser un una célula plasmática; esos son eventos tempranos. Una vez que ha ocurrido esta interacción entre el T y el B, el linfocito B vuelve a entrar al folículo a lo que se llama el centro germinal, allí se produce la reacción del centro germinal y se producen todos estos fenómenos que fueron dependientes de esta interacción, por ejemplo, maduración de afinidad o que se produzcan estas células plasmáticas de larga vida, o que se produzcan más cambios de isotipo, o que se produzcan linfocitos B de memoria. Todos estos fenómenos ocurren aquí, en el centro germinal, estos son eventos tardíos. Migración e interacción de linfocitos B y linfocitos T de ayuda: Está ampliado en la región de un ganglio linfático, tenemos por un lado el linfocito T con un antígeno, se activó, al menos tuvo la señal uno, migra hacia esta zona (zona T). Por otra parte, tenemos al antígeno, tenemos a la célula dendrítica que fagocita al antígeno, la célula dendrítica le muestra el antígeno al linfocito T de ayuda y este se convierte en un linfocito efector que ahora migra hacia el límite del folículo donde se encuentra con el linfocito B. Estos son los experimentos que muestran visualmente como se ve esta migración, en que se hacen dos experimentos. Linfocito T, antígeno específico en la zona T, que se expanden y migran hacia el borde del folículo de azul. Los linfocitos B están teñidos de café. Los T se ven que son poquitos, luego aumentaron y migran. Esto va ocurriendo luego de la inmunización, desde el día 0 al 3. Hay un aumento del día 2 después de la inmunización y se puede ver que el linfocito T específico y el linfocito B entran en contacto en el borde del folículo. Presentación de antígeno por parte de linfocitos B a linfocitos T de ayuda activados: Esto es muy importante, porque el linfocito para recibir ayuda del linfocito T, no recibe cualquier linfocito B ayuda de cualquier linfocito T, sino que va a recibir ayuda del linfocito T que está reconociendo el mismo antígeno que lo activó en la superficie del linfocito B, presentado vía molécula de MHC. Entonces tenemos el linfocito B que reconoce el antígeno a través de sus receptores, pero también induce la endocitosis mediada por receptor, el linfocito B procesa al antígeno, igual que una célula dendrítica, o sea, no exactamente igual, porque no hace presentación cruzada, pero, procesa al antígeno y lo muestra finalmente en la superficie en una molécula MHC clase 2, entonces de esa manera, el linfocito T sabe con qué linfocito B debe interactuar. Aquel linfocito B que le muestre el antígeno que lo activó por la célula dendrítica en la zona T y solo ese linfocito va a servir de ayuda al linfocito T de ayuda. Colaboración entre linfocito T y B y el efecto carrier-hapteno: No necesariamente, el linfocito B y el T están viendo lo mismo, están viendo parte de una misma molécula, pero están viendo partes distintas, esto es lo que se llama el efecto carrier-hapteno. Tenemos un linfocito T activado y un linfocito B activado. El linfocito B está reconociendo esos epitopos dentro de esta gran proteína. Y dentro de la gran proteína hay un epitopo lineal más pequeñito que es lo que reconoce el linfocito T. Entones, este linfocito B reconoce esta región, lo fagocita, lo procesa y de los mismo péptidos va a resultar este otro péptido que es el que reconoce el linfocito T de ayuda. Mecanismos de activación de linfocitos B mediada por linfocitos T: Esto es un poco repaso, tenemos el linfocito T y la célula dendrítica, el linfocito T se activa mediante las señales 1 y 2. El linfocito T produce citoquinas y expresa en ligando CD40, después que ha sido activado y eso va a permitir que ahora el linfocito B al tanto del mismo antígeno, pueda recibir ayuda a través de esta interacción, ligando CD40/ CD40 y también de las señales que provienen de los receptores de citoquinas, que aumentó también su expresión cuando se activó con el antígeno. De esa manera ahora, el linfocito B puede proliferar, diferenciarse, cambiar de isotipo, producción de células plasmáticas de larga vida, producción de células de memoria. Reacciones del centro germinal en respuestas humorales dependientes de linfocitos T: Una vez que ha habido esta interacción con el linfocito T, el linfocito B vuelve al folículo donde se genera lo que se llama el centro germinal y una serie de reacciones. Lo que se muestra aquí, el linfocito T interactúa con el linfocito B, y el B vuelve y lo primero que hace es proliferar y esa proliferación forma lo que se conoce como la zona oscura del centro germinal, se puede ver en la tinción de H&E, donde se distingue la zona oscura y la zona clara, vamos a ver luego que en la clara. Entonces, durante esta interacción se activa el linfocito B, migra hacia el centro germinal, prolifera. Aquí, en la proliferación, se produce la mutación somática, una hipermutación en las regiones variables de la cadena de inmunoglobulinas, lo que lleva a la maduración de afinidad. Pero al producirse mutaciones somáticas en las regiones variables puede ocurrir ahora que ese linfocito reconozca con mayor afinidad a un antígeno, pero también puede ocurrir lo contrario, que deje de reconocer al antígeno, depende de donde se produzca la mutación, si era importante para reconocer el epitopo o no. Esta mutación ocurre al azar. Después, por esto mismo, debe ocurrir un proceso de selección, que es distinta a la selección que ocurrió en la médula ósea. En esta selección participan las células dendríticas foliculares, que son distintas a las células dendríticas que les presentan antígenos a los linfocitos T. La inmunofluorescencia que se muestra en la imagen se ve la zona clara y la zona oscura, la oscura está teñida con un marcador para células activas en proliferación, se ve rojo. La zona clara se marca con un marcador bien específico para células dendríticas foliculares. Por lo tanto, en la zona clara lo que más hay son células dendríticas foliculares, encargadas de este proceso de selección. Aquí, los linfocitos que sigan reconociendo el antígeno con igual o mayor afinidad reciben señales de sobrevivencia y salen como linfocito B de memoria o como células plasmáticas; los que dejan de reconocer al antígeno mueren por apoptosis. Cambio de isotipo de la cadena pesada de inmunoglobulina: El cambio se isotipo se produce por un cambio en la cadena pesada de la inmunoglobulina, no cambia el reconocimiento antigénico, la especificidad por el antígeno sigue siendo exactamente la misma, aquí lo que cambia es la región constante, pero exclusivamente las cadenas pesadas. Dependiendo del tipo de citoquina que le entregue el linfocito T al linfocito B es el tipo de cambio de isotipo que se va a generar. Si es INF-g (Th1) se va a favorecer que se cambie hacia IgG, favorecen la fagocitosis dependiente de receptores y respuesta de activación de complemento, además la inmunidad natal. Si es IL-4, cambia hacia IgE, contra parásitos e hipersensibilidad inmediata; si es TGF-b, se cambia hacia IgA, donde va a favorecer la inmunidad de la mucosa. Mecanismo molecular del cambio de isotipo de la cadena pesada: El cambio de isotipo se produce como los génicos, parecido o similar a lo que ocurre en la mutación variable de la región constante. Por lo tanto, no es reversible, si se cambio a IgG, ya no se puede volver a IgM, porque se pierde el DNA mediador. Acá no se toca el alelo VDJ de la cadena pesada, continua exactamente igual. Pero si se reciben señales desde el linfocito T, como ligando CD40 o citoquinas. La región contante tiene como varias cajitas (ver diapo), como la mu, que cuando se transcribe da origen a IgM. Podemos tener IgE e IgM de forma simultánea. Pero más lejano, rio arriba, se encuentran segmentos génicos que codifican para Cgamma, por lo tanto va a generar una IgG o Cepsilon, generando una IgE. Lo que se ve acá, lo que se pierde son los segmentos génicos para las otras, y VDJ activa al lado de la región constante que está presente. Entonces cuando esto se transcribe a mensajero, lo que tenemos es un cambio de isotipo, por ejemplo de IgM a IgG. Mecanismo por el cual AID y la transcripción colaboran para generar cortes de doble hebra en las regiones de cambio de isotipo: Esta enzima, lo que hace es activarse por señales que recibe del linfocito T y se va a producir por CD40 y citoquinas. Activan al AID y lo que hace en células que están en transcripción de genes de inmunoglobulinas. En esas regiones donde hay trascripción, momentáneamente se produce un dímero entre DNA y RNA, queda una región de DNA que no está pareado, entonces en estas regiones se puede meter esta enzima y producir la desaminación de la citosina, una cambio a uracilo y después por esta enzima se eliminan los uracilos y eso produce cortes de una hebra que finalmente se pueden dar en la otra hebra de DNA cuando se suelta el RNA, produciendo finalmente los cortes. De esa manera, participando estas AID se producen estos cortes en el DNA, pero esto se induce exclusivamente cuando ha recibido ayuda de los linfocitos T. Mutaciones somáticas en las regiones variables de los genes de inmunoglobulina: Más conocido como maduración de afinidad. Son mutaciones que ocurren completamente al azar, pero ocurren principalmente en las regiones variables de los genes de Inmunoglobulinas, en las cadenas pesadas y livianas de las inmunoglobulinas. En la imagen se ven las cadenas livianas y pesadas, se ven los CDR1, CDR2 y CDR3, son regiones hipervariables dentro de las variables. La mayoría de las mutaciones caen dentro de estas zonas, son mutaciones al azar y puntuales. ¿Por qué ocurren exclusivamente ahí? La estructura del DNA de esa zona, hay regiones hot spots o puntos calientes que son más susceptibles a sufrir mutaciones, ocurre durante la proliferación en el centro germinal, va aumentando en cada inmunización. Ustedes ven que en la inmunización primaria hay poquitas mutaciones, después en el día 14 pueden haber más mutaciones, pero en la secundaria y terciaria se van a cumulando muchas más mutaciones. Kd es la constante de disociación, y eso significa que mientras más chica, mayor es la afinidad que tienen estas regiones por su antígeno. Se ve cómo va disminuyendo desde 3,6 hasta 0,03. Pero así como pueden aumentar la afinidad, también la pueden disminuir para eso está el proceso de selección. Proceso de selección de linfocitos B en centros germinales: Tenemos en antígeno, el linfocito B virgen, se induce con AID y la migración al centro germinal, se produce mutación somática en la región variable de la inmunoglobulina, entonces se producen linfocitos B con distintos grados de afinidad por este antígeno, este antígeno es presentado en la superficie de la célula dendrítica folicular, pero no es presentado por MHC. Estas células presentan el antígeno completo en su superficie, que es lo que ve el linfocito B. solo los linfocitos B que después de esta mutación somática sean capaces de reconocer el antígeno son seleccionadas y reciben señales de sobrevivencia y se convierte en un linfocito B de alta afinidad, los otros mueren por apoptosis. Células dendríticas foliculares: Son microscopias de barrido, lo más notable son las prolongaciones, las dendritas gigantes que forman una verdadera malla en esta región del centro germinal, la zona clara. En estas células, el antígeno se muestra, se presenta al linfocito B, de manera completa. En estas dendritas hay receptores para complemento y hay receptores para ¿F6?, el antígeno, lo más probable es que va a estar cubierto de anticuerpos que reconocieron al antígeno y va a estar cubierto por fragmentos de complemento, así como el mismo que activaba a través del receptor de complemento al linfocito B. Entonces, esta célula dendrítica a través de este receptor de ¿F6? Y los receptores de complemento van a pegar al antígeno a su superficie y eso es lo que ve el linfocito B. En las fotos se ven células dendríticas con antígeno y las pelotas que forman se llaman icosomas. Producción de cadenas u de membrana y secretadas en linfocitos B: Otra cosa que le ocurre a la inmunoglobulina cuando pasamos de linfocito B a célula plasmática es que detener toda la inmunoglobulina en la membrana, el linfocito empieza a secretar inmunoglobulina y ahí no cambia la especificidad de la inmunoglobulina, es exactamente la misma. Lo único que cambia es esta región de la región constante de la cadena pesada, que deja de tener el segmento transmembrana y por lo tanto ya no se une a la membrana y puede ser secretada. Se produce ese fenómeno por splicing alternativo, igual que cuando producíamos en forma simultánea IgM e IgB en linfocitos B vírgenes maduros. El cambio de inmunoglobulina de membrana a secretada se produce por splicing alternativo, en que vemos dos sitios de poliadenilación, uno que contiene segmentos transmembrana, se reconoce este sitio y se transcribe esto, y se produce splicing alternativo con segmento transmembrana y tengo una IgG adherida, pero una vez que se produce la diferenciación hacia células plasmática, el splicing se va a dar preferencialmente hacia el sitio de transmembrana, que se pierde, y ahora tenemos una IgG o IgM que es secretada. Funciones efectoras de los anticuerpos:2123 Las funciones efectoras de los linfocitos B son producir inmunoglobulinas, que es el mecanismo efector. Los mecanismos efectores de los anticuerpos, tenemos uno de neutralización de microorganismos y toxinas. Por ejemplo, tenemos una toxina o una partícula viral que está cubierta por inmunoglobulinas, no puede interactuar con el receptor que necesita el virus para entrar en el linfocito T, que por ejemplo necesita reconocer el CD4, pero si está cubierto por inmunoglobulinas se impide por impedimento estérico la acción de la superficie viral con este receptor. Lo mismo para toxinas. Otra función de los anticuerpos es la opsonización que va a impulsar la fagocitosis de microorganismos. Al estar estos cubiertos de anticuerpos, son reconocidos a través de receptores de FC de las células fagocíticas que los hacen más eficientes en su fagocitosis. También median lo que se llama la citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos, esto se refiere a células infectadas que tienen en su superficie un antígeno reconocido por anticuerpos al estar también cubierto de anticuerpos que son reconocidos por receptores FC en las células Natural Killer que funcionan como receptores activadores de las NK produciendo ahora la muerte de esta célula. Principalmente las IgM, lo que hacen es activar el complemento que lleva a la lisis de microorganismos porque produce este poro en la membrana o produce la fagocitosis de microorganismos opsonizados por el complemento. Entonces, tenemos opsonizacion por los anticuerpos o por el complemento. Tenemos también que fragmentos del complemento median procesos inflamatorios. Inhibición de linfocitos B por receptores Fc: Así como los linfocitos T tiene mecanismos de apagado, los linfocitos B también lo tienen. Una vez que todas las bacterias o todas las partículas virales fueron cubiertas de anticuerpos, no necesitamos producir más anticuerpos. Esto funciona también a través de un receptor de Fc que está presente en la membrana del linfocito B. Tenemos a una bacteria o virus que está cubierto de anticuerpos, este antígeno va a ser reconocido por el receptor que va a mandar señales de activación, pero al mismo tiempo, como está cubierto de inmunoglobulina, esta está reconociendo al antígeno, pero por otra parte, como está presente este receptor Fc, inhibitorio en este caso, en la superficie del linfocito B. El linfocito B reconoce al fragmento Fc de esta inmunoglobulina que está pegada al antígeno y este fragmento Fc tiene una secuencia ITIM asocia fosfatasas e inhibe o bloquea la activación. CLASE 7 Tolerancia Sistema inmune: capaz de eliminar agentes infecciosos (virus, bacterias; tumores); que se parecen a complementos propios. Estos patógenos tienen la capacidad de imitar a través de mimetismo molecular (imitan a componentes propios). Tumores: modificaciones de células sanas-> células potencialmente malignas. El sistema inmune debe ser capaz de reconocer todo esto como extraño sin causar daño en tejidos propios (tejido mismo de la infección u otro tejido en la vecindad de donde ocurra el proceso infeccioso o cáncer). Equilibrio entre respuesta a agentes que son potencialmente dañinos; sin un daño a tejidos sanos. Equilibrio inmunológico. -Respuesta favorable: inmunidad. Protege de infecciones y tumores. -Respuesta dañina: puede causar muerte o daño del tejido; falas funcionales). Se dan en la misma célula; mismo anticuerpo, misma molécula. Inmunidad: respuesta fisiológica antígeno-específica mediada por receptores de células del sistema inmune. Tolerancia: ausencia de respuesta inmune (también de manera antígeno-específica). No es inmunosupresión o inmunodeficiencia. Puede haber varias razones por las cuales no ocurre tolerancia ( por ejemplo autoantígenos (moléculas propias, como la flora normal): -no hay receptores para antígeno -células que reconocen a ese antígeno: inactivadas. Inmunidad y tolerancia son procesos activos. Cuando falla la tolerancia: autoinmunidad: mecanismo inmunológico que provoca la destrucción de tejido sano; muerte del individuo si no hay tratamiento para prevenir daño. Tolerancia: diferentes mecanismos: Activa la tolerancia: deleción Anergia Tolerancia periférica Si la tolerancia falla: fenómenos como la alergia (hipersensibilidad). Ej : litre: respuesta exacerbada en algunos individuos, mediada principalmente por linfocitos T. Enfermedades autoinmunes; división en dos grupos Órgano específicas: -Diabetes tipo I (insulinodependiente): blanco, células β del páncreas (islotes de Langerhans, que producen insulina). Respuesta mediada principalmente por linfocitos T; similar a lo que ocurre con el litre (en el ámbito molecular), citoquinas desencadenan una respuesta inmune. -Tiroiditis de Hashimoto: antígenos de la tiroides son reconocidos como blanco del sistema inmune, daño provocado principalmente por anticuerpos. Glándula funcional, tejido dañado. El antígeno más común es la tiroglobulina (coloide proteico, que al unirse a yodo forman las hormonas tiroideas). Reemplazo hormonal. Sistémicas Reacciones inflamatorias pueden causar cáncer. Correlación entre personas que sufren tirioditis y posterior cáncer. Memoria, respuesta inflamatoria: puede producir cáncer; puede ser que algunos mediadores proinflamatorios sean prodiferenciación, células inflamatorias: para controlar la infección secretan sustancias tóxicas –dañinas- como radicales libres (inflamatorios radicalarios) que pueden causar mutaciones; daño a nivel del DNA. Inflamación: puede ser mutagénica; daños a la red de control del ciclo celular. -Úlceras gástricas: también se puede desarrollar cáncer gástrico. Inflamación mucosa: respuesta inmune-> daño en tejido, en muchos casos cáncer; mutaciones en genes claves para el control del ciclo celular. -Diabetes tipo I: anticuerpos de linfocitos T solo reconocen a las células β del páncreas (páncreas autoinmune); ignora el resto de los tipos celulares. Se pierde la tolerancia a ciertos antígenos. Respuesta inmune adaptativa antígeno especifica. En este caso, el antígeno especifico son las células β del páncreas; destrucción, baja la actividad endocrina. A veces se detecta la enfermedad metabólica; pero el origen es inflamatorio. No existe tratamiento para la diabetes tipo I. -Miastenia gravis: Blanco (antígeno): receptor de acetilcolina en la placa neuromuscular. Los anticuerpos reconocen el receptor de acetilcolina, el receptor deja de responder a la acetilcolina. Interacción provoca que el receptor se internalice y degrade. Baja la cantidad de receptor en la superficie del músculo-> parálisis Terapia: bloquear acetilcolinesterasa (que degrada acetilcolina): al inhibir la actividad acetilcolinesterasa, aumenta la vida media de la acetilcolina; pero la enfermedad en el fondo, no se trata. Lupus: Son muchos antígenos reconocidos. Típicamente son complejos DNA-proteína. Acumulación o agregados de anticuerpos que reconocen DNA con proteína nuclear; los agregados se depositan en algunos tejidos, como la piel, riñón. Se produce erosión, daño, inflamación producto de la acumulación de estos complejos cuerpo-antígeno propio del tejido. Inflamación, daño. Posible falla renal. Esclerosis múltiple: blanco: sistema nervioso central; vaina de mielina; enfermedad desmielinizante. Producto de la inflamación, inflamación de nervios; por ejemplo el óptico; pérdida sensorial. Pérdida de la función de la barrera hemato-encefálica (aun no se entiende el porque); las células del sistema inmune la atraviesan; acceden al sistema nervioso, reconocen específicamente proteínas, lípidos presentes en la vaina de mielina; destruyen también a las células que producen la vaina de mielina. El impulso nervioso disminuye su eficiencia. Enfermedades autoinmunes: Artritis: Blanco: articulaciones; muchos antígenos pueden ser reconocidos por las célula so anticuerpos del sistema inmune; destrucción del cartílago, deformación de la articulación. Daño funcional. En estos casos de enfermedad autoinmune aun no existen terapias específicas, sino terapias antígeno inespecíficas (generales); bajando la respuesta inmune disminuye la infalamación. Esclerosis múltiple: anticuerpo impide la entrada de células del sistema inmune al sistema nervioso central. Si este anticuerpo es inmunizado bloquea la entrada de estas células. Los pacientes que reciben este tratamiento tienen un aumento significativo de la susceptibilidad a desarrollar infecciones virales (sistema nervioso central). Terapias. Contrarias a una inmunidad o a una tolerancia; antígeno especificas o de inmunosupresión. Pérdida de permeabilidad de la barrera hemato-encefálica serían eventos de inflamación (causa) pero son varios eventos. Es normal tener antígenos contra la mielina. Activación linfocitos T: (antígeno= complejo: péptido –MHC ) + coactivación. La célula se activa ante el reconocimiento de una señal de peligro (bacteriana o viral). Para que haya inmunidad mediada por linfocitos T es necesario que haya sinapsis ente LT y Célula presentadora de antígenos; también hay muchas moléculas coestimuladoras-> segunda señal para la activación de LT. La presencia de estas moléculas coestimulatorias requiere que la célula presentadora de antígenos haya censado un potencial daño codificado en componentes bacterianos. Célula presentadora de antígenos captura el antígeno (bacteriano) le presenta la molécula al CD4 (LTh): inicio de respuesta inmune adaptativa (mediada por células o por anticuerpos. CD4 puede simultáneamente ayudar a CD8 (que reconoce otro epitopo, otra región del mismo antígeno) o a un LB (que produce anticuerpos que reconocen un epitopo en el mismo antígeno). Tolerancia o inmunidad: linfocitos tienen que ser tolerizados por celulas presentadoras de antígenos. LB, CD8, no reciben ayuda de LT autoreactivos. Para que se active un LB (y secrete autoanticuerpos) además de tener receptor (autoantigeno) debe recibir ayuda del autoreactivo o CD8, recibe ayuda de una célula que reconozca el mismo antígeno. Autoinmunidad: no basta que haya LB que produzcan autoanticuerpos; debe recibir ayuda del LT CD4 que reconoce el mismo antígeno. (que debe haber reconocido el antígeno por la célula presentadora de antígenos. Es difícil lograr la autoinmunidad, se requieren varias interacciones antigenoespecificas. Se logra evitarla: -Sistema inmune no puede eliminar todas las células B o T potencialmente autorreactivas, por que por ejemplo no podría haber inmunidad antitumoral, por el mimetismo molecular (virus y bacterias). Si no hay LT y LB autorreactivos que reconozcan esos antígenos se seria tolerante a esos antígenos. -durante el proceso de tolerancia central el sistema inmune busca eliminar los LB y LT que tienen demasiada autorreactividad. -durante el proceso de tolerancia central “de manera predeterminada” e ineficiente (no elimina todos los LT autorreactivos). La tolerancia periférica mantiene suprimidos a los LT y LB que escaparon a la tolerancia central (el sistema inmune los dejo salir). Progenitores, la mayoría en la medula ósea. LT: tolerancia central en el timo, se selecciona en base a diferentes mecanismos, pero muchos de los que escapan son autorreactivos. A la tolerancia central le cuesta ser “perfecta” (completa); además del mimetismo, también por que es difícil que todos los antígenos se expresen en el timo; la selección en el timo ocurre en base a afinidad por antígeno propio(MHC, con un péptido propio). El receptor LT que se selecciona positivamente en el timo necesita tener afinidad por MHC (antígeno propio). Se deja que algunos LT autorreactivos salgan; funciona la tolerancia periférica; mediante la anergia y la supresión de linfocitos que son potencialmente autodestructivos. Si un LT clase I es seleccionado: -Ausencia de señal: no hay reconocimiento de un antígeno propio; LT muere (apoptosis por defecto). -Mucha afinidad por antígeno propio: muerte por selección negativa - Afinidad intermedia: sobrevive, escapa del timo; circulación. LT que finalmente expresan recepto, que son seleccionados. Los que no tienen afinidad por componentes propios, mueren, LB: selección (tolerancia central): medula ósea. Ratoncito: expresa un anticuerpo que reconoce una molécula de MHC; otro que tiene el antígeno para ese anticuerpo -Cruza entre los 2 ratones: 4 resultados, estudiados por citometria de flujo (por su receptor) LB con menos anticuerpos en la membrana LB doble positivo-> ganglio-> si no hay linfocito para el anticuerpo; selección positiva Antígeno se expresa en medula ósea, no en el ganglio; eliminación células B autorrectivas. Si LB no señaliza vía su receptor; muere. Médula: muchas células con distinto MH; afinidad intermedia: rescate; afinidad alta: muerte. Anticuerpos pueden reaccionar de manera cruzada en la medula. Cruzar 2 animales: LB no tienen receptor específicos para el antígeno. No hubo selección negativa: no se elimina LB con antígeno; disminuye en número de receptores en la superficie. Sistema inmune tolera la presencia de LB autorreactivo. Aquí no hay autoinmunidad; la tolerancia se consigue bajando los niveles de expresión (cuantificación de receptor en superficie) del receptor (tolerancia central mezclado con un poco de tolerancia periférica). Respuesta distinta por distinta afinidad y cantidad de antígeno. Tolerancia periférica: -mecanismos activos y pasivos Activación LT requiere señales MHC + coestimulacion-> tolerancia central. Delecion: LT autorreactivo puede ser eliminado (los LT expresan FAS), si FAS se engancha con su receptor causa la muerte de la célula que lo expresaba También puede expresar moléculas inhibitorias-> mecanismo activo de regulación (mediado por LT reguladores) que suprimen de manera antígeno especifica la activación de LT efectores (supresión). Célula dendrítica (presentadora de entigenos9: normalmente (en ausencia de infección, estado estacionario): células inmaduras; muy buenas para presentar antígenos del MHC, pero muy malas para proporcionar coestimulacion. Señal I, con poca o nula señal II Activación LT reguladores Anergia o apagar el LT efector que reconoce ese antígeno. Célula dendrítica inmadura: no ha visto antígeno o alguna señal de peligro que pueda causar apagar el LT reactivo e inducir el LT regulador. Embarazo: Embrión heterocigoto; expresa antígenos de la madre y del pare. Tolerancia; alrededor del feto hay un ambiente que promueve la tolerancia (antígeno especifica). Trasplante (la madre de la guagua del pto anterior)-> peligro, no como en el feto. Células dendríticas al ver una señal de peligro o daño se activan e inducen activación de LT de inmunidad (periféricamente); también periféricamente en ausencia de esta señal de activación inducen tolerancia. En ambos casos no hay infección. Célula inmunogénica: bacterias, virus, hongos, parásitos.: proinflamatorios; inducen activación de respuesta inmune; generan principalmente coestimulacion. Hipoxia, isquemia: señales en las cuales las células dendríticas pueden censar que hubo baja en la presión de O2, daño que puede ser provocado por ejemplo por cirugía. Trasplante: inmunogénico. En ausencia de cualquiera de estos estímulos, la célula dendrítica se apaga de manera antígeno especifica; la respuesta inmune; por ejemplo, tumores: células dendríticas pueden ser un “enemigo” del paciente. Tumores: poco inmunogenicos. Células capturan antígenos, los presentan: tolerancia. Feto: pocas células dendrítica maduras. Es mucho mas difícil inducir tolerancia para el antígeno para el cual hay memoria que para un antígeno para el que no hay memoria. Previa sensibilización: segundo embarazo, ya se ha producido, por ejemplo Rh-> a nivel de antígenos circulantes. Sensibilización de la madre Rh – al rh+ ocurre solo en el nacimiento. Célula dendrítica en ausencia de agentes infecciosos: permanentemente induciendo tolerancia a antígenos propios, también es capaz de inducir tolerancia a organismos de la flora normal que no son patogénicos. Ej: epitelio mucosal intestinal, se distingue bacterias patógenas de las no patógenas. -capturan antígenos del tejido, lo internalizan, fagocitan y presentan a MHC sin o con poca coestimulacion. LT que venia de una tolerancia central imperfecta (incompleta), que tiene receptores que reconocen este antígeno propio, pero en ausencia de infección, la presentación de antígenos, induce a que esta célula T se apague o muera. Si hay infección, la célula dendrítica se activa y además de presentar moléculas MHC con el antígeno, presenta coestimulacion, esta combinación es proinflamatoria; genera que el LT se active, respuesta inmune contra el agente infeccioso. Péptidos presentados a MHC, pueden venir de microorganismos (bacterias), células apoptoticas; la célula dendrítica no puede distinguir entre una secuencia peptidica propia y una bacteriana, no se ha descrito un mecanismo. Célula inmunológica si bien puede activar el LT, reconoce ala bacteria, también podría activar LB autorreactivos. Cada vez que hay una infección, es común que haya una expansión de LT autorreactivos por que esta célula no puede separar péptidos propios de los bacterianos. En ausencia de infección; esta célula dendrítica en el tejido, captura antígenos den tejido; los presenta en ausencia de coestimulacion; se puede generar tolerancia por medio de la anergia, que permite apagar, o por los reguladores, que reconocen el mismo antígeno; seguramente tolerancia antígeno especifica. Dos mecanismos: reutilizar el LT autorreactivo; que escaparon a la tolerancia central. Entender como funcionan las células dendríticas podría permitir desarrollar inmunoterapias para prevenir enfermedades autoinmunes de manera antígeno específica; trasplantes, hipersensibilidad. ¿Por qué hay autoinmunidad? Muchas explicaciones para explicar la falla en la tolerancia: -escape de LT autorreactivos del timo y LB de la medula; cuando esto es muy masivo (la tolerancia central funciona mal), el resultado es siempre autoinmunidad. -Falla en la tolerancia periférica: falla en alguno de sus mecanismos. -Algunos antígenos que normalmente están secuestrados; a los que no se tiene acceso, se pueden exponer; generan autoinmunidad. Se exacerba en el caso de las infecciones a tejidos. -fallas en los mecanismos de regulación autoinmune (que también tienen que ver con los mecanismos de tolerancia periférica). -Receptores….. inhibitorios (1:04:00) -Mimetismo molecular: virus o bacterias; tienen demasiados componentes moleculares que se parecen a los propios; mimetismo; antígenos; coestimulación-> expansión, que puede superar los mecanismos de tolerancia periférica: inflamación, daño. -Activación policlonal de LT y LB. Como se puede perder la tolerancia central: -Animal doble transgénico; todos sus LT expresan un receptor; ese receptor reconoce una proteína ligando (NCBR: nucleoproteína). Hay un agente viral bajo el control del promotor; que controla la expresión del gen de insulina; el animal transgénico para esta proteína, expresa el antígeno solo en las celulas β del páncreas. Raton: todos sus LT específicos para ese antígeno viral: no desarrolla diabetes: buena tolerancia periférica. Todos los linfocitos que salen del timo (este antígeno no se expresa en el timo) -> selección positiva; circulación; llegan al páncreas; proteína presentada por MHC, no hay autoinmunidad; hay tolerancia periférica. Si el animal se infecta con el virus: LT se activan, causan daño y destrucción alas células del páncreas. En ausencia de infección; el sistema funciona bien; no hay autoinmunidad; hay tolerancia a un antígeno presente; pero si el animal se infecta con el virus que tiene el antígeno: coestimulacion, señal de peligro, daño-> tolerancia periférica dejó de funcionar (muchos LT autorreactivos). Personas con autoinmunidad-> problemas de regulación a este nivel. Autoinmunidad normalmente se asocia con infecciones; que puede haber sido mucho tiempo atrás y gatilló la activación de LT autoreactivos que causan fallas debidos la falta de tolerancia periférica. Homing de linfocitos: Este fenómeno tiene que ver sobre el cómo y por qué los linfocitos van solamente a los órganos linfoides secundarios, además cómo saben, los linfocitos B y T donde ubicarse en el ganglio o en el bazo. El fenómeno no está absolutamente descrito, pero se dan algunos conceptos que sí se saben, como por ejemplo el cómo atraviesan el endotelio los linfocitos y cuáles son las moléculas que hacen que los linfocitos naive vayan a los órganos linfoides. Se ve una vénulas (microscopía de barrido), linfocitos adheridos al endotelio, a pesar de la corriente de sangre, con mucha velocidad. Rutas de recirculación de linfocitos: Los linfocitos están constantemente en la circulación, sobre todo los naive, así buscan y se encuentran con su antígeno específico. Se muestra que alrededor de 30 minutos están en sangre, en el bazo alrededor de 5 horas. Los linfocitos vírgenes se mueven entre sangre, bazo, ganglios linfáticos, tejido extralinfoide o superficies epiteliales, peritoneo. Posteriormente salen de los órganos linfoides secundarios a través de una vía eferente linfática. Rutas de recirculación de linfocitos: Se muestran dos ganglios linfáticos, uno al cual llegó una célula dendrítica con antígenos, la cual viene por los vasos linfáticos desde el lugar de la infección y los linfocitos naive que están en la circulación llegan a ese mismo ganglio a través de las vénulas endoteliales altas. Ese es es el lugar por el cual entran los linfocitos naive, tanto B como T. La razón fundamental por la cual se llaman vénulas endoteliales altas, es porque tienen células con un epitelio columnar alto. En el caso de que el linfocito entre al ganglio y no se encuentre con el antígeno, sale a través de los vasos linfáticos eferentes y en esa caso puede llegar a otro ganglio. (nótese que el linfocito llega a este segundo ganglio por la vía linfática, pero los linfocitos como en el primer caso llegan también al ganglio a través de la sangre). Sí ahora se encuentra con antígeno, se activa y se convierte en una célula eferente, la cual sale por el vaso linfático eferente, pero vuelve a entrar a la circulación sanguínea a través del conducto torácico que desemboca en la vena cava, y encuentra su camino hasta el lugar de la infección a través de la sangre, donde debe atravesar ese endotelio, no son las mismas vénulas ahora que aquellas que usaba para entrar al ganglio linfático. La gran mayoría de los linfocitos llegan a los ganglios llegan vía circulación sanguínea. Migración de leucocitos a través del endotelio: La migración de leucocitos en general, siempre ocurre en vénulas, porque 1- las vénulas tienen menor fuerza de arrastre del flujo sanguíneo (low shear), 2- la carga negativa de la membrana del endotelio es menor en general, permitiendo más adhesión, 3-en estos endotelios se expresan moléculas de adhesión. Modelo de adhesión de leucocitos en tres etapas: La etapa de tethering (frenado), depende de las selectinas (se unen a un grupo particular de carbohidratos), puede estar la L-selectina unida a endotelio, o también hay células como los linfocitos T naive tienen alta expresión de E-selectina en su superficie, el ligando es una proteína con muchos carbohidratos, esta interacción es débil, por eso la célula no se queda pegada o detenida, si no que es como un frenado. En el endotelio de las vénulas altas, hay moléculas con carbohidratos que sirven para que el linfocito a través de la selectina sea frenado. Segunda etapa o triggering (gatillamiento) depende principalmente de las quimioquinas, que son moléculas de atracción y tienen un receptor distinto al resto de las citoquinas, estos receptores son proteínas de membrana de siete dominios transmembrana asociadas a proteínas G. Estas quimioquinas pueden ser secretadas por el tejido o por el endotelio, se encuentran adheridas a GAGs (glicoaminoglicanos), no se encuentran libre. De modo tal al estar adheridas no son arrastradas por la sangre y pueden encontrarse con su receptor. Estas quimioquinas al ser reconocidas por el receptor de estas células en particular hace que se gatillen señales al interior de la célula (leucocito), produciendo la activación de las integrinas. La etapa de adhesión está dada por integrinas. Se necesita entonces de integrinas que reconozcan el ligando en ese endotelio, eso unido al hecho de que estas células tienen que tener receptores de quimioquinas, hace que el proceso sea selectivo. Vénulas Endoteliales altas: A-Se ve una microfotografía de un ganglio, se ve las células columnares altas, más altas que un endotelio normal. Estas vénulas se encuentran más en la zona T de los ganglios linfáticos. B- Se tiñó el corte con un anticuerpo contra el ligando de la L-selectina (se expresa en los linfocitos T naive), este ligando se expresa en este epitelio columnar alto . C-Se hace un corte de un ganglio, y se colocan linfocito T naive, las células T se unen altamente a este endotelio de las vénulas. Características únicas de las HEVS: Las vénulas normales son por ejemplo aquellas que se encuentran en el lugar de la inflamación. El epitelio de HEV es alto y “regordete”, formado lámina basal gruesa, hoja perivascular es prominente. ICAM1 se expresa más en HEV. Pero es muy importante el PNAD epitope (es un carbohidrato, ligando para la L-selectina), se expresa mayoritariamente en endotelios linfáticos del linfonodo o de la placa de Peyer. Hay otra molécula importante MADCAM1 ( moléculas de adhesión celular, MAD= adhesión muscosal) principalmente fue descrita en mucosas como la placa de Peyer, se expresa en estos endotelios. MADCAM1 también es reconocida por L-selectina. Por otra parte las quimioquinas, son característica de los epitelios HEV (vénulas high epitelium). Selectinas: Los linfocitos tienen L-selectina. Pueden ser expresadas en leucocitos, el carbohidrato que sirve como ligando se expresa en vénulas de epitelio columnar alto. La P-selectina y la E-selectina, se expresan en endotelios, no son el endotelio columnar alto, el ligando se expresa para la P selectina se expresa en plaquetas, la E-selectina principalmente se expresa en endotelios de la piel. Lo común que tiene es el dominio lectina, o de reconocimiento a carbohidratos, lo otro común es un dominio que se parece a las proteínas del control de complemento (similares en homología no en funciones ), es el dominio CCP (proteínas de control de complemento). Quimioquinas: Pueden ser producidas por el tejido y atravesar el endotelio o pueden ser secretadas por el endotelio. Son secretadas, al lumen de la vénulas y se adhieren a los GAGs y son reconocidos por los receptores de leucocitos, que ya se han frenado por las selectinas. Algunos receptores de quimioquinas y sus principales ligandos: La idea del gráfico es mostrar cómo distintos receptores de quimioquinas están expresados en las distintas células y responden a distintos ligandos, a veces ciertos receptores pueden captar distintos ligando. La expresión de receptores de quimioquinas en linfocitos Th1, es a veces parecido a los linfocitos Th2, pero hay otros que están en el Th1, que permite que el Th1 vaya a un sitio de infección, cosa que no hace el Th2, que son responsables de la respuesta humoral, ayudando a los linfocitos B, cuando se están activando, están principalmente en órganos linfoides secundarios. Hay otros receptores que prácticamente se expresan en todos los leucocitos, no solo linfocitos. La afinidad de las integrinas es controlada por señalización “inside-out”: la adhesión firme está relacionada con las integrinas, es la última etapa. Las integrinas, son proteínas diméricas, alfa y beta. Hay distintas cadenas alfa y distintas cadenas beta. No todas las cadenas B se asocian con las cadenas alfa, hay selección. Tienen una región extracelular que media adhesión a MEC o a otras células, una región transmembrana y una región intracelular que le permite adherirse a citoesqueleto, como la talina (se asocia a la región citoplasmática). Las integrinas pueden estar No-activas (baja afinidad a ligando) o activadas. Las mismas pueden recibir señales intracelulares que van a producir un cambio conformacional que lleva a un cambio en la región extracelular que va finalmente a aumentar la afinidad por el ligando(señal inside-out). El otro tipo de señal es outside-in en la cual la unión al ligando hace que se active una cadena de señales intracelulares. Integrinas: VLA tiene cadena alfa y cadena beta en general (hay distintos tipos de integrinas VLA, cuya expresión varía en las células),en células T se encuentra VLA-1, y la VLA-2 se expresa en células o linfocitos T activados, así como plaquetas. La cadenas beta de estas VLA radica en la unión a MEC (matriz extracelular). Dentro de las integrinas destaca 47, que se exprese en algunas células T, y cuyo ligando es MADCAM-1. Otras integrinas tienen como ligando moléculas de adhesión como la LFA-1, la cual se une a ICAM-1, ICAM-2 (moléculas de adhesión). Moléculas de adhesión presentes en el endotelio: En las células endoteliales es posible encontrar moléculas de adhesión como ICAM-1 e ICAM-2 las cuales se unen al dominio extracelular o lo que es lo mismo, son ligandos de LFA-1, integrina presente mayormente en leucocitos. MADCAM1 presente en el endotelio: Es una molécula que se une a la integrina 47, pero también se une a L- selectina como se vio anteriormente, ya que tiene muchos carbohidratos. Quimioquinas y migración celular hacia los tejidos linfoides: La migración está relacionada con el Receptor CCR7 de la célula T, que reconoce al ligando CCL2 (quimioquinas), presente en el endotelio. La célula dendrítica tiene o libera la CCL19, que se une al receptor CCR7. En los linfocitos B, cuando cae la expresión de CCR7, aumenta la expresión de CXCR5. En el folículo se produce CXCL13, que es ligando para CXCR5. Migración de Linfocitos T vírgenes y efectores: La L selectina se encuentra con su ligando en la célula endotelial alta de la vénula en el linfonodo (etapa de frenado). El CCR7, le permite unir los ligandos CCL19/CCL21, que son quimioquinas endoteliales. Esta unión permite la activación de la integrina LFA-1. El linfocito efector no expresa más L- selectina, sino que expresa ligandos para E o P selectina. Tiene otros receptores como el CXCR3 para quimioquinas. La CXL10 es una quimioquina que no se expresa en el linfonodo, sino en el tejido periférico, por ello, el linfocito activado tiene ahora receptores para otras quimioquinas. ICAM-1 es inducida por inflamación en el tejido periférico. Eso hace que los linfocitos vayan hacia el lugar de la infección, y se unan a estas moléculas de adhesión. Moléculas de adhesión, quimioquinas y receptores de quimioquinas responsables de la migración de linfocitos T naive y efectores: En los linfocitos naive se puede encontrar la L-selectina, y el receptor CCR7 para quimioquinas como CCL19 o CCL21, permitiendo la activación de estas quimioquinas y de integrinas. Por otra parte la L-selectina, permite la primera etapa de frenado, uniéndose débilmente los linfocitos T naive al endotelio alto de las vénulas del tejido linfoide secundario, como el ganglio linfático. En cambio en linfocitos T activados, es posible encontrar ligandos para E y P selectinas, que permiten adhesión a citoquinas activadas en el lugar de la infección. Aparecen otros receptores como CXCR3 y CCR5 que unen otras citoquinas como CXCL10 y CCL4 respectivamente, y que terminas con la activación de integrinas y quimioquinas en el tejido periférico. Expresión selectiva de receptores de homing en distintos tejidos: Los receptores de homing o adresinas hacen que linfocito naive migre a un órgano linfoide secundario o en el caso de un linfocito activado, estos receptores permiten que vaya a los tejidos donde está la inflamación. En los linfocitos activos, PSGL2 es el ligando para la P- selectina. El receptor CCR9 reconoce quimioquinas como CCL25 y otras. El primer dibujo corresponde a un linfocito naive, el segundo corresponde a un efector y como se ve la P-selectina es posible que haya sido activado en un ganglio cercano del intestino, la P-selectina está por ejemplo en la Placa de Peyer. El linfocito T activo de la tercera es posible en el tejido cutáneo (E-selectina). La generación de linfocitos efectores que hacen homing es tejido específico: Los linfonodos de la piel están cercanos a la piel, los linfonodos del intestino, están cercanos al intestino y así ocurre en el resto del organismo. Las células dendríticas inducen la expresión selectiva de receptores de homing tejido específicos en los linfocitos T en los linfocitos T en los ganglios linfáticos: El tipo de receptor está relacionado con el lugar donde fueron activados y eso es una función de las células dendríticas, ya que le da al linfocito naive como las señales para que cuando se active puede saber hacia donde debe ir exactamente. Las señales que entrega la célula dendrítica en algunos casos involucra el ácido retinoico. Endocrinología 1: Generalidades Este inicio de capitulo tiene mucho que ver con lo que vimos en las 2 clases del curso del Dr. Iturriaga. En esta primera parte de Endocrino vamos a ver Generalidades del sistema. Vamos a: 1. Identificar semejanzas y diferencias en la regulación por el sistema nervioso y el sistema endocrino (vamos a comparar estos sistemas). 2. Evaluar los mecanismos que participan en la regulación de la concentración plasmática de una hormona (cómo se regula a una hormona para que se mantenga en una determinada concentración, un poco de farmacología). 3. Analizar los métodos existentes para determinar la concentración y actividad de una enzima (La vez pasada vimos el Grafico de Scatcher para determinar el n° de Receptores, ahora vamos a ampliar a otros tipos de ensayos que se pueden utilizar en laboratorio clínico, para determinar concentración de un fármaco o de una enzima). 4. Definir los modos de secreción de una hormona (ritmos en secreción de una hormona). 5. Estudiar la función de un centro circadiano y de un centro sincronizador (cuáles son nuestros relojes internos). Sistema Nervioso Sistema Endocrino Estructura Anatómica -Lugar determinado SNC y -Mas difuso, se encuentra en SNP todos lados -Cableado (sinapsis nerviosa) -Sin Cables (tuberías), hormonas se secreta a la sangre Tipo de mensajero -Neurotransmisor que se -Hormona que se libera a los libera en el espacio sináptico. fluidos corporales Velocidad de respuesta -Rápida (milisegundos) -Lenta (segundos, minutos horas, semanas, etc.) Duración de la acción -Breve (milisegundos). Se -Larga (minutos a días o más). activa para responder en ese Se activa para adaptarse instante Adrenalina puede ser un Neurotransmisor o una Hormona dependiendo de la vía por la cual se envía, Sangre o Espacio Sináptico. Químicamente un Neurotransmisor y una Hormona podrían ser la misma cosa, la única diferencia para que le cambiemos el nombre, es dependiendo de quien la liberó, si es una Neurona será Neurotransmisor, si es un órgano secretor endocrino, le podremos Hormona. *Los dos sistemas son fundamentales para mantener la homeostasis del cuerpo. MECANISMOS POR LOS QUE EL SISTEMA NERVIOSO AFECTA LA SECRECIÓN HORMONAL (Diapo 4) Aquí se muestra como el SNC esta conversando con el S. Endocrino. A todo nivel, desde el Hipotálamo, y cuando hablamos del Hipotálamo tenemos que hablar de la Hipófisis posteriormente. El Hipotálamo tiene neuronas (esta en el cerebro) y de alguna manera se conecta ya sea a través de la Hipófisis posterior o ya sea con la Hipófisis Anterior con órganos o estructuras que permitan la secreción de hormonas.El sistema nervioso se conecta también con la Médula Adrenal, como ganglio modificado para secretar adrenalina como hormona. Y por ultimo el SN, pasando por un Ganglio, ese ganglio puede inervar una Glándula Endocrina para secretar una hormona. Los dos sistemas están en permanente en contacto, para regular la homeostasis. ¿COMO SE PUEDEN CLASIFICAR LAS HORMONAS? Sistema Endocrino tiene hormonas, que son de muchos tipos, esferoidales y no esferoidales. Las esteroidales son las derivadas del colesterol y las no esteroidales y dentro de estas tenemos péptidos o proteicas, derivados de ácidos grasos poliinsaturados y derivados de aminoácidos. ¿DE QUE MANERA INTERACTUAN LAS HORMONAS CON SU BLANCO? (Cómo funcionan) A grandes rasgos: Las hormonas interactúan con receptores de membranas o Intracelulares, esto va a activar un tipo de respuesta que puede ser en el primer caso, una de cascada de señales por segundos mensajeros, y en el segundo caso, en el que el receptor va a entrar directamente al núcleo a transcribir. En el caso de la cascada de señales genera un efecto más bien que es del tipo citoplasmático, pero que también puede tener una señalización al núcleo. Cuando uno piensa en una respuesta a nivel del citoplasma (Péptidos y proteínas, aminas, eicosanoides), es una respuesta más bien rápida, por que se demora segundos a minutos (fosforilaciones, desfosforilaciones, reacciones redox). Pero cuando un tiene una respuesta que va hacia el núcleo (Esteroides, algunos eicosanoides y algunos derivados de aminoácidos), es lenta, tiene que sintetizar ADN, ARN. La síntesis para un gen de respuesta temprana se demora 15-30 min. (Para tener la proteína). FACTORES DETERMINANTES DE LA CONCENTRACIÓN PLASMÁTICA DE HORMONA LIBRE Y BIOLÓGICAMENTE ACTIVA. -Puede ser metabolizada en hígado o riñón que inactiva, degradada, excretada por (sistema digestivo o renal) y activación -Puede ser retroalimentada, negativamente si los altos niveles de la hormona se censan e inducen a menor producción de ella. Ej. H de crecimiento, es un poco complejo su feedback. Positivamente donde la hormona produce más hormona Ej. Oxitocina, se secreta, produce contracción, se secreta más, se contrae más hasta la liberación desde el útero. Al igual que el Estrógeno hasta que se revienta el folículo. Incluso existe un Feed forward o alimentación previa, Respuesta anticipativa Ej. El mecanismo de la Src, ADH. El cuerpo sabe que va a ocurrir algo, y el cuerpo se prepara para ello. -Puede ser almacenada, mecanismo para guardar la hormona, puede ser en tejido (adiposo) o sangre (unida a otra proteína). Se tiene la hormona, pero como está “almacenada”, no va a ser activa, mientras esté unida. EJE HIPÓFISIS-HIPOTÁLAMO Feedback de asa corta: lugar de donde se secreta la hormona y el lugar donde controla (donde se une) es muy cercano. Ej. Hipófisis Anterior con el Hipotálamo. Feedback de asa larga: lugar de donde se secreta a órgano blanco la distancia es larga. Ej. La Hormona de Crecimiento que se secreta en la Hipófisis y llega al Hígado para que secrete IGF (que eventualmente regula) o puede llegar hasta las gónadas donde sus hormonas vuelven a la hipófisis o hipotálamo para decir que tienen que frenar o secretar mas hormona. Feedback de asa ultracorta: la hormona se secreta y actúa en el mismo órgano. Ej. Hipófisis anterior con ella misma, en el caso de la Prolactina que se autorregula. PROTEÍNAS QUE SE UNEN HORMONAS (regulan concentración de la hormona) -CBG: corticosteroid binding globulin (Transcortina) -SHBG: sex hormone binding globulin -TBG: thyroid hormone binding globulin (Se une a H. Tiroidea) -VDBP: vitamin D binding protein -GHBP: growth hormone binding protein (se une a H. del crecimiento) -Neurofisina -Albúmina: se une indiscriminadamente a diferentes hormonas El resto de proteínas tiene más afinidad por una proteína específica. Las proteínas se unen a hormonas por un sitio específico, Ej.: La hormona tiroídea normalmente se encuentra unida a su TBG (Tiroglobulina) y también va libre en la sangre. En exámenes es importante la hormona (T3 y T4) libre, por que es la hormona que está activa. La hormona unida no es activa. En el embarazo se necesitan mayores niveles de estas hormonas activas, para el crecimiento del feto. El cuerpo sintetiza FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS DE UNIÓN -Aumentan la vida media de la hormona (mientras la hormona esta unida a la proteína no es degradada por enzimas sanguíneas) -Impiden la degradación de la hormona -Regula la concentración plasmática de la hormona *La hormona unida a proteína es inactiva, para ser activa se debe disociar y así se unen a los receptores. *Si hay una hormona lipídica (hidrofóbica) se une a su proteina ligante, la protege y así fácilmente puede ser transportada por la sangre. También hay hormonas peptídicas que prefieren viajar con proteínas por la sangre, no es exclusivo para hormonas esteroidales (lipídicas). HORMONAS TIROIDEAS Tenemos hormona libre, alrededor de 1/3 de la hormona total, y tenemos 2/3 unidos a proteína. En embarazo empieza a aumentar la proteína ligante. Hay más proteína ligada, que libre, pero como se necesita la libre va a estimular a la glándula para que secrete mas hormona, hasta llegar a un estado donde tenemos la misma proporción de hormona libre que teníamos al principio (homeostaticamente iguales). Pero el total de hormona es mucho mayor para la mujer embarazada. En esta situación rápidamente puede tener acceso a esta hormona unida para cuando la necesite (más rapido a que esperar para que se sintetice). FACTORES DETERMINANTES DE LA CONCENTRACIÓN PLASMÁTICA DE HORMONA LIBRE Y BIOLÓGICAMENTE ACTIVA El Metabolismo se produce principalmente en el Riñón e Hígado, este metabolismo, no es exclusivo de degradar, sino también en algunas situaciones aumentan la actividad de la hormona cuando se metaboliza. Ej. De alguna hormona que se degrade: -Todas las hormonas en algún momento se van a degradar. -La Insulina Ej.: Hormona que se activa - Angiotensinógeno pasa a Angiotensina I en Riñón - La Angiotensina II se activa en el Pulmón (pasa de Angiotensina I a II) - La Vitamina D se activa en el Riñón. Se considera hormona por ser derivado del colesterol, además de su función y se considera Vitamina porque se debe ingerir. VIDA MEDIA DE LAS HORMONAS HORMONA VIDA MEDIA Aminas 2-3 min. Polipéptidos 4-40 min. Esteroides 4-120 min. Proteínas 15-170 min. Hormonas tiroideas T4 y T3 18h a 6 días Hay hormonas que duran segundos muy poco y otras que duran mucho, y estas que tienen duraciones mas largas tienen relación con su unión a proteína ligante. FACTORES DETERMINANTES DE LA CONCENTRACIÓN PLASMÁTICA DE HORMONA LIBRE Y BIOLÓGICAMENTE ACTIVA Regulación de la acción de las hormonas a nivel del tejido, órgano blanco. -Pueden aumentar o estimular la síntesis de receptores o estimular degradación de los receptores (cantidad) - Pueden regular la estructura del receptor (afinidad), algunos dimerizan, otros son fosforilados, en muchos la fosforilación los inactivan. Se une más o se une menos (pierde afinidad). La hormona puede regular sus receptores a nivel de cantidad y a nivel de afinidad (muchas veces se puede medir afinidad con el EC50) La sensibilidad: concentración de hormonas que producen el 50% de la respuesta máxima (EC50) Receptor: • Inactivación: fosforilación (segundos) • Desensibilización: endocitosis (minutos) • Regulación hacia abajo: degradación (horas) ¿CÓMO SE MIDEN LOS NIVELES HORMONALES EN UN INDIVIDUO? -Bioensayo: miden actividad biológica - Radioinmunoensayo: mide actividad inmunológica - ELISA: mide actividad inmunológica sobre una superficie Bioensayo: Si queremos saber cuanta oxitocina hay en la sangre en una persona. La oxitocina contrae el útero. Se podría utilizar la contracción como una medida para saber cuanta oxitocina tengo. Se hace una curva calibrada con concentraciones de oxitocina conocidas. Se tiene un trozo de tejido de útero de un ratón y se mide contracción. Ventaja: mide efecto, mide cuanta hormona activa hay. Desventaja: solo mide activa (no toda), perdida de tiempo, perdida de animales, complejo de ensamblar. En un principio era muy bueno, pero actualmente no se usa. Radioinmunoensayo: se usa actualmente. Tubo de ensayo con muestra, se le agrega un anticuerpo marcado con radioactividad que proviene de la misma hormona con una cantidad conocida. El anticuerpo se une a hormona, al no estar marcada y no se ve nada, se cuantifica agregando hormona marcada radiactivamente, esta se va a poder cuantificar, y se mezclan las 3 cosas: hormonas sin marcar, hormona marcada (detector) y anticuerpo. La unión dependerá de la cantidad hormona se tenga entre marcada (radioactiva) y no marcada (fría). Después de la mezcla se separa el anticuerpo, con pelotas de agarosa, independientemente de la hormona unida y luego se cuantifica la radioactividad. Cuando se arranca el anticuerpo, este sigue acompañado de la hormona. El gráfico muestra: Mientras más hormona libre se tenga, se cuantificará menos radioactividad (hay menos hormona radioactiva). Ventaja: no se utiliza en animales, se pueden determinar cantidades muy pequeñas (muy sensible), se pueden procesar grandes cantidades de muestras simultáneamente, se pueden detectar cambios pequeños en concentración, se puede automatizar. Desventajas: No se determina activa/no activa. Puede producir cáncer por la radioactividad. Las hormonas peptídicas se pueden desnaturar y perder su actividad pero mantener su carácter antigénico. ELISA: (Enzime Linked Inmuno Sorbent Assay) se utiliza mucho más que los radioinmunoensayos. Utiliza el mismo principio: un anticuerpo se une a hormona, se diferencia en como se aísla y en como se detecta. Se aísla el anticuerpo esta pegado a la placa, y ahí se coloca la hormona. Se detecta por color, gracias al “método del Sándwich”, el anticuerpo está pegado a la placa (Placa de 96 posillos o de ELISA), ahí se coloca la hormona y arriba se coloca otro anticuerpo que tiene una enzima, y esta enzima actúa sobre un sustrato cambiando el color. Mientras más hormona, más hormona se pega a la placa, más anticuerpo con enzima se pega a la hormona y el color es más intenso. En el grafico el color aumenta a medida que hay más hormona. Ventaja: alta muestra, puede automatizarse, sin radioactividad, puede determinar cambios pequeños, alta sensibilidad. Desventajas: caro por tecnología, no solo detecta hormona activa, sino también la inactiva. MODOS DE SECRECIÓN DE UNA HORMONA Normalmente se secretan en respuesta a estímulos, pero muchos se secretan permanentemente, pero no significa que se secreten permanentemente, sin oque se secretan en ritmos. -Fásica: secreción permanente. -Episódica: sin ritmo, derepente hay o derepente no hay, sin tiempo definido. -Cíclica: Ultradiana (más corto que un día), circadiana (cercano a un día, en total 24 horas), circmensuales, circanual (cercano al año). RITMOS Circadianos (la longitud del período es cercana a un día (23 a 27 horas): Variables fisiológicas: Temperatura corporal, hormonas, fracción de excreción de electrolitos (cuanto sodio, potasio se secreta). Variables psicológicas: Performance (cuan activo uno está en el día), estado de alerta, cansancio. Reloj: Núcleo Supraquiasmático, centro circadiano, censor de tiempo, cercano a la hipófisis, sobre el quiasma óptico. Mantiene el tiempo aun sin estímulos, sin señales (claves) externas, cercano a 24 horas y se puede atrasar o adelantar. Se regula con las claves externas (comidas, luz del sol, etc.). CENTRO CIRCADIANO Nucleo Supraquiasmático (SCN) Tamaño: 10.000 neuronas que oscilan (permanentemente descargan) Localización: supraquiasmático Conexión: en particular con la retina Función: coordina su ritmo y el de otros relojes. CARACTERÍSTICAS DE LOS RITMOS ENDÓGENOS -Persisten aun en ausencia de claves externas (una de las principales características) -Pueden ser sincronizados por estímulos (principalmente por la luz) -La fase del ritmo puede ser corrida por un estímulo ambiental -La Temperatura tiene pocos efectos sobre el ritmo (En animales es más importante). PATRONES DE SECRECIÓN DE HORMONAS -Ritmos ultradianos Hormona luteinizante: barras negras cuando esta durmiendo, el resto es cuando está despierto. Cuando duerme baja la actividad y luego comienza la oscilación. -Ritmos circadianos Hormona del Crecimiento: En la noche está más alta. En el día más baja. Uno crece cuando duerme, en un sueño profundo. Hay veces que un ritmo puede estar enmascarado otro ritmo. Uno podría tener un ritmo circadiano y además tener un ritmo ultradiano, en una determinada variable. Power 36: -LH (en morado) al día cero tiene un pick, y luego al día pick 17 tiene un segundo pick. Y entre ellos también hay pequeños ritmos ocultos circadianos. ¿PODEMOS MODULAR LA SECRECIÓN PULSATIL DE UNA HORMONA? Experimento donde esta el GnRH (Hormona liberadora de Gonadotropinas, Libera FSH y LH) las secreta el hipotálamo hacia la hipófisis. Cuando se administra a un animal en forma pulsátil GnRH, hay secreción de FSH y LH. Si se administra de forma continua, la secreción de FHS y LH no existe. Por lo tanto es necesario que el GnRH se secrete en forma de pulsos para producir liberación de FSH y LH. FRECUENCIA DE PULSOS Se están dando pulsos pero se cambia al frecuencia de 1 pulso a 2 pulsos por hora, y bajan los niveles de cambia la secreción de LH. La frecuencia de los pulsos debe ser la justa y necesaria. CONCENTRACIÓN DE LOS PULSOS Se mantiene la frecuencia, pero las concentraciones en un caso es de 1 μg y en el otro caso son 10μg. La FSH cambia. Debe haber una concentración determinada. Son importantes para la secreción de una hormona el que sea en PULSO, FRECUENCIA y CONCENTRACION determinada, para que la respuesta de la glándula sea la más apropiada. Núcleo supraquismático -Es un núcleo muy pequeño con pocas neuronas (10.000 neuronas en el ser humano) que oscilan (están permanentemente descargando, cosa que hace un reloj) -Se localiza supraquiasmático. -Se conecta con cuanta cosa pueda hacerlo, en particular con la retina, ya que es nuestra forma de regular la hora, de sincronizarnos con lo que pasa en el exterior. -Su función es coordinar su ritmo y el de otros relojes. Características de los ritmos -El ritmo persiste aún en ausencia de claves externas; es la principal -El ritmo puede ser sincronizado por estímulos ambientales ; principalmente la luz, pero claves sociales también son estímulos que rápidamente pueden sincronizar -La fase del ritmo puede ser corrida, por un estímulo ambiental breve; un ejemplo es la adaptación tarde o temprano ante cambios horario -La temperatura ambiental tiene poco efecto sobre el ritmo; es una clave pero no una poderosa al menos en el ser humano. En otros animales que tienen crías en ciertas temporadas del año, las temperaturas pueden ser importantes claves para indicar el momento de ovulación ¿Cuán importantes son los ritmos? Son muy importantes Experimento Se muestra un ritmo ultradiano: más cortos que 24 horas. Ej: Hormona Luteinizante. Se ven periodos en que el sujeto duerme (barras negras) en el resto del tiempo está despierto, cuando duerme baja un poco la actividad, y después empieza la oscilación de hormona luteinizante. En otro sujeto cuando duerme baja la secreción y mientras está despierto, tiene mucha más actividad. Otro sujeto tiene picks más largos más lentos en comparación con los otros sujetos en los que son más rápidos. Los ritmos de repente no son iguales para todos pero son muy importantes. Aquí tenemos un ritmo circadiano: cercanos a las 24 horas. Ej: GH En la noche está más alta y en el día está más baja. Entonces es verdad que los niños crecen mientras duermen. No solamente se puede dar un ritmo, un ritmo puede estar enmascarado dentro de otro ritmo, podemos tener un ritmo circadiano y además uno ultradiano en una determinada variable. D36: Se ve en morado la concentración de LH de la oveja, en el dúa 0 tiene un pick pasan 17 días en donde se tiene un segundo pick. En detalle en la parte plana de concentración de LH se ve un ritmo de FSH. Se ve un ritmo ultradiano de un ritmo circamensual. Puede haber más de un ritmo involucrado en una misma secreción hormonal. Cuánta hormona se secrete y cada cuanto tiempo es muy importante. D37: Aquí tenemos un experimento donde se está dando GnRH (hormona liberadora de gonadotrofina), que es secretada por el hipotálamo y encargada de estimular la secreción de LH y FSH desde la hipófisis. Cuando nosotros administramos a un animal GnRH de forma pulsátil hay secreción de LH y FSH. Pero si lo hacemos no de forma pulsátil sino que en una concentración continua y por un tiempo largo, se va al suelo la secreción de FSH y LH. Por lo tanto en conclusión se necesita que la GnRh se secrete en pulsos para poder producir liberación de FSH y LH. D38: En este otro se está liberando GnRH en pulsos, pero se cambia la frecuencia de 1 pulso por hora a 2 pulsos por hora. Cuando se aumenta a dos pulsos por hora baja los niveles de LH y FSH. Entonces la hormona no solo necesita darse en pulsos sino que la frecuencia de esos pulsos debe ser la justa y necesaria. D39: Aquí se están dando pulsos, la misma cantidad de pulsos para ambos casos pero en un caso los pulsos son 1 1ug/min y en el otro caso los pulsos son de 10 ug/min. Nos olvidamos de la LH porque no le pasa mucho pero fijémonos que la concentración de FSH baja. No solo tiene que haber pulsos a una frecuencia determinada sino que además a una concentración determinada. Son importantes para la secreción de una hormona: - El que sean pulsos - El que tengan una determinada frecuencia - El que tengan una concentración determinada Todo esto es importante para que la respuesta de la glándula u hormona que sigue sea la más apropiada. Glándula pineal Es otro reloj, más importante en animales inferiores no tanto en animales superiores. Se localiza en el techo del diencéfalo, posterior al tercer ventrículo. Tiene células llamadas pinealocitos que secretan melatonina y además otras células que son las células gliales que están en ese lugar. Cómo se regula la síntesis y secreción de melatonina. La melatonina deriva de un neurotransmisor de origen aminoacídico serotinina, a las 24 horas cuando estamos durmiendo la melatonina sube y cuando estamos despiertos baja. En cuanto a la serotonina mientras estamos despiertos esta alta y cuando estamos durmiendo esta baja, porque se está sintetizando melatonina y está siendo toda transformada a melatonina razón por la que baja. Ósea la serotonina es el precursor de melatonina. La melatonina varia en un ritmo circadiano durante el día, donde los niveles de melatonina son bajos en el día y altos en la noche. ¿Cómo logramos que solo en la noche la serotonina se transforme en melatonina? El núcleo supraquiasmático manda señal a la glándula pineal, la señal es sencilla noradrenalina. El circuito: el núcleo supraquiasmático se conecta con el núcleo paraventricular hace algunas detenciones en otros núcleos, en ganglios y después vuelve y llega a la glándula pineal. La pineal recibe la información que viene del supraquiasmático, y le avisa la situación en que se encuentran, manteniendo una conversación. Supraquiasmático informa la hora y como estámos y pineal inforrma la situación en que no encuentramos. Supraquiasmático, cuando estamos en la oscuridad a través de fibras simpáticas libera norepinefrina, norepinefrina actúa en la pineal sobre sus receptores y activa cascadas de señalización, causando que la enzima AANAT: n-acetil transferasa, que transforma serotonina en melatonina se active y entonces la melatonina se sintetiza y se libera al torrente sanguíneo. La melatonina le informa de alguna manera al cuerpo en la etapa del día en que estamos. ¿Para qué sirve la melatonina? Son resultados experimentales - Se ha visto que tiene regulación de la presión sanguínea; cuando hay bajos niveles de melatonina hay alta presión sanguínea. Si tenemos alteraciones en la melatonina podemos tener alteraciones en la presión arterial. Los que duermen mal eventualmente podrían tener problemas de hipertensión. - Se relaciona con la fisiología de la retina - Importancia en la reproducción estacional; tiene que ver con que informa la longitud de los días, cuan largo es el día,acercandose el verano los días son más largos lo que es un indicardor de que tienen que reproducirse para tener sus crías en verano. - Tiene que ver con la fisiología del ovario; se ha visto que cuando hay alteraciones en la melatonina también se ha visto que las muejres pueden tener problemas en términos reproductivos, no tienen ciclos normales. - Afecta la pubertad; cuando un niño empieza a tener capacidad sexual. Endocrinología 2 : Hipófisis e Hipotálamo Hipotálamo ¿Qué es el hipotálamo?: ¿Es un nucleo cerebral?No. ¿ Es una estructura que está en el cerebro?Si. ¿Por qué no es un nucleo cerebral? Porque son varios,el hipotálamo en el fondo es un área cerebral que comprende varios nucleos. D3: Aquí se ve la hipófisis, tractos ópticos, los núcleos supraquiasmáticos, en una zona se ven varios nucleos, todos ellos forman parte del hipotálamo, son zonas del hipótalamo. Su función principal es homeostasis. Porque regula básicamente todo está de alguna manera controlada o regulada por el hipotálamo. Ej: presión arterial, temperatura corporal, balance de fluidos y electrolitos, peso corporal. Para todas estas cosas de alguna manera la información tiene que pasar por el hipotálamo para enviar información hacia otras partes tanto del cerebro como otras partes del organismo. Por lo tanto como está encargado de todo recibe información básicamente de todo. Ej: núcleo del tracto solitario, formación reticular, retina, órganos circumventriculares, sistema límbico y olfatorio (todos parte del cerebro), termorreceptores intrínsecos, osmorreceptores intrínsecos( se encuentran en el resto del organismo). No solo le llega información desde el cerebro sino que tambien de distintas partes del cuerpo. Tiene que tambien coordinar y sincronizar la información que le llega de diferentes lugares, de los nervios sensoriales ,de alguna manera organiza el cerebro y finalmente coordinar para mantener la homeostasis. Lleva información prácticamente a todas partes, lo hace utilizando el sistema nervioso autónomo y el sistema endocrino a través de la hipofisis de ejemplo. El hipotalamo es como nuestro centro organizativo, que va a distribuir señales e informacion hacia los diferentes sistemas. D4: Aquí se muestra de nuevo los diferentes núcleos. AH = hipotalámico anterior; AR = arcuato; DM = dorsomedial; OC = quiasma óptico; PH = hipotalámico posteriors; PO = preóptico; PV = paraventricular; SCH = supraquiasmático; SO = supraóptico; VM = ventromedial. Todos tienen de acuerdo al lugar donde se localiza el nombre que reciben estos núcleos o grupos de neuronas y como estos se relacionan con la hipofisis. Núcleos supraóptico, paraventricular, arcuato, área preóptica, son los más importantes en términos de la señalización y de la ¿? con la hipófisis. Todos tienen que ver con la regulación a nivel de la hipófisis. Relación Hipotálamo-Hipófisis El hipotálamo regula la secreción hormonal de la hipófisis anterior a través de factores de liberación hormonal y por la parte posterior de la hipófisis envía neuronas propias que secretan hormonas. Desde el hipotálamo tenemos neuronas que por un lado llegan a hipófisis anterior y por otro lado tenemos neuronas que se encuentran en la hipófisis posterior. D6: Aquí se ve un esquema de nuestros cerebro con la hipófisis y el hipotálamo. D6-8: Se puede observar una esquema de la hipófisis anterior, posterior y se menciona algunas veces la intermedia. Las neuronas del hipotálamo llegan hasta los vasos sanguíneos que se encuentra aquí, esta red de vasos sanguíneos se llama red portohipofisiario, que son vasos sanguíneos que comunican hipotálamo con hipófisis, y las neuronas del hipotálamo llegan y secretan hormonas o neurotransmisores;en el fondo es una secreción neuroendocrina, sustancias químicas que comunican las neuronas del hipótalamo con las de la hipófisis. Los factores liberadores que son liberados desde las neuronas del hipotálamo a la sangre hasta los vasos portahipofisiarios y que eventualmente llegan a las células de la hipófisis anterior. Mientras que por el lado de la hipófisis posterior tenemos neuronas que llegan hasta la hipófisis. Es necesario hacer la distinción de que los cuerpos neuronales se encuentran en el hipotálamo y en la hipófisis encontramos los terminales sinápticos. De tal manera de que cuando se secreta la hormona o neurotransmisor desde esa neurona inmediatamente va a la sangre y al resto del organismo. Una hormona que es secretada desde la hipófisis posterior es sintentizada en el hipotálamo. D7: Aquí tenemos una tabla de los tipos de neurona que vamos a encontrar en los diferentes segmentos de la interacción hipófisis- hipotálamo. Se observa que hay dos tipos de células magnocelulares (grandes), parvicelulares (pequeñas). Las magnocelulares se encuentran principalemente en los núcleos supraótico y paraventricular; las parvicelulares se encuentran en los núcleos paraventricular, preóptico, periventricular, arcuato. -Existen dos hormonas que estamos secretando enfocandonos principalmente en la hipófisis posterior, tenemos secreción de ADH y oxitocina, desde la hipófisis posterior.Estas dos hormonas se sintetizan en las celulas magnocelulares de los núcleos supraópticos y paraventricular y cuyos terminales nerviosos van hasta la hipófisis posterior. -En este otro caso hay liberación de varias otras hormonas que están en relación con la hipófisis anterior. Como se forma la hipófisis.¿Por qué tenemos una hipófisis anterior y una posterior?¿porque son distintas?. Porque vienen embriológicamente de distintos segmentos. ¿De donde se originan? La hipófisis posterior o neurohipófisis se origina del ectodermo neural, mientras que la hipófisis anterior o adenohipófisis se origina del ectodermo bucal. Estos dos tejidos durante el desarrollo embrionario se combinan para generar este organo combinado entre un tejido ectodermal de tipo bucal y otro de tipo neural, donde tenemos a la adenohipófisis por un lado y la neurohipófisis por otro. Además se puede identificar otra parte de la estructura que es la parte conectora entre hipotálamo e hipófisis que algunos llaman pars tuberalis. En la adenohipófisis podemos identificar una pars distalis, pars tuberalis y pars intermedia. Mientras que en la neurohipófisis uno puede identificar una eminencia media, un tallo infundibular y una pars neviosa. Hipófisis -Localizada sobre la Silla Turca -Se divide en 2 partes totalmente separadas en estructura y función. -Origen del tejido de cada parte es diferente: anterior es glandular posterior es neural Las neuronas pequeñas toman contacto inmediatamente con los vasos portales. Las neuronas más grandes tienen cuerpo nueronal en el hipotálamo y sus terminales sinápticos en la hipófisis. Red de vasos sanguíneos portohipofisiarios son los que están conectando la adenohipófisis con las neuronas que se encuentra en el hipotálamo. Las neuronas que se encuentran en el hipotálamo y que de alguna manera se conectan con la hipófisis, la neurona completa está en el hipotálamo y por lo tanto las hormonas se liberan al torrente sanguíneo y después llegan a las células de la hipófisis. Mientras que las neuronas de la neurohipófisis los cuerpos celulares están en el hipotálamo y terminales estan en la hipófisis. Caso Clínico 1 Una joven de 17 años sufre una grave lesión craneal en un accidente de motocicleta y está prácticamente en estado comatoso durante 3 días, con necesidad de aporte de líquido intravenoso (5% glucosa en agua) para su mantenimiento. Al comienzo del segundo día, se observa un brusco incremento en su volumen de orina a 8 l/día. Un rápido examen no muestra glucosa en la orina. Se le hacen exámenes a la personas para ver por qué le ocurrió esto a la persona. El exámen de glucosa se hace para saber la persona tiene diabetes, sospecha que se levanta por el gran volumen de orina excretado. ¿Que regula el volumen de orina?¿Cómo regula la ADH el volumen de orina?¿Cómo se produce la liberación de ADH? Los osmoreceptores miden la osmolaridad plasmática, miden los electrolitos a través de los cambios de tamaño que sufren los osmoreceptores en su cuerpo celular dependiendo de si están en una solución hiperosmótica o hipoosmótica, lo que activa un impulso nervioso, el que informa a las neuronas paraventriculares la estimulación o bloqueo de la secreción de ADH dependiendo si necesitamos secretar o reabsorver agua. Los baroreceptores detectan presión, detectan cambios de volumen. Si disminuye el volumen la presión baja activando el barorreceptor. Si aumenta el volumen aumenta la presión y el barorreceptor se inhibe. Cuando activamos el baroreceptor manda sus señales a las éelulas liberados de ADH. ¿Que estimula la secreción de ADH? Una aumento en la osmolaridad, una baja en la presión arterial que se traduce en una baja del líquido extracelular, dolor, náuseas, hipoglicémia, nicotina, opioides, drogas antineoplásicas. ¿Que inhibe la secreción de ADH? Una disminución de la osmolaridad, un aumento en la presión arterial que se traduce en un aumento del líquido extracelular, agonistas adrenérgicos, péptido natriurético, etanol. Todas las hormonas y en particular la que estamos viendo que es secretada desde la neurohipófisis tienen una regulación bastante grande, dada por varias sustancias, tanto normales que se pueden encontrar en el organismo cosas que están cambiando constantemente, como también por otras que uno puede incorporar que puede ser nicotina, alcohol, drogas. ADH -Es un péptido maduro de 9 aa.; péptido pequeño -PM:1084 Da -Se sintetiza en los cuerpos celulares que se ubican en el núcleo supraóptico y paraventricular . -Es sintetizando como una proteína pre-pro-presofisina, mucho más grande que el péptido final. -Se sintetiza junto a Neurofisina 2. Otro pedazo de esta proteína grande se llaman Neurofisina 2. Proteína ligante porque la vasopresina funciona por la sangre unida a neurofisina en parte. -Se almacena como prohormona en gránulos de secreción. D18: Hay dos aminoácidos apuntados con flechas,arg y phe. Son la característica propia de la vasopresina, esos aminoácidos la hacen vasopresina. Se sintetizan: -Neuronas: magnocelulares parvicelulares -Núcleos : Supraóptico Paraventricular D 20-21: Este es el mecanismo por el cual señaliza. La ADH tiene dos nombres hormona vasopresina y hormona antidiurética, y tiene por tanto dos funciones; la primera es contraer los vasos sanguíneos y la segunda reducir el volumen de la orina. Vía se señalización a través del receptor V1 -En el músculo liso vascular, induce la contracción. -Actúa a nivel de los vasos sanguíneos, produce el aumento de la contracción de los vasos sanguíneos. -Su mecanismo de acción es mediado por una vía de señalización en la que participa calcio. Cuando hay calcio involucrado el músculo se contrae. Vía se señalización a través del receptor V2 - En el riñón aumenta la reabsorción de agua. -Esta relaciónado con AMPc y a través de este produce la reabsorción de agua, haciendo que las vesículas que tienen aquaporina se fusionen con la membrana apical, quedando las aquaporinas en la superficie de la célula y permitiendo la incorporación de agua a la célula. ¿Que pasasaría si tuvieramos un exceso de secreción de ADH? Se produciría una orina hiperosmótica, al reabsorver tanta agua la concentración de sodio en nuestra sangre se diluiría, y por eso tendriamos una hiponatremia, la osmolaridad del plasma también disminuiría porque estaríamos reabsorviendo mucha agua por lo que tendríamos una hipoosmolaridad. Síndrome de secreción inapropiada de ADH. ¿Qué pasa si no tenemos ADH? El volumen de la orina sería muy alto, por ejemplo 20 litros sin una gota desde ADH. Esto produciría una deshidratación una hiperosmolaridad sanguínea, una orina muy diluida. Diabetes insípida. ¿Con un exceso de hormona antidiurética se podría elevar la presión arterial? Si, si no se está tomando agua y se está simplemente recuperando todo el agua que se tiene probablemente no aumentaría mucho. Pero si además se está tomando agua y esa agua se está reteniendo aumentaría el volumen y ese aumento de volumen podría eventualmente llevar a un aumento de la presión arterial y si no lleva a un aumento de la presión arterial porque ese aumento se está regulando de una u otra forma se generaría un edema. Caso Clínico 1 Si una persona sufre una lesión craneal con ruptura de la conexión entre el hipotálamo y la hipófisis y como consecuencia comienza a orinar a razón de 10 l/día. Qué ocurrirá con: -La osmolaridad sérica: aumenta -La concentración sérica de sodio: aumenta porque disminuye el agua -La concentración plasmática de hormona natriurética auricular: la hormona natriurética auricular aumenta la orina. Si hay una detección de aumento de sodio debería aumentar la hormona natruirética pero al mismo tiempo tenemos una cantidad de líquido importante. La hormona natriurética aricular tiene dos funciones una aumentar la diuresis y otra aumentar la natriuresis, por un lado al estar aumentado el sodio debería estar la hormona natruiretica para poder eliminar ese sodio, pero hay poco líquido, pero por otro lado vamos a tenerel problema de que tendremos que retener líquido no botarlo y la hormona natruirética al botar sodio también bota líquido y es algo q no queremos. Entonces las dos fuerzas van a estar compitiendo y gana la mayor, en este caso la perdida de líquido, bajo esta perspectiva la hormona natruirética disminuye. Porque si bien es cierto con sodio uno podría esperar que lo eliminara, como tiene tan poco líquido no le conviene.El líquido, la osmolaridad, la concentración y volumen del líquido determinan a la presión en el corazón que no tiene que secretar hormona natriurética -La osmolaridad urinaria: disminuye Oxitocina Oxitocina y vasopresina son prácticamente iguales su diferencia radica en dos aminoácidos y esa diferencia hae actuen en receptores diferentes, y que por tanto tengan efectos diferentes. -Es un péptido maduro de 9 aa.; péptido pequeño - PM:1007 Da -Se sintetiza en los cuerpos celulares que se ubican en el núcleo supraóptico y paraventricular . -Es sintetizando como una proteína pre-pro-oxifisina, mucho más grande que el péptido final. -Se sintetiza junto a Neurofisina 1. Otro pedazo de esta proteína grande se llaman Neurofisina 1. Proteína ligante porque acompaña a la oxitocina en todo el viaje. -Participa en pubertad, nacimiento, reflejo de lactancia. D26: Hay dos aminoácidos apuntados con flechas,lle y leu. Son la característica propia de la oxitocina, esos aminoácidos la hacen oxitocina. Se sintetizan en: -Neuronas: magnocelulares parvicelulares - Núcleos : Supraóptico Paraventricular La oxitocina y la vasopresina pertenecen a la misma familia de péptidos, a esta familia también pertenecen péptidos muy similares que cumplen la misma función pero que existen en otras especies como Lis-Vasopresina presente en cerdos e hipopótamos y Vasotocina presente en aves. Siendo esta familia muy bien conservada dentro de toda la evolución. D29: Si se observan en términos de aminoácidos las homonas mencionadas antes, todas tienen diferencias en los aminoácidos 4 y 8 y el resto se mantiene prácticamente igual. La oxitocina tiene como función -Ayuda a la lactancia. Secreción de leche se produce gracias a la contracción que produce sobre las células mioepiteliales de los ductos de la glándula mamaria. -Contracción del útero durante el trabajo de parto. *Se usa para inducir el parto y reducir el sangramiento posterior a este, gracias a la contracción rápida del útero lo que cierra también los vasos sanguíneos. Vía de señalización La señalización del receptor de oxitocina esta mediada por calcio. ¿Qué estimula la liberación de oxitocina? La oxitocina es una hormona que ha sido muy poco estudiada, se le ha dado mucha importancia a la oxitocina en la mujer y poca en el hombre. Se ha encontrado que la oxitocina de algunas manera tiene que ver con la afectividad, algunas trabajos postulan que si se le da oxitocina al hombre este tiene mayor apego por los niños. Factores estimulantes de su liberación son la succión del pezón por el bebé lo que libera oxitocina produciendo la secrección de leche,importancia para la lactancia del bebe;ver, oir u oler al bebé, es más común en la madre biológica; dilatación del cervix para el alumbramiento y el orgasmo produce la secreción de oxitocina que podría participar induciendo la flacidez postorgásmica del pene, sugiriendo un nuevo rol para los estrógenos en las mujeres: regulación de CC(¿?) en respuesta a OT(oxitocina). ¿Qué inhibe la liberación de oxitocina? Los opioides(endorfinas) la inhiben. El sistema de péptidos opiodes endógenos interactúa con el sistema neurosecretorio magnocelular restringiendo severamente los niveles basales de secreción de estas hormonas así como también su secreción ante varios estimulos fisiológicos. Resumen Hipófisis Posterior :Neurohipófisis o Pars Neuralis Principales hormonas: Oxitocina, Vasopresina(ADH) Lugar de sintesis sintetis de sus hormonas: Cuerpo celular de neuronas ubicadas en los núcleos hipotalámicos paraventricular y supraóptico. L ugar de secreción de sus hormonas: desde los terminales de las neuronas hipotalámicas ubicadas en la neurohipófisis hacia el torrente sanguíneo. Adenohipofisis D35: Tenemos aquí el sistema portohipofisiario. En la adenohipofisis se produce la síntesis de una serie de hormonas que van a estimular a muchos órganos, entre ellos la tiroides , glándula suprarenal, gónadas, hueso, hígado, páncreas. Prácticamente a todos los órganos del cuerpo ya que a través de los anteriormente nombrados afectamos al resto de los órganos del cuerpo. Estos son todos los factores secretados desde el hipotálamo que regulan a la hipófisis. TRH: hormona liberadora de tirotrofina CRH: hormona liberadora de corticotrofina GnRH: hormona liberadora de gonadotrofinas GHRH: hormona liberadora de GH GHIH: hormona inhibidora de GH (somatostatina) PRH: hormona liberadora de prolactina PIH: hormona inhibidora de prolactina (Dopamina) Las hormonas liberadoras de tirotrofina,corticotrofina y gonadotrofinas solamente tienen homonas etimuladoras, mientras que la hormona del crecimiento tiene una hormona estimuladora como una hormona inhibidora al igual que la prolactina en cuyo caso la hormona inhibidora es incluso más importante que la estimuladora. Características de las hormonas liberadoras hipotálamicas. -Se secretan en pulsos -Actúan en receptores de membrana específicos; todas ellas poseen receptores del tipo de membrana - Traducen señales vía segundos mensajeros;practicamente todas ellas tienen receptores de tipo heptahelicoidales -Estimulan la liberación de hormonas almacenadas en la hipófisis; son factores liberados desde el hipotálamo - Estimulan la síntesis de hormonas hipofisiarias; cuando tenemos una secreción de por ejemplo GnRH nrmalmente las células que sintetizan hormonas luteinizante o foliculoestimulante pueden incluso incrementar su tamaño porque tienen mayor cantidad de hormonas en su interior. -Estimulan la hiperplasia e hipertrofia de las células blanco. -Regulan a su propio receptor. D39: Del hipotalámo se liberan todos los factores liberadores de hormonas mencionados anteriormente para que en la hipófisis tengamos todos estos organos que son afectados por las hormonas que están un poco más arriba. TSH: hormona estimulante de tiroxina. Se secreta en respuesta a TRH. FSH: hormona estimulante folicular. Se secreta en respuesta a GnRH. LH: hormona luteinizante. Se secreta en respuesta a GnRH. ACTH: hormona adrenocorticotrófica Se secreta en respuesta a CRH. GH: hormona del crecimiento. Se secreta en respuesta a GHRH y somatostatina(GHIH). Prolactina: se regula por PrRH y dopamina(PIH). Endocrinología 3: Hormonas tiroideas En la clase pasada vimos lo que ocurría con la hipófisis y las hormonas que secretaba en respuesta a factores del hipotálamo, y a su vez estas hormonas actuaban sobre un órgano blanco donde se producía una siguiente hormona que tenía los efectos, como es el caso de las hormonas tiroideas. Así que para ver el contexto en que esto está involucrado yo les pongo este caso, donde por ejemplo podríamos encontrar una mujer joven que a pesar de comer menos ha seguido engordando, en este caso 7 kilos durante un año, además tenía muy poca energía, siempre estaba con frio, era estítica, tenia periodos menstruales muy cortos y muy leves. Además tenía el cuello abultado y los resultados de los exámenes en el laboratorio mostraron lo siguiente…con todos estos problemas uno sospecha inmediatamente que hay un problema a la tiroides: cuando vamos a medir T4 los niveles son bajos comparados con el control. Y si nos vamos más arriba, a la hipófisis y miramos los niveles del valor de TSH vemos que están muy altos. Parece que hay una incongruencia, pero hay algo que está pasando entremedio que no está comunicando correctamente la secreción de TSH con la secreción de hormonas tiroideas. Asi que con lo que hemos visto en la primera diapo vamos a ver el eje hipotálamo-hipófisis-glándula en la señalización de las hormonas tiroideas. Partimos entonces con el hipotálamo en donde nos encontramos con el TRH. Ya conocemos la función del TRH cierto? Si, es la hormona liberadora de tirotropina. Pero se ha visto que también tiene un efecto sobre la prolactina, aunque se los cuento como dato anecdótico. Lo que me interesa que se acuerden es que TRH se pega a THS. De todos los núcleos del hipotálamo, cual es el que secreta TRH?...del núcleo paraventricular, y varios de los factores liberados van a salir de este núcleo. Este TRH es una proteína, y su síntesis sigue el camino de las proteínas convencionales, y por lo tanto cuando uno habla de su precursor siempre está pensando en esta pre-proteína o pro-proteína. Así que cuando uno habla de precursor uno tiene que decir que es más grande que el TRH. Y el precursor de TRH tiene 242 aminoácidos, y si uno piensa que un aa promedio pesa alrededor de 110 dalton, o sea que esta proteína estaría pesando 20.000…pongámosle 30.000 Da o 30 kDa. Entonces es una proteína mediana, “tiraita pa chica”. Pero si nosotros vamos a ver este TRH en la forma activa, efectivamente lo que funciona, este tiene “3 rascas aminoácidos”, y a pesar de eso es muy específica y tiene su propio receptor. Y su receptor, además de la mayoría de los receptores para los factores derivados del hipotálamo son receptores acoplados a proteína G. entonces la pregunta que uno se hace es cual será su segundo mensajero…y ahí está: el TRH cuando se libera del hipotálamo llega a la hipófisis y actúa sobre su receptor, que activa una cascada ya tradicional que la hemos visto más de una vez, derivada o que produce calcio. Y lo básicamente importante aquí y lo que nos interesa es que se produzca la liberación de la siguiente hormona que es el TSH. Que les parece esa foto?(diapo 7)..como que tiene mucha cosa?, porque les muestro esta foto…fíjense que sale TRH, FSH, GH, y esta hormona también…porque todas estas hormonas pertenecen a la familia de las glicoproteínas, y actúan como dímeros formados por una subunidad alfa y otra beta. La subunidad alfa es la misma para todas las hormonas que están a la derecha, o sea esa subunidad alfa se une a cualquiera de las subunidades beta, que es la que hace la diferencia. Y es esta la subunidad que se une a su receptor y que eventualmente produce el efecto. Sin embargo uno encuentra, verdad, la subunidad αβ en la mayoría de los fluidos. Entonces tenemos que el TSH en realidad es un dímero. Los tamaños están aquí pero es solamente para que tengan una referencia. Y que es lo que hace? Qué más podemos saber de la TSH?...ya dijimos que era una proteína chiquitita: 28 kDa. Tiene una vida media de 50 min. Se acuerdan el rango de vidas medias que yo les dila semana pasada? Les dije que iban de segundos a horas, por lo tanto esta hormona tiene un periodo activo en la sangre bastante prolongado. Preg cami foncea: ¿Cuando dice que vive harto, está ese tiempo disponible para unirse al receptor? R: No, cuando yo te digo que vive harto, en realidad…cuando uno piensa en una proteína siempre tiene que estar pensando que estas proteínas son dinámicas, o sea no es que tu generes una proteína y siga ahí por el resto de tu vida, sino que está permanentemente degradándose y se está sintetizando nueva proteína. Entonces cuando yo te digo que vive harto es que se va a demorar por lo menos 50 min para que desaparezca la mitad de la proteína, que es la vida media. Normalmente las proteínas pueden durar segundos, o sea se sintetizan y se degradan inmediatamente. Esta en cambio vive un poquito más, o sea se demora más en ser degrada. Pero por supuesto tienes otro montón de hormonas que va a estar siendo liberada de acuerdo al pulso que le corresponda y va a estar sustituyendo a la que se va a degradar. Ehh, entonces esto también es un dato, porque yo les dije que se acordaran cuando les mostré la lista de hormonas, que la mayoría de ellas tenia factores estimuladores que provenían del hipotálamo. Del hipotálamo se producía un factor que liberaba la hormona en la hipófisis, con excepción de 2 les dije yo…que era la prolactina, que tenía un factor inhibitorio, y la hormona del crecimiento, que era la otra que también tenía un efecto inhibitorio importante. Pero esto también es una cosa anecdótica experimental, que no tienen que saberse así como dato categórico. El dato categórico es este, que es estimulada por TRH. El hecho quesea inhibida por somatostatina es algo que se ha visto en forma experimental, pero el valor que pueda tener eso en términos fisiológicos no es tan relevante. Y al igual que la TRH, esta TSH también se acopla a un receptor unido a proteína G, pero a diferencia del anterior que era mediado por calcio, este es mediado por APMc. el mediador de repente no es cosa de aprendérselo de memoria tampoco porque no es necesario, pero si saber más o menos que tipos de receptores se acoplan. Como se regula esta hormona?...y aquí está el mecanismo de regulación. Tenemos el hipotálamo, que libera TRH. TRH estimula a la hipófisis para producir TSH, y esta estimula al glándula tiroides para producir hormonas tiroideas. Que es lo que hacen las hormonas tiroidea?...hacen feedback, verdad, y esto como viene de la tiroides seria un feedback de asa intermedia, es más bien larga que corta porque lo está mandando desde el cuello hasta la hipófisis o hasta el hipotálamo para inhibir nuestra secreción de la hormona tiroidea. Entonces cuando hay mucha secreción de TSH la hormona tiroidea se encarga de regular e inhibir que siga siendo secretada. Pero que hace la TSH?...ya lo dijimos, estimula la síntesis de hormonas tiroideas. Pero en particular, dentro de la secreción y la síntesis de hormona tiroidea, que hará específicamente la TSH?..por un lado, y eso lo vamos a ver cuando veamos cómo se produce la síntesis de la hormona tiroidea, lo que estimula la TSH es a que esta proteína que se llama tiroglobulina sea incorporada al interior de la célula, porque esta tiroglobulina está guardada en acinos y lo vamos a ver inmediatamente. Y se incorpora entonces desde los acinos al interior de la célula, y en el interior de la célula sea degradada para eventualmente producir la liberación de estas 2 hormonas: T3 y T4. Y qué pasa si tenemos mucha TSH, si el resto del sistema estuviera sano y bueno?...se produciría mucha hormona tiroidea. Y si se produce mucha, que más pasa?...afecta el metabolismo. Y de qué manera?..lo aumenta. Qué más? Y al aumentar el metabolismo en términos de frio o calor? Estaríamos muertos de calor. También hay baja de peso, porqué?..porque estas degradando grasas, proteínas. Ya, y que pasa si hay un déficit?..pasa todo lo contrario, hipotiroidismo. Pero existe una enfermedad, además, que es una enfermedad autoinmune. Saben lo que es una enfermedad autoinmune?...si.. Qué sería eso? El cuerpo se ataca a si mismo verdad. Y en esta enfermedad autoinmune se generan anticuerpos contra el receptor de TSH. Pero son anticuerpos que imitan a la TSH, entonces cuando se unen al receptor este cree que en realidad es TSH, y por lo tanto empieza a secretar hormona tiroidea. Y eso se conoce con el nombre de tirotoxicosis, y que eventualmente da los síntomas de una enfermedad de Graves, donde la persona tiene el cuello abultado y los ojos salidos. Ahora, hay gente que tiene efectivamente los ojos un poco salidos y eso no es que tenga la enfermedad. El problema es cuando la persona en un mes o 2 se le salen los ojos. Ahí sí es una enfermedad de Graves. Como se está secretando T4 y T3, estas van a estar haciendo su feedback negativo sobre hipófisis- hipotálamo, por lo tanto el cuerpo no va a secretar TSH, pero como tenemos el anticuerpo de todas maneras va a seguir secretando hormonas tiroideas. Esta figura les representa en el fondo un corte de una glándula tiroides, pero una glándula tiroides normal. Lo que tienen aquí ustedes son cordones de células que están rodeando estos espacios que son en el fondo los acinos que contienen una sustancia de proteína pura, que se le llama el coloide y por eso tiene una C. yo les dije que la TSH lo que hace es estimular la producción de hormona tiroidea, pero además hace otra cosa en la célula misma: la hace crecer, la hipertrofia. Entonces si uno tiene una TSH aumentada ustedes van a tener esta fisonomía en el mismo corte, donde las células que eran bastante planitas están mucho más grandes. Si todo está bien con la TSH aumentada uno podría tener un exceso de producción de hormona tiroidea. Qué pasa cuando la TSH está disminuida?...si se fijan estas mismas paredes se aplanan mucho más, y los espacios del coloides (esto no está a la misma amplificación cierto) también se agrandan. Entonces es una célula más chica cuando no hay TSH y es una célula mucho más grande cuando hay TSH. Pero sin embargo tanto el hipo como el hipertiroidismo pueden producir bocio. Dependiendo justamente de donde se esté produciendo el daño, porqué?...porque si uno tiene mucha TSH, y tiene una buena producción de T4 van a tener hipertiroidismo. Y cuando tienen harta TSH va a crecer esta glándula. En otras situaciones en cambio, la enfermedad se puede producir porque no se puede generar hormona tiroidea, pero seguimos teniendo TSH alta, como el caso que yo les mostré al principio. Y como tenemos TSH alta la glándula crece, pero no puede producir hormona tiroidea porque el daño o el defecto está en otra parte. Entonces por eso se dice que tanto el hipo como el hipertiroidismo, que en realidad son respuestas a si hay mucha o poca hormona tiroidea pueden producir agrandamiento de la glándula tiroides o lo que se llama bocio. Lo que uno ve es una cosa como esa: un engordamiento pequeño del cuello. Hay lugares en el mundo, muy pocos, donde las personas no comen yodo. Y cuando no comen ni una gota de yodo no se puede producir hormona tiroidea, pero si se está produciendo mucho TSH, y por lo tanto se puede producir un bocio, que se llama un bocio endémico…que es lo que se ve aquí. ..Puede llegar a crecer la glándula tiroidea tanto como para llegar a tener esto que es pura glándula tiroides. Son personas que viven en lugares muy aislados, que tienen poco acceso médico, y que no se ven. Les cuesta básicamente todo porque les molesta mucho. Pueden tragar porque tenemos un cartílago rígido que se los permite por su rigidez, pero sin lugar a dudas que eso va a generar problemas de todo tipo. Si tú le das yodo a esa persona puede irse revirtiendo la situación. Ahora cuando ya la tienes muy grande tienes que entrar a extirpar. El bocio endémico se produce por falta de materia prima para producir T3 y T4, por ausencia de yodo. Pero tu eje hipotálamo-hipófisis esta bueno, por lo tanto sigues secretando TSH porque no tiene el feedback negativo que lo esté inhibiendo. Por otra parte, cuando se salen los ojos es por exceso de hormona tiroidea. De qué manera la hormona tiroidea afecta los músculos que tienes alrededor de los ojos para que se produzca la protrusión del ojo no lo tengo claro, pero básicamente la hormona tiroidea afecta las facciones. En el hipotiroidismo se produce bocio cuando tienes TSH pero no puedes producir hormona tiroidea por diversas causas. Siempre el aumento de volumen de la glándula va a estar dado por un aumento de TSH. Llegamos a la tiroides, y ahí está en el cuello cercana a la manzana de Adán. Esta que les muestro aquí es simplemente una tiroides de perro, como para decirles que no somos exactamente iguales pero somos muy parecidos. La diferencia es que nosotros tenemos un puente que une un lado de la tiroides con el otro lado, y los perros tienen básicamente una tiroides a cada lado del cuello. La misma anatomía que habíamos visto antes con los cordones de células y al centro quedan estos acinos donde se acumula lo que se llama el coloides, y el coloides es básicamente proteína. Y si ustedes se fijan aquí, en el esquema, se muestra que además de los acinos con el coloides existe otro tipo de células, que son las células C, que si uno las mira acá en esa tinción con hematoxilina (y también debe tener un anticuerpo teñido porque esta tiñendo en cafecito), acá ve que las células C son poquitas y están metidas entremedio de estos acinos. Y de estas células C vamos a hablar después porque son importantes, en la sección de otras hormonas. Entonces, como es la hormona tiroidea, en su estructura? Está formada básicamente por dos tirosinas y puede tener diferente cantidad de yodos asociados. Y dependiendo de la cantidad de yodos que tenga es el nombre que va a recibir. Y se va a llamar brillantemente T4 cuando tenga 4 yodos, y se va a llamar T3 o triyodotironina cuando tenga 3 yodos. Y se va a llamar diyodotirosina o DIT cuando tenga 2 yodos y monoyodotirosina o MIC cuando tenga uno. En cuanto a la solubilidad, pensando en que tiene aminoácidos uno pensaría que s hidrosoluble, pero para sorpresa mía, cuando tiene 4 ó 3 yodos es liposoluble o poco soluble en agua. Entonces como se transportará por la sangre? Por una proteína especializada. Y en términos de actividad yo les he mencionado 4 moléculas que se pueden considerar hormonas tiroideas, claro que se las mostré con colores diferentes. Las 2 primeras son activas, las otras 2 ni siquiera salen de la célula. Y dentro de estas dos primeras, tienen la misma actividad?...no. cual tiene más?..la T3, la hormona realmente activa es la T3 porque la T4 efectivamente tiene actividad pero es una actividad bastante pequeña (pero es más que la de 1 o 2 yodos que no tienen nada de actividad). Y ahí está la T4, si ustedes se fijan las 2 tirosinas están marcadas por 2 anillos arsénicos. Y esta T4 que uno encuentra en la sangre deriva por completo de la glándula tiroides,o sea, en el único lugar que se puede sintetizar T4 es en la glándula tiroides. Pero como les dije no es 100% activa, por lo que se le considera una pro-hormona. Aunque se dijo que son liposolubles, en agua también tiene una pequeña solubilidad porque en la sangre circula sin unirse a una proteína. Esta otra en cambio corresponde a la T3. Donde está la diferencia?...nos falta un yodo en esta posición, y por eso se llama 3-5-3’ (el 5’ lo perdimos). Y esta T3 es la hormona biológicamente activa. Ahora, cuidado con esta aseveración que sigue acá abajo, dice que 20% de la T3 plasmática viene de la secreción tiroidea…que es lo que está diciendo? Esta diciendo que el 20% de la T3 se obtiene directamente desde la liberación de la glándula tiroides. Y el 80% uno lo obtiene porque es la T4 la que se transforma en T3. Y si la T4 solo se sintetiza en la tiroides en el fondo todas las hormonas vienen de ahí.la diferencia es que T3 podría formarse en otra parte, como en un órgano blanco. Cabe destacar que todos los órganos tienen receptores para hormonas tiroideas. De hecho sale aquí que el 80% de T3 es producida en los órganos periféricos, y yo se los adelanto altiro, por una enzima que se llama 5’-desyodasa. Entonces que necesitamos para sintetizar hormona tiroidea?...primero que todo el yodo, y en segundo lugar tirosinas. Y de donde sacamos las tirosinas? De una proteína que se llama tiroglobulina. Entonces si uno toma esta tiroglobulina, que es una proteína relativamente grande, que tiene 600 kDa (100 ya es grande), y que se acumula en el coloides y 134 tirosinas que se encuentran en esta tiroglobulina de 5000 aa. Solamente se pueden yodar 27 de estos 134 aa de tirosina. No se aprendan los números, pero noten que siendo una proteína súper grande, solo 134 son tirosina y solo una pequeña proporción de estas últimas son las que van a dar origen a las hormonas tiroideas. La tiroglobulina, entonces, se sintetiza en las células del folículo, se empaca en vesículas de secreción, se liberan del folículo y se almacenan en el coloides…y ahí quedan, guardaditas esperando que llegue el yodo para poder yodar a las tirosinas correspondientes. El yodo…de donde lo sacamos? básicamente lo encontramos en sangre proveniente de la dieta y lo captamos por estas células del acino. Si tenemos todo eso y tenemos las enzimas apropiadas no deberíamos tener ningún problema en sintetizar hormonas tiroideas. De hecho, hablando del yodo, este se obtiene de la alimentación, y es más, para evitar este bocio endémico, la OMS ha recomendado que un adulto debe ingerir por lo menos 150 µg de yodo al día. Afortunadamente todas las sales, la sal de mesa, tienen yodo. Y se les sugiere a las madres embarazadas que aumenten su consumo de yodo porque aparte van a tener que estar aportando hormonas al feto. Ya vimos que si falta yodo se produce el bocio. Ahora, es interesante que en estas células de la tiroides se acumula yodo: la concentración de yodo en la tiroides es 40 a 50 veces más alta que en el resto del organismo. O sea, tenemos un sistema en esta glándula que es muy eficiente en captar todo el yodo que tenemos. Como es ese sistema? aquí esta: tenemos nuestra glándula tiroidea, si la amplificamos para ver solamente un folículo, específicamente una célula del folículo y su transportador de sodio que además cotransporta yodo. Y como es un cotransportador, ingresa yodo, lo acumula en la célula y el resto del yodo pasa al coloides donde va a reaccionar con la tiroglobulina que se encuentra ahí. Si nos pusiéramos más exquisitos y empezaremos a ver a este transportador, nos encontraríamos con que es una proteína que tiene 13 segmentos transmembrana (eso está en rosadito porque en algún momento se creyó que eran doce y no trece), que en el fondo se parece mucho a cualquier otro transportador de sodio que ustedes encuentren en el riñón o en el corazón, etc. pesa 65 kDa por lo que es una proteína ni muy grande ni muy chica. Esta característica de acumular yodo dentro de la célula permite que se pueda utilizar este yodo como agente diagnostico. Alguno de ustedes se ha tenido que hacer radiografías de tiroides?..que se les da un poquito de yodo radioactivo para que tomen y posteriormente se les ve la glándula tiroides. Se ve de un color más intenso donde se acumula. Esta es una tiroides que se ve normal, porque básicamente tiene distribuida en forma homogénea todo el yodo en la glándula. Esa glándula, en cambio, está enferma, porque si ustedes se fijan aquí tiene un sector donde no se está acumulando yodo, y lo más probable es que en esta parte no se esté produciendo hormona tiroidea. Hay veces que la gente tiene cáncer a la tiroides y eso produce que de pronto las células de la glándula cuando producen metástasis viajen a diferentes zonas del cuerpo y tengan la capacidad de acumular yodo y se las puede ver en cualquier órgano, por lo que el cáncer a la tiroides puede ser detectado por la presencia de yodo. Por lo tanto la presencia de estos transportadores puede servir como un método de diagnostico. Y aquí tenemos un pedacito, en rojo, de la tiroglobulina. Y lo que les está mostrando ahí es como se sintetiza la hormona tiroidea. Aquí tenemos 2 tirosinas destacadas en esta tiroglobulina. Para que el yodo se incorpore a estas tirosinas tiene que haber una enzima…y es esta, la peroxidasa tiroidea, que cataliza la reacción entre el yodo y la tirosina de manera que le pega 2 yodos. Pero ahí tenemos la mitad de la hormona, falta un paso. Ahora estas 2 tirosinas que se encuentran cercanas se pueden combinar, y esta combinación también depende de la misma enzima (peroxidasa tiroidea). De tal manera que si eso lo ponemos en palabras, existen 2 reacciones secuenciales: una de yodación de la tirosina y una de unión de dos tirosinas para formar la tiroxina. Y catalizadas ambas por la misma enzima. Y una vez que tenemos sintetizada la hormona tiroidea sigue todavía pegada a la tiroglobulina, entonces como la despegamos? Se produce un endosoma que captura la tiroglobulina e ingresa a la célula, y se fusiona con un lisosoma que aporta todas sus enzimas degradadoras que cortan a la tiroglobulina en fragmentos pequeños, liberando a T3 y a T4 que aquí están como puntitos amarillos. Dijimos que la T3 y la T4 eran liposolubles, por lo tanto pueden escaparse cuando estas vesículas se acercan mucho a la membrana y la atraviesan, ingresando al torrente sanguíneo. Y ahí se encontrarán con su proteína ligante de hormonas tiroideas. El resto, que son la MIT y la DIT, quedan dentro de la célula, posteriormente son recicladas, degradadas, y entran de nuevo al retículo endoplásmico para poder actuar como sustrato para sintetizar nuevamente tiroglobulina y volver al coloides. Todo lo que sobro de las DIT o las MIT vuelve al coloides. Y aquí está la hormona tiroidea, la T3, la T4. Uno sabe que la T4 es la que se está liberando principalmente al torrente sanguíneo, sin embargo cuando llegamos al órgano blanco se produce la T3. Pero eso no ocurre siempre, hay ocasiones en que se produce otra hormona, que es la T3-reversa (y se llama por lo tanto RT3).porqué reversa? Miren ustedes la estructura…donde le falta el yodo? Ya no le falta el yodo en la posición 5’, sino que le falta en la posición 5. Esta RT3 es inactiva, o sea, no sirve como hormona, es completamente inactiva, y es uno de los primeros pasos para eliminar las hormonas tiroideas, porque todo lo que viene más debajo de esta T3, cualquiera de estos, son puestos que se pueden derivar de la T3 o la RT3. Por lo que las únicas que tienen actividad son la T3 y algo la T4. T4 es más abundante pero T3 tiene mucha más actividad, y como habíamos visto, T3 se genera en los tejidos blanco, y eso ocurre porque ahí existe esta 5’-desyodasa que es la que transforma la T4 en T3. Y en estos mismos tejidos, dependiendo de la cantidad de T3 que tenemos, cuando ya es mucha T3 se empieza a producir la RT3. La misma 5’-desyodasa (que ahora sería 5-desyodasa) es la que produce la RT3. Lo que pasa es que va a depender mucho de la cantidad que tú tengas, entonces la 5- desyodasa va a empezar a seleccionar en cual carbono saca el yodo. 5-desyodasas hay varias, y aquí les muestro la tipo 1 que esta principalmente en hígado y riñón la tipo 2 está en cerebro, hipófisis, grasa parda, y todas ellas están produciendo la T3. Además de estos 2 tipos hay una tipo 3 que se encuentra en la placenta y el sistema nervioso central, que es una de las que tiene más afinidad por el yodo en posición 5 en vez de 5’. Pregunta: o sea la tipo 3 tiene como más probabilidad de equivocarse? hasta cierto punto es más selectiva…o sea si tú piensas que la que está generando es más la tipo 3, la reversa…claro, uno podría decir que tiene más probabilidad de equivocarse. Sí, pero básicamente la razón por la que tu vas a tener una que es más capaz de producir una reversa es porque en esos lugares, en esos momentos se necesita mantener muy cuidadosamente las concentraciones de T3 activa, entonces es mucho más selectiva para decir si empieza a aumentar la T3 muy rápidamente, empieza a generar RT3. Dijimos que la hormona tiroidea era liposoluble por lo tanto necesitaba ser transportada por unas proteínas, y entre las proteínas que transportan T3 y T4 tenemos varias. Una especializada que es la TBG que la habíamos visto antes, proteína ligante de tiroxina, y que une tanto T4 como T3, pero es 10 veces más afín por la T4 que por la T3.pero está bien porque lo que queremos es tomar la T4 que se está produciendo en la tiroides y llevarla al órgano blanco con poca actividad, como T4, para que cuando llegue al órgano blanco se transforme entonces en T3 y pueda empezar a funcionar como hormona. y por tanto como es bastante abundante…bueno no es tan abundante en realidad…pero como tiene muy buena afinidad por la T3 y la T4 une alrededor del 70% de estas hormonas. También se puede unir esta T3 y T4 a la pre-albumina ligante o TBPA, que une alrededor del 10%. Y como a la T3 y la T4 no les gusta andar solas por la sangre también se pueden unir a la albúmina, que une un 5%.pero la albumina es la albumina, entonces tenemos una cantidad importante en la sangre. Si se fijan todas estas proteínas se sintetizan en el hígado, entonces pongámonos en un caso específico: que pasaría si nos encontráramos con una persona que es un alcohólico y tiene daño hepático…que va a pasar con esa persona? No va a poder tener tanta proteína transportadora y por lo tanto la única cantidad de hormona que va a poder transportar es básicamente la que va libre, y por lo tanto la cantidad de hormona tiroidea total que va a estar llevando en su sangre va a ser mucho menor que podría llevar una persona sana. Entonces por eso ustedes ven aquí una tabla donde muestra las cantidades ahora. No son solo las afinidades sino que además cuántas de estas proteínas hay en la sangre. La albumina, muchísima (640 µmol/lt); la TBG, bastante poca (0,3 µmol/lt); la pre albúmina ligante, 5 µmol/lt. Se dan cuenta, la que tiene mayor afinidad es muy poquita, y la que tiene menor afinidad es mucha. Si uno ve esto en términos de cantidades, cuanto lleva cada una, a pesar de lo poquito que hay de TBG lleva todavía más que las otras 2. Pero todas sirven para llevar T3 y T4. Esto ya lo sabemos, pero es para recordárselo, solo la hormona libre es biológicamente activa. Y como dijimos, si se altera el hígado pueden haber alteraciones en las concentraciones de TBG. Ejemplos son una falla hepática crónica, por daño hepático por enfermedad como hepatitis aguda. Estas dos situaciones disminuyen las concentraciones de TBG. Mientras que la ultima, el embarazo, ya lo habíamos visto, lo que hace es aumentar los niveles de TBG y con ello los niveles de hormona tiroidea. Que estimula la síntesis de hormona tiroidea entonces? O como podríamos aumentarla? Aumentando TBG, o TSH, o TRH, o incluso un anti anticuerpo que vimos en la primera clase. Ahora, como inhibimos la producción de hormonas tiroideas? Inhibiendo el TSH…yaa.. sacando el yodo, esa es una forma muy típica. Curiosamente si uno da mucho yodo también produce una disminución a la hormona tiroidea. Como podrían explicar eso? La peroxidasa tiroidea se satura por tanto yodo que termina inactivándose. También existen otras estrategias como la deficiencia de desyodasas, que también reducen la producción de hormona tiroidea. O este compuesto que lo que hace es bloquear al transportador, por lo tanto no entra yodo a la célula. O este otro, que era a lo que yo quería llegar, el propiltiouracilo, que lo que hace es inhibir a la peroxidasa tiroidea. O bajar los niveles de TBG. Todos estos son factores que están regulando los niveles de hormona tiroidea. Qué tipo de receptor tendrá la hormona tiroidea? como era lipofílico, que tipo de receptor podríamos esperar? Intracelular. Podría ser citoplasmático, pero en este caso el receptor es mas flojo y se encuentra unido al ADN. Aquí tenemos al receptor, podemos tener diferentes sabores. Sus dos subunidades alfa y sus 2 subunidades beta podemos combinarlas para que den distintos tipos de receptores, de tal manera que podríamos tener un receptor que podría ser un monómero, es decir, o una subunidad alfa o una beta. O podríamos tener un homodímero: 2 alfas o 2 betas, o un heterodímero. O sea, hay variadas formar en que uno puede encontrar estos receptores. Lo que no cambia nunca es que el flojonazo se encuentra unido siempre al ADN. Y si esta unido al ADN, de qué manera impedimos que se estén activando los genes que el controla? básicamente usando estos complejos correceptores. En cambio cuando llega la hormona tiroidea, lo que ocurre es que estos correceptores pierden afinidad por el receptor de hormona tiroidea, lo deja y finalmente se unen los coactivadores, y eso permite que se comiencen a transcribir los genes que están regulados por la hormona tiroidea. Bajo esa idea entonces, como esperan ustedes que sea la acción en términos temporales de la hormona tiroidea? Un poquito más lenta de lo que lo haría una hormona que actúa a través de 2° mensajero. Ya vimos que lo que hacen las hormonas tiroideas es aumentar la tasa metabólica, generaba calor, vimos que degradaba lípidos como loco, y en el fondo moviliza todos estos lípidos y los lleva al plasma. Por eso ustedes se pueden encontrar con una persona que tiene un hipertiroidismo, y que se ve flaca como palo, pero los niveles de triglicéridos y colesterol los tiene elevadísimos. Porque en el fondo lo que está haciendo la hormona tiroidea es tirar todo a la sangre. Los carbohidratos también los degrada. Y por qué? Porque básicamente empieza a movilizar también carbohidratos. Aumenta la entrada de glucosa dependiente de insulina. O sea la glucosa que esa en la sangre va a entrar a los tejidos que tienen transportadores de glucosa dependientes de insulina y esos van a ser el musculo y el tejido adiposo. También aumenta la gluconeogenesis, y la materia prima para esto son generalmente lípidos y proteínas que se usan para sintetizar glucosa. Y también aumenta la glicogenolisis, degradación de glicógeno también para generar glucosa, que se va al torrente sanguíneo. Y con las proteínas que hará? Las sintetiza y las degrada, en el fondo las moviliza, gasta energía produciendo mucho calor. En el sistema cardiovascular la hormona tiroidea también es importante. Que le hará al corazón? acelera, y no solo eso sino que además aumenta la fuerza de contracción. Y por tanto si aumenta la frecuencia y la fuerza de contracción, el gasto cardiaco va a aumentar y además como para agregar un datito mas aumenta la vasodilatación…que bueno porque sino también estaría aumentando la presión. El sistema reproductor es afectado tanto por el déficit como por el exceso de hormona tiroidea, pero más por el déficit, y produce infertilidad. Y en el crecimiento? Y aquí directamente no lo hace sino que lo hace asociado a otras proteínas y por eso aparecen GH, somatomedina. En este caso el que haya hormona tiroidea induce la formación de hueso, sobretodo en el niño. Se necesita para que se desarrollen los huesos. Pero al mismo tiempo estimula la fusión de las placas óseas, de alguna forma también participa en el momento en que se deja de crecer. Y por supuesto acorde con esto estimula la maduración ósea Todos podemos tener la enfermedad de hipo o hipertiroidismo latente pero puede que nunca se manifieste dependiendo de cada caso. En casos extremos se manifiesta inmediatamente y es muy agresiva, y naces con eso. Pero en otros casos aparece a lo largo de tu vida. Aquí tienen por ejemplo una mano de una persona normal y de una persona con hipotiroidismo. Fíjense como alguien que no tuvo la suficiente hormona tiroidea en su desarrollo mira como tiene sus huesos…espacios por todos lados. Si seguimos viendo efectos, tenemos el consumo de oxigeno que aumenta. En el sistema nervioso central y su maduración es súper importante la hormona tiroidea. Y hay muchas hormonas que tienen efectos en el desarrollo del mismo. Por la falta de hormonas tiroideas se pude producir un tipo de enanismo, el cretinismo. Eso queda claramente ejemplificado en esta foto donde tenemos a esta niñita que tiene 6 años y que mide 1,05mt. Esta otra niñita tiene cretinismo endémico. No tuvo bocio, pero lo que le paso es que como no tuvo el yodo in útero, no le crecieron los huesos ni se desarrollo el sistema nervioso ni el muscular apropiadamente. Cuantos años creen que tiene? 17…si, para que vean lo importante que es la hormona T3 en el desarrollo de una niña. Endocrinología 4: En el hipertiroidismo hay: Producción de calor elevado, metabolismo CH y grasa elevado, aumenta el desarrollo de huesos (su metabolismo) provocando osteoporosis, el tamaño del hueso es normal lo único que varia es que por la alta tasa de recambio, hay un desequilibrio derivando en una osteoporosis. Menorragia: menstruación de muchos días y muy abundante, con una pérdida sanguínea mayor a 60- 80 ml (puede provocar una anemia). Mixedema pretibial: Lesión dérmica, resultante de la infiltración de mucopolisacáridos hidrófilos al tejido subcutáneo (ver foto derecha, lo que se tiñe en rosado). La piel se encuentra engrosada, elevada, enrojecida y con aspecto de piel de naranja. Afecta a la región pretibial y al dorso de los pies y puede adoptar una forma difusa (en placas) o nodular (foto izquierda). Constituye una de las manifestaciones extratiroideas de la enfermedad de Graves. No es permanente, puede desaparecer paulatinamente, ya que la piel regenera. Mi mamá tiene hipotiroidismo pero su tendencia fue a bajar de peso y no a subir de peso… ¿por qué? Porque probablemente no es un hipotiroidismo tan fuerte, o sea su disminución en el metabolismo basal, que es lo que le produciría la hormona tiroidea, probablemente no alcance a ser tanto como, no sé tenga algún otro problema asociado al hipotiroidismo que haga que se dé una baja en el peso. Es el fondo si no tienes un hipotiroidismo tan marcado o los medicamentos que te están dando lo están superando, no tendrías que tener ninguna alteración al peso. En el hipotiroidismo: La velocidad de metabolismo disminuye y la producción de calor disminuye por lo tanto va tener intolerancia al frio. El metabolismo de CH y grasas va ser menor y por lo tanto hay una ganancia de peso. el desarrollo óseo, ya vimos el caso de nuestro enanito, por lo tanto va ser un desarrollo anormal. El crecimiento de tejidos va ser lento, lo que da una piel y cabello seco, se va ver grueso, se puede perder también. El sistema CV va estar lento y el sistema nervioso y endocrino va estar más lento, disminuye la sudoración, lentitud en el pensamiento, etc. (oligomenorrea: menstruación disminuida y/o menos frecuente de lo normal). Las preguntas que les voy a hacer son las siguientes: El cuello de esta persona se veía engrosado, porque su glándula tiroides estaba agrandada. Si la persona tenía Hipotiroidismo, ¿por qué la tiroides había crecido? Porque teníamos producción de TSH. Después que la persona fue al médico, esta persona recibió una terapia de reemplazo hormonal, reemplazo con T4 sintético. ¿Cómo esperan Uds. que la T4 sintética disminuya los síntomas de esta persona? (Respuesta Gaby Astorga) Por Feedback negativo. Supuestamente ella tenía aumentada la producción de TSH pero hay un problema en la producción de la hormona. Si hay producción de hormona, esas hormonas sintéticas van hacer el feedback negativo, va disminuir la producción de TSH y ahí puede realzarse el bocio. (Profe) sobre el T4 inactivo, entonces?? (Ahí empieza como un murmullo generalizado, como si se hubiera descubierto América). (Profe) exactamente, la peyodasa esta activa por lo tanto, la T4 primero para que vaya al simpático y diga que está muy bien, se tiene que transformar en T3 y eso va a ocurrir porque la peyodasa esta activa. Entonces la T4 T3, la T3 hace el feedback negativo, disminuye la TSH, vuelve a la normalidad. ¿Pero qué hace la T3 entre medio? Aumenta el metabolismo, devuelve la energía y hay una mejoría de los síntomas. Entonces T4 se transforma a T3 en el órgano blanco y luego se une a su receptor y tiene todas sus acciones. ¿Solo la T3 tiene un efecto feedback, y la T4…? La T4 también, porque tiene una mínima actividad, pero la T3 es la que tiene una actividad real, por lo tanto siempre la acción de la T3 va ser superior a la de T4. ¿Cómo se pueden usar los niveles de TSH para ajustar la dosis de T4 administrada? porque tiene que estar constantemente liberándose TSH, si hay muchos niveles de T4 va hacer un feedback negativo demasiado grande y va suprimir completamente la producción de TSH. Exactamente… entonces vamos midiendo la TSH y buscamos q este en su rango normal, y cuando está en su rango normal, quiere decir que administramos la cantidad correcta de T4 para producir el feedback adecuado. (Entonces, un exceso de T4 disminuiría los niveles de TSH bajo los niveles normales, déficit de T4 llevaría a niveles de TSH sobre los niveles normales). ¿Pero si la TSH no está produciendo el efecto que debería producir la hormona, para que quiero tenerla? ¿Para qué sirve dices tú? Te sirve como indicador de que estas administrando la cantidad adecuada de T4. ¿Y qué síntomas podría…? Hipertiroidismo. Glándula suprarrenal (este PDF lo subieron ahora último). (En el punto 5 de los objetivos la profe hace un acotación) Cuando se habla de exceso o ausencia ya hablamos de patología. si se fijan en el caso de la hormona tiroidea tenemos problemas en el peso, ahora estamos en la glándula suprarrenal y también tenemos problemas en la regulación del peso. Líneas moradas en el abdomen: estrías. Tanto la presión alta como la baja esta elevadas. Obesidad centrípeta: “cuerpito de manzana”. Ojo, hay gente con cara redonda que es normal, pero a la gente que no tenía cara redonda y se le pone así ya no es normal. Si uno mira los parámetros fisiológicos en la sangre, el sodio esta normal, el potasio en cambio baja y la glucosa alta, cortisol muy aumentado y la ACTH indetectable. Ahora vamos a estudiar el eje: CRH, ACTH, glucocorticoides, (hormonas de la glándula suprarrenal). CRH: partiendo por el hipotálamo nos encontramos que CRH se origina en el núcleo paraventricular. También es una hormona proteica por tanto su precursor va ser más grande que ella, en este caso 196 aa y en su forma activa, no es tan chiquitita como la TRH (3 aa) sino que tiene 41 aa, proteína pequeña pero más decente. Su receptor esta acoplado a proteína G y en este caso en particular a AMPc. Y su función es liberar un péptido que va generar la ACTH. Entonces ya tenemos el péptido que se ha liberado del hipotálamo, que ha entrado a la vía cortico- hipofisaria y por lo tanto ya ha llegado a la hipófisis. Y en la hipófisis vamos a tener la secreción de la ACTH. Pero la ACTH también tiene un péptido precursor, y ese péptido precursor se llama Pro-opiomelanocortina (POMC) y este es el esquema del péptido. Estos diferentes colores quieren mostrar que se generan estos diferentes fragmentos. Cuando se genera la POMC y se libera el CRH, el CRH estimula que este péptido grande se corte y en la parte amarilla efectivamente tenemos la ACTH, pero además tenemos beta- lipotrofina o el fragmento amino terminal, q además pueden generar posteriormente estos otros compuestos como la gama MSH, alfa MSH y beta MSH, MSH: hormona estimuladora de los melanocitos, los melanocitos son las células que tienen el pigmento de la piel, es decir, se produce desde la POMC y afectan la coloración de la piel. Por qué se los digo, porque ¿qué pasaría si Uds. tienen una persona con un tumor secretor de CRH? La piel se pone más oscura, la hormona estimuladora de melanocitos va a provocar que se oscurezca la piel, junto con tener más ACTH, corticoides, etc. Entonces que hace la ACTH, se libera desde la hipófisis viaja por la sangre hasta llegar a la suprarrenal, ¿y aquí que hace? Estimula la liberación de glucocorticoides, pero no solo de glucocorticoides sino que además de aldosterona (mineralocorticoides) y además de andrógenos (hormonas sexuales) y todo esto debido a que aumenta la captación del colesterol por la célula blanco, porque el colesterol es el sustrato para generar cortisol, aldosterona y andrógenos. El cortisol tiene un asterisco porque hemos visto que la hormona tiroidea tenía un feedback negativo sobre talamo/hipófisis. En el caso de las hormonas que se sintetizan y se secretan desde la corteza adrenal también se produce un feedback negativo hacia el tálamo/hipófisis, pero este solo la produce 1 de las 3 hormonas, el cortisol. Cuando vemos la regulación feedback, dice que el CRH estimula la hipófisis para producir la ACTH, la ACTH estimula la glandula adrenal para producir hormonas adrenales pero es el cortisol el que produce el feedback negativo hacia el hipotálamo. (diapo 11) Ya vimos que la función era esa, pero qué pasa entonces si no hay ACTH, no va haber cortisol, aldosterona, ni andrógenos. ¿Qué tipo de enfermedad se puede ver en esa persona? Insuficiencia suprarrenal (no se produce ninguna de las hormonas), es algo bastante problemático porque hay que suplementar a la persona con todas las hormonas que carece. ¿y un exceso? Enfermedad de Cushin (Ver diapo 12 donde se ve una persona con síndrome de cushin, la Dra. dice las mismas características que salen en el caso clínico). Las estrías se producen principalmente por el aumento de peso, pero por otro lado estás perdiendo proteínas lo que hace la piel débil y susceptible a romperse, el color de las estrías va asociado un poco a la pigmentación de la piel (melanocitos). Glándulas suprarrenales, partamos por el nombre o el lugar, donde se encuentra las glándulas suprarrenales, sobre el riñón o si queremos ponerle otro nombre, adrenales (al lado del riñon). son 2, una a cada lado pesan 5 gr cada una y les llega harta sangre. (diapo 14) Se pueden distinguir 2 partes, la parte naranja corteza (mesodérmica), mayor proporción de tejido y lugar donde se sintetizan hormonas esteroidales. Y la parte café medula (neuroectodermica) en menor proporción, tiene un origen neuroectodermal y la parte neuro es la parte que les estoy destacando de la medula, un ganglio modificado dicen algunos, y produce una catecolaminas. Es una glándula mixta, como podríamos haber tenido en la hipófisis, que tenía una parte neuro y una parte más mesodérmica. (diapo 15) Aquí tenemos un corte histológico de la glandula (objetivos), El borde de la glándula la capsula, la corteza y donde cambia la estructura del tejido es la medula. Ahora dentro de la corteza hay distintas zonas, la corteza externa Glomerulosa), la fasiculada y la reticularis, es la más interna y cercana a la medula. ¿Por qué se llaman así?, porque resulta que los histólogos pensaron que las primeras se disponían en racimos, la fasiculada tenía las células dispuestas en cordones y la reticular tenia las células dispuestas en red. ¿y qué hormonas producen? La corteza externa (Glomerulosa) aldosterona (que actúa en el riñón, que tiene glomérulos, mnemotecnia de la profe). En la fasiculada se produce el cortisol y en la reticular se producen los andrógenos, principalmente 2 de ellos: dehidroepiandrosterona (DHEA) y androstenediona. También aparecen glucocorticoides, mayormente el cortisol, pero en comparación a la corteza media es muchísimo menor. Diagrama que muestra como fluye la sangre a través de la glándula. La sangre entra básicamente por la corteza externa, en las arterias. Y de ahí se mete por vasos y capilares, hacia la corteza media e interna, y posteriormente pasa a la medula. Finalmente es recogida por una vena que pasa por la medula y sale hacia el sistema. Si Uds. lo piensan, en como las hormonas van juntándose, primero toma la aldosterona, la aldosterona pasa por el sector que pasa el cortisol, posterior pasa por donde se producen los andrógenos y finalmente pasa por la medula (aldosterona+ cortisol+ andrógeno+ adrenalina) y de ahí salen al torrente sanguíneo todas las hormonas juntas. Estos son los principales compuestos que se están generando en la glándula suprarrenal: aldosterona, cortisol, androstenediona y dehidroepiandrosterona (similares, derivadas del colesterol). Y a través de las acciones de las diferentes enzimas, es necesario aprenderse dos que son relevantes en algunas patologías. En realidad no son muchas enzimas, sino que se van repitiendo en distintos lugares. (tabla de la diapo 18) Estas enzimas se encuentran con diferentes nombres, esto es solo como dato (como por cultura, o sea ni cagando se las aprendan) Glucocorticoides, se sintetizan fundamentalmente en la corteza media (fasciculada). El cortisol en algún momento es un compuesto bastante peligroso, porque puede actuar no solo en el receptor de cortisol sino que también sobre el receptor de aldosterona (por su similitud estructural) y no queremos tener una acción de aldosterona muy fuerte (es peligroso), por eso debemos mantener el cortisol limitado a sus lugares de acción. Por lo tanto nos vamos a preocupar que el cortisol funcione o circule por la sangre o se encuentre principalmente en su forma inactiva, que es la cortisona. La enzima encargada de la transformación de la forma activa (cortisol) a la inactiva (cortisona) está presente en los lugares donde se encuentran los receptores de cortisol. Entonces esta transformación de activa inactiva está permanentemente ocurriendo en el organismo y cuando cualquiera de estos dos productos si ya ha cumplido su vida media, se produce la 17 hidroxilación, o sea, se agrega un OH en posición 17 y esta es una señal para que el organismo deseche estos compuestos por la orina. Ahora el cortisol, derivado del colesterol, es lipídico y como buena hormona lipídica, le gusta ir acompañada, y esta es fuertemente lipidica por eso el 95% va acompañada de proteínas plasmáticas, dentro de ellas siempre hay una que es especifica, que es la Proteína fijadora de Cortisol (CBG o transcortina) y hay otra bastante inespecífica que une cualquier hormona que ande por ahí en la sangre. Aquí se ve la vía de formación del cortisol, y aquí se destaca en particular esta enzima, porque esta es la enzima que regula la ACTH. La ACTH aumenta la actividad de esta enzima y el colesterol se transforma más en pregnenolona y sigue hacia 17-hidroxipregnenolona 17-hidroxiprogesterona 11-deoxicortisol y finalmente a cortisol. La flecha sigue para acá porque esta sería la vía de la síntesis de la aldosterona y aquí debería haber otras dos flechas para mostrar la síntesis de andrógenos. Pero aquí se destaca particularmente la síntesis de cortisol. ¿Profe podría repetir cual es la enzima que hacía e feedback? El cortisol actúa sobre la secreción de ACTH y la bloquea, la ACTH estimula la síntesis de cortisol. Aquí (diapo 20) es un ejemplo de cómo ACTH estimula la síntesis de cortisol. ACTH se une a su receptor, el cual esta acoplado a proteína G, que aumenta el AMPc. Ese AMPc aumenta la actividad de la proteína kinasa A, y esta proteína kinasa A lo que hace es activar esta enzima, la colesterolesterhidroxilasa (CEH). La CEH transforma el colesterolester, un colesterol con una colita ester que no es funcional, pero cuando pasa a colesterol, este rápidamente entra a la mitocondria y se transforma en pregnenolona, sale al REL y se transforma en 17- hidroxipregnenolona 17-hidroxiprogesterona 11-deoxicortisol, de ahí vuelve a mitocondria donde finalmente es transformada a cortisol. Como es una hormona lipidica, se libera a medida q se va formando. El cortisol es una hormona que se secreta en pulsos, como varias otras hormonas que hemos visto y esto es lo que muestra este gráfico, del cual podemos deducir que tiene un ciclo circadiano, de 24 hrs, donde la mayor secreción de cortisol es en la mañana al momento de despertarnos (nos prepara un poco para poder despertarnos y levantarnos, y no caernos desmayados por una baja de presión). y la menor concentración de cortisol se da en la noche, mientras dormimos. La gente que estudia estos ciclos por medio de programas computacionales es capaz de decir cuáles son los pics que ocurren durante el día y cuáles no lo son. ¿Cómo actúa el cortisol en la célula blanco? Tiene que actuar sobre su receptor. El cortisol deriva del colesterol, por lo tanto su receptor es intracelular, pero éste no es tan flojo como el de la hormona tiroidea porque éste espera a su hormona en el citoplasma. Y una vez que se une la hormona a su receptor, entonces los 2 juntos viajan al nucleo y se unen al adn, ya unido a él, se activa la síntesis de los correspondientes genes blanco. ¿Qué células tienen receptores de cortisol? Todo el cuerpo, todas las células (al igual q la hormona tiroidea). Todos en especial en el metabolismo de HC, proteínas y ácidos grasos. Si miramos y vemos que lo que hace el aumento de cortisol en el metabolismo de CH, vemos que aumenta la glucosa en sangre, la mantiene durante el ayuno. Pero si es que hay un exceso de cortisol, va aumentar la glucosa en sangre y eso lo hace mediante la glicogenólisis (degradando glicógeno) o la gluconeogénesis (síntesis de glucosa novo). Qué le hace a las proteínas (recordar el caso clínico, hombre con cushin y sus extremidades flacas) las degrada, en particular la proteína muscular, por eso se ven las estrías en parte, las piernas y piernas flacas y no tienen fuerza. Qué le hace a las grasas, las moviliza no sabemos cómo, y las distribuye en zonas especificas. La acción de los glucocorticoides sobre el agua tiene relación con la acción de la aldosterona sobre el agua, disminuye la excreción del sodio y agua. Y disminuye la absorción de calcio intestinal y la reabsorción de calcio renal, de tal manera que el único lugar donde el cuerpo tiene para sacar calcio son los huesos (lo que producirá una osteoporosis). Respuesta inflamatoria, se da por ejemplo en casos de transplantes. Por tanto una persona que tiene mucho cortisol lo que la secreción de una catecolamina por ejemplo, si le produjera un aumento de los latidos de corazón en una persona normal de 1- 2. En una persona con exceso de cortisol esa misma cantidad de catecolaminas provocará un aumento de 1- 3 ó 4. (diapo 27) si se fijan se ve todo el feedback, no solo en la hipófisis, sino también se muestra el que se da en hipotálamo y se ve que todos los órganos son afectados en diferente medida por el cortisol. ¿Qué provoca el déficit del cortisol? , en este caso ya no tenemos una insuficiencia completa de la glándula suprarrenal, porque sí tenemos aldosterona, sí tenemos andrógenos, solamente falta cortisol. Al faltar solamente cortisol, se llama Enfermedad de Addison. Y podemos tener: (leer síntomas de la lista). (cami D) Profe, pero como puede tener anorexia si eso es algo mental, o sea, psicológico… (Profe) acuérdate que el cortisol tiene efecto sobre el sistema nervioso y puede provocarse. ¿Qué pasa si se tiene un exceso? Enfermedad de Cushing, el anterior que vimos era por exceso de ACTH. Este cushing es directamente por la acción del cortisol. Claramente cuando hay aumento de ACTH lo más lógico es que tengamos un aumento de cortisol. Ok, vimos la zona fasciculada, qué pasa con la Glomerulosa. En la glomerulosa se produce la aldosterona, mantiene mediante la absorción de sodio el LEC, o lo aumenta si tuviéramos un exceso. Al mismo tiempo induce la excreción de potasio. Estimulada por la ACTH, la Angiosterona 2 (muy importante en el riñon) y la que queda no es un efecto muy directo asi que filo (dijo la dra). Miren lo curioso, en un 40% se encuentra libre, siendo que es derivada del colesterol y que su diferencia con el cortisol es un OH. A pesar de esto, la solubilidad en agua, por lo tanto su capacidad de funcionar como una hormona libre, es mucho mayor que la del cortisol. Vida media, 20 minutos. Aquí está la vía y los dos grandes reguladores de la síntesis de aldosterona. La ACTH a partir de la primera enzima, esa es la que regula, que ya la habíamos visto también con el cortisol. Pero Angiotensina regulando aquí en esta ultima enzima, desde corticosterona hacia aldosterona. En ese punto entonces, Angiotensina estaría aumentando la actividad de esa enzima, y de esta manera aumentando la concentración de la hormona (supongo que de la aldosterona po). También se usan fármacos para inhibir la síntesis de algunos de estos compuestos, en el esquema se muestran dos: el ketoconasol y metiraprona. ¿Qué diferencias tienen? Que el ketoconasol inhibe tanto la producción de aldosterona como de cortisol y por tanto también inhibe la síntesis de andrógenos. En cambio la metiraprona solo bloquea la síntesis de aldosterona. Na: aumenta la cantidad de Na pero éste retiene (reabsorbe) agua por lo q la concentración se mantiene. Se excreta potasio (hipopotasemia). Los protones se portan igual, si eliminamos K también se eliminan protones, de tal manera, si se eliminan K y protones por la orina se produce una alcalosis y de lo contrario una acidosis. Aumenta en el exceso y disminuye en el déficit. Hipotensión postural significa que si nosotros le medimos la presión parada es hipotensa y acostada es normal, esto porque la persona no es capaz de mantener el liquido en los lugares apropiado al estar de pie. (diapo 34) Aquí un esquema de la regulación de la aldosterona, ya vimos que la ACTH es importante pero el sistema renina/Angiotensina es mucho más importante para regular la concentración de aldosterona. El sodio también tiene que ver con la activación del sistema renina/Angiotensina y tb de la ¿hipovolemia? Entonces aquí en la célula la aldosterona que fue secretada interactúa con su receptor citoplasmático, viaja al nucleo, donde genera una expresión génica, y aumenta principalmente 2 proteínas frente a la secreción de Aldosterona: los canales de sodio y la sodio potasio ATPasa. Este es un experimento para demostrarles que efectivamente es la Aldosterona que está regulada por el sistema renina/Angiotensina y no el cortisol. ¿Cómo es el experimento? Tenemos una situación control donde sabemos que se secreta esta cantidad de cortisol y se secreta esta cantidad de aldosterona. Si nosotros en otro experimento adyacente, supongamos que tenemos una célula adrenal, le agregamos a esto un inhibidor de la enzima convertidora de Angiotensina, ¿qué hacemos?, no va haber angiostensina. Si no hay angiostensina 2, miren lo que pasa al sistema, mientras que al cortisol le da lo mismo. Si por el contrario en un tercer experimento, le ponemos este mismo inhibidor a la misma concentración y todo, pero además le agregamos la Angiotensina (en el fondo se repone lo que le quitamos) miren lo que pasa con la Aldosterona, vuelve casi a su concentración inicial. Al cortisol, no lo afecta mucho. Eso es para demostrarles que efectivamente la angiostensina es un regulador muy importante en la secreción de aldosterona. Aquí se muestra cual es el efecto de la ingesta de potasio, este efecto no es tan importante como el de ACTH o el de la angiostensina, sino que es de mucho menor impacto pero se ve, si uno mira y hace el experimento se va a encontrar con resultados. Que aquí diga “directo” (en verde), no es q sea por un mecanismo directo, si no que se refiere a que: si aumenta “A” entonces aumenta “B” (efecto directo). Entonces si Uds. Tienen un aumento en la ingesta de potasio, van a tener por supuesto un aumento de concentración de potasio en el plasma y eso va producir un aumento en la secrecion de aldosterona. Un efecto directo, en el sentido que lleva la misma direccionalidad que la ingesta de potasio. Si aumenta la secreción de aldosterona, por supuesto la aldosterona en el plasma va estar elevada, lo que va a ocurrir es que la secreción de potasio también va a aumentar y eso entonces va a llevar a que se elimine a nivel del riñón más potasio. Se habla de efecto directo, porque si aumenta la ingesta de potasio, también aumenta la excreción. Aquí se ve la gran diferencia entre una aldosterona y un cortisol, o una cortisona, o una desoxicorticosterona o cualquiera de estos compuestos que son los mineralo o glucocorticoides. fíjense en la diferencias, un doble enlace con un oxigeno en la cortisona, un enlace simple en el cortisol, la aldosterona en vez de tener un OH tiene un especie de ciclo. Las diferencias estructurales no son muy grandes, pero la molecula cambia de forma y asi aumenta su afinidad por un receptor u otro receptor. Recordemos el caso clínico de principio de clase, ya nos podemos dar cuenta q el señor tiene Cushing. lee las preguntas y respuestas textuales. (diapo 40) ahora nos queda la reticular, donde se sintetizan andrógenos, Dehidroepiandrosterona y la Androstenediona. Estos dos compuestos en algún momento se ha dicho, se piensa que podrían ser los causantes de la adrenarquia, las mujeres durante su desarrollo comienzan a menstruar, los hombres tiene una actividad testicular (buac!), todo eso está como en una incognita, porque no se sabe como empiezan a funcionar. una teoría es que quienes activan testículos y ovarios , son los andrógenos provenientes de la capa reticular de la glandula suprarrenal (el apoyo a esta teoría es que antes de los 7 y 9 años, estas hormonas se secretan en gran cantidad, periodo que se llama adrenarquia. la función de estas hormonas es la masculinización en la mujer (femeninaaaaa jajajaj) y las características sexuales, pero no tanto esta última. Lo que sí está claro es que en las mujeres contribuye a la producción de testosterona. También contribuye a la formación de estrógenos en la mujer, mientras esten los ovarios funcionando no tiene mucha importancia, pero al momento que los ovarios dejan de funcionar después de la menopausia, entonces la producción de estrógenos desde la glandula suprarrenal cobra importancia (en los hombres también reciben este estrógeno). Aquí se muestra la misma via pero destacando ahora la via hacia las hormonas androgenas. Por lo tanto la ACTH, sigue activando a nivel de esta enzima y cuando se activa esto, se producen las 3 hormonas. (diapo 43) Si uds. Miran esta tabla, pueden ver las cantidades normales que existen de cortisol, corticosterona, aldosterona, etc. en el ser humano. La más abundante es la dehidroepiandrosterona, es mucho más abundante. Aquí se muestra lo que se secreta, cual es la actividad como glucocorticoides o como mineralocorticoides. Por supuesto la dehidroepiandrosterona, aunque tiene una estructura parecida no tiene ninguna actividad ni como gluco ni como mineralo. Esta tabla es media engañosa, fíjense que el cortisol aquí, que tiene la misma actividad como gluco que como mineralo, pero cuidado porq esta tabla se basa en niveles relativos, actividades relativas. Entonces están diciendo, supongamos que le ponemos a la actividad glucocorticoides del cortisol: 1 y a la actividad de mineralocorticoides:1, y de ahí vamos a comparar a las otras hormonas, esta simplemente con propósitos de comparación. Bajo esta perspectiva, con propósitos de comparación, lo primero que es importante es que el cortisol tiene acción tanto como glucocorticoides como mineralocorticoide. También es importante que uds vean a la aldosterona que por supuesto tiene mucha más acción como un mineralocorticoides, ya que es un mineralo, que como gluco. Los otros, son otros tipos de mineralos que también tiene mucha actividad mineralo y muy poca glucocorticoides (se refiere a corticosterona y la desoxicorticosterona). Entonces 3 cosas que destacar en esta tabla: * Cortisol tiene actividad glucocorticoide y mineralocorticoide. * Aldosterona tiene mucho más actividad mineralocorticoide que glucocorticoide. * Dehidroepiandrosteronano tiene ni actividad glucocorticoide ni mineralocorticoide. Aquí hay otros esteroides sintéticos que uno usa, cortisona, prednisolona, etc. (ver en la tabla). Que algunos de estos se usan como medicamentos. (esto último como dato). Cuando vimos las enfermedades, vimos que el síndrome de Cushing se podía producir de dos maneras: * Por exceso de cortisol desde la misma glandula suprarrenal. * o por exceso de ACTH desde la hipófisis que va producir el exceso de cortisol en la glándula suprarrenal. Aquí se ve los signos que ya conversamos. Además se ve el nivel de ACTH que se podría producir en estos dos síndromes de Cushing. Por supuesto si el síndrome, se debe a un problema a nivel de la hipófisis, la ACTH va estar aumentada. Pero si el problema del síndrome de Cushing es a nivel de la glándula suprarrenal, el cortisol va poder tener un feedback negativo y por lo tanto la ACTH va estar disminuida. Pero hay otras enfermedades relacionadas con estas hormonas: La enfermedad de addison o también llamada insuficiencia adrenocortical primaria se produce un daño en toda la adrenal, completa. No va tener ni glucocorticoides ni mineralocorticoides. Tampoco va tener hormonas sexuales, como ya vimos tiene poca relevancia, por tanto en términos de tratamiento no seria necesario darle este tipo de hormonas. En el caso del síndrome de Conn, tumor secretor de Aldosterona, la aldosterona no tiene acción sobre el receptor de cortisol, por lo tanto todo lo que se va ver aquí es efecto de la aldosterona. La forma de tratar este exceso de aldosterona se puede dar de dos formas: uno, que inhiba la síntesis de aldosterona (metilaprona) o algo que inhiba al receptor de la aldosterona (spironolactona). Y estas son las dos hormonas que yo quiero que se aprendan: (las que están en rojo y azul) 21b- hidroxilasa(CYP21A2) 17a-hidroxilasa (CYP17) Si esta enzima no está, produce exceso de aldosterona, porque todo el colesterol se va venir por esta via. Si por el contrario, esta enzima no está, se producen las hormonas sexuales, no se produce cortisol ni aldosterona. (Revisar los 2 cuadros muy bien, la profe los lee textual como de nuevo). (diapo 49) la medula. Aquí está la vía metabólica de la transformación de la tirosina en epinefrina o adrenalina. Todo eso pasa en la medula de la glándula suprarrenal. Solo pesa 1 gr y esta formada por células cromafines (son células de origen nervioso) inervadas por fibras colinérgicas (al igual que cualquier ganglio, por eso se dice que la medula es un ganglio modificado) preganglionales ordenadas en cordones. Se secreta adrenalina y todas sus antecesores de menor forma. También se combinan con algunos otros compuestos y se secretan. Todo esto se encuentra en el granulo de secrecion que existe en la medula adrenérgica. Profe la adrenalina también es una catecolamina. si, está dentro de la via metabolica de la epinefrina y los norepinefrina. ¿Cómo se produce la secreción de estas vesículas? “piece of cake” ( = muy sencillo), Necesitamos una estimulación nerviosa, que va producir la liberación de acetilcolina, esta se une a su receptor de membrana y se activara la cascada de segundos mensajeros. Lo que finalmente va producir que los granulos se fusionen con la membrana, liberen su contenido y este contenido ira a la celula. La albumina le encanta unirse a cuanta cosa encuentre, asi que también se une a adrenalina para disminuir un poco su degradación. (Diapo 51) Aquí tenemos un SN, que a través de la medula manda un estimulo y ese estimulo llega por los nervios al sistema simpatico y con eso se activa ganglio simpatico que va liberar noradrenalina y eso va actuar en su órgano blanco. Simultaneo con eso, el sistema endocrino, el mismo nervio u otro, actúa sobre la medula de la glandula suprarrenal para secretar principalmente adrenalina pero también noradrenalina y actuar sobre sus órganos. (diapo 52) La adrenalina y noradrenalina actúan sobre receptores adrenérgicos. Los receptores adrenérgicos, son receptores acoplados a proteínas G, que tienen como segundos mensajeros los que se ven aquí, y tenemos de varios sabores, alfa1, alfa 2, beta 1, etc. De tal manera que tenemos varios receptores con diferentes actividades y distribuidos en diferentes lugares dependiendo del tejido que estemos hablando. Vemos distintos tejidos, algunos tienen más receptores tipo beta, otros alfa (vean que receptores tienen los distintos tejidos) Fijense que los que tienen receptoresd tipo Beta, aumenta el output cardiaco (contracción), la descarga del nodo SA, aumentan el flujo de sangre, mientras que los alfa disminuye el flujo sanguineo. Entonces cuando tenemos un susto, llega la adrenalina actua sobre los alfa de los riñones y al riñon no le llega mas sangre hasta que se pasa el susto. Al igual que la piel e intestinos (nos ponemos blancos). y asi el flujo sanguíneo se redistribuye, aumentando para llegar a los musculos y al corazón. Esto mismo se los puedo mostrar aquí, donde hay ciertos territorios donde estan los dos receptores, alfas y betas, pero acuerdense que los receptores tienen diferentes afinidades, por lo tanto cuando la adrenalina este a una determinada concentracion, por ejemplo de 1, va actuar sobre un receptor solamente, pero cuando este en una concentracion de 2 por ejemplo, va estar actuando sobre los dos receptores. Y ahí el efecto del segundo receptor empieza a manifestarse no antes. En este caso sobre el beta estaria aumentando la glucogenolisis, es decir estaria aumentando la produccion de glucogeno. Mientras que cuando actua sobre el alfa estaria aumentando la glucogenogenesis, la sintesis de glucogeno. Cuando uno tiene adrenalina en el cuerpo, en una cantidad pequeña, se ve que la adrenalina libera a la sangre glucosa (primeramente) actuando sobre estos primeros y posteriormente cuando ya es excesivo actua sobre los otros receptores, como para frenar esto. Lo mismo aquí donde se aumenta la secrecion de insulina por los beta 2, pero disminuye la secrecion de insulina por alfa 2. Primero ocurriria en unos y despues en los otros (no simultaneamente). Lo mismo en otros tejidos, que uds ven como betas 1 ó 2 al nivel del sistema beta adrenergicos o factores alfa adrenergicos a nivel de suduración o dilatacion de las pupilas, etc. Y la tipica reaccion de alerta, qué le pasaria a esta persona a traves del sistema adrenergico, estaria aumentando el SN, dilatando pupilas, aumentando la glucosa sanguinea desde el higado, aumentando la liberacion de renina en el riñon (impidiendo miccion), aumentando la glicolisis en el tejido adiposo para entregar energia, aumentando la sudoracion, aumentando todo el SCV, pulmones. (diapo 57) aquí tenemos un sistema mucho mas completo, cuando hay un estimulo estresor, el CRH activa el SN y tambien la hipofisis. Todo esta relacionado, los sistemas se encuentra asociados, se muestran los feedback negativos y positivos y como todo actua en conjunto para dar una respuesta. Endocrinología 5: hormona del crecimiento Modelo del eje hipófisis-hipotálamo que existe para el caso de la hormona de crecimiento. La hormona del crecimiento se secreta y actúa sobre el hígado que secreta otra hormona, (que mas bien se podría decir que es un factor de crecimiento), el IGF-1, al cual también se le denomina somatomedina, y es este IGF-1 el que va a ejercer el feedback negativo sobre la hipófisis, y el feedback positivo sobre la secreción de somatostatinas (o sea IGF-1 estimula la secreción de somatostatinas), pero estas son el inhibidor de la secreción de la hormona del crecimiento, o sea en el fondo lo que hace es inhibir la secreción de la hormona del crecimiento. Por otro lado, la hormona del crecimiento también puede ejercer un feedback negativo sobre su propia secreción, actuando sobre la hipófisis (lo que se llama un loor de asa muy corta) y también puede actuar sobre el hipotálamo inhibiendo la secreción de la hormona liberadora de la hormona del crecimiento (GHRH). Además en este sistema nos vamos a encontrar con otras sustancias como la ghrelina, la cual secreta en el estómago, y cuya función es estimular la secreción de la hormona del crecimiento. Factores reguladores de la GH Partamos por el hipotálamo. Tenemos dos núcleos que destacan: uno seria el que secreta la somatostatina, y el otro libera el GHRH (núcleo arcuato). La otra parte de la figura nos está mostrando la señalización que existe en respuesta al GHRH (el GHRH se une a su receptor, el cual esta a nivel de la adenohipófisis, y es un receptor acoplado a proteína G, el cual activa a la adenilato ciclasa, subiendo los niveles de cAMP, finalmente resultando en la liberación de la hormona de crecimiento). Entonces la función del GHRH es la liberación de hormona de crecimiento desde los somatotropos (nombre que reciben las células que producen hormona de crecimiento en la adenohipófisis). Como es una hormona peptídica, no es novedad que su precursor sea más grande que su forma activa. Habitualmente tenemos familias de péptidos, que se parecen mucho, y que se encuentran en diferentes partes del cuerpo, y en este caso, esta hormona se parece mucho a los péptidos que se secretan en el tracto gastrointestinal, por eso es de la familia de los péptidos gastrointestinales. Aquí tenemos la misma idea del receptor acoplado a proteína G y todo lo que ya se había mencionado antes. Pero hay un dato adicional. Se había dicho que la GHRH estimulaba la secreción de la hormona del crecimiento, pero no solo hace eso, sino que además regula la síntesis del mismo receptor y además la síntesis de mas hormona (ahí se muestra el factor d transcripción encargado de la producción). En el caso de la inhibición de la secreción de la hormona del crecimiento, está dada por la hormona inhibidora de la hormona del crecimiento o como también se denomina, somatostatina, la cual además, como vimos antes, inhibe la producción de TSH. Se origina en la región periventricular sobre el quiasma óptico. También es una proteína generada por un precursor mayor siendo su forma activa un péptido de 14 aminoácidos (bastante pequeño). Su receptor también esta acoplado a proteína G, pero en este caso se encarga de bajar los niveles de cAMP. El tercer factor regulador de la secreción de la hormona del crecimiento es la ghrelina. Su nombre proviene de growth hormone releasing peptide. Tiene 28 aminoácidos (que en términos de tamaño es bastante cercano al GHRH, el cual tiene 29) y tiene una “colita” de hidrato de carbono llamada nono-octayd (? creo que se refiere al n-octanilated, pero fue lo que escuche) porque tiene 8 carbonos, la cual es fundamental para la funcionalidad de este factor, ya que determina su actividad en la secreción de la hormona de crecimiento, si se corta el péptido pierde su funcionalidad. Como dijimos, fue aislada en el estomago, y se ha visto que tiene muchas funciones (es relativamente nuevo, por lo que hay algunos efectos que todavía no se entienden y están considerados como “bajo estudio”). Se hizo un experimento para comparar la efectividad de la ghrelina con la GHRH. A un animal no le dieron nada (triangulitos), a otro animal se le dio solo GHRH, a otro le dieron un péptido sintético que se parecía al GHRH (HEX), y al otro le dieron ghrelina, todos con la misma concentración, los mismos tipos, etc. como conclusión se tiene que la ghrelina es más eficiente a la hora de estimular la producción de hormona de crecimiento. La ghrelina se secreta en diferentes concentraciones a las diferentes horas del día. Al desayunar la ghrelina en la sangre baja, y conforme pasa el día, y vamos sintiendo hambre, la ghrelina va subiendo hasta llegar a concentraciones altas, y a la hora de comer de nuevo, baja nuevamente la ghrelina, entonces cada vez que comemos, la ghrelina disminuye su función, y cada vez que tenemos hambre la ghrelina esta aumentada. Por lo tanto ¿Cuáles son las funciones de la ghrelina? Todavía no se sabe si está aumentando o está disminuyendo la motilidad gástrica, si está aumentando la glucosa, o no le hace nada, o si aumenta la insulina o la disminuye. Pero si nos damos cuenta de que aumenta la hormona de crecimiento, que aumenta el apetito (entonces no es el hambre el que induce la secreción de ghrelina, sino que es la ghrelina la que induce el hambre. También produce vasodilatación en los territorios en los que está actuando. Si tenemos una hormona que está siendo secretada, tenemos que buscar quien la regula. Todos estos fenómenos son muy regulados ¿Quien regula a la ghrelina? Muchas cosas La inhibe: el alimento, el sistema nervioso en particular la estimulación del nervio vago, la misma hormona del crecimiento está haciendo un feedback negativo sobre el estomago para inhibir la secreción de ghrelina, y también la somatostatina la inhibe (inhibe la secreción de cualquier cosa). La estimula: la gastrina y la colecistoquinina (CCK) son péptidos producidos en el tracto gastrointestinal, y van a dar cuenta por lo tanto del estado en el que se encuentra el sistema digestivo (si hay comida o no hay comida), cuando tenemos aumento de gastrina (que va a ser cuando no tenemos comida), va a haber aumento de gherlina también pasa con la CCK. También se muestra que el ayuno va a estar aumentado, lo que sería un factor voluntario. La falta de comida está aumentando la secreción. ¿Dónde actúa la ghrelina? Ya sabemos que actúa a nivel de hipófisis, porque tiene acción sobre la GH, la ghrelina actúa sobre la hipófisis, a través de su receptor y estimula la secreción de GH. Pero no solo actúa sobre la hipófisis, también puede actuar sobre el hipotálamo, específicamente en el núcleo arcuato, y específicamente en las células que secretan AGRP y NPY, que son importantes porque son los que estimulan el apetito (hacen que de hambre). La secreción del neuropéptido Y (NPY), al relacionarse con la proteína agouti (AGRP) hacen que aumente la ingesta de alimento y aumente la grasa corporal. GH En su forma activa tiene 191 aminoácidos y un peso de 22kDa (sigue siendo una proteína relativamente pequeña) m y tiene una vida media de 20 a 50 minutos (bastante larga), lográndolo con una unión a una proteína ligante. También pertenece a una familia en donde entre sus integrantes esta la prolactina y el lactógeno placentario (es una de las hormonas que se secreta en la placenta para permitir el desarrollo del feto). La GH tiene un ritmo de secreción circadiano y su secreción es distinta entre hombres y mujeres y la principal diferencia es que el hombre tiene menos peaks de secreción de GH (en verdad solo 1, principalmente dado en la noche) en cambio la mujer tiene peaks en la mañana y en la tarde por lo que pareciera ser que la secreción es mucho mas continua a lo largo del día. La secreción de GH durante la vida tiene su peak entre los 15 y los 20 años, y antes de los 5 años es muy baja la secreción, lo que quiere decir la GH no es importante para el crecimiento durante los primeros años, sino que es importante para todo el crecimiento rápido que se da durante la pubertad. Se secreta durante toda la vida, y cuando no se utiliza para generar el crecimiento del organismo (longitudinal), se utiliza para generar la recambio y metabolismo celular (por eso a edades más avanzadas ya no se secreta tanta, pero se sigue secretando). Cuando se comenzó a estudiar la GH, lo primero que se supo fue que la GH se producía en la hipófisis, actuaba sobre el hígado y el hígado secretaba “algo”, a lo que los científicos llamaron somatomedinas (porque mediaban la acción de la somatotropina que es la GH) las que actuaban sobre el hueso produciendo su crecimiento. Tiempo después se dieron cuenta de que esta hormona de crecimiento no solamente actúa sobre el hígado sino que además puede actuar sobre otros tejidos (no solo el hueso) como musculo, en esta época ya sabían que lo que el hígado secretaba era el IGF (somatomedina paso a llamarse IGF), entonces la hormona de crecimiento actúa sobre el hígado, libera IGF, la que viaja unida a su proteína ligante y puede tener acciones en diferentes lugares como en el hueso o como por ejemplo en la hipófisis (también se sabía de los mecanismos de feedback negativo hacia la hipófisis). Después se descubrieron los efectos directos de la GH sobre algunas estructuras óseas, o sobre algunas funciones musculares, y estos si están mediados por IGF (es decir que la IGF puede ser producida en hueso y musculo aparte de en el hígado). Cuando la GH llega al receptor se suelta de la proteína ligante (con la que circula en sangre) y se une a su receptor (cuidado con la imagen de la diapositiva 21), ya que al estar unida a la proteína ligante, no está activa. Receptor de GH: es un receptor a citoquinas, que son aquellos que están dimerizados y que se unen a la proteína JAK, la cual fosforila y genera finalmente genera que los factores de transcripción (STAT) dimerizaran y fueran al núcleo, induciéndose la síntesis, en hígado, de IGF, etc. IGF Tiene una estructura similar a la GH, pero difiere en los aminoácidos. Son homólogos a la insulina (40%), por eso su nombre (IGF: insulin-like growth factor). Hay dos IGF y hay una diferencia fundamental entre ellos, y es que cuando uno de ellos esta, el otro no está (IGF-2 se encuentra en los embriones y disminuye hasta casi desaparecer en el adulto, al contrario de la IGF-1, se sustituyen). La presencia de insulina hace que los efectos de la IGF-2 sean más potentes (crecimiento del feto). Si comparamos a la insulina con el IGF-1 y el IGF-2 vamos a ver que son prácticamente iguales. La única diferencia que podríamos ver aquí es que el fragmento C es más pequeño en el IGF-2 que en el IGF-1, y claro, tienen casi la misma cantidad de aminoácidos, pero no son exactamente iguales. 13 de los aminoácidos que están en la insulina están en el IGF-1, 22 de los 29 aminoácidos del IGF-1 son iguales a los del IGF-2, estas pequeñas diferencias, producen que al momento del plegamiento, ambos IGF no se plieguen igual, y al no hacerlo se presentan al receptor de distinta manera, con distintas afinidades. El IGF tiene dos receptores a los que se puede unir, uno que no sirve para mucho, el tipo 2, porque no tienen ninguna señal al interior de la célula que hoy en día se conozca, une al IGF pero como no pasa nada es como si el IGF quedara atrapado sin transmitir señal. Mientras que el tipo 1 se parece mucho al receptor de insulina (con 2 segmentos al interior de la célula, y dos segmentos en el extracelular, y también están dimerizados gracias a la presencia de puentes disulfuro que lo mantiene unido en ausencia de IGF), y es el que transmite señal, de manera muy parecida también a la insulina (tanto que la insulina podría actuar en el receptor de IGF también y viceversa). IGF-2 puede actuar sobre los tres receptores. A lo largo de la vida, el IGF sigue el mismo patrón de secreción de la GH (aumenta en la pubertad y luego disminuye, pero siempre manteniendo una secreción) Mecanismos y funciones de la GH La GH participa en el crecimiento y en el metabolismo con efectos directos y efectos indirectos. Cuando hablamos de crecimiento es en cuanto a músculos y huesos con un efecto directo que sería la maduración de los condrocitos (origen al desarrollo óseo) y con un efecto indirecto que es mediado por IGF, que es la proliferación de los condrocitos y proliferación y maduración de los mioblastos. En el metabolismo tenemos básicamente efectos directos, como efectos sobre carbohidratos, proteínas y lípidos. *Si queremos generar musculo, nos va a interesar que aumente la síntesis de RNA y de proteína, es decir en términos de proteína, se sintetizan proteínas, en términos de grasa, se degradan lípidos para generar glucosa (cetogénesis al degradar lípidos se generan cuerpos cetonicos), y en términos de carbohidratos, aumenta la glucosa en sangre, por lo que uno dice que disminuye la tolerancia a la glucosa porque hay que darle más insulina al sistema para que pueda guardar la glucosa en los almacenes (GH intenta que el hígado sintetice y tire glucosa a la sangre), e impide que aquellos tejidos que tienen sensibilidad a la insulina (tejidos que guardan glucosa en respuesta a insulina) guarden glucosa, no deja que entre glucosa al musculo, o a los adipocitos (la idea es que le deja la insulina al resto del cuerpo porque la necesita). Que el musculo o el tejido adiposo disminuyan la captación de glucosa no significa que el resto del cuerpo no capte glucosa. Regulación de la GH * Como dice la tabla, el aumento de aminoácidos inhibe la secreción de GH, pero hay una excepción, el aumento de arginina estimula la secreción de GH, no se sabe por qué. En las situaciones de agresión o de stress se estimula la secreción mientras sea un stress moderado (que no sea permanente), igual que el ejercicio, debe ser moderado. La serotonina, la dopamina desde el hipotálamo también estimulan (diapositiva 33) Anomalías en la secreción de GH Su déficit causa enanismo, si es que el déficit se produce cuando el niño no se ha desarrollado muy bien aún, aquí uno se da cuenta de que el GH si es importante en la infancia, pero no tan relevante que cuando falta en la adultez, porque si no tenemos nunca GH, se produce el enanismo, y estas personas mueren después por falla multiorgánica, causadas por la falta de desarrollo en los distintos sistemas. Si falta GH en adulto, simplemente hay un síndrome de déficit de hormona de crecimiento y no hay mayores problemas, el metabolismo se ve un poco alterado, pero no tanto como para que sea grave. Si hay un exceso tenemos un gigantismo, si este exceso se produce desde la niñez y acromegalia si el exceso se produce en la adultez. En el caso del gigantismo, los huesos crecen tan rápidamente que no alcanzan un desarrollo óptimo, no solidifican bien y tienen problemas de diabetes asociada. En la acromegalia vemos que como ya cerro el hueso largo, siguen creciendo los huesos de la cabeza, de las manos, de los pies y los cartílagos (oreja, nariz, etc.). Si tenemos GH y agregamos cortisol, vamos a tener un aumento en el efecto de las grasas y de los carbohidratos, y si agregamos GH con hormona tiroidea, vamos a tener efectos esqueléticos y extra- esqueléticos que van a ser mucho más importantes que los que habría con solo GH. Hormonas involucradas con el crecimiento La GH no es la única hormona que produce crecimiento. La GH es importante a partir de la pubertad, al igual que la T3, pero la insulina es importante para el crecimiento desde prenatal en adelante, y hay muchas hormonas que participan en el crecimiento prenatal e infantil que aun no se conocen. HORMONA EFECTO Hormona Tiroidea Efectos de GH y producción de IGF Sensibilidad del tejido a GH Insulina Captación de aminoácidos a músculo y síntesis proteica Formación de matriz ósea Receptores a GH/IGF Síntesis de IGF Producción de vitamina D Andrógenos Efectos anabólicos en el musculo secreción GH Estrógenos Mecanismo poco claro, la deficiencia de E2 produce osteoporosis Gucocorticoides adrenales Sinergísticos a GH (efectos anti-insulínicos) (cortisol, corticosterone) Sobreproducción puede síntesis de GH y la absorción de Ca++ desde el intestino. Leptina Producidas por los adipocitos (tejido adiposo también es un órgano endocrino) Controla el apetito/ingesta de comida, utilización de energía, reproducción? Factores de Crecimiento Locales Factor de Crecimiento Epidermal (EGF) Factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF) Factor de crecimiento transformante (TGF-b) Factor de crecimiento neural (NGF) Citokinas (Interleukinas 1-11) Factor estimulante de colonias (CSF) Factor de necrosis tumoral (TNF) Proteína morfogénica osea (BMP) Endocrinología 6: Páncreas Caso clínico Daniel tenía 12 años cuando salió a acampar con sus amigos y durante la noche orinó su saco de dormir. El no le habría contado a sus padres si no fuera por otros síntomas adicionales. Siempre tenía sed y tenía que orinar cada 30 a 40 minutos. Además a pesar de estar comiendo mucho, parecía estar perdiendo peso. Todos sus pantalones le quedaban sueltos de cintura. Los padres de Daniel entraron en pánico porque sabían que estos son los síntomas clásicos de la diabetes mellitus y llevaron de inmediato a Daniel a ver a su pediatra. El médico le hizo un examen físico y pidió varios exámenes de laboratorio. Todo esto indica que el pendejo tenía diabetes… PANCREAS: Órgano digestivo con función dual Para poder entender esta enfermedad debemos entender lo que es el páncreas, y debemos mencionar que tiene 2 funciones: exocrina (llevada a cabo por lo acinos pancreáticos, para secretar electrolitos y enzimas) y una endocrina que es llevado a cabo por los islotes de Langerhans que corresponden a un 2% del tejido total, estas células están bien irrigadas, y secreta sus hormonas a la sangre. (Insulina y glucagón) El páncreas endocrino: • 1-2%del peso , 5-10 veces más sangre (buena irrigación) , 1 a 2 millones de islotes , 2000 a 6000 células/islote • inervados por neuronas: colinérgicas, adrenérgicas, peptidérgicas Para ser poco porcentaje de células de la masa total del páncreas tiene muy buena actividad endocrina. Islotes de Langerhans 4 tipos celulares: • Células β: Insulina (65%) ubicados en el centro del islote, Células α: Glucagón (20%) en la periferia del islote, Células δ: Somatostatina (10%), Células F: polipéptido pancreático (5%), solo en ciertos islotes Pro-Insulina SÍNTESIS como pre-prohormona , como proinsulina, en realidad como pre pro insulina, que es una sola cadena polipeptídica, y sufre un corte (en la zona gris de la foto) de tal manera que se unen los 2 segmentos cortados (azul y verde) y el péptido C (en gris) Cuál es la función del péptido C? antes no se conocía pero hace un tiempo lograron descifrar... EL péptido C se une a un receptor acoplado a proteína G, generan 2dos mensajeros y produce una señalización que genera liberación de NO. Este péptido tiene una sección específica (que está entre las cadenas de la insulina) que se une a su receptor. Se ha visto que uno a darle insulina mezclada con péptido C (separado) la insulina es mucho más efectivo en sus efectos hipoglicemiantes. La insulina está formada por 2 cadenas α y β, unidos por puentes disfulfuro y es necesario que este presenta toda la proteína para tener efecto, al cortarle pedazos cambia su forma, por lo que no se uniría a su receptor especifico. Es altamente conservada, otros animales la poseen como vacas y cerdos son muy similares a humanos, y de ahí obtenían la insulina para humanos, pero actualmente se creó una insulina humana recombinante, a partir de cultivos bacterianos. Éste es un experimenta donde se inyecta glucosa, y se mide la glucosa de tal manera que me asegure que la glucosa en sangre sea siempre constante. Este grafico dice que cuando sube la glucosa, sube la insulina. El primer peak visto de insulina se produce por la liberación de todas las vesículas que contienen insulina al mismo tiempo, pero después se comienza a obtener desde otras vesículas más “profundas” y además de la síntesis de nueva insulina, es por eso que se ve una alza menos pronunciada pero más sostenida. Como detecta una célula si la glicemia esta alta? Por los transportadores GLUT, (que mueven glucosa), la GLUT-2 tiene mayor capacidad de transporte y al dejar pasar más glucosa, permite igualar las concentraciones intra y extracelulares de glucosa y al entrar se metaboliza, y al ocurrir esto se genera ATP por la glicolisis, y este ATP genera el cierre de un canal de potasio, (por lo que se queda adentro ) quedan más cargas positivas lo que produce una despolarización, y eso produce que se abra un canal de Ca y produce su entrada, lo que a su vez genera la liberación y exocitosis de vesículas. Esto serviría si solo la glucosa fuese el estímulo, pero además de ésta, hay un sistema nervioso que regula esta actividad. Aumentan la secreción de insulina en células β: Glucosa, Aminoácidos, Ácidos grasos, Cuerpos cetónicos, Acetilcolina, Glucagón (estimuladores principales) CCK, gastrina, β -adrenérgico, GH, Secretina, Cortisol, GIP (estos estímulos ayudan pero no son determinantes) Disminuye la secreción de insulina en células β: Somatostatina , α-adrenérgico Receptor de Insulina Posee 2 subunidades α y β, unidas a membrana, muy similar al receptor de EGF, este si es un receptor a factores de crecimiento, que actúa a través de una proteína IRS (sustrato de receptor de insulina) que posee muchos lugares de fosforilación y se puede unir a muchas moléculas, por lo que es una proteína adaptadora, y logra conectar con 2 tipos de señalización: una metabólica y otra que es proliferativa, en términos metabólicos produce que los GLUT -4 (que mueven menos glucosa que la 2, pero que puede ser regulado e inducido ) migren a la membrana desde vesículas solo en presencia de insulina, pero que una vez utilizados vuelven al interior de la célula siendo “reciclados” (fenómeno transiente) . Existen alrededor de 13 isoformas de GLUT, pero solo 2 pueden ser regulados (GLUT4 y GLUT 8 o 9) EFECTO DE LA INSULINA EN EL FLUJO DE NUTRIENTES Acá se muestra los órganos principales donde la insulina cumple su efecto, existen receptores de insulina en otros tejidos, pero no todos poseen GLUT4, de tal manera que la insulina no regula la entrada de glucosa en todo el cuerpo. La glucosa de se guarda en tejido adiposo, en musculo e hígado. Los aa se guardan en musculo, y cuando no hay insulina, la glucosa 6-P se libera a la sangre, los aa se van al hígado para producir glucosa, los ac. Grasos se van al hígado a producir glucosa (como cetoacidos) Páncreas Endocrino (células α) El Glucagón, es producido por las células α (que están en la periferia del islote) Es una Hormona peptídica, de la Familia de la Secretina (glucagón, secretina, GIP), y es almacenada en vesículas. Posee 29 aa y pesa 3,500 kDa (péptido pequeño) , existen variaciones interespecie pequeñas, producido como un gran pro Glucagón. Pro Glucagón Esta gran variedad se segmentos con nombres propios se debe a que todos se encontraron en sangre, por que a algunos les encontraron funciones, por ej: la glicentina aumenta la secreción de insulina e inhibie la secreción gástrica, y se encontró que el GLP (Glucagón Light Peptide) ya sea 1 o 2, aumenta la secreción de insulina, y estimula la proliferación de las células β, que es importante para los diabéticos (de hecho se está probando para tratar diabetes) Este péptido no solo se encuentra en el páncreas, sino que también en el cerebro, y no necesariamente las mismas enzimas que están en el páncreas están en el cerebro por lo que este pro Glucagón se corta distinto en páncreas y cerebro, pero lo que se genera en el cerebro es glicentina y en páncreas, Glucagón. Sin embargo en estos 2 lados pueden sintetizar los GLP. PRINCIPALES ACCIONES BIOLÓGICAS DE GLUCAGÓN, GLP-1, Y GLP-2 Estas hormonas (GLP) no solo actúan a nivel de páncreas, tiene efectos cardioprotectores actúa a nivel de intestino estomago, y cerebro como neuroprotector. Al actuar en páncreas baja la secreción de Glucagón, y al actuar en hígado regulando los efectos del Glucagón en hígado. El GLP-2 actúa a nivel de intestino estomago y hueso. El gran problema del GLP es que se degrada rápidamente, entonces no es muy efectivo como tratamiento dado que en segundos se degrada en la sangre. Una manera para retardar esta degradación es inhibir a la enzima que la degrada o generar péptidos sintéticos que impidan que bloqueen a la degradación enzimática, que puede ayudar a sanar un poco la diabetes. SEÑALIZACIÓN DEL GLP-1 El GLP se une a su receptor específico, que activa adenilato ciclasa, que aumenta los niveles de cAMP, que activa a la PKA, y con eso se activa una serie de vías metabólicas. Efectos del Glucagón En este caso se muestra los efectos específicos sobre la célula hepática, que por vía de cAMP y PKA activa la liberación y fusión de vesículas para secretar insulina y por otra vía actúa aumentando los niveles de MAP kinasas que actúa a niveles proliferativos sobre la célula El Glucagón tiene efectos parecidos a la epinefrina, actuando sobre las enzimas de la glicolisis, activado por unión a receptor de proteína G, activa a la adenilato ciclasa, sube el cAMP, y activa a la PKA que a su vez fosforila en todas partes, y con esto hace un switch en el metabolismo indicando a la glucosa, a la degradación de glicógeno, liberándose glucosa al torrente sanguíneo, que es transportado activamente hacia el extra celular, además se inhibe la entrada de la glucosa dentro de la célula al ciclo de Krebs, dejándola como glucosa para ser utilizada en otros tejidos. Al estimular en los hepatocitos la gluconeogenesis, también hay mayor cantidad de desechos nitrogenados que deben ser evacuados como urea, de esta forma se explica la estimulación de urogenesis. Estimuladores de Glucagon: GIP, Arginina Catecolaminas, Glucocorticoides, Acetilcolina, Alanina, CCK Inhibidores de Glucagon: glucosa, Somatostatina, cuerpos cetónicos, Ácidos grasos, Insulina, GABA Este experimento indica que al comer, sube la glucosa rápidamente, y en conjunto con esta alza, también sube la insulina, y baja el Glucagón, pero después de comer se observa que los niveles de Glucagón bajan y suben, porque el inhibidor más potente de secreción de Glucagón es la insulina. El Glucagon en caso de un diabético tipo 1 , es muy alta, y en la diabetes tipo II (donde la insulina no puede ejercer su función) también se observan niveles elevados de glucagon sobre lo normal. Células δ: Somatostatina (SS) Se sintetiza como pro péptido y se puede romper en diferentes pedazos pudiendo resultar una somatostatina de 28 aa o una de 14 aa, la GH la puede regular, la somatostatina se sintetiza en la zna periventricular del hipotálamo (que es la de 14 aa) y en la mucosa gastrointestinal ( la de 28aa). Efectos de la somatostatina Estimuladores de SS: grasa, glucosa, aa, agonistas α-adrenergicos, hormonas GI, Ach , Glucagon Inhibidor de SS: insulina. Celulas F: polipeptido pancreático. Es un aa activo de 36 aa, esta entre la familia del NPY (que en el cerebro están encargadas de producir hambre, por lo que se cree que tendría similar función), tiene receptores acoplados a proteína G (heptahelicoidales) y su función es inhibir la secreción del páncreas exocrino, estimula secreción de glucocorticoides, se ha visto que tiene que ver con el hambre. En los cortes histológicos se muestra que estas células F están más en la cabeza del páncreas. Estimuladores de polipeptido pancreático: ghrelina, ingestina calórica, motilina, secretina, distensión estomacal. Inhibidores de polipeptido pancreático: Somatostatina. Amilina o peptido amiloide insular No tiene que ver con el péptido amieloide del Alzheimer, porque está en páncreas, la gracia es que se almacena y libera en conjunto con la insulina, también tiene efectos sobre el tubo digestivo, al inhibir vaciamiento gástrico, induce saciedad, y aumenta la sed. Se ha pensado que este péptido tendría que ver con la transformación de una persona de diabético tipo II a tipo I, se piensa que es amilina podría “matar a las células β”, dado que se observa en pacientes diabéticos mucha amilina, se deposita en los islotes (dado que la amilina no puede atravesar la membrana), y al seguir secretándose amilina e insulina, termina matando a las células β. En el grafico (relación de cels del islote) se ve como interactúan entre sí las células α, β y δ, el Glucagón estimula a la célula alfa y delta, la insulina inhibe a la alfa y delta, y la SS inhibe a la célula alfa y beta. DIABETES MELLITUS Es una enfermedad que se produce por falta de acción de insulina, hay una sola hormona que regula que se guarde la glucosa en células (la insulina) sin embargo hay muchas hormonas que llevan glucosa a la sangre como el glucagon, la norepinefrina, la hormona tiroidea, por lo que se entiende que hayan patologías por falta de acción de insulina, y no se produzcan enfermedad notorias si no hay glucagon. Algunos síntomas de esta enfermedad son: • Hiperfagia , Visión borrosa , Fatiga ,Pérdida de peso , Mala cicatrización (cortes o rasmilladuras) Boca seca • Piel seca o con prurito , Impotencia (hombres), Infecciones recurrentes (vaginal, oidos) Existen 2 tipos de diabetes, que fundamentalmente se basan en la falta de acción de la insulina sobre los tejidos, el problema mayor es que puede llevar a compliaciones como ateroesclerosis, enfermedades el riñon, ojos. Una persona con DM tipo I generara cuerpos cetonicos con mucha mayor facilidad que otros, porque como no tienen insulina, debe usar lípidos y porteinas para generar energía, es mucho mas flaca que con DM II, pero ambos tiene glucosa elevada, debilidad muscular. TEST TOLERANCIA GLUCOSA Se ve que en una persona normal, ante un alza de la glicemia esta se compensa rápidamente. En un paciente con DM tiene la glicemia “basal” mas alta, al ingerir la glucosa sube mucho mas y se demora mas en compensar esta alza ¿Por qué la deficiencia en insulina aumenta los cuerpos cetónicos en orina? Al no haber insulina, no se puede utilizar la glucosa como fuente de energía y el cuerpo tiene que degradar lípidos liberando CC en el proceso ¿Por qué se produce la polidipsia y la poliuria? Al aumentar la concentración de glucosa en sangre aumenta la osmolaridad lo que activa el mecanismo de la sed. En la orina la glucosa al no poder reabsorberse actúa como un diurético osmótico. ¿Porqué la presión estaba baja? La pérdida de agua por la orina es mayor a la recuperación por lo que disminuye el volumen del líquido extracelular y con ello la presión Ahora, David se inyecta insulina. ¿Por qué no se puede dar oralmente? La insulina es una proteína y se degrada en el estómago (la nueva tendencia es a inhalar la insulina) Endocrinología 7: Metabolismo de Calcio y Fosfato Caso clínico A una mujer de 23 años se le diagnosticó una enfermedad de Graves (aumento secreción hormonas tiroideas) y se determinó que era necesario extirpar la tiroides. La operación fue un éxito. Su nerviosismo y las palpitaciones desaparecieron, comenzó a recuperar su peso, y su presión arterial volvió a la normalidad. Sin embargo comenzó a sentir nuevos síntomas entre los que se incluyen calambres musculares, parestesia de los dedos de pies y manos, adormecimiento alrededor de su boca. Volvió a su endocrinólogo el cual notó un signo de Chvostek positivo (consiste en golpear el nervio facial y observar espasmo en el músculo facial). La concentración sanguínea de Ca+2 fue de 7.8 mg/dl, y la concentración de Ca +2 ionizado fue de 3.8 mg/dl, ambos estaban bajo los niveles normales (Hipocalcemia) Homeostasis del Calcio Debemos ver cuáles son los órganos principales que regulan la concentración de Calcio: el Riñón, Huesos e Intestino, tanto en intestino que es donde entra, siguiendo por el riñón que es el encargado de retener o no este ion, y los huesos que son un enorme reservorio de calcio, y que en el fondo decide si mantenerlo como hueso o liberarlo. Las hormonas encargadas de regular la concentración seria la: Calcitonina, pero que tiene una función de importancia intermedia en los humanos, la Hormona paratiroidea (mas importante), el estrógeno no propiamente tal, pero cuando baja su concentración en la sangre las mujeres se vuelven “osteoporoticas”, y la vitamina D. Funciones del Calcio Contracción muscular, es muy importante en contracción Liberación de Vesículas, que contienen hormonas, este ion contribuye a que estas vesículas se movilicen Actúa como 2do mensajero, para producir no solo señales de movilización de vesículas sino también de activación de otras señales intracelulares como algunas enzimas. (No se escucha que ejemplo da…) Forman los huesos. (hidroxiapatita: Ca10(PO4)6 (OH)2 Coagulación, es tan importante este ion que si no hay calcio no hay coagulación, de hecho muchos anticoagulantes, “quelan” el calcio, es decir, lo secuestran. División y proliferación celular Función nerviosa, importante en su contribución al potencial de membrana. Activación de enzimas, como calmodulina y Cam kinasa. TRANSTORNOS EN LA HOMEOSTASIS DEL CALCIO Qué pasa si hay mucho Calcio? Hipercalcemia • Nervios: respuestas más lentas, al haber más de este ion, en el Extracelular (EC) estaría mucho más positivo por lo tanto la respuesta sería más lenta • Músculos: contracciones más fuertes, al haber más calcio disponible intracelularmente • Riñones: cálculos, porque no es capaz de manejarlo • Huesos: más frágiles y dolorosos, generalmente la causa de una hipercalcemia no es que tomemos mucho calcio, sino que haya mucho en la sangre y de dónde proviene ese calcio? De los huesos, por lo que éstos se vuelven frágiles y dolorosos. • Corazón: Cambio en el ECG, basado en la misma idea de los efectos en los nervios y en músculos , si hay respuesta eléctrica alterada y además tenemos concentraciones mas fuertes por altos niveles de calcio , cambia la forma del ECG. Hipocalcemia Nervios: respuestas más rápidas Músculos: contracciones menos fuertes Corazón: cambios en ECG, el QRS cambia en su tamaño Piel: se ve más seca. Cuanto calcio tenemos afuera y cuanto adentro? Mucho afuera y poco adentro, con una diferencia aprox. de 3 órdenes de magnitud, porque el calcio es extremadamente peligroso dentro de la célula, porque es 2do mensajero, libera vesículas, por lo que debe estar muy regulado. Por lo tanto las mediciones de calcio se hacen en el LEC. El calcio puede almacenarse en distintas formas: del total (900mg), un 40% está unido a proteínas (no es filtrable o muy poco), y un 60% que no está unido a proteínas por lo tanto es ultrafiltrable, del este último, un 50% esta ionizado (Ca+2) y un 10% está unido a aniones (yoduro de calcio, cloruro) Regulación del Metabolismo de Calcio En la foto muestra cómo se va distribuyendo el calcio en el cuerpo, el Ca+2 entra por la ingestión 1000 mg, y salen 900mg por las heces y 100mg por la orina, es decir lo que entra, sale. (Maestra wn!) La idea es mantener constante los mg que tenemos en sangre y en el plasma. Como lo hace? Entra por el intestino, y se absorben 400mg y se secretan al mismo tiempo 300mg, entonces al final la cantidad absorbida neta es de 100mg, al mismo tiempo este calcio que está en el LEC se deposita en los huesos, en los huesos hay más de 1000g de calcio depositados, donde hay un huesos estable y recambiable, porque como saben el hueso se recambia. Finalmente hay una pequeña porción de Ca+2 que va al riñon y se filtra alrededor de 10000 mg (10 g) y esto es por las veces que pasa por el riñón, y se reabsorbe y al final se excretan 100mg. Quienes regulan este equilibrio? La PTH, y donde regula? A 2 niveles, en la resorción del hueso, es decir la liberación de calcio desde los huesos mediante su degradación, y en la reabsorción del riñón es decir cuánto calcio de lo que se filtra vuelve a la sangre. La vitamina D regula a nivel del intestino pero también en nivel de resorción del hueso y reabsorción del riñón. La calcitonina solo regula en la resorción del hueso, en el fondo inhibe que el hueso se degrade y por lo tanto, mantiene el Ca+2 en el hueso, pero que en humanos no es tan importante. La PTH también regula positivamente el nivel de calcio (es decir manteniendo Ca+2 en el hueso) ABSORCIÓN DE CALCIO Se ve la absorción a nivel del enterocito, es decir en el intestino, la forma que entra el Ca+2, es por el transporte transcelular (activo, requiere ATP) y se produce cuando hay bajo calcio y en el duodeno principalmente (señalado por la flecha oscura en la foto), la molécula de Ca+2 entra al célula por transportadores , cuando entra y como este ion es peligroso dentro de la célula se une rápidamente a proteínas que en este caso es la calbindina, que toma el Ca+2 que proviene desde apical y lo lleva a basolateral y lo libera hacia el exterior, y este proceso requiere ATP. Aquí se muestra que la vitamina D regula la concentración de la calbindina. También hay un transporte paracelular pasivo (indicado con la flecha celeste) y que el fondo es que permite que pase el Ca+2 entre 2 células, se produce cuando la concentración es moderada alta y principalmente ocurre en yeyuno, íleon y colon. Se fijan en calcio bajo se produce primero en duodeno, y el transporte paracelular ocurre después. Como dije el fosfato va acompañado de calcio, se absorbe en intestino delgado superior, y se co-transporta con sodio, en el riñón se co-transporta exactamente igual a como se hace en el intestino, a y través de transportadores de sodio-fosfato. Lo que tienen en común estos 2 iones (fosfato y calcio) es que ambos se transportan en el mismo segmento del intestino, pero a través de diferentes proteínas. En la siguiente diapositiva esta la misma idea dicha anteriormente, pero pueden ver como la vitamina D aumenta y afecta a nivel del núcleo la síntesis de calbindina, pero con más detalles, que ayuda uniendo Ca +2, .Acá se ve con detalle a los transportadores que usa para salir de la célula el Ca+2 – H y el Na+ - Ca+2 (diapositiva 11) (30:12) REABSORCIÓN DE CALCIO Primero que nada se filtra, todo lo que no está unido a proteínas, es decir el ionizable y unido a iones, se reabsorbe principalmente en el túbulo proximal, pero también contribuyen otros segmentos. Se sabe que cerca de 2/3 del calcio se reabsorbe unida a sodio, en el TCP, pero después se reabsorbe otro poco en el asa de Henle y otro poco a nivel del TCD y en el túbulo conector. La reabsorción en el Túbulo Distal, y asa gruesa ascendente de Henle existe regulación por PTH. Por último todo lo que no se reabsorbe se excreta. Es importante destacar que el mecanismo más común para sacar el Ca de la célula es el CONTRA-TRANSPORTE, en el intestino. REGULACIÓN DEL METABOLISMO DEL FOSFATO En el caso del fosfato, todo lo que se ingiere se debe eliminar para mantener la homeostasis en el LEC. (En el fondo, nada nuevo…) sino entramos en desbalance ABSORCIÓN INTESTINAL DE FOSFATO Acá vemos que en el intestino, que ingresa por apical por co-transporte unido a sodio, y la salida de fosfato está con un signo “?” para señalar que no conocen el transportador especifico que saca el fosfato de la célula, por lo que no se sabe de qué forma sale, lo que si la bomba sodio potasio aporta para mantener el gradiente químico para poder realizar el co-transporte. REABSORCIÓN RENAL DE FOSFATO El túbulo proximal reabsorbe un 80% del fosfato se lleva la mayor carga, pero también hay un poco a nivel de túbulo distal, y como se vio antes, el fosfato a nivel apical se co-transporta y aquí mencionan un canal que no se identifica pero que ejercería la función de sacar este ion de la célula Glándula Paratiroides ¿Cómo se regula el calcio? A través de 3 hormonas: PTH, vitamina D, calcitonina, en que órgano se producen? Partiremos por la paratiroides que produce la PTH, (recordar que al paciente del caso clínico se le extirparon la glándula tiroides, por lo que no tiene sus paratiroides), son 4 y que pueden tener diverso tamaño, se ubican adyacente a la tiroides, miden aprox. 6mm y pesan 150mg (aunque repite que pueden existir diversos tamaños y pesos), controlan el calcio en sangre y huesos, y estas son las que sintetizan PTH. En la imagen, se ve a la izquierda la glándula paratiroides y en más oscuro en el tejido son los vasos sanguíneos, y alrededor están las células de la paratiroides bajo la forma de cordones densos. Existen 2 tipos celulares: las principales y las oxífilas, distinguidas por su coloración bajo tinción, pero se ven células principales que secretan PTH, las células oxífilas no se conoce su función HORMONA PARATIROIDEA Principal hormona en regulación del calcio, regula de alguna forma la vitamina D Síntesis: como pre-prohormona y se almacena en vesículas La hormona activa tiene 84 aa, por lo que se considera pequeña La regulación de la PTH en el ejemplo (diapo 19) se muestra como actúa esta hormona en distintos órganos, ACTUANDO DIRECTAMENTE en riñón y huesos e indirectamente en el intestino, produciendo en el riñón la síntesis de vitamina D para que actúe sobre y en el intestino. Lo que muestra el grafico es un situación experimental , donde por un lado se muestra la concentración de calcio en el LEC, y por otro lado la concentración en % de PTH , y en gris se muestra el rango “normal” de PTH, acá se muestra como el Ca+2 regula la secreción de la hormona de alguna forma, donde se observa que a mayor Ca+2 hay menos hormona de lo que se puede deducir que el Ca+2 inhibe la secreción de hormona paratiroidea, y cuando hay Ca+2 hay mucha hormona RECEPTOR DE CALCIO Como actúa la hormona? A través de un receptor de Ca, de tipo heptahecoidal , que está detectando los niveles de calcio, donde en el caso de existir mucho calcio , baja la PTH , el receptor censa, puede usar a la PLC , se produce IP3 y calcio (intracelular del RE, no confundir con el calcio extracelular de la foto) donde permite entrada de calcio, pero cuidado porque en este caso ,se INHIBE la liberación de hormona paratiroidea. Se necesita que haya ondas de calcio para que se liberen vesículas , pero en el caso donde hay mucho calcio , no habrán ondas de calcio inhibiendo la liberación de la hormona. Otra vía de regulación es a través de la adenilato ciclasa, en este caso un Gi, que inhibe la producción de cAMP, que también inhibe la liberación de vesículas. Cuando el calcio es bajo, no hay inhibición de cAMP, y no entra más calcio por lo que basta con el AMP para la liberación de vesículas En el grafico muestra cómo cambia el fosfato y calcio en tiempo, al agregar PTH el calcio aumenta, y el fosfato disminuye, por lo que la hormona paratiroidea tiene un efecto inverso sobre el calcio y el fosfato. El calcio se una a su receptor, lo que genera un aumente de calcio intracelular, lo que inhiba la síntesis de PTH, y además inhibe la liberación de vesículas de PTH. ACCIONES DE LA HORMONA PARATIROIDEA En el riñón aumenta la excreción de fosfato, es decir baja la concentración en la sangre, la PTH se una a su receptor que activa a la adenilato ciclasa, se produce cAMP lo que activa a la PKC que a su vez fosforila al transportador de fosfato-sodio y lo inhibe. También estimula la reabsorción de Calcio, y por ultimo estimula a la 1α-hidroxilasa, que es la encargada de activar a la vitamina D En el intestino: • Indirecta: activa vitamina D en el riñón • La Vitamina D estimula la absorción de Ca2+ intestinal En los huesos: • Extrae calcio desde el hueso. • Estimula a los osteoclastos a resorber hueso, pero de manera indirecta, a través de una estimulación previa a los osteoblastos que estimulan osteoclastos. • Aumenta la síntesis de colagenasas. • Aumenta la liberación de protones, aumenta el PH que favorece la degradación de hueso La PTH actúa a nivel de osteocitos, para liberar calcio, y el osteoblasto libera factores para la activación de los osteoclastos para degradar hueso. ALTERACIONES DE LA PTH Exceso: Hipercalcemia Demineralización del hueso, por excesiva degradación de hueso Formación de cálculos, particularmente en riñón Déficit: Hipocalcemia Espasmos musculares PEPTIDO RELACIONADO CON LA PTH (PTHrP) Esta hormona proviene de un pro péptido, que posee fragmentos que tienen otras funciones, como es el péptido relacionado con la PTH, este péptido tiene una sección que es muy similar a la PTH, de tal manera de que este péptido se produce en exceso puede inhibir algunas funciones de la PTH. Calcitonina Es secretada por las células C, y proviene de un péptido más grande. (Péptido de 32 aa) Junto a la calcitonina hay otro péptido que es el CGRP, que cuando se produce el corte del ARN puede producir por splicing alternativo, este CGRP o Calcitonina, el CGRP no tiene que ver con la regulación de calcio, pero que está dentro del gen de la calcitonina, de ahí su nombre calcitonin gen related peptide. Función: inhibir la reabsorción ósea y así disminuir el calcio plasmático, pero esta función no es tan importante en humanos, sino más bien en otros animales como los peces. En el caso de la calcitonina, cuando hay mucho calcio, se produce el mismo efecto que en la paratiroides, pero en este caso no hay inhibición de cAMP produciéndose una liberación de calcitonina, este es un ejemplo de cómo 2 señales iguales o bien parecidas en distintas células pueden generar la liberación de calcitonina, inhibe la movilización de calcio desde el hueso, manteniendo el calcio en el hueso. También tiene un efecto en riñón, pero principalmente es en el hueso. Para terminar con el calcio, nos queda la última hormona que es la vitamina D. Este grafico básicamente les dice todo y vamos a repetir algunas cosas en las siguientes diapositivas. Primero que nada, comenzamos con la 7- dihidrocolesterol, o sea esta vitamina que es derivada del colesterol. Cuando el colesterol se transforma a 7- dihidrocolesterol y es iluminado, este 7-dihidrocolesterol puede ser transformado en el colicalciferol, y por eso se dice que es súper importante y es bueno que durante el verano nos expongamos a la luz, no excesivamente, por lo menos exponernos para transformar un cantidad importante de 7-dihidrocolesterol en colicalciferol. Pero como normalmente no es tanta la exposición de nuestra piel a la luz como para suministrar toda la cantidad de vitamina D que necesita nuestro cuerpo, el resto entra por la dieta y con esto tenemos este colicalciferol que es inactivo, hasta este punto no tiene activada, este colicalciferol va a pasar por el hígado y se va transformar en el 25-hidroxicolicalciferol o también conocido como calcidiol, que sigue siendo inactivo. El colicalciferol es inactivo y el 25-hidroxicolicalciferol sigue siendo inactivo. Para que sea activo el 25-hidroxicolicalciferol tiene que pasar por el riñón, donde nos encontramos con la 1-α hidroxilasa, que mencionamos cuando vimos a la PTH, la PTH que esta activando o aumentado esta enzima para que 25-hidroxicolicalciferol pueda ser transformado en 1-25 hidroxicolicalciferol que también es denominado calcitriol y esta sí que es la hormona o vitamina activa. Cuando sale del riñón es la vitamina D activa. También hay otra enzima que hidroxila en posición 24, 24 hidroxilasa, pero cuando hidroxila en posición 24 el colicalciferol sigue siendo inactivo, o sea no basta con agregar 2 OH sino que tienen que ser en las posiciones especificas, porque si se agrega en posición 24, cerca de este, no va a hacer nada, tiene que estar hidroxilado en posición para que efectivamente se activo. Entonces la misma idea, o lo comemos o lo sintetizamos a través del sol. Tenemos que pasar por el hígado para tener la primera hidroxilación, aquí esta. Y posteriormente por el riñón para tener la segunda hidroxilación en posición 1 para que se active. ¿Cuándo la ingerimos también viene inactiva? R: Si, también viene inactiva. Normalmente uno la ingiere como una pre-vitamina D, colicalciferol al final. Entonces la vitamina D, también denominada colicalciferol que todavía es inactivo, fíjense la vida media que tiene, 15 días, pero inactivo. En el caso de los perros y gatos, estos no realizan la primera etapa de iluminación, por lo tanto deben ingerir toda la vitamina D posible, para las personas que tengas mascotas y quieran cuidarlos mucho, ellos no la sintetizan por lo tanto denles. Cuando ya esta activa, es el caso del calcitriol, esta es mucho más potente que cualquiera de las anteriores, pero tiene una menos afinidad a las diferentes proteínas que la pueden transportar, lo cual le baja bastante la vida media porque tiene que viajar libre, bajamos de 15 días a 15 horas, que sigue siendo un tiempo importante en el caso de una hormona. Vimos que la PTH estimulaba a la 1-α hidroxilasa y la calcitonina básicamente donde tiene efecto, está disminuyendo esta actividad. Doctora, en la diapositiva anterior, ¿por qué dice para que este la α-hidroxilasa debe hacer una baja de calcio y de fosfato? R: No, cualquier de estas situaciones te va a producir una activación de la α-hidroxilasa, si te baja el calcio, si te baja el fosfato se va a producir una activación de la α-hidroxilasa, pero lejos quien más la activa es la PTH. Estas otras dos pueden producir activaciones, pero la PTH es la que produce la mayor activación. Esta es más o menos las concentraciones de 1-25 dihidroxicalciferol, de vitamina D que tenemos en respuesta al calcio, te fijas que en la diapositiva anterior, habíamos visto que una baja de calcio producía activación de la vitamina D, esto es lo que se trata de mostrar aquí, a medida que aumenta el calcio disminuye la hormona, o sea es muy parecido a lo que vimos con la hormona paratiroidea y el calcio. Ahora bien, cuando de este efecto esta mediado por la PTH, de repente es diferente de disociar ambas cosas, porque cuando disminuya el calcio va a aumentar la PTH también, entonces si es PTH quien está aumentando la vitamina D o es la bajada de calcio per se, solita, es súper difícil de separar. Por eso yo les digo que la PTH es la que más regulada a la 1-αhidroxilasa y por lo tanto, a la cantidad de vitamina D. ¿Por qué era que bajaba la vitamina D en aumentos de calcio? R: Bueno, cuando tú tienes mucho calcio tiene poca PTH, si tienes poca PTH tienes poca activación de la 1- αhidroxilada y por lo tanto, tienes poca síntesis de vitamina D. ¿Qué tipo de hormona es la vitamina D? Dijimos que era derivado del colesterol, por lo tanto lipídica, y si es lipídica donde estarán sus receptores, en el citoplasma, intracelulares y eso es lo que se muestra acá. Viene unida a una proteína ligante llega a la célula y entra y esta es la se ve aquí, que viene, se une a su receptor y luego se ubica en el ADN para iniciar la síntesis de diferentes genes que son regulados por esta. Esta vitamina D, y aquí dice vitamina D receptor, puede actuar como un dímero, al igual que la hormona tiroidea y también se unía a este receptor, en el fondo no necesariamente los dímeros son los receptores de vitamina D, sino que pueden usar otros receptores como acido fólico o algunos otros receptores de otros compuestos que tienen la capacidad de ingresar a la célula, acido retinoico también y acá tenemos un receptor de acido retinoico que está haciendo un dímero con un receptor de vitamina D para activar la señalización. Dijimos que la vitamina D podía actuar tanto en el intestino como el riñón o hueso. En el intestino ya lo vimos como actuaba, cuando vimos básicamente la absorción de calcio, aumentando la síntesis de calbindina. En el hueso, actúa de la misma manera que lo hace la PTH, induciendo un aumento en el número y actividad de los osteoclastos y esto en base al aumento de este factor derivado de osteoblastos. O sea, activa el osteoblasto para que secrete este factor para que active al osteoclasto y de esta manera activa la reabsorción del hueso viejo con los que se obtiene calcio fosfato que se puede, por un lado que se puede utilizar para sintetizar hueso nuevo o si es que faltase en el resto del sistema. Y en el riñón, estimula la reabsorción de calcio y fosfato, atentos a esto, ¿qué hacia la PTH? Aumenta la reabsorción de calcio pero inhibe la reabsorción de fosfato, la vitamina D, en cambio, aumenta la reabsorción de calcio y de fosfato, por lo tanto si nos pusiéramos en un caso teórico donde tuviéramos tanto vitamina d como PTH en el sistema, fosfato uno pensaría que quedaría constante, y el calcio estaría aumentado por los dos mecanismos. Y aquí está la parte del hueso, que es la que me faltaba, vitamina D y PTH actuando sobre los osteoblastos para activar a los osteoclastos, pero vitamina D tiene otro punto de acción, actuando sobre las células hematopoyéticas para producir un aumento en el número de osteoclastos. Por lo tanto, por un lado los estamos activando y por el otro estamos aumentado el número de células de osteoclastos. De esta manera aumenta la reabsorción del hueso con el resto de las células que participan en el fenómeno y por supuesto, si es necesario luego reformarlos. Finalizando, ¿qué pasa si no hay vitamina D? pasa eso. Fíjense en las piernecitas de estos 2 niñitos, eso es lo que se produce y se llama raquitismo que se produce niños, que hace difícil el crecimiento y que el crecimiento de los huesos no es apropiado como hay poca vitamina d, todo los que absorción o resorción de hueso o todo lo que es formación de hueso no está bien regulado, y por lo tanto el hueso se forma de manera anormal. Si es que fueran adultos, le podríamos llamar osteomalacia, que también es una mineralización inadecuada, que también produce deformación de los huesos, a los huesos les comienzan a salir estrías o protuberancia o tiene formaciones raras que no es tan crítico como en los niños, que están formando sus huesos, en cambio el adulto ya lo tiene formado, simplemente es este hueso intercambiable que se va renovando, el que va formándose de manera inadecuado. Existen algunas situaciones que uno podría denominar como resistencia a la vitamina D y estas son las que se mencionan aquí bajo: ausencia de 1α-hidroxilasa, o sea podría haber una alteración genética donde estuviera alterada, o no tuvieran nada, o no una activa, lo que sucedería en esa circunstancia en que llegaríamos al 25- dihidorixicalciferol pero no podríamos tener vitamina D. Si no tenemos, lo que afectaríamos más es la absorción. Y existe otra posibilidad que se puede dar en enfermos del riñón, aquella persona que tiene insuficiencia renal crónica, vale es decir que el riñón deja de funcionar como filtro, hasta ahí no habría problema, ya que el 1α hidroxilasa no tiene funciones importante en términos de filtro, pero el problema es que normalmente el riñón en esta situación de comienza a cicatrizar, o sea las células del parénquima, las células de los túbulos, del intersticio se mueren y son sustituidas por tejido conectivo, por lo tanto no va a haber células que produzcan 1α- hidroxilasa, y si no hay, no hay vitamina D, no hay absorción de calcio, y por lo tanto, tenemos el problema consecuente. Entonces volviendo a la señora con enfermedad de graves que le sacaron la tiroides que luego tuvo que volver, porque tenía problemas, se le habían solucionada por los problemas de la enfermedad de graves, pero tenía otros problemas adicionales ahora: ¿Qué pudo haber producido la hipocalcemia de esta pobre mujer? Le sacaron la tiroides con las paratiroides y por los tanto la falta de hormona paratiroidea le causo la hipocalcemia. ¿Cómo esperaría encontrar los niveles de calcitonina y vitamina D? La calcitonina, baja porque no va a estar la paratiroides, por lo tanto no hay glándula que la sintetice. Vitamina D baja, porque no va a estar la PTH para que la pueda sintetizar. ¿Cómo se soluciona? Pastillas de calcio podría ser, pero recuerden que tenemos un problemita con la absorción, por lo tanto no tendría absorción de calcio, pero podrían ser pastillas de calcio porque todavía nos queda la absorción paracelular de calcio que no es regulada por hormonas, pero tendríamos que darle una tonelada de calcio para que absorbiera una porquería. Le podríamos dar PTH, no creo que haya pastillas de PTH, pero podríamos inyectarle la hormona para que tuviera PTH y de esa manera pudiera sintetizar. Camila días: ¿Se podría dar la vitamina activa? Tendrías que dar la vitamina activa, pero no sé cuánto dura la vitamina activa, dice 15 horas, pero no si habría que darse directamente por ingestión, porque probablemente podría degradarse en el estómago, o bien inyectándola y de esa manera aportando la vitamina activa. Pero eso habría que ver si se puede efectivamente hacer, pero esas son las alternativas que uno podría elegir. Cuando se saca la tiroides se retiran también las paratiroides no son un caso hipotético, porque son tan pequeñitas y están tan pegadas al tejido, están irrigadas por los mismo vasos que la tiroides, entonces es difícil de separar. Lo que tendrías que hacer es dejar un pedazo de tiroides junto con la paratiroides, pero si la sacas completa la tiroides vas a sacar las paratiroides, también. Un caso extremo de cáncer o tumor requiere de la extirpación completa de la tiroides. Endocrinología 8: Tejido adiposo Algunas palabras sobre este nuevo tejido endocrino, el tejido adiposo: Tejido adiposo, ustedes saben tenemos dos tipos de tejido adiposo: la grasa blanca y la grasa parda. Siempre se ha dicho que la grasa parda es buena y la grasa blanca no tanto, porque la grasa parda básicamente es la que nos da la energía sobre todo cuando somos muy pequeñitos, y la grasa blanca también guarda energía, pero a veces guarda más que energía, entonces a veces no es tan querida. Si uno ve este monito puede identificar donde se almacena grasa, esta toda la que es cutánea, pueden ver aquí en azulito que tenemos una pequeña cantidad de grasa en la cabeza, en el mentón, por supuesto en la cintura y en la cadera, sobre todo en las mujeres se nota más que en los hombre, pero por sobre todo tenemos esta otra grasa, que está en naranjo, que se llama omental, que es la que eventualmente no es tan buna, cuando comienza a aumentar esta grasa omental, un poquito de grasa en el pericardio también tenemos por debajo del corazón, en los músculos, articulaciones, etc. Pero básicamente esta la omental es la que nos podría traer problemas. Si ustedes ven aquí es el típico señor flaquito con índice de masa corporal de 25, y aquí está si alguien se quiere calcular su índice de masa corporal. Y esta persona podría acumular grasa en 2 forma, en la forma de pera, que es principalmente caderas, muslos o la forma de manzana, y esta forma de manzana está dada principalmente por la acumulación de la grasa omental, la que está en las vísceras y esta es la que básicamente da un alto riesgo para diabetes y enfermedades del tipo metabólico. Pero, ¿cuáles son las hormonas que secreta nuestro tejido adiposo (TA)? Hay que empezar a poner cuidado de ahora en adelante a que vamos a llamar hormona, cuales se llaman factores, etc., pero hay muchos. En el TA siempre hay acompañando a este TA muchas células del sistema inmune, y por eso ustedes ven aquí que se van a encontrar con algunas factores que se secretan o están secretados o tienen efectos sobre el sistema inmune, como el TNF-α, IL-6, algunas proteínas del complemento y esta otra que no tengo idea lo que es, así que no pienso decirles. Pero también hay otras que tienen efectos cardiovasculares como el factor inhibidor del plasminógeno, componentes del sistema renina-angiotensina y algunas otras que son básicamente de características endocrinas como las leptinas, los corticoesteroides, algunas hormonas sexuales y que afectan el metabolismo como la adiponectina, la resistina y la proteína de agouti. O sea, hay muchas sustancias que son secretadas por el TA, aparentemente depende del tamaño de la célula del TA o depende del tejido, cuál de estas hormonas va a secretar más o menos. Es decir, si el adipocito es grande secreta adiponectina que es buena, y si el adipocito es pequeño secretará resistina que es mala, dependiendo del tamaño del adipocito que va a tener relación con la madurez del tejido, de la célula, si está madura o no, eso va a permitir que se secreten distintas cantidades de hormonas, de tal manera que ese tejido adiposo te va a hacer bien o te va a hacer mal. Yo les voy a hablar solamente de tres: leptina, adiponectina y la resistina. Esas 3 vamos a verlas un poquito más en detalle, no tan en detalle, pero si un poco más en detalle. La resistina por ejemplo, y siempre cuento esta historia de que cuando por primera vez que escuche hablar de la resistina, el título del artículo de la revista decía se solucionó el problema de la diabetes, ya sabemos cómo se produce la diabetes, y el resumen decía que la diabetes se producía porque se secretaba resistina, y por eso el nombre resistina y eso produce resistencia a la insulina y eso lleva a la diabetes. Estaba todo muy bonito en ratones, pero cuando estudiaron un poquito más en humanos se dieron cuenta que era toda una teoría que no era cierta. Efectivamente si produce algo de resistencia, pero no es la solución a la diabetes ni muchos menos haberla descubierto. Esta proteína tiene 114 aminoácidos así que no es tan grande, ustedes la ven aquí como monómero, pero ella actúa como trímero, vienen 3 juntas. Ahí está como dímero, y después forman se juntan 3 mas forman estos hexámeros que están ahí dando vuelta, 3 aquí arriba, 3 aquí abajo. Receptores, todavía se está discutiendo como cuales son los receptores, cual es la señalización así que todavía no hay mucho de eso. Pero si se ha visto que tiene efectos pro-inflamatorios, ose activa el sistema inmune para secretar para factores inflamatorios. Y por lo tanto, ayuda o contribuye o participa en la resistencia a la insulina, esa parte sigue siendo cierta, pero si uno la inhibe, si una bloquea, si uno hace knock out, una serie de esas herramientas que uno utiliza para probar la importancia de una hormona, no pasa mucho, entonces ahí se dieron cuenta de que no era la solución para la diabetes en ningún caso. La secretan si estas células del sistema inmune que están junto a los adipocitos, no son los adipocitos propiamente tal, sino las células inmunes que están al lado de los adipocitos y también tiene efectos de estimular la proliferación del musculo liso y activa a las células endoteliales, además de producir la resistencia a la insulina tiene otros efectos pro inflamatorios y con activación de proliferación, pero básicamente se la ha considerado una proteína que es relativamente malo tenerla alta, porque contribuye a la resistencia a la insulina. Cuando dice que activa células endoteliales ¿a qué se refiere? R: cuales son las funciones de las células endoteliales eso tienes tú que pensar, las células endoteliales habitualmente son células que se encuentran separando la sangre del tejido en general, y lo que ocurre es que esa célula de alguna manera evita que se produzca adhesión de leucocitos a la matriz, impide que se produzca coovulación, impide que hace una serie de eventos, de alguna manera mantiene una superficie que no reacciona, cuando llega la resistina se acabo todo eso, entonces se empiezan a unir glóbulos blancos al endotelio, empiezan a migrar leucocitos desde el endotelio al intersticio, empiezan a unirse plaquetas al endotelio, se pueden producir uniones de colesterol de manera que se comience a producir, por ejemplo, una placa de aterosclerótica y ese tipo de cosas. La activa de manera que la hace expresar una serie de factores que normalmente el endotelio no tiene y va a desaparecer, pero claro es un fenómeno contrario a lo que la célula endotelial normalmente o permanentemente hace. La adiponectina, en cambio, es la hormona buena, es la hormona que nosotros queremos que el tejido adiposo secrete, esta es la hormona que nos protege, la adiponectina. Esta en cantidad súper grandes, entonces este es un problema porque no tenemos claro como está funcionando pero básicamente es una proteína un poco más grande que la resistina que la vimos antes, tiene sus receptores de 7 dominios transmembrana, pero todavía no se tiene bien claro su señalización, porque estas son hormonas que se han estado identificando en los últimos 10 años y se demora uno bastante en identificar toda la vía de señalización. Tiene entonces activa anti-inflamatoria, a diferencia de la resistina que tenia actividad pro-inflamatoria, protege a la vasculatura, o sea si en este caso lo quisiéramos poner de la misma forma que lo pusimos en la resistina tendríamos decir que inactiva el endotelio, o sea que lo hace tranquilo, crecente. Es una hormona antidiabética, disminuye la resistencia, en vez de aumentarla, estimula la acción de insulina en hígado, reduce los niveles de triglicéridos en los músculos, y además es angiogénica, o sea esta adiponectina es la hormona que queremos, a diferencia de la resistina que es la hormona que no queremos. Y justamente si uno mira niveles en la sangre de adiponectina y resistina, se va a dar cuenta de que cuando sube la resistina, baja un poco la adiponectina, también van inversamente en relación. Aquí la muestran como podría ser, una molécula que ya no es un…, podría estar chiquitita, así como un molécula globular, formando dímero o formando estas estructuras multiméricas, verdad, que son las que, por eso un gel, uno la ve como un montón de bandas por todos lados, eso porque se forman así no más. Y Entonces lo que les está mostrando esta figura es que básicamente pueden activar 2 tipos de cascada de señalización, si ustedes se fijan miren la cantidad de signos de interrogación que aparecen en esta revista del 2005, esto todavía tiene una cantidad de interrogantes, esto es algo en que todavía se está trabajando. Pero fundamentalmente lo que les muestra, ya que se actuando de forma globular, o sea chiquitita, o multimérica, lo que hace es de una u otra forma, aumentar la β-oxidación, por lo tanto, por eso motivo es tan buena, porque en el fondo uno está degradando lípidos y de esa manera favorece la acción de la insulina y estamos utilizando la energía a partir de los lípidos, que es fundamental. Aquí se muestra el receptor de la adiponectina y por supuesto, el resto de las señales que pueden ser activados por estas vías, y como les digo, todavía no hay gran claridad, hasta el momento se encuentra que activa de todo, por eso aparecen todas estas cosas aquí, pero básicamente lo que sí se sabe es que un receptor heptaelicoidal. Ambos receptores son heptaelicoidales, el que une, este es para otras hormonas, este receptor no lo tienes que considerar, el que monómero que une a la proteína chiquitita, globular y el que une multimeros, los 2 son receptores heptaelicoidales. ¿Cómo se puede estimular la secreción de adiponectina? R: esa es una buena pregunta, el problema que tiene, como les decía es que es tan alta la concentración de adiponectina en la sangre que nadie entiende mucho, porque si tú la estimulas va a subir un poquito más, no más. Entonces nadie entiende mucho como se regula toda esta cosa, porque ya la tenemos alta, y bajo esa perspectiva no tiene mucho sentido elevarla, pero como se podría elevar, normalmente como les contaba al principio el tipo de grasa que se encuentra en el tejido, al final es el adipocito diferenciado quien la produce constantemente, no se conocen otros estimuladores hasta el momento. Y por último, esta última hormona que les voy a hablar del tejido adiposo, es la leptina. La leptina, también tuvo un tiempo en que se descubrió, esta es más vieja que las otras dos, se descubrió mucho antes, por lo tanto ya hay mas estudios de ella. Cuando se descubrió se pensó que se arreglaban todos los problemas de obesidad, porque se descubrió básicamente con dos ratoncitos que tenían una mutación, uno no tenia leptina y el otro no tenia receptor de leptina y ambos ratoncitos eran gordos, gordos, gordos. Entonces se creyó que la leptina era básicamente la única reguladora de la obesidad, y si la podíamos controlar, entonces no había ningún problema. El problema es que siempre que uno pasa de animales a seres humanos, siempre hay algunos cambios y efectivamente se dieron cuenta de que si, cierto que había algunos obesos humanos que pueden tener problemas con la leptina, pero son los mínimos, normalmente las obesidades en seres humanos no es debido a la leptina, entonces sonó todo el sistema porque no era la forma de solucionar el problema. Aquí está la leptina, verdad, en forma de cinta, si ustedes se fijan tiene efectos inflamatorios, y bajo esa perspectiva si ustedes se fijan en su actividad se podría parecer a la resistina y también tiene algo de estimulación de ácidos grasos, pero no es suficiente para contrarrestar estos otros efectos, buenos estos otros efectos inflamatorios, básicamente eso. También inhibe la acumulación de triglicéridos en el hígado y tiene un efecto anti-hipertrófico cardiaco. O sea, la leptina en si es relativamente buena con excepción de este efecto inflamatorio que tiene, el resto de los efectos que tiene es más o menos bueno, pero este efecto inflamatorio no nos gusta, se parece a una interleukina, se parece a una citoquinas por lo tanto, y en base a eso, ustedes podrían pensar o recordar cómo podría ser su receptor, receptor de citoquinas. Ahí está el receptor de citoquinas unido a las JAK y STAT, ando por lo tanto el resultado. Pregunta Thaily Díaz ¿Por qué si el cuerpo responde con inflamación de manera de protección, es mala? R: Porque no la podemos parar, porque normalmente nos damos cuenta que es mala cuando se pasa, pero cuando no se nos pasa ni siquiera nos dimos cuenta de que tuvimos una respuesta inflamatoria. Entonces solamente la notamos cuando no pudo solucionar ese problema original. Esta hormona es secreta por las células adiposas por sí mismas. ¿Cuál es la importancia de la leptina? La leptina le informa a nuestro cerebro de la comida que estamos ingiriendo o de la energía que tenemos. ¿De qué manera? Mientras más tejido adiposo tengamos, más leptina secretamos. La leptina viaja hasta el núcleo arcuato y le informa a estos núcleos que esta aquí, el paraventricular y el frontal y el lateral, a todos núcleos que están un poquito mas arriba, el estado de alimentación de cuerpo, o sea mucha leptina, muy alimentado, cuál sería la lógica respuesta de un organismo civilizado saciedad, pues si estoy comiendo mucho se me quita el hambre y eso es lo que hace la leptina en el fondo, informa al cerebro que hay que cerrar el sistema, y eso es lo que se aquí. Pero si por el contrario, al poca leptina, ocurre todo lo contrario, poca leptina informa al cerebro que le falta alimento y aumenta el deseo, aumenta el hambre. Y por supuesto esas señales también llegan al núcleo del tracto solitario, también recibe señales que vienen del hígado, del estómago, que le van a decir que eso es cierto, un estómago lleno le va a informar que está recibiendo mucha comida, todo ese tipo de cosas. Aquí esta, se fija, mucho TA, mucha leptina, entonces le informa al hipotálamo, hay que cerrarse, y disminuye la ingesta de alimento, poco TA, poca leptina, aumenta el NPI, que este producía hambre si estaba intracerebro, intraventricular y por lo tanto aumenta la ingesta de comida, entonces la leptina informa el estado energético de nuestro organismo. La leptina es una más de las hormonas que está informando sobre el estado energético, de tal manera de que si tu le aumentas la leptina, es cierto, se puede saciar más rápido, pero sigue teniendo ganas de comer. Ahí tenemos el ratoncito normal y al lado tenemos el ratoncito que tiene el daño en el receptor o en la hormona, que no tiene leptina o que no tiene receptor, este es un ratoncito obeso. Esa foto cuando apareció la leptina dio la vuelta al mundo, se fijan, pero lamentablemente en los seres humanos la leptina no es tan importante como en esto animalitos. Prolactina Nos queda este eje prolactina, que si se acuerdan al igual que GH, es de las hormonas que tiene una hormona inhibitoria y otra estimulatoria liberadas desde el hipotálamo, y al igual que GH la inhibitoria es más importante que la estimuladora. La prolactina tiene su órgano blanco y su acción, entonces para esto vamos a ver los típicos objetivos. Si ponemos un caso, podemos decir a esta persona que tiene 39 años da lo mismo que sea vicepresidenta, lo importante es que tenga un cargo alto de una compañía internacional para poder decir, okey cuanto estrés puede tener en esa situación, casada, con periodos menstruales regulares hasta 18 meses atrás cuando cesaron, o sea tuvo amenorrea. Sin embargo salía una sustancia lechosa de sus mamas, lo que denomina galactorrea, se asustó, fue a ver si estaba embarazada, pero el test de embarazo salió negativo, FSH baja, prolactina elevada. El médico detectó una masa de 1.5 mm en su pituitaria que podría estar secretando prolactina y por lo tanto, inicio un tratamiento con drogas para justamente disminuir la prolactina sérica. Después con el tiempo se eliminó el adenoma, se acabo la galactorrea, los ciclos menstruales volvieron a aparecer y finalmente se embarazó de su primer hijo a los 39 años. Posible, no recomendable. ¿Cómo se regula la prolactina entonces? Aquí está la prolactina que se secreta de la hipófisis, nuevamente tenemos estos feed back de asa muy corta, o sea la prolactina esta regulando su propia secreción, y además la prolactina regula la secreción de las hormonas desde el hipotálamo, en particular, aquí tenemos un feed back positivo, pero que en el fondo es negativo verdad, porque está estimulando la secreción de su propio inhibidor, lo mismo que pasaba un poco con la hormona del crecimiento que también tenía una estimulación de un inhibidor. Hasta aquí fíjense ustedes cómo será de importante que la secreción de la estimuladora ni siquiera aparece en el esquema. Aquí factores estimulantes, así como una cosa curiosa. También se ha visto que el estrógeno se ha visto puede tener efectos estimulatorios sobre la secreción de prolactina. Veamos qué pasa con la prolactina, primero como los hemos hecho con el resto de los componentes de nuestros ejes, partamos por el hipotálamo. En el hipotálamo tenemos estos factores inhibidores y estimuladores, y siendo más importante el factor inhibidor partamos por el factor inhibidor. Y aquí está el factor, hormona inhibidora de la prolactina, vale decir la dopamina, si le vamos a decir neurotransmisor u hormona, todo va a depender de donde se esté secretando, porque va a seguir siendo la misma dopamina. Y aquí la tenemos en este mismo, se acuerdan, esto es lo mismo que pusimos con la glándula para la medula suprarrenal, es el mismo esquemita, para mostrar donde dentro de esta síntesis de hormona se produce la síntesis de dopamina. ¿Dónde se produce en particular esta síntesis de dopamina?, aquí en las neuronas que se encuentran, se conoce este sistema como el sistema tuberofundibular dopaminérgico, vale decir en esta zona donde están estas células, se mueven todas las neuronas para secretar hacia donde está la hipófisis. Aquí principalmente éstas, hacia la vena portohipofisiaria, secretando la dopamina, para que a través de los vasos sanguíneos lleguen hasta las células de la adenohipófisis. Quien es ahora el estimulador de la secreción de prolactina? Bueno tenemos problemas hay varios que experimental, que uno podría decir, si producen liberación de prolactina, por ejemplo: TRH, la misma vasopresina, la oxitocina se ha visto que podría producir liberación de prolactina, el péptido intestinal vasoactivo (VIP) o este péptido de 27 aminoácidos, el PIH. Pero ninguno de ellos ha sido nombrado como la hormona liberadora de prolactina, de hecho hay otra que tampoco tiene la actividad más alta, porque de repente ésta resulta más activa como estimulador que esta misma, pero ha ésta la denominar el péptido liberador de prolactina. Por supuesto, su función es estimular la secreción de prolactina, se origina en el hipotálamo, en el núcleo del tracto solitario y tiene un receptor acoplado a proteína g. Pero cualquier de estos, TRH, vasopresina, oxitocina, PIH, VIP e incluso la PRH, tienen actividad para inducir la secreción de prolactina, nuevamente vuelvo al punto anterior, si es cierto que todas ellas estimulan, pero no son tan importantes como la acción inhibitoria de la dopamina, por eso prácticamente uno le hace caso a la dopamina y al resto se olvida un poco de ellas. Así como les digo hay varios péptidos que pueden estimular la secreción de prolactina, hay uno sólo que se la ha denominado el péptido estimulador de la liberación de prolactina, pero sin embargo no es necesariamente el más activo, sino que cuando se le encontró dijeron: ¡ah! Este sí que si y le pusieron el nombre, y luego se dieron cuenta de que no necesariamente tenia la mayor actividad. Y entonces llegamos a la prolactina propiamente tal, que se origina en los lactotropos de la hipófisis y que es una proteína de la familia de la hormona del crecimiento y el lactógeno placentario, esa hormona que se sintetiza exclusivamente en la placenta. Con una vida media de 15 minutos que es bastante respetable. Receptores, exactamente o muy parecidos verdad a los receptores de hormona de crecimiento, a los receptores de citoquinas y que por lo tanto utiliza la vida de las JAK, STAT. Muy parecida a la vía que utilizaba la leptina. Y por supuesto, esto para recordarles que actúa vía núcleo cuando llega a unirse a un factor de transcripción. ¿Cuáles son las funciones de la prolactina? Primero debe desarrollar la mama, y una vez que desarrolla la mama, es muy importante en lo que es la síntesis de la leche para luego secretarla, así que trabaja en conjunto con oxitocina. Y además detener este efecto lactogénico, su segundo efecto que se puede ver en la mujer que recién ha tenido un bebe es la inhibición de la ovulación y cómo lo hace, porque esta inhibiendo la secreción de GnRh, que es el factor liberador de gonadotrofinas, o sea, de LH y FSH. ¿Quién estimula la secreción de prolactina? Ya vimos uno verdad, todos esos factores que estuvimos mirando ahí, desde el hipotálamo se secretan. Tenemos por otro lado la preñez, que vimos ya en nuestro feed back que el estrógeno era uno de los estimulantes. El amamantamiento es otro estimulantes por eso le piden siempre a las mamás que traten siempre de darles leche propia a sus niños cuando están recién nacidos, que no se salten las leches que traten de dárselas, porque si no se las dan, si no los amamantan, rápidamente se corta la leche y dejan de producir leche. Son escasas y bien puntuales las situaciones donde se puede alargar el amamantamiento por un periodo superior a cierta cantidad, por supuesto mientras más tu tengas al bebe succionando más vas a tener la estimulación de la secreción de prolactina, muchas veces pasa que justamente los amamantamientos son cortos, pudiendo ser más largos, porque la mamá decide no darle más al niño por diversos motivos, motivo numero 1, te muerden cuando comienzan a salirle los dientes, entonces hay varias razones, hay ciertas mamas que optan, normalmente no se da tanto en las ciudades grandes, pero si en el campo o en lugares alejados en que puede seguir dándole leche a su hijo y la misma succión del niño, a pesar de que este bastante grande, va a seguir induciendo la secreción de prolactina y por lo tanto, la producción de leche. Pero no son todas así. Mientras tú tengas una alta secreción de prolactina, no vas a tener ovulación, es también una forma de aumentar, es una especie de anticonceptivo natural, pero también aquí hay que llegar a un acuerdo hasta cuando y donde es conveniente, tampoco es muy conveniente que un niño muy grande siga amamantándose de pecho, porque tiene que estar comiendo otras cosas. El sueño también es favorable para la secreción de prolactina y por eso se pide a la madre que tengan un sueño reparador para que puedan producir más secreción de prolactina. El estrés, siempre y cuando el estrés sea controlado, ese estrés histérico no sirve, ese ya corta todo tipo de cosas, pero una sensación de alerta, una situación de alerta, esa sensación de estar preparada, eso ayuda verdad a que haya secreción de leche, ejemplo no es muy típico, pero una mama que este amamantando y eventualmente este en una reunión donde tiene que tener un presentación puede tener un percance, que se le moje un poco el sostén, digámoslo así. Ya vimos que el TRH y otros factores liberados desde el hipotálamo pueden estimular la secreción y fíjense aquí ni siquiera mencionaron a la hormona liberadora de prolactina, sino que ponen al TRH como un factor más importante como liberador. Y por supuesto antagonista de dopamina, sabiendo que la dopamina es el inhibidor también son estimuladores. El factor liberador de hormona tiroidea (TRH) también tiene efectos en la liberación de prolactina, básicamente es porque existen receptores en los lactotropos, y como te digo todavía no está claro, los nombres siempre se les han puesto por lo primero que se les encuentra, por lo tanto el factor TRH lo más probable se descubrió que estimulaba la secreción de hormona tiroidea antes que de dieran cuenta de que podría tener alguna efecto en la secreción de prolactina, y por ese se le puso TRH y no PRH y por eso tuvieron que buscar un segundo cantidad para ponerle el nombre correspondiente. ¿Cuáles son los inhibidores? Básicamente este, y todos los que se les ocurra relacionado con este, o sea la dopamina, los agonista de la dopamina, la somatostatina para variar un poco esta inhibiendo y sin lugar a dudas, la prolactina teniendo su retroalimentación negativa también es un inhibidor, pero estos la dopamina y los agonistas dopaminérgicos son los principales inhibidores del sistema. ¿Qué pasa si no tenemos prolactina? En el caso de que estuviéramos embarazadas no podríamos amamantar, pero en caso de no estar amamantando se llama un síndrome de hipoprolactinemia y básicamente no se conocen muchos síntomas en una persona común y corriente. ¿Puede ser que influya en el desarrollo de las mamas? R: No, porque básicamente el desarrollo, no ayuda al desarrollo propiamente tal de la mama, porque en eso está el estrógeno y otras hormonas de ese estilo, te fijas. Lo que hace la prolactina es desarrollar el acino en el momento que tú lo necesitas para la producción de leche, pero la mama ya está formada, pero el acino no está produciendo leche ¿Y el exceso? Hiperprolactinemia, que podría llevar a amenorrea por un lado, impotencia en los hombres por otro, disminución de la libido que también va a asociado a la disminución de la ovulación, si no estamos ovulando para qué diablos nos vamos a sentir bien con toda esta situación y por supuesto, el problema más grande que puede traer es la galactorrea, o sea producción de leche, en ausencia de cualquier otra situación, de hecho un hombre puede tener galactorrea, en caso de tener un tumor una cosa por el estilo y secretan leche. O sea, secreta a la sangre sin lugar a dudas. Lo último que nos queda ver, es el eje hipofisario GnRH, LH y FSH. GnRH, FSH y LH, gónadas y glándulas blanco final. Aquí hay un esquema que les muestra un poquitito cual es la acción al nivel del hipotálamo, la unión del GnRH al receptor acoplado a proteína G, ahí está la unión de GnRH. Esto es una célula de la hipófisis, por lo tanto se está secretando finalmente por esta acción de cascada de señales, por un lado se libera la vesícula y por el otro lado que es lo que está mostrando aquí se sintetiza más hormona. Miren un detalle, β-FSH, β-LH, α, les parece conocida esa estructura, una subunidad β distinta para FSH y LH y además una subunidad α, se parecen entonces, o forman parte estas hormonas de la familia de las glicoproteínas que tienen 2 subunidades que la TSH, que también está en esa misma familia. El GnRH estimula la secreción de las hormonas FSH y LH y al mismo tiempo estimula la síntesis de las hormonas FSH y LH, que son hormonas miembros de la familia de las glicoproteínas o las glicohormonas que están constituidas por 2 subunidades, una α común para todos y una β que es específica para cada una de ellas. Partimos en el hipotálamo, donde se sintetiza el GnRH, verdad, se sintetiza en el área pre-óptica por ahí, también como buen proteína tiene un precursor que es mucho más grande que da origen a una proteína péptido, porque 10 aminoácidos no le da para más que para péptido, chiquitita y como ya sabemos acoplada a un receptor que tiene actividad, o sea que se acopla a una proteína G. Y aquí en la anterior habíamos visto la señal, que era GQ, fosfolipasa C. Aquí lo mismo se fija, el pro-péptido con el GnRH, chiquitito de ahí 10 aminoácidos solamente, el resto da origen a otros péptidos. El GnRH se une a su receptor, activa la señal de aumento de calcio y PKC y eso produce liberación de FSH y LH. Que más le dice ese dibujo, ese dibujo les dice acuérdense que dijimos que el GnRH se secretaba en pulso, cuando estuvimos viendo los ritmos circadianos y al decirles que se secretaba en pulsos dijimos que no solo era importante la cantidad de pulsos por minuto, sino que también era importante la concentración por minuto, o sea la concentración en los pulsos y por supuesto que fuera pulsátil. Y ustedes ven aquí que si resulta que el GnRH tiene un ritmo rápido, bueno va a producir liberación de LH de manera más rápida, dentro de ciertos límites acuérdense de los experimentos que yo les mostré que eran también siempre extremos. Si el ritmo es un poco más lento, pero más grande, va a producir un ritmo más lento y más grande en la pituitaria. Si nosotros le diéramos a una persona un análogo de GnRH, pero se lo diéramos de manera constante, claro al principio podríamos tener algún efecto, pero luego rápidamente se acaba el efecto. Si por el contrario le diéramos pulsado, pero unos pulsos muy chiquititos, en realidad tampoco tendríamos un efecto que sería…, por lo tanto nuevamente es importante que la GnRH se secrete en pulsos, es tan importante que se ha pensado que el síndrome del ovario poliquistico puede ser causado, porque los pulsos de la GnRH no están correctos, están alterados en parte, o por lo menos parte de esa señalización está alterada. Ahí están la hormona y el receptor, la hormona tiroidea, perdón la TSH que tiene la misma estructura, aquí tenemos a la hormona luteinizante y aquí la FSH. De las glicoproteínas que tienen una β distinta cada una y una α todas iguales. La esparraguina es un aminoácido, la gracia que tiene es que es el lugar donde se producen las glicosilaciones. Ahora para la FSH es interesante esto de las glicosilaciones, porque durante el ciclo menstrual se va glicosilando de manera diferente y aparentemente eso hace que la FSH durante el ciclo vaya teniendo efectos diferentes a medida que va pasando el tiempo, entones la que estaba más glicosilada en una zona tiene un efecto que es un poquito distinto a la que estaba menos glicosilada y así sucesivamente. La FSH tiene una vida media de 2 a 3 horas, lo cual es bastante razonable y tiene funciones tanto en hombres como en mujeres. FSH, que hace en la mujer, se llama hormona folículo estimulante por lo tanto estimula al folículo, por lo tanto su blanco es el folículo y lo que va a hacer es secretar estrógeno para que ese folículo, o sea hacer crecer al folículo y de esa manera ayuda a la secreción de estrógeno. Y en el hombre, no puede actuar sobre el folículo pero si puede actuar sobre el desarrollo del espermatozoide, de tal manera de que actúa sobre las espermatogonias para producir básicamente hormona, para estimular el desarrollo de esas espermatogonias hacia espermios. La FSH también tiene un receptor acoplado a proteína G, para no hacer más diferencias. Esta es la última, aquí sigue la hormona luteinizante, entonces les dejo hasta aquí, con la LH comenzamos la próxima clase. ENDOCRINO 5: HORMONA DE CRECIMIENTO Modelo del eje hipófisis-hipotálamo que existe para el caso de la hormona de crecimiento. La hormona del crecimiento se secreta y actúa sobre el hígado que secreta otra hormona, (que mas bien se podría decir que es un factor de crecimiento), el IGF-1, al cual también se le denomina somatomedina, y es este IGF-1 el que va a ejercer el feedback negativo sobre la hipófisis, y el feedback positivo sobre la secreción de somatostatinas (o sea IGF-1 estimula la secreción de somatostatinas), pero estas son el inhibidor de la secreción de la hormona del crecimiento, o sea en el fondo lo que hace es inhibir la secreción de la hormona del crecimiento. Por otro lado, la hormona del crecimiento también puede ejercer un feedback negativo sobre su propia secreción, actuando sobre la hipófisis (lo que se llama un loor de asa muy corta) y también puede actuar sobre el hipotálamo inhibiendo la secreción de la hormona liberadora de la hormona del crecimiento (GHRH). Además en este sistema nos vamos a encontrar con otras sustancias como la ghrelina, la cual secreta en el estómago, y cuya función es estimular la secreción de la hormona del crecimiento. Factores reguladores de la GH Partamos por el hipotálamo. Tenemos dos núcleos que destacan: uno seria el que secreta la somatostatina, y el otro libera el GHRH (núcleo arcuato). La otra parte de la figura nos está mostrando la señalización que existe en respuesta al GHRH (el GHRH se une a su receptor, el cual esta a nivel de la adenohipófisis, y es un receptor acoplado a proteína G, el cual activa a la adenilato ciclasa, subiendo los niveles de cAMP, finalmente resultando en la liberación de la hormona de crecimiento). Entonces la función del GHRH es la liberación de hormona de crecimiento desde los somatotropos (nombre que reciben las células que producen hormona de crecimiento en la adenohipófisis). Como es una hormona peptídica, no es novedad que su precursor sea más grande que su forma activa. Habitualmente tenemos familias de péptidos, que se parecen mucho, y que se encuentran en diferentes partes del cuerpo, y en este caso, esta hormona se parece mucho a los péptidos que se secretan en el tracto gastrointestinal, por eso es de la familia de los péptidos gastrointestinales. Aquí tenemos la misma idea del receptor acoplado a proteína G y todo lo que ya se había mencionado antes. Pero hay un dato adicional. Se había dicho que la GHRH estimulaba la secreción de la hormona del crecimiento, pero no solo hace eso, sino que además regula la síntesis del mismo receptor y además la síntesis de mas hormona (ahí se muestra el factor d transcripción encargado de la producción). En el caso de la inhibición de la secreción de la hormona del crecimiento, está dada por la hormona inhibidora de la hormona del crecimiento o como también se denomina, somatostatina, la cual además, como vimos antes, inhibe la producción de TSH. Se origina en la región periventricular sobre el quiasma óptico. También es una proteína generada por un precursor mayor siendo su forma activa un péptido de 14 aminoácidos (bastante pequeño). Su receptor también esta acoplado a proteína G, pero en este caso se encarga de bajar los niveles de cAMP. El tercer factor regulador de la secreción de la hormona del crecimiento es la ghrelina. Su nombre proviene de growth hormone releasing peptide. Tiene 28 aminoácidos (que en términos de tamaño es bastante cercano al GHRH, el cual tiene 29) y tiene una “colita” de hidrato de carbono llamada nono-octayd (? creo que se refiere al n-octanilated, pero fue lo que escuche) porque tiene 8 carbonos, la cual es fundamental para la funcionalidad de este factor, ya que determina su actividad en la secreción de la hormona de crecimiento, si se corta el péptido pierde su funcionalidad. Como dijimos, fue aislada en el estomago, y se ha visto que tiene muchas funciones (es relativamente nuevo, por lo que hay algunos efectos que todavía no se entienden y están considerados como “bajo estudio”). Se hizo un experimento para comparar la efectividad de la ghrelina con la GHRH. A un animal no le dieron nada (triangulitos), a otro animal se le dio solo GHRH, a otro le dieron un péptido sintético que se parecía al GHRH (HEX), y al otro le dieron ghrelina, todos con la misma concentración, los mismos tipos, etc. como conclusión se tiene que la ghrelina es más eficiente a la hora de estimular la producción de hormona de crecimiento. La ghrelina se secreta en diferentes concentraciones a las diferentes horas del día. Al desayunar la ghrelina en la sangre baja, y conforme pasa el día, y vamos sintiendo hambre, la ghrelina va subiendo hasta llegar a concentraciones altas, y a la hora de comer de nuevo, baja nuevamente la ghrelina, entonces cada vez que comemos, la ghrelina disminuye su función, y cada vez que tenemos hambre la ghrelina esta aumentada. Por lo tanto ¿Cuáles son las funciones de la ghrelina? Todavía no se sabe si está aumentando o está disminuyendo la motilidad gástrica, si está aumentando la glucosa, o no le hace nada, o si aumenta la insulina o la disminuye. Pero si nos damos cuenta de que aumenta la hormona de crecimiento, que aumenta el apetito (entonces no es el hambre el que induce la secreción de ghrelina, sino que es la ghrelina la que induce el hambre. También produce vasodilatación en los territorios en los que está actuando. Si tenemos una hormona que está siendo secretada, tenemos que buscar quien la regula. Todos estos fenómenos son muy regulados ¿Quien regula a la ghrelina? Muchas cosas La inhibe: el alimento, el sistema nervioso en particular la estimulación del nervio vago, la misma hormona del crecimiento está haciendo un feedback negativo sobre el estomago para inhibir la secreción de ghrelina, y también la somatostatina la inhibe (inhibe la secreción de cualquier cosa). La estimula: la gastrina y la colecistoquinina (CCK) son péptidos producidos en el tracto gastrointestinal, y van a dar cuenta por lo tanto del estado en el que se encuentra el sistema digestivo (si hay comida o no hay comida), cuando tenemos aumento de gastrina (que va a ser cuando no tenemos comida), va a haber aumento de gherlina también pasa con la CCK. También se muestra que el ayuno va a estar aumentado, lo que sería un factor voluntario. La falta de comida está aumentando la secreción. ¿Dónde actúa la ghrelina? Ya sabemos que actúa a nivel de hipófisis, porque tiene acción sobre la GH, la ghrelina actúa sobre la hipófisis, a través de su receptor y estimula la secreción de GH. Pero no solo actúa sobre la hipófisis, también puede actuar sobre el hipotálamo, específicamente en el núcleo arcuato, y específicamente en las células que secretan AGRP y NPY, que son importantes porque son los que estimulan el apetito (hacen que de hambre). La secreción del neuropéptido Y (NPY), al relacionarse con la proteína agouti (AGRP) hacen que aumente la ingesta de alimento y aumente la grasa corporal. GH En su forma activa tiene 191 aminoácidos y un peso de 22kDa (sigue siendo una proteína relativamente pequeña) m y tiene una vida media de 20 a 50 minutos (bastante larga), lográndolo con una unión a una proteína ligante. También pertenece a una familia en donde entre sus integrantes esta la prolactina y el lactógeno placentario (es una de las hormonas que se secreta en la placenta para permitir el desarrollo del feto). La GH tiene un ritmo de secreción circadiano y su secreción es distinta entre hombres y mujeres y la principal diferencia es que el hombre tiene menos peaks de secreción de GH (en verdad solo 1, principalmente dado en la noche) en cambio la mujer tiene peaks en la mañana y en la tarde por lo que pareciera ser que la secreción es mucho mas continua a lo largo del día. La secreción de GH durante la vida tiene su peak entre los 15 y los 20 años, y antes de los 5 años es muy baja la secreción, lo que quiere decir la GH no es importante para el crecimiento durante los primeros años, sino que es importante para todo el crecimiento rápido que se da durante la pubertad. Se secreta durante toda la vida, y cuando no se utiliza para generar el crecimiento del organismo (longitudinal), se utiliza para generar la recambio y metabolismo celular (por eso a edades más avanzadas ya no se secreta tanta, pero se sigue secretando). Cuando se comenzó a estudiar la GH, lo primero que se supo fue que la GH se producía en la hipófisis, actuaba sobre el hígado y el hígado secretaba “algo”, a lo que los científicos llamaron somatomedinas (porque mediaban la acción de la somatotropina que es la GH) las que actuaban sobre el hueso produciendo su crecimiento. Tiempo después se dieron cuenta de que esta hormona de crecimiento no solamente actúa sobre el hígado sino que además puede actuar sobre otros tejidos (no solo el hueso) como musculo, en esta época ya sabían que lo que el hígado secretaba era el IGF (somatomedina paso a llamarse IGF), entonces la hormona de crecimiento actúa sobre el hígado, libera IGF, la que viaja unida a su proteína ligante y puede tener acciones en diferentes lugares como en el hueso o como por ejemplo en la hipófisis (también se sabía de los mecanismos de feedback negativo hacia la hipófisis). Después se descubrieron los efectos directos de la GH sobre algunas estructuras óseas, o sobre algunas funciones musculares, y estos si están mediados por IGF (es decir que la IGF puede ser producida en hueso y musculo aparte de en el hígado). Cuando la GH llega al receptor se suelta de la proteína ligante (con la que circula en sangre) y se une a su receptor (cuidado con la imagen de la diapositiva 21), ya que al estar unida a la proteína ligante, no está activa. Receptor de GH: es un receptor a citoquinas, que son aquellos que están dimerizados y que se unen a la proteína JAK, la cual fosforila y genera finalmente genera que los factores de transcripción (STAT) dimerizaran y fueran al núcleo, induciéndose la síntesis, en hígado, de IGF, etc. IGF Tiene una estructura similar a la GH, pero difiere en los aminoácidos. Son homólogos a la insulina (40%), por eso su nombre (IGF: insulin-like growth factor). Hay dos IGF y hay una diferencia fundamental entre ellos, y es que cuando uno de ellos esta, el otro no está (IGF-2 se encuentra en los embriones y disminuye hasta casi desaparecer en el adulto, al contrario de la IGF-1, se sustituyen). La presencia de insulina hace que los efectos de la IGF-2 sean más potentes (crecimiento del feto). Si comparamos a la insulina con el IGF-1 y el IGF-2 vamos a ver que son prácticamente iguales. La única diferencia que podríamos ver aquí es que el fragmento C es más pequeño en el IGF-2 que en el IGF-1, y claro, tienen casi la misma cantidad de aminoácidos, pero no son exactamente iguales. 13 de los aminoácidos que están en la insulina están en el IGF-1, 22 de los 29 aminoácidos del IGF-1 son iguales a los del IGF-2, estas pequeñas diferencias, producen que al momento del plegamiento, ambos IGF no se plieguen igual, y al no hacerlo se presentan al receptor de distinta manera, con distintas afinidades. El IGF tiene dos receptores a los que se puede unir, uno que no sirve para mucho, el tipo 2, porque no tienen ninguna señal al interior de la célula que hoy en día se conozca, une al IGF pero como no pasa nada es como si el IGF quedara atrapado sin transmitir señal. Mientras que el tipo 1 se parece mucho al receptor de insulina (con 2 segmentos al interior de la célula, y dos segmentos en el extracelular, y también están dimerizados gracias a la presencia de puentes disulfuro que lo mantiene unido en ausencia de IGF), y es el que transmite señal, de manera muy parecida también a la insulina (tanto que la insulina podría actuar en el receptor de IGF también y viceversa). IGF-2 puede actuar sobre los tres receptores. A lo largo de la vida, el IGF sigue el mismo patrón de secreción de la GH (aumenta en la pubertad y luego disminuye, pero siempre manteniendo una secreción) Mecanismos y funciones de la GH La GH participa en el crecimiento y en el metabolismo con efectos directos y efectos indirectos. Cuando hablamos de crecimiento es en cuanto a músculos y huesos con un efecto directo que sería la maduración de los condrocitos (origen al desarrollo óseo) y con un efecto indirecto que es mediado por IGF, que es la proliferación de los condrocitos y proliferación y maduración de los mioblastos. En el metabolismo tenemos básicamente efectos directos, como efectos sobre carbohidratos, proteínas y lípidos. *Si queremos generar musculo, nos va a interesar que aumente la síntesis de RNA y de proteína, es decir en términos de proteína, se sintetizan proteínas, en términos de grasa, se degradan lípidos para generar glucosa (cetogénesis al degradar lípidos se generan cuerpos cetonicos), y en términos de carbohidratos, aumenta la glucosa en sangre, por lo que uno dice que disminuye la tolerancia a la glucosa porque hay que darle más insulina al sistema para que pueda guardar la glucosa en los almacenes (GH intenta que el hígado sintetice y tire glucosa a la sangre), e impide que aquellos tejidos que tienen sensibilidad a la insulina (tejidos que guardan glucosa en respuesta a insulina) guarden glucosa, no deja que entre glucosa al musculo, o a los adipocitos (la idea es que le deja la insulina al resto del cuerpo porque la necesita). Que el musculo o el tejido adiposo disminuyan la captación de glucosa no significa que el resto del cuerpo no capte glucosa. Regulación de la GH * Como dice la tabla, el aumento de aminoácidos inhibe la secreción de GH, pero hay una excepción, el aumento de arginina estimula la secreción de GH, no se sabe por qué. En las situaciones de agresión o de stress se estimula la secreción mientras sea un stress moderado (que no sea permanente), igual que el ejercicio, debe ser moderado. La serotonina, la dopamina desde el hipotálamo también estimulan (diapositiva 33) Anomalías en la secreción de GH Su déficit causa enanismo, si es que el déficit se produce cuando el niño no se ha desarrollado muy bien aún, aquí uno se da cuenta de que el GH si es importante en la infancia, pero no tan relevante que cuando falta en la adultez, porque si no tenemos nunca GH, se produce el enanismo, y estas personas mueren después por falla multiorgánica, causadas por la falta de desarrollo en los distintos sistemas. Si falta GH en adulto, simplemente hay un síndrome de déficit de hormona de crecimiento y no hay mayores problemas, el metabolismo se ve un poco alterado, pero no tanto como para que sea grave. Si hay un exceso tenemos un gigantismo, si este exceso se produce desde la niñez y acromegalia si el exceso se produce en la adultez. En el caso del gigantismo, los huesos crecen tan rápidamente que no alcanzan un desarrollo óptimo, no solidifican bien y tienen problemas de diabetes asociada. En la acromegalia vemos que como ya cerro el hueso largo, siguen creciendo los huesos de la cabeza, de las manos, de los pies y los cartílagos (oreja, nariz, etc.). Si tenemos GH y agregamos cortisol, vamos a tener un aumento en el efecto de las grasas y de los carbohidratos, y si agregamos GH con hormona tiroidea, vamos a tener efectos esqueléticos y extra-esqueléticos que van a ser mucho más importantes que los que habría con solo GH. Hormonas involucradas con el crecimiento La GH no es la única hormona que produce crecimiento. La GH es importante a partir de la pubertad, al igual que la T3, pero la insulina es importante para el crecimiento desde prenatal en adelante, y hay muchas hormonas que participan en el crecimiento prenatal e infantil que aun no se conocen. HORMONA EFECTO Hormona Tiroidea Efectos de GH y producción de IGF Sensibilidad del tejido a GH Insulina Captación de aminoácidos a músculo y síntesis proteica Formación de matriz ósea Receptores a GH/IGF Síntesis de IGF Producción de vitamina D Andrógenos Efectos anabólicos en el musculo secreción GH Estrógenos Mecanismo poco claro, la deficiencia de E2 produce osteoporosis Gucocorticoides adrenales Sinergísticos a GH (efectos anti-insulínicos) (cortisol, corticosterone) Sobreproducción puede síntesis de GH y la absorción de Ca++ desde el intestino. Leptina Producidas por los adipocitos (tejido adiposo también es un órgano endocrino) Controla el apetito/ingesta de comida, utilización de energía, reproducción? Factores de Crecimiento Locales Factor de Crecimiento Epidermal (EGF) Factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF) Factor de crecimiento transformante (TGF-b) Factor de crecimiento neural (NGF) Citokinas (Interleukinas 1-11) Factor estimulante de colonias (CSF) Factor de necrosis tumoral (TNF) Proteína morfogénica osea (BMP) Endocrino 10 (Reproductor 2) Nos falta ver unas poquitas cosas de pubertad; por que desde que el feto ya está desarrollado y por tanto nace, en términos de hormonas sexuales no pasa mucho hasta que llega la pubertad y eso es un poco también lo que se muestra aquí; se fijan a todo el desarrollo de las hormonas, en este caso FSH y LH durante el periodo fetal, poco pasa durante el niño, empieza a cambiar durante la pubertad; y fíjense un detalle: durante la edad infantil las concentraciones de FSH son normalmente mayores que las concentraciones de LH; sin embargo cuando se llega a la pubertad y la adultez; las concentraciones de LH empiezan a ser mayores a las de FSH y finalmente ya cuando se llega al final de la vida fértil o cuando ya se empieza a perder el feedback negativo, por que dejamos de producir estrógenos; en el caso de la mujer, la FSH vuelve a ser mas alta que la LH. Las concentraciones en el hombre se parecen bastante a la mujer, en toda la vida; con excepción de el momento en que comenzamos a ciclar las mujeres, por eso se observan estos peaks de aumento- disminución de FSH y LH asociados a los ciclos, mientras que en hombre esta un poquito mas baja y después, hacia la mayoría de edad, adultez; las mujeres perdemos mas rápido o de repente el feedback: en la mujer sube mucho mas y en el hombre va subiendo también, por que va perdiendo el feedback también; pero mucho mas lento. ¿Pero eso sube para el resto de la vida? (Cami Foncea) – O sea, siempre hay una cantidad, hasta por aquí llega, te fijas que aquí la curva no sigue creciendo; también la hipófisis tiene un limite, no puede producir sin límites, la misma célula ya no puede seguir produciendo más; por lo tanto; pero tu ves que la mujer alcanza ese peak y aquí no se muestra la edad, pero asumamos que estos son 50 años, y es donde se produce la menopausia; y de aquí hasta no se, 70- 75 años. Por lo tanto un hombre; no se si ustedes conocieron al doctor Héctor Croxatto, murió a los 106 años. Les digo esto, por que no tengo idea como habrá estado su FSH y LH a los ciento y tantos años ya; pero capaz que haya alcanzado los niveles de la mujer; por que si tú te fijas, la tendencia es que sigue subiendo, pero sigue subiendo hasta que alcance el máximo de secreción de la hipófisis. En la pubertad ¿Qué se produce?, ¿por qué esto de repente empieza a cambiar? Bueno, se ha visto, que primero que todo aumenta la secreción de GnRH, no solo aumenta esta secreción, sino que también comienza a hacerse estos pulsos de los que hablábamos (ritmos) como que los relojes empiezan a funcionar; no solo aumenta la secreción, sino que también aumenta la expresión del receptor; de tal manera que va a tener mas efecto sobre la célula blanco, por que hay mas receptor donde pueda tener su acción. Por lo tanto como tiene más efecto sobre la célula blanco; hay un aumento en la secreción de LH y FSH. Todo el eje hipotálamo-hipófisis comienza a activarse durante este periodo de la pubertad. Uno puede identificar; tanto en el hombre, como en la mujer diferentes etapas: -Adrenarquia: es lo primero que ocurre temporalmente, y eso lo comentamos un poquito cuando estábamos viendo la glándula suprarrenal. Por que si hablamos de adrenarquia, tiene que ser el inicio de algo; el inicio de qué? De algo que pasa en la adrenal; por eso se llama adrenarquia. Uno ve un aumento en la secreción de ACTH, coincidente con este periodo de la pubertad. Si son causa o efecto, o si no tienen nada que ver y son 2 fenómenos totalmente aislados, aun está en discusión; pero claramente aumenta la secreción de ACTH, y eso se produce alrededor de los 7 u 8 años, o se antes de la pubertad. - Telarquia: Inicio del crecimiento, en el caso de las mujeres, desarrollo de las mamas, eso dado principalmente por el aporte del estrógeno que comienza ya a aumentar. -Menarquia: Inicio de la menstruación. Hay cambios que los produce el estrógeno y otros que los produce la progesterona; eso es lo que se muestra aquí. Cambios mediados por el estrógeno: -Desarrollo de las mamas, vagina, clítoris, meato urinario. Aquí se ven algunas cosas fetales, como más adultas; pero en general si pensamos en la parte adulta, todo esto sería aumentar lo que ya hay. Hay una vagina, y el estrógeno se encarga de desarrollarla para que esa vagina esté competente para su función, lo mismo para las mamas, el clítoris. La progesterona, también cumpliendo un efecto complementario al estrógeno: si estrógeno desarrolla la mama, la progesterona contribuye a la proliferación del tejido secretor( habíamos visto que la progesterona inducia la secreción de leche, pero también habíamos visto que la mujer tenía mamas, por que esas mamas habían sido desarrolladas por estrógeno). Lo que hace la progesterona es permitir el desarrollo de la glándula que produce la leche principalmente. Lo mismo acá: el estrógeno desarrolla la vagina, pero la progesterona contribuye al crecimiento vaginal y uterino. Actúa en forma complementaria con el estrógeno, o sea si no hubiera estrógeno, la progesterona no hace nada, pero habiendo estrógeno y habiéndose producido el órgano; la progesterona contribuye entonces a ese desarrollo. La progesterona también es importante en el inicio de los cambios cíclicos del endometrio y en el ovario. Cuando hablamos de cambios cíclicos en el endometrio, es que este se va engrosando; para producir o generar este colchoncito que va estar listo para albergar al embrión si este se produce. Para la menarquía tiene que haber estrógeno y progesterona, un equilibrio entre todas estas hormonas. Aquí se ve un poco en temporal, abajo están los años; hasta los 16, como van cambiando algunos parámetros, como las concentraciones de FSH y LH, que van aumentando durante la pubertad; como la concentración de estradiol, fíjense como va aumentando también considerablemente durante la pubertad; pero nuevamente si uno hace coincidir estas cosas temporalmente, lo primero que parte es el cambio en las FSH y LH, que parten a los 9 años, y recién los aumentos de estradiol se empiezan a notar probablemente a los 10 años. O sea un año posterior a los cambios de FSH y LH. Mas adelante y no se si lo alcanzan a ver ustedes, pero dice desarrollo mamario aquí, se produce el desarrollo de la mama.; aquí esta el vello púbico, pero este verde de abajo, es el crecimiento lineal; hacia arriba. Junto con las mamas, el crecimiento lineal; y mas tarde que eso lo último que uno podría ver seria la aparición del vello púbico. Esto sigue siendo la mujer; donde se muestra las concentraciones de LH y FSH tanto en un niño, que habíamos visto que se invertían; aquí estamos viendo la inversión; aquí se ve claramente donde FSH es mas alta en el niño, durante todo el periodo de fertilidad es mas baja y nuevamente en la adultez es mas alta, abajo se ve la LH como se va produciendo. Las dos producen peaks; pero los peaks de la LH son mayores a los de la FSH. Lo interesante, miren arriba; eso está dividido en noche y día; entonces, cuando uno es niño, las concentraciones de LH son bajitas, tanto en la noche como en el día; pero cuando llega la pubertad; las concentraciones de LH aumentan durante la noche; durante el periodo reproductor nuevamente son constantes tanto en el día como en la noche; pero a un nivel mucho mas elevado. Finalmente en la menopausia siguen siendo constantes durante el día y la noche, pero mucho mas elevado. Lo interesante, lo distinto es el periodo de la pubertad donde los niveles del adulto se obtienen durante la noche, mientras que los niveles del niño los tienen durante el día. Estos cambios son los que van a llevar después al periodo adulto. Que pasa con el hombre: También tiene adrenarquia; mas o menos a la misma edad que la mujer, Durante el desarrollo fetal, vimos que primero era el hombre y después la mujer; pero llegada la pubertad primero se desarrolla la mujer; y después el hombre; por lo general. Hay cambios que están determinados por hormonas del testículo, crecimiento, proliferación de los túbulos seminíferos (que también requiere de la FSH), la estimulación de la función de las células de Leydig (que también requiere de LH) y la espermatogenesis. Todo esto ocurre básicamente en el testículo. Habitualmente esta primera espermatogénesis genera su primera eyaculación alrededor de los 13- 14 años. También ocurren otros cambios que son típicos de la masculinización del hombre: crecimiento de vello pubiano, facial (barba), activación de las glándulas sebácea; aumento en la longitud del pene; pigmentación del escroto, aumento del tamaño de la laringe, cartílago cricotiroideo, músculos laríngeos. Cambia la voz. En el hombre después de la adrenarquia, uno puede ver cambios en los testículos y por otros cambios en general. Así como vemos el esquema de la mujer, podemos hacer el equivalente al hombre; y podemos tener que: fíjense, mas o menos temporalmente lo primero que podría empezar a ocurrir es que empiezan a crecer los testículos; por lo tanto uno puede empezar a distinguir en los testículos o puede distinguir distintos estados. Está el estado 2, el 5. Que en la última diapositiva de esta clase se los voy a mostrar. También en el crecimiento del vello uno puede identificar diferentes estados. La altura empieza mas tarde a aumentar, y el crecimiento del pene aumenta más o menos junto con la altura. Entonces lo que uno ve aquí, es que primero aumenta el tamaño de los testículos, y posteriormente el pene y la altura. Si uno quiere llevar eso a términos de la concentración de la hormona, de la LH y FSH; aquí ocurre lo mismo; cuando la mujer era niña, era poquita la secreción de FSH y contante, tanto en día como en la noche, pero en cambio en la noche aumentaba la secreción de LH cuando llegaba a la pubertad; y después se mantenía la secreción durante el día y la noche. Este mismo comportamiento se ve tanto en hombres como en mujeres. El aumento de la secreción de LH durante la noche y la disminución de la secreción de LH durante el día; esto durante el periodo de pubertad. Ahí está la tabla que yo les mencionaba: en el hombre habíamos visto todos estos estados: -estado 1: prepuberal, no hay desarrollo sexual, tanto en hombres como en mujeres -estado2: uno puede ver como los testículos se van agrandando; y empieza la secreción de las glándulas sebáceas en el hombre; mientras que en la mujer comienza a desarrollarse el busto; aparecen los primeros vellos púbicos, también hay secreción sebácea y comienza a crecer. Estado 3: Hombre: se agranda el pene, crece el vello púbico, comienza también las eyaculaciones. En vla mujer se sigue desarrollando el busto; el vello púbico se comienza a oscurecer; se comienza a enrular; empiezan las primeras descargas vaginales. Estado 4: Estado 5: maduración completa Reproducción masculina: Objetivos: -Reconocer los componentes del tracto genital masculino. -Identificar las hormonas testiculares y determinar su regulación y su función. - Analizar el proceso de espermatogénesis y espermiogénesis. -Identificar los principales efectos de la FSH y la LH en hombres. - Evaluar el efecto de la ausencia o del exceso de estas hormonas en la fisiología humana Caso: Don Jorge Acevedo repartidor de una farmacia; 22 años. Pero parece tener 12 (características infantiles). Sigue creciendo, brazos largos, distribución de la grasa tipo prepuberal (no tiene forma de hombre adulto, sino cuerpito de niño, tiene poco vello facial, no tiene erecciones). Tiene poco olfato. Debido a que los padres están preocupados, lo llevaron al medico, que le confirmó la falta de vello, pene y testículos pequeños, si miran los resultados, la testosterona es considerablemente baja. La hormona luteinizante; poquito mejor, pero igual baja. Le agregaron GnRh, aumento; lo que quiere decir que el problema está en el GnRH, por que responde a este, por lo tanto se le diagnosticó: hipogonadismo hipogonadotropico: síndrome de Kallmann. Vamos a ver cuales son los diferentes problemas que pueden producirse en un hombre. Tracto genital masculino: -interno: próstata, vesículas seminales (muy cerca de la vejiga), conducto deferente (del testículo, pasando por la próstata) y epidídimo (a la salida del testículo; zona donde se produce la maduración de los espermios). -externos: pene y escroto. Vamos viendo detalles; donde quereos llegar es a las células que producen las hormonas. -Testículo: red de túbulos; esta dentro del escroto, el que esta a 2ºC menos que el resto del cuerpo; así tiene que ser, si no fuera así (si el escroto y por tanto el testículo tuviera la misma temperatura del cuerpo, no hay desarrollo de espermatozoides a 37ºC. Para que haya desarrollo, tienen que estar a por lo menos 35º. Estas estructuras pesan alrededor de 40 gramos; el 80% de toda la estructura es túbulo, el resto: un poquito de tejido conectivo para afirmarlo. Si uno agarrara estos túbulos seminíferos y los estirara; completos; medirían 200 metros (2 cuadras de túbulos!!) eso seria todos los túbulos que hay dentro del testículo. Si ahora nos vamos al túbulo propiamente tal; encontramos diferentes tipos celulares; que ya los mencionamos: - Células de Leydig: secreta testosterona - Células de Sertoli: en el feto secretan hormona antimulleriana(en la edad adulta esta no tiene una función que se considere conocida), en el adulto, secretan inhibina. - Espermatogonias, espermatocitos y espermios (células del epitelio germinal): producción de espermios. Uno puede identificar además en esta estructura, una membrana basal, que es lo que está rodeando todo el túbulo; en la que se puede encontrar, células peritubulares (pegaditas a esta membrana basal), que forman como una pared. ·Uniones herméticas: están entre las espermatogonias y los espermatocitos; ¿de donde salen los espermatocitos?-de la espermatogonia.; pero hay una unión hermética aquí . En algún momento, esa unión se tienen que disociar, para que la espermatogionia, cuando se divide, pueda dejar pasar al espermatocito y después este puede seguir su desarrollo hasta convertirse en espermatozoide. Pero lo importante que hay que destacar es que esta es la estructura, junto con las células peritubulares, están formando lo que se llama la barrera hematotesticular. Todo esto está separando lo que ocurre dentro del túbulo de lo que ocurre en los vasos sanguíneos que están rodeando esta célula. Si nos vamos en mas detalle a estudiar la célula de Sertoli; esta célula es tremendamente importante, por que es básicamente la célula nodriza para la espermatogonia; se alimenta de la célula de Sertoli; esta le aporta todo lo que necesita para desarrollarse. De echo, en un a célula especializada que regula el desarrollo del espermio. Si uno toma una espermatogonia o muchas, y las pone en un tubo de ensayo y trata de hacerlas crecer, no va a pasar nada; necesita a la célula de Sertoli al lado para que le de todo su alimento. Es tan importante por que tiene muchas funciones, de echo secretan muchas hormonas y factores de crecimiento; entre ellas sustancias nutritivas que son para las espermatogonias; este péptido que une andrógenos (ABP) y la inhibina, que ya la habíamos mencionado. Estas células como tienen estas uniones estrechas que habíamos visto, son parte importante de la barrera hematotesticular; ustedes ven aquí: vasos sanguíneos, por fuera de los túbulos, y que básicamente aportan todo el contenido energético a la célula de Sertoli, para que esta se los vaya pasando a las espermatogonias. (los nutrientes pasan de la sangre a la célula de Sertoli y de ésta a la espermatogonia). La célula de Sertoli cumple varias funciones; además de aportar nutrientes y cuidar a las espermatogonias durante todo su desarrollo, cuando este espermatogonio va desarrollándose y transformándose en espermatocito y finalmente en el espermatozoo (que tiene muy poco citoplasma, tiene casi puro núcleo, una membrana, mitocondrias y una cola, eso es todo lo que tiene); el resto del citoplasma, la célula de Sertoli se encarga de hacerlo desaparecer. Además es importante en la producción de fluido para el transporte de los espermios, por que todos los espermios, una vez que están maduros, quedan en el lumen del túbulo, pero esos, también tienen que moverse; llegar al epidídimo, viajar por el conducto deferente, llegar hasta la próstata, para que ahí les llegue más liquido y se forme el semen propiamente tal; todo el primer aporte de liquido lo esta haciendo también la célula de Sertoli. Aquí hay unas microscopias, coloreadas falsamente; pero los colores están mostrando a los espermatocitos, espermatogonias, y todos esos diferente sestados de diferenciación en amarillo se ven los espermios, el túbulo cortado; en diferentes visiones. La producción de espermios es continua, de forma que en un día se llegan a producir entre 200- 300 millones de espermios (eso es mas o menos la producción diaria que tiene un hombre en espermios). Toda esta producción ocurre en los túbulos seminíferos y es dependiente de la temperatura; y si es que ocurre una enfermedad como la criptorquidea, donde los testículos se retienen en el abdomen; eso va a producir que aumente la temperatura, y por lo tanto se va a producir infertilidad; por que los espermios se mueren –no maduran-. Enfermedades que mantengan con fiebre por mucho tiempo, impedir que produzca catástrofes futuras; rápidamente se trata de enfriar lo mas rápido posible. Espermatogénesis: Desarrollo desde una espermatogonia a espermátida, lo fenómenos que se observan son una mitosis y una meiosis; por eso se ve una división mitótica, que lo que hace es que se repliquen las espermatogonias, para que unas pocas puedan seguir desarrollándose; pero otras pocas, se sigan quedando para que sigan quedándose. Hay algunas que se diferencian, pero hay otras que siempre se van a aquedar en estado indiferenciado para poder seguir produciendo espermios. Proliferar y poder aumentar la dotación de espermatogonios. Después se produce la meiosis, para finalmente producir los espermios; todos estos cambios están influenciados por hormonas: -mitosis: regulada por FSH. -meiosis: regulada principalmente por testosterona. - la ultima parte; en que las espermátidas se tienen que transformar en espermios; está regulada por FSH. Regulación temporal, en que las hormonas van como alternándose; parte teniendo efecto la FSH, para facilitar la mitosis, después viene una función importante de la testosterona, para facilitar la meiosis y después vuelve a tener efecto la FSH para finalizar la maduración hasta llegar al espermio. La producción de espermios es continua; pero esta maduración, toma alrededor de 60-75 días. Como se explica que siempre haya espermios maduros: cada 16 días parte madurando un grupo de espermios; no es que todos partan, esperen 65 dias y después partan madurando otros. Se forma una línea continua de generación y producción de espermios maduros, de esa forma podemos tener que a pesar de que se demoran 75 días en madurar, siempre vamos a tener al menos una dotación de espermios maduros en los túbulos seminíferos. No se sabe por que es cada 16 días; podría deberse a algún ciclo hormonal. Espermatogonia que se ha desarrollado hasta espermátida; podemos identificar otro proceso: espermiogénesis: el desarrollo de la espermátida hasta espermatozoide, que lo único que significa es un cambio de forma. La espermátida es la típica célula redonda; con mucho citoplasma alrededor del núcleo. Va cambiando de forma, empieza a formarse el acrosoma, a perder el citoplasma, empieza a formarse el cilio, las mitocondrias se agrupan en solo lugar; sigue desapareciendo el citoplasma, hasta que finalmente se llega al espermio maduro. El espermio normal es casi pura cabeza, un segmento intermedio de mitocondrias (productor de energía) y finalmente un flagelo, que permite el movimiento, que le da la energía las mitocondrias. Acrosoma: donde se encuentran todas las enzimas que van a permitir pasar la zona pelúcida del oocito, para poder finalmente fusionar los dos pronúcleos. Eso es un espermio normal, para que alcance su maduración completa y esté capacitado (para poder fecundar) necesita pasar por lo menos 15 días en el epidídimo, y en ese periodo, realmente tiene todas sus enzimas listas en el acrosoma y está listo para poder fecundar un ovulo. Pero así como hay espermios sanos, hay otros que no son tan sanos, como con 2 cabezas, 2 colas, cabeza muy chica, sin cola, etc. … todas estas malformaciones se pueden producir durante la maduración. Si hay muchos de estos, probablemente la persona va a ser infértil; si son esporádicos, la persona no va a tener problemas. -Célula de Leydig: esta fuera de la barrera hematotesticular. Es la que produce y secreta testosterona y cuando están activas, en el feto, en el nacimiento y después vuelven a estar activas en la pubertad. La secreción de testosterona tiene un aumento en el feto, después un aumento justo en el nacimiento y después se mantenía tranquilo, hasta la pubertad, en que aumentaba, se mantenía alta. Esto explica en parte lo que habíamos visto de hermafroditismo, donde parte de la testosterona se está convirtiendo en estrógeno. Por lo tanto; los hombres también tienen estrógeno y de hecho el estrógeno es importante en parte de la diferenciación masculina también, es importante durante el desarrollo, sobre todo en la maduración, también la presencia de estrógeno para tener correctas características masculinas. Esta figura lo que les quiere mostrar es que la célula de Sertoli está activamente conversando con la célula de Leydig. Ustedes ahí pueden identificar que la cella de Sertoli y la celula de Leydig, fíjense que la célula de Leydig tiene receptores para LH (hormona luteinizante ; Leydig, luteinizante); mientras que la célula de Sertoli tiene receptores para FSH. Cuando la LH estimula la célula de Leydig, no sorprende entonces, que lo habíamos visto cuando hablamos de la LH verdad, se produce un aumento en la síntesis y la transformación entonces de colesterol en testosterona y por lo tanto la testosterona se secreta. Testosterona, hormona liposoluble que no tiene ningún problema en atravesar la membrana, atraviesa la membrana de la célula de Leydig, le hace cosquilla a toda esta barrera hematotesticular y llega tranquilamente a la célula de Sertoli, en la célula de Sertoli ahora, por que existe en la célula de Sertoli una cantidad mas importante de aromatasa (enzima que toma la testosterona y la transforma en estradiol), esta aromatasa no solo están en las células de Sertoli, también esta en las células del tejido adiposo, también en otras células del cuerpo; por eso a veces las personas muy gorditas comienzan a desarrollar busto, por que en el tejido adiposo también hay aromatasa. La testosterona, entonces, en la célula de Sertoli se puede transformar en estradiol y también difunde a los diferentes lugares donde puede actuar. La FSH por su parte, lo que está haciendo sobre la célula de Sertoli es estimular la síntesis de estas hormonas o productos que se generaron en la célula, o sea, inhibinas y péptido que liga andrógenos. Ahora por que es importante este péptido que liga andrógenos, por que también hay una proteína ligante de hormonas esteroidales en la sangre, pero la gracia de este péptido que liga andrógenos es que se encuentra dentro del túbulo seminífero, exclusivamente (principalmente), y por lo tanto es este péptido(ABP) el que se une a la testosterona que puede estar en el túbulo seminífero y por lo tanto la entrega en forma apropiada (*es una forma de almacenar, pero no reemplaza completamente a las vesículas) para lo que se necesite por ejemplo, para el desarrollo de las espermatogonias, o en algún otro proceso. Además la FSH estimula la síntesis de la aromatasa, y de esa forma estas dos células están conversando. La ABP se secreta a los tubulos, y en el tubulo se une a la testosterona. Para recordarles, del colesterol pasamos a la DHEA, a la androsteodiona, y de esta a la testosterona, y de esta a la dihidro, por la 5α, pero además de la testosterona podemos pasar al estrógeno, por la aromatasa; después lo vamos a ver . Para recordarles, los 17 keto son los que se eliminan, cuando se quiere eliminar, se hidroxila y en posición 17 se le coloca un grupo cetónico (es como una señal que indica que esa testosterona ya no sirve) y de esta manera se puede eliminar. ¿quien empieza todo esto? – la GnRH, es lo primero que se comienza a producir. Cuando empieza a funcionar la glándula adrenal, simultanéame, a nivel de GnRH se comienza a secretar en pulsos, eso va a hacer que la LH y FSH se secreten mas y actúen sobre estas células. Es una conversación, por que las dos glándulas funcionan simultáneamente, entonces, por acción de la LH se produce testosterona, pero por acción de la FSH se produce aromatasa, así se van generando diferentes mensajes. Entonces LH y FSH son simultáneas, por que las dos son generadas por el mismo GnRH . ¿Por qué seria necesario que se inactive la hormona? ¿Tiene una vida media larga? Si, como hormona esteroidal puede tener una vida media mas larga, por que habitualmente tiene una proteína ligante, sobre todo por el echo de que la puedes guardar y la puedes almacenaren una proteína, eso le da la posibilidad de tener una vida media mas larga aun, entonces si tu le pones el 17 keto impides que pueda seguir en este ciclo y simplemente la eliminas Aquí tenemos nuevamente los niveles de testosterona a lo largo de la vida, y es un poco para introducirles a cuales son las características de la testosterona propiamente tal. -Desarrolla y mantiene las características sexuales secundarias -se encarga también del metabolismo-anabólico del cuerpo - es importante en mantener la gametogénesis, por que es la que esta permanentemente estimulando para que las espermatogonias se vayan diferenciando a espermatidas -Inhibe la secreción de LH desde la hipófisis, por lo tanto es parte del feedback negativo y el loop de feedback negativo que tiene el eje GnRH, LH, FSH, testosterona en el caso de los testículos. *La inhibición por GnRH causa inhibición tanto de FSH como de LH; pero al bajar el efecto, no se baja lo mismo en las dos, es por la distinta acción sobre las células secretoras. -Se transporta por la sangre unida a: proteína ligante de hormonas sexuales (SHBP) 60% albúmina (38%); pero en el túbulo seminífero se transporta unida a la proteína ligante de andrógenos (ABP). Como hormona esteroidal, no puede ir libre en la sangre. -Su receptor es nuclear, es derivada del colesterol, lipídica. La testosterona se puede transformar en dihidro si actúa la enzima 5α reductasa, o se puede transformar en estradiol , si es que sobre ella actúa, la aromatasa; y también puede actuar como testosterona. Hay receptores de todo tipo. Hay distintos receptores para cada uno de ellos, pero aquí particularmente se muestra el receptor de dihidrotestosterona, que se encentra en el citoplasma; pero cuando se une la hormona, rápidamente llega al núcleo, se une al ADN y por lo tanto sintetiza las proteínas que correspondan. Punto importante de hacer notar: fíjense donde la testosterona se esta transformando en estradiol y dihidrotestosterona: adentro de la célula en el citoplasma; no afuera en la sangre; no antes de entrar. La dihisrotestosterona tiene efectos complementarios a la testosterona, así como habíamos visto que la progesterona tiene efectos complementarios a los efectos del estrógeno, la hididro cumple funciones en ese estilo; si la testosterona desarrolla el pene la dihidrotesterona contribuye a hacerlo crecer; uno lo hace que aparezca; otra hace que se agrande; asi se van combinando la dihidrotesterona si es particularmente importante en el pelo (crecimiento); el vello es mas responsabilidad de la dihidrotestosterona que de la testosterona; al grado que la calva; hombres que tienen poco pelo, es por que tienen mucha dihidrotestosterona. De echo los tratamientos para evitar la caída del pelo; algunos de ellos son con un producto que en el fondo lo que hace es inhibir esta enzima para que no se produzca tanta dihidrotestosterona, y a la persona no se le caiga tanto el pelo. Ahí en particular hay un efecto que es propio y bien específico de la dihidro, separado de los otros efectos que simplemente son complementarios y contribuyen. ¿Pero el receptor no debería ser citoplasmático? – Si, citoplasmático;lo que pasa es que yo de repente digo receptores citoplasmáticos para decir básicamente lo mismo, en el sentido que en este caso une la hormona en el citoplasma y después se trasloca al núcleo. Aquí se muestra el eje hipotálamo hipófisis, célula de Leydig y célula de Sertoli y fíjense donde están los loops de feedback; por un lado, un loop de feedback lo hace efectivamente la testosterona; y si ustedes se fijan, actúa a nivel de hipófisis, y dentro de la hipófisis, principamente tiene efectos a nivel de LH; pero también tiene efecto directo a nivel de hipotálamo, incluso aquí hablan mas de un efecto mas central todavía quizás a nivel de el hipocampo u otra estructura cerebral , alterando en parte el comportamiento, de tal manera que efectivamente si la testosterona les entrega a los hombres un comportamiento que es totalmente diferente al de la mujer. En la hipófisis inhibe la secreción principalmente de LH. Pero en el hipotálamo inhibe la secreción de GnRH, por lo tanto esta inhibiendo las dos. Por otro lado la célula de Sertoli está secretando inhibina, se acuerdan que la célula de Sertoli secretaba inhibina, que la mencionamos varias veces, que era familiar de la hormona antimulleriana, que también era familiar del TGFβ y la inhibina también hace un feedback negativo sobre la hipófisis. Por un lado tenemos a los andrógenos que están haciendo un feedback negativo peor también por otro lado la inhibina que esta haciendo inhibitorio principalmente a nivel de hipófisis; los andrógenos tanto a nivel de hipófisis como hipotálamo. Los efectos de la dihidro y de la testostrona propiamente tal: Mediado por Testosterona Mediado por Dihidrotestosterona Diferenciación del epidídimo, Crecimiento del pene, vesícula seminal vas deferens (conducto deferente) y vesícula (también por la testosterona), diferenciación del seminal pene. cierre de la epífisis (mientras mas secreción de testosterona, mas rápido los huesos e cierran, la persona deja de crecer)* Efectos en la libido (deseo sexual) *en el caso que se vio al principio, la persona seguía creciendo, no por que secretara mas hormona de crecimiento, sino porque no se cerraba la epífisis, por no tener testosterona en cantidades importantes No solo la testosterona y la dihidro son importantes; también el estrógeno es importante, pero básicamente les va a agregar que en ciertas situaciones el estrógeno tiene también funciones en el desarrollo, por ejemplo, en la inducción del patrón masculino de las gonadotropinas, el impulso sexual y la conducta no solo es necesario testosterona sino que además, estrógeno y dehidro. Aquí hay otro ejemplo, en que la producción de espermatozoides completamente sana y normal; no solo se necesita testosterona, que ya vimos que es necesaria para que la espermatogonia pasara a espermatida en la meiosis; sino que además se necesita dihidro y estrógeno para terminar toda esa maduración. Las otras son propias de la testosterona y otras propias de la dihidro, como por ejemplo, la maduración de todo este sistema, y la dihiro, los folículos y las glándulas sebáceas. Aquí hace una diferenciación de cual es cual. Eso es hasta ahí lo normal. ALTERACIONES ENDOCRINAS: PROBLEMAS EN REPRODUCCIÓN •Anormalidades en la secreción de gonadotropinas (los testículos no comienzan a funcionar durante la pubertad) se puede producir por. -Hipopituitarismo - no hay hipófisis- -Deficiencia de GnRH (Síndrome de Kallmann) - problemas en el hipotálamo- -Deficiencia de LH o FSH- problemas en alguna de las hormonas que se secretan de la hipófisis- •Problemas de origen genético (1 cromosoma X adicional) (XXY) Sigue siendo hombre, pero como tiene muchos X empieza a tener características de mujer, síndrome de KLINEFELTER. •Otras anormalidades -Deficiencia en 5α-reductasa: no hay dihidro. -Insensibilidad a los andrógenos: pseudo hermafroditismo SINDROME DE KALLMANN (Deficiencia de GnRH) -Brazos largos, un poico “guatoncito”, forma de niñito, no hay desarrollo de pene. SINDROME DE KLINEFELTER (1 cromosoma X adicional) -Acinturado, con las características óseas de una mujer, no tiene desarrollado busto; pero tampoco pene, poco vello, en el pecho. El cromosoma X adicional eso impide que desarrolle… (vieja ql murmuró algo, pero no cacho que.. 1:06:00) Volvamos al caso: ¿Por qué tiene una apariencia prepuberal el cuerpo, por que sus brazos están largos, por que sigue creciendo? -Falta testosterona, final, FSH, LH y falta GnRH; los brazos largos están dados por que al no tener testosterona no se cierra la epífisis, y lo mismo con el crecimiento. Los niveles disminuidos de testosterona pueden resultar de defectos en los testículos y la hipófisis anterior o el hipotálamo, en cualquier parte del eje. ¿Cómo supo el medico que Jorge que los niveles bajos de testosterona estaban causados por problemas hipotalámicos, en vez de un problema a la hipófisis o testículos? -Por que al hacer un ensayo de estimulación de GnRH causo un aumento significativo en el nivel sérico. Le pusieron y produjo; no era problema de producción de LH ni FSH ni testosterona. Cierre de la epífisis también es un efecto de los andrógenos en la mujer; pero en las mujeres es el estrógeno. ¿Por qué es importante que la GnRH se de en pulsos? -Por que si no se diera un pulso, se diera a nivel contante, no habría ninguna secreción de LH y FSH, por lo tanto hay que imitar las condiciones que existen el cuerpo para obtener una secreción optima de LH y FSH. Al administrar hormona s aun hombre que no se ha desarrollado, probablemente se le pondría la voz mas masculina, le crecería vello facial; a una primera vista, parecería mas hombre de lo que parecería sin ella, pero los genitales no le van a cambiar mucho, por que ya tuvo su desarrollo, puede que haya algo de desarrollo, pero no va a ser mucho mas; pero si en términos de aspecto le podría ayudar. EL tener alteraciones en la secreción de GnRH claramente tiene que ser un problema genético que te ha producido una mala formación o una mala distribución de las células en el hipotálamo, eso impide que se desarrolle completamente. Reproductor 3 y 4 Sistema Reproductor Femenino Diapo 3- Representación del tracto más interno de la mujer. Se ven las trompas de Falopio, también el útero con su tremenda pared muscular, así como el tercio superior de la vagina. Los genitales externos, clítoris, labios mayores y menores, 2/3 inferiores de la vagina. Estas últimas estructuras (genitales externos) dependen de la presencia de andrógenos o no: si hay andrógenos, los labios menores se sellan se forma escroto, se desarrolla el pene, si no hay, no hay sellamiento de los pliegues y se transforman en los labios y se desarrolla la vagina. Diapo 4- Información sobre ovario, peso 15 gramos, se pueden distinguir zonas en el ovario: corteza, donde se desarrolla los óvulos o maduran los folículos, está la médula que va rodeando a la corteza, y el hilio, que es ese el lugar donde llegan los vasos o salen los vasos sanguíneos del ovario, de manera que se mantiene la irrigación para alimentar los óvulos (arterias y venas respectivamente). El ovario, al igual que los testículos tiene una doble función: producción de hormonas que permiten que se desarrollen los folículos, y producir los óvulos. En mujeres ovulando normalmente, la presencia del cuerpo luteo en un ovario impide que se desarrolle un folículo en ese mismo ovario, y por eso habitualmente se desarrolla el del ovario contralateral. Diapo 5-Mismo mecanismo que las hormonas en la glándula suprarrenal en la primera parte. Lo importante o diferencial para las hormonas ováricas está dado en el paso de androstenodiona a estrona (está entre los estrones, acción de la aromatasa). Siendo mujeres igual se genera testosterona, por acción de 17 hidroxiesteroide deshidrogenasa) a partir también de la androstenodiona. Estos mecanismos son reversibles, es decir la testosterona se podría devolver a androstenodiona (no es muy fácil que ocurra), pero es más fácil de testosterona a estradiol o de estradiol a testosterona por acción de la aromatasa, mientras que el cambio estrona-estradiol se produce por la misma 17 hidroxiesteroide deshidrogenasa. Hay dos enzimas que funcionan en dos pasos, y forman tres diferentes hormonas. La aromatasa es una enzima regulada por la FSH, mientras que la primera enzima, la CYP11A1 es regulada por la LH (nótese que en la glándula suprarenal la ACTH y no la LH). Diapo 6- En el ovario se ve cómo se desarrolla el folículo donde se alberga el ovocito. En el folículo hay dos tipos de células. Están las células teca interna y células de la granulosa. En el hombre la célula regulada por LH, es la célula de Leydig, la regulada por FSH es la célula de Sertoli. Diapo 7- La sangre que llega al ovario llega por el hilio, y si se sigue su distribución donde primero llega es a la teca, por eso el vaso sanguíneo está cercano, a la célula de la teca. De esta manera la LH, que está ingresando por la sangre pueden llegar a la teca y actuar sobre la enzima regulada por LH, CYP11A1, de esta manera se tiene el paso de colesterol a progesterona, y de progesterona a androstenodiona, y esta hormona es difusible, puede llegar a la célula vecina , célula de la granulosa, regulación por FSH, que permite además el paso de testosterona a estradiol. El colesterol llega a las células de la teca, y de ahí esas hormonas se mueven hacia las células de la granulosa, y finalmente todas las hormonas van al interior del folículo, en el espacio astral del folículo, para contribuir a la maduración del ovocito, (líquido folicular, antral). Diapo 8- En el hipotálamo se producen las hormonas liberadora de gonadotropinas, GnRH, las cuales actúan sobre la hipófisis. Se produce LH (células de la teca) y FSH (células de la granulosa) En el ovario se producen hormonas: progestinas y estrógenos, no siendo estas las únicas hormonas, hay otras como testosterona, pero también desde la granulosa de producen hormonas como las inhibinas, y las activinas. Su función las da el nombre, las inhibinas inhiben la secreción de FSH, las activinas activan la secreción de FSH. Principalmente las activinas y las inhibinas actúan sobre la FSH pero esto no es exclusivo para esta hormona. Los estrógenos van a hacer su feedback, sobre hipófisis e hipotálamo, positivo o negativo, dependiendo de la cantidad de receptores d estrógenos, y del estado del ciclo, primero ocurre un efecto positivo y después negativo. Diapo 9- Funciones del estrógeno. Depósito de grasa (distribución diferencial porque se está adquiriendo forma en el cuerpo que define a una mujer). En el adulto la retroalimentación, se refiere a los ciclos menstruales que comienzan al final de la pubertad. La maduración el epitelio vaginal, se refiere a que no se encuentra siempre preparado para el coito. Cuando se ve un moco filante, está en el momento preciso de la ovulación. El endometrio se prepara para una eventual fertilización, en el embarazo el estrógeno adopta otras funciones. La hipertrofia del miometrio, aumenta la flexibilidad y la resistencia para prepararlo para las contracciones finales, el tejido debe ser fuerte y flexible, es decir se estira con el crecimiento del feto. Retención de líquido amniótico para la protección del feto. Cuando llega la pubertad hay atrofia de epitelios por falta de estrógenos, también esta ausencia se relaciona con la osteoporosis y enfermedad como el Alzheimer, aunque esta última correlación no está tan clara. Bochornos es una sensación de mujeres, con sudoración y se sonrojan. Diapo 10- Se ven las funciones de la progesterona en la vida adulta en diferentes órganos, como a nivel del SNC. El deseo sexual se relaciona en parte con la cantidad de progesterona. Inhibe la lactancia preparto, impide que se secrete leche antes de que nazca el bebé, un efecto limitante de la lactancia. En las trompas estimula el crecimiento de su epitelio para que se transporten adecuadamente los gametos. La progesterona es una hormona a favor del nacimiento. En el miometrio impide las contracciones previas al parto. En la vagina, puede tener efectos en términos de crecimiento al inhibir los cambios en tipos celulares inducidos por estrógenos, los estrógenos aumentan las capas, la progesterona inhibe este aumento, inhibe la cronificación inducida por estrógenos. En el cerviz aumenta la consistencia del moco, de filante a más sólido, impidiendo que se produzca una fecundación. La progesterona ayuda a la implantación por ejemplo, ayuda a la fecundación cuando ya ha ocurrido fecundación peor si no ha ocurrido fecundación ella contribuye a impedir que ocurra. Diapo 11, 12- Las inhibinas pertenecen a una familia particular de hormonas, a la cual pertenece el TGFB, y también están las activinas (activa producción de FSH). Las inhibinas además de impedir la producción de FSH, estaban asociadas a los feedback, estimulando la producción de andrógenos. La inhibina solo se sintetiza en gónadas, y la activina se producen en varios tejidos como las gónadas, al igual que otras glándulas endocrinas. Las inhibinas son dímero alfa y beta, mientras que las activinas son dímero beta y beta. Diapo 13- Señalización de activinas e inhibinas. Como eran ambas de la familia del TGFB tienen en parte el mecanismo de transducción del TGFB (vía Smad). Los receptores tipo I y II, son el mismo tipo de receptor del tipo TGFB, son a los cuales se pueden unir la subunidades beta, la alfa se une a otros receptores diferentes. En el caso de las activinas las unidades beta interactúan con los receptores I y II, activación vía Smad y transducción, pero con las inhibinas lo que ocurre, es que se une a otros receptores la subunidad alfa. Diapo 14- Otras hormonas ováricas. La relaxina tiene una unidad alfa, beta y péptido de unión, estructura parecida a la insulina. Prepara, relaja a la pelvis y cervix uterino par el parto. Tiene un receptor, pero las cascada de señales no están muy claras Diapo 15- La folistatina, detiene el folículo terminándose de desarrollarse. Es una proteína de tamaño normal, inhibe la secreción de FSH, por interacción o unión a la activina, impidiendo que esta se una a su receptor (distinto de la inhibina que actúa sobre un receptor, cascada de señales que bloqueaba la secreción de FSH) . Durante el desarrollo la activina va disminuyendo y la folistatina va aumentando, el efecto de FSH sobre el folículo va a ir disminuyendo. Las células de la granulosa son donde actúa la FSH, y estas células rodean la teca o el antro. Diapo 16, 17 y 18- Biología de los gametos en la mujer. El gameto masculino y el femenino ambos sufren mitosis para mantener el número de células diferenciadas. Ambos también experimentan meiosis, para que la ovogonia llegue al estado maduro. De la meiosis en el gameto masculino salen cuatro células iguales, de la meiosis femenina salen cuatro (tres son cuerpos polares, sin funcionalidad, solo el óvulo es el funcional). Estados celulares: ovogonia, ovocito primario antes de la primera meiosis, un ovocito secundario después de la primera meiosis, y el ovocito maduro después de la segunda meiosis. Para que alcance la segunda meiosis debe haber fertilización. Este ovocito, no anda solo por la vida, sino que está protegido en el folículo. La diferenciación hombre o mujer ocurre a las seis semanas del embarazo. Las ovogonias después se dividen por mitosis, en la mujer es distinto al periodo en el hombre, los espermatogonias se dividen por mitosis ocurre durante toda la vida fértil del hombre, en la mujer solo ocurre en etapa fetal alcanzándose el máximo número de ovogonias. Después entran en la primera profase meiótica, Al momento de producirse la ovulación se encuentran en estado de 1a división meiótica y solo finalizan la segunda división meiótica con la fecundación. La ovulación en el ser humano es más tardía cuando hay ovocito secundario, esto depende de las especies, lo que tiene en común as hembras es la dotación finita de ovocitos. Para tener el ovocito secundario se necesita la fecundación. Diapo 19- En el gráfico el eje x es tiempo, el eje y corresponde al número de células germinales (no se distingue en que estado se encuentra). Durante el periodo fetal hay producción máxima de células, a la semana 24 hay 7 millones de células que podrían madurar y dar un individuo. Al momento del nacimiento esa cantidad de células murió por apoptosis, a los diez o doce años, la pubertad van quedando cuatrocientos mil ovocitos, y con eso funciona la mujer, y con eso durante la vida fértil, y durante la vida fértil se tiene 400 o 500, el resto murió por atresia, (99% de los ovocitos muere por atresia). Diapo 20-Este fenómeno podría explicarse por un proceso de selección de los mejores ovocitos. En hombres este proceso partía en la pubertad y una vez que partía no terminaba hasta que moría, en la mujer parte rápidamente, ocurre todo el Peak antes del nacimiento, toda la población de cigotos y se comienzan a perder hasta la menopausia donde termina el proceso. Diapo 21, 22-Desarrollo del folículo ovárico. Lo primero que tiene que ocurrir es que una vez al mes una parte una dotación de folículos que madura, se selecciona, posiblemente porque algunos tienen mayor producción de hormonas que otros. Llegado un momento en el desarrollo, uno de ellos se selecciona, selección del folículo dominante, gana tamaño y el resto de los folículos muere. Después ocurre la ovulación y finaliza la primera división meiótica. Si hay penetración del espermio finaliza la segunda división meiótica. Después de la ovulación se produce el cuerpo lúteo que contiene principalmente células de la teca y alguna que otra de la granulosa, hasta llegar al cuerpo albicans en el que ya no hay producción de hormonas o sustancias, va quedando una cicatriz. Diapo 23.24- Hay un folículo secundario que pasa a un folículo terciario, el folículo de Graff es pequeño, el dominante puede llegar a medir casi 2 cm. Un ovario mide 7 cm, 2cm ocupa un folículo de Graff. Diapo 24- Por un lado se ve cómo va madurando el folículo, pero se va viendo como la ovogonia está madurando dentro del folículo. Cuando no hay folículo está la ovogonia (división por mitosis), en la meiosis el ovocito primario, recién se comienza a formar el folículo (folículo primordial), seguimos con un ovocito primario cuando tenemos el folículo primario, y seguimos con un ovocito primario cuando llegamos al folículo secundario, y se habla de ovocito secundario en el folículo terciario o folículo de Graff. No necesariamente el folículo se desarrolla a la par con el gameto. Diapo 26: A medida que el folículo crece la secreción de hormonas progesterona y estrógenos y esto produce los feed back en el hipotalamo. Se muestra en línea verde el feed back positivo que se va producir sobre el hipotálamo para producir un aumento en la fsh y por lo tanto en el estrógeno y progesterona ,y al mismo tiempo va a ver un feed back negativo pero sobre el factor inhibitorio de prolactina , es decir, dopamina, de tal manera hace que estimule la producción de prolactina. El día catorce esto está en su máxima expresión , ha aumentado la expresión de FSH , LH se produce los pics de FSH y LH que van llevar a la ruptura del folículo y liberación del ovulo. Esto cambia de un feed positivo a un feed back negativo. El estrógeno comienza a ser un feed back negativo sobre la secreción de Gnrh .Se disminuye la secreción de FSH y LH. Se forma el cuerpo luteo . El día 28 se parece a lo que ocurre el día 5. Para que se produzca la ovulación lo primero que ocurre es que el estrógeno es el primero que aumenta , este produce el feed back positivo un aumento de la secreción de Gnrh y este va a producir el aumento de FSH y LH , el LH va a producir finalmente la ovulación. Diapo 26: la LH esta actuando sobre la producción de progesterona, esta a su vez va producir en el folículo dos fenómenos , por un lado va a producir , una hiperemia (aumento del flujo sanguíneo en las paredes del folículo) y a mismo tiempo va aumentar la secreción de prostaglandina . Por otra lado la progesterona va producir un aumento en las enzima proteolíticas( enzima que degradan proteína) y por lo tanto en este caso particular una de las enzimas es la colagenaza (que degrada colágeno) . Estos dos fenómenos contribuyen a que finalmente se rompa la pared folicular y produzca la salida del óvulo hacia la trompa de Falopio. Diapo 29: Se muestra la colagenaza y la partición de la Plasmina que contribuye a la degradación de la pared del folículo. Daipo 31: Esta el pico de estrógenos y luego básicamente se queda elevado , solo baja un poco. La progesterona al miso tiempo la progesterona comienza a aumentar desde la ovulación (por el cuerpo luteo), también va creciendo la pared del endometrio entre otras cosas. El ciclo ovárico dura mas o menos 28 días , y la ovulación se produce el día 14 mas o menos .El periodo mas variable-(largar o acortar mas )sería antes de la ovulación , entonces la fase folicular es la mas variable. Después de la ovulación tenemos la fase lútea que casi siempre es de la misma longitud escasamente varia. Diapo 33: Los gráficos muestran por un lado la inhibina (Dos a y Dos b) ésta tendrá distribuciones distintas en el ciclo, la b esa mas abundante al principio (folicular) mientras que la a es mas abundante en la fase lútea. También se muestran dos andrógenos , no olvidar que los estrógenos vienen de los andrógeno es por esto que también hay una pequeña producción. Diapo 34: El cuerpo lúteo tiene dos tipos de células , célula de la granulosa y células de la PK que se mantienen en el cuerpo lúteo mientras se está degenerando . En este cuerpo lúteo se producen varias hormonas, como la progesteronas, estadriol (dos pics elevados de la fase lútea), también hay relaxina y oxitocina. La oxitocina normalmente se encuentra en el parto en éste es importante para la contracción del útero. En el cuerpo lúteo la oxitocina es una hormona que impide que haya hemorragia. Diapo 35: Ovario poliquístico aun no esta claro como se produce, eso si hay varias hipótesis , una de estas es la que se muestra y tiene que ver con que el ovario poliquístisco es un ovario que no puede ovular y se van formando quistes , las personas que tienen esto , son mujeres que tienen problemas para quedar embarazada y también tiene mucho vello porque tiene una cantidad de testosterona mas elevada de lo normal. Muchas veces se relaciona con resistencia a la insulina. Se piensa que el problema esta en el hipotálamo. Con las Ondas de secreción de la Gnrh lo que ocurre es que se estimula mas la secreción de FSH que la secreción de LH , si esto ocurre como hay mas FSH , esta va a actuando sobre las células de la granulosa, y todo lo que se produzca de aldostenediona va a ser rápidamente pasado a la célula de la granulosa y se va a formar estradiol, teniendo una cierta cantidad de cierta estradiol tenemos un desarrollo del folículo normal. Si hay una secreción Gnrh desde el hipotálamo alterada, Hay mas ondas, frecuencia de secreción aumentada, esto va a producir que secrete mas LH que FSH, si hay mas LH lo que va a pasar es que vamos a aumentar la transformación de colesterol a pregnelona y como esta es la limitante todo esto se va a transformar en aldotenodiona, pero como la aromataza no esta siendo estimulada por la FSH porque no tenemos o tenemos menos , no le queda de otra que transformarse que a testosterona. Si a esto además le agregamos la insulina, de alguna manera la testosterona afecta a que se produzca la resistencia a la insulina y entonces ésta va a actuar en mecanismo mas proliferativos. Fisiología de la reproducción. Diapo 3: El moco ayuda a que los espermios encuentren su camino. Cuando se inicia la fase folicular el moco no se ha transformado en un moco filante por lo que permite el paso de espermios de forma dificultosa. Posteriormente durante la ovulación el moco ya se ha transformado en el moco filante, se ven como caminitos de los espermios . En la fase lútea disminuye la posibilidad de que el espermio se mueva en este moco. Diapo 4: Cuando se produce el embarazo .Los espermios tiene que estar antes o durante el proceso de ovulación . Normalmente en el encuentro con los espermios se produce en el istmo o en el ampulla y esto ocurre entre 12-24 hrs después de la ovulación, una ves que ha sido fecundado este tiene que migrar por las trompas de Falopio. Cuando llega al útero es en el día 5 más o menos y se comienza a implantar y luego se comienza a generar la placenta que se origina principalmente por la interacción de las células del trofoblastos. Diapo 5: El espermio debe pasar primero por las células d la nebulosa, después pasar por la zona pelucida y finalmente llegar a la fusión. Los gránulos corticales se desplazan y desarrolla la pared para que no ingrese un segundo espermio cuando el primero se ha fusionado. Diapo 6: El embrión sale del folículo, es un ovocito secundario, se fecundó, se comienza a dividir para llegar al útero y poder implantarse. Para que se implante el útero tiene que estar preparado, esto significa que debe existir lo que se denomina resistividad uterina que es una serie de claves temporales y espaciales que van a facilitar la implantación. Van a ver cambios en el tejido de tal manera que este va ir cambiando en el tiempo y solo en un momento determinado el embrión puede implantarse, si el embrión llega tarde se va a abortar, si este llega temprarno , va a tener que ingeniársela para mantenerse ahí el tiempo apropiado. Existe por lo tanto una ventana de implantación (por un pequeño periodo) es aprox entre los días 20-24 del ciclo menstrual, este dura unos pocos días. Diapo 7: Pinopodos: Permite la captura de macromoléculas , contribuyen a la eliminación de fluido uterino y adema contribuyen a la adhesión del blastocitos. El blastocito llego en su día uno al útero y este se encontraba en el día 22 o 24 del ciclo. Cuando estamos en estos días vemos los pinopodos. Esta estructura a medida que pasa el tiempo van cambiando , van desapareciendo, cuando lo hace ya no estamos en condiciones de recibir un blastocito. Diapo 9: Muestra en diferentes colores, las integrinas y otro tipo de integrinas en la pared del blastocito de tal manera que estas pueden interactuar entre ellas, los pinopodos reconocen proteínas de la superficie del blastocisto y esto permite que estas dos estructuras se unan. También hay proteínas de adhesión para que las estructuras se adhieran. Diapo 11: las hormonas que se producen en la placenta. Homología con el citotrofoblasto por las hormonas que se generan con el hipotálamo. Y la segunda capa se compara con la hipófisis. El embrión no tiene desarrollado sus glándulas endocrinas por esto es importante la placenta. Diapo 12: Hormona gonadotrofina coriónica con dos subunidades dos glicosiladas . Tiene un receptor acoplado a proteína G. Diapo 13: esta hormona sube con el embarazo y sube muy rápido, es la primera hormona que se ve en cantidades importantes. A las 4 semanas empieza a aumentar de forma considerable (test de embarazo).La suprarrenal fetal es importante para que se desarrolle el feto durante las primeras semanas , en esta donde se pide la DHEA. La progesterona también va aumentando en le tiempo, la primera parte de la síntesis de progesterona es debido al cuerpo lúteo pero posteriormente comenzar a sintetizar desde la placenta. El estrógeno también se sintetiza de la placenta. Se tiene a los tres estrógenos. Diapo14: Esta tiene (lactógeno placentario) alta homología o se parece a la Gh(hormona del crecimiento). Diapo 15: Tiene acciones opuesta a la insulina, interviene en la vía de señalización de la insulina y así produce resistencia (pero un poco). Una embarazada por esto podría tener un poquito de resistencia a la insulina (pero no diabetes) sus niveles de insulina en sangre pueden ser un poquito más alto que una persona normal. El grafico muestra que la somatomamotropina placentario va aumentando en el embarazo. Diapo 16: Durante el embarazo hay interacción entre la madre, la placenta y el feto. La madre no es capaz de producir todas las hormonas que necesita el feto, la placenta menos , por lo que se necesita una conversación entre ellos para poder producir las hormonas que necesita el feto , por ejemplo la madre aporta el colesterol pero éste se transforma en pregnenolona en la placenta y esta última solo pude pasar a la DHEA que necesita el feto para desarrollarse en el feto , es este feto el que la puede producir porque todavía no tiene bien desarrollada su glándula drenal. La DHAE el Feto la Puede devolver a la placenta para que aquí se Transforme en estrógenos y estos se le pueden aportar a la madre. La DHAE- S ahora tiene que pasar por le hígado para transformarse en la a madre. Los dos están conversando y la placenta es un intermediario. Diapo 17: Al principio es la placenta la que le aporta al feto y a la madre para que pueda producir mas hormona y posteriormente cuando el niño este mas crecido tiene mas desarrolladla su glándula suprarrenal, es ésta la que comienza a producir las hormonas. Diapo18: Las hormonas a lo largo del embarazo van cambiando. La gonadotrofina coriónica es muy importante al principio del embarazo. Diapo 21: La presión arterial disminuye porque se produce una dilatación arterial. La resistencia periférica disminuye. Diapo 24: Secreciones de FSH y LH caen porque no se necesita de ovulaciones. La PTH aumenta porque el feto necesita calcio. Diapo 27: La primera glándula que empieza a funcionar son las gónadas. La tiroides sigue como unas semanas después, necesarias para el crecimiento. La paratiroides comienza a funcionar un poquito después. Después empieza a funcionar la neurohipófisis y empieza a tener menos importancia la hipófisis. Lo última que comienza a funcionar es la suprarrenal. Digestivo Digestivo 1: Control y regulación neuroendocrina En la primera clase vamos a ver un montón de términos que pueden sonar un poco áridos. La presentación está dividida en pequeños capítulos. Funciones del aparato digestivo El aparato digestivo tiene tres funciones: -proveer al organismo de agua, electrolitos y nutriente, sustancias que están fuera y que son de importancia vital. -defensa contra agentes externos, porque al estar abierto hacia el medio externo debemos tener un mecanismo de defensa contra bacterias. -excreción de algunos elementos. En relación a la imagen quiere mostrar que el sistema digestivo va desde la boca hasta el ano, todo un largo camino que recorren las cosas que ingerimos. Sistema digestivo-nutriente Los nutrientes que ingerimos deben moverse. Hay que disgregarlos porque comemos pedazos muy grandes, compuestos de moléculas muy grandes y deben ser rotas. Debemos utilizar las condiciones de la absorción, ciertos nutrientes se absorben en ciertas condiciones de pH, tamaño y con la ayuda de sustancias externas que permiten la absorción. Estas estructuras deben romperse en los canales que hay en los intestinos, hasta convertirse en estructura más pequeña. Por ejemplo los hidratos de carbono son estructuras complejas que deben ser rotas a unidades más pequeñas y esas pueden ser absorbidas. Esto, en términos de fisiología digestiva, lo clasificamos en tres puntos: 1.-Motilidad: tiene que ver con la forma en que movemos las cosas y las molemos de un punto de vista mecánico. 2.-Digestión: en formar estas sustancias que son más fácilmente absorbidas a través de la secreción de sustancias digestivas hacia el lumen (lo que está adentro de todo el aparato digestivo) 3.-Absorción: lo que ocurre al final En estos tres pasos vamos a detenernos ampliamente durante todo el curso. El, como gastroenterólogo, se dedica principalmente a los problemas motores. Tanto la motilidad como la secreción de sustancias hacia el lumen son altamente reguladas, a eso el nombre de la clase: control de la regulación, son aspectos generales de cómo el sistema sabe lo que está ocurriendo para distribuir la secreción. Diapositiva 4: Si hacemos una analogía de lo que ocurre en el aparato digestivo debemos decir que arriba en la boca (trituradora), lo que ocurre en que se tritura los elementos muy grandes de los nutrientes. Luego llegamos hasta el estómago (licuadora), donde se licua, se mezcla con los líquidos, se esteriliza por el pH ácido y se produce una acción de reservorio para permitir que uno pueda comer una gran cantidad en una unidad de tiempo muy pequeña, ya que de a poco la hace avanzar hacia el resto del aparato digestivo. Esto pretende simbolizar el intestino delgado, fundamentalmente el duodeno (base de reacción) donde se mezclan estas sustancias que ya vienen licuadas, con detergentes que vienen en forma de sales biliares del hígado y con una gran cantidad de enzimas que rompen sustancias y nutrientes que son absorbidos. Después de este largo sistema que es el intestino delgado (superficie catalítica y absorbente) es donde se absorbe fundamentalmente. Esto viene a representar el intestino grueso (incinerador), el colon, que es básicamente donde se absorbe el agua, finalmente un dispositivo de control de emisión que sería el ano. Anatomía del aparato digestivo La estructura general de cómo es la pared de un segmento del intestino. Si aquí está el lumen, lo que está adentro va hacia afuera. Lo primero que está es la mucosa, que en algunos segmentos del intestino tiene estas vellosidades que aumenta el área de contacto, para tener más área de contacto para la absorción. Después de la mucosa, que está separada del segmento subsiguiente que es la submucosa por una delgada capa muscular que se llama capa muscular de la mucosa. Bajo la submucosa hay dos gruesas capas musculares que tienen que ver con la motilidad que es en lo que nos vamos a centrar en las próximas clases. Hay dos capas, una capa interna que es circular, que tiene que ver con los movimientos de apretar; y una capa externa que es longitudinal que tiene que ver con los movimientos longitudinales y hace una remezcla de lo que se está trasportando. Si volvemos atrás y nos fijamos como es exactamente la mucosa (fotos histológicas), en los segmentos altos, como el esófago, no hay mucho que ocurra en la superficie es solo un epitelio de trasporte, un epitelio que se llama queratinizado, donde no ocurren muchas cosas y los elementos pasan. Luego en el estomago le llamamos columnar porque tiene mucho que ver con secreción, particularmente de ácido clorhídrico que se secreta en el estomago. Luego en el intestino delgado, que son los segmentos donde hay absorción, están estas estructuras que se llaman vellosidades, que aumenta el área de contacto de los nutrientes con el medio interno, para tener mayor capacidad de absorción. Finalmente, en el intestino grueso hay una capacidad mucho menor de absorción, donde se absorbe básicamente agua por difusión. Volúmenes Esta diapositiva es para que son hagamos una idea de lo que ocurre. Una persona normal aproximadamente ingiere unos dos litros de comida, incluyendo sólidos y líquidos. En el aparato digestivo total, incluyendo estómago, intestino delgado, el páncreas y el hígado se secretan hacia adentro del lumen intestinal alrededor de 7 litros. De estos 9 litros que pasan por el aparato digestivo en 24 horas, 8,9 son reabsorbidos, pasan a la sangre y a la circulación y tienen su efecto en el organismo, solo 100 cc son eliminados por deposiciones, cuando esta cantidad aumenta por sobre los 100 cc le llamamos diarrea. MOTILIDAD: Ahora nos vamos a centrar en la capacidad que tiene el sistema de mover los contenidos desde la boca hasta el ano. Musculatura del tracto GI Los músculos son los que hacen la fuerza para mover la comida hasta el intestino y en términos generales todo el aparato digestivo, salvo un par de excepciones es lo que conocemos como músculo liso. Las excepciones son las que están marcadas en la imagen con rojo: la boca, la faringe, el tercio superior de esófago (estriado), el tercio medio del esófago (mixta) y el esfínter anal externo (estriado). Esto tiene un montón de implicancias, pero la más obvia desde el punto de vista funcional, es que la musculatura estriada es posible de modificarse su funcionamiento en forma voluntaria. Cuando yo tengo un chicle en la boca, puedo evitar reflejamente que me lo trague, puedo mover voluntariamente la boca y decidir cuándo tragar. Después de que trago, ya no puedo decidir voluntariamente o que va a ocurrir. Lo mismo ocurre si me dan ganas de ir al baño, de forma voluntaria somos capaces de controlar el desea apretando el esfínter anal externo. Todo el resto del tracto digestivo es de musculatura lisa. Diapositiva 9: Hay dos o tres patrones más, pero estos son los patrones que son más importantes de como se contrae el intestino. La forma más importante a lo largo de todo el aparato digestivo es la que se llama forma propulsiva, técnicamente peristalsis. Es tan sencillo como, hay una zona del intestino que se contrae pero un par de segundo después se relaja y la que se contrae es la que está más adelante. Eso hace que el contenido vaya siendo empujado y que vaya avanzando, lo que permite la propulsión, lo que se llama peristalsis, entonces es una onda de contracción que va en el sentido de la boca hacia el ano. Existe otra forma de contracción de la musculatura que es la forma de contracción fija y constante. Esto es para separar lo que está aquí de lo que está acá, es lo que se llama un esfínter, que está normalmente contraído y solo se relaja en ciertas situaciones, por ejemplo una parte del aparato digestivo que se llama el esfínter de Oddy, evita que las sales biliares pasen al intestino durante todo el día, excepto cuando uno está comiendo. La tercera forma, que lo que hace son conexiones un poca más desordenadas y lo que hacen es mezclar, típicamente lo que ocurre en el intestino delgado para aumentar la capacidad de absorber lo que está adentro. Musculatura gastrointestinal Volviendo a la musculatura, hay dos capas musculares importantes, que tienen que ver con la motilidad. La longitudinal es la externa, que cuando se contrae hace que el intestino se acorte y tiene muy poca cantidad de gap junction o uniones estrechas. La capa interna es la capa circular y lo que hace es contraer hacia adentro un segmento del intestino, disminución del calibre del lumen, tiene muchas más uniones gap. Desde el punto de vista funcional, hace que la capa funcione como un sincicio. Existe una tercera capa solo en el estómago que es una capa longitudinal entremedio de las dos que tiene que ver con la función de mezcla, de licuadora. (En la diapo dice que se llama oblicua). Musculatura lisa GI Se llama lisa porque no hay sarcómeros. Siempre está en el contexto de órganos huecos, no están asociadas a huesos, siempre se contraen hacia adentro del lumen, nunca contra un hueso. Tienen muchas uniones estrechas, de modo que funcionan como un sincicio, se contraen muchísimas células a la vez. Tienen una actividad espontánea n el potencial de membrana. Musculo liso en GI El potencial de membrana en el músculo liso tiene fluctuaciones normalmente entre los -40 a -80 mV espontáneamente. En esto tiene un rol muy importante la Na/K ATPasa. No hay un rol muy importante en estas ondas lentas del potencial de membrana fluctuante del aparato digestivo del calcio, como ocurre en el potencial de acción. Estas ondas fluctuantes tienen frecuencias distintas en distintos segmentos del aparato digestivo, en el estómago tienen frecuencia de 3 por minuto, en el intestino delgado son bastantes más rápidas, de 12 a 18, en el íleon y en el colon de 6 a 10 por minuto. La importancia de estas ondas lentas de contracción es que es posible que se asocien con contracciones del musculo liso. Cuando esta variación del potencial de membrana alcanza cierto umbral, es capaz de generar una contracción del músculo liso. A mayor sea la diferencia del potencial de membrana aquí, mayor será la contracción siempre a partir de un umbral. Depolarizaciones que no alcanzan el umbral muscular, no genera ninguna contracción, es importante porque determina si hay unas ondas basales, cual va a ser la frecuencia máxima la que se va a contraer el musculo liso. En el estómago, las ondas lentas tienen una onda de 3 por minuto, en algún momento si aumenta la amplitud va a haber contracción y en otras no, si es que en el mejor de los escenarios, la frecuencia de contracción del estómago va a ser de 3 por minuto. A mayor amplitud entonces de estos cambios del potencial especialmente si llega a un umbral de depolarización que genera potenciales de acción y la contracción va a ser más intensa, estos potenciales de acción si dependen del calcio. Ondas lentas ¿Quiénes son los responsables de estas ondas lentas a lo largo de todo el aparato digestivo? Son unas células que se llaman las células intersticiales de Cajal (CIC), que son las que depolarizan y envían estas ondas de depolarización hacia el musculo liso. Ellas generan en potencial de acción y determinan los cambios en el músculo liso. Hay enfermedades que se produce una disminución o desaparición de las CIC, pero hay medicamentos para restablecer estas células, estas enfermedades hacen que el intestino se ponga muy flojo, esto ocurre por ejemplo en las personas que tienen diabetes, la gastroparesia diabética, ellos comen y vomitan, porque no pueden vaciar el intestino. Modulación de ondas lentas Estas ondas lentas pueden ser moduladas, no las podemos hacer desaparecer hasta el infinito, pero si se pueden modular. Pueden modularse en su frecuencia hasta el máximo y pueden modularse en su amplitud. Activan, es decir aumenta en potencial de membrana, quedan más cercanos al umbral de contracción, al umbral de potencial de acción: la tensión de la pared (si un segmento del intestino, porque cayó un pedazo de carne, se distiende y va a generar una fuerza de contracción que lo que trata de hacer es aumentar hacia adentro). Activación por un neurotransmisor que se llama acetilcolina, es muy importante porque es común para todo el aparato digestivo; la estimulación parasimpática a través del décimo par craneal vago inerva casi todo el aparato digestivo, es responsable de enviar a acetilcolina, de activar la fuerza de la contracción y la velocidad de la frecuencia. También hay otras hormonas como la colicistoquinina (CCK) y motilina. Hacen lo contrario, disminuyen el potencial básicamente las catecolaminas, como la inoladrenalina, que es producida a partir del sistema nervioso simpático. En términos muy generales podemos decir que el sistema nervioso parasimpático va a aumenta la fuerza y la velocidad de las contracciones en el intestino y el simpático hace lo contrario, frena al intestino y lo pone más calmado. Vamos a ver qué cosas regulan, como se controla, que es básicamente por tres tipos de elementos, el primero es el sistema nervioso autónomo, ya aquí aparecen, el sistema nervioso simpático y parasimpático. Existe un sistema nervioso que está en el intestino, que se llama el sistema nervioso entérico, también hay hormonas que están circulando en la sangre y que afectan en la forma en que el intestino se mueve. SISTEMA NERVIOSO ENTERICO También llamado intrínseco, que está dentro del intestino, está en el espesor de la pared. Hay SNE en todas partes pero hay dos acúmulos importantes, son dos plexos que se llaman plexo mientérico y el plexo submucoso. El plexo mientérico entre ambas capas musculares, entre la circular y la longitudinal. Al plexo mientérico también se le llama plexo de Auerbach, y al plexo submucoso y también se le llama plexo de Meissner. Estructura SN entérico El número de neuronas que existe en el SNE es extraordinariamente grande, existen 100 millones de células, que es la misma cantidad de células de toda la médula espinal. Hace 15 años esto no tenia mayor importancia, que se regulaba desde afuera, hoy en día sabemos que este plexo es capaz, en ausencia de cualquier conexión de hacer funcional al intestino, por ejemplo cuando se trasplanta intestino, se trasplanta solo el intestino, no con los nervios que vienen, porque tiene su propio sistema nervioso. Ambos plexos tienen la gracia de esta al lado de sus efectores, músculos glándulas y vasos sanguíneos, y no tarda mucho tiempo en ocurrir la respuesta. La gran mayoría del control que existe de cómo funciona el intestino, pasa como ultima parte del trámite por el SNE y es capaz de funcionar de forma independiente, podríamos eliminar las hormonas, el simpático y parasimpático el intestino puede funcionar igual. Sistema nervioso entérico: plexos intramurales Aferencias externas del sistema autonómico extrínseco llegan por ejemplo al plexo mientérico y hacen sinapsis con algunas neuronas, hay contacto y puede haber efectores. Se controla la motilidad controlando los músculos, el control de la secreción a través del control de las células, las glándulas. Se determina el tono vascular de un vaso sanguíneo la secreción de hormonas. Todo esto ocurre a expensas del SNE. Hay aferencias y eferencias. Eje cerebro- intestino: El sistema nervioso extrínseco es capaz de controlar al intestino siempre a través del SNE, solo hay una excepción. Neuronas según plexo Las neuronas en los dos plexos más importantes, submucoso y mientérico, tiene funciones distintas porque están en vecindades distintas. El plexo submucoso está muy cerca de las glándulas, tiene mucho que ver con las glándulas. El plexo mientérico está en el espesor de las capas musculares y tiene mucho que ver con cómo se mueven los músculos. Existen diversos tipos de neuronas y múltiples neurotransmisores, no quiere que nos aprendamos eso de memoria, pero al final de las clases todas estas cosas nos van a hacer mucho sentido. Motoras excitatorias: volvemos a los mismos conceptos. La Ach activa al intestino, entonces las neuronas del plexo mientérico son excitatorias para los músculos, lo que generan es Ach. Otra que hace algo muy parecido es la que se conoce como sustancia P. Hay otras neuronas que hacen lo contrario, que atontan, son las motoras inhibitorias, esto se va a repetir infinitas veces a lo largo de todas las clases, el NO y el péptido intestinal vasoactivo (VIP). Las sensitivas, que lleva las sensaciones de cuando a uno le duele el estómago, todo nace por esta sustancia que se llama péptido relacionado al gen de calcitonina (CGRP). El plexo submucoso tiene que ver con las glándulas y de nuevo, si se fijan, empiezan a aparecer cosas que vimos. La Ach, en el plexo submucoso, cuando va hacia las glándulas, hace que esta secrete. El VIP es capaz de secretar. Las vasodilatadoras son de nuevo Ach y VIP. Así es que, por ejemplo, si ahora a uno de ustedes le hiciéramos análisis y nos inyectara ACH en la sangre pasarían un montón de cosas, pero en el intestino empezaría a secretarse un montón de liquido en un montón de lugares, en la boca, en el estómago, en el intestino, y se activaría la contracción muscular y probablemente nos comenzaría a doler la guata. ¿Las neuronas de los plexos son exclusivas, por ejemplo las del mientérico son solo para los músculos? No son exclusivos, pero funcionan básicamente así, hay conexiones que son más largas del plexo mientérico que llega hasta la mucosa. SNA Vamos a hablar ahora del sistema nervioso autónomo, también llamado extrínseco, salimos del lumen intestinal y vamos a los sistemas simpático y parasimpático. Parasimpático Dos componentes fundamentalmente, primero el que da cuenta de la inervación parasimpática de la gran mayoría del aparato digestivo es el nervio vago, décimo par craneal que nace desde el tronco encefálico y va a la médula oblonga, el nervio baja, llega al abdomen y se comienza a dividir. Inerva desde el esófago hasta el colon trasverso (la parte alta de la U invertida). Los últimos segmentos del intestino, el segmento distal del colon transverso, el colon descendente, el sigmoide y el recto son inervados por inervación parasimpática a partir de centros que están en la médula espinal, el S2 y S3, y van a inervar no a partir del vago, sino que nervios y plexos varios, nervios pélvicos. El sistema parasimpático tiene que ver con la Ach y sus efectos son la activación de la actividad muscular y la estimulación de la función de las glándulas. “Encienden”, hacen que funcione el intestino, que el músculo se mueva y se secreten cosas. Una particularidad que tienen es que todos estos nervios son de tipo preganglionares, el cuerpo está aquí o aquí (vean la imagen) y no sinaptan, es una larga neurona, hasta llegar al intestino mismo, no hay ganglios antes de eso y usan, como ya comentamos, la Ach. Simpático El sistema nervioso autónomo simpático, nace fundamentalmente de la médula espinal, en todo el arco lumbar. Y, a diferencia del parasimpático, las neuronas siempre sinaptan antes, lo que llega al intestino en realidad es una segunda neurona. Las preganglionares siempre usan Ach también, pero esta Ach está lejos del intestino, así que no tiene efecto como Ach, tiene efecto del neurotransmisor final, que noradrenalina es el ejemplo. Los efectos del sistema nervioso simpático son vasoconstricción, inhibir la función intestinal, contracción de algunos esfínteres para detener el paso de algunas cosas que ocurren y relajación de la capa muscular. El sistema nervioso simpático está activo cuando, por ejemplo, tenemos un choque, chocamos en el auto y nos damos vuelta. Cuando salimos, tenemos la adrenalina del sistema nervioso muy activada, el sistema de estrés y alarma cuando estamos arrancando de un lobo feroz en el bosque, determinan que la sangre se dirija a los músculos de las piernas para poder arrancar y hacia el cerebro y se bloquea el funcionamiento de todo lo demás, el intestino en ese momento no tiene importancia, la sangre se va hacia otros lugares. Como concepto general, el sistema simpático hace lo opuesto del parasimpático, siempre hay muchas excepciones, que como general es lo contrario. Así es que, en ambos casos, aquí sinaptan con el sistema nervioso entérico, que es el efector. ¿Qué es AchRn? Hay dos tipos de receptores de Ach, los muscarínicos que están en los músculos y los nicotínicos que están en los ganglios Inervación aparato digestivo extrínseca e intrínseca El sistema nervioso simpático y parasimpático. En el simpático, fibras preganglionares que sinaptan en los ganglios simpáticos y que llevan fibras hacia el sistema nervioso mientérico. Y ahí, el sistema nervioso entérico es que afecta a los músculos, a las glándulas, a las células endocrinas y a los vasos sanguíneos. El sistema nervioso simpático si puede llegar, en ausencia del sistema nervioso entérico, a los vasos sanguíneos. El sistema nervioso parasimpático, a través del vago y los nervios espinales, con fibras preganglionares sinaptan aquí y pueden afectar. HORMONAS Las hormonas son péptidos reguladores que tienen acciones a distancia y generan cambios fisiológicos. En el caso del intestino, los efectores, los que responden son, al igual que los efectores en el caso de los sistemas nerviosos, las glándulas, la musculatura y los vasos sanguíneos, para regular, al igual que el sistema nervioso extrínseco, la secreción, la motilidad y el flujo sanguíneo. Las hormonas son producidas en células endocrinas y neuronas. La distribución de estas es a lo largo de todo el aparato digestivo, pero es muy variable, en ciertos segmentos del intestino se producen cierto tipo de hormonas. Tienen que ver las hormonas con estímulos luminales, con el sistema nervioso intrínseco y el sistema nervioso extrínseco. Funciones múltiples, y tienen también acciones de hormonas producidas en el aparato digestivo con otros aparatos, por ejemplo, en el estómago se producen ciertas sustancias, como la lectina o la crenina, que son capaces de regular el apetito (se producen en el estómago), cuando este está vacío, se empieza a secretar y después de 4 horas sin comer, se activan zonas del cerebro que a uno le dice tengo hambre. Las hormonas del aparato digestivo pueden pasar a la circulación y tener efectos muy diversos. Regulación por hormonas Tres tipos de funcionamientos de las hormonas, y esto es común para todo el organismo humano, puede haber función neurocrina, neuronas excretando hormonas, esto es básicamente porque la células que está al otro lado no es una neurona, no tiene receptores del tipo neuronal, lo que ocurre con el péptido intestinal vasoactivo (VIP) y encefalinas. Otra forma de acción de las neuronas, se llama endocrina o difusa, pasan a la sangre, la acción es mucho más difusa, afectan a muchísimas más células. La anterior afectaba a una sola célula. La acción endocrina afecta a muchas células, pero mucho menos controlada. Funcionan así la gastrina, la CCK y la secretina. Hay acciones hormonales que se llaman paracrinas que tienen efectos sobre las células que están en la cercanía, no pasan a la sangre, así actúa una hormona llamada somatostatina que se activa cuando hay mucho ácido en el estómago y hace que se inhiba la secreción de ácido. Tiene un pequeño feedback, muy pequeño. Sitios producción hormonas Esto es para recalcar el concepto de que distintas hormonas se decretan en distintos segmentos. La gastrina tiene que ver con el funcionamiento del estómago, por lo tanto donde se censa cuando tiene que funcionar el estómago es en el mismo estómago y en los primeros segmentos del intestino delgado, que hacen que se secrete gastrina, tiene que ver con el funcionamiento del estómago. La CCK y la secretina son hormonas que tienen que ver un poco con el funcionamiento del estómago, pero mucho que ver con el funcionamiento del páncreas, que es necesario que actúe cuando la comida está en el duodeno, así que no debiera extrañar que la CCK y la secretina se secrete fundamentalmente en el duodeno y la cantidad de células que producen CCK y secretina vaya disminuyendo a lo largo del intestino delgado. Motilina es la sustancia que tiene que ver con el funcionamiento del estómago y del resto del intestino delgado que tiene que ver con cómo se mueve el intestino cuando no estamos comiendo, cuando estamos en ayuna, modulando el complejo motor migratorio intestinal digestivo. Clasificación de las hormonas digestivas Hoy como tres familias más en las que se agrupan estas hormonas de acuerdo a cuál es su estructura y en general todas estas familias son las mismas prohormonas que de acuerdo donde se corten estas proteínas, termina siendo una u otra. La más importante en cantidad y la vamos a ver en detalle en la última diapositiva de esta clase es la familia de la gastrina- CCK, como el mejor ejemplo, el “niño símbolo” de la regulación hormonal y neuronal del aparato digestivo y de cómo funciona. Tabla de hormonas: Hay muchísimas hormonas, vamos a tocar aquí 4 o 5 solamente. La gastrina, tiene que ver en como el estómago se mueve y es producida fundamentalmente por las células G que están en el estómago, la secreción de gastrina se eleva, lo que hace la gastrina es que estimula la secreción de ácido, también tiene un efecto vasodilatador, pero fundamentalmente en el estómago y en los primeros segmentos del intestino delgado. Ejemplo: si por alguna razón, el ácido en el estómago disminuye porque la persona está tomando Omeprazol, lo que va a ocurrir es que los niveles de gastrina se van a elevar porque hay poco ácido y lo que quiere hacer la gastrina es estimular la secreción de ácido. En el intestino delgado, en particular en el duodeno, se secretan estas dos hormonas y tienen que ver que censan que en el contenido especialmente si hay grasas y si hay mucha proteína en el duodeno, lo que hacen estas hormonas es avisarles al sistema que “atención, llegó comida al duodeno” y se necesita entonces que lleguen sales biliares y de enzimas pancreáticas, así que obviamente, lo que hace la CCK y la secretina, aparte de un efecto sobre la secreción de ácido en el estómago es estimular la secreción del páncreas, la contracción de la vesícula. Digestivo 2: Deglución y motilidad (ultima parte de diapositiva nº30 de la primera presentación) Péptido intestinal vasoactivo (VIP) Lo que hace a través del resto del intestino es disminuir la motilidad intestinal, estimular la secreción de la mucosa y producir vasodilatación Control Reflejos El sistema nervioso entérico, regula la forma en que las neuronas y las hormonas regulan finalmente el músculo y las glándulas. Como conversábamos son parcialmente autónomos. Layers of reflex control Eferencias locales, eferencias que viajan por el sistema simpático, parasimpático hasta el sistema nervioso central. En general todo tiene que ver con eso. Los efectores son los músculos, las células secretoras endocrinas y los vasos sanguíneos. Distinguimos dos tipos de reflejos en el sistema digestivo: Reflejos cortos, tiene que ver con que la aferencia que se censa adentro del intestino o en el grosor de la pared del intestino es procesada y respondida por el SNE solamente. En el fondo la señal nunca abandona el intestino. Reflejos largos, viajan hacia el SNC por las aferencias simpáticas o parasimpáticas. En el SNC se genera una respuesta y luego la respuesta baja, pasa por el SNE y tiene un efector final. Ejemplos: Reflejo corto Reflejo intestinointestinal: Imaginémonos que aquí ésta es un haza intestinal, y aquí en la pared del intestino tiene algo que lo distiende, por ejemplo un pedazo de tomate que no se mastico bien y distiende un segmento. Esta tensión es censada por un tipo de células especiales que envía una señal al SNE, y éste envía algunas fibras a este segmento, a través de Ach y sustancias P y hace que este segmento se contraiga. Y en vía otras fibras hacia los segmentos que están más distales enviando VIP y NO que lo que hacen es relajar, así que este segmento se contrae y este se relaja. Después cuando este éste relajado se va a contraer y se va a repetir. Esta onda va ir avanzando en una onda peristáltica. Reflejo largo Que llega al SNC. Acabamos de comer y el estómago se esta distendiendo por toda la comida que comemos, y eso hace que ondas van, y cuando las ondas vuelven activan células del SNE que son inhibitorias a través de VIP y lo que hace es que cuando el estómago se está llenando se relaja, entonces puede llenarse más, eso es lo que ocurre generalmente en las personas cuando comen. Reflejo gastrocólico: Cuando hay distensión o cuando hay vaciamiento del estómago el colón se activa. Esto para ponerlo en la vida real, cuando las personas comen y luego les dan ganas de ir al baño, porque el estomago esta distendido y por un reflejo largo, esto produce que a los minutos les den ganas de ir al baño. Por eso es más frecuente que a las personas les de ganas de ir al baño o después del desayuno o después del almuerzo, en general. Reflejo enterogástrico: Cuando hay sustancias a dentro del intestino (duodeno) lo que ocurre es que se disminuye el vaciamiento gástrico. Dicho en términos simple, el intestino le dice al estomago, tranquilo (tranquilo papá!) ya tengo mucha comida aquí, espera un poquito para que después me sigas mandando más . Esto lo vimos en la diapositiva anterior, es un reflejo vago-vagal. Cuando al estómago le llega comida, el estomago se relaja. En este dibujo (mal dibujo), está: estómago, vasos sanguíneos y páncreas. Llega comida al estómago generándose secreción de gastrina la cual estimula la secreción de ácido, así que cuando llega comida al estómago se empieza a producir ácido, y se estimula además la motilidad gástrica, se mueve el intestino para ir moliendo y licuando lo que esta adentro, ya que por mucho que lo mastiquemos no esta suficientemente pequeño. Después de un rato logra llegar al intestino, el quimo que llega estimula la secreción duodenal de colecistoquinina y secretina. La colecistoquinina estimula la secreción del páncreas y además la contracción de la vesícula. Entonces llegan enzimas pancreáticas y bilis. La colecistoquinina y la secretina inhiben el vaciamiento gástrico por el reflejo comentado ya, el reflejo enterogástrico. Deglución y motilidad esofágica Todo lo que pasa desde que el bolo entra a la boca hasta que salen del esófago y entran al estómago. Deglución Llamamos deglución la fenómeno motor que impulsa el bolo alimentario (lo que comemos, lo que acabamos de comer) va desde la boca hacia el esófago pasando por la faringe. En un inicio es voluntario, es decir, uno puede decidir si tragar o no tragar la comida hasta cierto punto, desde el cual, de ahí en adelante es de no retorno, ya que no hay control voluntario sobre lo que pasa. Requiere de una compleja coordinación, ya que hay innumerables músculos que están involucrados en que lo que yo como vaya al esófago y no vaya a otro lugar, como la vía aérea por ejemplo. Se continúa la motilidad que está en la faringe y con la del esófago determinando la llegada de lo que uno come al estómago. Etapas de la deglución En la cavidad oral ocurre la etapa preparatoria, la cual es voluntaria y son todos los movimientos que hacemos inconcientemente, pero voluntariamente con lo que tenemos adentro de la boca, hasta el momento en la que decidimos tragar. Luego viene la fase de transferencia, la cual es paso por la faringe para llegar a la fase de transporte que ocurre en el esófago. Hasta la fase preparatoria de es voluntaria. Músculos Hay un músculo que se llama buccinador y otro que se llama orbicular de los labios que son primera fase, que tienen que ver principalmente con cerrar la boca herméticamente para evitar que los movimientos no expulsen hacia fuera la comida. El buccinador es un músculo que está en las mejillas que nos permite por ejemplo tomar de una bombilla cuando se contrae. Entonces estos músculos tienen que ver con la primera fase. Otros músculos que tiene que ver con el movimiento de la mandíbula, como por ejemplo el masetero que es un músculo muy fuerte que cierra la mandíbula esto tiene que ver con el fenómeno de la molienda con los dientes de lo que está dentro de la boca. El grupo de los músculos maticatorios como el temporal y masetero son los que hacen eso. Ciertos músculos que tienen que ver con la legua, esta es muy importante en la fase de deglución. Solo un recordatorio anatómico, esto es lo que llamamos las fauces, donde están los pilares anteriores y posteriores que son los que separan la boca de lo que es la orofaringe o la porción oral de la faringe. Los músculos del paladar que están en la porción posterior, son muy importantes porque se mueven fundamentalmente hacia abajo para que la comida que ya paso no se devuelva de nuevo a la boca. Fase oral Incluye la masticación y la succión con los músculos que vimos, la mezcla con la saliva, el bolo gracias a la lengua lo hacemos chocar muchas veces contra la superficie de molienda de los dientes y contra el paladar duro, que es lo que tenemos en la porción más anterior. Hacia el final de esta fase el bolo está atrapado entre la legua, que esta contraída, y el paladar duro. Cuando yo decido tragar y comienzo a empujar el bolo hacia la faringe se acaba lo voluntario, y comienza la fase siguiente que es la fase de transferencia que ya es refleja, y la cual comienza con la contracción de los lados y la punta de la lengua, además de la relajación de la parte posterior de la lengua formando una especie de cono, la comida se deposita ahí y por gravedad termina de caer hacia la faringe. Cuando la comida está en la faringe la comida podría potencialmente irse a 4 sitios distintos, si se va a hacia arriba podría terminar en la nariz, hay unas enfermedades neurológicas que llevan a alteraciones de algunos pares craneales que ¿? necesitamos además cerrar el paso hacia la boca para que la comida al tragar no se devuelva (que se vaya hacia delante), también necesitamos cerrar la laringe para proteger la vía aérea (que se vaya hacia abajo-adelante) y sí queremos que vaya al esófago. Todos estos mecanismos de cierre de esos canales que normalmente están abiertos, es muy complejo desde el punto de vista muscular. Para cerrar el paso hacia la nariz es que el paladar blando va hacia atrás y la pared posterior de la faringe se contrae y cierra el paso. Para evitar que la comida que está en la faringe vuelva hacia la boca, la lengua termina de contraerse hacia atrás y termina su contacto con la parte posterior del paladar blando, además éste baja un poco y sella el paso de vuelta hacia la boca. La vía aérea esta delante del esófago y hay una serie de músculos que traccionan la vía aérea completa hacia arriba y hacia delante y eso hace que junto con el bolo alimenticio que la epiglotis caiga y cierre. Entonces la vía aérea va hacia arriba y adelante y la epiglotis hacia abajo y se cierra. Teníamos que el bolo ya está en la faringe. El hioídes y la faringe van hacia arriba y adelante, que es lo que ocurre aquí, por unos músculos llamados extrínsecos de la faringe. Lo que ocurre después es que la epiglotis baja, se protege la vía aérea. Existe una contracción de la pared posterior y superior de la faringe que hace que selle aquí el paso hacia la nariz, que se termine de sellar el paso hacia la boca. Esta contracción va de abajo hacia arriba, el inicio de la contracción de abajo hacia arriba, la cual va a seguir hasta que la comida llegue al estómago. La fase siguiente entonces, el paladar blando termina de bajar y cierra el paso de vuelta hacia la boca. Luego se abre el cricofaringeo que es un esfínter propio del esófago superior. Quedando entonces un solo camino para el bolo. Todo el sistema se fue hacia delante, y una cosa que normalmente está hacia atrás que es todo el contacto de la boca, la faringe y el esófago que está un poco hacia atrás, cuando es traccionado hacia delante, se enfrenta. El próximo paso que ocurre es que el esfínter que está ahí se relaja. La cola del bolo es empujada por la contracción faringea. La comida sale de la faringe y entra al esófago. Luego se devuelve toso, es decir, se abre el paladar abriendo se la comunicación hacia la vía aérea, la epiglotis que ya no está traccionada con la comida vuelve a su lugar , etc. Entonces necesitamos separar lo que va desde la boca hacia atrás que va a la vía digestiva de lo que ocurre con el aire que va desde la nariz hacia la vía aérea que está anterior. Músculos de la faringe Musculatura intrínseca de la faringe -constrictor superior -contritos medio -constrictor inferior Estos son los que se contraen en la pared posterior de la faringe desde arriba hacia abajo. Musculatura extrínseca de la faringe -son todos estos músculos que van finalmente a conectarse con la vía aérea, son los que traccionan la vía aérea hacia arriba y hacia delante. Estos cuadros no hagan el esfuerzo de aprendérselos, lo de la innervación de acuerdo okay?... no es nuestro objetivo que se aprendan esto. Terminamos con la deglución pasamos al esófago. ¿Cómo sabemos cuando tenemos que comer?, puede haber una cosa voluntaria o puede haber simplemente un reflejo porque, por ejemplo, cayó algo en la faringe que no comimos voluntaria mente, por ejemplo secreción nasal, es censada, finalmente llega a los reflejos largos. Impulsos aferentes que se llevan por el vago y el glosofaríngeo a través de los pares craneales que van apareciendo aquí y terminan en todos lo eventos que conversamos recién. La deglución puede ser voluntaria desde su inicio o involuntaria desde su inicio como el ejemplo anterior. Esfínter esofágico superior Está compuesto por varios músculos, pero el más importante, el que da aproximadamente el 80% de la presión es el músculo cricofaringeo, el cual está adosado al cartílago cricoides y se continúa con los músculos de la faringe. El cartílago cricoides está adelante y el cricofaringeo completa el círculo, forma de C, se agarra por ambos lados al cartílago cricoides. Está contraído como los demás esfínteres del aparato digestivo, siempre, salvo que uno esté tragando o en algunos otros reflejos como eructos. Esta el 99% del día contraído, contraído en presiones que van en el orden de los 40-100 mmHg, que es bastante, así que cuesta mucho pasarlo. Está contraído en forma regular porque el nervio vago lo está activando, siempre le está llegando estimulación desde el vago que a través de la Ach contrae la musculatura. Cuando nosotros estamos hablando o respirando no tragamos mucho aire porque el cricofaringeo está cerrado y evita que cuando tenemos situaciones de reflujo, que le pasa a todas las personas hasta 50-40 veces en un día, este reflujo no llegue a las vía aéreas, porque el cricofaringeo esta cerrado. Cuando nosotros tragamos se produce una contracción en la faringe y simultáneamente, o con diferencia de milisegundos se produce una relajación del esfínter superior. Esto se debe a que esta estimulación constante del vago desaparece, entonces el cricofaringeo se relaja por 300 a 600 milisegundos, así que es una ventana de tiempo muy pequeñita, medio segundo, y eso permite que la comida pase desde la faringe al esófago. Los núcleos del vago del SNC se enteran que hay comida en la faringe, los cuales determinan la contracción de muchos músculos de la faringe, algunos de los estímulos de vagales lo que hacen es mas bien inhibir, como en este ejemplo que la ausencia de estimulo del vago de 300 a 600 milisegundos hace que el cricofaringeo se relaje. Esta es una fotografía de un estudio nuestro, es la manera de la cual estudiamos el esófago actualmente. La persona esta en un periodo de reposo, no esta tragando y lo que vemos acá es una contracción constante en niveles de presión de mas menos 35 mmHg en el esfínter esofágico superior, en el cricofaringeo. Cuando la persona traga lo que ocurre es que el cricofaringeo que esta pegado al cartílago cricoides y junto con la vía aérea asciende un poco, mientras se va relajando junto con esto viene la onda de la faringe que se continúa luego con la contracción en el esófago. Entonces el cricofaringeo esta contraído, en un momento asciende y se relaja, y la comida pasa. Cuerpo esofágico En el cuerpo esofágico, hay un sitio de transición, hay musculatura estriada en el tercio superior y luego hay musculatura lisa, asíque la forma en la que se mueve el cuerpo esofágico es un poco dual. Hay 20 cm aproximadamente entre esfínter y esfínter, la musculatura estriada en el tercio superior, en el tercio medio hay una mezcla de musculatura lisa y estriada, de ahí en delante hasta el ano es musculatura lisa. Su función es propulsar lo que cae aquí hacia abajo y además tiene diversos mecanismos para evitar que lo que está aquí llegue hasta arriba (reflujo). Esta es la misma fotografía anterior, pero ahora para que nos fijemos en lo que ocurre en reposo. Es de un individuo que no esta tragando con el cuerpo esofágico, aquí hay unas franjas de color las cuales indican presión. Lo que ocurre aquí es que el individuo contrae el diafragma, cuando uno inspira la presión en el tórax se hace negativa, cuando el individuo expira la presión se hace un poco más positiva que la presión en el estómago. Esto es importante, porque si esto no esta bien cerrado cuando yo inspiro, lo que hago es que estoy aspirando contenido del estómago hacia el esófago y se produce entonces el reflujo gastroesofagico. Entonces en reposo al igual que el esfínter superior, el esfínter inferior esta contraído, el cuerpo esofágico no tiene actividad motora como se ve aquí y la presión de reposo es igual a la torácica y hay fluctuaciones a ratos negativa y a ratos cercana a cero. Es negativa cuando uno inspira, ya que baja el diafragma, aumentando el volumen de la cavidad torácica, eso permite que se llenen las vías despejas, entra aire succionado por esta presión negativa del tórax. La misma técnica, deglución, musculatura estriada de la parte superior, la zona de transición, esta mezcla de musculatura estriada y musculatura lisa. Esta es una perfecta onda normal de contracción esofágica, tiene peristalsis, con contracciones primero aquí, después aquí y luego aquí, así que el bolo es empujado por esta onda de contracción hasta que es vaciado al estómago. Cuando uno inspira podría devolverse la comida, pero eso no ocurre porque el esfínter está normalmente contraído y siempre hay presión hay 30 mmHg. Cuando uno inspira, esta el esfínter aquí, el diafragma lo apreta, asíque durante la inspiración la presión a nivel del esfínter es mayor, que esta bien porque es un mecanismo protectivo, cuando más se necesita que esté bien cerrado, el diafragma ayuda a cerrar el espacio entre el estomago y el esófago. Musculatura estriada Tienen placa motora que son 1:1, no tienen muchas uniones GAP, entonces cada fibra muscular tiene su fibra nerviosa. Entonces la regularon de la peristalsis, que primero se contraiga una, después la otra y después la otra, depende de una activación secuencial desde el SNC. Para que se contraiga se activa la neurona nº1, luego milisegundos depuse la nº2, después la nº3 y así esto permite que la onda vaya avanzando. Esa es una característica de la peristalsis la activación secuencial. Musculatura lisa Si bien también hay activación diferencial en distintos segmentos, una zona primero y la otra después, como la musculatura lisa es un cinsicio no hay mucho como controlar cada fibra, yo activo aquí y rápidamente se activan las de más allá. Más importante para determinar peristalsis es que se inhibe todo el sistema y lo que ocurre es que esta inhibición en el cuerpo, en la parte más distal de la musculatura lisa dura más abajo que arriba. Hay fibras que viene del vago que estimulan en el SNE sustancias que son inhibitorias por NO y otras que son activadoras por Ach. Cuando el bolo entra al esófago, descargan todas las fibras vagales que inhiben al esófago. Este es el mecanismo por el cual podemos tomar un vaso de líquido en sorbos muy rápidos, cuando entra algo al esófago, se censa y todo el resto del esófago se paraliza, ya que si estuviera la contracción funcionando, los tragos de líquido chocarían con estas ondas y se produciría un desorden. Cuando yo trago agua el esófago está relajado, entonces ésta pasa, pasa y pasa, y se puede tragar un vaso entero en sorbos de 2 segundos, esto es porque el resto del esófago se paraliza. Sin embargo, los segmentos mas altos de la musculatura lisa salen de esta paralización muy rápido, los de un poco más abajo sales un poco más lento y los de abajo salen muy lentamente. Entonces el mecanismo para determinar la peristalsis en el resto del esófago es distinto que arriba. Primero hay inhibición global del cuerpo esofágica lo cual determina lo que dura esta inhibición del esófago. Hay inhibición simultánea de todo el esófago al inicio del reflejo y la inhibición es más prolongada hacia distal, entonces por eso distal se contrae más tarde que proximal. Esto determina la peristalsis en los segmentos más distales del esófago. Volvemos al ejemplo, la musculatura estriada se contrae fibra a fibra cuando el bolo va aquí se relaja todo el resto del cuerpo esofágico se contrae primero esta zona, porque ésta sale del periodo inhibitorio primero, después sale esta y después sale esta, por esto hay latencia que determina la frecuencia. Actividad motora primaria Peristalsis primaria o post deglución (la que se describió recién) Es la que es determinada por una deglución. Va de la boca hacia abajo. Peristalsis secundaria Activada por un reflejo por la distensión de un segmento. Por ejemplo porque hay reflujo gatroesofagico cae un poco comida aquí, en la mitad del esófago, entonces sin que ocurra nada arriba, estos segmentos censan que la comida está ahí y se forma una onda peristáltica hacia a bajo, pero que no va hacia arriba. Va desde algún punto de ahí hacia abajo. Diferencias de la musculatura estriada y musculatura lisa en el esófago Musculatura estriada del la porción superior del esófago: -control central, a expensas del nervio vago -cada fibra es una unidad motora, cada fibra tiene su nervio. -la contracción es más corta Musculatura lisa de la porción inferior del esófago: -control más local porque funciona como un sincicio -contracción mas larga Se determina peristalsis porque no es igual el periodo inhibitorio abajo y arriba, entre la musculatura lisa y estriada. El reflujo ocurre siempre después de comer, pero no inmediatamente, si no que 20-30 minutos después. Pero tenemos mecanismos para contrarrestar esto u otros que vuelven la comida al estómago. Esfínter esofágico inferior Está contraído siempre, salvo cuando estamos comiendo Tienes 2 componentes: -Intrínseco: un engrosamiento de circular muscular del esófago -Extrínseco: parte del diafragma que lo adosa, por eso la presión aumenta cuando las personas inspiran, porque se suma a la presión del esfínter propiamente tal, la presión del diafragma. Tiene una contracción tónica, estimulación vagal constante, esta es musculatura lisa y lo que ocurre es que su tendencia normal y espontánea es estar contraído y por estímulos externos se relaja, pero sin ningún estímulo es esfínter está contraído. Hay enfermedades que implican denervacion del esófago incluyendo en esfínter interior, y la tendencia espontánea es a contraerse, en cambio, la tendencia espontánea del esfínter superior desnervado es a relajarse. Relajación: -Relajación cuando uno come ocurre 2 segundos después que el bolo está en la faringe. - dura unos 5-7 segundos y está determinado por una estimulación del nervio vago -además es estimulada por distensión esofágica o gástrica o por presencia de grasa en el lumen gástrico, por esto cuando uno come comida “pesada” con mucho contenido de grasa, uno tiene más reflujo, esto tiene una explicación fisiopatología, ya que las grasas en el intestino determina la relajación del esfínter esofágico inferior. Así que más posibilidades de lo que está en estómago se devuelva al esófago. En la fotografía podemos ver que el esfínter está más o menos contraído hasta que llega el bolo a la faringe, en ese momento el esfínter se relaja. La comida va avanzando y no encuentra resistencia y cae al estómago. Porque el esfínter durante la deglución por 5, 6 o 7 segundo está relajado. ¿Por qué el esfínter tiene función antirreflujo en esfínter? - Porque la presión normal del esfínter es mucho mayor que la presión gástrica. - La otra función antirreflujo es la peristalsis secundaria. - Hay un mecanismo normal que todos tenemos que se llaman las relajaciones transitorias del esfínter esofágico inferior, que son relajaciones que no tienen nada que ver con la deglución, ya que ocurre espontáneamente. Son muy importantes para explicar el reflujo en el las personas que lo sufren. Las relajaciones transitorias son bastantes más largas que las relajaciones por deglución, duran entre 10-45 segundos y es gatillada por la distensión del estómago, ya que determina algunos reflejos vagales, una de ellas es que se estimula la relajación del esfínter. El mecanismo esta pensado por si el estomago esta muy distendido y está de pie lo que está arriba es aire, entonces uno pueda eructar después que come. Sin embargo hoy se sabe que es la razón porque las personas sufren de reflujo gastroesofágico. Esto es el fondo gástrico, cuando comemos mucho y está distendido, se censa aquí por este grupo especial de neuronas que van viajando por el vago y llegan a los núcleos vagales y lo que hacen es determinar neuronas al plexo mientérico y las neuronas de este plexo liberan NO y VIP que hacen que el esfínter esofágico inferior se relaje, la presión de aquí baja y uno eructa. Si esto ocurre mucho se produce reflujo. El reflujo gastroesofagico puede ocurrir por: -hipotonía del esfínter esofágico inferior, por diversas razones. -Lo más común es por mayor cantidad de relajaciones transitorias. -También hay mayor predisposición cuando el esófago no se mueve bien por algún problema motor o neurológico. Otra enfermedad que no tiene que ver con el reflujo, que puede ser producido por algunos problemas inmunológicos o infecciones, en la cual se pierde el control neural de lo que ocurre, se pierden las células del plexo mientérico. Lo que ocurre entonces es que el esófago no se mueve bien, queda como una bolsa, no se contrae, no hay peristalsis. Como hay denervación, no hay inhibición y como se contrae espontáneamente, determina una contracción. No se relaja cuando uno come y además no hay persitalsis. Digestivo 3: Motilidad y vaciamiento gástrico La clase anterior dejamos a lo que uno come en la entrada del estomago, tendremos una clase también de vaciamiento gástrico del estomago, de cómo funciona el estomago y después habrá otra clase con el funcionamiento del intestino, delgado y grueso. El estomago pudiéramos decir que la función que tiene, más allá de la secreción de acido, las podemos clasificar de acuerdo a lo que ocurre a cuando comemos y a cuando no estamos comiendo. Inmediatamente después de comer, ocurren básicamente 2 fenómenos principalmente: - Lo primero que tiene que ser el estomago es un reservorio; uno come en minutos (por ejemplo un almuerzo completo se puede comer en 20 minutos) y el tiempo en que la comida está en el estomago es mucho mayor, por tanto el estomago debe tener ciertas capacidades de aumentar su volumen en forma significativa sin generar problemas. Para esto hace lo que llamamos, el fenómeno de ACOMODACIÓN, que lo veremos en las próximas diapositivas. - Lo otro que ocurre después de que comemos, es que el estomago tiene una función muy importante en moler lo que comemos, por mucho que mastiquemos bien, lento, lo que ingresa al estomago son partículas bastante grandes, incluso a veces de centímetros. Y debemos permitir un paso al intestino delgado de partículas que sean muy pequeñas y lo más mezcladas posibles, lo mas homogenizadas posibles. Todo esto es gracias a una función muy importante del estomago. También ocurre lo que llamamos la digestión inicial de las proteínas, el estomago no es un órgano donde ocurra digestión en forma significativa, eso ocurre en el Duodeno, los primeros segmentos del intestino delgado. Pero a través de una enzima llamada pepsina en el acido clorhídrico, que se secreta, comenzamos a digerir las proteínas. Esto es muy importante, hay enfermedades que ocurren cuando este fenómeno no está funcionando del todo bien, que es un vaciamiento controlado hacia el duodeno. El duodeno es muy sensible en términos del volumen que le llega para funcionar, le deben llegar cosas a una velocidad bastante constante, sino las cosas no funcionan bien, y eso también es mediado por el funcionamiento del estomago. Cuando no estamos comiendo, después de varias horas de no comer, la función que cumple el estomago es básicamente vaciar las cosas que no fuimos capaces de digerir y que quedaron en el estomago. Eso lo vamos a ver gracias a una actividad que se llama: el complejo motor migratorio interdigestivo, el cual veremos más adelante también. Solo un recordatorio de algunos conceptos anatómicos importantes: este es el estomago, distinguimos en él: la parte alta, como sombrero, llamada fondo gástrico. Luego viene un gran segmento, llamado cuerpo gástrico. Al final, un segmento que se llama el antro y separando el estomago del duodeno, hay una zona que es un esfínter, vimos en las clases anteriores que esfínter es un segmento del intestino que esta permanente contraído, salvo excepciones. El cuerpo y antro son los que secretan acido, pero lo que vamos ahora básicamente son las funciones por separado. La parte alta que es el fondo gástrico y la parte alta del cuerpo, que lo que hace es lo que comentábamos, la acomodación, que es permitir comer y beber grandes cantidades sin que ocurra nada significativo. Y los segmentos más distales del estomago, básicamente el antro, que son las zonas encargadas de moler y de producir pequeñas partículas que finalmente son las que vamos a enviar hacia el intestino delgado. Como ven aquí, es básicamente un diagrama distinto pero de lo mismo. La zona alta del estomago, el fondo y la parte del cuerpo son los que hacen el reservorio. Normalmente, no estamos hablando durante la comida, sino que normalmente el potencial de membrana de esta zona de los músculos es bastante mayor que en el resto del tracto digestivo. Tan cercano hacia el positivo se torna que ya hay cierto grado de contracción de esta zona del estomago en forma normal, esto es lo que llamamos contracción tónica leve, basalmente. La parte alta del estomago cuando no está comiendo, está un poco contraída, en forma permanente. Cuando comemos para que el estomago de cabida a toda esta comida que estamos ingiriendo, lo que debe ocurrir es un fenómeno de relajación, y esta relajación tiene que ver fundamentalmente con la llegada de 2 mediadores que son: oxido nítrico (NO) y el péptido intestinal vasoactivo, que están presentes en todas las clases de motricidad que vamos a ver. Y esto hace entonces que, en la parte alta del estomago, después de comer pierda este tono que tiene normalmente y se relaje. Haciendo que uno pueda comer un 1 litro o 1 ½ litro sin q se modifique en nada la presión que hay dentro del estomago, dinámico, el estomago puede aumentar en forma muy significativa su capacidad inmediatamente después de comer y esto fundamentalmente mediado fundamentalmente por la acción del nervio vago y ocurre principalmente por 3 estímulos: - Lo primero es, ya lo conversamos el otro día, cuando hay bolos en la garganta, en la faringe ya hay ciertos estímulos que hacen que se generen un montón de cosas en la misma garganta, en el esófago y eso también incluye que hay una parte de relajación del estomago. De forma que cuando entra el primer pedazo de comida aquí, el estomago ya está un poco relajado. - Sin embargo el mecanismo más importante, es un reflejo vagovagal, de estos reflejos que denominamos reflejos largos, tiene que ver con la percepción de tensión aquí, cuando empieza a llegar alimento a esta zona, se empieza a tensar. Eso determina descargas que llegan hasta los centros en el tronco encefálico del vago, que terminan en la activación de neuronas del plexo mienterico, neuronas inhibitorias que hacen que se complete la relajación. Este es el fenómeno más importante. - Después de un rato, cuando la comida empieza a llegar al duodeno, se liberan una serie de sustancias, fundamentalmente colicistoquininas, que lo que hacen nada más es relajar. Entonces es un fenómeno que ocurre cuando empezamos a comer, cuando está llegando la comida al estomago y cuando la comida ya está pasando hacia el intestino delgado. Todo esto hace que el fondo gástrico se relaje y permita acomodar grandes cantidades de comida sin aumentar la presión. Cuando este fenómeno no ocurre bien, existe una enfermedad súper frecuente, que a lo mejor si lo piensan quizás ustedes lo tengan, que es dispersia funcional, eso que la gente va al doctor y la gente le dice: “mi problema es que voy, como, estoy terminando de comer y me siento lleno, siento que la comida esta hasta por acá. Me hincho… me cae mal la comida”. Un porcentaje muy alto de las personas lo que les ocurre es que tienen un problema en esto, la comida va llegando, el estomago no se relaja bien y empieza a aumentar la presión adentro del estomago inmediatamente después que uno come. No es la única explicación de la dispersia funcional, pero es la más frecuente. Después de comer, entonces, vamos a hablar ahora ya no de lo que ocurre en el estomago proximal, la zona que acomoda, sino que ahora en lo que ocurre más hacia distal, en el estomago distal, después de que comemos. 5 a 10 minutos después de comer se empiezan a generar una serie de contracciones en la parte distal del intestino, en la parte proximal hay relajación. Y esto dura hasta que el estomago finalmente se termina de vaciar un par de horas después. Existe una zona aquí, donde hay un tipo especial de células, que conversamos el día viernes, que se llaman células intersticiales de Cajal, son las que producen estos cambios en el potencial de membrana que son fluctuantes, que si bien se ubican en todo el estomago, están especialmente concentradas en esta zona, en esto que se llama la curvatura mayor del estomago, la parte media alta del cuerpo. Y estas variaciones de potencial viajan hacia abajo, no viajan en general hacia arriba, porque normalmente esta zona tiene un potencial de membrana más cercana al positivo, por eso el potencial de membrana viaja de acá hacia abajo. Y la frecuencia con que cargan estas células intersticiales de Cajal, es de 3 por minuto. Lo conversamos antes, no todos estos cambios se asocian a contracciones, pero todas las contracciones que ocurren deben ser acopladas encima de eso. Así es q las contracciones del cuerpo distal y del antro gástrico van hacer máximo 3 por minutos. ¿Qué cosas modifican esto? Las mismas cosas que modifican todo lo que hemos conversado, ciertos neurotransmisores como la acetilcolina, que es como la que viene del ¿barro jaja?, la acetilcolina es capaz de a esto cortarle potenciales de acción, que generan contracción. La distención gástrica, por el mismo reflejo vagovagal, finalmente es capaz de estimular también esto, aumenta la amplitud. Y existen cosas que ocurren después del estómago, que es lo que llamamos el freno duodenal, que cuando empiezan a llegar los alimentos, aquí se liberan sustancias, fundamentalmente colicistoquininas (de nuevo), que lo que hacen es frenar esto. De modo que cuando empieza a llegar comida al duodeno, el duodeno pide calma, para que vayamos vaciando lo que está en el estomago de a poco. El duodeno trabaja por pequeñas cantidades de comida que le llegan en forma regular. Entonces lo que ocurre aquí, cuando vemos estas contracciones, que van desde arriba hacia abajo, desde arriba hacia abajo, lo que está aquí, el contenido del estomago, es propulsado hasta aquí; pero el píloro sigue cerrado, no se ha abierto todavía, entonces lo que pasa es que las cosas chocan aquí, son molidas en esta parte, la parte distal del estomago y aquí se devuelven. Este ciclo se repite muchas, muchas veces hasta que estas partículas q eran de un tamaño X empiezan a ser cada vez más pequeñas, pequeñas, pequeñas hasta q tienen 1 a 2 mm. ¿Por qué este tamaño? Porq este es más o menos el tamaño que deja el píloro cuando está cerrado. Entonces después de comer, el píloro no se abre, esto es muy importante para permitir moler las cosas que comemos. Entonces la actividad motora antral postprandial lo que hace es permitir moler y mezclar con acido y pepsina lo que acabamos de comer, eso disgrega y homogeniza el contenido hasta que llega a un diámetro de 1 o 2 mm. Cuando llega a 1 o 2 mm comienza entonces a pasar a través del píloro contraído. Repetimos conceptos entonces, el píloro regula el vaciamiento gástrico y el postprandial nunca está verdaderamente relajado. Así que eso permite lo que se llama, como un tamizar, como si fuera un cedazo, solo pasa hacia el duodeno cosas tengan 1 o 2 mm de tamaño. Las cosas que relajan el píloro son: - fibras vagales inhibitorias, la saciedad, NO y péptido intestinal vasoactivo. Las que contraen el píloro son: - las fibras simpáticas y la colicistoquininas. ¿Profe por que habla de contracción y relajación del píloro si habíamos dicho que cuando pasaban las partículas estaba contraído… o algo así? (profe) esto hablamos en general, aumentar o disminuir el tono. Pero después de comer, el píloro nunca esta relajado, sino que disminuye su tono. O sea no lo relaja hasta estar abierto (pero esto no ocurre inmediatamente postprandial, ocurre después). Esto hace que podamos ver como se vacía entonces el estomago, desde hace mucho tiempo se sabe cómo se vacía y en realidad va a depender de que es lo que comimos. Si lo que yo comí fue agua, el agua se va vaciar de esta manera, de modo que probablemente a las 2 horas, ya casi no haya nada del agua que yo tome. Y eso es porq el agua no tiene ningún impedimento para pasar por el píloro cerrado de 1 a 2 mm. Y por qué tiene esta secuencia… y eso es básicamente porque va depender de la presión que haya dentro del estomago, que logra pasar fácilmente por el píloro. Y se va a ir vaciando y en la medida que se vacíe el estomago, va haber cada vez menos presión. Entonces en cuanto más tiempo pase, menos presión habrá para que salga. Esto es lo que se llama una dinámica de primer orden (en términos físicos). Existen otros tipos de sustancias que yo puedo comer por ejemplo, un batido de plátano, ya no es solo agua sino q también tiene componentes nutricionales. El batido, puede estar perfectamente homogenizados y va comenzar a pasar, pero una vez que llega al duodeno, este censa nutrientes y los nutrientes en el duodeno generan secreciones como de colicistoquininas, secretinas, que frenan el vaciamiento gástrico. Entonces los líquidos que tienen nutrientes (“líquidos nutricionales”, tienen sustancias que van a generar reflejos a partir del duodeno) se van a vaciar un poco más lentos que los líquidos que llamamos inertes (por ejemplo agua). ¿Qué secreta el duodeno? Muchas cosas, pero lo que habíamos visto era secretina y colicistoquininas, se secretan en acción frente a ácidos, aminoácidos y de grasas fundamentalmente. Finalmente esta curva q esta acá, que también es lineal, es básicamente para el vaciamiento de los sólidos. Si uds se fijan se parece mucho esta curva a esta otra, solo que esta desplazada hacia allá, esto es lo q se llama la fase larga, termino técnico, no tiene una traducción, así se llama, una fase como de espera. Y esta fase de espera, si lo piensan bien acabamos de conversar que es lo que pasa, lo que hay que hace en todo este tiempo es moler los sólidos, hasta que midan entre 1 a 2 mm. Cuando miden esto, se comienza a vaciar. Cuando uno toma líquidos se vacía muy rápido en un par de horas ya no debería haber nada. Cuando uno come sólidos en 3 o 4 horas ya no debiera haber nada. Esa es la razón por la cual si alguno de uds se hace una endoscopia en su vida le van a decir: “tiene que venir en ayunas de unas 4 a 6 horas”. De modo que cuando entremos no nos encontremos nada ahí, porque si no puede vomitar y se le puede ir a la vía aérea. Entonces esto lo que vimos para los líquidos inertes cinética de primer orden, va disminuyendo, lo que pasa es que se vacía es cada vez un porcentaje de lo que quedaba, como cada vez queda menos, la velocidad va disminuyendo. Es una curva que llamamos exponencial. A ¿cebación? A proporción constante por unidad de tiempo y el determinante principal es la gradiente de presión, que existe entre el estomago, que está presionado porque hay contenido aquí adentro, lo que el píloro deja pasar y es a (cof, el profe tose y después no escucho muy bien lo que dice) distal que en general no es ¿algo? Y no depende del tamaño del píloro, por en general, es líquido y esos 2 mm de apertura permiten pasar bien el líquido. Los líquidos nutritivos, este q esta aquí, solución de proteínas, el liquido atraviesa bien pero existe un feedback duodenal, para que el vaciamiento gástrico se vaya bloqueando. Entonces pasa pero bloquea, pasa- bloquea. Es un poco más lento que el paso de los líquidos inertes. Densidad calórica, se censa el número de calorías, la osmolaridad y el contenido de grasa, de nuevo por colicistoquininas. Una pequeña excepción a esto, es si esta solución de proteínas contiene mucha grasa, es posible que se vacíe aun más lento que esto. Y esto es por dos razones, porque la grasa es un potente frenador del vaciamiento gástrico a través de colicistoquininas. Pero además porque la grasa tiene una menor densidad entonces tiende a irse hacia arriba, y la grasa es como decirte, muy pegote, y se adosa a los segmentos de sólidos que hay allí, entonces el vaciamiento de una comida con mucha grasa se empieza a parecer un poco al vaciamiento de los sólidos. Esa es la razón por ejemplo, esto seguramente lo han escuchado, a la gente que tiene reflujo, le dicen: “no coma tanta grasa, especialmente en la noche porque la grasa se vacía más lento en el estomago. A más tiempo de la comida en el estomago, en vez de 2 horas, pasa 4, 5 ó 6, más posibilidades hay de qué se le devuelva para arriba”. Vaciamiento de sólidos, fase larga hasta que las cosas tienen uno o dos milímetros. El control de vaciamiento gástrico resulta fundamentalmente mediado por el vago y los principales reflejos vienen del duodeno. El duodeno es el principal “detensor” o cosa que detiene lo que viene, básicamente por colicistoquinina y secretina. Y esto porque el duodeno es capaz de censar pH, osmolaridad, ácidos grasos y proteínas. Cuando esas cosas llegan al duodeno, éste genera una serie de respuestas que hace que el resto del intestino delgado, avance las cosas, pero hacia atrás quiere que no le manden demasiadas cosas de una sola vez. Si el vago es el más importante cuando hay lesiones en él se producen ciertas alteraciones. Antiguamente cuando las personas tenían ulceras lo que hacían era, le sacaban parte del estomago o les cortaban parte del nervio vago. El nervio vago no lo hemos visto aquí, lo van a ver en otra clase, participa de manera muy importante en estimular la secreción de ácido. Entonces si se hacia una vagotomía muy arriba lo que ocurría es que faltaban las fibras que iban a relajar la parte alta del estomago, entonces se produce un vaciamiento del liquido más rápido. Ya que si los líquidos dependen de la presión y la parte superior del estomago no está relajada sino que contraída, va haber más presión en el estomago. Sin embargo si se hacia una vagotomía más hacia abajo, la parte de arriba se relaja bien pero lo que ocurre es q las contracciones van a ser menos intensas y los sólidos se van a vaciar más lento. Esto lo vemos ocasionalmente los gastroenterólogos, pero ya no se hace mucho este tipo de cirugía. Bueno dijimos entonces, que las cosas que llegan más o menos a 1 – 2 mm son las que pasan, entonces que ocurre con las cosas q por más que el estomago las revuelva, nunca se van a disolver, por ejemplo, pepas de sandia o la de las cerezas. Las partículas de más de 5 mm permanecen en el estomago hasta un par de horas después, luego en el periodo de ayuno, son vaciadas por el complejo motor migratorio interdigestivo (CMMID o a veces en el copy lo puse como CMMI no mas), tiene una función barredora, lo que hace este complejo es limpiar el sistema antes de que venga la próxima comida. Esto no solo pasa en el estomago sino también en el intestino delgado. De nuevo, otra vez lo que ocurre, es q estos complejos están asociado a ondas lentas. En el estomago estos complejos, lo que más van a tener de frecuencia va ser de 3 por min. Este CMMI: – Comienza 4 h post prandial aprox, más o menos el límite de lo normal del vaciamiento gástrico para sólidos. No debería haber ya prácticamente nada pero si hay el CMMI, lo barre. – Se reconocen 3 fases, al igual que en intestino delgado. Fase I: reposo (sin contracción, sin actividad), 40-60 min, la mitad del tiempo más o menos. Fase II: contracciones de intensidad creciente pero irregulares en frecuencia. 30-50 min. Requiere vago para ocurrir, pero no es muy propulsiva porque como dijimos es muy irregular. Fase III: esta si es propulsiva, contracciones intensas, oclusivas, rítmicas (3 por minuto), desde el cuerpo gástrico hacia distal (muy peristálticas), barren muy bien, píloro abierto. 5-10 min. Gatillada por peak Motilina (hormona secretada en el duodeno). No se sabe muy bien que hace, cual es el estimulo de la secreción de motilina, pero es un estimulo que es regular, la secreción de motilona ocurre cada 100 minutos más o menos cuando uno no está comiendo, y lo que ocurre cada 100 min es que se observan estas fases III, que barren muy bien. Pero porque cuando comemos, si ya hubo movimientos peristálticos del estomago y estas cosas no se vaciaron bien, porque aquí si se van a vaciar. Lo que ocurre es q cuando estas contracciones, ocurren bajo el contexto de la motilina aquí si el píloro esta relajado, ahora si podemos vaciar todas aquellas cosas que no pudimos comer que midan más de 5 mm. Un resumen entonces de lo que ocurre, llega la comida aquí, llega al fondo, ocurre este fenómeno de relajación del fondo, que es lo que llamamos acomodación. Cuando llega la comida aquí, principalmente por censar tensión de la pared, esta zona q es la zona del marcapaso, que es donde están las células intersticiales de Cajal, comienza a generar ondas de contracción, y esto hace que los pedacitos que están aquí, que van y vienen y chocan con el píloro cerrado, se van moliendo. Y cuando llegan al tamaño adecuado pasan al duodeno. En el duodeno se generan una serie de respuestas hormonales y neuronales que hacen que este fenómeno se vaya enlenteciendo. Entonces: acomodación arriba. Mezcla y molienda abajo. Píloro tamizaje o acción de cedazo. ¿Profe la motilina es quien relaja al píloro? Profe: no la motilina directamente, lo q pasa es que la motilina no estimula la contracción del píloro. Y en la ausencia de descargas vagales, se puede generar esa onda de presión, porque la onda de presión además tracciona un poco al píloro. Pero si el píloro esta activamente contraído, no lo logra abrir. Pero cuando viene una onda normal, que viene desde los dos lados, lo logra abrir un poco, si no hay estímulos q contraigan. (No entendí mucho esta explicación pero después de aclara). ¿Cómo ud dijo que estaba el píloro relajado, pero da lo mismo lo que decía antes, que estaba más distendido pero no está más…? Profe: no, en las 4 horas siguientes después de comer se podrá estar más o menos contraído pero nunca está abierto. En la fase de CMMI si se abre. ¿Más o menos relajado pero no abierto? Profe: no no abierto, en las 4 horas después de comer nunca está abierto, esta contraído. Digestivo 4: Motilidad ID y colon. Dejamos entonces al bolo alimenticio en el duodeno en el intestino delgado. Y ahora seguiremos hasta terminar. Esto es un recordatorio de la primera clase, nosotros comemos alrededor de 2 litros de cosas durante el día y secretamos adentro del intestino, a expensas de saliva, secreción gástrica, pancreática y biliar alrededor de 7 litros. Por el intestino pasan aproximadamente 7, 8 a 9 litros al día en contendido. Sin embargo las deposiciones son entre 100 y 200 cc, todo lo demás es absorbido en el intestino. Así que la función fundamental del intestino delgado es absorber. No se puede vivir sin intestino delgado, se puede vivir sin colon, pero no sin intestino delgado porque no tendríamos como absorber los nutrientes. Esta es una radiografía, que se llama un tránsito del intestino delgado (muy activia jaja), ahora ya se usa muy poco. La persona se toma el medio de contraste, se toman radiografías, se van contrastando para ver la morfología del intestino delgado (ID). 3 componentes: duodeno, yeyuno e íleon. Sus funciones más importantes son: Digestión y Absorción de sustancias Para eso se necesita que se mezcle con sustancias digestivas, enzimas principalmente provenientes del páncreas, del hígado. Y la dispersión, que lo que es fenómeno por el cual lo que está adentro del intestino tome contacto con la mucosa absortiva. Parte de las funciones, es que lo que llego del estomago sea vaciado hacia el colon, es una función propulsiva del quimo desde el duodeno al ciego. Pero lo más importante es esto y para esto más que peristalsis, necesitamos movimiento. Entonces desde el punto de vista motor, que es lo que estamos viendo en estas clases, la función más importante del ID, más que la propulsiva, son las llamadas de sedimentación. Eliminar sustancias no absorbibles (fibras, sólidos, tóxicos). Conceptos los mismos de siempre, para que haya contracción necesitamos ondas lentas, células intersticiales de Cajal en el ID (duodeno), en el ID proximal. En una frecuencia las ondas lentas, en el ID son mayores que las que habían en el estomago (eran de 3 por minuto), aquí son entre 11 y 12 por minuto. Esto hace que el ID sea el marcapaso dominante, el q va mas rápido es el que marca el ritmo de los demás. Y acordarse de que cuando estos potenciales, alcanzan un punto importante, pueden generar potenciales de acción y habitualmente también pueden generar contracción y la máxima contracción en que se va a contraer un segmento del intestino va a depender de cuál va ser la frecuencia de ondas lentas que tenga ese segmento. Así que el ID proximal, por ejemplo cuando esta 100% acoplado a sus ondas lentas, se va a contraer de 11 a 12 veces por minuto. El ID no es capaz de contraerse más allá de la frecuencia de las ondas lentas que están en el segmento que estamos hablando. Las células de Cajal se encuentran en todo el intestino, pero las encontradas en el duodeno son las que tienen una frecuencia más rápida. La frecuencia de las ondas lentas va disminuyendo hacia distal, esto hace que, no solo él, sino que además también hay ciertos otros componentes, que hacen que la amplitud sea más lenta. Los segmentos de arriba se mueven más rápido, esto hace que lo que está aquí tienda ir hacia abajo, porque está siendo empujado más hacia abajo. Si la frecuencia fuera al revés, fuera más alta hacia los segmentos distales siempre habría más contracciones hacia distal, las cosas van avanzando y se encuentran con contracciones hacia adelante entonces las no avanzarían mucho. El Duodeno de 11 a 12 ciclos/min; rápidas y propagación extendida (40-60cm). En el Íleon 7-9 ciclos/min, más irregulares y de < amplitud, menor velocidad. Esto permite entonces, que haya una dirección del contenido, desde aquí hacia acá. ¿De qué depende entonces, la frecuencia de las contracciones? Hay que acordarse de que las ondas lentas siguen igual, pero pueden aumentar su amplitud. Y de que depende de que esta amplitud llegue a determinar contracción. Hay control desde afuera, desde el SN extrínseco la actividad simpática genera inhibición de motilidad, baja el potencial de membrana lo aleja del potencial de acción. Las descargas vagales (a través del parasimpático) en el vago en todo el ID incrementa la motilidad. Como ven es siempre lo mismo, el SN simpático frena, determina apagar la función digestiva frente seguramente a algún stress. En cambio el parasimpático, es el que se activa después de comer. La Motilidad es incrementada por hormonas: • Motilina, CCK, sustancia P, Ach (viene del SN parasimpático), Gastrina. La Motilidad es inhibida por: • Secretina, NO, NA (viene del simpático), VIP. Dos palabras sobre algunos reflejos, algunos ya vistos. Reflejos cortos, otros largos. Los largos son los que van al SNC y vuelven. Los cortos son los que dependen exclusivamente del SN mienterico, no salen del intestinos: • Reflejo de Peristalsis: vía vagal (largo) y nervios intrínsecos (cortos). • Reflejo inhibitorio Intestino-intestinal; cuando un segmento del intestino es (violeta o violenta) y muy importantemente dilatado, se genera freno de la motilidad eso ocurre por ejemplo cuando hay una obstrucción intestinal por algún motivo, por ejemplo, cuando alguien tiene un tumor y en algún momento en tumor se emplasma?, lo que ocurre es que bruscamente termina de bloquear, eso hace que el segmento de arriba se distienda bruscamente. Pero también hace que el resto del intestino se paralice. • Reflejos Extendidos: cuando por ejemplo, hay un trien ¿? que llega al íleon distal, en general, al distal no llegan muchos nutrientes, porque se han ido absorbiendo a lo largo del intestino. Cuando llegan muchos nutrientes, en general se genera un reflejo largo, que hace que disminuya el vaciamiento gástrico y disminuye la propulsión del resto del intestino delgado, eso es lo que se llama el freno ileal. Esta diapositiva ya la vimos, solo para recordarles lo complejo y con la enorme posibilidad de matices que tienen los reflejos en el intestino. Cuando un segmento del ID genera tensión, la pared esta traccionada en algunos segmentos, un tipo especial de células que son las células que censan esto, que son las Células Enterocromafines, secretan serotonina. La cual es recibida por estas neuronas, interneuronas, fundamentalmente del plexo mienterico y del plexo submucoso. Y cuando están en el plexo mienterico, envían algunas fibras que son estimulantes hacia atrás y que estas liberan Ach y sustancia P, así q esta zona del Intestino se va a apretar. Y la zona que esta hacia adelante, van a enviar fibras relajadoras, envían VIP y NO. De modo que se va relajar aquí y se va a contraer acá, y esto va a ir avanzando, avanzando, avanzando, el bolo va avanzando. Esto es un reflejo corto, que podría ocurrir en ausencia de inervación. No son los únicos reflejos en los que participan las células enterocromafines, estas células son las que censan aquí todas las cosas, la tensión, el dolor. Y cuando hay distenciones de este tipo de, neuronas, interneuronas o células enterocromafines las personas pueden ser hipersensibles al dolor, eso se puede llamar intestino irritable o colon irritable. Hoy en día algunos de estos pacientes son tratados con sustancias relacionadas con la serotonina. Vimos todas las cosas que controlan como el intestino se mueve, el intestino se puede mover básicamente de 3 maneras. Después de comer: La forma en que el intestino se mueve de manera postprandial puede ser de 2 formas: peristáltica o propulsiva y una forma de segmentación, lo que determina la mezcla. Las ondas propulsivas o peristálticas son las que se contrae un segmento, luego el siguiente y así, y es muy efectiva para el avancen de la comida. Las ondas de segmentación son mas desordenadas, se contrae aquí y simultáneamente aquí, y después aquí, y eso hace que las cosas avancen y retrocedan y se generen pequeños segmentos en donde hay mucha presión y las cosas tienden a tener mucho contacto la mucosa que está aquí, el sentido fundamental de este tipo de contracciones, es una mejor mezcla de las cosas y una mejor absorción. Durante el periodo de ayuno: después de unas horas de haber terminado de comer, ocurre el CMMI que tiene las mismas funciones que en el estomago. Vacía el intestino, para que la próxima vez que yo coma el intestino este vacío. Otra función muy importante en el ID, es que barre bacterias que puedan llegar al íleon terminal, acordarse que en el colon hay miles de millones de bacterias. En el intestino delgado hay muy pocas o casi nada de bacterias normalmente, y eso es fundamentalmente gracias al CMMI, cuando falla existe una enfermedad que se llama sobrecrecimiento bacteriano intestinal, que tiene múltiples síntomas, pero tienen que ver todos en general con que, las bacterias que normalmente están solo en el colon y que les llega solo lo que boto la ola, lo q la persona no pudo absorber. Cuando están en el ID tienen acceso a una enorme cantidad de nutrientes, que generan un montón de procesos metabólicos que se traducen en gas, dolor. Los patrones postprandiales, estos 2, segmentación para mezclar y peristalsis para propulsar, esto se gatilla básicamente mediada por el número de calorías que uno come, 350 q no es mucho, que no es mucho. Las contracciones segmentarias de mezcla, son más o menos mitad y mitad en relación a las contracciones propulsivas. La función mas importante en el ID es absorber, no es tan importante que las cosas avancen. El ID gasta más o menos la mitad de su tiempo en un tipo de contracción que no es demasiado peristáltica con tal que podamos absorber bien lo que hemos comido. doctor, como es capaz de detectar las calorías, si todavía no ha absorbido eso. Profe: no es que tenga un sensor que mida calorías directamente, sino que a través de la estimación de la cantidad de grasas, proteínas y de hidratos de carbono, que se pueden censar de manera independiente. Esto es súper técnico pero se censa a partir de sensores de células cromafines y de terminales nerviosos que están en la zona y esas generan liberación de hormonas, que pueden tener liberación paracrina o endocrina, y pueden tener efectos generales o no. Ahora los efectos locales, dependen de algunos reflejos largos y algunos reflejos directos sobre el sistema nervioso entérico que van siendo censados de manera dinámica de acuerdo a lo que hay básicamente en el duodeno, el duodeno frena hacia atrás el estomago y genere una serie de respuesta que hacen que se aumente más o menos la motilidad hacia el intestino distal. De modo que sea más bien homogénea, que no llegue gran cantidad en un momento ni poca cantidad. El tiempo de transito en el ID es variable, entre 30 minutos y 3 horas, dijimos si uno come comida solida hasta 4 horas más o menos la comida va estar ahí después de un par de horas, entonces desde 4 hasta 8 horas la comida ya que comí hace un rato va a llegar al colon pero hablamos de horas. Que pasa en ayunas: aquí tenemos varios sensores en el ID, en el duodeno proximal, en el duodeno distal y en el yeyuno. Aquí se ve mucho mejor el CMMI, que tiene nuevamente estas 3 fases. • FI: silente, más o menos ocupa la mitad del tiempo. • FII: comienzas contracciones, son crecientes-irregulares (de amplitud variable), pero no son muy eficientes. Ya salimos del periodo de comidas, estamos en el periodo de ayunas. • FIII: que es la que limpia todo aquello que quedo después de la última comida lo lleva hacia el colon. De nuevo acordarse de que, un segmento del intestino es capaz de contraerse más allá de las frecuencias de las ondas lentas que tiene en ese segundo. Cuando termina y llega hacia el íleon terminal, una fase III, comienza en el duodeno una nueva fase. Así q gran parte del tiempo, después de comer en el intestino delgado esta en alguna fase del CMMI, la mitad del tiempo está en fase I, así q está detenido. El control hormonal es el más importante y depende del control de motilina. La motilina se secreta en el duodeno y estimula el CMMI en el estomago y en el ID. Y precede a la fase III. La inclusión de motilina exógena, endovenosa en un individuo genera fases III de CMMI, lo cual no es inhibido por vagotomía o atropina, así q es un efecto directo, no es mediado por activaciones vagales. Aquí está el individuo y vemos su CMMI, fundamentalmente lo que marcamos aquí son las fases III. Lo que quiero rescatar aquí, es q cuando han pasado muchas horas y el individuo vuelve a comer y la comida llega al duodeno, inmediatamente se bloquea de manera difusa el CMMI en el resto del ID, la comida la bloquea por completo, a todo nivel y de manera simultánea. Esta es la actividad básicamente de segmentación del ID, se acuerdan si lo comparamos con esto, esto es lo que vemos en ayunas, esto es lo que vemos después de comer en el ID, una actividad desordenada y es porque esta es la actividad de segmentación en el intestino, éste se aprieta aquí, se aprieta aquí de forma un poco irregular, de modo que las cosas más bien se absorban, no es tan importante que avancen. Cuando esto no ocurre, si se bloquea la aparición de estos CMMI, el intestino está paralizado y se comienza a dilatar. El ID se llena de burbujas de aire, esto es por ejemplo lo que ocurrió con una persona que había sido operada hace 20 años atrás y tenía una cicatriz en un segmento del intestino. Y esa cicatriz en algún momento cuando el intestino se movió, quedo atrapada ahí, y se produzco una obstrucción intestinal, se dilato bruscamente un segmento del intestino y por estos reflejos simpáticos se detuvo el CMMI y el intestino se dilata. Seguramente esta con mucho dolor, muy distendida al momento en q le sacaron esta radiografía. El íleo, que le llamamos a la parálisis del intestino, inhibe fase 2 y 3, pero no 1, solo hay fase 1. Este no es el mismo paciente pero podría serlo, este es un escáner. Aquí se ve una gran dilatación del intestino, este es el colon, pero aquí también hay intestino delgado, está lleno de liquido el ID y no puede avanzar, el ID esta dilatado. Después de lo que hace todo el bolo alimentario, que ya de alimento le queda bien poco. Llega al íleon terminal y vemos como se vacían las cosas hacia el colon y la válvula ileocecal, es un esfínter no es demasiado potente como esfínter, no está como contraído, pero es el elemento que se separa el intestino delgado (el íleon terminal) del colon. Y esta inmediatamente por encima de este fondo de saco del colon que se llama CIEGO, y esto se llama la válvula ileocecal, normalmente está cerrada y se relaja cuando el íleon se distiende, como un reflejo cuando el íleon se empieza a distender la válvula se abre. Y también como decíamos el reflejo gastroileal, cuando hay comida en el estomago se genera un reflejo vagal largo que determina la relajación para que se pueda vaciar todo lo que hay cuando viene llegando más comida. La distensión del ciego, una vez que ya empiezan a pasar cosas, el ciego se distiende lo que determina una relajación del íleon y una contracción de la válvula, un fenómeno contrario, tampoco que llegue demasiado. Hay un feedback ahí que determina que va pasando de a poco lo que viene del íleon hacia el ciego, que exista un vaciamiento gradual desde el íleon. El colon es diferente, en la manera que se mueve, en los tiempos en que manejamos. Este un colon, aquí viene llegando el íleon, el ciego, el colon ascendente, transverso, descendente, sigmoideo, finalmente el recto y el ano. El íleon tiene esta morfología, redondito, no se ve muy bien aquí pero está lleno de pelitos (vellosidades). El colon no tiene pelitos, porque la absorción no es fundamental, lo único que absorbe es agua; de modo que reduce la cantidad que le llega, que es alrededor de un poco mas de 1 litro a 100-200 gramos, que es lo que uno normalmente elimina en las deposiciones. En el colon los movimientos son bastantes diferentes a todos los que hemos visto, los movimientos son muy lentos y poco propulsivos, son fundamentalmente de segmentación, por la contracción de las zonas circulares, que determina esta morfología. Es lo que se llama las haustriaciones, aquí un segmento circular se contrajo, mas allá se contrae otro y otro, y genera como múltiples saquitos, que es la forma en q normalmente el colon se ve. 4 horas es más o menos el tiempo que la comida esta en el estomago, 2-3 horas en el ID y lo que llega al colon, pasa aquí entre 1 a 3 días. Si es q pasan al baño ahora, es seguro que lo que eliminen es lo que comieron hace 2 o incluso 3 días atrás. Así q es mentira eso que le dicen al doctor, doctor yo estaba con diarrea me comí una cucharada de comida y la bote de inmediato. Eso se llama reflejo gastro- cólico, que es lo mismo que ya habíamos mencionado, que yo comí aquí y se genera un estimulo para que esto se vacié, pero lo que la persona boto no fue lo que acaba de comer. Lo que comió lo va botar en 24 – 48 horas. Los tiempos no tienen nada que ver en el ID un par de horas, en el colon las cosas pasan 1 o 2 días. Los patrones de contracciones los clasificamos igual, pero ocurren por mecanismos un poco diferentes. En el colon fundamentalmente hay motilidad de segmentación, no es demasiado propulsiva. Hay algunas ondas que son propulsivas pero ocurren en algunos momentos. Ahora de todas maneras las ondas de segmentación algo propulsivas y hay una particularidad que ocurre también, es normal que todas las personas fundamentalmente en el lado derecho del colon, colon ascendente, tengan frecuentemente contracciones que tengan una peristalsis inversas, desde adelante hacia atrás, las ondas antiperistálticas, más o menos 1 de cada 3 son ondas que van hacia atrás. Así que la cosa avanza muy lento, la motilidad en el IG es más escasa y lo que determina lo más importante de los movimientos, son en algunos momentos del día, en un tipo de contracciones especiales que se llaman frecuencias propagadas de gran amplitud, en el colon no hablamos de CMMI porque el mecanismo es un poco diferente. Esto en el ID ya lo hemos visto, las ondas lentas, tienen esta secuencia que estimula mucho que esto que este aquí vaya avanzando. En el colon, es más o menos igual, pero por efecto de ondas lentas la cosa no avanza mucho. Lo que si produce avance significativo, las ondas de segmentación también producen un poco avance neto, va viene va viene, pero la cosa igual avanza. Pero lo que más determina el avance es esto que se llama las Secuencias Propagadas de Gran Amplitud (HAPS) (esto sí es propulsivo). Antes se hablaba de contracciones de movimientos de masa. Son ondas de alta presión, bastante largas pero que no ocurren con demasiada frecuencia (6 a 10 veces en el día) y ocurren fundamentalmente cuando uno despierta o después de comer. Bloquea los otros tipos de motilidad, así que cuando pasa una de estas ondas de gran amplitud, ese segmento se queda tranquilo, no se contrae irregularmente y deja pasar la onda. Disminuye durante la noche y nacen más frecuentemente en el colon derecho, no se habla aquí de ondas lentas ni de marcapaso. En general una onda no es capaz de recorrer todo el colon, pero el sitio de origen, más frecuentemente en el colon derecho, vaya migrando. Eso hace que una zona se contraiga y esta contracción llegue hasta el transverso medio y un rato después hay una nueva contracción que lo sigue arrastrando. En síntesis, la suma de todas las secuencias de alta presión de las 24 horas, la cosa va avanzando y avanza bastante eficientemente. Diagrama: es un secuencia espacial, tenemos sensores que tienen un montón de canales para censar, por lo tanto mucha información y se representa por colores. Cuando los colores están más verde representan presión. Aquí está el ciego y el recto, entonces vemos que en algunos momentos del día ocurren estas contracciones que llamamos de alta amplitud y en general después de que ocurren estas la gente va al baño, son suficientemente eficientes para hacer que las cosas finalmente vayan hacia el recto. Cuando las cosas llegan al recto es cuando a la gente le dan ganas de ir al baño (la distención del recto se interpreta en el cerebro como quiero cagar). Estas ondas suelen preceder al deseo y al hecho objetivo de ir al baño. Ocurren en algunos momentos del día, en la noche casi no ocurren y ocurren de manera muy intensa al despertar. Se estimulan también después de comer. Esto de aquí al lado, es básicamente la misma representación de lo anterior. Aquí hay un nivel X de contracciones y presión, aquí las personas comen y el nivel aumenta. Después de va a acostar y los niveles disminuyen significativamente. Al despertar se estimula de manera muy importante estas contracciones (aumenta 3 veces la frecuencia de ondas peristalticas) y el comer aumenta el doble. Los gastroenterólogos les decimos a las mujeres que el momento ideal para ir al bañin es en la mañana después de tomar desayuno, que lo intenten ahí, porque las ondas están muy activas, sino la gente después de almorzar va al baño. Ya hemos dicho q el sistema nervioso entérico tiene un montón de neuronas, algunas son excitatorias (sustancia P, Ach) y otras inhibitorias (péptido intestinal vasoactivo y NO). El balance total en las 24 horas puede ser hacia una inhibición tónica. Esto hace que existan algunas enfermedades donde se pierde el plexo mienterico, el intestino dejado así libre tiende espontáneamente a contraerse. Existe una enfermedad genética, que le da a los niños pequeñitos, enfermedad de Hirschsprung, que es una AGANGLIONOSIS de un segmento del intestino (colon izquierdo), no hay plexo mientérico, por lo tanto hay una contracción tónica de sigmoides y recto (se encuentra muy dilatado el intestino pero hacia al final no hay nada de aire (se ve en la imagen), con alteraciones funcionales (estitiquez). Llega entonces, después estimulado por estas ondas de contracción de alta amplitud las deposiciones al recto, que es básicamente agua, con una enorme cantidad de fibra y bacterias. El recto puede llenarse bruscamente o lentamente por estos movimientos de ondas, ante cualquiera de estos dos escenarios, al recto le ocurren 2 cosas: primero se relaja, al igual que el estomago, para darle cabida a las deposiciones y segundo le avisa al cerebro que hay algo ahí y que tendremos q ir al baño. Ahora y esta es una experiencia frecuente, uno puede aguantar mucho rato porque el recto tiene la capacidad de hacerlo, gracias al esfínter anal. Como recordaran todo el aparato digestivo tiene musculatura lisa excepto algunos segmentos la boca, la parte alta del esófago y el esfínter anal externo, y nosotros tenemos control voluntario sobre la musculatura estriada. Si no quiero o puedo ir al baño no voy a dejar salir lo que está aquí. Corte coronal del recto y el aparato esfinteriano: aquí está el esfínter anal interno y por fuera y hacia distal existen 3 fascículos de lo que se llama el esfínter anal externo. El interno tiene una contracción tónica propiamente un esfínter, lo que significa, que esta contraído a menos que algo ocurra que lo haga relajarse y no está expuesto a control voluntario (involuntario) y esta contraído siempre. Y el externo, es musculatura estriado, contracción tónica muy leve y es voluntario (si no quiero ir al baño lo contraigo). Y existe otro musculo, también es un musculo estriado con una inervación muy parecida, que es el musculo puborectalis, es una suerte de S, que se inserta en la sínfisis del pubis en un lado y en el otro, y engloba la porción más distal del recto, lo engloba por detrás. Cuando el puborectalis se contrae, lleva el canal hacia adelante y el ángulo que se forma aquí es muy recto de modo que las cosas que están aquí por gravedad no pueden caer hacia abajo. Cuando el puborectalis se relaja, se suelta el recto y lo que está aquí puede tener contacto directo con gravedad lo que ocurre hacia abajo. Entonces, cuando se aguantan las ganas de ir al baño, se contrae el esfínter anal externo y contraigo el puborectalis, esto no lo hacemos conscientemente pero es la señal que enviamos simultáneamente, se contraen los dos. Esto permite que podamos aguantar. Esto es importante porque existe el reflejo recto anal inhibitorio, que cuando llega deposiciones al recto y el recto se distiende, junto con avisarle al cerebro, lo que ocurre es que reflejamente se comienza a relajar el esfínter anal interno, que normalmente esta contraído, y en ese momento dependemos de manera muy importante de las contracciones del esfínter anal externo. De esto pasa un rato en el sistema, genera abolición de estos reflejos se vuelve a contraer el esfínter interno (recupera su tono), y se producen unas contracciones retrogradas del recto hacia arriba (el recto tira las deposiciones hacia arriba), así q devuelve un poco la cosa, y uno ya no tiene deseos de ir al baño hasta más o menos 1 o 2 horas después. La defecación: relajamos el esfínter anal externo, terminamos de relajar el interno y el puborectalis lo relajamos y el recto termina bastante vertical, por lo tanto lo que está aquí tiende a bajar. Además se complementamos con contracción de la pared abdominal por lo tanto aumenta la presión adentro del recto, por diferencia de presión, uno defeca. ¿El colon en general esta inhibido su parte motora por gran cantidad de tiempo y de repente no mas se….? Profe: en la diapo que hablamos de la AGANGLIONOSIS en la enfermedad de Hirschsprung, tiende a reflejar que si no tuviese control la tendencia normal del colon es a contraerse. El sistema nervioso entérico, que hace las dos cosas que tiene neuronas que lo activan e inhiben hace cosas muy variables durante el día, englobo tiende más bien a inhibirlo, digo englobo porque si lo quitáramos la cosa se tendería a contraer. Si ponemos el… mienterico se relaja bastante más, hay periodos en que se contrae pero ya es en los momentos que corresponde y no para siempre. Digestivo 5: Función y secreción gástrica Estómago Anatómicamente tiene segmentos Fondo, cuerpo, antro con diferentes funciones y complementarias. Va desde la unión gastroesofágica, hasta el píloro, dos esfínteres que bloquean entrada y salida del estomago hacia el duodeno. Cuando se observa el estómago, tiene mucosa con pliegues hacia el fondo y cuerpo gástrico. Tiene una curvatura mayor, una curvatura menor (más plana). Anatómicamente la mucosa tiene la superficie epitelial está en contacto con el medio externo, lumen del estómago. Se observa una Glándula (oxípita) gástrica, tiene un espacio, tiene células epiteliales que cumplen diferentes funciones. Estas glándulas están particularmente en la parte alta del estómago; en el fondo y cuerpo. En el antro la mucosa es un poco más plana. *La parte proximal del estómago: cardias, fondo y cuerpo es exocrino glandular, la parte distal, antro, píloro es endocrino antral. Funciones generales del estómago: -Reservorio de nutrientes por un pequeño tiempo, contiene los alimentos. Recibe los alimentos del esófago (órgano de transito), estomago realiza el procesamiento (en parte la motilidad) de ellos. -Se inicia la digestión enzimática y química de nutrientes. Relacionado a la secreción -Disolución o liquifacción, motilidad de los alimentos ingeridos - Permite transito gradual de nutrientes al intestino delgado (no cualquier cosa pasa al duodeno, en cualquier momento). El estómago es un órgano “imprescindible” porque se puede vivir sin estómago. Ej: en el caso de cáncer se puede sacar todo el estomago. Bypass para estómago, sacando gran parte. -Función secretora del estómago: En relación a la mucosa del estomago, hay glándulas, tiene relación con el lumen, el cuello, el fondo de esta glándula, que secreta cosas. Hay secreción exocrina y endocrina: -Agua y electrolitos, se secreta alrededor de 1- 1.5 litro, secretado por células epiteliales superficiales.*Hay células especiales para secretar cada casa. -Mucinas (mucus, para la barrera intestinal) y bicarbonato, secretado por las células caliciforme. -Ácido (Acido clorhídrico HCl), pH particularmente bajo gracias a esto, también es secretado por células especializadas, llamadas células parietales u oxípitas (por eso también se les llama a las glándulas células oxípitas). -Enzimas activas a pH acido: Pepsina, Lipasa Gástrica, estas dos dan inicio a la digestión de nutrientes, secretadas por células principales. - Hormonas (secreción endocrina): Gastrina (es hormona más conocida del estómago y regula secreción de acido) y Domatoestatinas. Las células G secretan Gastrina, y las D la Somatoestatina. -Aminas (histaminas 5HT, 5 Hidroxi triptamina ) por las células enterocromafines (células endocrinas) y APUD (células tipo enterocromafines), otras enzimas (gelatinasas)como factor intrínseco( péptido) secretado por células parietales, y ayuda a la absorción de la vitamina B12 en el intestino delgado. Cuando falta hay déficit de la vitamina, genera anemia y problemas neuronales. Funciones de la secreción: -HCl: genera un pH óptimo para que actúen enzimas. Facilita absorción de Fierro (micronutriente inorgánico) en duodeno a pH bajo. Controla la secreción de Gastrina por feedback negativo (más acido, menos gastrina). Estimula la secreción de HCO-3 pancreático. Acción Bactericida (genera una barrera). -Pepsina: Hidrólisis inicial de proteínas de la dieta. Libera vitamina B12 de los alimentos. Lipasa Gástrica: inicia la hidrólisis o lipólisis de TAGs (Triacilgliceroles) ingeridos de la dieta. Factor intrínseco: unión a B12 para su absorción en el Intestino delgado (íleon). Mucinas y HCO-3: Protege, es posible tener pH 1 y la superficie del estómago se defiende frente a esto. Cuando fallan los mecanismos de barrera se producen úlceras. La glándula gástrica presenta distintas células: (*Revisar con el powerpoint cuando exista) Endocrinas: Celulas G, D, Enterocromafines y Tipo Enterocromafines. Exocrinas: Celulas Parietales, Celulas Principales Celulas epiteliales (superficie en general), células mucosas hipoficiales, células del cuello y endocrinas. Composición del jugo Gástrico: Na+: 150-169 mM ml más alto que el plasma (135-137mM) K+: más alto que el plasma Ca+2: más bajo que el plasma Cl-: más alto que plasma (por la secreción de acido clorhídrico) Bicarbonato: más alto que el plasma (por su secreción) pH es neutro cuando no se secreta acido, cuando se secreta, baja a 1-2. Diagrama: La fase cefálica (fase estimulada) de la secreción del acido clorhídrico da cuenta del 40 % (casi la mitad) de la secreción. Los estímulos son sensoriales: olfato, visión, gusto, deglución, condicionamiento y la hipoglicemia(estímulo interno). Núcleo del tracto solitario, núcleo dorsal motor, área postrema son aquellos sobre los que actúan los estímulos sensoriales. -Representación de una célula que secreta gastrina, cuando hay estimulación sensorial, se activan las vías vagales que estimulan la secreción de hormona Gastrina, ésta se libera a la circulación y actúa por vía endógena en receptores específicos de la parte alta del estómago, que estimulan la secreción de ácidos. El antro tiene una función que es complementaria o estimulante de la actividad del fondo gástrico (circuito integrado). La fase gástrica da cuenta del otro 50 % de la secreción de acido, que se estimula (estímulo local) por la distención del antro gástrico (la parte baja, que al llegar la comida se distiende, aumentando la presión, también el alimento aminas, péptidos, aminoácidos aromáticos y algunos barorreceptores. Consiste en el estimulo de las células G para liberar Gastrina (celula endocrina en contacto con el lumen y tiene mecanismos de sensores de estos nutrientes). Los quimiorreceptores dan cuenta del otro 10%. Mecanismo de autorregulación de la secreción Por la secreción de ácidos las células D liberan Somatoestatina (inhibidor universal), que de forma paracrina inhibe la liberación de HCl (la célula D censa el acido), gracias a un feedback negativo. Como se secreta el acido C. parietal, célula epitelial especial con un canalículo en comunicación con el lumen, donde se secretan cosas como hidrogeniones y cloro. Esto cambia, se puede achicar o agrandar dependiendo si esta estimulada o no estimulada. Sobre esta celula parietal que secreta acido, actúan diferentes estímulos, el estimulo más importante es la Histamina (una amina), que actúa sobre receptores específicos. Otro estímulo importante es la Acetilcolina y la Gastrina. La Histamina se secreta por las células Tipo Enterocromafines, para que libere Histamina debe ser estimulada, y los estímulos son Gastrina (muy importante) y la Acetilcolina. Los estímulos de la célula Parietal son indirectos, secreta indirectamente a través de c. tipo enterocromafines que liberan Histamina. En el esquema se puede observar estímulo cefálico y gástrico. -Existen algunos frenos, la Somatostatina y Noradrenalina inhibiendo la liberación de Histamina. Existen inhibidores de receptor de Histamina (antiácido). Por qué se genera Acido Clorhídrico Representación de Célula Parietal, La secreción acida en la célula parietal está dada por la bomba H+/K+ ATPasa, intercambia el ion K por el H (está presente en c. parietal y en c. renales). Está acoplada al transportador de Cl-, para generar Acido Clorhídrico. El transporte activo e hidrogeniones estimulado por los estímulos vistos (ej Histamina), esta acoplado a otros transportadores como, Na+/K+ ATPasa, transportadores de Cl-, generación de Bicarbonato, etc. Lo importante es que existe un transportador específico de Hidrogeniones que se intercambia por Potasio. Cuando se descubrió la H/K ATPasa se empezó a desarrollar fármacos para inhibirlo (bloquearlo) por los años 90. Antes se bloqueaba el receptor de Histamina, pero no era tan eficiente, igual se escapaba la secreción de acido. El Omeprazol fue el primero, los Benzimidazoles también funcionan. Ambos se unen de forma covalente, irreversiblemente al transportador K/H ATPasa, cuando está activo (potente bloqueador). Imagen de célula parietal: La célula parietal presenta una membrana canalicular que se conecta con el lumen, llena de vellosidades, en reposo no estimulada. Cuando se estimula, se ensancha por la secreción (secretan hidrogeniones).Requieren mucha energía, por lo tanto están llenas de mitocondrias. Posee también vesículas que tienen más transportadores H+/K+ ATPasa de forma inactiva, que se fusionan con la membrana canalicular frente a estímulos como Histamina para actuar (gran reserva). Los mediadores intracelulares (unen túbulos vesículas a la membrana) son cAMP, Ca+2, fosfoquinasas, etc. Hoy se conocen todos los mecanismos que se requieren para que el transportador actúe (Hidrogeniones hacia afuera, Potasio hacia adentro de la célula, el Cloro se une con Hidrogenión, generando Acido Clorhídrico). Como se secreta HCl en apical, hacia basolateral se libera HCO-3, llamándose onda alcalina, que luego puede moverse al lumen y actuar como buffer (protegiendo), por cada H+ que va al lumen se libera 1 Bicarbonato al intersticio (membrana basal), que se utiliza por otras células epiteliales para secretarse como barrera. Existen inhibidores de: Transportador H+/K+ ATPasa Omeprazol Receptor 2 de Histamina (RH2) Ranitidina Receptor de Gastrina, de Acetilcolina Son menos eficientes, al no ser los actores más importantes. La H/K ATPasa es una proteína de la familia de las ATPasas, con dominios fosforilados (similar a la Na+/K+ ATPasa), es el paso final de la secreción ácida, todos los estímulos fisiológicos convergen a activar o inactivar este transportador (para secretar o no, ácido clorhídrico) (también lo nombra como enzima). Existen inhibidores como benzimidazoles, omeprazol y otros que son súper específicos, pero no actúan a nivel renal, ya que requieren un pH de 1-2 para actuar, y solo se logra en el estómago. Funciones de la secreción del Acido: Bactericida: 1-La misma célula parietal libera factor intrínseco, mecanismo de secreción independiente de la secreción del acido. 2- Por el pH acido se convierte el Pepsinógeno en Pepsina (proteasa) y regula la secreción de hormonas gastrointestinales (Colecistoquininina y Secretina). Enfermedad Perniciosa se produce por la falta de secreción crónica de acido por perdida de células parietales que se destruyen por anticuerpos contra ellas. Tienen dificultades para absorber Vitamina B12, generando Anemia Perniciosa. Tienen estómago alcalino. *Podemos vivir sin ácido. *La misma célula parietal secreta factor intrínseco pro otra vía (el Omeprazol no la afecta). La secreción de Pepsinógeno: Es secretada por las células principales, es una proenzima, se convierte en Pepsina (proteasa), tiene un sitio activo (se une a péptidos para comenzar la digestión), cuya secreción se acopla a la de HCl, si el pH se vuelve alcalina la enzima se inactiva. Se inactiva a pH sobre 5 (reversible), pero a pH 7,5 o más es irreversible (con omeprazol hay poca enzima inactivada reversiblemente, mucha de forma irreversible), su actividad óptima es a pH 1,8-3,5 e inicia la digestión de las proteínas ingeridas. *El pH acido favorece la conversión de Pepsinógeno a Pepsina y a su vez, la Pepsina actúa. La secreción de mucinas (mucus): Ala* es una glicoproteína grande, ricamente glicosilada, cuyos Hidratos de Carbono atraen agua, solubilizándose, dando una viscosidad especial. Su vida media es larga porque es resistente a la proteólisis, actúa en conjunto con los péptidos trefoiles en la defensa (barrera en mucosa), secretados con las células epiteliales. Participa en la lubricación porque evita estrés por roce, protege el epitelio formando la barrera gástrica (o barrera acuosa) sobre la membrana de las células. Barrera Gastrointestinal intrínseca. Células epiteliales, forman una capa por las uniones densas, generan una barrera por la membrana plasmática y su proliferación, muerte celular, se renueva/descama cada 4-5 días. Barrera Gastrointestinal extrínseca. Cosas que se secretan: Mucus, Bicarbonato, Factores endocrinos y paracrinos (Prostaglandinas: PGE2, PGI2 sobre la microcirculación) y Endocrinos (EGF, TGFα en proliferación), Defensinas e Inmunoglobulinas. Cuándo se produce disrupción de la barrera, puede ser por agentes como: Helicobater pílori (microorganismos patógenos, bacterias, virus, paracitos), Sustancias tóxicas endógenas (secretar mucho acido, secretar mucha pepsina activa) sustancias tóxicas exógenas (fármacos, ácidos, deabinos, etanol), fármacos (aspirina en exceso), isquemia y reperfusión. Enfermedades más frecuentas: Ulceras: Pueden haber en el Estómago, Intestino, Colon, Boca, etc. El H. Pílori es el agente más importante que los produce, pero sin él pueden ocurrir también por fármacos, aspirinas, remedios para tratar el dolor (antiinflamatorios), principalmente en gente mayor. El paracetamol es seguro, no las produce. Los fármacos, analgésicos inhibidores de la COX-2 son pocos dañinos. Hígado En el duodeno, los alimentos se encuentran con las secreciones pancreáticas y biliares (hepática). Dibujo: Hígado, vía biliar, colédoco, vesícula (donde se almacena la bilis), conducto que llega al Intestino. Estructuras vasculares Arterias hepáticas, Venas Supra hepática, Aorta. El hígado es el órgano solido más grande del organismo, tiene una gran reserva funcional (se puede sacar una porción grande y funcionamos bien) y cumple muchas funciones, entre ellas la secretora: secretar bilis. Por el colédoco desemboca en el duodeno junto con la secreción pancreática, pasando por el esfínter de Oddi (esfínter muscular). Esto tiene sentido ya que la secreción pancreática y la biliar actúan de manera concentrada para digerir el alimento entre otras cosas. Visión histológica: El Hepatocito es la célula funcional del Hígado (célula epitelial súper especializada) hay otras células, Epiteliales, Linfocitos, Morfo nucleares entre otras. El conducto tiene un epitelio biliar, también llamado Colangiocitos, el epitelio de la vesícula biliar es similar a la del Intestino (capas de células biliares). El hígado esta interpuesto entre el Intestino delgado y el medio interno (estructura vascular). Toda la circulación venosa que viene del Intestino conforma la Vena porta (circulación portal) que va al Hígado, el cual actúa como barrera, filtro, luego sale por la Vena Supra hepática que desemboca en la Vena Cava. (Irrigación más importante) Al Hígado también llega la circulación arterial, la Arteria hepática que sale de la Aorta y lo irriga. Casi todo lo que se absorbe primero va al Hígado (Cuando el Hígado falla hay mayor riesgo de infección) Unas de las funciones es secretar bilis (1Litro/día) que cumple un rol central en la homeostasis del colesterol corporal (es la única vía de eliminación de colesterol en exceso). La secreción biliar es necesario para digerir y absorber lípidos (grasas) y vitaminas liposolubles. La bilis tiene sales biliares que actúan como detergente de grasas, emulsificador. Se puede secretar xenobióticos (sustancias químicas externas, fármacos, como amoxicilina) liposolubles y toxinas endógenas (bilirrubina, si se acumula en sangre puede ser tóxico). Cumple un rol inmunológico por secreción de Inmunoglobulinas A secretora (efecto protector, ej: eliminando bacterias) Tiene un efecto bactericida, compuestos, principalmente sales biliares en la vía biliar e intestino delgado. Mantiene territorio estéril. Como funciona esto Estructura histológica: Parénquima Hepático, Territorio portal (donde uno reconoce conductos biliares, vena porta, ramas de la Arteria hepática), Vena central (circulación venosa que sale del Hígado, hacia la V. Cava). Dividido en Zonas (1, as oxigenada, 3 mas hipóxica) Hepatocitos en Espacios sinusoidales por donde circula la sangre. Sangre venosa portal y arterial se junta y circulan hacia la Vena central. Contacto entre Hepatocitos por basolateral, se unen entre ellos (como células epiteliales), alineados en cordones generando los Canalículos biliares que están en contacto con el medio externo, secretan bilis hacia los Conductos biliares mayores. *La sangre va de la vía portal a la vía central, la bilis va en sentido contrario, hacia el territorio portal (de acá al exterior). Hepatocito y secreción de bilis Fenómeno fisiológico complejo. Hacia la bilis se secretan solutos, los más característicos son los lípidos, sales biliares, colesterol y fosfolípidos. Las sales biliares son un producto catabólico del colesterol, es colesterol modificado que es más soluble en agua, con efecto detergente. Se secreta colesterol libre (no unido a esteres) molécula súper hidrofóbica, no se solubiliza en agua, necesita transportadores para ser solubilizados (precipita). Los transportadores que tiene el colesterol son las sales biliares y fosfolípidos que si son moléculas capaces de interactuar con el agua. Secreta Aniones organicos, Glutatión. Glutatión y sales biliares en especial arrastran agua hacia la bilis. Las sales biliares tienen más capacidad osmótica que el Glutatión. Los solutos provienen del interior del Hepatocito (sintetizados y secretados) o bien del plasma (captados, ingresan al Hepatocito y van hacia afuera). Las sales biliares son sintetizadas en el Hepatocitos, es la única célula capaz de hacerlo. Imagen: Dos Hepatocitos, uno frente al otro, con uniones densas, el plasma, canalículo biliar. El Hepatocito secreta de manera activa en contra el gradiente de concentración algunos solutos, los más importantes son Glutatión, sales biliares y Bicarbonato. Tienen capacidad osmótica y pueden arrastrar agua. El agua pasa por las uniones densas, como todo proceso de secreción acuosa, generando secreción biliar. La presión hidrostática es positiva, la secreción va avanzando a los canalículos, finalmente al intestino. Se grafica también el conducto biliar, en el que el factor más importante es el Bicarbonato Una imagen grafica dos hepatocitos uno frente al otro, uniones densas, el plasma, el canalículo biliar, ocurre que el hepatocito se las arregla para secretar hacia el interior del canalículo en forma activa y contra el gradiente de concentración algunos solutos, los más importantes la sal biliar, glutatión, un poco de bicarbonato, entontes bicarbonato, las sales biliares y también el glutatión tienen capacidad osmótica y pueden arrastrar agua y el agua pasa a través de las unciones densas como en todo proceso de secreción acuosa .Entonces se genera secreción biliar. La presión hidrostática es positiva y está secreción va avanzando hacia los canalículos y finalmente hacia el intestino. Se grafica el conducto biliar en el que también se puede generar secreción, pero en el conducto biliar es el factor más importante del bicarbonato. Los conangiocitos que son las células epiteliales del conducto biliar pueden transportar y secretar bicarbonato. Gracias a todo esto se genera secreción acuosa biliar. Componentes del flujo biliar Desde un punto de vista conceptual, nosotros reconocemos que hay distintos componentes de esta secreción biliar. -El componente más importante es el flujo biliar dependiente de sales biliares porque es dependiente de solutos de sal biliar, este puede ser modificado, si se secreta más o menos sal biliar habrá más o menos flujo biliar. Si hay cero secreción sal biliar secretados a los conductos el flujo biliar será muy poco, si se secreta más sal biliar el flujo aumenta. -Componente ductal se refiere a los conductos biliares, a los conangiocitos que pueden secretar bicarbonato, esta secreción se puede modificar un poco. – Flujo independiente de sales biliares que es el glutatión que es un anión orgánico, es una secreción es bastante estable que se modifica poco, es una secreción basal. Cuando no hay secreción de sal biliar, en teoría el flujo no es cero porque hay secreción dependiente de bicarbonato y glutatión. Se puede modular la secreción biliar, fundamentalmente modificando la secreción de sales biliares. ¿Cómo ocurre esto? No cierto que esto se parece un poco a la célula parietal, como secreta acido clorhídrico, bien completa de cosas adentro que transportan. Esquema de dos hepatocitos, tubo canalicular, la membrana basolateral que mira hacia la sangre, Hoy en día se conocen una gran variedad de transportadores que están en la membrana canalicular que transportan distintos solutos. Que son proteínas que requieren energía ATP así que transportan solutos en contra del gradiente de concentración, los solutos están más concentrados afuera que adentro, por lo que se necesita energía para sacarlos. Estos transportadores son casi todas proteínas ABC. ABC B11/BSEP: transportador de sales biliares. MDR3: transportador de sales fosfolípidos. MRP2: trasportador de aniones orgánicos por ejemplo glutatión. ABCG5G8: transportador de colesterol. También hay transportadores de cloro bicarbonato etc. También hay transportadores en la membrana basolateral, por ejemplo aquí es muy importante el NTCP que es un transportador de sales biliares, toma la sal biliar desde el plasma e ingresa al hepatocito y después esta sal biliar es secretada traslada hacia el canalículo biliar. Estos transportadores son muy importantes porque si alguno de estos solutos aumenta su concentración dentro de la célula, por ejemplo si se enferma el canalículo y deja de trasportar por ejemplo sal biliar y esta empieza a concentrarse dentro de la célula puede provocar la muerte, porque la sal biliar es un detergente que puede ser tóxico en concentraciones elevadas. Eso puede ocurrir en la ¿... catalítica? Nos ponemos amarillos, además de la infección viral lo que ocurre en ese momento es que se enferma el canalículo, por infección viral, no puede secretar cosas, por eso nos ponemos amarillos. Porque la bilirrubina entre paréntesis ocupa este transportador MRP2, el mismo que se ocupa para transportar glutatión. Y en el canalículo biliar, los colangiocitos también son capaces de transportar cosas, bicarbonato y estos mecanismos de transportes que vamos a ver ahora son muy similares a los que actúan por ejemplo en el páncreas, también en la glándula salival por ejemplo. Por infección viral se enferma el canalículo, por eso nos ponemos amarillo porque la bilirrubina ocupa el transportador MRP2. El canalículo biliar, los conangiocitos también son capaces de transportar cosas por ejemplo bicarbonato, y estos mecanismos de transportes son muy similares a los que actúan en páncreas, glándula salival. ¿No que el colesterol precipitaba cuando era secretado solo? El colesterol es una molécula soluble en agua, por tanto tiene que ser transportado. Lo vamos a ver más adelante. Ahora si vemos la bilis, vemos que tiene agua, electrolitos (bastantes parecidos a la concentración plasmática) salvo el bicarbonato que es variable (en los colangiocitos especialmente). Tiene aniones orgánicos por ejemplo, ácidos biliares (sales biliares) y bilirrubina (típico de la bilis, el color amarillo). Entre paréntesis ustedes saben por qué las deposiciones son de color café, porque tienen bilirrubina sino son de color blancas, o sea si ustedes no tienen bilirrubina producen esto, que se llama ACOLIA. Si se tiene la bilirrubina alta en la sangre, es porque se tiene dificultades para secretar bilirrubina y esos pueden tener deposiciones más blancas Se secreta lípidos, lecitina (fosfatidilcolina) que es un fosfolípidos, que se secreta en la bilis y colesterol. Estas en concentraciones bastantes altas. También hay proteínas en la bilis, entre ellas albumina y mucinas, mucus también, porque las células epiteliales de los conductos biliares pueden soltar mucus. Y péptidos y aminas, el más importante aquí es el glutatión porque tiene capacidad osmótica. Algunos componentes son característicos de la bilis, no están en otras partes del cuerpo, como las sales biliares, la bilirrubina. ¿Ahora qué pasa con el colesterol? Aquí lo que representa es q esta célula, 2 hepatocitos y el canalículo biliar, que secreta lípidos, colesterol, lecitina y sales biliares. El colesterol tiene que ser transportado y para esto forma estructuras: micelas mixtas (porque tienen estas 3 moléculas, que son pequeñitas q apenas se pueden ver en microscopio electrónico) o también puede formar estas estructuras que son las vesículas o lamelas, estas tienen fundamentalmente lecitina y colesterol, que es como una capa lipidica con un centro acuoso. En el fondo los lípidos no están disgregados, sino q se agrupan entre ellos y forman estas macromoléculas que son capaces de transportar sustancias hidrofobicas, no solamente colesterol también bilirrubina, que es bastante hidrofobica, se mete aquí y es transportada, si se tienen que eliminar fármacos, es muy soluble en agua, ese fármaco se va a incorporar a estas estructuras lipidas. El colesterol sale solito por el transportador pero rápidamente es incorporado a estas estructuras para poder seguir su camino (en la secreción biliar). Cuando hay exceso de colesterol, ¿Qué puede ocurrir?, precipita y forma cálculos en la vesícula biliar (vía biliar, en general). En chile es una patología súper frecuente. Ahora más grafico, estas son las micelas y estas son las vesículas o lamelas. Si ustedes ven estos solutos de lípidos, en peso seco, la sal biliar es el producto más importante, lo siguen los fosfolipidos, después el colesterol y la bilirrubina. Esta es la proporción la proporción relativa de estos lípidos en la bilis, no sé si uds ven que se necesita una gran cantidad de moléculas que son capaces de interactuar con el agua, para transportar moléculas hidrofóbica, como lo son el colesterol y la bilirrubina. Aquí están representando un modelo de fosfolípidos, una molécula anfipática que puede interactuar con el agua acá arriba, con esa carga negativa y esta otra parte es hidrofóbica. Las sales biliares representadas aquí, este núcleo hidrofóbico que tiene el colesterol, y tiene grupos aquí llamados hidrogenianos, y esta conjugado a su vez con algo que le facilita su interacción con el agua (una carga negativa aquí que interactúa con el agua y otra parte hidrofóbica). Entonces esta cosa segrega de esta forma, se fijan. La sal biliar aquí, en esta parte que interactúa con el agua hacia afuera, la parte hidrofóbica hacia adentro y el colesterol se incorpora en este núcleo hidrofóbico para ser transportado. También aquí se regula la bilirrubina y las micelas mixtas tienen sal biliar, fosfolípidos y colesterol, tienen poquitita sal biliar. Estas tienen mucha sal biliar. Las micelas simple, no tiene fosfolípidos. Estas estructuras no son estables, cambian dependiendo de lo que haya, si hay más o menos sal biliar, hay más micelas o más vesículas. Estos son los transportadores de lípidos en la bilis, y estos son importantes porque estas cosas, las micelas, llegan al intestino, donde son capaces de interactuar con los nutrientes. Y aquí hay una micela más compleja, donde hay integrado de productos de la digestión de grasas, de alimento. Uds reconocen aquí a la sal biliar por fuera de esta micela hay algunos fosfolípidos, aquí se han integrados, colesterol aquí adentro. Han ingresado ya alimentos de la dieta, ácidos grasos libres (no están ni en la bilis, ni en el hígado) ingresados desde la dieta, nutricionales, de los triglicéridos. Éstos se integran a estas estructuras micelares mixtas y eso facilita finalmente la absorción de esas grasas. Las vitaminas liposolubles, vitamina A - D, que son solubles lípidos, también se integran a estas micelas para facilitar su absorción. Estas son las sales biliares, solamente para presentárselas. Como les dije son productos metabolicos del colesterol y las sintetiza el hígado a partir de colesterol. Entonces esta es la molecula de colesterol, se llama Ciclopentano Perhidrofenantreno, lo que ocurre es que por procesos enzimáticos esta molecula se modifica y por ejemplo se le agregan grupos hidroxilos. Esas son las sales biliares, colesterol modificado, más soluble en agua. Y este se llama acido colico, este se llama acido quenodioxicolico, que son sales biliares primarias, porque son las que el hígado (el hepatocito) puede sintetizar. Estas van al intestino y ahí van a ser reabsorbidas como vamos a ver. Pero las bacterias del intestino pueden modificar las sales biliares modificando los grupos de hidroxilos, y se forma acido deoxicolico, y estas se llaman sales biliares secundarias, porque son sales biliares modificadas por acción de las bacterias intestinales, que después vuelven a ser absorbidas en el intestino y vuelven a circular. Ahora esta síntesis (de sales biliares) solo ocurre en el hepatocito, porque es aquí donde hay únicamente hay una cascada de enzimas que permite hacer esto. Solo por contarles los nombres de estas enzimas, una enzima clásica es la Colesterol 7 -Hidroxilasa, que transforma el colesterol en un producto hidroxilado, 7 hidroxicolesterol, porque agrega un grupo hidroxilo en el carbono 7 en posición alfa. Y por otros pasos enzimáticos va salir esto (el producto final que se muestra en la diapo). Hay otras vías aca, Oxisterol 7 -Hidroxilasa, el colesterol puede oxidarse e irse por una vía alternativa. Las sales biliares son productos catabólicos del colesterol. ¿Después se reabsorben? Se reabsorbe. ¿Todas? Vamos a ver aquí… Este es el hígado con las sales biliares, entonces, en el hígado hay colesterol proveniente de la dieta o colesterol q el hígado sintetiza u otra célula sintetiza, y se forma sal biliar, acido cólico, la sal biliar se conjuga a su vez y es secretada hacia la bilis. La vesícula después al duodeno y en el duodeno y el intestino delgado, cumple sus funciones. Y una vez que llega a la parte final del intestino delgado, el ilion terminal, las sales biliares pueden ser reabsorbidas de manera eficiente (90%). Esto va hacia la circulación portal y por ahí vuelve al hígado, donde es recapturada, para poder ser secretada nuevamente. Todo esto se llama CIRCUITO O CIRCULACION ENTEROHEPATICO. Una fracción de las sales biliares se elimina en las deposiciones (5-10%), que es lo que tiene que sintetizar de “novo” el hígado. Si por deposiciones pierdo más, el hígado tiene mecanismo para compensar esa perdida, por medio de feedbacks positivos y negativos. ¿Cuál es el significado fisiológico de la secreción de las sales biliares? -Su síntesis y excreción fecal representa una vía muy relevante de excreción de colesterol corporal de nuestro organismo (~500 a 1000 mg/ día). Porque son puntos metabólicos del colesterol. -Sales biliares y Lecitina (fosfolípidos) en la bilis solubilizan el colesterol biliar, evitando que precipite el colesterol en la vía biliar. -Facilita (junto con los fosfolípidos) la digestión de lípidos dietéticos (triglicéridos) junto al jugo pancreático; activa lipasa pancreática dependiente de SB. -Facilitan la absorción de vitaminas liposolubles. Por ejemplo la A, K, D y E. -Protege al intestino delgado de sobrepoblación bacteriana. Por su acción detergente, como ocurre en el duodeno, por ejemplo. -Potencialmente hepatotóxicos dependiendo de su hidrofobicidad. Si se acumulan dentro del hepatocito lo pueden dañar, por su gran capacidad de disolver lípidos (detergentes). Me voy a saltar los transportadores de colesterol y de otros solutos, solo es importantes ver el de colesterol, que ya vimos (ABC G5 y G8). Existen patologías hereditarias porque algunos de estos transportadores fallan, se modifican sus funciones. Esta es la circulación enterohepática de las sales biliares más grafica, el hígado entonces puede sintetizar sal biliar, esta sale hacia el ¿…? biliar por un transportador especifico, que se denomina ABCB11, llega al intestino, donde actúa, cumple su función de digestión de nutrientes. Cuando llega al íleon terminal es reabsorbido en forma súper eficiente por transportadores específicos, no importa mucho el nombre, lo importante es saber que esto ocurre de forma regulada y no pasiva. Por vía portal llega al hígado y aquí está este transportador en la membrana baso lateral de los hepatocitos (NTCP) que puede meter hacia adentro la sal biliar y vuelve a salir y a circular de forma muy eficiente. Esto tiene que ser muy eficiente porque si se detiene puede ser muy toxico Aquí el profe explica lo mismo de antes, pero con la diapo moviéndose. Y dice que se lo va saltar porque ya lo vimos. El hígado como ya dijimos también secreta colesterol hacia la bilis, entre 1 a 1,2 g por día, que es una cantidad importante. Esto es más que el colesterol que comemos en la dieta (200- 400 mg ingeridos). Del colesterol que llega al intestino es mucho más importante entonces el de origen biliar. Una vez aquí, el intestino no es capaz de diferenciar de donde viene este colesterol, y es reabsorbido y también ir a los tejidos periféricos y al hígado y ser redistribuido. Nosotros eliminamos por las heces entre el 30- 70% del colesterol que llega al intestino, es súper variable porque hay gente que absorbe más colesterol y otros menos (esto parece estar determinado genéticamente). Digestivo 6: Páncreas Es un órgano muy pequeño, pero no por eso menos importante. Es un órgano muy importante. Difícil de ver en imágenes clínicas. Su secreción exocrina se efectúa en forma coordinada con la secreción biliar, desemboca en el duodeno junto con en el conducto biliar en la segunda porción del duodeno. Se ubica en la zona retoperitoneal, bastante pegado a la columna vertebral y muy cercano a los grandes vasos abdominales (arteria aorta, vena cava inferior y vena mesentérica). La cola del páncreas está pegada al bazo, el cuerpo del páncreas, y la cabeza que esta adosada al intestino. El páncreas tiene una irrigación especial. Del tronco celiaco nace la arteria esplénica que va hacia el bazo e irriga la cola del páncreas. También nace del tronco la arteria gastroduodenal de la cual sale la arteria pancreático- duodenal cuyas ramas van al páncreas. El tronco celiaco es muy importante en la irrigación arterial del páncreas. La vena esplénica es la que recibe gran parte de la suspensión venosa del páncreas. El páncreas es un órgano de función mixta, endocrina y exocrina. En un dibujo se ve la forma del páncreas, se ven estructuras ¿cleoticas? denominados los acinos pancreáticos, se ven células epiteliales, cumplen funciones exocrinas y los islotes pancreáticos que activan funciones endocrinas muy importantes. La función endocrina más importante es la secreción de la insulina, que es la más conocida porque el páncreas produce muchas otras hormonas, glucagón entre otras. Inervación pancreáticas es por parte del nervio vago, inervación eferente que desembocan directamente en ramas que producen acetilcolina, aquí vemos intrapancreática, que se llaman postganglionares que hacen sinapsis en ganglios extrapancreáticos con estas ramas postganglionares. Ramas aferentes van hacia el sistema nervioso central por el nervio vago. Hay estímulos neuronales, neuroendocrinos para la secreción pancreática. Veremos fundamentalmente función exocrina del páncreas todo lo que tiene que ver con digestión y nutrientes. Lo importante es que la unidad funcional exocrina de la célula pancreática y el gran responsable del volumen del páncreas que forma más de 80 % de la masa del páncreas está formado por el acino pancreático, se llama acino porque tiene células acinares que son células epiteliales unidas unas con otras que miran hacia un lumen el ducto intercalado que es donde las células secretan su contenido el contenido van hacia ¿5.56? pancreático, que en este caso son muy pequeñitos se llaman ductos intralobulares. Esta es la unidad funcional. Entonces tenemos células acinares y en los conductos célules ductales que tienen distintas funciones. Los acinos se van agrupando entre ellos y van formando racimos y forman esta estructura que parece una coliflor. Aquí muchos acinos unidos entre ellos que forman los lóbulo y que van vertiendo su contenido de secreción endocrina hacia los conductos pancreáticos que confluyen hacia un conducto pancreático prancratico más grande que finalmente forma el virsu o conducto pancreático principal. La secreción de los acinos obedecen a ciertos estímulos de secreción, la secreción de las células de los conductos parecen obedecer a otros estímulos de secreción. Páncreas endocrino no está en los objetivos de esta clase. Islotes pancreáticos de Langerhans que forman una pequeña proporción de la masa pancreática y que tienen funciones endocrinas, secretan insulina, glucagón y muchos otros. El jugo pancreático tiene un volumen bastante grande considerando que el volumen del órgano es pequeño, la secreción pancreática es más de 2-2,5 litros diarios normalmente, tiene agua, electrolitos y enzimas. Las enzimas como solutos representan entre el 5 -10% de los solutos. El páncreas que es un órgano pequeñito secreta el mismo volumen que el hígado que es un tremendo órgano. Entre la bilis y la secreción pancreática que es secretada al duodeno se juntan un poco más de 3 litros y si sumamos la secreción gástrica suman 4 litros. Micrografía electrónica de un acino pancreático: Las células acinares se pueden reconocer porque están llenas de unos granulitos electrodensos, las vacuolas llenas de contenidos se ven negritas, estas vacuolas tienen componente de secreción enzimáticad del pancréas, enzimas pancreáticas que permiten digerir nutrientes. Están mirando hacia el lumen y están formando conductos. Las células más claritas son las células de los conductos. Las vacuolas contienen los gránulos cimógenos que es un nombre genérico para proteínas que son enzimas. El componente de secreción acinar es enzimática y el componente de secreción ductal que son de las células epiteliales de los conductos. Las células acinares secretan un conjunto de enzimas que se denominan genéricamente hidrolasas, capaces de digerir la mayor parte de los componentes de la dieta. Las secreción ductal es secretada por las células ductales, tiene la importancia de ser el componente acuso de las secreción pancreática, secreta agua fundamentalmente y bicarbonato. Es una secreción alcalina a diferencia de la secreción que es ácida, y tiene como función neutralizar el ácido. Existe una secreción basal (sin comer nada) y una secreción estimulada (cuando comemos) con fases cefálicas, gástrica al igual que en el estómago sumándose una fase intestinal (duodeno). Microscopia electrónica que comprara estructura de célula acinar con estructura de célula ductal La célula acinar está llena de gránulos cimógenos, es una célula con nucleo basal basal y tiene estructuras que necesita para la síntesis de proteínas como RER. Célula ductal es más clara porque no tiene gránulos cimógenos, posee un núcleo más central y como secreta gran cantidad de agua y requiere de transportadores de electrolitos que necesitan energía, por lo que esta célula es rica en mitocondrias. Célula acinar es una célula epitelial especializada en la síntesis proteica y secreción de proteínas en este caso enzimas de forma muy eficiente, es una célula polarizada las enzimas tienen que ser secretadas hacia el polo apical de la célula no hacía basolateral porque o si no estaríamos muertos, nos digeriríamos a nosotros mismos. El RER sintetiza las proteínas que van a vacuolas que tienen ciertos nombres como vacuolas condensantes hasta que estas proteínas van madurando, se van modificando en el camino desde síntesis a secreción y finalmente son secretadas desde estos gránulos cimógenos hacia el lumen. Se puede seguir con marcadores específicos la ruta de la síntesis proteica. El acino pancreático secreta hidrolasas selectivas en contra de distintos nutrientes proteasas (90%) enzimas para destruir proteínas, (está gran cantidad se debe a la complejidad de la digestión de proteínas que requiere una combinación de proteasas para llevarla a cabo), amilasas pancrática (7%), lipasas (2%) para digerir lípidos, nucleasas (<1%) para digerir ácidos nucleídos. En una microscopia electrónica se ve como un grano cimógeno se ha fusionado con la membrana apical y está vaciando su contenido hacia el lumen del acino pancreático. La gran mayoría de las enzimas de la secreción pancreática son secretadas en forma inactiva como proenzimas tienen algo que las inhibe y nos les permite tener su actividad de hidrólisis, capacidad enzimática de digestión. Enzimas como la amilasa y lipasa se secretan en forma activa porque no van a dañar a la célula, puesto que en nuestro tejidos no tenemos amilasa no tenemos en nuestros tejidos es un producto nutritivo y triglicéridos no tenemos en el lugar que actúa la lipasa en el lumen, formado por las membranas plasmáticas de las células, DNA y RNA están bien ocultos dentro de las células. Pero si tenemos proteínas en las superficies de las células, en las membranas celulares están encajadas cientos de proteínas y proteasas activas las podrían destruir, las membranas plasmáticas tienen fosfolípidos por lo que necesitamos que las fosfolipasas que digieran fosfolípidos no actúen a ese nivel, sino posteriormente en el tubo digestivo. ¿Cómo se regula la secreción acinar? Se ve un acino pancreático, se ven los gránulos cimógenos en las células acinares que forman el conducto. Los mecanismos que estimulan la secreción el más importante es de la estimulación endocrina es una hormona colesistoquina, hay otros estímulos como la secretina. También hay estimulación neurocrina de estos más importante sobre los acinos es la acetilcolina, sobre los conductos pancreáticos y la secreción ductal los estímulo más importantes son secretina que es una hormona por una parte y acetilcolina. Los estímulos sobre la secreción acinar (enzimas) difieren al menos en la parte endocrina de los estímulos sobre la secreción ductal (agua y bicarbonato que neutraliza ácidos y permitir un PH óptimo para la acción de las enzimas y para arrastrar, necesita secretar para lo que necesita un transportador acuoso). La CCK juega un rol central en la secreción acinar pero el mecanismo es enredado porque parece actuar por un mecanismo indirecto sobre la secreción acinar pancreática. Esta diapositiva muestra que hay una concentración plasmática dentro de colecistoquinina determinada en pM en plasma. Al comer la concentración es plasma de CCK se eleva en forma activa, así que hay una estimulación mediada por la comida. La cistoquininca es sintetizada y secretada por células enterocromafína, células endocrinas intestinales estas células se llaman células I. El alimento que viene desde el estómago pasando hacia el duodeno son un potente estimulo para que estas células endcocinas liberen su contenido. También hay otro estímulo, hay otras células endocrinas que liberan un factor liberador de colecistoquinina, CCKRP que pueden estimular a las células I para que liberen colecistoquina. Con el alimento especialmente se libera colecistoquinina con eso aumenta la concentración plasmática de colecistoquinina y esta finalmente estimula la secreción acinar. La colecistoquininca no actúa directamente sobre la célula acinar, sino que actúa estimulando las vías aferentes del nervio vago que están en la pared intestinal y por vía eferente se estimula por colecistoquinina al acino pancreático para que secrete fundamentalmente a través de acetilcolina. ¿Cómo se activan las enzimas liberadas en forma inactiva (pro-enzimas)? En esta imagen se ve el conducto pancreático, conducto biliar. Cuando hay comida se libera cimógenos o pro-enzimas hacia el duodeno, aquí los enterocitos del duodeno sintetizan y secretan una proteasas que se llama enteroquinasa, esta es bastante específica para transformar un cimógeno específico el tripsinógeno y generar tripsina que es una proteasa activa y esta tripsina es la va a activar al resto de las pro-enzimas pancreáticas. En el fondo es un evento en cascada, el páncreas produce pro-enzimas y entre esas pro-enzimas una de ellas, el tripsinógeno se tiene que activar para activar a la otras, si esto no ocurre las demás pro-enzimas pancreáticas no se activan. La enteroquinasa activa el tripsinógeno en una parte bien específica, libera la parte activa de la tripsina separándola de un péptido inhibidor (TAP).La tripsina va a activar la resto de las enzimas. El tripsinógeno se puede activar a sí mismo. Estas enzimas son activas y pueden digerir a sus sustratos nutritivos. Ojalá esto siempre ocurra en el lumen intestinal y no en el páncreas mismo, porque si ocurre aquí estamos en problemas. Esta diapositiva muestra la diferencia de la composición iónica entre la secreción ductal y acinar. Si miramos la secreción acuosa que hay en los acinos pancreáticos esta secreción acuosa es pobre en bicarbonato porque estas células no están especializadas en secretar bicarbonato, sino que cimógenos y la composición electrolítica de esta secreción es bastante parecida al plasma. Pero si vemos la secreción ductal esta secreción es rica en bicarbonato y esto es a expensas de cloro porque hay que mantener un equilibrio electrolítico. Secreción ductal, lo conductos pancreáticos secretan agua y bicarbonato fundamentalmente. La secreción de agua está acoplada a la secreción de bicarbonato, el bicarbonato es el sustrato osmóticamente activo que arrastra agua. Esta microscopía electrónica de barrido en la que se han disecado los conductos pancreáticos que son una gran malla de conductillos lo que explica la gran superficie de células epiteliales que tienen la capacidad de secretar de 2 a 2,5 litros. La secreción de bicarbonato se relaciona con el PH en el duodeno, lo que tiene sentido, si se ve el PH en el duodeno, es posible manipularlo y acidificarlo. En un punto de corte correspondiente a PH 4,5, si el PH en el duodeno baja hasta este valor, corresponde a un potente estímulo para la secreción de bicarbonato originada desde los conductos pancreáticos, para neutralizar el ácido. Comparación entre las tasas de secreción y la composición electrolítica del jugo pancreático basal versus la estimulada. Se tiene una secreción basal antes del estimulo y después del estímulo, se observa que el bicarbonato estimula la secreción y lo hace a expensas del cloro. El flujo pancreático en volumen/minuto se incrementa varias veces con el estimulo, y es una secreción básica. Cuando se estimula la secreción aumentan 3-4 veces la concentración de bicarbonato en las secreciones en comparación con la secreción basal. La importancia de mantener un PH en el duodeno cercano a la neutralidad, hay que recordar que aquí llega secreción ácida del estómago PH entre 2-4. Esto es neutralizado inmediatamente porque aquí se está secretando la secreción pancreática que es básica. La bilis es una secreción más bien neutra con un PH 7-7,5. Lo que ocurre al neutralizar esto es que se inactiva la pepsina: - PH neutro hace que se incremente la solubilidad de los ácidos grasos de la dieta y también de las sales biliares permitiendo que tengan mayor absorción evitando que puedan precipitar, lo que sucede a un PH ácido. Se optimiza la absorción de estos componentes. -Otorga un PH óptimo para que las enzimas pancreáticas actúen y también para que el borde del cepillo de las células intestinas puedan absorber adecuadamente los nutrientes. -Previene el daño de la mucosa, si no se tienen estos mecanismo de secreción pancreática en el duodeno se producen ulceras. La pared intestinal del intestino delgado es bastante más débil que la del estómago que tiene varios mecanismo para protegerse del ácido, el intestino delgado es bastante dependiente de la secreción pancreática y neutralización del acido para protegerse, se pueden producir heridas en el intestino por exceso de ácido. Hay una enfermedad que se llama enfermedad de ¿?que es un tumor que secreta gastrina en forma incontrolada, la gastrina estimula la secreción de ácido en forma muy controlada sin feedback negativo y lleva mucha carga del ácido al duodeno y genera muchas lesiones. Esto ocurre también en las glándulas salivales, conductos biliares y en las células conductillares del páncreas, mecanismos intracelulares responsables de la secreción pancreática. Hoy se conoce bastante bien el mecanismo por el cual se secreta el bicarbonato, hay un transportador apical que intercambia aniones Cl por bicarbonato saca el bicarbonato al extracelular a expensas del cloro, esto entonces va a la secreción pancreática. ¿Cómo se genera le bicarbonato? En todas las células que producen bicarbonato hay una enzima que se llama anhidrasa carbónica que toma el CO2 forma bicarbonato que luego queda libre para ser secretado. Se necesita disponibilidad de cloro en el lumen, que se genera por el transportador CFTR que transporta Cl desde el interior de la célula hacia afuera. El gen de CFTR cuando se muta pierde su función y genera una enfermedad llamada fibrosis quística. Cuando se genera bicarbonato para la secreción se genera un hidrogenión que necesita movilizarse rápidamente porque o sino la célula se muere. Hay una transportadora de hidrogenión con sodio para luego ser neutralizado en el plasma. El CTFR es una proteína ABC que transporta Cl desde el interior de la célula al exterior, se expresa en páncreas, pulmón y conducto biliar. Secretina, es una de las hormonas más importantes en la secreción acuosa y de bicarbonato al estimular los conductos pancreáticos. Es secretada por las células S. Si cuando comemos se miden lo niveles plasmáticos de secretina, se verá la secretina aumenta en el plasma. Dentro de los estímulos de la comida uno de los estímulos más importante podría ser el ácido. El grafico muestra que es lo que pasaría si se usara un inhibor de la secreción ácida por ejemplo omeoprazol, se observa que la secretina no se eleva si no hay un cambio de PH hacia acídico. Estímulos de la fase intestinal, se libera CCK desde las células I estimulada por aminoácidos, péptidos, FFA de la dieta y la CCK parece estimular la secreción acinar principalmente por vía indirecta (vagal). La secreción de secretina desde las células S estimulada por ácidos, FFA, liberación de péptidos. La secretina estimula principalmente los conductos biliares, la secreción ductal de bicarbonato por vía directa. Patrones de secreción pancreática basal y estimulada La secreción basal Si en ayuno se mide la secreción de pepsina secretada en el duodeno no es plana fluctúa es porque esta acoplado a la motilidad intestinal. Las tazas se secreción basal son bastante bajas 2% bicarbonato y 10% enzimas. Postprandial la secreción de los ductos incrementa tremendamente. Fase gástrica: se produce principalmente por la distensión gástrica y la liberación de gastrina, aquí se estimulan vías vagales colinérgicas que van finalmente a estimular algo de la secreción pancreática. Fase intestinal: La secreción pancreática es mayoritaria en esta fase. Los estímulos son principalmente aminoácidos, ácidos grasos, distención, ácido clorhídrico. Se libera CCK, secretina y reflejo entero-pancreático que contribuye en algo la secreción pancreática por distensión. Si llega contenido al estómago, del estómago pasa al intestino, hay hidrogenión, ácidos grasos, péptidos etc, que estimulan la secreción de CCK que va a estimular fundamentalmente por vía indirecta la célula acinar y también se libera secretina que va a actuar fundamentalmente sobre los conductos pancreáticos estimulando la secreción de agua y bicarbonato para liberar. El volumen y los receptores de osmolaridad podrían influir un poco sobre la secreción acinar por vías colinérgicas. Enfermedades Tienen que ver con las enzimas pancreáticas Pancreatitis aguda: inflamación aguda de páncreas. Se produce porque se activan dentro del órgano las enzimas pancreaticas. Se crea una inflamación pancreática, necrosis de tejidos (autodigestión), dolor abdominal importante, vómitos en la parte alta en forma sostenida, enzimas pancreáticas si se miden en el suero se encuentran elevadas en el plasma. En general pasa dejando en reposos al sujeto y pueden ser autolimitadas. Es una enfermedad más o menos frecuente. La causa más frecuente es la presencia de cálculos en la vía biliar que obstruyen la salida del líquido biliar pancreático y esa obstrucción hace que aumente la presión hidrostática hacia el páncreas. La segunda causa es la ingesta excesiva de alcohol. Pancreatitis crónica: inflamación ligera pero sostenida sobre el tejido pancreático y lo que hace es ir destruyendo los ¿conductos pancreáticos? , se van formando calcificaciones y obstrucción del conducto. Hay inflamación crónica dolor abdominal crónico pérdida progresiva de la función pancreática exocrina y también a veces endocrina, se pierde la capacidad de digerir, las personas tienen mala absorción de nutrientes, para lo que se puede dar enzimas pancreáticas por vía oral para sustituir la pérdida de función del páncreas. Digestivo 7: Digestión y absorción de nutrientes Las grasas, lo que denominamos lípidos, las grasas de la dieta son importante, porque son un fuente muy importante de energía, ustedes saben que las grasas proporcionalmente peso a peso tienen mucha más energía, cierto, que los carbohidratos y las proteínas, y además aportan ácidos grasos esencial y vitaminas liposoluble y además son precursores de derivados lípidos en nuestro cuerpo, ácidos grasos esenciales significa ¿qué cosa? Nosotros no la podemos producir, fabricar así que la debemos tomar del medio. Ahora el capítulo de los lípidos no es tan complejo como cuando lo comparemos con las proteínas, porque los lípidos son más simples que las proteínas. La fuente de lípidos para la absorción y digestión en el intestino son fundamentalmente estos 3 los lípidos y las vitaminas liposolubles, por supuesto. Los triglicéridos son los que más conocemos como grasas, ustedes ven aquí a la fuente exógena se refiere a lo que entra por la boca, a lo que comemos, lo que mastican los dientes, no cierto y después tragamos. Y fuente endógena donde los dientes y la boca no se ocupan, sino que las producimos nosotros. Los triglicéridos (TG) son fundamentalmente fuente exógena, lo que comemos nosotros en una dieta occidental son 100 a 150 gramos al día de TG dependiendo de lo que comemos. Estos números hacen referencia a lo que comemos, lo que ingerimos, no a lo que necesitamos, porque si quisiéramos podríamos ingerir 0 gr de TG bajo una dieta restrictiva. En los TG la fuente endógena es mínima comparada con la dietaría o exógena. Y estas, que provienen de endógena, son los TG que provienen principalmente de la descamación celular en el epitelio digestivo, que ustedes saben que ocurre de forma muy importante en el intestino que se renueva rápidamente. Fosfolípidos (FL) como ustedes ven, 1 a 2 gramos que llegan al intestino por la dieta en comparación a 10 veces más desde la fuente endógena, esta fuente endógena que ya la vimos, que cosa tiene muchos FL, las micelas que vienen del hígado, la bilis, dijimos que la bilis era muy rica en FL, en fosfatilcolina, específicamente. Así que estos 10 a 20 gramos son de fuente endógena biliar y el colesterol que es otra grasa, ustedes ven de lo que comemos es variables pero alrededor de 300 a 500 mg diarios es lo que comemos de colesterol, pero esto es bastante variable, si una persona es vegetariana estricta no va a comer colesterol, a menos de que comiera huevo, pero si es así no es vegetariano estricto, hay vegetarianos que comen huevo y otros que no comen huevo o que toman leche o que no toman leche, los vegetarianos estrictos al parecer comen solo vegetales, y el colesterol es de origen animal. Los esteroles de origen animal se llaman fitoesteroles que también comemos por cierto, no están representados aquí y ustedes ven que nuevamente la fuente principal de colesterol es endógena, más que exógeno, es 3 veces más lo endógeno que lo exógeno que viene de la dieta y también de donde viene este colesterol endógeno, de la bilis fundamentalmente, también es por descamación celular, pero dijimos que la principal fuente de eliminación de colesterol es la bilis. Así que esto es re-importante tenerlo presente, porque es cultura general. Ahora, la eficiencia de absorción depende del tipo de lípido y evolutivamente los mamíferos han desarrollado mecanismos súper eficientes para captar del medio los TG, que una fuente muy importante de energía, dependemos de ellos, así que casi todo lo que comemos se absorbe o todo que esté disponible en el tubo digestivo para absorción se absorbe, más del 95%, lo mismos ocurre en los FL, pero la absorción de colesterol es mas variable, de persona a persona, ustedes aquí que en general el porcentaje de colesterol que está disponible para ser absorbido que está en el tubo, ya sea de origen endógeno o dietario se absorbe sólo del 30 al 60%, y esto siempre llamó la atención por qué razón somos como más selectivos con la absorción de colesterol, en el sentido de que lo podemos excluir un poco del cuerpo, algunos sujetos absorben más, otros menos, hoy día se sabe que esto se hereda, que hay personas que tienen a absorber mucho más, se llaman absorbedores eficientes de colesterol y otros que absorben menos se llaman absorbedores poco eficientes o ineficientes de colesterol. Para efectos de salud, a uno le gustaría estar cercano a esto, siempre se ha ligado al contenido de colesterol corporal con enfermedades, cuando se acumula, aterosclerosis, por ejemplo. Bueno aquí se ve más que en la etapa digestiva, de digestión de los lípidos se requiere de una interface hidrofóbica y hidrofílica y cómo vamos a ver, esas se lo dan las sales biliares y los FL, también. Aquí les presento las grasas, las conocen no cierto, han tenido clases de química, si. Los TG muy importante en las dieta, son lo que comemos en la dieta lo más importante y esta molécula se llama TG porque tienen 3 ácidos grasos (AG) y un núcleo de glicerol, se llaman triacilglicerol. Y tienen unido a este glicerol en posición α, β, γ o también se les llama posición 1, 2, 3 estos AG no cierto, y los AG pueden ser de distinto tamaño y se agrupan en AG de cadena larga, que tiene de 14 a 22 C, de cadena mediana de 6 a 12 C y de cadena corta que tiene < de 6 C. La gran mayoría de los TG la dieta son de cadena larga, sin embargo nosotros estos de acá lo tenemos muy presente porque algunas veces lo utilizamos en clínica porque se absorben de forma diferente los de cadena larga los de cadena corta o mediana. Ahí dice PUFFA una abreviación en ingles, ácidos grasos poli-insaturados que también tiene que ver con cierto riesgo a desarrollar enfermedades relacionadas con el depósito de lípidos, aquí dice que los PUFFA, estos poli-insaturados siempre están en posición-β, un detalle que no tiene mayor importancia para ustedes. Los FL son moléculas estructuralmente parecidas a los TG, es como un diacilglicerol, pero aquí en la posición 3, hay un residuo que es diferente que está unido a un fosfato y este residuo es el que le da la característica al FL, dependiendo de qué residuo tiene, si tiene colina, serina, etanolamina o inositol y ese residuo es el que le da el nombre al FL, si tiene colina, se llama fostatidilcolina, si es serina, fostatidilserina, ¿de acuerdo? Y así. Hay una gran variedad de FL y la membrana plasmática de la célula es una mezcla de FL, que varía, a veces, de órgano en órgano y como ustedes saben, la secreción biliar, de la bilis, hay sólo fosfatidilcolina, no hay otro lípido, esta es una cosa bien particular. El colesterol que ingerimos en la dieta puede ser colesterol libre, que es esta molécula que ya vimos en secreción biliar que es insoluble en agua, se llama ciclopentanopeptidofenoltrieno? o puede estar esterificado, o sea unido acá a este carbono, un acido graso también, como un X y colesterol. La mayor parte del colesterol que ingerimos en la dieta es colesterol libre, y un poco de colesterol ester, esto tiempo importancia porque para ser absorbidos estos 2 colesteroles tiene distintos mecanismos de digestión. Ahora para digerir y absorber los lípidos tiene que ocurrir cambios a estos lípidos, los lípidos no pueden ser absorbidos como tales, estas moléculas grandes no pueden ser absorbidas así, así que en el fondo hay que destruirlas, modificarlas, eso se llama hidrólisis o lipólisis y tienen que ocurrir eventos luminales que son las que están en el lumen del intestino y eventos mucosos que ocurren en las células del intestino, en el enterocito, todo esto ocurre, la absorción de los lípidos ocurre siempre en el intestino delgado y estos otros eventos luminales puede ocurrir de forma más proximal, así que tiene que existir emulsificación de las grasas, luego lipólisis o hidrólisis de las grasas, estas grasas tiene que ser solubilizadas la mayoría de ellas, no todas, tiene que ser solubilizadas en micelas, una estructura que ustedes ya conocieron en la secreción biliar y después tiene que difundir, hacer contacto con la superficie del tubo intestinal para ser captadas y absorbidas y en la célula lo que ocurre es que hay captación en la superficie celular, tiene que ser internalizadas a la célula y luego curiosamente lo que destruimos para poder captarlo, lo volvemos a sintetizar, tiene que haber una re-síntesis lipídica dentro de la célula, en el enterocito, para formar estructuras lipídicas grandes que se llama quilomicrones que son las que finalmente son interiorizamos en el medio interno, principalmente a la secreción linfática, por vía linfática van finalmente a circulación sanguínea. Digestión es digerir, es lo que ocurre a nivel luminal, en general, ordenamos la cosa en 3 tipos de digestión de lípidos, 1 que son los que requieren de solubilización micelar y no otra cosa, quienes son los que requieren ser solubilizados en micelas directamente el colesterol libre y las vitaminas liposolubles que son estas, que ustedes probablemente conocen A, E, D, K. Hay otros lípidos que solo requieren hidrólisis o lipólisis por enzimas como lipasas y son los TG con ácidos grasos de cadena mediana que son como les dije los menos abundante en una dieta occidental normal, pero por ejemplo hay algunos alimentos como el aceite de coco que es muy rico en ácidos grasos de cadena mediana, entonces cuando hay ácidos de cadena mediana solo se requiere de hidrólisis enzimática no requieren de ir a micelas. Y la gran mayoría de los lípidos, especialmente los TG, requieren hidrólisis o lipólisis y solubilizacion micelas, TG de cadena larga que es la gran mayoría, los FL y los ester de colesterol requieren por supuesto de hidrólisis. Entonces este es un esquema como funcional, ustedes tienen aquí los TG de cadena larga (“Long chain”) de cadena mediana, FL, de ester de colesterol requiere de lipólisis o hidrólisis. Y los de cadena mediana pueden ir directo a absorción como el aceite de coco pero lo otro va a solubilización micelar para ser absorbido, es una absorción facilitada. Y por último, el colesterol libre no esterificado y las vitaminas liposolubles solo requieren de solubilizacion micelar, porque están como listas para ser absorbidas, pero se solubilizan para facilitar su absorción. Reconocemos aquí en la digestión, especialmente en la digestión de los triglicéridos una fase gástrica y una fase intestinal y la absorción eso siempre ocurre a nivel mucoso en el intestino delgado. La fase gástrica, que es lo que entendemos por emulcificación mecánica, que vieron con el doctor cisternas, la molienda, los alimentos se muelen en el estomago por la motilidad contra un píloro que está cerrado en el periodo posterior de ingesta y el alimento se va convirtiendo en pequeñas partículas. Durante esta fase desde el estomago al duodeno pasan partículas muy pequeñas que generalmente miden de 1 a 2 mm y también, el estomago produce ciertas enzimas la lipasa gástrica, que vimos en secreción gástrica. Y en la fase intestinal, también estos eventos luminales al igual que en el estómago esta la digestión por acción de las enzimas, en este caso por la lipasa gástrica, que es la más importante que vimos en secreción pancreática exocrina y también una lipasa activable por sales biliares, que también mencionamos en la clase anterior. Y aquí ocurre también la solubilización micelar, por acción de la secreción biliar y finalmente la difusión de los componentes para ponerse en contacto con la superficie del intestino, que una vez que se ponen en contacto con la mucosa, captación, re-síntesis, etc. Y esto ya vieron con el doctor cisternas, el objetivo de general partículas muy pequeñas, aquí debiera ser milímetros, lo que ocurre aquí es que aumenta muchas veces la razón superficie volumen, cosas que están por fuera pueden interactuar de manera más eficiente con estas partículas, como enzimas, para seguir digiriendo eso componentes. Dijimos que la lipasa gástrica era resistente a la pepsina, que genera el mismo estomago y funciona a un pH amplio, tiene la característica de funcionar a un pH acido en el medio gástrico y esta lipasa gástrica actúa sobre enlaces especifico, en enlace 3 de TG, se acuerdan α, β, γ, genera entonces uhh ahh la primera vez que te vi dijiste que querías llegar hasta mi después, entonces si actúa ahí sobre ese enlace y luego rompe el enlace y libera el acido, va a generar ácidos grasos libres y TG. Y esta digestión inicial de los triglicéridos en el estomago da cuenta de un 10 a un 30% de la digestión lipídica, el resto tiene que ocurrir más abajo y de hecho dijimos que el estomago era un órgano prescindible, que podemos vivir sin estómago. Y de nuevo un recordatorio de algunas propiedades de la lipasa pancreática, es una enzima clave de la digestión de TG, muy importante, sin esta enzima sí que hay un deterioro de la absorción de TG y esta digestión por esta enzima ocurre casi por completo en el yeyuno alto y es muy eficiente, ocurre muy rápido. Secreta en exceso, o sea el páncreas produce muchas veces más de lo que necesitamos y eso tiene sentido, por ejemplo para asegurar la sobrevivencia. Nosotros sabemos que cuando se reduce la secreción de la lipasa a menos del 10% del valor normal las personas pueden desarrollar una mala absorción a las grasa, así que hay una reserva funcional como de un 90%, se entiende eso, reserva funcional. Se secreta de forma activa, recuerdan que hay algunas enzimas pancreáticas que se secretan de forma activa y otras de forma inactiva, esta se secreta activa, va con una coenzima y funciona a un pH optimo más bien neutro, cercano a la neutralidad y por eso es tan importante que se secrete en conjunto con bicarbonato, como he repito tantas veces, secreción pancreática exocrina es muy rica en bicarbonato y para que actué bien tiene que tener un ayudante, otra enzima pancreática que se denomina colipasa porque actúa co, con la lipasa, juntas como un cofactor que facilita su acción en esta interfase hidrofobica e hidrofílica de la emulsión de las grasas que vamos a ver inmediatamente. Entonces qué es lo que ocurre con la lipasa pancreática y la lipasa gástrica, recuerden que la lipasa gástrica actúa solamente aquí y genera digliceridos (DG) como la primera digestión de lípidos en el estomago y después la lipasa pancreática actúa sobre posición α y γ también, quedando ácidos grasos libres y aquí queda un monoglicerido. Es un cofactor que se necesita para ¿? la conformacional, se une para actuar mejor, y los ácidos grasos y los monogliceridos pueden solubilizarse en micelas. La lipasa gástrica solo puede funcionar aquí genera digliceridos y ácidos grasos libres, en cambio la lipasa pancreática actúa acá y genera ácidos grasos libres y monogliceridos. Y aquí por ejemplo está representado en este dibujo, una gota de grasa, donde se van incorporando sales biliares, lo que también facilita la acción de la lipasa pancreática y la colipasa, que es la lipasa que se une y colabora en el proceso enzimático de hidrolisis de las grasas. Y este gráfico representa aquí dice la liberación de las grasas que es lo que finalmente queremos liberar desde los TG los ácidos grasos para poder absorberlos en función del tiempo, por ejemplo cuando le agregamos sales biliares solas, como que no contribuye mucho a aumentar la obtención de ácidos grasos que cuando agregamos la colipasa junto con las sales biliares, la colipasa en presencia de lipasa pancrática se hace súper eficiente el sistema de liberar ácidos grasos. Así que ustedes ven que la lipasa requiere de estos como cofactores para funcionar bien. También está ésta otra lipasa que a veces se les da poca importancia pero tiene utilidades que es la lipasa activable por sales biliares, es una lipasa que requiere de la presencia de sales biliares para actuar, es como indispensable. Es también de origen pancreático, hidroliza una gran variedad de lípidos y cuando se compara con la lipasa pancreática, con la otra, la más importante, es un poco menos eficiente, también se activa por un cambio de conformación de la enzima por la presencia de sales biliares, este detalle aquí no tiene importancia para ustedes y un detalle también entretenido es que también existe una lipasa activable por sales biliares en la leche materna, la glándula mamaria produce una lipasa activable por sales biliares y facilita la absorción de grasas en la leche materna, en el recién nacido y está presente generalmente en todos los mamíferos y porque es eso, porque a veces los recién nacidos y eso es porque a veces los recién nacidos tiene la secreción exocrina un poco inmadura no tiene todavía lipasa pancreática suficiente y así asegura la absorción de lípidos, la leche con su enzima incluida es un sistema inteligente. En relación con colesterol, el ester de colesterol que necesitamos nosotros también hidrolizarlo, y dijimos que un poco del colesterol de la dieta viene como colesterol ester, de un 10 a un 20% y este colesterol es hidrolizado fundamentalmente por esta lipasa activable por sales biliares, es una peculiaridad. Y los FL, como se digieren los FL, por las fosfolipasa que también son secretadas por el páncreas, especialmente la fosfolipasa A2 permite hidrolizar los FL para ser absorbidos, que es secretada como un pro enzima. Ahora vamos a ver un poco como es la solubilización micelar y después la difusión. Esta es una micela que creo que se las presente ya se las presente en la secreción biliar que ya está en el tubo digestivo y podemos reconocerla porque ya tiene los componentes de la bilis, de la secreción biliar, aquí están las sales biliares por fuera en contacto con el agua con su grupo hidroxilo y hay fosfolípidos, también con su grupo hidrofílico mirando hacia el agua y su grupo hidrofóbico mirando hacia el centro, aquí hay colesterol libre entremedio, este colesterol no sabemos de dónde viene, si es colesterol dietético o biliar, probablemente ambos porque se van incorporando el colesterol dietético libre, 3 componente que son propios de la dieta, ácidos grasos libres, colesterol, que se van incorporando a esta micela y lo que hace la micelización es facilitar la transferencia, la difusión de los lípidos desde el lumen, a través de la barrera de la mucosa intestinal, para que se ponga en contacto con la superficie plasmática de enterocito, que tiene captar e internalizar las grasas, en forma eficiente y esto es así porque al incorporarse los ácidos grasos libres a la micela aumenta muchas veces su concentración por unidad de volumen, si los ácidos grasos están en función acuosa y no así en micelas, alcanzan concentración bajas, el hecho que se micelicen aumenta como 10 veces la concentración por unidad de volumen de ácidos grasos libres y eso hace la difusión y la captación sea luego mucho más eficiente. Y este grafico lo que muestra nuevamente son las micelas que contiene ácidos grasos libres, monogliceridos, FL, colesterol y vitaminas liposolubles, por ejemplo, que se estructuran ahí. Y aquí lo que muestra este gráfico es la solubilidad de las grasas, monogliceridos, ácidos grasos, digliceridos, colesterol ester y triglicéridos en función de la concentración de sales biliares, a partir de 2 mM de sales biliares hacia arriba la capacidad de solubilizar monogliceridos es muy eficiente, en cambio, los TG y el colesterol ester se mantienen como bastante insolubles en un solución acuosa con sales biliares, porque estos monogliceridos y los ácidos grasos pueden incorporarse a las micelas. Entonces dice aquí que se requiere de las sales biliares para una máxima eficiencia de absorción intestinal de lípidos, y en ausencia completa de sales biliares existe un porcentaje significativo de lípidos que se absorben de todas maneras, porque hay condiciones de enfermedad en la cual a lo mejor tenemos ausencia de sales biliares en el intestino eso puede ocurrir excepcionalmente, y a pesar de que no hay sales biliares se continúan absorbiendo como el 50% de los lípidos de todas maneras y aparentemente es porque, en vez de formarse estructuras micelares, se forman estructuras vesiculares, se acuerdan cuando hablamos de la secreción biliar que había micelas y lamelas o vesículas, y era fundamentalmente con FL. Y después entonces una vez que tenemos la grasita digerida y solubilizada, las que tienen que ser solubilizada, que son la mayoría en micelas y entran en contacto con el enterocito, ocurren los eventos mucosos que tiene que haber captación, incorporarse a la célula para finalmente sintetizar los quilomicrones. Y ¿cómo ocurre esto? Ahí ustedes tienen los triglicéridos que por la acción de las lipasas forman ácidos grasos libres y monogliceridos, se micelizan, entran entonces en estrecho contacto con la superficie del enterocito y finalmente son captadas y transportadas a interior del enterocito, de la célula. Hoy día se sabe que, se pensaba en un principio que este transporte era pasivo y que era tan eficiente que no necesita transportadores ni proteínas que los captaran, pero hoy sabes que existen aquí una serie de proteínas que son capaces de facilitar el proceso, que es más de una pero que no se las quiero mencionar porque no me parece que tenga mucho sentido que se las sepan, pero aquí hay transportadores que facilitan la incorporación de ácidos grasos libres y monogliceridos al interior de la célula como esta graficado aquí. Así que hoy en día lo que predomina es que es un transporte activo, no facilitado como dice aquí, sino que predomina este transporte activo facilitado por transportadores, entonces estos lípidos van a síntesis nuevamente, a la síntesis de triglicéridos. Ella pregunta por unos fármacos que se suponen disminuirían la absorción de las grasas, hay un fármaco que actúa sobre la lipasa pancreática inhibiéndola, entonces produce una mala absorción de las grasas por la inhibición de la lipasa, pero también hay fármacos hoy en día que bloquean específicamente la absorción de colesterol, que tienen objetivos distinto una se supone que para ayudar a bajar de peso y la otra es específicamente para disminuir los niveles de colesterol plasmático, él para las grasas actúa sobre la lipasa. Ahora este sistema es un poquito como “nerd”, porque tenemos las grasas, las desagregamos en sus componentes básicos para poder incorporarlas y después tenemos que volver a acoplarlas. Lo que desacopló lo volvemos acoplar para poder absorberlo. Bueno eso tiene algún sentido supongo, hay un gasto energético ahí que necesitamos hacer. Hay bastantes evidencias del porqué el transporte de los ácidos grasos y los monogliceridos parece ser facilitado por transportadores específicos, aquí he resumido varia evidencia, es un transporte que es saturable, es decir, que no es infinita la capacidad de transporte, sino que se satura, tiene alta afinidad y es sensible a proteasas, lo que ha sugerido que hay proteínas involucradas, transportadores, si se utilizan proteasas sobre la superficie de la célula se afecta el transporte y la captación. También hay una variedad de sustratos que pueden ser transportados, ácidos grasos, monogliceridos, FL. Si ustedes bloquean el co-transportador de sodio, se acuerdan, sodio potasio ATPasa por ejemplo, si ustedes lo bloquean se afecta el transporte, lo que quiere decir que el transporte de requiere de alguna forma de acople con sodio, lo que habla de un transporte activo, lo vimos acá, si ustedes inhiben la sodio potasio ATPasa con oubadina se afecta el transporte. Y se han identificado algunos transportadores, por ejemplo hay uno que se llama FABP de fatty acid binding protein, proteína que une ácidos grasos que está en el ribete en cepillo y facilita el transporte de AG, cuando ustedes bloquean esta proteína por ejemplo con anticuerpos contra esa proteína se reduce la capacidad de absorción. Existe cada vez más evidencia de que ese transporte es muy eficiente, es facilitado por proteínas transportadoras. El transporte de colesterol, acuérdense que lo vieron entonces con el doctor igori, así que se los voy a mencionar muy rápidamente. El colesterol que está en lumen intestinal puede provenir de la bilis, colesterol libre o de la dieta, aquí hay colesterol libre, colesterol ester y también esteroles vegetales (EV), que viene en la lechuga tomate, y los dos esteroles vegetales más importantes es el fitoesterol y el campesterol por si alguien le interesa. Entonces este colesterol puede ser absorbido, ya sea de origen biliar o de la dieta, puede ser absorbido y dijimos que hay personas que pueden absorber más y personas que absorben menos, y hoy día sabemos que hace probablemente 6 a 8 años se ha descubierto esto, que la incorporación de colesterol al enterocito también es un transporte facilitado por un transportador que hoy día es conocido, que se llama NPCL1, que esta es una permeasa que permite que el colesterol libre ingrese a la célula, difusión facilitada . Y el colesterol cuando esta dentro tiene variadas rutas, puede ir a la síntesis de quilomicrones, para lo cual ¿? hay que esterificarlos y esa es una enzima que esterifica el colesterol, van a los quilomicrones y finalmente es absorbido o este colesterol que entro a la célula puede volver a salir, por otro mecanismo bastante eficiente que son estas proteínas que también se expresan en el hígado, se acuerdan que las mencionamos en los hepatocitos ABCG6/G8 que lo que hacen es volver a secretar el colesterol hacia afuera. Esta proteínas, extrañamente, es mucho más eficiente para transportar fitoesteroles, el colesterol de las plantas cuando uno la compara con el colesterol y eso explica la razón por la cual nosotros casi no absorbemos fitoesteroles, absorbemos menos del 5% de los fitoesteroles que hay en la dieta, así que comemos más o menos el mismo colesterol que el colesterol vegetal o fitoesteroles 300mg al día, el colesterol podemos absorber cantidades variables del 30 al 60%, pero los fitoesteroles los excluimos prácticamente. La razón de esa exclusión es esta proteína que esta bombeando hacia fuera los fitoesteroles y parte del colesterol que ingreso. Hay un fármaco disponible en el comercio que bloquea específicamente la acción de esta proteína que facilita el ingreso, se llama acetamina y de hecho se sugiere usar esta vez para disminuir el colesterol plasmático en personas que lo tienen alto, actúa ahí específicamente. Bueno una vez que estamos adentro tenemos que resintetizar entonces lípidos y eso es lo que ocurre aca cuando ingresan los ácidos grasos libres y monogliceridos a la célula, hay enzimas, hay varias enzimas, que no importa su nombre ahora, que se encarga de resintetizar TG y esto ocurre en el REL dice ahí posterior a la ingesta cuando estamos en ayuna tiende a ocurrir en el RER y esta es la vía más importante. El concepto aquí es que las grasas tiene que volver a unirse, el glicerol que viene por acá con los ácidos grasos, así que formamos triglicéridos. Y el colesterol ester, en general puede ocurrir lo mismo dentro de la célula, no todo el colesterol se esterifica dentro de la célula, pero parte de él si se esterifica y las enzimas que participan en la esterificación del colesterol desde dentro de la célula son las mimas o muy parecidas a las que esterifican los digliceridos o el glicerol para formar TG. Y una vez que se resintetizan los lípidos tiene que ir a formar quilomicrones para poder se secretados a la linfa, esto lo vieron entonces con el doctor Riveros, es un mecanismo, un proceso que hoy día se conoce bastante bien. Estas son lipoproteínas de mayor tamaño y de mayor densidad que existe en la circulación y están compuestas por lípidos de absorción intestinal. Más del 95% del contenido de las lipoproteínas son lípidos y el resto son proteínas que denominamos apoproteinas o apolipoproteinas. Estos quilomicrones se caracterizan por ser muy ricos en TG de la dieta, en comparación con FL y colesterol ester o libre, que están aquí en el centro de la partícula fundamentalmente. El quilomicrón tiene varias apoliproteinas, pero las dos más características del intestino Apo B48 que esta puesta ahí en rojo. Si uno agarra una lipoproteína en el plasma y caracteriza su bajo proteínas y en algunas de ellas encuentra que hay Apo B 48 uno sabe que viene del intestino. Esa es la ruta de entrada que tiene. Bueno hay una ruta conocido que prefiero que no mencionárselas, porque la vieron con el doctor bigotes y no tiene mucho sentido. Hay buenas revisiones de la absorción de lípidos y esta figura lo que muestra en fin es un resumen de los eventos mucosos que ocurren con los lípidos, aquí se grafica el ribete en cepillo del enterocito, aquí uniones densas entre un enterocito y otros, y aquí se grafica que el colesterol, por ejemplo, ingresa a la célula facilitado por este transportador que les dibuje y una vez que el colesterol esta dentro puede ser esterificado, como dice aquí, por esta enzima AGAT o puede salir hacia afuera, por esta proteína especifica HELF?. El porcentaje de colesterol que somos capaces de absorber entonces va a depender de la suma, de la sumatoria de esta función de salida y de la esterificación. Una vez que el colesterol es esterificado que como atrapado dentro de la célula, no puede salir hacia allá. Las personas que por ejemplo absorben menos colesterol, las que absorben un 30% de colesterol, pudieran tener una ganancia de función de G5/G8 o que este esterificando menos y este más disponible para salir, y que esta funcione menos, permitiendo que entre menos, bueno eso es lo que sabe que puede ocurrir, todas esas cosas pueden pasar a las personas que absorben más o menos colesterol. Y ustedes ven acá que por ejemplo la entrada de ácidos grasos esta facilitada por un transportador que se llama el CD36 que se une a proteínas transportadoras y va aquí al ensamblaje de estas lipoproteínas grandes que son los quilomicrones. Acá también se grafica el retinol, que también es vitamina A, aquí es vitamina E, también se ha sugerido que hay transportadores específicos de por lo menos para algunas vitaminas liposolubles y estas tendrían transportadores que facilitarían su ingreso a la célula y estas vitaminas liposolubles en general van a ensamblarse en los quilomicrones para ser incorporados en el medio interno. Bueno aquí está la ruta, retículo endoplásmico a aparato de Golgi aquí sufren modificaciones, hasta que finalmente se forman vacuolas lipídicas, con quilomicrones nacientes que van a la linfa. Ese es el mensaje más importante. Esas son las grasas, ¿de acuerdo? Digestivo 8: Digestión y absorción de proteínas Las proteínas son muchas, hay gran cantidad variable, en cambio las grasas, son más fáciles por sus estructuras dado que hay pocos sitios de corte y absorción de lípidos. Las proteínas son muy distintas de otras, y esto tiene que ver con la variabilidad genética que existe, y también de lo que ingerimos. Digestión y Absorción de Proteínas, Generalidades La fuentes de proteínas provienen mayormente de los vegetales y animales, uno come alrededor de 70-100g de proteínas al día. La secreción endógena aporta como 30g más, que viene de la descamación de células, y otro poco que proviene de enzimas (lipasas, pepsinas). Las proteínas más importantes de la bilis son: albumina, Ig, y mucina, que conforman un core proteico de la bilis. En general las proteínas de la dieta son necesarios para el balance de nitrógeno en el cuerpo y además son la fuente de aminoácidos (que ahora serán sólo aminoácidos) esenciales, que deben ser ingeridos por la dieta. La digestión y absorción es bastante eficiente, y las deposiciones contienen de 6-12g de proteínas, y si calculamos que por día botamos 100-200g de deposiciones, tendríamos que menos de un 10% en masa es proteína, por lo tanto el otro 90% es absorbida, y si comparamos con la absorción de lípidos es más o menos similar en caso de los fosfolípidos (más de 95%) pero mayor que la de colesterol (entre 30-60%), la absorción de proteínas ocurre casi exclusivamente entre el píloro y la válvula ileocecal. No podemos vivir sin intestino delgado, porque no habría absorción de nutrientes, pero si pueden vivir sin estomago y colon. Aminoácidos Esenciales (deben ser ingeridos por dieta) : Valina (Val), Leucina (Leu), Treonina (Thr), Lisina (Lys), Triptófano (Trp), Histidina (His), Fenilalanina (Phe), Isoleucina (Ile), Arginina (Arg), Metionina (Met). No Esenciales (los podemos sintetizar nosotros) : Alanina (Ala), Prolina (Pro), Glicina (Gly), Serina (Ser), Cisteína (Cys), Asparagina (Asn), Glutamina (Gln), Tirosina (Tyr), Ácido aspártico (Asp), Ácido glutámico (Glu) Calidad y Digestibilidad de las Proteínas ¿De qué depende la calidad y digestibilidad de las proteínas? La fuente proteica de origen animal es más digerible que la vegetal. A mayor % de Prolina, como por ejemplo el gluten que es la principal proteína de trigo, o caseína, baja la digestibilidad de las proteínas, dado que son más resistentes a proteasas. Las proteínas fosforiladas, como la caseína, son más resistente a proteasas por lo que es más difícil digerirlas La cocción facilita la digestibilidad de muchos alimentos, pero hay ciertos alimentos done disminuye la digestibilidad por la formación de aductos. Estructura de las Proteínas La digestibilidad más difícil, como se menciono anteriormente, se debe a la alta variabilidad de las proteínas y para lograr digerirla tenemos que tener mucha maquinaria para atacarlas en distintas formas. Un aminoácido, está formado por un grupo amino (NH2) y uno carboxilo (COOH) y dentro tiene un R, que le da la identidad a estos aminoácidos, y se pueden clasificar en: alifáticos, aromáticos, polares, básicos, ácidos. La unión entre aminoácidos es un enlace de tipo covalente entre los grupos amino y carboxilo, llamado enlace peptídico, y esto ocurre en RER y en los ribosomas. Para poder absorber todo, debemos degradar hasta obtener aminoácidos y péptidos, porque no podemos absorber proteínas enteras, así “tal cual” Habla sobre el código de aminoácidos de una sola letra, que es difícil aprender porque no siempre la inicial coincide con el nombre, y se comenzó a usar este sistema, porque es más fácil y corto expresar una proteína larga, y además se parece mucho a la forma de lectura del DNA. Además muestra que hay un aminoácidos C- terminal y uno N-terminal en una proteína. Las proteínas pueden tener distintas conformaciones espaciales, como la primaria, que es donde actúan las peptidasas, también puede estar en conformación secundaria, y terciaria, y cuaternaria (como la hemoglobina). Como se dijo anteriormente, dada la enorme variedad de posibles combinaciones aminoacídicas en las proteínas, existen múltiples sistemas de proteólisis para las proteínas y transporte de aminoácidos y péptidos en el intestino (enterocito) Se muestra un esquema de absorción proteica, donde una proteína primero es lisada por proteasas y peptidasas pancreáticas de origen gástrico y pancreático, también hay unas salivales, que generara aminoácidos libres (absorbibles) y oligopeptidos (que pueden o no absorberse), en Gral. pueden absorberse aminoácidos y di o tripéptidos. Están las proteasas luminales (en el ribete de cepillo) que son peptidasas de membrana que degradan oligopeptidos, y por último dentro del citosol hay más proteasas, por lo que hay cerca de 3 niveles de degradación de proteína. Los aminoácidos pueden ser absorbidos y un 90% lo hace de esta manera, pero también como péptidos (10%), esto pasa directo al territorio portal (sanguíneo) Digestión de Proteínas, Fases Fase luminal: actúan las proteasas y peptidasas solubles, y esto ocurre en estomago e intestino Fase parietal: actúan las peptidasas a membrana asociadas a membrana plasmática apical y de localización intracelular. Ocurre sólo en intestino. Digestión de Proteínas, Fase Luminal Gástrica Emulsificación y denaturación acídica de nutientes aumentan susceptibilidad a proteólisis enzimática, Las Pepsinas (proteasas ácidas) gástricas son: • Producto de células principales • Sus precursores son inactivos (pepsinógenos I y II) • Activación por autocatálisis a pH ácido que libera una porción de 44 aminoácidos NH2 terminal • Máxima actividad a pH 1-3 con inactivación a pH > 4.5 • Actúan sobre enlace peptídico formado por aminoácidos aromáticos y alifáticos • Generan oligopéptidos de gran tamaño y no absorbibles, pero aun así contribuyendo a la digestión inicial de proteínas Importancia de la Fase Gástrica de la Digestión Proteica EL estomago como ya hemos mencionado es un órgano prescindible, y contribuye un poco (10-15%) a la digestión de proteínas, por lo que no es un proceso esencial para la digestión proteica final (si el estomago fuese importante, no podríamos tomar omeprazol) Pero aun así estos productos generan otras reacciones como: la secreción de gastrina (por células G), secreción de ácido gástrico (células parietales), vaciamiento gástrico. Digestión de Proteínas, Fase Luminal Intestinal Este proceso ocurre en el yeyuno Mediada por acción secuencial de proteasas pancreáticas secretadas por células zimógenas Las proteasas pancreáticas actúan a pH neutro generando oligopéptidos (60-70%) y aminoácidos libres (30-40%) muy importante en digestión de proteínas Secreción de proteasas pancreáticas es regulada por factores hormonales (CCK, secretina,gastrina) y neurales (acetilcolina, VIP) por vía de cAMP y Ca+2/calmodulina Activación de Proteasas Pancreáticas Las enzimas pancráticas secretadas hacia el duodeno, son activadas por los son secretadas en forma inactiva y se activan por cascada proteolítica iniciada por enteroquinasa (que está en el ribete en cepillo de los enterocitos), el tripsinógeno es activado, por lo que se corta y genera tripsina y ésta es la enzima activa que lleva a modificar la estructura de otras pro enzimas, y puede auto activar al tripsinógeno. Las peptidasas se pueden clasificar en ecto (que actúan cerca del C-terminal) y endopeptidasas (que actúan en sitios internos de la proteína) según el lugar de acción que tienen sobre las proteínas que vamos a digerir. D16: se muestra un esquema de las ecto y endopeptidasas con algunos ejemplos, donde se observa que ciertas proteínas actúan sobre ciertos sitios específicos de la proteína, teniendo mayor o menor afinidad sobre ciertos aminoácidos donde corta estas peptidasas. Fase Parietal de la Digestión Intestinal de Proteínas Proteasas asociadas a membrana celular Más de 20 peptidasas diferentes: endopeptidasas, aminopeptidasas,carboxipeptidasas, dipeptidasas (pro-lina-dipeptidasa) • Digieren oligopéptidos luminales a amino-ácidos libres, dipéptidos y tripéptidos • Actividad regulada por sustrato y producto Proteasas intracelulares Amino di- y tripeptidasa, prolina-dipeptidasa Todas estas enzimas terminan por hacer el trabajo de digerir las proteínas y reducirlas al tamaño necesario (di- tri péptido y aa) para poder ser absorbido. Distribución Relativa de las Peptidasas Parietales Podemos ver que las enzimas del ribete en cepillo actúan en péptidos más complejos y tetrapeptidos, y una vez que son más chicos actúan mas las proteasas del citoplasma. Absorción Intestinal por Transporte de Aminoácidos y Péptidos Ocurre por transportadores de aminoácidos y péptidos del ribete estriado Transporte activo/pasivo y Na+ dependiente/independiente Necesidad de múltiples transportadores determinados por la diferencia de tamaño y carga de los aminoácidos y péptidos Los péptidos son transportados más rápidos en yeyuno y el de aa es más rápido en íleon. Transporte Intestinal apical de Aminoácidos Primero los aa deben ingresar por apical para luego salir por basolateral para poder así entrar al torrente sanguíneo. Esto puede ocurrir por distintos mecanismos: uno dependiente y otro dependiente de Sodio, y sabemos que están presente ambos, pero también hay transporte de péptidos y aa independiente y dependiente de sodio en la porción basolateral, que va acoplado a la Na-K ATPasa. Existen también transporte de péptidos di y tri péptidos pueden ser absorbidos por los enterocitos y ser transportado al torrente sanguíneo. Se ha descrito un transportador Pept-1 que va acoplado a transporte de hidrogeniones y también al co-transporte de sodio – hidrogenión. Transportador de Péptidos Pept-1 Proteína con 12 dominios de transmembrana Transporte activo de di- y tripéptidos acoplado a hidrogeniones Amplia variedad de sustratos: 400 dipéptidos, 8000 tripéptidos Regulación transcripcional y de transporte intracelular por sustrato, ayuno, hormonas (insulina) y drogas (clonidina) Absorción de drogas peptidomiméticas como IECA (Inhibidor Enzima Convertidora de Angiotensina) para hipertensos y antibióticos ß-lactámicos Importancia de la Absorción de Amino- ácidos y Péptidos en el Metabolismo Energético y Proteico del Intestino Los aminoácidos absorbidos, en particular glutamina, aspartato y glutamato, son la principal fuente energética del intestino (vital en personas que no pueden recibir alimentos oralmente, se inyectan ese 3 aa) Aproximadamente 10% de los aminoácidos absorbidos en el intestino se utiliza para síntesis proteica endógena en el mismo enterocito Síndromes Clínicos Hereditarios Asociados a Mal absorción Proteica Intestinal Defectos Específicos de Digestión/Absorción Proteica • Deficiencia de enteroquinasa o tripsinógeno • Deficiencia de prolina dipeptidasa • Síndrome de Hartnup: defecto en transporte de aminoácidos neutros • Cistinuria: defecto en transporte de aminoácidos básicos y cisteína • Intolerancia proteica lisinúrica Defectos Generales de Absorción Intestinal • Fibrosis quística: insuficiencia pancreática exocrina • Enfermedad Celíaca: falta de superficie intestinal; ribete en cepillo alterado, pierde cantidad de transportadores, lo que afecta a los procesos de aminoácidos y otro nutrientes. FUNCIONES DEL HIGADO Órgano “centinela” multifuncional El hígado cumple las siguientes funciones 1. Secreción biliar 2. Síntesis de proteínas plasmáticas biológicamente relevantes 3. Metabolismo carbohidratos, lípidos, proteínas. 4. Almacenamiento de glicógeno, lípidos, vitaminas, minerales. 5. Biotransformación y eliminación (Amonio, Detoxificación de endo- y xeno-bióticos) 6. Otras funciones (ej. inmunitaria) HÍGADO: FLUJO SANGUÍNEO DUAL El hígado posee un flujo dual porque recibe sangre con nutrientes absorbidos previamente en el intestino, desde la vena porta desde el territorio esplánico (hígado, bazo, estomago, páncreas) que representa un 75% del flujo del hígado, cabe mencionar que este territorio es de baja presión (5-10mmHg) y también llega sangre arterial por la arteria hepática que representa el 25% del flujo hepático. El flujo es de 1.5L / min pero que depende del momento del día, y de ejercicio entre otros, esta volumen representa un 30% del flujo sanguíneo corporal, y consume un 20% del O2 total. La sangre que se va del hígado lo hace por las supra hepáticas que vacía hacia la cava superior. Micro anatomía del hígado El hepatocito es el 60% del componente celular del hígado , pero hay otro tipo de células llamadas mesenquimales que representan el 35% de la células del hígado, que son importantes en fisiología, como Kuppfer (macrófagos) que circulan por el espacio sinusoidal , Ito (células estrelladas) que está entre el espacio de Disse importante en reparación y cicatrización , Células endoteliales sinusoidales, Células Pit (linfocitos) y por ultimo están los Colangiocitos (3-5%), que son las células del conducto biliar. Se muestra en el corte histológico, que a la izquierda está un vaso del territorio portal y a la derecha está la vena central, donde la sangre va desde el territorio portal hacia la vena central, y la bilis va desde vena central hacia territorio portal. Los territorios que están entre medio se clasifican en 1,2,3 de izquierda a derecha) donde el territorio portal es mas oxigenado , y la vena central es mas hipoxico, y esto es importante porque hay cierta preferencia de zonas donde predominan algunas funciones metabólicas , en la zona 1 por ejemplo se dice que hay gluconeogénesis, captación de oxigeno y ocurre el ciclo de la urea, y en la zona 3 hay mas glicolisis y citogénesis y gllucorinidación. Por ejemplo si hay falta de sangre, se destruye la zona mas hipóxica, donde es más sensible a cambios de O2, por ejemplo el paracetamol puede usarse para suicidio, porque afecta los procesos de oxigenación celular (en cantidades toxicas) Secreción Biliar, como ya tuvimos una clase entera, se saltó esa diapositiva. SINTESIS Y EXPORTACION DE PROTEINAS TODAS LAS PROTEINAS PLASMATICAS, EXEPTO IG El hígado es capaz de exportar todas las proteínas circulantes en el plasma, excepto la Ig que las secretan las células plasmáticas, pero por ejemplo puede exportar albumina (que da la osmolaridad), hay una mención especial a la -Fetoproteina dado que se puede usar como marcador en casos de cáncer, también puede exportar las Apo B, E (que se vio con el Dr. Rigotti), también es importante la proteína C reactiva (PCR) que está relacionada con el grado de inflamación. METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS Hígado: rol central en utilización de glucosa, fructosa (esta en la mayoría de las bebidas que tomamos), galactosa y niveles plasmáticos de glucosa. 1. Síntesis y almacenamiento de Glucógeno. 2. Conversión de galactosa (que viene de la lactosa) y fructosa en glucosa. 3. Glicogenólisis (glicógeno a glucosa). 4. Gluconeogénesis a partir de AA, lactato (hígado y también en corteza renal). 5. Glicolisis (anaerobiosis, genera ATP) La glucosa puede llegar a distintas vías metabólicas, para síntesis o transformarla en energía, lo importante es que todo esto ocurre en el hígado. En casos de insuficiencia hepática, se puede producir una hiperglicemia. METABOLISMO DE LIPIDOS Hígado: rol central en homeostasis de colesterol, triglicéridos. 1. -oxidación de Ácidos Grasos →Energía 2. Síntesis de Colesterol. 3. Síntesis de fosfolípidos. 4. Síntesis de Sales biliares. 5. Síntesis de TG, VLDL. 6. Síntesis de HDL. De hecho se sabe que casi todas Dislipidemias, Aterosclerosis, ECV: defecto primario en metabolismo hepático de lípidos, en su gran mayoría. El hígado es clave en la homeostasis de lípidos, el hígado puede sintetizar colesterol a través de acetato, o puede entrar colesterol a través de Apolipoproteínas que vienen del intestino, quilomicrones y células del organismo, como músculos tejido adiposo, que se denomina transporte reverso, todo esto va a un pool de colesterol que puede ser utilizado para la secreción biliar (SB) , o para ser re-empaquetado como VLDL y volver a circular ALMACENAMIENTO DE CH, lípidos, vitaminas y minerales Vit. A, que sirve para ver bien, (retinil-ester) de intestino a hepatocito (remanentes QuiloMicrones, rQM); luego 90% de las reservas corporales están en las células Ito, y es movilizado por cooperación con hepatocitos. Vit. K →Enterocito →rQM → Hepatocito →a VLDL → distribución corporal. Hígado sintetiza y secreta factores de coagulación dependientes de Vit. K (FII, VII, IX, X), proteínas C y S; se requiere vit. K para su síntesis. Vit. B (hidrosoluble) → almacenamiento en circuito entero-hepático, es decir, se absorbe, va al hígado, luego a la bilis, y de nuevo al intestino, asi como la bilis. HEPATOCITO, cumple un rol central en el almacenamiento y metabolismo de Fierro y Cobre (hemocromatosis; enf. De Willson). BIOTRANSFORMACION Y DETOXIFICACION A.- METABOLISMO DE AMONIACO Y SINTESIS DE UREA Es donde se une la función hepática con la función renal, porque se encarga de desinto?. Amoníaco (NH3): • Degradación proteica (desaminación de aminoácidos) resultado de la degradación. • Permeable a membranas biológicas, es decir puede difundir. • Sin función fisiológica conocida • Tóxico para el SNC. • Hígado, crucial en su catabolismo porque contiene el ciclo de la urea (o ciclo de Krebs- Henseleit). Amonio (NH4), impermeable a membranas. Uno de los mayores sitios de producción de amoniaco es el colon por efecto de las bacterias (microbiota), también ahí hay degradación proteica en el intestino que puede difundir hacia la vía portal y llegar al hígado y luego ser transformado en urea y así poder ser excretado por el riñón (en un 75% del total de amoniaco, en forma de urea). En el intestino el amonio también puede unirse a hidrogeniones, formando amonio donde se impermeabiliza y se elimina en las deposiciones. Cuando falla el riñón se acúlamela urea, y cuando falla el hígado se acumula amoniaco lo que puede llevar a pérdida de conciencia. Se puede observar que la mayoría del amoniaco proviene desde el intestino en un 50%, luego proviene la producción renal (de la medula) en un 40% y en menor proporción el musculo y eritrocitos. Se muestra como llega la urea por vía portal, entra al hepatocito, donde sufre modificaciones en la mitocondria y en el citoplasma formando urea para ser excretada por el riñón y otros aa como la ornitina, arginina. UTILIDAD DEL CICLO DE LA UREA • Depuración corporal de exceso de nitrógeno. • Conversión y depuración de AMONIO, que es neurotóxico. • Producción de Arginina para síntesis proteica o conversión a urea. • Insuficiencia Hepática: Encefalopatía hepática, se trata modificando a flora intestinal para producir menos amoniaco. • Cortocircuito vascular porto-sistémico (al amoniaco se “salta” el hígado y pasa directo a la circulación sistémica) desarrolla Encefalopatía hepática. Detoxicación Hepática • Fase I Citocromo P450 (proteínas microsomales) , generalmente no basta sola y necesita de enzimas (fase II) – Oxidación , Reducción, Hidrólisis • Fase II Enzimas – Conjugación • Glucuronidación (la bilirrubina es congujada para poder eliminarla) • Sulfatación , Glutatión, Metilación, N-acetilación • Conjugación con aminoácidos (como por ejemplo en las sales biliares , ej: glicina , taurina) Hay una fase III que es el transporte de estas sustancias desde el hígado hacia el riñón. Acá hay un ejemplo del metabolismo de la bilirrubina, que es un desecho de la destrucción de eritrocitos, donde es es captado por los fagocitos, luego es transportado junto a la albumina y dentro del hepatocito es conjugado y es transportado a través de la bilis, en conjunto con la bilis. Otras funciones del hígado Convierte AA a AG y glucosa. • Regula los niveles plasmáticos de lípidos (colesterol, AG, TG), glucosa, AA. • Metaboliza cuerpos cetónicos. • Inactiva y metaboliza hormonas. • Contribuye destruyendo GR defectuosos y viejos. Digestivo 9: Digestión y absorción de carbohidratos El aporte de los tres principales constituyentes de nuestra dieta tienen que ver con las proteínas, los carbohidratos y las grasas, que están más o menos representados así en la dieta occidental, y en la cual por lo general hay variaciones por generaciones, pero en promedio, más o menos el 40% de lo que la alimentación da en cuanto a su aporte de calorías, esta dado por carbohidratos, y el otro porcentaje esta dado por las proteínas y las grasas. Si hacemos una composición esquemática de cómo es la estructura o la composición de los diferentes aportadores de calorías en el humano, vemos que se hace una distinción entre polares y apolares, lo cual es importante, ya que dependiendo de estas características vamos a tener una diferente capacidad de absorción, los polares tienen alta solubilidad en agua a diferencia de los apolares que tienen baja solubilidad en agua, pero van a ser mas solubles en lípidos, lo que les permitirá traspasar membranas lipídicas. Todo el proceso que significa la digestión y la absorción tiene el fin de llevar los macronutrientes que comemos a micronutrientes para poder hacer que el cuerpo los absorba. Por ejemplo los triglicéridos al procesarse se busca llevarlos a ácidos grasos libres que pueden ser absorbidos, los hidratos de carbono son transformados en monosacáridos y las proteínas son llevadas a aminoácidos o bipéptidos o tripéptidos que son las que se pueden absorber, las vitaminas que se consumen se llevan a vitaminas absorbibles y los macrominerales también se llevan a una forma absorbible. En esta clase nos vamos a enfocar en lo que es los hidratos de carbono. En las etapas de la absorción tenemos: 1) Digestión que es la fase procesal luminal, todo lo que le sucede al alimento cuando todavía no se incorpora al organismo. 2) Fase absortiva que es la absorción de los nutrientes por la mucosa del tubo digestivo 3) Fase postabsortiva lo absorbido va al torrente sanguíneo (territorio venoso ortomesentérico) en el caso de los hidratos de carbono para ser conducidos al resto del organismo (en el caso de los lípidos recordar que es el torrente linfático el que los conduce) El órgano mas importante en la fase de procesamiento luminal mas importante es el páncreas, ya que no solo sintetiza la amilasa que es la enzima encargada de digerir los hidratos de carbono sino que también secreta la lipasa que es muy importante en la parte del procesamiento de las grasas y también secreta proteasas, importantes en el procesamiento de proteínas. En la fase absortiva el órgano más importante es el intestino delgado. Una persona puede vivir sin colon, pero no sin intestino delgado (intestino corto cuando no hay superficie adecuada para la absorción de nutrientes). Nuestro intestino está formado por millones de vellosidades intestinales. En su base están las células madre encargadas de la regeneración de los enterocitos (células epiteliales), y en el tercio distal tenemos a las células completamente maduras, y al tener toda su maquinaria (enzimas y demases) les permite cumplir su función en la absorción de nutrientes. Las células de los dos tercios inferiores son muy inmaduras, muy básicas y en general no cumplen funciones absortivas, sino que funciones secretoras. El proceso desde que una célula de la vellosidad comienza a crecer hasta que muere dura de dos a tres días, o sea la renovación celular es relativamente rápida. Entonces los hidratos de carbono al absorverse en las vellosidades pasan a los capilares que hay en ellas y de ahí pasan al plexo ortomesentérico. ¿Cómo son los transportes a través de la membrana? En forma genética están definidos los distintos transportes a través de la membrana. Difusión simple Cuando estamos frente a una membrana semipermeable, si hay una diferencia de concentración entre los diferentes compartimentos, en general si la membrana es permeable a la molécula, lo que va a pasar para mantener un equilibrio osmolar, es que la molécula se mueva de donde hay más concentración a donde hay menor concentración. Difusión facilitada Se produce cuando la membrana se hace totalmente impermeable frente a alguna molécula, y se facilita gracias a los transportadores de membrana que permiten el paso de la molécula de una zona de mayor concentración a una de menor concentración. Transporte activo se produce cuando queremos mover una molécula de una zona de menor concentración a una zona de mayor concentración (en contra de la gradiente). Para este transporte se necesita energía. * Para mantener los gradientes de concentración oncoticos, siempre después del paso de alguna molécula viene el paso de agua. El transporte de agua no requiere de energía arrastre de solventes Difusión por intercambio se da cuando las moléculas están cargadas para poder mantener el equilibrio electroquímico a ambos lados de la membrana (por eso cuando entra una carga positiva, sale otra positiva). ¿Qué alimentos tienen carbohidratos? Cualquier masa o grano en la forma de almidón. Cuando el almidón tiene una estructura lineal se llama amilosa y cuando tiene una estructura ramificada se llama amilopectina. El glicógeno es forma en la que en general esta almacenada la azúcar en los seres vivos. Las frutas traen sacarosa o fructosa que son otros de los azucares, los lácteos traen la lactosa, y los carbohidratos simples-refinados vienen con elementos ricos en glucosa o fructosa directamente (dulces, chocolates, bebidas no light, jugos de fruta). ¿Qué pasa con estos azucares? Aquí está representado el almidón o glicógeno que es prácticamente lo mismo, con sus monómeros, los azúcares (glucosa), se puede ver como se producen las ramificaciones. La forma en que está unida la glucosa en forma lineal se ve que no es igual a como está unida en las ramificaciones, lo que está dado porque hay algunas enzimas que pueden actuar sobre algunos de estos enlaces glucosa-glucosa, y hay otras enzimas que pueden actuar en los enlaces diferentes que pueden ser ramificaciones de los hidratos de carbono. La enzima que actúa sobre el almidón en primer lugar es la amilasa, la que tiene un miembro que se llama la α-amilasa, la que actúa sobre enlaces lineales, que se llaman enlaces α1,4. Las ramificaciones del almidón son enlaces α1,6. Entonces la ordenación lineal se produce por enlaces α1,4, y en las ramificaciones hay enlaces α1,6. En la α-amilasa del pancreas (lo mismo es válido en la saliva, pero el volumen de saliva en la digestión es mucho menor que el volumen de las secreciones pancreáticas). Esta gran molécula que se denomina amilopectina por la acción de la α-amilasa que actúa sobre los enlaces lineales α1, 4, se puede llegar a producir las siguientes moléculas: si son dos moléculas de glucosa unidas por enlace lineal α1,4 se llama maltosa, si son tres moléculas de glucosa unidas por un enlace lineal α1,4 se llama maltotriosa, y cada vez que haya dentro de la molécula productos de la α-amilasa pancreática con enlaces α1,6, se llaman las α-dextrina limites. Cualquiera de los oligosacáridos productos de la digestión del almidón, de la amilopectina en la cual existan enlaces α1,6, se llaman α-dextrina limites. Clasificación de los oligosacáridos (productos de la acción de la α-amilasa pancreática) • (Almidón-glicógeno): – Maltosa (2) Glucosa-Glucosa (e: 1-4 α) – Maltotriosa (3) Glucosa-Glucosa-Glucosa (e: 1-4 α) – α- Dextrina límite (3 ó +) Gluc-Gluc-Gluc- (e: +1-6 α) • Isomaltosa (2) Glucosa-Glucosa (1-6 α) • (Lácteos) Lactosa (2) : Glucosa-Galactosa (e: 1-4 ) • (Frutas) Sacarosa (2 hexosas): Glucosa-Fructosa (e: 1-2 α) Enzimas que se encargan de metabolizar, de digerir Aun estamos en la etapa de digestión, aun no hemos pasado a la fase absortiva. Existe sobre el ribete del intestino delgado, en la cara externa de los enterocitos (ribete en cepillo), las enzimas, que están en la parte superficial de los enterocitos, las que son las disacaridasas y las oligosacaridasas. Una de ellas es la lactasa, la que actúa sobre el enlace de glucosa-galactosa, liberando los monosacáridos, glucosa y galactosa. La sacarasa no es tan especifica como la lactasa, tiene la particularidad de actuar sobre la sacarosa, la cual como vimos era un enlace α1,2, el cual se rompe por la enzima dando como resultado los monómeros fructosa y glucosa. Pero además la sacarasa puede actuar sobre uniones de glucosa lineales α1,4 que si eran dos se llamaban maltosas, y si eran tres se llamaban maltotriosas. Existe otra oligosacaridasa llamada glucoamilasa o maltasa, la cual actúa solo sobre glucosas dispuestas en forma lineal (enlaces α1,4) o sea sobre maltosa o maltotriosas o también se llaman oligosacáridos si tienen más de cuatro glucosas, y rompe los enlaces α1,4 entregando las moléculas de glucosa (por lo tanto si tenemos una estructura lineal puede actuar tanto la sacarasa como la maltasa). Por último están lo que se denominan las α-dextrinasa límites o isomaltasa, las que rompen enlaces α-dextrina limites, y tiene la particularidad de actuar no solo (que es su principal acción) sobre los enlaces α1,6 sino que también puede actuar sobre enlaces α1,4 que estén cercanos a los enlaces α1,6, lo que significa que si está a dos amilasas del enlace α1,6, también la α-dextrinasa limite puede actuar, y entrega monómeros de glucosa. Acá tenemos representada a una α-dextrina límite, para que vean cómo actúa. Vemos enlaces α1,4 y α1,6 y vemos que cuando hay enlaces α1,4 cercanos a enlaces α1,6 puede actuar también sobre los oligosacáridos lineales, en este caso puede romper el enlace α1,4. Acá se ve la ubicación en la membrana celular de estas enzimas. Esta la lactasa que actúa solo sobre la lactosa y produce lo que es la galactosa y la glucosa, por otro lado está la sacarasa que actúa sobre la sacarosa, para obtener fructosa y glucosa. Acá está la α-dextrinasa límite, esta la glucoamilasa para demostrar las cuales pueden actuar sobre los otros oligosacáridos. De el almidón degradado por la α-amilasa, el 30% se convierte en α-dextrina limite, y el otro 70% queda como oligosacáridos, del cual el 40% queda como disacárido, 25% que son tríos de glucosa, y un 5% que son cuatro a nueve glucosas, todas estas con enlaces lineales α1,4. Ya nos estamos acercando a la fase absortiva como tal, y vamos a ver que aparecen estos transportadores de glucosa o también transportadores de fructosa. Para que se absorba la fructosa existe un transportador únicos que es el transportador de fructosa, pero la glucosa y la galactosa comparten el transportador, lo que va a hacer que introduzca desde el lumen hacia el interior de la célula a este monosacárido y que se llama transportador de glucosa y también lo podrán ver como transportador de glucosa-galactosa esos son los nombres que tienen estos transportadores. La incorporación en general de glucosa y de galactosa tiene una particularidad que es un cotransportador. ¿Por qué se llama cotransportador? –Por que se absorbe junto con sodio. Y es por eso, que cuando alguien está con diarrea la forma de hidratar a alguien (la mejor forma) tiene que haber precisamente dentro del liquido que ustedes le puedan dar glucosa y sodio, porque este transportador, independiente del proceso infeccioso, aunque sea cólera, que es la diarrea más intensa, al introducirse glucosa y sodio; este transportador no es afectado por procesos infecciosos ¿Qué va a venir por arrastre? – agua. O sea, esta es la manera de poder hidratar a las personas que están con un proceso diarreico. Por lo tanto los principales constituyentes de estas soluciones hidratantes (por que como estas personas también pierden potasio, o carbonatos también vienen con eso, pero en menor porcentaje). Vamos al trasporte y aquí está representado un enterocito, una célula epitelial intestinal: -existe a nivel de la membrana plasmática basal - o basolateral- la bomba sodio-potasio ATPasa. Como ustedes saben, la función de la bomba sodio-potasio ATPasa en general, es sacar sodio fuera de la célula y lo intercambia por potasio. Esto mantiene una concentración de sodio relativamente baja dentro de la célula y esta es la responsable de mantener esta concentración baja. Está constantemente sacando sodio de una zona de baja concentración a una de alta concentración, por lo tanto ¿Qué necesita aquí para que se produzca esto? – energía. Por lo tanto, esta es uno de los principales consumidores de energía de nuestro organismo, en todo tipo de células está la bomba sodio-potasio. Esto provoca que haya una diferencia en el sodio, aquí en el lumen tiende a entrar, por una diferencia de concentración. Y existe este transportador, que es un co-transportador de glucosa-galactosa, que se aprovecha de que está entrando el sodio que está en el lumen, y de va a ir de colado en el transportador. Es el co- transportador Sodio-glucosa-galactosa o también conocido como SGT. Una vez que la glucosa y la galactosa están dentro de la célula a través de lo que se llama el transportador basal del enterocito conocido como GLUT 2 se incorpora a nuestra sangre, al organismo, por territorio venoso. Lo que siempre preguntan en la prueba ¿“la absorción de glucosa y galactosa requiere de gasto de energía para poder incorporarlo/asimilarlo”? ¡SI!. ¿Cuál es la diferencia? la fructosa, entra por difusión facilitada y no ocupa energía. El transportador es exclusivo de fructosa y esta es una diferencia no ocupa energía y no interviene el ion sodio. ¿Por qué la glucosa requiere energía? Porque la glucosa para poder entrar necesita la presencia de sodio y el sodio entra por esta diferencia de concentración y esta diferencia de concentración está dada por que existe una bomba que ocupa energía. Ahora vamos a definir algunos conceptos: Lactosa: Sobre la lactosa, ¿qué enzima actúa?-Lactasa. Y sobre esto, ¿Qué se va a producir?.... y la galactosa necesita de energía y se incorpora por transporte activo, gracias al sodio y la sodio-potasio ATPasa. Los azucares se van a ir a la sangre (territorio venoso). El almidón en su forma ya conocida por acción de la ¿? va a llegar en algún momento a su estructura básica, que es la glucosa, de nuevo está en concepto, transporte activo, energía. Por que utiliza el co-transportador glucosa- galactosa sodio. Por otro lado, tenemos que la sacarosa, por acción de la sacarasa entrega glucosa; y la fructosa, tiene una absorción por difusión facilitada. Todo este proceso, este complejo está dado por que para los humanos poder absorber los hidratos de carbono, tenemos que llegar a la estructura más básica y por lo tanto la absorción de los hidratos de carbono solo se puede hacer como monosacáridos. Los procesos en la digestión, la primera fase, todo proceso que altere la pared del intestino, son bien relevantes y por una enfermedad en el territorio vascular, o tener una mala absorción o situaciones así…(¿?) y anastomosis, y redes y la circulación sistémica, general, una gran conexión entre ellas y … del territorio venoso por medio que pueda tener… ¿? Si pudiéramos ahí tener una representación diríamos que el lumen es considerado como neutro. En cuanto a milivolts, se ha medido que a nivel luminal, se ha estandarizado que tiene en promedio, 0mV. Sin embargo, el lado seroso, intracelular o el lado de lo que es la pared intestinal tienen una leve tendencia a tener una carga positiva y fluctúa más o menos entre unos 5mV. Y como ustedes saben, el interior de la célula tiene carga negativa, más o menos entre 35-40 o 36 mV. Entendiendo esto, nos permite saber porque hay electrolitos que se mueven en un sentido o en otro, nos permite además explicar que es lo que hace que se mantengan estas concentraciones determinadas de electrolitos por la existencia de esta famosa bomba que ya la vamos a ver, y que ya la anunciamos en la clase anterior. Vean aquí el potasio, el potasio intracelular tiene una concentración mucho mayor que el potasio a nivel extracelular, 140 mMol en el intracelular; solo 10 mMol a nivel de lo que es la concentración externa (extracelular) al interior de la célula el sodio es 40-50 mMol en cambio afuera, en promedio, 140 m Mol. Y en lo que es el cloro si el promedio es de 55 mMol a nivel intracelular, a nivel extracelular es de 145 mMol. Esta tendencia tiende a hacer el lado seroso un poco positivo y a nivel de mucosa, neutro o relativamente negativo, si lo pudiéramos ver, medir. Hay que tener presente a esto como una batería, una pila, y les puedo explicar muchas cosas. Vamos a partir por la absorción: -La absorción de sodio y de cloro que son los principales electrolitos en los cuales está involucrado el intestino. En el primer mecanismo en cual el sodio se absorbe de nuevo aparece la bomba sodio-potasio ATPasa que tiene que ocupar energía y como veíamos, la concentración de sodio intracelular va a generar una concentración baja, y eso ¿por qué? - Porque existe una bomba, que sodio que llega, sodio que envía para afuera. La sodio-potasio ATP saca sodio de la célula y mete potasio. Entonces el tener esta concentración de sodio intracelular baja, hace que el sodio luminal al existir este gradiente, entre cuando llega sodio que va a ser superior al intracelular, tiende a entrar y eso se hace a través de un canal (existen canales de sodio) específicos que son proteínas que están ubicadas en la membrana plasmática y que tienen un espacio en su interior que actúan como verdaderos poros y permiten que la permeabilidad al sodio sea una permeabilidad intermedia, pero permite lo que llama el transporte por diferencia, por gradiente de concentración, que era el primer mecanismo que habíamos visto cuando vimos como se transportaba una molécula de una zona de alta concentración a una zona en este caso intracelular de baja concentración por que existen los canales de sodio que permeabilizan la membrana. Entonces por gradiente llega el sodio acá y de inmediato la sodio-potasio ATPasa por absorción de sodio, mecanismo número uno, que es por la existencia de este canal de sodio. El segundo mecanismo de absorción de sodio es el que ya vimos, que es el cotransporte acoplado, en que el sodio va especialmente unido a lo que es hidratos de carbono (glucosa o galactosa) y también puede usar algún aminoácido, entonces aquí al existir sodio en el lumen y con azúcar, en el lumen por la diferencia de concentración porque hay poco sodio, ocupándose como co-transportador, va a entrar. Este co-transportador no requiere energía, pero en mecanismo entero si, por que existe esta bomba sodio-potasio ATPasa, esto es lo que llama transporte acoplado o co-transporte, en este caso de sodio con azucares –glucosa o galactosa- o con aminoácidos. La fructosa no entra por este canal. Vamos a ver la absorción de cloro, que sería un tercer mecanismo para la absorción de sodio. Es el otro mecanismo de intercambio iónico, si pasa de un lado hacia otro, a través de una membrana una molécula que tiene una carga, en sentido contrario, para mantener los equilibrios de gradientes, va a pasar una molécula igual en este caso está representado el cloro, está en esta concentración alta acá, baja relativamente, dentro de la célula, entonces el cloro espontáneamente tiende a pasar pero como el cloro tiene una carga negativa, tiene que salir una molécula negativa desde el intracelular hacia el extracelular, que ente caso es el bicarbonato, que tiene la misma carga. Eso es lo que se llama un transporte por intercambio iónico. Existe también, así como puede entrar en general sodio para acá, puede salir en ese sentido, desde la célula hacia afuera potasio y el tercer mecanismo, que lo vamos a ver en la siguiente para lo que es la parte del sodio. Vamos a ir por parte desde arriba, hacia abajo. Esto representa lo que se llama el canal de sodio, y es en este sentido, si hay una molécula de sodio puede entrar sola como molécula de sodio hacia dentro de la célula por la existencia de este transportador que activa el mecanismo, que es este canal de sodio, difusión simple. Existe otro mecanismo que es cuando el sodio esta unido a glucosa-galactosa y algunos aminoácidos en esta estructura “L” es un co-transportador y que utiliza este transportador cuando está el sodio o con glucosa, galactosa o algún aminoácido y entra a la célula. Acá está representado el mecanismo de absorción de cloro; entra cloro y sale bicarbonato. Este es otro transportador, que actúa por intercambio iónico. Estos son sin energía, porque sale una carga y entra otra. -Existe un tercer mecanismo para sodio, en que entra sodio y tiene que salir una molécula de la misma carga, en este caso, corresponde a hidrógeno o eventualmente a potasio. En suma, esto hace, una vez que se hace en nuestro organismo, que la entrada absoluta –entro sodio y entró cloro- se evaluaría que hubo transportador de NaCl per se, hasta el momento no se he demostrado que exista un transportador exclusivo de NaCl, si se sabe que hay un transportador que intercambia sodio por protones, existe otro transportador que intercambia cloro con bicarbonato. Muchas veces este mecanismo, cómo se ha planteado la existencia de este transportador de NaCl que es lo que uno ve, pero no se ha demostrado, pero se ha encontrado que existen estos dos; por lo tanto al evaluar eso, es una integración entre los transportadores de NaCl de estos dos mecanismo y por lo tanto entra cloruro de sodio y al salir un protón y HCO₃, bicarbonato; puede salir H₂CO₃ como medición general. Todo lo que tiene que ver con sodio, está en general conducido, producido o causado por la baja concentración de Sodio dentro de la célula debido a la existencia de esta bomba que consume energía. Cuando hay una diarrea infecciosa; se produce un aumento dentro de la célula de AMPc, GMPc, calcio, DAG y este aumento de AMPc bloquea este transportador; Por lo tanto este mecanismo transportador de sodio protones, no existe o el intercambio de cloro con bicarbonato se bloquea; no existe cuando esta algo alterado por la existencia de un proceso infeccioso en el intestino. Esto es lo que no se bloquea, y es lo que uno utiliza; que no es modulable por la infección, no e smodulable por factores externos; este es mecanismo que se utiliza cuando alguien tiene una diarrea infecciosa, uno trata a las personas con sodio y glucosa, por que ocupamos ese transportador para poder meter agua dentro del organismo. Esto no es afectado por estos mediadores intracelulares que se producen cuando se producen procesos infecciosos. Secreción: predomina en las criptas, en las vellosidades de las criptas, la absorción predomina en la parte apical. La secreción de cloro se produce por que existe un canal a nivel de la parte apical de la célula; este es un canal de cloro; y por la existencia de -36mV dentro de la célula, como el cloro tiene una carga negativa, en general tiende a salir; para que se pueda reducir esta abertura del canal de cloro, en general el AMPc y el calcio es lo que produce la apertura de estos canales de cloro. Esta secreción intestinal existe porque al haber múltiple paso de cloro hacia acá; va agua; la secreción en las criptas es muy importante para mantener una fase, una película de agua, una fase líquida; dentro del lumen intestina, el intestino no solo absorbe, también secreta, para mantener muna cantidad de liquido, que permite que las moléculas que son especialmente hidrosolubles puedan estar disueltas al haber una película liquida que funciones como un transportador que ayuda a que los distintos compuestos que hay en el intestino vayan avanzando a lo largo de su longitud. Existe la sodio potasio ATPasa en la base; también existe una bomba en la parte basal, que es la sodio-potasio-2 cloro que no ocupa energía y que mete sodio, potasio y para mantener la carga, necesariamente mete cloro; al llegar el cloro a un medio donde hay carga negativa; tiende por carga a salir hacia el lumen. Secreción de cloro especialmente en las criptas, las vellosidades. El AMPc es un mediador intracelular producto del ATP, el AMPc tiende a elevarse tiende a elevarse frente a condiciones que ocupan ATP y una de las condiciones que tiende a aumentar, especialmente la síntesis de AMPc intracelular es cuando hay procesos infecciosos, hay una serie de toxinas de bacterias que cuando llegan al lumen intestinal producen un aumento en el AMPc; el AMPc es un mediador intracelular; provoca en general un aumento en los canales de cloro, la secreción de cloro esta aumentada. Eso explica porque frente a las infecciones gastrointestinales los pacientes en parte pueden tener diarrea; porque un aumento en la secreción desde el intersticio de la parte vascular; hacia el lumen intestinal por la existencia de este aumento del AMPc, tiende a aumentar o abrir muchos mas canales de cloro existente a nivel de la parte apical de la célula. A su vez, en la parte mas alta de las vellosidades se produce principalmente la absorción; dijimos que el AMPc, especialmente en este transportador que era del punto de vista, unido a lo que es la parte de protones o el cloro con en bicarbonato, el AMPc tiende a bloquear el efecto de la absorción de NaCl; y esta es la parte modulable de la absorción de sodio. El que no es modulable, como ya dijimos, cuando va asociado a glucosa-galactosa; no es modulable, este no es modulable, el de difusión simple; nada más que por canal iónico. *estimula la adenilato ciclasa, la toxina se une a una serie de proteínas que la pueden adaptar, una vez que se unen a estas proteínas; una que es la proteína G, produce un cambio conformacional en esta proteína, activa proteínas en el intracelular, estimula las enzimas adenilato ciclasa, o guanilato ciclasa,que aumentan el AMPc, GMPc intracelularmente, y esto provoca que existan todos estos efectos, menos absorción y mayor secreción Digestivo 10: Transporte de agua -transporte de agua intracelular y soluto, por arrastre, no ocupa energía, existe el concepto de que entre una célula y otra célula existen lo que se llama “canal de agua” ¿Cómo se mantiene la permeabilidad entre una célula y otra célula? Entre una célula y otra célula están unidas a este nivel, que es lo que llama las uniones estrechas, eso significa que existe una estructura que mantiene adherido acá, pero se comporta en forma semipermeable y esta semipermeabilidad es por ejemplo, lo que permite que exista una mayor permeabilidad en los segmentos más proximales del yeyuno que a nivel del colon. Si uno pudiera extrapolar por donde viene mas aguas i es por una vía transcelular, por dentro de la célula o a través de un canal de agua, lo que es la parte paracelular o entre célula; cual es más importante? Paracelular. Eso es por la existencia de todas estas bombas, especialmente la absorción de NaCl y la existencia de la sodio-potasio ATPasa que está metiendo, produce que aquí tienda a haber una mayor concentración de solutos, se producen los hipertónicos y a la vez, por estos hipertónicos, para tratar de mantener un equilibrio de concentración de molaridad es que el agua que está aquí en el lumen tiende a entrar para compensar. Y una vez que el agua está ahí se puede absorber, por el sistema vascular o linfático. Los componentes de nuestro organismo mas hipertónico son: el…… y también en forma no menor los hidratos de carbono. ¿Qué pasa con el potasio?- el colon Es uno de los principales órganos que participan en el manejo del potasio, así como existe un canal de sodio, existe un canal de cloro y un canal de potasio. La existencia de este canal de potasio explica por ejemplo que, como ustedes saben, nuestros riñones son los principales responsables de mantener el equilibrio de los electrolitos; tienen mucho que ver con el sodio y mucho que ver con el potasio; y la efectividad de los canales de potasio a nivel del colon explican porque los insuficientes renales, que tienen problemas para filtrar y en la parte vascular, uno de los últimos electrolitos que se empieza a acumular en el organismo, ya tiene que estar con un clearence de creatinina, o sea una filtración glomerular muy por debajo de 5ml/min, siendo normal, sobre 100, y solo en ese momento, los pacientes pueden tener hiperkalemia; o sea alguien con insuficiencia renal, con un clearence de 30, 25, 20, 15; afortunadamente siguen manteniendo el potasio dentro del organismo que no altera el potasio normal, por la existencia de este canal de potasio que es uno de los que permite tener una secreción del exceso de potasio. Porque existen estos a nivel del intacelular, transcelular, como a nivel paracelular. Como veíamos, el lumen tiende a ser relativamente neutro a negativo; la concentración de potasio fuera de la célula es en general relativamente baja y dentro de la célula es relativamente alta, porque existe la bomba que saca sodio, pero mete potasio. Cuando existe una concentración de potasio alta en el intracelular y una baja a nivel del lumen; tiende a salir, y lo hace por estos canales de potasio. El colon es uno de los órganos más importantes en esta regulación. También, en lo que es el manejo de agua y electrolitos, participa la motilidad; si el tránsito intestinal es más lento, va a haber más tiempo para cumplir con las funciones más importantes en nuestro intestino, alta efectividad absortiva, por lo tanto, si alguien tiene un tránsito lento, va a perder mucho menos liquido, va a tener menos pérdida hídrica y por lo tanto; dentro del manejo de las personas que tienen diarrea, por ejemplo, están medicamentos que enlentecen el tránsito intestinal para poder al máximo absorber el liquido que existe a nivel luminal. Por otro lado personas que tienen transito muy rápido, no van a tener tiempo para poder cumplir con la función absortiva de recuperar la mayor parte de … que queda dentro del lumen intestinal. Existe todo un sistema neuroendocrino a nivel intestinal, existen células dentro de los enterocitos que producen una serie de sustancias con capacidad de modular la permeabilidad, velocidad intestinal, prostaglandina, serotonina, histamina, se llaman células enterocromafines y a través de la liberación de estas sustancias, pueden, aumentando la permeabilidad intestinal, modulando la secreción o la absorción, también tener un papel, especialmente, en lo referido a la serotonina, es donde se han tenido avances en el último tiempo y se ha visto que si bien no tienen un papel crítico, tienen un papel en modular la velocidad del tránsito intestinal. Una de las patologías más comunes es el colon irritable -intestino irritable-, se ha visto que la serotonina puede jugar un papel, y hay personas que ante estés o preocupación, algunas se ponen estíticas, otras diarreicas. Esta tienen un papel, se está recién descubriendo, histamina, prostaglandinas, serotonina, dependiendo del receptor que está involucrado también… Hematología Hematología 1: Generalidades de la Hemostasia. ¿Qué es la hemostasia? Un equilibrio de la coagulación de la sangre. La hemostasia tiene que ver con esto, no cierto, si Uds. Se hacen una herida hay un sistema en la sangre que va detener el sangrado. La gracia del sistema hemostático es que tiene 2 funciones: 1. Detiene el sangrado. 2. Y al mismo tiempo mantiene la sangre fluida. Porque detener el sangrado, sin la sangre fluida no tiene ninguna gracia. Si la sangre fuese sólida no se saldría por lo tanto hay que mantenerla fluida, el sistema hemostático hace eso. Ahora, el sistema hemostático parte, aquí Ustedes ven, cuando existe un daño al vaso sanguíneo, ¿ya? Uds. Se hacen una herida y se pierde la solución de continuidad de las células epiteliales y las plaquetas se comienzan a adherir. Se adhieren, después que se adhieren se agregan (se juntan unas con otras) y forman este tapón. O sea, las primeras que llegan son las plaquetas que forman un tapón para tratar de detener el sangrado. Además las plaquetas secretan el contenido de sus gránulos y este tapón plaquetario que está aquí, es un tapón inestable… hay que reforzarlo. ¿Con qué lo reforzamos? Con fibrina, entonces ahí se pone una capa de fibrina y se forma el tapón hemostático (ya no plaquetario) o el trombo, constituido por plaquetas y una malla de fibrina. Hasta aquí, antes de la formación de fibrina, eso se llama: HEMOSTASIA PRIMARIA. Todos los mecanismos que van desde que las plaquetas se empiezan a adherir al sub- endotelio hasta que se forma el tapón plaquetario, eso se llama hemostasia primaria. La formación de la fibrina ya es HEMOSTASIA SECUNDARIA. Esto es importante porque ustedes después van a oír hablar de enfermedades de la hemostasia primaria y enfermedades de la hemostasia secundaria. Y cuando ejerzan les puede llegar un paciente que tiene un defecto de hemostasia primaria, y ustedes van a tener que saber de qué se trata… ah le fallan las plaquetas, hemostasia secundaria le falla la coagulación. Cuando uno entra en más detalle, lo primero que pasaba con las plaquetas es que se adherían al sub-endotelio y para hacerlo usan receptores que están en las membranas de las plaquetas. Esos receptores se unen a estructuras del sub-endotelio y ahí las plaquetas se quedan pegaditas. Al mismo tiempo se activan las plaquetas al engancharse sus receptores y se secreta el contenido de los gránulos. Posteriormente a conformar una sola capa, las plaquetas tenían que formar un acumulo, para esto se agregaban, pegándose unas con otras, formando así el agregado plaquetario, esta es la tercera función de las plaquetas. En resumen las plaquetas: se adhieren, secretan y se agregan. El tapón plaquetario se tiene que reforzar con la fibrina, por lo tanto, simultáneamente con la formación del agregado plaquetario está teniendo lugar la activación de la coagulación. Alguien respondió que la hemostasia tenía que ver con la coagulación, y en realidad la coagulación es parte del sistema hemostático, es ésta parte que va a llevar a que se activen los factores de la coagulación, formándose Trombina, que actúa sobre el Fibrinógeno y al actuar sobre el fibrinógeno va a formar Fibrina. La fibrina se deposita sobre las plaquetas. Aquí tenemos los detalles de cómo la coagulación partiendo de la activación del Factor VII, activa al X, el X activa la Protrombina (o sea pasa a Trombina) y se transforma el Fibrinógeno en Fibrina y tenemos completa la formación de un coagulo. Desde el punto de vista de la hemostasia primaria y secundaria. Ese coagulo una vez que se formó, va contribuir a que la herida cicatrice. Todos han tenido un coagulo ¿no cierto?... ¿qué le pasa al coagulo con el tiempo?, se deshace. Por lo tanto hay que tener algún mecanismo para deshacerlo. Y el mecanismo que tenemos, está basado en la existencia de una enzima que circula en forma inactiva en la sangre que es el Plasminógeno, y ese Plasminógeno se activa y se forma en una enzima activa la Plasmina (en el dibujo, antes no tenía dientecitos ahora sí). La Plasmina es la enzima que va a degradar la fibrina, esto se llama Fibrinólisis, tercer elemento de la hemostasia (Elementos de la hemostasia: la hemostasia primaria, secundaria y fibrinólisis). Eso es esencialmente lo que ocurre en la hemostasia, sin embargo, si ustedes ven el mecanismo de activación de la coagulación, uno produce trombina pero la trombina vuelve a activar acá, el IX, y al activar acá, este IX activa esto y se produce esto. Es un loop que teóricamente si ustedes lo miran así no más, no va a terminar nunca a menos que se terminen los factores. Por lo tanto el sistema hemostático tiene mecanismos de regulación, que son 3: 1.- La antitrombina, que inhibe la trombina y otros factores de la coagulación. 2.- La proteína C, que inactiva los otros factores. 3.- El inhibidor de la vía extrínseca (que está en la pared), que inhibe la iniciación. En el fondo lo que les quiero mostrar es lo siguiente, para que la coagulación no se perpetúe, yo necesito sistemas de control y tengo 3: la antitrombina, la proteína C y el inhibidor de la vía extrínseca. Y si ustedes se fijan y miran el mono, como que no deja nada sin controlar, controla el inicio, controla la activación de la enzima y controla estos cofactores. Y queda esto regulado. ¿Doctor y si esto falla sería una enfermedad de la hemostasia secundaria? No la llamamos enfermedad de la hemostasia, sino que la llamamos hipercoagulabilidad. Los pacientes que tienen falla de estos sistemas, son los pacientes que después tienen tendencia al desarrollo de trombosis, o sea al revés, los que le fallan los factores de coagulación sangran, es la pesadilla del odontólogo el gallo que sangra. Pero también van haber pacientes con trombosis, que van a estar con tratamiento anticoagulante que van a tener que ver, lo veremos más adelante. Entonces si fallan estos, la pregunta es buena, el paciente en realidad en vez de sangrar va tener tendencia a la trombosis, porque no va a frenar esto. RESUMEN: Ya eso era la introducción para que ustedes vieran de qué se trata la hemostasia, la hemostasia tiende a controlar el sangrado. Tiene una hemostasia primaria determinada por las plaquetas, una hemostasia secundaria determinada por factores de coagulación, tiene mecanismos de regulación, que son la fibrinólisis y los mecanismos de control de la activación de los factores. Hematología 1: Funciones de las Plaquetas. Cuando ustedes se hacen una herida lo primero que pasa, lo primero que llega al sitio del daño son las plaquetas, por eso se llama hemostasia primaria. Partamos por la hemostasia, les voy a tener que hablar de todo lo que es la función de las plaquetas porque no lo van a ver en otra parte, entonces les voy a tener que hablar también de la estructura y un poco de la función. Las plaquetas circulan en la sangre así como lentejas, son lentiformes, cuando se activan cambian de forma, se producen en la medula ósea y cuando se adhieren a la pared del vaso emiten esos pseudópodos. La función de la plaquetas está muy relacionada a su estructura, por eso es que les voy a mostrar cómo es la estructura de las plaquetas. Aquí vemos un corte coronal y longitudinal de la plaqueta, y en la plaqueta uno distingue elementos morfológicos que son divididos como por zonas. Lo primero que hay que ver es la zona de la membrana, las plaquetas tiene una membrana plasmática que es igual que cualquier membrana de cualquier célula, la típica bícapa lipídica con proteínas que se le insertan, pero lo importante es que en el caso de las plaquetas en su membrana están insertas una serie de proteínas, que son los receptores funcionales. Es decir, la membrana en la plaqueta es fundamental porque en ella están presentes los receptores funcionales, que son los que van a determinar cómo funcionan las plaquetas. Una segunda propiedad que tiene la membrana y miren este mono de acá (el de la derecha), es que tiene invaginaciones muy profundas, eso se llama sistema canavicular conectado a la superficie (SCCS), que la gracia que tienen es que, se acuerdan cuando yo les decía que las plaquetas se activaban secretaban el contenido de sus gránulos, lo secretan a través del SCCS, desde adentro se va por esos canales y sale al exterior. Inmediatamente por debajo de la membrana plasmática, hay un haz de microtúbulos que están como una circunferencia y esos son los que le dan la forma (lentiforme) a la plaqueta. Si uno echa a perder esos microtúbulos la plaqueta se pone esférica y no funciona bien. Y dentro de la estructura citoplasmática de la plaqueta, uno va tener los mismos elementos de cualquier célula, va tener unos ribosomas, no va tener núcleo por supuesto, eso ustedes lo saben pero tienen ribosomas, RE, golgi y todo lo que ustedes ya conocen. Pero además las plaquetas tienen gránulos específicos, tienen unos gránulos que están solamente de las plaquetas, por eso se llaman gránulos plaquetarios específicos, y hay de dos tipos: - Los gránulos alfas. - Los gránulos densos (Densos porque al microscopio electrónico se ven oscuros). Por lo tanto en la plaqueta el contenido de gránulos es muy importante para la función, entonces dentro de la función de las plaquetas es importante: 6. La membrana porque tiene los receptores funcionales. 7. Las invaginaciones de la membrana para que secreten. 8. Y el contenido de los gránulos que es lo que va secretar. ¿Doctor Los microtúbulos cambian su estructura cuando se activan? Claro, cuando la plaqueta se activa se produce una desorganización de los microtúbulos y la plaqueta cambia de forma y ahí tiene la capacidad de producir los pseudópodos. Eso lo vamos a ver después. Ahora las plaquetas dónde se producen, se producen como todas las células sanguíneas en la medula ósea, a partir de una célula troncal que esta por acá, aquí le borramos la célula troncal y llegamos a la célula que ya está comprometida con la línea megacariocítica y se produce por diferentes estímulos la maduración del megacariocito, que de una célula multinucleada termine produciendo plaquetas. La capacidad de maduración y proliferación de esta línea depende de una serie de estímulos, estos estímulos son factores de crecimientos que están influyendo a estos (…). Esto no se ve muy, pero si ustedes ven desde la célula troncal hasta las plaquetas maduras pasando por todos estos estadios de diferenciación de los megacariocitos, lo que se repite en todos los pasos es esta, la Trombopoyetina. Es una molécula, un factor de crecimiento, que es producido en parte por el hígado y en parte por el riñón. La Trombopoyetina tiene receptores en los megacariocitos y cuando se une a ellos, los estimula para la producción de plaqueta, es decir, para proliferar. Por lo tanto, si un paciente tiene pocas plaquetas el organismo censa eso, aumenta el nivel de Trombopoyetina y estimula la médula. Por lo tanto, el principal regulador de la producción de plaquetas es la Trombopoyetina, tan así que ya ahora la Trombopoyetina se ha hecho en forma recombinante, en realidad no es exactamente Trombopoyetina es una cosa parecida, pero se usa en clínica, o sea nosotros la usamos para pacientes que tienen pocas plaquetas para estimular su producción y se usa en clínica digamos la molécula para estimular la producción de plaquetas. ¿Por qué? Porque si ustedes se fijan actúa en todos los niveles de la producción de plaqueta. Una vez que los megacariocitos están maduros producen plaqueta y ¿cómo lo hacen? éste es el modelo que se acepta actualmente de cómo se producen las plaquetas. Y es que el megacariocito maduro, empieza a compartimentalizarse y emite unos pseudópodos muy largos, así enormes, se pone en el borde del sinusoide. A la punta de los pseudópodos viajan los gránulos plaquetarios se rodean de membrana y esto se corta, y se produce una plaqueta grande, una Proplaqueta. Posteriormente, estas Proplaquetas se cortan y se transforman en plaquetas. ¿Profe que gránulos eran? Los gránulos y todo el contenido del citoplasma de la plaqueta viajan desde el megacariocito a la punta del pseudópodo, especialmente los gránulos específicos que están representados aquí por estos granulitos verdes. ¿Esos pseudópodos son las Proplaqueta? No, haber es que cuando se cortan inicialmente, se cortan en trozos más grandes, se cortan en algo como esto por eso se llaman Proplaqueta. Si ustedes miran una Proplaqueta al microscopio, es una cosa enorme, entonces necesita cortarse en dos o tres para que cada una de esas sea una plaqueta. Y las plaquetas salen a circular. Resumen: ¿les quedo claro entonces como se producen las plaquetas? Célula troncal se compromete a la línea megacariocítica, el estimulo de la Trombopoyetina la va hacer madurar, o sea una célula productora de plaquetas. Se producen las plaquetas de esta forma (según modelo) y salen a circular en la sangre. La Trombopoyetina, de nuevo aquí se ve que se produce en el hígado y en el riñón, y su concentración va a depender de la cantidad de plaquetas que hay (si tengo muchas plaquetas voy a tener poca Trombopoyetina, si hay pocas plaquetas voy a tener mucha Trombopoyetina). Y las plaquetas salen a circular de esta forma, qué significa esta curva… Significa que si yo les saco sangre a ustedes, les aisló las plaquetas, las marco con algo y se las re- inyecto, la marca desaparece así, va desapareciendo en el tiempo la marca. Se va muriendo no cierto. Esto esta marcado con Cromo 51, ya no lo haríamos con eso porque es radioactivo, pero es antiguo. Es el clásico paper de la supervivencia de las plaquetas. Las plaquetas viven en la circulación 10 días, a diferencia de los glóbulos rojos que viven 100 días, ¿cómo es la curva de los glóbulos rojos? , ¿La han visto?, es igual a esta. Cuando yo tomo una marca, la re- inyecto y desaparece en forma lineal eso significa que el elemento está desapareciendo en la sangre en función de qué cosa…viejos, desaparece en función de la edad. Entonces las cosas (como las plaquetas) que desaparecen de la circulación en forma lineal es porque desaparecen en función de la edad. Es decir, desaparecen primero las más viejas y así sucesivamente. A diferencia de las cosas que desaparecen al azar (como los granulocitos), que son exponencial. Yo les voy a mostrar como desaparecen los granulocitos, lo hacen de manera exponencial, o sea, da lo mismo un granulocito que recién salió de la medula tiene la misma chance de irse a la sangre que uno salido hacia varias horas. Entonces cual es el concepto, las plaquetas envejecen en la circulación, o sea durante los 10 días las plaquetas van envejeciendo y le pasan cosas durante el envejecimiento que a nosotros nos interesan, pero no voy a entrar en muchos detalles porque eso ya es bastante complicado, pero si el concepto que las plaquetas, al igual que los glóbulos rojos, son capaces de vivir y de ir envejeciendo. El glóbulo rojo que tiene 100 días tiene características distintas al que tiene 1 día, está más viejo y tiene cosas propias de la vejentud y las plaquetas es lo mismo. Esa es la “curva de sobrevida de las plaquetas”. Entonces ahora sabemos cómo se producen las plaquetas, cómo se liberan a la sangre y cómo circulan. Ahora qué hacen mientras circulan en la sangre… De nuevo volvemos a la misma foto, las plaquetas son las encargadas de “vigilar” de que los vasos sanguíneos estén intactos y que no se nos salga la sangre. Si ustedes se hacen una herida, las plaquetas lo primero que hacen es adherirse al subendotelio formando una monocapa. Veremos entonces el cómo se adhieren. Después las plaquetas se agregan y veremos cómo se agregan. ¿Estos puntitos verdes qué son? El contenido de los gránulos, secretaron (las plaquetas) y además las plaquetas tienen una cuarta función, ahora les he nombrado 3, les conté que se adherían, se agregaban y que secretaban, tienen una cuarta función y es ayudarle a la hemostasia secundaria a esto, que se llama la actividad procoagulante. En resumen, cuáles son las funciones de las plaquetas: Adhesión, Secreción, Agregación, Actividad procoagulante (ayudar para que se forme la fibrina). Lo que vamos es ver cada uno de estos y los elementos que participan. 1. ADHESION Otra vez el mismo mono, se produjo una herida, salen las células endoteliales, se exponen estructuras subendoteliales y las plaquetas se adhieren. ¿De qué depende que las plaquetas se adhieran al subendotelio? Que las plaquetas se adhieran al subendotelio depende de 3 cosas, de que haya en el subendotelio algo que las atraiga, algo adhesivo, pegote. De la existencia de un receptor en la membrana de la plaqueta y de una proteína que hace de puente entre las dos cosas. Entonces si se fijan tenemos: el subendotelio, el puente y el receptor. Y quiénes son estos 3 elementos, partamos por abajo: el subendotelio ahí está, no se mareen mucho con los elementos de la matriz que tiene que ver con la adhesión de las plaquetas, lo más importante es el colágeno, es decir, cuando ustedes denudan un vaso sanguíneo de células endoteliales lo que más se expone a la sangre es colágeno. Entonces el colágeno es la proteína más importante que tiene que ver con la adhesión de las plaquetas al subendotelio. Entonces lo primero es el colágeno, que es una familia de proteínas que participan en la adhesión, agregación y secreción. Hay otros elementos que también están en el subendotelio, el factor Von Willebrand, que no se les olvide porque viene al tiro, el Factor Von Willebrand también está en el subendotelio pero si ustedes quieren recordar algo o tienen que decir algo y le dicen ¿de qué depende la adhesión de las plaquetas al subendotelio? Ustedes dicen colágeno. Elemento de la matriz Características Colágeno Familia de proteínas que participa en adhesión agregación y secreción Factor von Willebrand Proteína multimérica, fundamental en la adhesión plaquetaria Fibronectina Proteína dimérica o multimérica que interviene en la unión y “extensión” de las plaquetas Trombospondina Proteína trimérica con propiedades adhesivas Laminina Participa en la unión de las plaquetas al Subendotelio Vamos a ver ahora la proteína que hace de puente, la proteína que hace de puente entre las plaquetas y el subendotelio es ésta, el Factor Von Willebrand (FvW). Esta es la estructura básica del FvW, es relativamente chica pesa 250 kDa, no es tan chica… la albumina pesa 60, es como 4 veces más pero es chica, ya van a saber por qué, 250 kDa y tiene esta estructura, fíjense que tiene dominios de unión para el colágeno, es decir, es una proteína que es capaz de unirse al colágeno y se sintetiza de la siguiente forma. Este mono que está aquí (el anterior) el de arriba, es lo mismo que esté (proFvW) de acuerdo, su unidad básica, esto es lo mismo ¿Dónde se sintetiza el colágeno? Mnemotecnia para que se lo aprendan, todos los factores de coagulación se sintetizan en el hígado, excepto el FvW. El FvW se sintetiza en los megacariocitos y en las células endoteliales. Y durante la síntesis del FvW, pasa esto, la subunidad básica primero se junta con otra y forma un dímero y luego se junta con muchas otras y forma un multímero y de hecho el FvW cuando circula por la sangre circula como una proteína multimérica que está compuesta por miles de estas cosas (miles de proFvW). El FvW es la proteína más grande que tenemos en la sangre, puede llegar a pesar 20 millones de Dalton, o sea se ve al microscopio electrónico con eso les digo todo, o sea es una enorme proteína que tiene miles de estas subunidades y como (proFvW) tiene dominios para el colágeno, va tener miles de dominios para colágeno para pegar. El FvW que funciona, es el FvW que está en forma de multímeros, hay pacientes que tienen una enfermedad que no pueden formar multímeros, esos pacientes sangran porque el FvW no sirve si no está en forma de multímero. Entonces ahora ya tenemos la segunda cosa. Tenemos el colágeno, tenemos el FvW que se va a pegar al colágeno, va ser el puente. ¿Qué nos falta? El receptor en la plaqueta. Ese receptor en la plaqueta se llama la Glicoproteina Ib/ IX. Esta es la primera glicoproteína que salió al baile aquí, que es la Ib/IX y les quería explicar la nomenclatura de la glicoproteína de las plaquetas porque es rara, Ib/IX a ustedes no les hace ningún sentido. Eso se refiere a cuando esencialmente a que cuando por primera vez se trato estudiar las glicoproteínas de las plaquetas, se hicieron lisados de las plaquetas y se corrieron por un gel de polietilamida, empiezan a aparecer bandas de proteínas desde las más pesadas hasta las más livianas, entonces le pusieron a la más pesada I y a las más liviana IX, además las glicoproteínas tienen distintos azucares. Pero después se dieron cuenta con estos geles de 2 dimensiones, que en realidad en la banda 1 había mas de una proteína y tuvieron que ponerle Ia, I b. lo mismo paso con la banda 2 y con la 3 también, pero de ahí en adelante ya no hay mas a y b, por eso se llama Ia, Ib, IIa, IIb, IIIa, IIIb. Esta es la famosa Glicoproteína Ib/IX, por qué se llama así, porque la glicoproteína que se adhiere al FvW está compuesta por 3 glicoproteínas, es decir un complejo, que está compuesto por Ib alfa y la beta, que es la Ib en el fondo, pero para que se exprese en la membrana tiene que estar acompañada de 2 glicoproteínas más, que son la IX, esta chiquitita que esta acá y la V. Por lo tanto cuando ustedes hablan del complejo Ib/IX estamos hablando de 7 proteínas juntas, si falta cualquiera de estas, no se expresa ninguna. Y hay una enfermedad en pacientes que no tienen estas glicoproteínas. Y cuál es la gracia de la Glicoproteína Ib que acá en la punta, tiene un sitio de unión para el FvW. Por lo tanto esta glicoproteína es bastante abundante en las plaquetas, es decir, si ustedes cuentan las copias de Ib por plaqueta van a encontrar unos 25 mil, suficientes como para que las plaquetas se peguen al FvW. Por lo tanto tenemos: el colágeno, el FvW y la glicoproteína Ib/ IX, que tiene un sitio de unión para el FvW. Normalmente en la sangre nosotros tenemos las plaquetas con 25 mil Glicoproteínas Ib y tenemos una cantidad enorme de FvW alrededor y nunca se pega, por qué, qué necesitamos para que se pegue el FvW a la plaqueta, colágeno (que se expone en el vaso) y que hace el colágeno, un cambio conformacional inducido por el “Shear rate”. La sangre circula, tiene una velocidad de circulación y esa fuerza de circulación es re difícil de traducir se llama “shear rate” (traducción: velocidad de cizalla) y si es muy fuerte “shear stress”, es muy difícil traducir shear, la traducción exacta es cizalla, es decir, una superficie móvil sobre una fija. Esa es la fuerza de la sangre cuando circula que esta ejerciéndose sobre el vaso sanguíneo y en este caso se está ejerciendo sobre el colágeno. Entonces cuando ustedes se hacen una herida, exponen colágeno, en una sangre que fluye y que tiene FvW, que se pego al colágeno. Pero el FvW circula como una proteína globular, con los dominios de unión a la proteína generalmente ocultos. Y cuando el Shear actúa sobre el FvW expone los sitios de unión y la plaqueta se pega. Es decir, lo que es fundamental para que la plaqueta se adhiera a la superficie del vaso sanguíneo es la fuerza de la circulación. Y esa es la razón por la que las plaquetas son más importantes que los factores de circulación en las trombosis en el lado arterial del árbol circulatorio, donde hay más fuerza. Y ¿a quienes les dan aspirinas?, a los gallos que tienen infartos, el infarto al miocardio es una obstrucción de una arteria. Las plaquetas son muy importantes en los sitios donde hay harto flujo (shear), en las venas también pero aquí (en las arterias) es mucho más importante, y eso es como contradictorio como que uno piensa que si hay más shear se van a despegar las plaquetas y no es así, si no que al revés, entre mas fuerte esta la sangre, por ejemplo cuando ustedes tienen las arterias dañadas y tienen turbulencias, ahí el shear es altísimo, por la turbulencia y entre mas shear hay mas se pegan las plaquetas. Ya tenemos la plaqueta adherida. Pero nadie dijo que esto iba a ser fácil, la plaqueta cuando se une al FvW solamente no se adhiere en forma definitiva, sino que solamente se detiene sobre el vaso. O sea si ustedes miran un video en tiempo real de esto, lo que se ve es que la plaqueta va como saltando sobre el colágeno hasta que finalmente se queda detenida, o sea esto la va como frenando. Aquí lo más probable es que esta plaqueta se suelte y vaya caer en otro y otro hasta que se arraigue definitivamente. Esto es bonito, si se fijan esta es la microscopia electrónica del FvW y se ve perfecto. La adhesión definitiva de la plaqueta al subendotelio depende de otra glicoproteína, que es la Glicoproteína VI y esa no usa puente, está directamente unida al colágeno y ahí sí que se queda la plaqueta absolutamente adherida. Y una vez adherida cambia de forma y forma esos como pseudópodos. Resumen: Entonces ahora tenemos una plaqueta adherida de forma estable, que es la adhesión de las plaquetas al subendotelio que fue iniciada por la Glicoproteína Ib/IX pero consolidada por la unión de la Glicoproteína VI al colágeno. Las dos glicoproteínas son importantes, si a un paciente le falta Ib va a sangrar, si le falta la VI va sangrar igual. ¿Cuándo se uno la proteína VI, causa como una señalización que produce que se forme el pseudópodo, o no? Se va adelantando, viste la diapositiva que seguía, qué pasa cuando se une la VI, cuando la plaqueta se une a la glicoproteína VI, aquí esta fíjense: colágeno, glicoproteína VI, se une y qué se produce la unión de la VI al colágeno que se activan moléculas en la cola de la VI que están unidas al receptor gamma, eso no tiene mucha importancia, en el fondo se produce una señal de activación hacia el interior de la plaqueta, que la señal de activación, esta supongo que ustedes la vieron en biología, fosfolipasa C, bueno usa la misma vía y en el fondo lo que yo tengo es un flujo de calcio intracelular. La cola de la VI es fosforilable, fosforila aquí, pero en el fondo el resultado final es que se produce una señalización al interior de la plaqueta y la plaqueta se activa. O sea una plaqueta que venía en la circulación en reposo, feliz de la vida, se ancla al subendotelio, emite señales hacia adentro y porque esto es importante y la pregunta era súper pertinente, porque esto es lo que se llama la señalización de afuera hacia adentro, los gringos hablan de outsid- in, la unión a un receptor viaja para acá, eso se traduce como primera cosa que la plaqueta cambia de forma, es decir, una de las maneras de que uno ve que la plaqueta se activo es que cambio de forma. En el practico lo van a ver, cuando nosotros activamos la plaqueta la plaqueta cambia de forma, se ve es un aparatito el cambio. Entonces, cambia de forma, se produce liberación de calcio, secreción granular y activación de las integrinas, es decir, se produce también señal de adentro hacia afuera (inside- out), porque prepara la plaqueta para la siguiente función que es la agregación. Ahora perfectamente podría haber venido la secreción porque en vivo la agregación y secreción son funciones simultáneas, pero alguna tenía que elegir. ¿Qué hacia la liberación de calcio? Acá, diacilglicerol, proteína quinasa C, toda la típica liberación de calcio, secreción granular, activación de integrina, rearreglo del esqueleto y cambio de forma, o sea todo lo que es activación de la plaqueta derivadas de la activación de las vías de señalización que vienen desde afuera. Eso prepara la plaqueta para la agregación, porque hasta ahora lo que tenemos en este momento es una monocapa de plaquetas sobre el vaso sanguíneo, o sea no sirve para nada, están ahí una al lado de otra, pero necesitamos formar un tapón, hay que llamar otras plaquetas que vengan a pegarse ahí, eso es la agregación, que se agreguen las plaquetas que se forme un acumulo de plaquetas. ¿Y cómo hacen eso? 2. AGREGACIÓN. Primero repetiremos algunas cosas, adhesión transitoria con la Ib, adhesión definitiva con la VI, cambio conformacional, aquí la secreción esta primero. Esto es bien sutil, es como encontrar a Wally aquí, esta es una integrina inactiva, la azulita, y la blanca esta activa, se producen señales de afuera hacia adentro que activa a la integrina y al activarse la integrina se une una proteína que es el fibrinógeno y se une la otra. Y ahí está la agregación de las plaquetas. Por lo tanto de qué depende la agregación de las plaquetas, la agregación de las plaquetas va a depender de un receptor en la membrana, de una proteína que haga de puente entre las dos. Cuál es el receptor en la membrana Integrina: Glicoproteína IIb/ IIIa. Ésta sí que es famosa, como es integrina la pueden nombrar con nomenclatura de integrina que sería: alfa IIb- beta 3, porque tiene una cadena alfa (IIb) y otra beta (3a). Ustedes parece que saben de integrinas, cuáles son las características de las integrinas, que tienen 2 cadenas, una alfa y una beta. De qué depende generalmente que formen el heterodimero, de la presencia de calcio, son heterodimeros dependientes de calcio. Si yo les hecho algo que quele calcio yo las separo, eso es lo que uno hace generalmente para jugar con las integrinas. La IIb/IIIa es famosa por donde la miren, primero es la proteína más abundante de las plaquetas, el 25 % del peso de la membrana la da la IIb/IIIa. ¿Cuantos sitios de Ib teníamos, 25 mil?, la IIb/IIIa tiene 80 mil, para que se hagan una idea. Es una proteína muy abundante, es una glicoproteína, es famoso porque los cardiólogos la bloquean para que los enfermos se mejoren de los infartos. Y si ustedes se fijan aquí, la línea roja, cuando la integrina se activa, es decir, cuando está en reposo esa línea roja no existiría, cuando viene la señal de adentro hacia afuera se forma esto que es el sitio de unión del fibrinógeno, es decir, la integrina se activa y queda lista para recibir al ligando, que en este caso es el fibrinógeno. Entonces el Fibrinógeno es una proteína que circula en la sangre que la vamos a ver en la clase de coagulación, pero que tiene la gracia que es perfecta para agregar las plaquetas, porque es simétrica, tiene 2 extremos que son iguales, agarra una IIb/IIIa de una plaqueta por acá y la otra IIb/IIIa de la otra plaqueta por allá, y así se produce la agregación de las plaquetas. Resumen: la plaqueta se adhiere, se activa, se activa la IIb/IIIa, al activarse se une el fibrinógeno, éste se une a la otra plaqueta, se van formando las capas y así se va formando el agregado plaquetario. ¿El fibrinógeno es el único que une plaquetas o hay algún mecanismo secundario que ayude a la adhesión? El Fibrinógeno es la principal proteína que puede agregar plaqueta, pero si tú te fijas la plaqueta además tiene un sitio de unión a RGD, que es una secuencia aminoacidica que está en muchas proteínas adhesivas, una proteína que tiene RGD es el FvW, o sea la plaqueta se agrega fundamentalmente por la presencia de fibrinógeno pero también el FvW participa, de hecho hay una enfermedad en que los pacientes tienen afibrinogenemia, en que las plaquetas tienen cierto grado de agregación porque el FvW cumple esa misión, incluso hay otras proteínas adhesivas, como la trombopontina Que también puede participar en la agregación, incluso la fibronectina. Lejos fibrinógeno, si le preguntan díganlo, si hay que poner algo en una prueba pongan fibrinógeno. Pero el FvW y otras proteínas adhesivas por la presencia de sitios de uniones que también pueden suplir. Entonces tenemos la agregación de las plaquetas, estamos listos con las plaquetas agregadas. Como parte de la activación la plaqueta también secretan. 3. SECRECIÓN Tercera función, las plaquetas secretan el contenido de los gránulos. Los gránulos específicos. Yo les dije que habían dos tipos de gránulos, los densos y los alfas, y ahora sí que entro en el detalle de lo que tienen adentro. - Los gránulos alfas son los más abundantes y tienen lo que tiene el plasma, las mismas cosas del plasma están en el granulo. Fibrinógeno, fibrina, inmunoglobulinas, factores de la coagulación, etc. Quédense con que los gránulos alfas tienen lo mismo que las proteínas del plasma mas 2 proteínas plaquetarias que son especificas. Estas dos proteínas que se llaman factor plaquetario IV (PF4) (solo presente en las plaquetas). Por qué es importante, porque nosotros lo medimos en la sangre, si alguien tiene alto el factor plaquetario IV, la única posibilidad es que ese factor plaquetario haya venido de las plaquetas, significa que se le activaron las plaquetas en alguna parte, entonces se mide para ver si hay activación de las plaquetas. Y esta otra lo mismo, beta tromboglobulina (B-TG), también es especifica de la plaqueta y de la sangre. En cambio los gránulos densos tienen componentes que es común a otras células pero que son re importante en la función de las plaquetas y aquí el ADP es el que la lleva, el contenido de los gránulos densos de la plaqueta es ADP, ATP, serotonina y calcio. Vamos a ver para que sirve eso, porque es muy importante el ADP como agonista de las plaquetas. Fuera de secretar el contenido de los gránulos las plaquetas también tienen otras vías de secreción y es esta, la vía de las prostaglandinas que cuando la plaqueta se activa saca acido araquidonico desde la membrana a través diacilglicerol y en las plaquetas, fíjense en este lado del mono, el lado de allá no tiene nada que ver, en las plaquetas de las células endoteliales existe una enzima que es la cicloxigenasa, que lleva a la producción de esta cosa que esta acá abajo que es el tromboxano A2 (TxA2), el cual es un potente estimulante de las plaquetas y la cicloxigenasa se inhibe por la aspirina, esa es la razón por la cual a la gente se le da aspirina para bloquear la función de las plaquetas, porque la aspirina bloquea la cicloxigenasa y deja de producir TxA2 que es un potente estimulante de las plaquetas. Y la última función, ahora ya llegamos al momento en que las plaquetas se adhirieron, se agregaron, secretaron el contenido de los gránulos que la ayuda a reforzar su función, vamos a ver cómo, porque tienen receptores de ADP, receptores para Tromboxano, pero qué le falta a este tampón plaquetario, el tapón plaquetario tampoco sirve para nada, bueno casi para nada, el tapón plaquetario en ausencia de un refuerzo no va cumplir las funciones hemostáticas, necesitamos reforzarlo y para eso la cubrimos de fibrina. Sin embargo eso lo hace la hemostasia secundaria, que son los factores de la coagulación. Pero la hemostasia secundaria no se puede llevar a cabo si no existen las plaquetas, las plaquetas son las que le ayudan porque una de sus funciones es la actividad pro coagulante. Son pro coagulantes gracias a esto. Esto es la membrana de la plaqueta, esto en realidad es una membrana de los glóbulos rojos al parecer, pero da lo mismo para el caso. De esto ustedes saben, la distribución asimétrica de los lípidos en la membrana, los fosfolipidos de las membranas celulares e todas las células se distribuyen de forma asimétrica. Fosfolípidos aniónicos al interior. Neutros y aniones por fuera. Y existen mecanismos que están destinados a mantener esta asimetría de los fosfolipidos de la membrana, especialmente esta que se llama la translocasa que en este caso mantiene los fosfolipidos anionicos (puntos rojos) los mantiene por dentro de la membrana. Cuando se expone fosfatidil serina a la capa externa se anclan factores de coagulación y la plaqueta se hace pro coagulante. No voy a entrar en más detalles porque lo veremos más adelante pero fíjense que la plaqueta expresa fosfolipidos aniones cuando se activa, y por eso es pro coagulante. Y como plaqueta activada es capaz de generar trombina sobre su superficie y aumenta la cantidad de trombina. La plaqueta ancla factores de la coagulación y por eso es pro coagulante. Una última función que no la había mencionado antes, las plaquetas además cumplen una función de la mantención de la integridad de la pared vascular. ¿Ustedes saben que son las petequias? Puntitos rojos, ya, ¿y por qué se producen? Porque uno sangra. Las pulgas producen petequias, cuando ustedes tienen una picada de pulga, ese punto rojo es una petequia. Usted puede tener muchas petequias si usted tiene un defecto en las plaquetas. Pero uno puede tener defectos muy importantes de la coagulación, hemofílicos que sangran como chancho o defectos graves de función de las plaquetas, pero los enfermos en general no tienen petequias. La única vez que los pacientes tienen petequias es cuando no tienen pocas plaquetas. Si a uno le llega un paciente y lo mira y tiene petequias, si uno apuesta y dice “este paciente tiene trombopenia”, uno le achunta casi siempre. ¿Por qué? Porque las plaquetas mantienen la integridad de la pared vascular, de esta forma esta es una célula endotelial y esta es la célula del lado (2 células endoteliales) y aquí las células endoteliales tienen unas cosas que las mantienen muy pegadas que se llaman las uniones adherentes, ahí firmes, en estas uniones adherentes se mantienen solo si ustedes han estimulado las colas de estas proteínas a través de una serie de mediadores, donde el más importante es el VEGF, factor de crecimiento del endotelio vascular. Y esto está dado fundamentalmente por la interacción de la plaqueta con estos receptores que están sobre la superficie de las células endoteliales. Entonces mientras ustedes tengan plaquetas alrededor de la célula endotelial ustedes van a tener esta interacción, estas señales y la mantención de las uniones adherentes. Si yo le saco las plaquetas, no hay señal, se desorganiza esta cosa, se le salen los glóbulos rojos y se forman petequias. La mantención de la integridad vascular también es una función de las plaquetas que está dada fundamentalmente por esto. Cuando no hay plaquetas se salen los glóbulos rojos. Esto es lo que haremos en el paso práctico… ¿Como estudiamos las funciones de las plaquetas desde el punto de vista del laboratorio? Ustedes sin conocer las plaquetas me dirían habría que estudiar cada una de las funciones, la de adhesión, agregación, secreción y la pro coagulante. Desafortunadamente en el laboratorio se aglutinan, cuando nosotros estudiamos a los pacientes todos los días no podemos hacer todo eso, hay algunas que están más desarrolladas y otras no. De hecho lo que haremos en la tarde, en el paso práctico, es solo agregación. ¿Pero como se puede ver en el laboratorio esto? Se ve gracias a qué, esto es una cuestión súper compleja pero es solamente para mostrarles que las plaquetas tienen muchos receptores en la superficie para cosas con las cuales ustedes las pueden estimular, tiene receptores para trombina, tiene receptor para tromboxano. O sea la propia plaqueta a través del acido araquidonico de la cicloxigenasa, producía tromboxano, tromboxano se libera, se ancla aquí mismo y produce señalización, puede hacerlo en esta plaqueta o en la plaqueta de al lado, pero estimula las plaquetas. Tiene además receptor de epinefrina, de ADP, por eso les dije que era importante el contenido de los gránulos densos que tenían ADP, porque la plaqueta tiene receptores de ADP y para colágeno. Por lo tanto puedo tomar la plaqueta, echarle estas cosas en el laboratorio y ver si se activa. Le puedo echar acido araquidonico, le echo epinefrina, ADP, colágeno y eso es lo que se hace cuando se quiere ver la función de las plaquetas de un paciente. Y le echamos Ristocetina. Yo les dije que las funciones de las plaquetas no se pueden estudiar todas y una en las cuales uno tiene fallas es en la adhesión. ¿Cómo estudiamos la adhesión en el laboratorio? No es fácil, porque para estudiar la adhesión tenemos que tener un vaso sanguíneo, ver como se pegan. Desde el punto de vista experimental eso se hace, lo podemos hacer en el laboratorio, agarramos una arteria la damos vuelta, le ponemos plaquetas, la miramos al microscopio. Antes había una técnica de laboratorio bien chanta, una jeringa llena de perlitas de vidrio le ponía la jeringa al paciente acá (en la arteria de la tabaquera en la muñeca) y la jeringa con las pelotitas de vidrio tiraba (chupaba) la sangre y contaba las plaquetas a la entrada y la salida. Mientras menos plaquetas habían en la salida, mas se habían adherido. Si salían todas eran porque no se adhería. Por lo tanto como no tenemos una buena técnica de laboratorio para medir la adhesión, hacemos algo que se parece, hacemos algo que nos dice como están las cosas que participan en la adhesión. Y eso es la famosa Ristocetina. La Ristocetina actúa a nivel de la Ib, es un antibiótico que se produjo por allá, por los fines de los 70 y era fantástica porque mataba todas las gram +, se mando al mercado, pero la tuvieron que retirar del mercado porque producía trombopenia en los pacientes que la usaban, a estos se les caía el recuento de plaquetas, y cuándo miraban por qué sucedía esto, se dieron cuenta que las plaquetas se aglutinaban. Entonces vieron qué hace la Ristocetina, al final encontraron un súper buen reactivo, que es re caro, que si se diera como antibiótico seria barato pero como reactivo es súper caro. La Ristocetina es una molécula muy cargada negativamente que cuando interactúa con la glicoproteína Ib, hace que esta glicoproteína se ponga muy adhesiva para el FvW. El FvW se pega a un complejo que forma la Ib, la Ristocetina y el FvW y se forma esto. Como hay más Ristocetina y otras Ib en el plasma, lo que uno tiene es la aglutinación, las plaquetas se pegan. Entonces para que nos sirve la Ristocetina, para ver que por lo menos los elementos que participan en la adhesión estén bien, es decir, quienes eras los dos principales actores en la adhesión, la Ib y el FvW. Entonces si yo le echo a un paciente Ristocetina y no tiene Ib o FvW no pasa nada. Por lo tanto nos ayuda a decir si hay o no indemnidad de los elementos que participan en la adhesión sin mirar exactamente una lesión (o una adhesión no le entiendo muy bien), eso se llama agregación plaquetaria inducida por Ristocetina. Esto es lo que haremos en la demostración hoy, haremos la agregación plaquetaria en un equipo llamado agregometro, que no es otra cosa que un fotómetro que hace pasar luz a través de un plasma en el cual están suspendidas las plaquetas. Como hay paso practico en la tarde, ahora el personal de laboratorio debe estar sacando plasma a alguien y están preparando Plasma rico en plaquetas, plasma con las plaquetas suspendidas. Ese plasma lo pongo en la maquina y la transmisión de luz a través del plasma rico en plaquetas es relativamente pobre, porque es turbio, no pasa la luz. Pero si yo le echo un agonista como trombina o colágeno, las plaquetas se agregan y se forma un agregado (que se va al fondo) y la luz pasa de largo, o sea aumenta la transmisión de la luz y ese es un estudio de agregación. Y sirve bastante porque según lo que uno eche es lo que uno encuentra. Si yo tengo un paciente al cual yo le echo todos estos agonistas, 1, 2, 3 no pasa nada (no se agrega). Pero con Ristocetina si agrega. Dónde está la falla Integrina IIb/IIIa. (Enfermedad de Glanzmann). Este paciente que tiene, agrega con todo perfecto Pero no con Ristocetina. Falla Ib (enfermedad de bernard soulier). Y este que glicoproteína le falta la VI. La secreción se puede estudiar también. Entonces podemos ver la adhesión más o menos y la agregación y secreción muy bien. Como vemos la secreción, relativamente fácil porque las plaquetas tienen los gránulos densos, estos gránulos tienen ATP, ADP, serotonina y calcio. Lo que hacemos es tomar plaquetas del paciente, incubarla con serotonina marcada (radioisótopo, Carbono 14) y la plaqueta siempre tiene muchos más gránulos densos, le sobran. Entonces cada vez que Uds. incuban plaquetas con serotonina se la chupa toda (no sé porque me tinca que así mismito vamos a estar el viernes) y quedan llenas de serotonina marcadas con radioactividad. Hacemos el mismo estudio de agregación anterior, hacemos lo mismo esto, pero en lugar de botar el tubo, después contamos el sobrenadante y vemos la radioactividad ahí afuera, si hay mas radioactividad significa que las plaquetas secretaron mas. El estudio de secreción es ver cuanta serotonina marcada la plaqueta es capaz de liberar después de ser estimulado. No existe una técnica que nos permita ver la actividad pro coagulante. Hematología 2: Coagulación Vamos a seguir con esto, entonces ahora vamos a la siguiente etapa, no cierto tenemos la hemostasia primaria lista, las plaquetas y nosotros habíamos dicho que para que las plaquetas pudieran formar el tapón hemostático o el trombo, necesita ser reforzado por fibrina que dependía de la hemostasia primaria que en el fondo es la coagulación. Y basado en este mismo concepto en que les hable en denante, en que nosotros tenemos las plaquetas agregadas, secretaron y todo lo que ustedes quieran, pero necesitan una malla de fibrina. Esa malla de fibrina se hace a través de la activación de los factores de la coagulación. Y los factores de la coagulación terminan secretando trombina, la trombina sobre la fibrina y se produce esto. Lo importante aquí, es que en el plasma nosotros tenemos los factores de la coagulación. Los factores de la coagulación son una serie de proteínas y que tienen el nombre que uno usa habitualmente, factor de la coagulación es el factor numérico que tiene sinónimos y que tienen una función específica. Hay algunos que uno nunca nombra por el numero, que es el fibrinógeno y la protrombina, pero son el Factor 1, F2, F3, el F4, el F6 no existe, el F7, el 8 y si ustedes se fijan la mayoría de los factores de la coagulación (FC o F) son los que llamamos Serino proteasas, es decir, es una enzima, una proteasa que tienen en el sitio activo una serina. Todos estos son cimógenos en la sangre, o sea son enzimas inactivas, que necesitan ser activadas. Cuando se activan, lo que generalmente ocurre es que exponen la serina, por eso es que el sitio activo es una Serino proteasa. Entonces uno tiene, todos estos factores de la coagulación, hasta el 12, el 13, 2 más que son el Precalicreína (PK) y el Cininógeno de alto peso molecular (HMWK). Estos son los actores, que tienen ciertas propiedades, se acuerdan que decir donde se sintetizaban los FC no tenía ninguna gracia, eso porque todos los FC se sintetizan todos en el hígado. Una característica importante y que ustedes no tienen que olvidar, es que la vida media de los FC es muy distinta. Hay algunos F que tienen una vida media de 250 horas, bastante en comparación con otras que tienen una vida media muy corta. No se los aprendan, ni yo me los sé, pero uno sabe cuál es el más corto, el F7, que a veces tiene cierta importancia cuando uno ve pacientes y el más largo es el F13. Y lo otro que es importante, que es un elemento que no se les olvide es lo que nosotros llamamos el nivel hemostático, es decir, si ustedes miran esta tabla ustedes se dan cuenta inmediatamente que uno tiene una gran reserva de FC, como que a uno le sobra siempre, porque para que ustedes tengan una hemostasia relativamente decente le falta muy poquito factor, fíjense sobre todo en el 7, con más del 10% el F7, los pacientes no sangran en condiciones normales. Por eso acá al lado, dice trauma, o sea esto es para la vida diaria, si van a tener un trauma, una cirugía o una intervención dental sangrosa sube. Pero de todas maneras el 7 sigue siendo, incluso ustedes si tienen que hacer una extracción dental a un déficit de F7 que tiene 20%, no hay que hacerle nada, no le va pasar nada. - Entonces conceptos, la vida media de los factores tiende hacer distintas, hay algunos muy cortos y otros muy largos. - El nivel hemostático es relativamente bajo. Es decir, uno tiene harto margen donde jugar y sentirse seguro, es decir, un paciente con un F8 y un 50%, no hay ni siquiera que mencionárselo, es normal. La otra cosa es que como que los FC tienden a agruparse en familias. Es más fácil para nosotros porque aprenderse 13 cosas distintas… es más fácil agrupar. Se agrupan en estructuras que son semejantes y cosas que se parecen entre uno y otro. • El F12 es distinto, es un F de contacto que veremos más adelante. • Hay un error ahí ese es el 11. • El F7, 9, 10 y la protrombina tienden a ser parecidos, tienen una unidad catalítica, un sitio donde generalmente corta una enzima que lo activa y unos dominios de adhesión llamados kringles (no está bien escrito porque no sé cómo se escribe pero es: “dona danesa”). • El F tisular no tiene ninguna gracia, porque es una proteína recta, sin dominios raros. • El F8 y el 5 que son cofactores son también relativamente simples. Lo clásico, que esto es lo que ustedes probablemente saben, es que la coagulación es la activación en cascada. Los que describieron la coagulación, el primer trabajo que incluso salió en Nature, que fue muy famoso, lo llamaron The Cascades Waterfalls, o sea la cascada de la coagulación, porque se activaban los elementos uno tras otro, en una secuencia (cascada). Esto mediante dos vías, una que llamamos la intrínseca y otra que la llamamos extrínseca porque parte de afuera y una común y al final formamos fibrina. Sin embargo in vivo, en el organismo, el principal activador de la coagulación (el principal gatillo) con el cual se inicia la coagulación es a través de la exposición del F Tisular y eso es vía extrínseca. El F Tisular es una proteína que está presente en las células del subendotelio, en los monocitos y nosotros decimos que en las plaquetas (esto último, q este en las plaquetas, es una polémica). Pero ustedes cuando exponen subendotelio además de exponer colágeno exponen células que son ricas en F Tisular. Alguien denante nombro el Fibroblasto, aquí sí el fibroblasto expresa factor tisular y ese es el que gatilla esta vía de coagulación que termina generando trombina, esa es la vía que nos sirve en la vida diaria, la vía extrínseca. Y esto funciona así, el F Tisular esta expresado sobre una superficie celular, tenemos F 7 circulando en la sangre, el 99% del F 7 en la sangre es inactivo. Hay un pequeño 1 % de F 7 activo. Así que lo ponemos mejor como si fuera F 7 inactivo, se forma un complejo F7/ F Tisular que se activa en forma espontanea o por el feedback del 10 pero eso lo vemos después, y se forma un complejo el complejo F Tisular/ F7 activado, eso es lo primero que ustedes tienen. Si ustedes de hacen una herida, lo primero que se va a formar es el complejo F7/ F Tisular activado, ahí, y lo primero que hace este complejo activado es activar al F9, activa el F9 y éste activado en conjunto con el cofactor 8 activan al 10 y se forma el F10 activado, que actúa (activa) sobre activa la Protrombina. El F9 necesita un cofactor, porque sino la eficiencia que tiene como enzima es muy baja. El cofactor del F9 activado es el 8 activado. Por lo tanto estamos aquí llegamos desde la vía extrínseca, y nos encontramos con el F 10 activado en el centro (de las dos vías), cual es la idea, que uno lo podría activar desde las dos vías. Pero la verdad es que la gran vía de activación es ésta. Bueno, Tenemos aquí el 10 activado y éste actúa sobre el F 2 que es la protrombina, forma trombina y la trombina va a formar fibrina. Pero también existe la otra vía, que es la vía intrínseca, que es la que parte acá arriba, con lo que se llama la activación de contacto, es decir, cuando ustedes ponen en contacto la sangre con una superficie extraña, el ejemplo más clásico si yo les saco sangre a ustedes y la pongo en un tubo de vidrio que va a pasar, se coagula y eso es porque la sangre en contacto con el vidrio que es una superficie extraña activa la vía intrínseca, porque ahí no hay F Tisular. Activa la vía intrínseca, que es con una superficie cargada negativamente, que generalmente cuando hay una herida hay exposición de subendotelio que también actúa como una superficie de contacto. Y eso activa el F 12, pero también activa las otras moléculas que están en contacto con estas superficie cargada negativamente, que son la PK y la HMWK que se activan, la PK se transforma en calicreína que hace un feedback activa al 12 y el 12 se perpetua acá. El F12 activado y la PK activan al 11. La primera etapa en la activación de contacto, participan todos estos F, que nosotros llamamos F de contacto, estos son: HMWK asociado a la bradiquinina, PK, F12. Cuando hay una superficie cargada negativamente hay activación de estos F y al activarse van a formar Calicreína que va a ser un feedback, pero a la vez van a activar al F11, que es como para salir se fijan, están arriba e ingresan a la cascada de coagulación activando al F11. ¿Cuál es la conexión entre la primera parte, en el contacto con la superficie de membrana obvio, se activa el F 12 y después por que pasamos a la calicreína? A no, esto es fenómeno aislado para mostrarles que el contacto de la sangre con una superficie cargada negativamente les va a activar el 12. Pero en realidad el complejo es este, o sea, no es esto solo, sino que además participan las cininas que hacen como un loop, se produce esto. Y lo importante es que sale de ahí activando al 11. ¿Profe pero es activado por el stress o es activado por la calicreína y eso? La más importante es esta, pero el 12 también activa al 11 directamente. Que se ve acá, este es el contacto, ya lo vimos, se fijan que participan los 2, el HMWK que termina formando calicreína y el F 12 activado, los dos participan como proteínas de contacto en activar al 11. Y el 11 activa al 9, o sea el nueve es activado de los dos lados, porque el 9 también es activado por el F Tisular por lo tanto el 9 es activado por los dos. Y el 10 también es activado por el F7/F Tisular. Creo que el mono mejor es este para ver como se activa recíprocamente el 9, el F7/F Tisular, activa al 9, el 11 activa también al 9. Por tanto lo que nosotros vemos acá, es el resumen de todo, contacto, 11, 12 activado, 11 activado que entra al 9, al 9 también entra F Tisular/F7 y también entra al 10, el F Tisular/F7. Al revés, antes les dije que lo principal era el 10 activado, esa es la enzima que actúa sobre la protrombina, para llegar al 10 activado tenemos la vía extrínseca, que fisiológicamente es la más importante y que me llega de dos formas directamente el F Tisular/ F7 activa al 10, no mucho pero lo activa o lo activa a través del 9. Lo hace de las dos formas. En coagulación muchas de las reacciones son redundantes, por ejemplo, el F7 activa al F7, o sea a sí mismo. Llegamos al factor 10 que forma un complejo con el F5, lo que hay es formación de complejos. Y en hemostasia secundaria nosotros hablamos de 3 complejos importantes: - Complejo F Tisular/ F7, importante porque es el que gatilla, el que parte. - Complejo Tenasa, hidroliza al 10, por eso se llama TEN asa (activan al F10). Está formado por el 9 activado y el cofactor 8. - Complejo Protrombinasa, formado por el F 10 activado y el F 5 activado, son los que convierten la protrombina en trombina. Entonces llegamos al Complejo protrombinasa, lo que vamos a hacer ahora es convertir la protrombina en trombina, que es la enzima central la coagulación, la trombina es la que la lleva y tiene múltiples funciones. La trombina es una enzima que forma la fibrina porque actúa sobre el fibrinógeno. La trombina es un potente activador de las plaquetas porque las plaquetas tienen un receptor de trombina. La trombina participa en muchas funciones celulares y mecanismos de regulación, participa en más de un mecanismo de regulación. La trombina es “LA” enzima, la gran enzima central en la coagulación. ¿Y cómo se produce la trombina? Esta es la Protrombina (F2) que la vimos someramente en la estructura, aquí están los famosos kringles (1 y 2). Tienen un sitio de cisión que es donde corta el 10 activado, que el primer sitio de corte es entre la arginina y la isoleucina y forma trombina más un pedazo largo que esta acá la mesotrombina creo que se llama y luego corta acá de nuevo (arginina y treonina) y ahí se liberan unos fragmentos ahí vamos a ver lo que es. (OJO los sitios de corte el profe los dijo como 3 veces y cambiaba el orden a veces decía que la treonina era primero otras veces que la isoleucina, se los dejo así para ponerlo de una forma pero en realidad creo que da igual). Esta es la estructura, un modelo deducido de la cristalografía de la protrombina, cuando se activa expone la serina, por eso es una Serino proteasa. Entonces así la Protrombina pasa a la trombina, que tiene sitios serina activos. El complejo protrombinasa se forma de esta manera, está formado por el 10 activado y su cofactor, 5, que actúa sobre la protrombina. Complejo que esta ensamblado sobre la membrana celular. Y lo que hace el factor 10 activado y también la trombina es cortar aquí, corta entre la arginina y la isoleucina, deja una proteína de dos cadenas unidas por un puente S-S, esta es la trombina y cuando corta después acá libera el fragmento 1+2, este fragmento también se mide en la sangre de los paciente, si 1+2 esta aumentada, es una señal (indirecta) de que se produjo trombina (la trombina no se puede medir porque dura segundos). ¿Qué va ser la trombina ahora? La trombina va actuar sobre Esta molécula, el fibrinógeno. Proteína relativamente grande (340 kDa) y muy abundante (200 mg/dl de fibrinógeno en la sangre), es simétrica (2 lados iguales) y tiene 3 cadenas (a-alfa, b-beta, gamma) y tiene unas colitas que vamos a ver después que son. Pero en el fondo ese es el fibrinógeno, que es una estructura simétrica, que tiene dominios, este dominio central que se llama “E” y el dominio lateral que se llama “D”. aquí está la misma cosa, esta es una imagen de espectroscopia y acá tiene cosas donde se corta. Es difícil ver como se forma la fibrina, el primer sitio de corte de la trombina es acá en los extremos del dominio D y libera estas dos estructura, si ustedes toman fibrinógeno puro y le echan trombina lo primero que hace la trombina es cortar acá (lisina y la glutamina) y libera estas dos cosas Fibrinopéptido A y B, quedando solo el fibrinógeno. El fibrinógeno ahora expresa un sitio de acido glutámico, deja libre un acido glutámico al aire y al hacer eso ocurre la polimerización, porque aparece en acción el F13, que es el factor estabilizador de la fibrina. El F13 cataliza la unión covalente de estos aminoácidos, de una glutamina con una glutamina o de una glutamina con una lisina. Porque el F13 es el único F que no es un cofactor ni un serina proteasa, es un transglutaminasa, por lo tanto favorece la interacción de los aminoácidos y se forma Fibrina insoluble. Aquí está el esquema, la primera interacción cuando uno ve la formación de la malla de fibrina, es entre los dominios centrales acá y después de extiende hacia los dominios laterales. Y lo que hace el F 13 es estabilizar la fibrina, esta unión covalente, de alta energía solo es posible en presencia de F 13. Si yo no tengo F13 y hago un coagulo, el coagulo se forma perfecto y dura mucho tiempo. Por ejemplo, en el laboratorio con pacientes que tienen una deficiencia congénita de F13, tiene menos de 1 % de F13 y yo le hago coagular el plasma, coagula perfecto, el coagulo no tiene diferencia alguna con un coagulo de alguien normal, sin embargo si yo dejo ese coagulo en el tiempo comparado con alguien normal, se deshace más rápido. Lo que hace el F13 no es estimular mucho esto, sino que su principal función es estabilizarlo, que no se deshaga. Porque esta interacción inicial se produce mucho solo por la liberación de los fibrinopéptidos. Cuando yo le saco al fibrinógeno el fibrinopéptido A y B y dejo los glutámicos al aire, se produce espontáneamente la polimerización de la fibrina, sin embargo esas son uniones no covalentes laxas que si yo no las refuerzo se deshacen. El F13 es un estabilizador de la fibrina, más que un promotor de la formación de fibrina. Ahora hablaremos de algunos conceptos importantes de la coagulación que no se les deben olvidar jamás. El primero tiene que ver con esto, las reacciones de coagulación SIEMPRE van a proceder sobre superficies fosfolipídicas cargadas negativamente. Ustedes nunca van a poder coagular la sangre sino tienen lípidos negativos alrededor, que pueden ser membranas celulares o pueden ser artificiales. Si no hay lípidos las reacciones de coagulación proceden muy lentamente. El complejo protrombinasa (10+5) para que sea eficiente tiene que estar anclado a superficies lipídicas cargadas negativamente. ¿Por qué se anclan a superficies cargadas negativamente los FC? Se anclan porque tienen residuos de acido gamma carboxiglutamico, hay 4 FC que tienen este residuo, que median la unión del factor con la superficie lipídicas negativas. ¿Cómo se hace la carboxilación en los residuos de ácidos glutámicos? A través de una enzima que es un glutamilcarboxilasa que es dependiente de la vitamina K. Durante la síntesis de los FC yo tengo que carboxilar los residuos de acido gamma carboxiglutamico y eso lo hace la enzima glutamilcarboxilasa. Para que esta enzima funcione necesita estar en presencia de vitamina K reducida que provee acá, de los residuos. Al actuar la glutamilcarboxilasa la vitamina k se oxida y forma epóxido. Los FC que para su síntesis dependen de vitamina k son el 2, 7, 9 y 10 (de memoria) y hay 2 inhibidores que son dependientes de vitamina k que son la proteína C y la S. Ahora, por qué esto es tan importante (la presencia de la vitamina k en la coagulación), porque determina que se produzcan los residuos de acido gamma carboxiglutámico que hacen que la proteína se ancle de esta forma. Estas son las regiones N terminal de los FC que son vitamina K dependiente, que acá dice, existen los residuos de acido gamma carboxiglutamico que con calcio alrededor, se pueden anclar a los fosfolípidos de membrana. ¿Cuál es la gracia de esto? Yo puedo bloquear la síntesis de vitamina k y así no sintetizar bien 2, 7, 9 y 10 y el paciente tiene un déficit de coagulación. Y eso le pasa de forma fisiológica a los recién nacidos. No sé si ustedes saben pero a todas las guaguas en la maternidad lo primero que le hacen le pone una inyección de vitamina k, porque las guaguas nacen con un déficit, ya que la vitamina k se sintetiza en las bacterias y el tubo digestivo de las guaguas es estéril. Entonces la Vitamina K es fundamental para la síntesis de 4 FC (2, 7,9 y 10) para gama- carboxilar los residuos de acido gamma carboxiglutamico que son fundamentales en el anclaje al lípido negativo. En los pacientes que tienen trombosis y nosotros necesitamos que no se coagulen, nosotros les damos Anticoagulante Oral (ACO) y las drogas que uno usa son la: Warfarina o ¿ceropumarol?, que lo que hacen es que bloquear acá, o sea el paciente toma el medicamento, bloquea esto, le caen estos F y se hace hipocoagulante y con eso prevenimos que haga trombosis. Ese es el mecanismo de acción del ACO. Es importante que ustedes sepan esto porque el tratamiento ACO está siendo cada vez más frecuente, en este hospital solamente hay 3000 paciente con tratamiento ACO, por lo tanto cuando ustedes ejerzan van a tener que atender muchos pacientes en tratamiento de ACO, van a tener que saber porque esta anticoagulado, van a tener que saber que se puede revertir la anticoagulación del tratamiento ACO con vitamina K. Ahora, hay extracciones dentales y procedimientos dentales que se hacen sin suspender el uso de ACO. Ahora cirugías orales un poco ms complicadas si, se suspende el tratamiento con ACO y se espera que se recupere solo (en unos 2 o 3 días se recupera el nivel de los F). Ahora si necesitamos operar luego le suspendes ACO y le das vitamina K. En resumen: lo que hice yo hasta aquí es explicarles cómo funciona la coagulación y este es el resumen total, donde esta es la vía intrínseca, parte acá y termina acá. Pero la que importa fisiológicamente es la extrínseca, porque qué le pasa a alguien que no tenga nada de F 12, (alguien responde pero no se escucha nada ) claro, de hecho el F12 es el F Hageman, es un gringo donde se vio el F12 y el sr Hageman se murió de trombosis, no le pasa nada, no sangra. El F12 no es tan importante, es más importante este. Entonces fíjense bien, tengo F Tisular/F 7 activo el 10, el 10 forma el complejo protrombinasa, trombina y fibrina, con eso tenemos hemostasia, por qué sangran los hemofílicos entonces, que le falta a ellos, del F8, ese esta acá y formamos fibrina aquí, entonces por qué sangran tanto. ¿Por qué para q se active el F10, actúan los dos complejos el de la vía extrínseca e intrínseca? Por eso yo quería pasarles lo clásico primero, y el concepto actual de hemostasia luego para que pueda entender esto. El concepto actual de hemostasia y de coagulación es lo que nosotros llamamos el concepto de hemostasia celular, donde las células son súper importantes. Si ustedes se fijan lo que hemos visto hasta ahora de coagulación es medio plasmático, todos os factores en el plasma a lo más les dije que tenía que haber una superficie fosfolipídica pero también hay artificiales. Lo que si se maneja mucho ahora y para poder entender esto y para entender porqué sangran los hemofílicos y otros pacientes es porque esta la H celular. Parte igual, F Tisular/F 7 F10 forma complejo protrombinasa y la protrombina y producimos trombina. Lo que no les había comentado es que hay un inhibidor de este complejo y que actúa inmediatamente, o sea, apenas esto parte se frena, o sea lo único que hizo fue liberar esta protrombinita y se frena. La trombina actúa activando a las plaquetas y haciéndola expresar receptores por FC. La plaqueta activada une a los cofactores 8, 5 y F9 activado, que estaba por ahí alrededor. Y sobre la superficie de la plaqueta, necesitamos todo el resto de la cascada para producir mucha trombina. Aquí si ustedes se fijan es fundamental el 8, si ustedes no tienen 8 son hemofílicos A, si no tienen el 9 con hemofílicos B. la presencia de una superficie celular como la de las plaquetas es fundamental porque provee de 8 activado, de 5 activado para que se pueda formar el complejo tenasa y protrombinasa para generar suficiente trombina. Si yo no tengo esto, no tengo 8 o no tengo 9, lo único que logro es esto y eso es insuficiente, porque existe este famoso inhibidor, si este no existiera no importancia, porque ahí seguiría el tisular y la cascada. Lo del inhibidor lo vemos la próxima clase, pero esto es fundamental que ustedes activen la plaqueta para que en la superficie de la plaqueta presente 5 activado, 8 activado, que son los cofactores que van ayudar a la formación de la tenasa, de la protrombinasa y gran generación de trombina y por eso se llama fase de propagación, que es la que produce toda la trombina. ¿La primera parte cuando esta el inhibidor del complejo, qué se libera trombina o protrombina? Trombina, la rojita, 2A, o sea la gracia es que tu produzcas esto, si tu no llegas a producir este poquito de trombina, a la plaqueta no le va pasar nada por lo tanto tú tienes que producir una pequeña cantidad de trombina. Esa pequeña cantidad de trombina, activa las plaquetas que están ahí, esto están pasando en una herida, lo primero que llegaba eran las plaquetas, las plaquetas ven la trombina y se activan. Una plaqueta activada, expone 5 y 8 activa para que se formen los complejos tenasa y protrombinasa. Esa es la razón por la cual uno entiende las enfermedades hemorrágicas, uno entiende que sangren los hemofílicos A y los hemofílicos B. uno entiende también porque sirve un tratamiento actual que son altas dosis de F 7 recombinante, porque se salta esto. Y la antepenúltima diapositiva, donde uno resumen esto y lo que le agregamos es que nosotros creemos que además las plaquetas son capaces de expresar factor tisular y que en el medio estarían contribuyendo a la formación de fibrina. Esta célula que expresa factor tisular también podría ser esta misma, que expresa factor tisular y a la vez (¿…?) Y estas últimas dos es para ver como se estudia esto en el laboratorio (la coagulación), es súper simple se hace con dos exámenes, se hacen miles todos los días en los hospitales. Son: el tiempo de protrombina y el tiempo de tromboplastina parcial activada. Veamos primero cómo hacemos un tiempo de protrombina, le sacamos un tubito de sangre a alguien con anticoagulante, cómo anticoagulamos la sangre, le quelamos el calcio, sabían ustedes que los colores del tubo nos muestra que anticoagulante tiene, ya, este celeste tiene citrato, también hay rojos (no tienen nada) y morados. Este tiene citrato, esta anticoagulado, centrifugamos, plasma, rojo. Nos quedamos con el puro plasma. Y a este plasma, le echamos F Tisular, también llamado tromboplastina, ahora para que parta la reacción hay que devolverle el calcio para que se pueda coagular y hay que darle fosfolípidos porque aquí no hay células porque este plasma es libre de células, porque lo centrifugamos fuerte, es plasma puro. Si le echamos F Tisular donde va a partir, en la extrínseca parte acá en el 7, al 10, el 10 activado, protrombina, trombina, se va formar el coagulo y vamos a ver cuánto tiempo se demora en formar. Si hay menos de alguno de estos se va a demorar más y va ser más largo. Por lo tanto el tiempo de protrombina evalúa la vía extrínseca. El otro es el que evalúa la vía intrínseca, lo que yo añado es un activador de contacto. ¿Cuál? El vidrio, le echo vidrio, en el fondo es un reactivo que es vidrio molido, sílica o acido licadonil, le echo el activador, también fosfolípidos y calcio, pero no F Tisular. Como no le echo F Tisular, pero si Activador de contacto qué le va a pasar al plasma, se va a ir por acá, porque voy a estar activando el 12 y de ahí me voy para abajo y llego al 10 igual y termino formando coagulo y tomo el tiempo de cuanto se demora. Qué le falta a este reactivo, comparado con la Protrombina F Tisular, también llamado Tromboplastina, por eso se llama tromboplastina parcial, porque le echamos un reactivo que no tiene factor tisular. Y activado por qué, porque le echamos un activador. Y ese es el TTPA, entonces cuando yo añado activador sin factor tisular, veo la vía intrínseca. Si añado activador con factor tisular, veo la vía extrínseca. Y con los dos tiempo yo cubro todo. O sea, la prolongación de los tiempos, me va decir cualquiera de las 2 vías. (Alguien hace una pregunta que no escucho, pero esta es la respuesta) La protrombina es cortita y estrecha, en nuestro laboratorio va entre 9 y 11 segundo, varía dependiendo el pool del control. Esta el larga y amplia, va entre 26 y 40 segundos, eso es lo normal. Hematología 3: Endotelio y regulación de la hemostasia En la clase pasada vimos todo lo que es la hemostasia. La hemostasia primaria que dependía de las plaquetas y la secundaria que depende de los factores de coagulación. Entre las dos se juntan y conforman un proceso complejo que termina formando un tapón hemostático, o un trombo, que está constituido por plaquetas y fibrina. Ahora vamos a ver como el organismo se las ingenia para regular este proceso, porque si no se regulara, vamos a ver ahora que sería un fenómeno perpetuo. La regulación del sistema hemostático depende casi exclusivamente de la función del endotelio (en otras palabras el endotelio y las células endoteliales son el gran órgano que controla y regula la hemostasia), y la célula endotelial forma una capa que cubre todos los vasos, y la gracia que tiene es que es una célula que es mucho más activa de lo que se creía antes, es un órgano con muchas funciones, no es solo una barrera, sino que participa en todo lo que es control de la hemostasia. Es más, cuando la célula endotelial se enferma empiezan a aparecer todos los problemas vasculares. Entonces, las células que están rodeando al trombo tienen que ver con dos procesos fundamentales, que son el de la fibrinólisis (utilizado para disolver el trombo), y el de los inhibidores naturales. (* En el power muestra un cuadro con todas las sustancias que secreta el endotelio. No hay que aprendérselas, lo único a lo que quiere llegar el profe es a que el endotelio tiene muchas funciones tanto anti-tromboticas como pro-tromboticas, y las que nos interesan son las anti- tromboticas que son proteínas de superficie o de secreción). Aquí tenemos lo que habíamos visto en la clase que es la hemostasia primaria, las plaquetas que terminan formando un agregado del sistema de la coagulación y esto es la célula endotelial y los mecanismos de control que ejerce la célula endotelial sobre las plaquetas, sobre la coagulación, y sobre la fibrinólisis. Entonces, la célula endotelial controla la función de las plaquetas porque tiene estas tres cosas: PGI2, NO y Ecto-ADPasa (CD 39), controla a la coagulación porque tiene el sistema de la Proteína C, la Antitrombina y el Inhibidor de vía extrínseca, e interviene en la fibrinólisis porque secreta el t-PA, ahora vamos a ver el detalle de cada uno de estos. Control sobre las plaquetas En otras palabras, es el control sobre la hemostasia primaria. Vimos en la clase pasada, que las plaquetas se activaban cuando se unían al sub-endotelio, y cuando se activaban lo que hacían era secretar el contenido de sus gránulos, los que tienen ADP, ATP, etc, los que activan a otras plaquetas, las cuales al activarse también secretan el contenido de sus gránulos que activan a otras. Por lo tanto es obvio, de mirar la fisiología de las plaquetas, que necesitamos algo para controlar esto, ya que las plaquetas se activarían eternamente (la misma secreción de las plaquetas hace que secreten las otras), si no fuera por este control. Para que no se perpetúe el sistema, la célula endotelial tiene sistemas de control de la función de las plaquetas, que son tres: 1.- Se acuerdan cuando vimos la función de las plaquetas, que también vimos que había una vía de secreción que era la vía de las prostaglandinas, la cual sigue a la enzima COX (cicloxigenasa), la cual se inhibía por la aspirina. La vía de las prostaglandinas, y la COX en las plaquetas llevaba a la formación de un potente agregante plaquetario, el tromboxano-2. Con esta misma vía se activa en la célula endotelial la producción de Prostaciclina o Prostaglandina I2 (PGI2), que es un potente inhibidor de la función de las plaquetas. Aquí está el primer mecanismo de control, es decir, la célula endotelial cuando se activa en lugar de producir tromboxano-2, produce prostaciclina, lo que inhibe la función de las plaquetas, porque aumenta el cAMP y hay una inhibición de la función plaquetaria por prostaciclina. 2.- La célula endotelial tiene oxido nítrico sintetaza (NOS), y produce óxido nítrico, el cual también es un potente inhibidor de la función de las plaquetas. 3.- La expresión de una ecto-ADPasa en la superficie de la célula endotelial, el cual hidroliza el ADP. Entonces el ADP que secretan las plaquetas que están activadas, es hidrolizado por estas ecto-ADPasas. Con esto nos podemos dar cuenta, que las plaquetas que están fuera del trombo o que están en los alrededores del endotelio sano, no se pueden activar porque la célula endotelial se encarga de mantener estos tres mecanismos de control. Control de la hemostasia secundaria Antes de entrar a la hemostasia secundaria quiero que veamos cuando nos hacemos una herida, y cuando comienza su proceso de reparación lo que necesitamos es remover la fibrina, ya que si no la removemos, el proceso natural de reparación de la herida no se va a poder realizar, por lo tanto hay que removerla. Para lo anterior existe el sistema fibrinolítico, que es un sistema que se utiliza para lisar a la fibrina, y este sistema también es dependiente de la célula endotelial, porque el activador de este sistema lo produce la célula endotelial (lo hace en etapas formando una proteína). Estos son los factores del sistema fibrinolítico. La principal enzima que actúa sobre la fibrina para degradarla es la plasmina, la cual circula en la sangre en estado inactivo, por ello se llama plasminógeno, o sea, el plasminógeno se transforma en plasmina por activadores como el t-PA o el u-PA, que son activadores del plasminógeno, y también tenemos una serie de inhibidores. Si se fijan, la vida media de estas proteínas son muy distintas, por ejemplo la plasmina tiene una vida media de 0,1 segundo, o sea no se puede ver plasmina libre en el plasma, no hay, sino que toda circula como inactiva. Entonces, ¿cómo ocurre el fenómeno completo? Tenemos un trombo que tenemos que lisar. Las células endoteliales que están alrededor del trombo, por la acción principalmente de la trombina que se escapa hacia las células endoteliales, estas células endoteliales se activan y secretan un activador del plasminógeno. Esto que se llama t-PA es activador del plasminógeno tisular, y es el encargado de transformar plasminógeno en plasmina, que es la enzima capaz de degradar a la fibrina. La razón por la cual la plasmina dura tan poco en el plasma, es porque existe un inhibidor natural circulando, que es la α2-antiplasmina, o sea que toda la plasmina que se escapa hacia el plasma va a ser neutralizada inmediatamente por la α2-antiplasmina, por lo tanto el concepto es que cuando la plasmina está unida a la fibrina, está protegida ante la α2-antiplasmina. Entonces todo el sistema está hecho para que actúe dónde la plasmina, en el trombo, porque cuando la plasmina está unida a la fibrina está protegida en contra de la α2-antiplasmina, si se escapa al plasma, se bloquea. Entonces activamos el plasminógeno, lo transformamos en plasmina, la plasmina se une a la fibrina y allí empieza a trabajar. ¿Cómo se transforma el plasminógeno en plasmina? Lo que circula en la sangre generalmente es el plasminógeno, este Glu plasminógeno como se llama, sobre el cual actúa el activador t-PA o u-PA (quédense con el t-PA ya que es muy efectivo en activar plasminógeno y generar plasmina, es mas el t-PA es recombinante y se puede usar como medicamento, lo primero que se le inyecta a una persona con infarto al miocardio es t-PA, para disolver el coágulo en la coronaria). Lo que hace el activador es cortar al plasminógeno y lo transforma en Glu-plasmina, que está terminada en un ácido glutámico al final, y la más activa es la Lis-plasmina, que se produce cuando la propia plasmina actúa sobre el Glu-plasminógeno. Otra vez. Lo que circula en la sangre es Glu-plasminógeno, sobre ése actúa el t-PA, obteniéndose como resultado una Glu-plasmina. Ese poquito de Glu-plasmina cuando actúa sobre el Glu-plasminógeno, lo corta y lo transforma en Lis- plasminógeno, que el ponerse en contacto con el t-PA se va a transformar en Lis-plasmina. Tan pronto como yo genero un poquitito de Glu-plasmina, esta me transforma el Glu-plasminógeno en Lis-plasminógeno, por lo tanto al final lo que vamos a tener mayoritariamente es Lis-plasmina. Lo importante de todo este proceso, es que la lisina (de la Lis- plasmina), va a ser el sitio de unión de la plasmina a la fibrina. Cuando se bloquea esta unión, la plasmina no se une a la fibrina. Ya formamos plasmina, y ahora necesitamos que digiera a la fibrina. Para entender cómo actúa la plasmina sobre la fibrina, les voy a mostrar cómo actúa sobre el fibrinógeno primero porque esa es la forma de entenderlo. ¿Se acuerdan de la molécula de fibrinógeno? Aquí esta, se acuerdan, tiene un dominio E, que es simétrico, y dos dominios D que ocupan para unir fibrina. Lo que hace la plasmina cuando se enfrenta al fibrinógeno, lo primero que hace es cortarle estas colitas de acá abajo, dejando un fragmento que se llama el fragmento X. el siguiente punto de corte de la plasmina es en la cadena aα, y corta aquí y acá, entonces al primer corte va a dejar a un D solito, y al segundo corte le va a dejar este otro. El tercer va a ser acá, dejando otro D, un E y estos fragmentos intermedios. Esto es a lo que nosotros llamamos fragmentos de degradación del fibrinógeno. Esto pasa si yo pongo fibrinógeno en contacto con plasmina, lo que sucede poco, a los únicos que les sucede esto es a los paciente que llegan con infarto y les inyectan t- PA, porque en realidad no se les inyecta el t-PA en la coronaria, sino que se les inyecta t-PA sistémico (inyectan kilos de t-PA de mas), entonces la plasmina supera a la α2-antiplasmina y se lisa el coagulo de la coronaria y además se come el fibrinógeno del paciente. Cuando se forma un coagulo, este fibrinógeno está transformado en fibrina, y la fibrina esta entrecruzada de esta forma, eso ya lo vimos en la clase pasada, cómo está formada la fibrina. Por lo tanto, la plasmina sobre la fibrina corta exactamente donde mismo, con la diferencia de que va a dar unos fragmentos distintos porque hay sitios del fibrinógeno que están unidos unos con otros. Porque acá corta donde mismo, pero como dos fragmentos D en el caso de la fibrina están unidos covalentemente, al cortar acá y al cortar acá, estos dos D van a quedar juntos y va a formar este producto, que es el único que importa de todo lo que les estoy diciendo que es el dímero D, y este es muy importante porque es el elemento que nos va a decir que hubo formación de fibrina y la acción de la plasmina sobre ella, y éste se mide en la sangre. La presencia de dímero D en la sangre evidencia que ha habido fibrina primero, ya que si hay fibrinógeno, no se da el dímero D, solamente aparece si la plasmina actúa sobre la fibrina. El dímero D es importante, ya que nos dice en una urgencia si el paciente sufre de una trombosis o no. Ahora ya tenemos cómo se activa el plasminógeno, cómo actúa la plasmina, y los fragmentos que genera, pero ¿hay regulación del sistema fibrinolítico? Si, está regulado por la célula endotelial, que produce un inhibidor de la fibrinólisis que es el inhibidor del activador, o sea es un inhibidor de la t-Pa (PAI-1). O sea la misma célula endotelial produce un inhibidor del t-PA, pero también hay otra célula que secreta PAI-1 aparte de la célula endotelial y son las plaquetas. Por lo tanto las propias plaquetas cuando están secretando, están secretando PAI-1, por lo tanto no dejan que actúe el t-PA, pero una vez que las plaquetas secretaron todo lo que tenían que secretar, dejan de secretar PAI, y comienza a actuar el t-PA. Por lo tanto eso hace que la fibrinólisis sea un proceso más tardío, porque si no existiera PAI-1 al inicio y las células endoteliales secretara t-PA, tendríamos que se estaría disolviendo el coágulo antes de que se termine de hacer, y nosotros necesitamos que el coagulo permanezca en el tiempo. Entonces el inhibidor natural de la fibrinólisis es el PAI-1, el cual inhibe al t-PA, y el otro que ya lo vimos, que es la α2-antiplasmina, que es simplemente una proteína que bloquea plasmina que se escapa del coagulo. Lo que decíamos en la clase anterior, es que la hemostasia secundaria es la que está destinada a formar fibrina, y formamos fibrina porque tenemos trombina, pero cuando mirábamos los mecanismos de activación de los factores de la coagulación, lo que veíamos es que la trombina actúa sobre el fibrinógeno, pero la trombina también hace loop (feedback positivo) hacia atrás y activa a V y activa a VIII, por lo tanto la propia trombina va generando más y más trombina, la propia trombina se auto produce, entonces, si no tenemos mecanismos de control esto se va a perpetuar. El mecanismo de la coagulación tiene tres sistemas distintos de inhibición: 1.- Inhibidor de la vía extrínseca Que está hecho para inhibir el inicio de la coagulación, el que se va por la vía extrínseca (donde se forma el complejo FT/FVII). El inhibidor de la vía extrínseca es una serpina (inhibidor de serinoproteasas, que son la mayoría de las enzimas de la coagulación), y circula en la sangre en alta concentración, está presente en las células endoteliales y parece que también en las plaquetas, y esta unido a lipoproteínas. El nombre más famoso del inhibidor de vía extrínseca es TFPI (inglés). Cuando vimos la clase de coagulación yo les dije cual era la razón de que necesitáramos la vía intrínseca, y es porque la vía extrínseca genera un poquitito de trombina directamente, pero esa trombina dejaba de producirse porque había un inhibidor que utiliza el factor Xa para inhibir, por lo tanto el primer producto que produce el FT/FVII es FXa por lo tanto si yo activo la vía extrínseca lo primero que activo es FXa, pero al producir FXa, si yo tengo alrededor inhibidor de la vía extrínseca lo que va a pasar es que el TFPI se une al FXa, y se forma un complejo que es FXa/TFPI, y este complejo bloquea al FT formando un complejo FXa/TFPI/FT. Esa es la forma en que actúa el inhibidor de la vía extrínseca. Por lo tanto cada vez que yo genero FX, estoy generando el sustrato para inhibirme. 2.- Sistema de la antitrombina Como el nombre lo dice, la antitrombina es un inhibidor de la trombina. Es una proteína plasmática, que está en alta concentración y que es capaz de neutralizar a la trombina, pero también neutraliza a las otras serinoproteasas (la antitrombina inactiva a la trombina, al FXa, al FIXa y al FXIa), si ponemos antitrombina frente a la trombina para que la inhiba, lo va a hacer con una muy baja eficiencia y necesita de algo para aumentar la eficiencia de inhibición, y ese algo in vivo son los heparinoides, y ustedes saben que la heparina es anticoagulante. La forma de actuar de la heparina es porque aumenta la actividad inhibitoria de la antitrombina por los factores de la coagulación. En realidad en nuestro organismo no existe la heparina como tal (la heparina es farmacológica), en el organismo lo que hay son heparinoides que están cubriendo la superficie de la célula endotelial, por lo tanto cualquier trombina que se escapa hacia la célula endotelial va a ser neutralizada por la antitrombina. La antitrombina tiene un sitio de unión para la trombina y está cargada positivamente, y la heparina está cargada muy negativamente. La heparina se une a la antitrombina y aumenta la afinidad por la trombina, y se forma un complejo trombina/antitrombina. Es decir, cada vez que tomamos antitrombina y la enfrentamos a la heparina, le aumenta mucho la afinidad por la antitrombina, y por los otros factores de la coagulación activados y se forman complejos. El complejo trombina/antitrombina es inactivo, la trombina ya dejo de actuar, y este complejo se elimina por el riñón. Si a un paciente le damos heparina, lo que hacemos es aumentar la afinidad de la antitrombina por los factores activados y se forma un complejo inactivo que se va al riñón. En el sistema de la coagulación y en la hemostasia secundaria tenemos inhibido el inicio (FT/FVII) por el inhibidor de vía extrínseca, y tenemos inhibido por la antitrombina todas las serinoproteasas, inhibimos el XII, el XI, el IX y el X, y por supuesto inhibimos también la trombina. Lo único que nos falta para inhibir es el FV y el FVIII, que todavía están produciendo coagulación. 3.- Sistema de la proteína C El FV y el FVIII no son serinoproteasas, sino que son cofactores (el FVIII es cofactor del FIX, y el FV es cofactor del FX), pero también cuando están activados aumenta la coagulación por lo tanto el organismo tiene un sistema para inhibir al FVa y al FVIIIa, y ese sistema es el de la proteína C, proteína S. Este sistema empieza por la presencia de una proteína sobre la superficie de la célula endotelial, donde hay una proteína llamada trombomodulina, que es una proteína integral (transmembrana) expresada en gran cantidad en la superficie de la célula endotelial. Cuando se produce coagulación, se produce trombina. Al producirse trombina, no solamente va a estar en el coágulo, sino que también se va a escapar hacia las células endoteliales que están alrededor. Cuando la trombina se une a la trombomodulina, le pasan dos cosas: a) se inactiva, y b) el complejo que forma con la trombomodulina activa a una proteína plasmática, la proteína C, que circula en el plasma como una proteína inactiva. La proteína C activada tiene un cofactor, la proteína S, el cual junto a la proteína C inactiva al FVa y al FVIIIa. La proteína C y la proteína S comparten algunas características con algunos factores de la coagulación, que son el FII, el FVII y el FIX y FX, ya que también son vitamina K dependientes. A pesar de que las proteínas están circulando, su acción ocurre fundamentalmente sobre la membrana, ya que son vitamina K dependientes (la vitamina K γ-carboxila los residuos de ácido glutámico para que se anclen a la membrana celular). La proteína C está circulando por el plasma, pero tiene un receptor sobre la célula endotelial que se llama receptor de proteína C, que la enfrenta al complejo trombina/trombomodulina, se transforma en proteína C activada, sobre la superficie de la membrana se une a la proteína S y forma un complejo proteína S/proteína C activada que está lista para inactiva a FV y a FVIII. En este esquema se muestra solo la inactivación del FVa, porque la inactivación del FVIIIa es parecido. El FV para activarse se une a otra cadena, y la proteína C activada lo que hace es escindir a la proteína a nivel de la arginina 506 como primer punto de corte, y a la arginina 306 como segundo, y el FV cortado deja de estar activado. La proteína C activada actúa sobre los FVa y FVIIIa escindiéndolos en un lugar preciso que está determinado por la secuencia aminoacídica de la proteína en el caso del FVa en la 506 y la 306, en el FVIIIa no se acuerda pero es escencialmente igual. Como inhibidores del sistema de hemostasia secundaria tenemos un sistema que inhibe el inicio (inhibidor de vía extrínseca), un sistema que inhibe todos los factores activados que es el de la antitrombina y un sistema que inhibe los factores que es el de la proteína C activada. Todos en mayor o menor medida dependen de la actividad de la célula endotelial porque hay proteínas sobre la célula endotelial, o porque la célula endotelial expresa algo como los heparinoides que hacen actuar los efectos de un inhibidor. La trombosis se produce por una mutación en el FV que impide que la proteína C pueda inhibirlo, por lo que sigue funcionando. FIN DE LA PRIMERA CLASE Hematología 4: Hematopoyesis, serie blanca y serie roja Hemograma: Es uno de los exámenes más habituales. Analiza en términos cuantitativos y cualitativos las células de la sangre. Las células de la sangre son tres grandes familias: los eritrocitos o glóbulos rojos, los leucocitos o glóbulos blancos y las plaquetas. A pesar de que es un examen muy sencillo, bueno, bonito y barato, y en general fácil de hacer, nos permite evaluar el estado final de algo que es en realidad bien complicado, que es la famosa hematopoyesis. Hoy en día se hace con máquinas automatizadas que miden el hematocrito con la hemoglobina, algunos otros parámetros como el tamaño del glóbulo rojo que puede tener inferencia en el diagnóstico de algún tipo de patología, anemia, etc. es un examen bastante fiable. También importa la forma que tienen estas células, lo que se estudia haciendo un “frotis”, en que se extiende una gotita en un porta objetos, y con otra plaquita se hace un extendido, se tiñe con una sustancia especial y se mira al microscopio. Entonces finalmente se muestran todos los parámetros que cuenta la máquina, por ejemplo el nivel de hemoglobina (g/dL) o el hematocrito (%), el volumen que ocupan los glóbulos rojos frente a todo el volumen sanguíneo, el tamaño de las células, lo mismo los leucocitos, que se ven no solo el número total, sino que también la distribución, cuántos son neutrófilos, cuántos son linfocitos, etc, y las plaquetas, y algunos otros parámetros como la velocidad de sedimentación, que tiene que ver fundamentalmente con fenómeno inflamatorio corporal. Cuando se mira con un poco mas de detalle el hemograma se da cuenta de cosas interesantes, por ejemple el número de glóbulos rojos que generalmente preferimos expresarlo como la molécula transportadora de oxígeno que es la hemoglobina. Lo normal es que en los hombres sea entre 13,5 y 17g/dL, las mujeres un poquitito menos 12-16 g/dL o que se puede expresar como esta fracción del volumen que ocupan los glóbulos rojos con respecto al total del volumen sanguíneo, que es el hematocrito, el porcentaje, ahí están los valores. Se puede expresar como esta fracción del volumen que ocupan los glóbulos rojos con respecto al volumen total sanguíneo que es el hematocrito; es un porcentaje, ahí están los valores. Pero si uno mira un poquito más profundo y mira el número de células que eso representa se da cuenta que es una barbaridad, piensen ustedes que de 4 a 5 millones , tanto en hombres, y un poquito menos en mujeres por micro litro, por milímetro cúbico, si ustedes multiplican eso, por ml y por el volumen sanguíneo total se darán cuenta que es un número bastante grande, son muchos millones, de millones de células que están circulando en nuestra sangre constantemente y eso para los eritrocitos, pero también para los leucocitos y las plaquetas. La industria que mantiene la producción de todas estas células es una industria increíble, de hecho si ustedes hacen una estimación, se piensa que el recambio diario aproximado de células es del orden en la medula ósea de 10^11. Esos son más o menos cien mil millones de células diarias. Este fenómeno está tremendamente bien regulado. La hematopoyesis se refiere a un proceso continuo, dinámico, en que la medula ósea produzca y mantenga el número de células sanguíneas que vamos a considerar normal en la circulación, esto, considerando que las células son todas diferentes, esto no es un bloque de células iguales, sino que tienen funciones distintas, y sobrevidas diferentes, por ejemplo,. Los glóbulos rojos viven en promedio alrededor de 4 meses, las plaquetas del orden de una semana o un poquito más y los granulocitos, que son un tipo de leucocitos, viven en circulación en general menos de medio día, realmente es un proceso dinámico, que tiene que estar muy bien regulado. ¿Cómo empieza la hematopoyesis en el ser humano? -Inicialmente, las primeras semanas de vida fetal, ocurre fundamentalmente en el saco vitelino y después en el hígado, y posteriormente en el bazo. Inicialmente el tejido hematopoyético no está en la medula ósea como en la vida adulta, sino que empiezan algunos atisbos tipo 8-10 semanas de vida embrionaria, pero en realidad no es hasta el 6to mes de vida fetal en que realmente la médula ósea pasa a comandar el buque y empieza a fabricar todas las células. Uno está acostumbrado a los órganos sólidos la médula no es así, es como medio líquido, está repartido por todos los huesos trabeculares, los huesos planos, que están esencialmente en el esqueleto axial. En los niños recién nacidos, como hasta los 2 años y en los fetos, todavía hay algún grado de producción hematopoyética a nivel de epífisis proximal, o diáfisis de los huesos largos, pero la gran mayoría está en el hueso trabecular. No porque sea un tejido no solido, va a ser anárquico, sino que es perfectamente ordenado, y hay una serie de regulaciones que hacen que esto se produzca bien, independiente que no haya una especie de conexión cercana en todo este esquema. Tips: 9. En la vida fetal es esencialmente extra medular, pero en el adulta, o podríamos decir en el recién nacido para adelante, ya la hematopoyesis ocurre esencialmente en la medula ósea. Aquí tienen una visión con dos tipos de aumento de como se ve la medula ósea, aquí hay una trabécula de tejido óseo de hueso esponjoso, ustedes ven dos cosas muy claras: - Mas o menos la mitad, por lo menos en el adulto del tejido hematopoyético es células adiposas, que no son al azar, son parte importante, porque forman parte del entorno, del ambiente medular; ese ambiente parece tener cada vez más relevancia. El ambiente medular con células adiposas, estromales, etc. tiene tremenda relevancia en la función normal de la médula y en la función anormal. Una parte de las células son adiposas; entremedio está el tejido hematopoyético. - Las células son bastante heterogéneas, se ve un granulocito, con el núcleo polimorfo; otras células, mas inmaduras; algunas con mucho núcleo, con cromatina muy indiferenciada. Hay heterogeneidad de tipos celulares y de estadios madurativos, porque todas las células de la hematopoyesis, vienen en definitiva de una sola células, de un solo tipo celular, la stem cell, célula madre o célula troncal. Célula pluripotente; hoy en día se reconoce muy bien, marcándola con un anticuerpo para una proteína superficial que es el CD34 corresponde a una célula que tiene un aspecto inmaduro, aspecto muy parecido al de las células leucémicas inmaduras, pero que está presente en una fracción muy pequeña de la médula; representan no más allá del 0.5-0.8%, o sea 5, 8, 6 por cada mil células, por lo tanto al ver un aspirado medular teñido van a ver alguna que puede parecer una inmadura, a lo mejor una stem cell, pero va a ser casi anecdótico que la vean. Hoy en día las podemos reconocer con inmunohistoquimica o citometria de flujo, que son técnicas muy entretenida las podemos reconocer. Estas células tiene dos grandes potencialidades: • Auto renovación, no como los ovocitos. • De aquí nacen todas. Las células dan origen a las distintas líneas celulares, por ejemplo a la serie granulocítica, monocitos, eosinófilos, eritrocitos, plaquetas. Esto ocurre –algunas cosas aun no se saben- pero va habiendo una diferenciación genómica, se van activando y desactivando genes que van guiando a la célula hacia un determinado estado y camino madurativo, pero por otro lado; aquí vuelve a tener relevancia lo del microambiente, en que hay ciertas proteínas, moléculas, citoquinas, etc. Que van ayudando a las células a diferenciarse hacia determinados caminos, por lo tanto el microambiente vuelve a tener relevancia, y así, por ejemplo, para el camino madurativo de los granulocitos es fundamental un par de factores de crecimiento celular (G-CSF : factor de crecimiento de colonias granulocíticas; IL3, IL6, SCF: stem cell factor), en la línea eritroide son importantes otros factores, inicialmente algunos comunes, como IL3 y SCF, pero otro que empieza tomar una importancia muy trascendente es la Epo (eritropoyetina, producida por el riñón en el aparato yuxtaglomerular, que es como el sensor de oxígeno, que es capaz de detectar falta de oxígeno y lo interpreta como que faltan glóbulos rojos). La eritropoyetina en la médula estimula la diferenciación hacia la línea eritroide, así cada uno, algunos se están por descubrir. En la línea megacariocítica también hay algunos generales como IL3, factor de crecimiento granulomonocitico, al igual que el SCF, que participa como un factor de crecimiento en altas líneas, y después en la línea linfoide; muy importante junto con los cambios de switch on-off genómico que van ocurriendo, una serie de citoquinas que son especifica como la IL2, IL7, IL12, etc. A partir de una célula troncal, inicial que tiene la capacidad de generar distintas líneas, se van a generar en la medida que tengan los estímulos adecuados tanto de los cambios genómicos que ocurren, como por el medioambiente. El ambiente y la interacción de estas citoquinas son relevantes absolutamente para llevar a cabo la hematopoyesis total. Esta hematopoyesis uno la puede seguir viéndola desde estos puntos de vista; uno más obvio y más activo pero sin duda sigue siendo muy importante; la visión morfológica, que uno puede ver por ejemplo, en la línea de la maduración mieloide como la célula mas inmadura, esta que podría ser una stem cell o estar muy cerca madurativamente de la stem cell es muy inmadura, se ve un nucléolo, cromatina muy poco condensada; esta célula va progresando hacia un neutrófilo maduro que es el que ya tiene todo el aparataje enzimático para destruir bacterias, es una célula de defensa hecha y derecha. Se puede seguir por la morfología, pero también se tiene otras técnicas varias, en las que no nos vamos a detener; pero hoy en día tenemos la capacidad de reconocer los distintos estadios madurativos de cada una de las líneas; va a haber una serie de moléculas, tanto de superficie, como de citoplasma de expresión diferencial; entonces sabemos que la célula expresa secuencialmente tal o cual molécula en su superficie, núcleo; etc., vamos a saber con exactitud cuál es la vía madurativa; estadio madurativo y esto es muy relevante a la hora de contrastarlo con células; por ejemplo al comparar con un linfoma, una leucemia aguda, crónica; este tipo de análisis de las vías madurativas es absolutamente fundamental para ponerle el apellido correcto a la enfermedad y tratarla. Los conceptos más importantes hasta aquí son (hematopoyesis): -célula stem -capacidad de diferenciación, y -la forma en que eso ocurre globalmente hablando. Los factores que estimulan la diferenciación viene del microambiente; no está todo contestado; pero el medio ambiente medular es muy importante, por ejemplo en el contexto de los trasplantes de medula ósea; para varias patologías; cuando el microambiente está muy dañado, muchas veces la capacidad madurativa se pierde y el paciente aunque se le haga injerto; a veces no es capaz de lograr la diferenciación. El microambiente también está relacionado a la propia célula stem, o sea aparentemente esto es un lenguaje bilateral, la célula stem favorece en el microambiente la producción de ciertas citoquinas que a su vez se auto retroalimenta; son fenómenos autocrinos y paracrinos. Hay dos caminos importantes: las células van haciendo switch genómicos; es como lo mismo que pasa con una mórula y el individuo, la célula es diferenciada por que va encendiendo y apagando distintos genes. Hay muchas cosas que no se conocen, pero que son de diferenciación genómica, la que se acompaña o potencia en este camino madurativo por todas estas citoquinas que tienen una relación muy importante. En este momento se está haciendo un esfuerzo muy importante por tratar de desarrollar tejidos a partir de células muy primitivas; se ha lograd algunas cosas, pero en otras hay cierto grado de “chanteria” no menor por ejemplo en revascularización miocárdica, cosas en que inyectan células madres, y son medios poco afortunados, pero por ejemplo en patología ósea, en la formación de nuevo hueso para injertos, se está usando en la práctica por que se ha logrado hacer una especie de cóctel de citoquinas que son capaces, en un medio adecuado de estimular a las células precursoras para desarrollar tejido óseo, de hecho en odontología eso es algo que se está usando en ciertos niveles, de regeneración mandibular y cosas por el estilo. Uno de los elementos de diferenciación terminal de la hematopoyesis es el eritrocito, que es el elemento final de la serie eritroide, no posee núcleo, una de las pocas del organismo humano otras son las plaquetas. En los pollos el glóbulo rojo si tiene núcleo. Su misión es capturar el oxigeno y transportarlo a los tejidos, son una especie de bolsita llena de hemoglobina que sirve para captar gas oxigeno y llevarlo a los tejidos y devolver hacia el tejido pulmonar el CO2, fundamentalmente esas son sus grandes importancias. Es una célula pequeña, de 8 micrones de diámetro, que tiene un volumen que expresa en femptolitros, es poquito, lo normal es entre 80-100. Tiene una forma de disco bicóncavo; una zona central muy deprimida, como una dona. Mas o menos un tercio de su volumen está constituido por hemoglobina, es una célula que vive alrededor de 4 meses. Esta forma de disco bicóncavo le confiere una gran plasticidad para la membrana; se puede deformar y pasar por capilares muy finos. Hay patologías en que tiene menos membrana se pone más esférico, es más rígido; se destruyen muchos. La hemoglobina es una proteína, alrededor de 68 kDa, que tiene 4 cadenas peptídicas, cada una tiene un grupo HEM, donde está incorporado el hierro, ese es el sitio de unión al oxigeno. Durante la vida fetal la hemoglobina es diferente, tiene una capacidad de mantener el oxigeno, de captarlo con más facilidad, que en la vida adulto, en la vida adulta son 2 cadenas α y dos cadenas β, lo que representa un 98% de la hemoglobina madura (hemoglobina A, del Adulto). La hemoglobina es capaz de mantener el oxigeno cuando está en un ambiente rico en oxígeno y entregarlo cuando el ambiente es pobre en oxigeno Cuantitativamente, un gramo de hemoglobina es capaz de albergar como máximo a 1.34 ml de oxigeno, por lo tanto en cada decilitro (100 cc sangre) se transporta alrededor de 20 ml de oxigeno. Si se calcula que el debito cardiaco aproximado para una persona de 70 kg, sana es de alrededor de 5l/min; por lo que el transporte de oxigeno es 1 litro /min, entonces la capacidad de llevar oxigeno, con los niveles de hemoglobina normales. En condiciones basales; los requerimientos de oxigeno tisular son de alrededor de 250 ml/min; somos capaces de transportar más o menos 4 veces los requerimientos basales de oxígeno. En condiciones normales de extracción (de requerimiento), alrededor del 25% del transporte capaz de oxigeno de la hemoglobina es el que se quita. Esa disminución va disminuyendo va disminuyendo la presión arterial de oxigeno, o sea la presencia del oxigeno; pero todavía es capaz de mantener un nivel de presión que sea capaz de seguir aportando oxigeno a los tejidos. E cambio cuando es necesario extraer más de un 25% (50 o más %) va progresivamente reduciéndose la gradiente que favorece la salida del oxigeno a los tejidos, y puede llegar a haber una situación de riesgo de que no llegue oxigeno suficiente: HIPOXIA, la que mata células, para evitarla hay una serie de ajustes compensatorios. Para entenderlo; a nivel arteriolar, después de haber pasado por la circulación pulmonar; la cantidad de oxigeno o presión es de alrededor de 100mmHg con una extracción normal que puede llegar a 40-50 mmHg y eso todavía nos da (si vemos esto como la capacidad de difusión real de oxigeno) aún estamos a favor; aun hay exceso por sobre los requerimientos de ese tejido; está todo bien. En cambio, al someterse a un ejercicio anaeróbico intenso se empieza en algunas zonas del cuerpo a sacar más oxigeno, puede llegar un momento en que esta está capacidad de difusión se pierda (se nos acaba antes el oxigeno); la presión arterial baja antes, hay una zona tisular que puede tener riesgo de hipoxia. Esto se evita de diversas formas. Algunas ocurren muy rápido, por ejemplo, la hemoglobina tiene una determinada afinidad por el oxigeno y esa afinidad esta graficada en curvas; en la normal; el porcentaje de hemoglobina saturada por oxigeno va aumentando en la medida en la que se aumenta la presión de oxigeno a la que hay. Es una especie de S itálica, la que puede modificar, con diferentes compuestos químicos, como el 2,3 difosfoglicerato; que desplaza la curva hacia la derecha: la saturación de oxigeno va a ser diferente dependiendo de los niveles de oxigeno que haya afuera; la hemoglobina, entrega más fácil el oxigeno. En cambio si quitamos del medio el 2,3 difosfoglicerato la hemoglobina se pone más egoísta y no suelta el oxigeno, a pesar que haya mucho delta de la cantidad de oxigeno en el tejido. Esta es una de las formas en que el organismo de ha adaptado para tener un mismo nivel e hemoglobina, esta pueda entregar en oxigeno. Esta curva que cambia, también modifica por otras situaciones, por ejemplo el pH, cuando hay un metabolismo anaeróbico, se genera ácido láctico, eso a nivel local disminuye el pH, lo que es capaz de desplazar la curva de disociación de la hemoglobina por el oxígeno, hace que se entregue más fácil el oxigeno; lo mismo pasa con el aumento de temperatura, en fiebre o cuadros inflamatorios. La hemoglobina no es rígida en su capacidad de entrega de oxigeno, sino que es un poquito moldeable, y estos son los elementos más importantes: recuerden el 2,3 difosfoglicerato. Hay otras respuestas que también ocurren rápido, que son bastante obvias: -Aumentando la difusión tisular: por ejemplo, en ejercicio en los cuádriceps; los cuádriceps a través de mediadores químicos reclutan capilares, de modo que en una misma área haya más capilares, y más paso de sangre y mayor intercambio de oxigeno. -Debito cardiaco, si aumenta la frecuencia, también aumenta el volumen de eyección en cada latido, la cantidad de sangre que circula va a aumentar, por ende también va a hacerse más rápido en intercambio de oxigeno. Otra cosa que también es relativamente rápida y se podría pensar también como mecanismo adaptativo, cuando se necesita más oxigeno, hacer algo para reducir el consumo de oxigeno, por ejemplo, lo utilizan los cirujanos cardiovasculares cuando operan con circulación extracorpórea; se enfría, a 15°, en frio bajan los requerimientos de oxigeno, por eso a veces en ahogos por inmersión al reanimar; quedan sin daño cerebral, por que los protegió la hipotermia. Eso es en condiciones exógenas, anómalas. En condiciones normales, no hay una disminución del consumo de oxigeno, es un factor protector; de hecho, hay un aumento, porque si se aumenta el, ritmo respiratorio, se mueven músculos y si aumenta el ritmo cardiaco se mueven mucutos, eso consume oxigeno; o sea, para favorecer los mecanismos compensatorios, en realidad lo que hay no hay una disminución, sino que incluso un aumento del consumo. En forma más tardía, (días, cuando el fenómeno –estimulo- se mantiene): puede aumentar la hematopoyesis; dirigida hacia los glóbulos rojos, hay señales que le indican a la medula que se necesita más glóbulos rojos. Se puede aumentar la eritropoyetina, y eso es capaz de aumentar hasta 6 o más veces la capacidad de producción diaria de glóbulos rojos. El fenómeno de la hematopoyesis (en este caso dirigido hacia la línea eritroide) es un fenómeno muy plástico y con retroalimentación; es capaz de moverse más allá de un estándar fijo, rígido, basal. Cuando hay una anemia, hay manifestaciones clínicas, que se originan por procesos de compensación, por ejemplo, la palidez, por redistribución, de órganos que necesitan menos, como la piel o los riñones hacia el territorio que necesita más, como músculos, etc. La palidez suele ser por vasoconstricción. Para aumentar el volumen minuto, va a haber taquicardia, que afecta la frecuencia, se ve taquicardia, o sensación de pulsatilidad (le late la vena), puede haber disnea; sensación de ahogo, de fatiga; en situaciones crónicas; puede haber dolor óseo. Hay otras manifestaciones que son menos frecuentes, relacionadas a la hipoxia tisular, como fatigabilidad, cansancio, calambres. Si es muy severa; puede haber infarto (problemas en las coronarias – obstrucciones, puede haber suficiente hemoglobina, pero no llega el suficiente oxigeno al tejido, se produce hipoxia; etc.-). Cefalea, falta de concentración también sin frecuentes en personas con anemia, somnolencia, languidez. Anemia: tiene muchas causas, no siempre por déficit de hierro; la que puede ser muy frecuente en mujeres. Hay una anemia por alteración de la producción (algo pasa o en la medula o en los insumos para la medula que se producen mal los glóbulos rojos) o por que haya perdida (sangrados, alteraciones que lleven a destrucción aumentada). En la línea de diferenciación linfoide hay Moléculas de diferenciación, clases de diferenciación (CD), que permite caracterizarlas. Los glóbulos blancos son muchas familias diferentes de células, que tienen funciones bien específicas cada una de ellas, son especializadas. Neutrófilos: aproximadamente dos tercios del total de leucocitos; su forma más madura es el segmentado (cuando se habla de segmentado es un neutrófilo); se llaman granulocitos o neutrófilos por que tienen en su citoplasma unos gránulos que tienen especialmente una serie de proteínas y enzimas que son capaces de degradar células. Eosinófilos: son un porcentaje muy pequeño (2-3%) de los leucocitos. Basófilos: son menos frecuentes aun, tienen unos gránulos que son muy evidentes. Maduración desde la célula stem; el neutrófilo maduro… en las espinillas; el pus son neutrófilos muertos. Neutrófilos se les llama también polimorfo nucleares (núcleo lleno de lóbulos) Los neutrófilos son muy importantes en las defensas, en la respuesta inmune bacteriana sobretodo; son las células que podríamos llamar “fagocitos profesionales” (Pacman profesionales ). Son capaces de reconocer fundamentalmente bacterias y fagocitarlas, las engullen, se las comen y toda la maquinara enzimática que tienen los gránulos, son capaces de destruir a las bacterias. Responden a mediadores solubles, que son en general citoquinas, que se activan cuando hay infección bacteriana; o compuestos como LPS de la pared bacteriana; son capaces de reconocerlo y destruirlos con estos gránulos de contenido enzimático. Son fagocitos profesionales, pertenecen a la respuesta inespecífica inflamatoria, inespecífica antibacteriana. La mayor parte de los neutrófilos van rio abajo, flotando en la sangre, hay una fracción, que se llaman marginados, que va rodando en la pared del vaso sanguíneo, por una serie de moléculas, integrinas y selectinas; que mantienen a la célula muy cercana a los tejidos (en los endotelios capilares), de modo que las primeras células que salen a la pelea cuando hay una infección bacteriana son esas que estaban “pegoteada”, las células marginadas. Son células que también son capaces de deformarse, así como lo hacia el glóbulo rojo, para pasar por este fenómeno que se llama diapédesis entre dos células endoteliales; no se necesita romper el endotelio para atravesarlo, sino que se mete entre las dos células. Otra célula que también participa en la fagocitosis es el monocito o también llamado monocito macrófago; es una célula un poco más grande que el neutrófilo, no tiene tantos gránulos en su interior. Pertenece a un sistema que es parte importante de la inmunidad “Sistema retículo endotelial” que está en muchos órganos, como la medula ósea, bazo, hígado, etc. El monocito que también es una célula que se origina de la célula stem totipotencial migra a los tejidos y se transforma en macrófago tisular. A diferencia del neutrófilo que sale de la sangre solo para atacar; y el resto del tiempo está en la sangre; el monocito le gusta vivir en los tejidos. Se diferencia y se lo llama dependiendo del tejido en donde ésta. Por ejemplo: el cerebro: células de la microglia; pulmón: macrófagos alveolares; hígado: células de Kuppfer. En el fondo, son fagocitos que están viviendo localizados en los tejidos. Tienen una función complementaria de los neutrófilos, hacen más o menos la misma “pega”, pero viven siempre en los tejidos. Eosinófilos: tienen mucho que ver con las respuestas de tipo alérgica; asma, etc. en estas condiciones suelen aumentar, también son importantes frente a parásitos, los aumentos frente a condiciones anormales de eosinófilos son infecciones por parásitos o reacciones alérgicas. A diferencia de los macrófagos y los monocitos, son muy malas como fagocitos; su trabajo lo hace extravasando los gránulos, tiran su carga enzimática. Así actúan. Se llaman así porque se tiñen con un colorante de color naranja. Su forma típica, tiene al igual que los neutrófilos, una gran cantidad de enzimas. Producen vasodilatación (eosinófilos y basófilos), producen edema, extravasación de líquidos, de sólidos, proteínas, etc. Hay complicaciones en odontología por problemas e la hemostasia; por lo que es importante “que aprendamos hemato”. O las infecciones (la boca es muy séptica). Es todo muy relevante para todo lo que sea invasivo. Los fagocitos de los que se ha hablo son inespecíficos, también hay específicos: los linfocitos. Los linfocitos también son células derivadas de la hematopoyesis, que median la respuesta específica. Los anticuerpos parten de linfonodos o ganglios linfáticos y se ve un ganglio linfático está lleno de linfocitos, que maduran en células plasmáticas, que son las expertas en producir anticuerpos. Los linfocitos son varios subtipos, son células pequeñas, tienen una cromatina densa, un núcleo central redondo, en general no lobulado, tienen muy poco citoplasma, a diferencia de los neutrófilos, eosinófilos y monocitos; casi no tiene gránulos. Al igual que el resto de las células de la sangre inicialmente se desarrolla en la medula, sin embargo maduran fuera de la medula ósea, en los órganos linfoides secundarios, donde terminan su maduración, adquiriendo una serie de receptores, proteínas etc.; que los hacen particularmente específicos para reconocer una proteína específica (epitope proteico específico). Están en la sangre, tejidos, pero muy particularmente en los órganos linfoides secundarios; fundamentalmente en los nódulos linfáticos, que están repartidos con una anatomía muy específica, pero por todo el cuerpo, e incluye el bazo, el hígado y la medula ósea. Los linfonodos tienen una estructura determinada, si se tiene un corte histológico se ve que están organizado en folículos linfoides; pero lo más importante es que son los sensores, coladores de antígenos, es el sitio donde los antígenos entran en contacto con los linfocitos para generar la respuesta inmune. Cuan do entran en contacto y son reconocidos esos antígenos por un linfocito especifico; ese linfocito prolifera y genera la respuesta inmune tanto humoral como celular, o sea anticuerpos como guerra cuerpo a cuerpo. Cuando hay un cuadro infeccioso, por ejemplo viral, una de las cosas habituales que ocurre, la persona se llena de ganglios linfáticos. Es porque ahí ocurre la respuesta inflamatoria específica. El bazo es una especie de ganglio linfático, tiene una estructura determinada. El timo esta en el mediastino antero superior (tórax alto), está muy desarrollado en guaguas, hasta aproximadamente los 4 o 5 años; después va involucionando; es un remanente prácticamente irreconocible en la mayoría de los adultos, sin embargo, es importante porque es donde se produce la maduración de los linfocitos T, que algunos so los CD4 (helper, reguladores de la respuesta inmune, de la presentación de antígenos) o CD8( o citotóxicos, junto a las células natural killer actúan en la reacción cuerpo a cuerpo). Linfocitos B (se llaman B por la Bursa de Fabricio, en animales, el hombre no hay un equivalente que se haya encontrado, se piensa que es la propia medula ósea) Son las únicas células capaces de producir anticuerpos, que son una importante parte de defensa. La primera etapa de maduración es al azar, el anticuerpo no nace dirigido contra la molécula tanto, sino que nace al azar, por que corresponde a la combinación de una serie de genes que están en las cadenas pesadas y livianas de la inmunoglobulinas (anticuerpos) y que son los genes variables o de diversidad o de unión y los gene de la cadena constante. Hay muchos subtipos de estos genes, por azar se mezclan y armo un gen, matemáticamente, la probabilidad es de 10^9-10^10 de posibilidades diferentes. Se estima que con eso hay para todos los antígenos. La primera etapa de rearme del anticuerpo es al azar; después viene las etapas en que ese anticuerpo puede entrar en contacto con un antígeno y si tiene una estructura que es capaz de captarlo, termina de madurar y se hace especifico, de ahí, ese linfocito puede detectar y generar respuesta inmune contra una molécula especifica. Linfocitos T -Helper: reguladores de respuesta inmune -CD8: ataque cuerpo a cuerpo, son capaces a través de moléculas de reconocimiento, que están en base a los antígenos de histocompatibilidad humana (HLA, que son la forma en que un organismo reconoce que otro es de la misma especie), si hay un linfocito o una célula que está infectada por un virus, expresa en superficie ciertas moléculas que son reconocidas por el linfocito T citotóxico, la ataca, y termina matándola. Tienen receptor de células T. Hay un subgrupo, que son las células NK o natural killers, que son un poco como el linfocito T CD8, es capaz de reconocer células infectadas, tumorales, las reconoce como anómalas y las mata. Hay algunas células tumorales, en que el comportamiento del tumor es más agresivo en un paciente que en otro, no solo en base a diferencias biológicas, sino también al estatus de células NK. Un hemograma, que parece ser tan simple, nos da una reseña tremendamente importante del producto final de todo lo que hemos visto, esta industria que es la hematopoyesis, por lo tanto, nos permite sacar una serie de conclusiones muy interesantes con respecto al estatus de la hematopoyesis. TIPS (como por cultura general): -Leucocitos: hay alteraciones cualitativas, que son todas las que tiene que ver con tumores, linfomas, leucemias, etc.; pero hay algunas que son muy frecuentes y que son en términos cuantitativos (numéricos): -Leucocitosis: aumento, la mayoría de ellas son reactivas frente a fenómenos inflamatorios, la infección puede ser fundamentalmente por bacterias o por virus; esencialmente. Cuando hay una leucocitosis bacteriana (si bien nada de esto es 100 o 0), pero la mayoría de las veces la leucocitosis va a ser en base a neutrófilos. Frecuentemente hay lo que se llama una desviación izquierda, en que aparecen células un poco más inmaduras, porque hay señales que le dicen a la medula “tire toda la carne a la parrilla”, en que aparece otro tipo de células, más inmaduras, pero que son normales. -ATDL: Alteración tóxico degenerativa de los leucocitos “no sé qué idiota inventó ese nombre”. Son vacuolas que tienen los neutrófilos que tienen cuando están fagocitando. Suelen estar asociados a infecciones. -cuando hay un aumento de los leucocitos, por origen viral, la mayoría de las veces, son linfocitosis en base a linfocitos. No suele haber desviación a la izquierda, no siempre el cuadro infecciosos en evidente, al menos de forma localizada, puede haber adenopatías; la evolución en general es espontanea. Al ver un hemograma, en que haya mucha alteración, o alteración de diferentes líneas, siempre hay que ser mal pensado, por ejemplo que una infección sea secundaria a otro cuadro, como una leucemia aguda, que hace caer otras líneas. -Neutropenia severa: normalmente los valores normales del hemograma, los valores de los neutrófilos corresponden, aproximadamente a 2/3 de los leucocitos, y los leucocitos normales, son entre 4000 y 11000, lo normal q es que haya, por lo menos 2000 o mas neutrófilos; si una persona tiene 1000 neutrófilo, todavía no le va a pasar nada; pero si un apersona tiene menos de 500, la probabilidad de infección empieza a aumentar en forma exponencial, y si llega amenos de 200 por micro litro, eso es una autentica urgencia. Si una persona llega con infección y fiebre a urgencia y tiene, menos de 200 neutrófilos, primero hay que tomarle un cultivo, ponerle antibióticos y después preguntar cómo se siente y como se llama. Cuando se hace un tratamiento tardío (algunas horas después), la tasa de mortalidad se eleva exponencialmente. Un paciente con bajo recuento de neutrófilos, es un paciente delicado, hay que evaluarlo rápidamente, a pesar de que son cosas poco habituales. Leucocitos: Presentador de antígenos: Chiquitito pero cumplidor Fagocito se lo come todo Linfocito: el más inteligente Hematología 5: Metabolismo Del Hierro El hierro es importante porque es fundamental para la fisiología del organismo y tanto carencia como exceso de hierro dan condiciones importantes. Hay un mapa del mundo en donde solo 2 países europeos no tienen anemia por deficiencia de hierro, (en niños preescolares) cerca de un 40% de la población mundial tiene anemia por falta de hierro El hierro es importante, por su capacidad de ganar o perder electrones (pasa de Fe2+ a Fe3+ muy fácilmente) lo que lo convierte en un mediador de intercambio de electrones para muchas enzimas y su función más importante es el transporte del oxigeno, a través de la hemoglobina. Es por su propiedad de ganar/ perder electrones que puede también ser un mediador de daño celular al entregarle un electrón al O2 y formar especies reactivas del Oxigeno (ROS), por lo que en conclusión el Hierro puede ser muy beneficioso pero también puede llegar a ser nocivo. En este cuadro podemos observar que la mayor parte del Hierro total en un humano de 70Kg está en la Hemoglobina (67% del total), otra porción importante esta como Fe de depósito, y se observa que la mioglobina posee muy poco Fe. Por lo tanto el Hierro en mayor cantidad está dentro de la Hemoglobina El requerimiento de Fe al día depende según la edad, y el sexo, por ejemplo un hombre y una mujer post-menopausica requieren cerca de 1mg de Fe diario, aproximadamente nosotros absorbemos cerca del 10% del Fe ingerido por lo que nosotros requerimos comer cerca del 10mg/dia. Las mujeres en edad fértil requieren 2mg/dia por sus pérdidas mensuales, y las embarazadas 3mg/dia es por esto que al primer control del embarazo se les suplementa a la mujeres Hierro, dado que usan mucho Fe. EL Fe proviene de la dieta y la fuente de hierro en nuestra dieta proviene en algún grado de los vegetales verde (como la espinaca) pero el problema es que este Fe no nos sirve mucho, el mejor hierro proviene de la Hemoglobina por lo que para que este Fe sea de alta calidad (Hierro Heme) debe ser de la carne, y eso se correlaciona con el mapa mundial de problemas de hierro. Chile tiene un consumo de carnes pobre, por lo que hay bajos niveles de hierro, en conclusión la mejor fuente de Fe proviene de la carne. La regulación del metabolismo del Hierro debe de ser muy fina porque no poseemos una forma eficiente de excretar hierro, la única forma de poder perder Fe es sangrar, por lo que hay tener una regulación muy fina. Absorción del hierro El proceso de absorción se da fundamentalmente en el duodeno y en la primera parte del yeyuno. Podemos considerar al ciclo del Fe como un círculo cerrado, porque necesitamos para fabricar toda la hemoglobina de los glóbulos rojos al día, unos 25 mg de Hierro, pero solo necesitamos ingerir solo 1mg/dia para equilibrar la ganancia total con la pérdida total y mantenernos en equilibrio. Pero, ¿Para hacer glóbulos rojos necesitamos 25 mg, de donde proviene todo el resto? De los glóbulos preexistentes, dado que al morir los glóbulos rojos, los macrófagos los degradan y luego transfieren el Fe de nuevo, para formar más eritrocitos, es por esto que se dice que es un “círculo cerrado”. ¿Cómo se absorbe el Fe? Lo primero que hacemos es ingerirlo, e ingerimos por ejemplo carne y ensaladas por lo tanto tenemos Fe-heme y no-heme. El hierro heme tiene un transportador directo, HCP1 , el hierro heme entra directamente a través de este trasportador al enterocito, pero el hierro no heme debe cambiar de valencia de Fe férrico a ferroso, porque hay una enzima en la membrana del enterocito llamada citocromo b duodenal (DCYTB), que reduce el hierro , que coloca un electrón, y ahora este hierro ferroso puede entrar a través de un transportador especifico que es un transportador de Fe2+, DMT1, transportador de metales bivalentes, y ya sea el hierro heme directamente, como el no heme, entran al enterocito. Pero es el Fe heme quien debe transformarse a Fe2+ gracias a una enzima que se encuentra dentro del enterocito la Heme oxigenasa, dado que todo se almacena el hierro se debe almacenar como Fe2+ dentro del enterocito. El hierro para poder pasar a la sangre debe salir a través de un transportador especifico, ferroportina, que es la única proteína que exporta Fe desde todas las células, por lo que cada vez que necesitamos sacar Fe, necesitamos esta proteína. En el caso del enterocito, la ferroportina (FPN) esta acoplada a otra proteína que es la Hefestina que es la que facilita el transporte, porque vuelve a transformar el Fe2+ a Fe3+, por lo que forma un gradiente, dado que cada vez que sale un fe2+ pasa a fe3+ y hay un delta de concentración que facilita la salida de Fe2+ de la célula. Transferrina Una vez que el Fe sale de la sangre como Fe3+ , pero este no puede circular libre en la sangre por que es toxico, para lo cual circula unida a una proteína transportadora que es la transferrina, que es una glicoproteína , sintetizada en el hígado principalmente, pero también en la retina, cerebro, y su característica principal es que puede unir 2 de átomos de Fe3+, y el 20-30% de la transferrina (Tf) circulante contiene hierro, lo que nos indica que puede transportar mucho mas Fe. Lo que hace la Tf es llevar el Fe a los lugares donde se necesite, que generalmente son las de la medula ósea porque deben fabricar nuevos glóbulos rojos, por lo que el Fe sale del enterocito, la Tf lo toma y lo lleva donde lo necesita. La Tf sabe donde debe llegar dado que existe un receptor de Tf, que es un proteína homodimerica, cada receptor puede unir 1mocelula de Tf, y por lo tanto 2 moléculas de Fe3+, este receptor tiene gran afinidad por Tf di- ferrica muy grande, y el receptor de Tf está altamente expresado en células precursoras eritroides, que lógicamente son los tejidos donde necesitamos este Hierro. Transito Intracelular del Hierro. Una vez que sale el hierro y viaja a las células precursoras eritroides, y al receptor de Tf, y lo que ocurre es que ese receptor une a la Tf, y se produce la endocitosis mediada por receptor, caracterizada por la formación de un endosoma y que está cubierta por clatrina, lo especial de este endosoma es que dentro hay un enzima que baja el pH, y lo que ocurre que es el Fe3+ se disocia de la Tf y se transforma en Fe2+(STEAP3), para poder sacarlo del endosoma gracias a la DMT1, por su lado el receptor de Tf es reciclado y se envía a la membrana. Una vez que el Fe esta en el citoplasma como Fe2+, puede seguir 2 caminos, uno para formar hemoglobina y lo otro puede ser que se almacene como depósito, y no se puede almacenar libre por lo que usa una proteína para almacenar llamada Ferritina, y esta proteína es muy grande y su gracia es que puede aceptar cerca de 4500 átomos de Hierro en su núcleo central, y cuando uno mide los depósitos de Hierro, mide los niveles de ferritina. Los principales almacenes de hierro están dentro del hígado. En el vaso que haya déficit de hierro, éste se libera de la ferritina y es llevado por la Tf hacia las células precursoras eritroides para formar mas glóbulos rojos. Regulación de Metabolismo del hierro No hay una forma eficiente para excretar hierro, si fuese así todo sería muy fácil. El balance debe ser a nivel de absorción, captación, transporte, almacenaje, y utilización, por lo que es aquí donde debe ser muy fina la regulación. La expresión de proteínas del metabolismo de hierro está regulada por mecanismos transcripcionales y post- transcripcionales y estos mecanismos pueden ser intracelulares o sistémicos. El principal mecanismo celular del Hierro esta dado, porque están regulados gracias a proteínas IRP (Iron responding protein) y se unen a unas estructuras del mRNA , que son los IRE (elementos que responden a hierro) y dependiendo si se unen al extremo 5’ o 3’ es el efecto que tengan. El efecto que tiene la unión de las proteínas a estos IRE que son unos “loops” se segmentos no codificantes de mRNA, si se unen en la porción 5’bloquean la codificación y por lo tanto no se sintetiza esa proteína, por ejemplo si yo tengo poco Fe esta proteína se unirá al extremo 5’, y no se codificara esta ferritina dado que no la necesitamos, (porque no necesitamos almacenar), pero si estamos en condiciones de exceso de Fe esta proteína se soltara y se codificara mas ferritina. En cambio cuando la unión es el extremo 3’ es proteger al mRNA de una posible degradación, por lo que aumenta la codificación de la proteína, cuando esta unida al mRNA. Cuando hay carencia de Fe, se une la proteína, protegen aumentan la traducción y se codifica mas receptor de Tf por ejemplo que nos ayudara a compensar esta baja de Fe. Existen también mecanismos sistémicos y ahí los mecanismos son distintos para la absorción y el reciclaje desde los macrófagos. Por ejemplo si tenemos mucho Fe en el intestino, el intestino bloquea la absorción de Fe por que baja la expresión de transportadores de Fe. Hay diversos mecanismos sensores a través de regulación dependiente de los depósitos, es decir censa la cantidad de depósitos, hay un regulador eritroide, que ve si hay pocos glóbulos rojos, una respuesta a la hipoxia y a la inflamación. Todos estos mecanismos dependen de una proteína llamada Hepcidina, que por ejemplo cuando hay mucho Hierro, se aumenta la expresión de Hepcidina. Cuando necesitamos Hierro, por ejemplo en la hipoxia, es decir necesitamos Hierro, se libera un factor inducido por hipoxia, que bloquea el promotor y no se expresa Hepcidina y aumenta el metabolismo del hierro. Debemos mencionar que existen elementos que estimulan a la Hepcidina y otros que la inhiben. La Hepcidina que pertenece a las defensinas, que son proteínas antimicrobianas que esta presentes en epitelios como defensa ante microbios, peo cuando tenemos inflamación en algún tejido, a través de mediadores como IL el hígado produce Hepcidina, y cuando hay sobrecarga de Hierro también la produce. La Hepcidina bloquea la salida del Fe, lo deja almacenado dado que se une a la ferroportina (FPN) y con esto se bloquea la salida del hierro, por lo que cuando hay inflamación, el Fe se queda en la célula. En cambio cundo falta Fe, se bloquea la producción de Hepdicina en caso de hipoxia, al no haber Hepdicina, el Hiero sale fácil, y el transito del Hierro se hace muy fácil entre el enterocito, los macrófagos y los globulos rojos. En resumen cuando hay mucha Hepcidina se bloquea la salida del Fe, y se guarda en las células, pero si baja la Hepcidina el Fe saldrá de las células. Por lo tanto el hierro se regula en cuanto a transporte y absorción por 2 grandes mecanismos: intracelulares, y sistémicos por la mayor o menor producción del Hepcidina. FISIOLOGÍA DE LA MEMBRANA DEL GLÓBULO ROJO El glóbulo rojo casi pura membrana es como una “bolsa de Hemoglobina”, dado que no posee organelos ni núcleo, tan importante es la membrana que es la principal estructura que le da función al glóbulo rojo. La membrana e glóbulo rojo es residente de antígeno. El glóbulo rojo posee una forma de disco bi-concavo, esta forma es muy importante porque da una mayor superficie de intercambio, si fuese una esfera, el glóbulo rojo tendría la mitad de la superficie comparado con la forma de disco bi- concavo. Los glóbulos rojos miden 8 micrones de diámetro y los capilares miden 3, es decir no calzan los glóbulos rojos, y la única forma que atraviesan es deformándose, y la única forma que tiene para hacer esto es gracias a las propiedades mecánicas que posee la membrana, en el caso que se llegase a alterar la membrana, estos no podrían pasar y podrían sufrir hemolisis. La membrana del glóbulo rojo es como la de cualquier célula, es una bicapa lipÍdica pero que hay insertas proteínas, y hay unas proteínas integrales de membrana y otras del citoesqueleto que están debajo de la membrana, además existen uniones entre ambos tipos de proteínas. La característica de la membrana del glóbulo rojo es que tiene una relación ente los lípidos muy estrictos entre fosfolipidos y colesterol de 0.9/1. La distribución de los fosfolipidos es asimétrica, por ejemplo en la hemicapa interna son de carga anionica como la fosfatidilcolina y esfingomielina. Un determinante de la fluidez de la membrana es de la cantidad de colesterol, además de la cantidad de saturaciones de ácidos grasos, porque la distribución de los ácidos grasos en la membrana es de la siguiente forma, las cabezas polares dan hacia fuera y las colas de las cadenas fosfolipidicas son flexibles pero si intercalamos colesterol que es rígido, por lo tanto si aumenta el colesterol la membrana se vuelve más rígida, por lo que la relación ideal es de 0.9/1 La nomenclatura de los glóbulos rojos, al hace una electroforesis, se conservan los nombres propios de la proteína y no las “bandas”, por lo que se habla de espectrina, ancrina, actina, entre otros, excepto en el canal de aniones que se dice “banda 3” Las proteínas son importantes dado que la interacción entre las proteínas integrales les da la deformación a los glóbulos rojos, estas proteínas están ancladas por proteínas específicas las proteínas del citoesqueleto. La más importante del citoesqueleto es la espectrina que es una proteína filamentosa larga que cubre por dentro la membrana y la distribución de la esta proteína le da la forma al glóbulo rojo, y también le da el grado de deformación al glóbulo rojo. Cuando el glóbulo rojo cruza los capilares es la espectrina la que se estira y que la de la propiedad para cruza, pero este grado de estiramiento tiene un límite, por lo que si se pasa el límite el glóbulo se puede romper. Hay proteínas de unión que anclan la espectrina, para que se estire sin romperse. Se mencionó que la capacidad de deformación depende de 2 factores: la composición fosfolipidica y de colesterol, y la composición proteica. En el caso en que se aumenta el colesterol, los glóbulos rojos se deforman y se ve en paciente con insuficiencia hepática grave, donde tiene problemas con el metabolismo del colesterol y la membrana se llena de colesterol se pone rígida, y se transforman en “spur cells”, como forma de espuelas. Cuando ocurre esto los glóbulos no se deforman y los pacientes tienen anemia por hemolisis periférica. En el caso en que la espectrina donde este gen muta, y el glóbulo rojo es bi-concavo pasa ser una esfera, donde son muchos más rígidos y se produce hemolisis, esta condición es congénita y se llama esferocitosis familiar, que es una enfermedad donde la proteína está alterada, y el glóbulo vive poco y el paciente tiene anemia. Antígenos de superficie de glóbulos El glóbulo rojo tiene una característica especial es que son muy antigénicos es porque tiene proteínas muy polimórficas y tiene carbohidratos que determinan que no somos todos iguales, poseen 300 antígenos conocidos sobre la membrana y están agrupados sobre sistemas como el Rh, AB0, y otros más, pero siendo estos 2 los más importantes. El sistema ABO se basa porque en la porción terminal de las proteínas que están glicosiladas, dependiendo el carbohidrato es el antígeno que tenemos, que está basada en una terminación en una Galactosa y una Fructosa , que es el antígeno H, si a este antígeno H le agrego una N-acetil galactosamina tendré un grupo A , pero si agrego al antígeno H agrego lactosa tendré antígeno B, pero si no agrego nada no tendré antígeno será grupo 0, pero si yo heredo el gen para los de 2 grupos seré grupo AB. En la herencia de los grupos sanguíneos uno hereda es la enzima (glucosiltransferasa) de los padres, dependiendo de eso es el grupo sanguíneo. Estos antígenos son dominantes (A/O o A/A) Este cuadro es una medición hecha por el hospital a 5000 pacientes donde se vio la frecuencia de cada grupo y donde puede ser un poco distinto a lo visto nacionalmente. Cada vez que nosotros no tenemos el antígeno, tenemos el correspondiente anticuerpo, de hecho no puede existir nadie que no teniendo el antígeno no tenga el anticuerpo, por ejemplo si somos 0 , tenemos anticuerpos anti A y B, llamados anticuerpos naturales. Y Esto los tenemos porque nosotros nos expusimos a antígeno, (los recién nacidos no tienen ningún anticuerpo, pero después de los 6 meses si tenemos), por lo que las estructuras antigénicas son muy análogas a las de las paredes de las bacterias de la flora bacteriana intestinal, es decir hay elementos muy similares ala sustancia A o B , es decir cuando somos A es porque tenemos contacto con bacterias B y formamos el antígeno anti B, es decir el anticuerpo se genera a partir del contacto con bacterias del tubo digestivo durante nuestros primeros 6 meses. El sistema Rh esta expresado en 2 proteínas de la membrana del glóbulo rojo: la Ce y la D que son distintas y expresan el antígeno y el sistema Rh, los antígenos que importantes son el Ce y el D , y se producen en el cromosoma 1 tenemos 2 genes que están muy juntos, se heredan generalmente como un haplotipo, muy juntos, es decir muy juntos que son el gen CE y el gen D. El gen D codifica para una proteína, la RhD codifica para una proteína que es la proteína D y el RhCE codifica para una proteína que también dependiendo de la secuencia de aminoácidos es polimórfica, es decir, si yo tengo un tipo de aminoácido acá voy a ser C mayúscula, si tengo otro voy a ser c minúscula, si tengo otro acá voy a ser E mayúscula y otro e minúscula, entienden, ven depende del polimorfismo, en nomenclatura nuestra de medicina transfuncional y de banco de sangre, nosotros hablamos de C grande y c chico, no me pregunten el porqué, pero alguien le puso así, no se habla de C mayúscula, ni C minúsculo, sino que de C grande y c chico, de E grande y e chico. Entonces ustedes pueden ser, pueden tenerlas todas, porque van a heredar uno de su mamá y uno de su papá, pueden ser C grande por el papá y c chico por la mamá, E grande por el papa y e chica por la mamá o pueden ser homocigotos para todo CC, EE, en fin es un polimorfismo. En cambio, la proteína D no es polimórfica y ustedes no expresan la proteína D son Rh (-), es decir, las personas que son Rh (-) lo que no tienen es proteína D, no es que no tengan proteína Rh, el Rh es una proteína mucho más compleja que la tenemos todos, si no tienen proteína Rh son enfermos, los glóbulos blancos no son normales. Todos tenemos, incluso los Rh (-) y los Rh (-) lo único que no tienen es la proteína D, ésta, les falta ésta, porque hay una mutación en el gen que impide la traducción y simplemente no tiene D, el glóbulo rojo que es D (-) es completamente normal, no tiene ninguna cosa, no está alterado, simplemente no tiene proteína D, por lo tanto, cuando es Rh (-) en realidad no es Rh (-) si no que D (-) y cuando hacen un anticuerpo contra Rh, no hacen en realidad un anticuerpo contra la proteína Rh, sino que antiD, como vieron en el práctico que vieron que era D, esa es la razón por la cual el Rh es el antígeno D. Esto es solo para explicarles la importancia el sistema ABO, que cuando ustedes no tiene, este es el grupo A ustedes tiene anti B y cuando son B tiene anti A. Los anticuerpos naturales son Ig M, son pentavalentes, el problema que existe es que están en un alto título en la sangre y la cantidad de antígenos que tienen los glóbulos rojos sobre la membrana es mucha, por lo tanto si ustedes ponen glóbulos rojos que tiene antígenos en un plasma que contiene el anticuerpo este se va a unir y eso nos sirve en el laboratorio para clasificar, lo que vimos en el paso práctico que si ustedes ponían anti B y los glóbulos rojos aglutinaban, y aglutinan porque la molécula anti B es pentavalente y forman un pelotón, el problema es que si esto sucede in vivo los glóbulos rojos se destruyen en la sangre y es grave, por eso uno no se puede equivocar, ustedes no pueden darle a una persona una sangre A a alguien que es B porque lo van a matar, generalmente es fatal esta cosa, o sea no pueden porque esto es muy potente. Siempre que ustedes no tienen el antígeno, tiene el correspondiente anticuerpo, este es el sistema ABO, en cambio en todos los otros sistemas incluido el D, la única forma que ustedes hagan el anticuerpo es que se expongan a glóbulos rojos, es la única forma, aquí no hay naturales no hay bacterias no hay nada, por lo tanto, la única forma para que ustedes hagan…, a ver tomemos un ejemplo más sencillo tomemos cualquiera de los otros sistemas, ya tomemos el D, si ustedes son D (-) la única forma para que hagan un anti D es que tomen contacto con glóbulos rojos. Hasta ahora hay solo 2 formas de tomar contacto con glóbulos rojos son la transfusión y el embarazo, los hombres la transfusión y las mujeres tiene las 2, las cuales son las formas de contactar glóbulos rojos con antígenos. Por lo tanto, eso esos anticuerpos cuando ustedes tiene un anti D o cualquiera de los otros los gringos les llaman unexpected, o no esperado y ese es un nombre bastante adecuado, porque si ustedes son c chico negativo y les aparece un anti c chico es como no esperado, porque no es natural, inesperado. En español, al igual que la c chica y la C grande se llaman irregulares, porque ustedes de ahora van a escuchar de anticuerpos irregulares. Los anticuerpos irregulares, anti D es el tipo anticuerpo irregular, el anti D son del tipo Ig G, no son IgM y al ser IgG son así, tiene una sola molécula, no son pentaméricos, por lo tanto aunque ustedes cubran el glóbulos rojos de anticuerpos, no se van aglutinar nunca, los pueden tener muy cubiertos y no se van a aglutinar nunca y no los van a poder ver. Entonces en el laboratorio para poder ver si el glóbulo rojo está cubierto de anticuerpos hay que hacer un truco de laboratorio para hacerlos aglutinar y eso lo hacemos con un conejo inyectamos Ig humana al conejo y este produce anti inmunoglobulina humana y está la echamos a esto y hace esto. Esto, el suero del conejo que es anti Ig humana se le llama suero de Coombs , quién fue quien lo descubrió el año 1945 y porque les insisto en esto, porque ustedes van a escuchar hablar de la prueba de coombs indirecta y las mujeres de acá cuando se embaracen y vayan a su primer control van a pedir una serie de exámenes y entre ellos el coombs indirecto y lo que están tratando de hacer en este coombs indirecto es buscar si esta sensibilizado algún antígeno de glóbulo rojo por alguna razón y para descartar, sobre todo en las Rh (-) tiene que descartar que tenga un anti d y se busca con esto que es el suero de coombs. Entonces cuando ustedes vean escrito “coombs” es que están pidiendo un examen para buscar anticuerpos irregulares, o sea para buscar los “unexpected”. Respuesta pregunta 1: Cuando son AB, algunos están glicosilados con galactosamina (A) y otros con galactosa (B), tú tienes la modificación de las proteínas y las proteínas se van a glicosilar al azar y tú vas a tener expresión de los dos. Respuesta pregunta 1: Aunque sean muchos, los anticuerpos son monovalentes y es imposible que se aglutinen, no están unidos, no se unen entre ellos. Por eso necesitas uno que se una a esto y para eso tienes el coombs. Si tú tienes los glóbulos rojos cubiertos de anticuerpos y los macrófagos del sistema retículo-endotelial tiene receptores para los glóbulos rojos que están cubiertos y se los van a comer. Si tú eres Rh (-), D (-) tuviste un embarazo anterior que es D (+) e hiciste el anticuerpo, en el embarazo siguiente esos anticuerpos van a cruzar la placenta, se van a unir a los glóbulos rojos del recién nacido y se los van a comer los macrófagos del hígado del recién nacido y va a ser anémico. El problema que tienen las mamás que son Rh (-) que tienen anti D es que el feto hace enfermedad hemolítica del recién nacido, o sea tiene reducción de los glóbulos rojos por eso. Respuesta pregunta 2: La pared de la bacteria es muy rica en carbohidratos, la pared celular tiene muchas estructuras de carbohidratos modificables glicosiladas, y la mayoría de las bacterias tiene estructuras de la modificación de los carbohidratos que son semejantes al A y al B, es decir, si tu tomas una bacteria y le analizas los carbohidratos vas a encontrar sustancias símil a la A y a la B, por lo tanto tú te expones a sustancia A y sustancia B rápidamente, entonces como eres, por ejemplo, si tu eres 0 y las bacterias van a ser AB, tu vas a producir el anticuerpo A y el anticuerpo B, si tienes B vas a producir sólo la anti A. Hematología 6: Función de los Granulocitos En la clase de inflamación donde los granulocitos están muy involucrados y esta es una clase más bien donde quiero introducirles más bien a la función de los granulocitos, me interesa que vean la cinética y la producción de los granulocitos y las cosas finas de función probablemente las vean dentro del capítulo de inflamación en patología. Esta es la otra célula que también se forman en la medula ósea, son los granulocitos. Los granulocitos ustedes saben circulan en la sangre de 3 formas, hay 3 tipos dependiendo de los gránulos que tiene, eso ustedes lo saben, gránulos eosinófilos, basófilos o gránulos neutros. La gran mayoría de los gránulos que circulan en la sangre son los neutrófilos, de gránulos neutros, muy poco basófilos, muy poco eosinófilos, pero la producción viene donde mismo, las etapas de maduración son las mismas, pero cuando yo de ahora en adelante me refiera a los granulocitos estoy hablando principalmente de los neutrófilos que son células fagocíticas de la inmunidad innata y los basófilos tiene más bien un papel en la inmunidad de tipo celular profunda en los tejidos y los eosinófilos tiene que ver más con las cosas alérgicas, el granulocito neutrófilos es el que nos interesa, ya?. Quiero mostrarles donde están los granulocitos, en realidad tenemos 3 grandes compartimientos en donde residen los granulocitos: la médula ósea, la sangre que es el tránsito y los tejidos .Vamos a ver los 3 compartimientos como están los granulocitos en cada uno de los 3. En primer lugar, en la médula ósea, si ustedes hacen un aspirado y lo tiñen como este, en realidad la mayoría de los elementos que uno distingue en la medula ósea son de la serie de los granulocitos, ustedes no los distinguen bien, pero estos son todos granulocitos, porque aquí es donde se producen los granulocitos ahí proliferan y ahí se almacenan. De donde viene los granulocitos, ustedes ya lo vieron en la clase de hematopoyesis pero lo vamos a repetir, igual que todas los otros elementos de la sangre viene de una célula troncal pluripotencial que de acuerdo a ciertos estímulos se compromete a las líneas mieloide o linfoide y terminan dando origen a los células maduras, en este caso a los granulocitos neutrófilos. La granulopoyesis, que es la producción de granulocitos está sometida también a mecanismos de control, cuando yo produzco granulocitos hay mecanismos de control de la producción de granulocitos que son de dos tipos: Uno que llamamos de corto alcance y uno de largo alcance. Corto alcance tiene que ver con las células del estroma de la médula, es bien importante, porque tiene células que están acá y estás células en contacto con la célula pluripotencial es capaz de influenciarla, de hecho hay enfermedades en que los pacientes tienen disminución de las células pluripotenciales sólo, porque las células del estroma son las enfermas, hay una regulación que es de célula a célula. Esta es la de corto alcance, pero existe otra que está dada por moléculas o factores de crecimiento, que es la de largo alcance, es decir que se secretan a distancia y para los cuales estas células tiene receptores y son estos que están representados acá con el puntito rojo, verde y el cuadradito, estos son los factores de crecimiento y cuando uno mira acá va a encontrar que existen factores de crecimiento específicos que influencia la producción de granulocitos, fíjense acá, ésta es la célula troncal, que inicialmente en las etapas más inmaduras se expone a una serie de proteínas y factores que influencian su proliferación y maduración como son las interleukinas (IL) y los factores de crecimiento de stem cell, stem cell factor, pero una vez que han pasado esta etapa y están comprometidas a la serie granulocítica, los factores más importantes son estos, en el caso de los granulocitos neutrófilos son estos: GSS, factor estimulante de colonias granulocíticas y en el caso de los monitos, estimulante de colonias monocíticas y también en hay uno que es mixto, estimulante de colonias granulocíticas-macrófagos. Estos factores de crecimiento son súper importante, porque si ustedes miran el efecto que tiene sobre la granulopoyesis van a ver esto, si ustedes tiene, por ejemplo un experimento, tiene ustedes acá número de colonias de granulocitos y la concentración de los distintos factores de crecimiento, si ustedes se fijan éste aumenta mucho, éste aumenta mucho. Esto es un cultivo de células, si ustedes exponen un cultivo a estos factores de crecimiento, los granulocitos proliferan. Esto mismo lo podemos hacer en vivo, y esto es lo que por ejemplo, esto es de nosotros, de pacientes que nosotros les inyectamos esto, por ejemplo cuando uno quiere subirle el recuento de granulocitos por algunas razón, no vamos a ver los casos acá, pero les queremos subir el recuento de células blancas, existe este factor de crecimiento, existen formas farmacológicas recombinantes comerciales que se llama “leucogen”, nosotros se los damos en distintas dosis y vemos el recuento de células mononucleares y ustedes ven como aumenta el recuento importantemente, es decir, los factores de crecimiento de largo alcance son fundamentales para la proliferación celular. Por lo tanto, así como teníamos una moléculas estimulante de la producción de plaquetas, ¿se acuerdan? las plaquetas también se llaman trombocitos, la trombopoyetina, en el caso de los glóbulos rojos, eritropoyetina y en el caso de los granulocitos, son estas la GSS, el gran estimulador de la producción de granulocitos y de hecho si ustedes se van a la clínica, disponemos de los tres de forma recombinante, o sea tenemos la trombopoyetina recombinante que la podemos utilizar para aumentar el recuento de plaquetas en la gente que lo necesita y la eritropoyetina recombinante y estos factores de crecimiento recombinante que también se usan. Entonces, en la médula ósea nosotros producimos los granulocitos basados fundamentalmente en el estímulo que dan estos factores de crecimiento y los granulocitos el mecanismo de control es poco conocido, o sea, si ustedes hacen una analogía con el mecanismo de control de eritropoyesis, esto es bastante menos conocido, porque la eritropoyesis uno sabe que si ustedes tienen una disminución del contenido de oxigeno o cualquier cosa, tienen un sensor en el riñón, aumenta la eritropoyetina y aumenta el hematocrito, etc. En el caso de los glóbulos blancos, si ustedes se fijan está puesto entre comillas, no sé conoce, pero se supone que tenemos algo así como un sensor de gránulos, es decir, algo que el organismo sensa para mantener el numero de granulocitos estable, entonces cuando se necesitan más granulocitos se produce esta granulopoyetina, que también debiera estar entre comillas, porque realmente corresponde al GSS y al GMSS que estimulan a las células troncales y produce un aumento de la circulación de granulocitos. Ahora, una vez que los granulocitos se producen en la médula ósea empiezan a madurar, primero proliferan y luego maduran, y en la médula ósea los granulocitos pasan por una serie de etapas. El primer elemento que uno reconoce en las series, es el que llamamos mieloblasto, que luego pasa a promielocito y a mielocito, en estas 3 etapas los granulocitos pueden todavía proliferar, por eso se llama compartimiento o pool mitótico, o sea aquí proliferan, aquí todavía se pueden dividir y en cambio, de aquí para allá es el post-mitótico, donde solamente maduran, ya no proliferan y en este post-mitótico, ustedes reconocen uno que se llama juvenil o también lo van a encontrar en la literatura como metamielocito, el baciliformes que es el casi maduro y el segmentado maduro que tiene los gránulos y ahí este post-mitótico o también se llama compartimiento de reserva, desde allí es de donde salen a circular a la sangre, si ustedes se fijan, fíjense en los tiempos de transito: 7 a 8 días el mitótico, 7 a 8 el post mitótico y en la sangre solamente de 6 a 7 horas y en los tejidos de 1 a 2 días. Eso hace que cuando ustedes miren donde están los granulocitos se encuentran con esto, esto es el número de células por 10 elevado a 9 por kilo, eso da lo mismo, pero les digo. Las células en proliferación, o sea éstas de acá 2,1. Estas otras, 5,6 y fíjense en los granulocitos circulantes la nada misma, o sea lo granulocitos que ustedes tienen en la sangre están sólo de paso y son la mínima expresión, esa es la razón por la cual cuando a la gente le falta a los glóbulos rojos, como en una anemia, hacemos transfusiones y le subimos los glóbulos rojos, si alguien tiene pocas plaquetas, ¿qué hacemos?, transfundimos las plaquetas, si alguien tiene bajo lo granulocitos, no hay caso, no se pueden transfundir, por dos razones: 1. porque es imposible que ustedes tengan suficientes granulocitos de cualquier persona con esto, y 2. porque la gran masa esta acá, es decir, los granulocitos no se pueden transfundir porque no existe el acceso y si ustedes aumentan la concentración de granulocitos circulantes es mínimo comparado con que ustedes pueden tener en la médula, por lo tanto el concepto que no se les tiene que olvidar es que la gran masa de granulocitos está en la médula ósea y en sangre solamente van de paso. Aquí hay un concepto que ustedes van a escuchar y por eso se los tengo que nombrar, porque de repente les van a pasar y quiero que sepan, estamos hablando aquí de granulocitos circulantes y marginados. ¿Qué significa esto? Que cuando el granulocito va en la circulación, existe alrededor de un 50% que van como por el centro del vaso, que en el fondo es el que ustedes miden, o sea si les tomo una muestra ahora y les hago un hemograma y les cuento los granulocitos, los que estoy contando yo son estos, peor existe alrededor de un 50% que están pegados al endotelio, que están circulando pegados al endotelio y esos son los marginados. Ahora, ¿por qué es importante el concepto? Porque hay algunas situaciones clínicas que aumentan los marginados, no es que el paciente tengo neutropenia, no es que tenga una disminución del número absoluto, sino que aumenta el número de marginados, y esas uno las conoce y es por eso que de repente ustedes durante su vida pueden recibir un paciente que tenga una neutropenia y después lo estudian y dicen: no, era por marginación y ahí se van a acordar que marginación significaba, que en vez de tener 50 – 50, tenia 20 y 80, se fijan, pero como cuentan esto pareciera que tuviera poco, pero en realidad es porque están marginados y hay trucos para ver los marginados, cosas clínicas. Bueno vimos lo que pasa en la médula ósea , lo que pasa en la circulación, donde van solo de paso, la vida media de los g en la sangre no es de más de 7 horas, fíjense en los glóbulos rojos viven 120 días, las plaquetas 10 días, 7 horas y se van a los tejidos donde cumplen la función, en realidad si ustedes se fijan lo que pasa en la circulación es la nada, o sea si ustedes se fijan los glóbulos rojos cumplen su gran función dentro de los vasos sanguíneos, las plaquetas podríamos decir dentro y la interface, están como ahí y en cambio, los granulocitos y basófilos afuera. Por lo tanto, yo siempre digo que esta clase no debiera hacerla un hematólogo, debiera ser alguien más, porque nosotros vemos las cosas que están dentro de los vasos sanguíneos. La gran función la cumplen una vez que salen fuera de los vasos sanguíneos ahí es cuando funcionan. Y esta es la curva de desaparición, creo que les hable, les dije que cuando hice la clase de plaqueta, que cuando las cosas desaparecen en línea recta es porque envejecían y cuando son exponenciales como los granulocitos es porque desaparecen al azar, es decir, que los granulocitos desaparecen al azar y en un muy corto tiempo. Los granulocitos cumplen su función afuera de la sangre, o sea, salen y tiene que ir a defender el tejido de los microorganismos, cosas extrañas y es así donde funcionan. ¿Cuáles son, entonces, las funciones de los neutrófilos? Que es lo que más nos interesa ahora. Lo primero que tienen, los neutrófilos tiene que llegar a un lugar donde se les necesitan, si está enfermo, si está infectado, si tiene microorganismo, los neutrófilos tienen que llegar allá, por lo tanto para llegar a donde tiene que actuar lo primero que tiene que hacer es detectar alguna señal, tiene que saber dónde ir, por lo tanto, la primera función de los neutrófilos, es la función de detección, tienen que tener señales de detección, para lo cual tienen receptores de superficie y transducción de la señal. Una vez que detectaron la señal y sabe que tiene que ir al lugar, tiene que llegar allá, para eso se tiene que mover y esa es la otra función, que es la quimiotaxis. Una vez que llegan a donde tenían que llegar, tiene que comer, fagocitosis, se degranulan y destruyen los microorganismos. Los neutrófilos si ustedes se fijan, si ustedes miran este cuadro, les da la idea de lo que hacen los neutrófilos, es decir, detectan una señal, se mueven hacia donde se les necesita, cuando llegan, se comen lo que hay que comerse y matan lo que se comieron, en términos simples. Lo que vamos a hacer en el resto de la clase es ver de qué depende cada una de estas cosas, ver cómo funciona. Los receptores quimiotácticos, son los receptores que tiene los neutrófilos que detectan la señal, detectan que se les necesita en algun lugar, tiene una serie de receptores y tienen ligandos, es decir, cosas que los estimulan, factores del complemento. Esto es lo más importante, fíjense ustedes los neutrófilos tienen unos receptores para péptidos que producen las bacterias, si ustedes en algún lugar del organismos bacterias, las bacterias van a producir estos péptidos, el neutrófilo tiene receptores para estos péptidos que le van a decir que tiene que ir hacia donde está la bacteria. Y la ocupación de este receptor va a hacer que el neutrófilo se mueva hacia allá, esto es lo que se llama quimiotaxis, el movimiento. A parte de estos receptores, que son para distintas cosas, tienen receptores de adhesión, se acuerdan de las integrinas famosas, los neutrófilos también tiene integrinas, y estas integrinas de los neutrófilos son estas tres, que tienen una misma estructuras de las integrinas, que creo que ya lo repetimos en la clase de plaquetas, que tenían una subunidad común, que en este caso es CD18, que es la subunidad β, que es como la correspondiente a la 3A de las plaquetas y una que es variable según la cadena variable es el receptor, acá tenemos uno que se llama LSA-1, el MAP- 1, el PC-150, son tres receptores de adhesión de los neutrófilos, ¿Por qué son importante las integrinas en los neutrófilos? se los adelanto ahora, porque de las integrinas depende la unión de los neutrófilos al endotelio para que pueden pasar a los tejidos, o sea, la integrina es la que lo fija al endotelio y puedan pasar al tejido. Y estas integrinas, tiene ligandos que estas se llaman moléculas de adhesión intercelular 1 y 2, y estas moléculas las producen las células endoteliales, las expresan las células endoteliales, por lo tanto ustedes entienden que si el neutrófilo tiene que salir al tejido con que es lo primero que se encuentra, con la célula endotelial que está cubriendo el vaso, y para cruzar, primero se ancla a la célula endotelial, vamos a ver como a través de estos ligandos, acá esta también o por fracciones del complemento, utilizando estos receptores. Por ejemplo, si ustedes no tiene estos receptores, hay enfermedades de paciente que no tienen algunos de estos receptores, se manifiesta porque el paciente tiene infecciones, por ejemplo si el paciente no tiene el receptor 150-95, se llama enfermedad granulomatosa crónica, o sea, el paciente tiene infección múltiples que forman granulomas y porque se defienden muy mal, y como no pueden salir se defienden mal. Entonces, las integrinas son súper importantes para la interacción del neutrófilo con la célula endotelial para que puedan migrar. Entonces, cuando el neutrófilo, estos receptores se ocupan, el neutrófilo se activa, y esto es lo mismo que sucedía con las plaquetas, viene lo de la señal desde afuera hacia adentro, y acá esta simplificado pero por la peptisapeptusi, no cierto, se produce la salida, de la acción de la diacilglicerol, la formación de IP3 y el flujo de CAPs y el neutrófilo se activa, o sea se ocupa el receptor por cualquier de estos, por ejemplo: Icap con LCA1, el neutrófilo se va a activar y cuando se activa, al igual que en las plaquetas, tiene 1 vía de activación y también tiene la vía de las prostaglandinas, pero aquí la diferencia está en que en las plaquetas, se acuerdan se iba por acá, que era por la ciclooxigenasa que terminaba formando tromboxano A2 que era un agregante plaquetario. En el caso de los neutrófilos se va por acá y se va por la lipooxigenasa, por aquí, y forma esto, en vez de tromboxano A2, forman leucotrieno B4, también es un potente estimulante de los neutrófilos y pasa lo mismo, lo fenómenos son bastante repetidos. Ustedes en la plaqueta, la activaban y producía tromboxano y el propio tromboxano estimulaba a la plaqueta, en el caso de los neutrófilos, ustedes activan los neutrófilos, producen leucotrieno B4 y el leucotrieno B4 es un potente activador de los neutrófilos y de “cof”. Entonces estamos en la etapa en que el neutrófilo detectó una señal y la detecto gracias a que tiene receptores, una vez que detectó la señal por el receptor, se activó y aquí, a diferencia de lo que pasa acá con las plaquetas, la primera función que denota que el neutrófilo está activado, es que el neutrófilo se mueve, se va hacia donde se le necesita, así y eso es lo que se llama quimiotaxis o sea el n activado, si ustedes lo define, tiene propiedades quimitácticas. Y quimiotaxis significa moverse en sentido de un estimulo químico, algo que lo atrae, o sea el neutrófilo se va hacia donde hay un estimulo quimiotáctico, y estos estímulos q son estos: de nuevo el péptido de formil, que son estos péptidos de la pared bacteriana, son potentes quimiotácticos, o sea si alguien tiene un infección en algún tejido, esto va a atraer a los neutrófilos, porque van a estar produciendo estos péptidos de formil. Fracciones del sistema del complemento, también son quimiotácticos y fíjense acá, el leucotrieno B4, por lo tanto, si en un tejido ya llegaron neutrófilos, se activaron y produjeron leucotrieno B4, llaman a otros, reclutan más porque están produciendo leucotrieno B4. Y miran acá, este es conocido de la coagulación, cuando ustedes se hacen una herida al mismo tiempo están produciendo trombina, la trombina produce fibrinopéptido B, porque actúa sobre el fibrinógeno y también es quimiotáctico, es decir hay una interrelación del sistema hemostático y el sistema de defensa, o sea porque es 1 solo, si ustedes se hacen una herida, tiene no solamente evitar que se les salga la sangre, sino que también se les infecte, por lo tanto hay una interrelación, entonces fíjense como también el sistema hemostático contribuye también a llamar a los neutrófilos. Entonces, vamos en la etapa en que los neutrófilos detectaron la señal y estos factores los están atrayendo, que son los factores quimiotácticos, por lo tanto los neutrófilos tiene que moverse hasta allá, tienen que migrar en el tejido. ¿Cómo lo hacen? De la siguiente forma, esto está puesto así en línea pa’ allá de manera didáctica, pero en realidad debiera estar todo acá, pero bueno. Lo primero que pasa y cuando hay una inflamación o una infección en un tejido, la células endoteliales también se activa, y expresa selectina, que es una molécula que es capaz de anclar un neutrófilo, esto también se parece a las plaquetas que primero se frenaban con la 1b, bueno los neutrófilos igual, en el caso de los neutrófilos usan una molécula que está en las células endoteliales que se llama selectina, que lo frena y hace lo que se llama el rolling, es decir que el neutrófilo empieza a rodar por la célula endotelial , pero no está todavía firmemente unido, sino que está rodando, se detiene y empieza a rodar. Ya no circula libremente, hasta que un mayor grado de activación de la célula endotelial, hace que expresa este ligando el icam 1 y 2, que eran ligandos de la integrina y a la integrina que es esta, fíjense acá esta en el monito, la integrina activada, icam 1 y 2 y ahí se ancla el neutrófilo a la célula endotelial. La diferencia que tenemos cuando hablábamos de las plaquetas, es que las plaquetas se anclaban al subendotelio, había que sacar el endotelio, bueno en este caso no, el neutrófilo se ancla a la célula endotelial por la selectina, pero se ancla firmemente por la integrina uniéndose a estos ligandos y ahí se queda. Lo que le falta ahora, una vez que está anclado es cruzar hacia el tejido, es que tiene que pasar por entremedio de las células endoteliales y para que el neutrófilo pase a través de las células endoteliales, usa unas moléculas que se llaman PCAM 1, que tiene un nombre que no tiene nada que ver con su función, porque esa “P” es de plaqueta, es una molécula de adhesión celular derivada de plaquetas, porque la descubrieron en las plaquetas, donde está también, pero en realidad su principal función la cumple acá. La gracia de PCAM 1, que está en la paredes endoteliales, es que se forman unos puentes entre las moléculas que permiten que el neutrófilo crucé hacia donde se le necesite, entonces si uno resume: cuando hay una necesidad de neutrófilos en un tejido, lo primero es que es atraído por esto, fíjense hay un estimulo que lo detecta, expresa la selectina, se ancla y hace el rolling, una vez que está en contacto con la célula endotelial se adhiere firmemente por la integrina y cruza, por esta cosa, la PCAM y ahí llega la tejido. Una vez que el neutrófilo llega al tejido, cruza el tejido, tiene que moverse, porque no siempre la infección está ahí, tiene que viajar hacia donde se le necesita y eso es lo que conocemos como quimiotaxis y los neutrófilo son células muy móviles en los tejidos, son capaces de migrar y lo hacen fundamentalmente porque tiene un mecanismo, este es un neutrófilo en reposo, activado emite un seudópodo, este seudópodo se adhiere a la matriz, esta matriz puede ser de estructuras subendoteliales, el coágulo, cualquier cosa y después se desadhiere acá y así se va, se va como gateando sobre el tejido porque va X y eso depende de que el neutrófilo tiene moléculas que son propias del movimiento, ustedes saben que los músculos se mueven porque uno tiene actina y miosina, bueno el neutrófilo tiene lo mismo, este es el polímero de actina y tiene actina que se va polimerizando hacia adelante y despolimerizando por detrás, es decir, se polimeriza la actina, expresa el seudópodo, se despolimeriza atrás y avanza y esa es la forma como el n se mueve y si ustedes se fijan acá todavía sigue estando representado que el neutrófilo está pegado al endotelio, pero también puede hacer sobre el coágulo. Bueno el neutrófilo entonces detectó la señal, se adhirió el endotelio, cruzó el endotelio, tiene mecanismo que le permiten moverse hacia donde se le necesite, cuando llega allá, el neutrófilo es por esencia una célula fagocítica, esa es la forma que tiene de funcionar, o sea en ultimo termino si ustedes piensan qué hace el neutrófilo, cómo funciona, función porque come. Por lo tanto una vez que llega tiene que fagocitar y para poder ser eficiente en la fagocitosis tiene que tener ciertos mecanismos de ayuda, porque las bacterias tiene mecanismos de defensas, si uno lo pone en términos bien simplones, las bacterias son como resbalosas, no se la puede comer porque se le resbala y para eso existen las opsoninas, que son moléculas que cubren a las bacterias para que el neutrófilo las pueda fagocitar de forma eficiente, de hecho la opsonización si uno va a la raíz de su significado significa preparase para comer, entonces las opsoninas son de distinto tipo, pero las más frecuentes son las inmunoglobulinas, los anticuerpos son opsoninas, eso lo sabemos todos ,y que acá está un poco representado, si ustedes a la bacteria la cubren de anticuerpos, el neutrófilo tiene receptores para la cola FC y así fagocitarla más eficiente y los componentes del complemento, esos son los más importantes de entre los que conocemos como opsoninas, es decir para que ustedes tengan una fagocitosis eficiente, tiene que cubrir la bacterias con anticuerpos o con complemento y con eso van a facilitarle la tarea al neutrófilo. Entonces estas son las opsoninas, la bacteria queda opsonisada y lo que el neutrófilo simplemente hace es fagocitar e incorporarla en una vacuola fagocítica y aquí lo que tiene que hacer a continuación es destruirla, es decir, una cosa es comérsela y la otra es destruirla, por lo tanto tiene que destruirla dentro de la vacuola y para eso utiliza 2 mecanismos: 1. Enzimático, 2. No enzimático u oxidativo, vamos a ver lo primero. Los neutrófilos también se llaman granulocitos neutrófilos, por qué se llaman así, porque tiene muchos gránulos y estos gránulos tienen contenido que son los que van a producir la destrucción de las bacterias, es decir, el mecanismo cómo funciona, el neutrófilo va a ingerir la bacteria, forma el fagosoma, que se va a fundir con los gránulos de los neutrófilos y se va a vaciar el contenido en los fagosoma, y su contenido es toxico para la bacteria, estos son los contenido de los gránulos, no pretendo que se los aprendan todos, sino que simplemente fíjense en los nombres que tienen: defensinas, agente microbicida permeabilizante, proteasas, hidrolasa acida, es decir, si ustedes miran estos agentes, todo lo que tiene los gránulos, es obvio que cuando ustedes vacian el contenido de los gránulos, ya sean los primarias y los secundarios van a destruir las bacterias, es decir, esto es un gran armamento microbicida que tiene los gránulos de los neutrófilos, ya sea el primario fíjense que tiene más, o el secundario, que vacían el contenido y producen la destrucción de la bacteria, sin embargo la capacidad microbicida de estos gránulos muchas veces no es suficiente y los neutrófilos tiene un segundo set de mecanismos para destruir a las bacterias que son los que llamamos mecanismos oxidativos, o sea, los mecanismos no oxidativos son los dependientes de los contenidos de los gránulos y los contenidos oxidativos depende de la generación de radicales libres, y cómo funciona eso, funciona de esta forma, a ver este es el fagosoma, fíjense acá, acá está la bacteria que necesitamos destruir, lo primero que hace el neutrófilos a raíz del producto de la generación de electrones de la vía NAD y NADPH es la formación de un radical y su peróxido, es decir, es un oxigeno que tiene un electrón más que es altamente toxico, porque genera radiales de oxiro, y estos radicales de oxiro son tóxicos celulares, la generación de este radical hidroxilo produce destrucción, también ese radical hidroxilo puede transformase acá en agua oxigenada, que también es un microbicida que no es muy potente, y lo más potente es que se forman haluros, el agua oxigenada, por ejemplo, con cloro forman haluros que son tóxicos para las bacterias, por lo tanto este es un mecanismo redundante, es decir no solamente utiliza sus enzimas microbicidas, sino que además, por generación de radicales libres, produce la destrucción, ahora es obvio que esto cuando se echa andar este mecanismo, el neutrófilo también se destruye, o sea es una cosa exclusiva, el neutrófilo, el resto de los radicales que son muy tóxicos celulares, siempre se destruye con las bacterias, por lo tanto es como la etapa final del granulocitos, hizo todo, llegó al lugar y forma un fagosoma y en el fagosoma ocurren 2 cosas, o una lisis bacteriana dependiente de enzimas o una destrucción celular dependiente de la generación de radicales libres. *(Lo marcado con verde significa que durante la grabación los términos no se entendieron, por lo tanto deben mirar en las diapositivas para confirmar). Respiratorio Mecánica Respiratoria Si uno busca en un libro de fisiología que es respiración, se van a encontrar con varios conceptos. Un concepto tiene que ver con algo metabólico, es decir, que la respiración se relaciona con la glucosa que se oxida que se combina con O2 y produce CO2, agua y energía, de tal manera que el concepto final de la respiración tiene que ver con las mitocondrias, en las que se produce la energía al interior de ellas y para ello se necesita O2 y se produce CO2. Ahora, para que se produzcan estas reacciones se requiere de O2 y se CO2…ahí es donde entra el pulmón, pero lo importante es que la respiración es mucho más que el pulmón. En la respiración intervienen una cantidad enorme de estructuras de hecho uno podría decir que cada una de las células esta produciendo la respiración, por lo tanto el concepto yo quiero que lo tomen… ya que si bien vamos a hablar preferentemente de pulmones y una serie de otras estructuras… el fondo del problema tiene que ver con esto. Ahora cuando uno mira la fisiología respiratoria como aparece en los libros se van a encontrar más o menos con estos temas, que aparecen en esta columna, y esas involucran una serie de estructuras morfológicas. Entonces, lo que estoy diciendo es que la fisiología respiratoria involucra por ejemplo los centros respiratorios, los centros motores, los nervios, una serie de receptores que están ubicados en muchas partes distintas, las vías aéreas altas, las vías aéreas intra-pulmonares, el pulmón, etc, etc. Involucra entonces también el corazón, las arterias, las venas, los capilares e incluso cada una de las células que están participando. Ahora de que manera vamos a abordar esto?, lo vamos a abordar de la manera en la que aparece corrientemente en los capítulos de fisiología, vamos a ver temas que tienen que ver con el control de la respiración, con el acondicionamiento del aire, vamos a hablar de la mecánica respiratoria… que tiene que ver con los volúmenes pulmonares…la elasticidad…la resistencia…los músculos respiratorios, vamos a vislumbrar el procesos de la ventilación alveolar, todo lo que tiene que ver con intercambio y transporte de gases, la relación entre la ventilación y la perfusión…que tienen que estar ajustado unas con otras para que funcione el pulmón de manera adecuada, como circulan los gases en la sangre, como difunden, como se utiliza el O2 y como se produce el CO2. (Profesor habla de las clases y demostraciones que se harán) Para estudiar un texto estudio que está en la página del la universidad. Ahí sale prácticamente todo lo que ustedes necesitan saber. Volúmenes Para evaluar los volúmenes pulmonares se ocupa este equipo, el cual se invento en el s. XIX y aun se sigue ocupando equipos de esta clase o muy basados en ellos, es muy simple de usar y muy exacto. Este consiste en que el individuo se conecta por la boca a la boquilla el aire que toma y bota lo saca de esta campana puesta sobre agua y una ves que el sujeto inspira…saca agua de aquí y esta campana va a bajar y se va a producir un movimiento de esta pluma que es con la cual se hace la inscripción de tal manera que en la espirometría se va produciendo un trazado que es volumen en el eje vertical y el tiempo en el horizontal. Entonces si uno hace este trazado volumen/tiempo obtiene lo siguiente: el sujeto esta respirando, cada una de estas respiraciones de unos 500 cm3. Uno le pide al sujeto que haga una inspiración profunda, máxima y después bota todo el aire que pueda, esto se puede repetir de varias formas (solo inspiración, solo espiración, etc.) y se obtiene un trazado como el que está acá. Si uno lo hace de esta manera se producen ciertos niveles: el de fin de inspiración máxima, el de final de inspiración, el nivel de espiración y el nivel espiración máxima. Ahora si uno le pide a una persona que bote todo el aire que tenga en sus pulmones, no va a botar todo, siempre quedará una cantidad de aire que permanece en el pulmón, que no es susceptible de ser eliminado hacia el exterior, y que por lo tanto hay un nivel de colapso al cual uno no llega con una maniobra de espiración. Ahora, cada uno de estos volúmenes que están entre los distintos niveles se les ha puesto nombres. Entonces a esto se le llama volumen corriente que es volumen que ustedes están respirando en estos momentos. El volumen que está por encima de este es el volumen de reserva inspiratoria, el volumen que va por debajo es el volumen de reserva espiratoria y el volumen que queda es el volumen residual. A la suma de los volúmenes contiguos se le llama capacidades, de manera que aquí hay una capacidad pulmonar total (CPT), esta es la capacidad vital, la capacidad inspiratoria y la capacidad residual funcional. Hay otra maniobra que además se hace y que consiste en lo siguiente: se le pide al sujeto que respire tranquilo, se le pide que tome aire al máximo y que después que bote el aire a la mayor velocidad posible y que siga botando hasta los 6 segundos, todo lo que pueda, pero además a la máx. velocidad posible. Entonces se mide esta capacidad vital forzada y además se mide el volumen que se espira en el primer segundo. Hay otro índice que es la relación entre VF1 y la capacidad vital forzada, que vendría a decir que porcentaje de la capacidad vital se elimino en el primer segundo, que en el caso del ejemplo vendría siendo al rededor del 80%. Esta maniobra sirve para evaluar si existe o no existe obstrucción de las vías aéreas, si existe obstrucción la velocidad a la que se elimine el aire va a ser lenta y por lo tanto esto va a permitir hacer diagnostico que son importantes. Entonces, los espirómetros que se utilizan hoy en día ya no son como los que les mostré al comienzo, porque tienen problemas sobretodo de que son engorrosos en el manejo, por lo tanto los equipos que ustedes van a ver van a ser computarizados. En estos se utilizan, para medir volumen, se utiliza un neumotacografo que es un tubo que en su interior tiene una resistencia al paso del aire. Cuando uno sopla por el neumotacografo la presión que está en este lado de la resistencia es mayor que la que está al otro lado de la resistencia, porque al pasar por una resistencia la presión cae. Entonces este cambio de presión que se produce entre un lado y otro de la resistencia es proporcional al flujo, de tal manera que midiendo los cambios de presión, con este aparato que está acá, uno puede medir el flujo y de ahí entonces integrar cual es el volumen. Entonces ustedes van a ver que los equipos que se utilizan en clínica van a estar basados en un neumatacogarfo que mide flujo basado en el cambio de presión que se produce entre los dos lados de una resistencia. También se puede medir volúmenes pulmonares con un equipo como el que aparece aquí, que es una especie de relojito del tamaño de mi puño mas o menos, que se llama ventrilometro de Wright ,que es muy sencillo, es una especie de turbina con un sistema relojería que permite medir la capacidad vital, cual es la gracia?... que es un aparato muy simple y sencillo que se utiliza en la UCI para evaluar la capacidad vital, la cual es un índice de la función pulmonar que es importante para tomar decisiones para los enfermos que están en la UCI, esto se mide con cierta frecuencia para evaluar si conectar o no a u individuo a ventilación mecánica o para saber si un sujeto que está conectado a ventilación mecánica está en condiciones para desconectarlo de ella. Por lo tanto esta capacidad vital que hemos estado mencionando es un índice fisiológico importante, como también lo es la presión arterial por ejemplo, y que permite entonces conocer el estado del pulmón de una manera muy sencilla. En resumen…los volúmenes pulmonares son importantes como un concepto para entender la función pulmonar, su medición sirve para evaluar la evolución en las enfermedades respiratorias. Los volúmenes pulmonares se miden principalmente mediante espirómetros. Los índices más importantes (les estoy soplando lo que les voy a preguntar en la prueba): -volumen corriente: es el que estamos respirando permanentemente y cuando hablemos de enfermedad vamos a decir que este aumenta o disminuye. -capacidad vital: índice del tamaño pulmonar, en algunas enfermedades puede disminuir el tamaño del pulmón y lo vamos a saber porque disminuye la capacidad vital. Para tomar la capacidad vital se necesita la indemnidad de los músculos, de los nervios y de la colaboración del individuo (medición indirecta e estos factores). -capacidad residual funcional: es el volumen residual más el volumen de reserva espiratoria, es importante porque es el volumen de gas que tienen permanentemente en el pulmón. Este puede llegar a cambiar con la edad y de alguna manera es en el cual se produce el intercambio gaseoso. El volumen que está dentro del pulmón es la capacidad residual funcional además de una pequeña cantidad de aire que sale y entra permanentemente (volumen corriente), entonces de cómo funciona el pulmón depende de de eso. En algunas enfermedades respiratorias especialmente las obstructivas la capacidad residual funcional aumenta, o a veces produce graves alteraciones y eso se llama hiperinsufaccion pulmonar. -volumen espiratorio forzado del primer segundo (VEF1): es el que se ocupa para evaluar la resistencia de las vías aéreas. Elasticidad pulmonar Imaginémonos que aun conejo le sacamos sus pulmones y le introducimos con una jeringa aire y lo inflamos, si lo conectamos además a un manómetro que registra la presión, vamos a ver que al inflarlo se produce un aumento de la presión dentro de los pulmones. Entonces si ustedes lo piensan el pulmón puede funcionar como un globo de cumpleaños, es decir, que se comporta como un cuerpo elástico, de tal manera que uno podría hacer esta prueba de ir inflando gradualmente y registrando el cambio de volumen (en el eje vertical) y los cambios de presión (en el eje horizontal). Si uno empieza a sacar el gas del pulmón se produce el proceso inverso, de tal manera que funciona como un cuerpo elástico, los cuales se caracterizan por si uno le pone una tensión aumenta la longitud y si uno le quita la tensión la longitud disminuye, por lo tanto se caracterizan por que ante un tensión aumentan su longitud y si uno le disminuye la tensión vuelve a su posición inicial. En el pulmón nosotros no podemos medir la longitud de las paredes alveolares, y tampoco podemos medir la tensión de las paredes, entonces, lo que hacemos es reemplazar la tensión por la presión y reemplazamos los volúmenes por los cambios de longitudes, y se comporta como un cuerpo elástico que va y vuelve. Es una propiedad muy importante para entender la función pulmonar normal. Ahora cuando uno hace esto con un pulmón ustedes van a ver que el grafico de normalidad va por una vía y vuelve por otra, no es exactamente un cuerpo elástico perfecto y a esta área que queda entre las dos se le llama histéresis pulmonar que tiene relación con lo que se llama propiedades viscosas del pulmón, fenómeno de resistencia al movimiento. Cuando nosotros queremos estudiar las propiedades elásticas en una persona humana, por supuesto no vamos a sacarle el pulmón e inflárselo y desinflárselo. Lo que se hace entonces es utilizar un balón esofágico que está unido a un catéter plástico, se introduce vía nasal y se pone dentro del esófago. Con eso es posible medir las presiones esofágicas que son similares a las presiones dentro del tórax, por lo tanto conociendo las presiones del tórax uno puede tener una idea de las presiones de distensión del pulmón. Con esto uno construye una curva presión/volumen, presión en el eje horizontal (en cm de agua) y volumen en el eje vertical. Esto representaría la capacidad residual funcional, o sea el volumen de aire que ustedes tienen en los pulmones en este momento y ustedes pueden ver que la forma de esta curva presión/volumen es como la que aquí aparece, la cual es importante y que tiene consecuencias fisiológicas importantes. Esta curva es la que se utiliza cuando uno quiere estudiar las propiedades elásticas del pulmón, en la realidad cuanto se mide esto? ...poco…se utiliza más como concepto mas que como evaluación en clínica. ¿Por qué el pulmón es un cuerpo elástico? Las propiedades elásticas están dadas por las fibras elásticas, por las fibras colágenas, por lo vasos de pulmón y por la interfase aire/liquido. Respecto a los vasos, piensen que el pulmón es un tejido prácticamente vascular, su deformación va tener que ver con la presión de los vasos y con lo ello que estén los vasos en un determinado momento. Si uno toma un alveolo y lo agranda y lo sigue agrandando uno va a ver que lo que esta aquí en rojo es lo que uno podría llamar intersticio, que es un tejido que está entremedio de las células y que su composición le da las propiedades mecánicas a los tejidos. Por este lado esta el epitelio pulmonar que está recubriendo el alveolo, por este lado esta el capilar que contiene sangre, aquí esta el endotelio, y por este lado el alveolo, y entremedio está el intersticio que es muy delgadito, donde se va a dar el intercambio gaseoso mayormente. Las paredes de los alvéolos son más gruesas y existe entonces un intersticio que es más grueso. Este tejido intersticial tiene propiedades mecánicas y tiene que ver fundamentalmente con la disposición de las fibras elásticas y colágenas. Si ustedes miraran con un microscopio electrónico el intersticio verían que las fibras elásticas están más o menos derechas y estiradas, en cambio, las fibras colágenas están como enrolladas, eso entonces explica la forma de la curva presión/volumen. Imaginémonos que estamos en este sector, con el pulmón con poco volumen, vamos a tener las fibras elásticas estiradas y las fibras colágenas enrolladas… ¿Qué sucede entonces si el sujeto toma aire?...se van estirando las fibras elásticas y se van desenrollando las fibras colágenas y cuando estamos llegando a la parte donde la curva se está más horizontal, es decir, donde se necesita mas presión para producir el mismo cambio de volumen, se empiezan recién a estirar las fibras colágenas. Imagínense que estas son las fibras colágenas y estas las fibras elásticas…en el pulmón están puesta de esta manera, las fibras colágenas son mas largas y están enrolladas, y cuando uno toma aire se comienzan a estirar las fibras elásticas y solamente al final se empiezan a estirar las fibras colágenas. Entonces por lo tanto en esta parte se están estirando solamente las fibras elásticas y por lo tanto se necesita relativamente poca fuerza para respirar, en cambio más arriba ,las fibras colágenas que son mas firmes, que son más duras oponen mucha más resistencia. Por lo tanto la forma de la curva presión/volumen que explica las propiedades elásticas del pulmón se debe a la disposición espacial de las fibras elásticas y colágenas. El otro factor importante que explica las propiedades elásticas del pulmón es la tensión superficial. Imaginemos una molécula de agua en el interior de un liquido, estas moléculas pueden desplazarse hacia cualquier lugar, sufren el fenómeno de atracción entre ellas, eso hace que el liquido se mantenga unido esta molécula en particular es atraída con igual fuerza hacia todos lo sentidos, pero imaginemos que pasa con la molécula de la superficie, que está en contacto con el aire, es atraída hacia los lados, es atraída hacia abajo, pero nada la atrae hacia arriba, por lo tanto, si ustedes lo piensan, las moléculas que están en la superficie, en la interfase entre liquido y el aire, estas moléculas se apretan hacia abajo, se forma un a película. Si ustedes lo piensan en el interior del pulmón hay una serie de burbujas, porque cada uno de los alvéolos esta recubierto por agua o liquido, y cada una de esas unidades tienen interfase aire-liquido y ésto cuando ustedes lo ven en una burbuja se comporta como un tejito elástico, se comporta como un globo y tienen presión en su interior, de tal manera que los alvéolos del pulmón junto con tener tejido elástico y colágeno, van a tener esta interfase aire-liquido que va a producir presión. Entonces, por ejemplo lo azul representa los tejidos elástico-colágenos y en los pulmón normal existe surfactante pulmonar. Entonces la presión que hay dentro de un alveolo va a depender de los tejidos elásticos y colágenos, pero también de la presión de la interfase aire-surfactante. Si uno entonces, hace la curva presión/volumen con una interfase aire-surfactante va a obtener una curva como ésta. ¿Qué pasaría si es que no hay surfactante en los alvéolos? Lo cual puede ocurrir en los recién nacidos prematuros, en los cuales no ha habido tiempo para que se desarrolle el pulmón y no se ha producido surfactante, entonces, cuando al momento de inflarse lo que va a ocurrir dentro del pulmón va a ser una interfase aire-agua. Entonces ahí va a haber el tejido elástico-colágeno que va a producir presión, pero va a haber una presión adentro que va a estar dada por la interfase aire-agua y la magnitud de esta flecha que es proporcional a la presión va a ser mucho mayor que la presión cuando hay surfactante, de tal manera que si uno construyera una curva presión/volumen en un pulmón sin surfactante va a ser una curva que es más aplanada. El surfactante disminuye a la mitad la presión en comparación con la presión cuado solo hay agua, o sea, el surfactante es tremendamente importante para disminuir la presión que se necesita para inflar un pulmón y eso explica que un recién nacido que no tiene surfactante, va a tener un pulmón que sea mas difícil de inflar y no puedan respirar bien y los pulmones se tienden a colapsar, la principal causa de muerte que tenían los niños prematuros era ésta. Entonces ahora cuando se sabe que el bebé puede nacer prematuro se puede inducir la producción de surfactante mas tempranamente inyectando corticoides (corticoesteroides) a la madre. ¿Qué es esto del surfactante? Son fosfolípidos y proteínas que son producidas por las células alveolares tipo II, que son células cuboidales que están en las paredes recubriendo los alvéolos por dentro, a diferencia de las células alveolares tipo I que son anchas, planas. Las tipo II producen los cuerpos lamelares que son expulsados de las células y se meten a los alvéolos y aquí se despliega formando una capa en los alvéolos y su función principal es disminuir la presión alveolar y va a ser que esos alvéolos se puedan expandir con mucha mayor facilidad y además tienden a darle mayor estabilidad al pulmón. Cuando el pulmón esta recubierto con agua adentro, los alvéolos más chicos tienen a vaciarse a los más grandes con presencia de surfactante en los pulmones esto no tiende a ocurrir. Además el surfactante tiene otras propiedades, dentro de ellas, es antimicrobiana que es un mecanismo de defensa del pulmón. ¿Cuándo se va a producir escasez de surfactante?...en la prematures, además se puede perder o inactivar cuando hay edema pulmonar, inflamaciones en el pulmón e incluso si una persona esta respirando superficialmente y no tiene movimiento como de batido ese pulmón también tiende a perder surfactante o a desordenarlo. Distensibilidad Sigue teniendo que ver con la elasticidad del pulmón. Es la relación entre el cambio de volumen partido por el cambio de presión. Quiero que ustedes noten lo siguiente, a este nivel un cambio de volumen de medio litro requiere de un cambio de presión de mas o menos 2-3 cm de agua, pero por la curvatura de la curva presión/volumen, el mismo cambio de volumen de medio litro en esta zona requiere de un cambio de presión de mas o menos 5 cm de agua, o sea eso significa que el pulmón mientras más inflado está se va poniendo menos distensible. El pulmón a bajo volumen pulmonares se distiendo mucho con poca presión, en cambio con volúmenes pulmonares altos se necesita mucha más fuerza. Ahora, esta distensibilidad se puede medir, de hecho se mide en la UCI, por qué?...porque cuando los enfermos están en los respiradores uno puede medir los cambios de volumen y se puede medir los cambios de presión que se necesita para hacer ese cambio de volumen, de tal manera que uno puede llegar a medir la distensibilidad del pulmón en la UCI, y es un factor que se mide para decidir sobre la conexión al respirador. Lo normal para hacer un volumen de 500 ml se requieren alrededor de 5 cm de agua, o sea, que la distensibilidad es de 100 ml/cm de agua. ¿Qué pasará si para los mismos 500 ml se requieren 10 cm de agua? Quiere decir que disminuye la distensibilidad a la mitad. Y ¿Qué pasa si en ves de necesitarse 5, se necesitan 3 cm de agua? Quiere decir que este pulmón es mucho más distensible. Es bueno tener un pulmón muy distensible? No. Imagínense que ésta es una vía aérea que está metida dentro del tejido pulmonar, como lo están habitualmente. Imaginémoslos que este sujeto hace una inspiración profunda, cada uno de los alvéolos va a crecer, pero también crecen las vías aéreas, por que son tironeadas por el resto del pulmón, al igual como es tironeado cada uno de los alvéolos. Esto crece porque es tirado desde todas las direcciones, las vías aéreas también tratan de crecer. Esta presión elástica está actuando para distender el pulmón, esto entonces, distiende el pulmón. Que pasa en un enfisema pulmonar?...se rompen los alvéolos, los tabiques alveolares se rompen, los alvéolos son más grandes, porque mucha de sus paredes se han roto, entonces, la presión elástica que distiende las vías aéreas disminuye y esto hace entonces que las vías aéreas tiendan a colapsarse. Está vía aérea es grande porque está siendo tironeada en todos los sentidos, en cambio ésta está siendo menos tironeadas y tienden a colapsarse. Por lo tanto decir: que bueno tener menos elasticidad para hacer menos fuerza para respirar, no funciona para nada así en los enfermos que tienen mayor distensibilidad, o sea, que aquellos que tienen mayor distensibilidad, que tienen enfisemas, que tienen menos presión elástica las vía aéreas se les tienden a achicar. Entonces como sería la curva presión/volumen de una persona que tiene pulmón más distensible por ruptura de los tabiques alveolares, lo que tiende entonces a ocurrir es que la curva queda más vertical, por lo tanto si bien se necesita menos presión para inflar el pulmón, el lado negativo es que aumentan la resistencia de las vías aéreas. ¿Cómo será la curva presión/volumen para un individuo que tiene fibrosis pulmonar? En el que ha habido una proliferación de tejido conjuntivo, como consecuencia de procesos inflamatorio. Esta curva es más horizontal, lo cual significa que el sujeto para respirar necesita ejercer mucha más presión. Por lo tanto el aumento de la elasticidad o la disminución de la elasticidad produce problemas, y en distintas enfermedades se tiene a producir este tipo de situaciones, en el que el pulmón se vuelve más distensible y se tiende a producir obstrucción de vía aéreas, o el pulmón se vuelve menos distensible y en este caso va a ser mucho más difícil respirar. Influencia de la elasticidad pulmonar en los volúmenes pulmonares En este grafico se ve el pulmón mostrado en azul y la caja torácica que está en rojo. Tratemos de imaginar ahora de que esto es un animal, que le sacamos el pulmón y lo aislamos de la caja torácica, entonces, vamos a ver que es lo que pasa con ambos cuando los desvinculamos. Si este es el pulmón aislado, ésta es la posición en la que está en condiciones fisiológicas y si uno lo saca de la caja torácica el pulmón se colapsa, dicho de otra manera, la posición natural del pulmón suelto es colapsado y cuando está dentro de la caja torácica esta estirado y haciendo presión para colapsarse. A la inversa si uno toma el pulmón en su posición de reposo que tienen ustedes en estos momentos, y uno por ejemplo le sacara el pulmón de adentro… ésto ¿en que circunstancia se podría ver?...cuando se opera el pulmón y uno abre el tórax para operar el corazón por ejemplo, ¿que es lo que se va a ver? …que el tórax se agranda, la posición de reposo del tórax es más grande, entonces, ¿que significa esto?...significa de que el tórax y el pulmón en situación fisiológica están: el pulmón tratando de colapsarse y el tórax tratando de expandirse, tratando de alcanzar su posición de reposo. El volumen que ustedes tienen en este momento en su pulmón que se llamaba capacidad residual funcional, esta determinada por un equilibrio entre la presión de colapso del pulmón y la presión de apertura del tórax, de tal manera que las fuerzas que existen para colapsarse el pulmón o para expandirse el tórax, en estos momentos ustedes los tienen iguales y por lo tanto la capacidad residual funcional está determinada por el equilibrio de las fuerzas de elasticidad del pulmón y la elasticidad del tórax. ¿Qué pasa si la elasticidad del pulmón disminuye?...disminuye entonces la presión que el elástico pulmonar y se va a producir el equilibrio en otro nivel, de que es a un volumen más grande y por lo tanto la capacidad residual funcional de los enfermos con enfisemas…aumenta. Cuando la elasticidad del pulmón (la fuerza elástica) disminuye …aumenta entonces el volumen pulmonar. Esta es la presión en la cual se produce el equilibrio de más o menos 2 cm de agua en ves de los 5, entonces, la tracción que hace el pulmón en el enfisema es menor y eso hace que el equilibrio se produzca a un volumen mayor. Y a la inversa en la fibrosis pulmonar la capacidad residual funcional disminuye, el pulmón es mas chico y eso se debe a que el pulmón con fibrosis tironea más y tironea mas entonces, al tórax y el equilibrio se produce a un volumen menor. Negatividad de la presión pleural Estamos diciendo que el pulmón tiende a colapsarse y que el tórax tiende a expandirse…¿Cómo será la presión en el espacio pleural que está entremedio de estos dos?..Negativa, porque uno esta tirando para un lado y el otro para el otro lado. Entonces, ¿Qué ocurrirá si uno pincha con una aguja aquí?...va a entrar aire, porque la presión adentro es negativa. Una enfermedad que se produce es el neumotórax que es aire que ha entrado al espacio pleural y se produce por alguna ruptura de un alveolo hacia el lado donde está el espacio pleural. Pero lo importante es que ustedes tengan conciencia de que la presión en el espacio pleural en los individuos normales es negativa, y es porque el pulmón está intentando colapsarse y el tórax está intentando expandirse. Neumotórax: Bien, entonces yo les decía que el neumotórax se produce por salida de aire desde el pulmón que se rompe hacia el espacio pleural y se forma entonces una cámara de aire que produce una presión negativa dentro del pulmón. Resumen elasticidad pulmonar La elasticidad pulmonar es una propiedad que está relacionada con muchísimos aspectos que aun no hemos terminado de hablar, que tiene que ver con la función respiratoria. La elasticidad en el pulmón se debe a propiedades mecánicas del tejido pulmonar, los fibroblastos, el colágeno y además del tema de los vasos pulmonares y el surfactante pulmonar. El concepto de elasticidad se está ampliando permanentemente, ustedes van a ver que para poder razonar esto a fisiología se necesita el concepto de elasticidad, la forma en que se mide, se hace una curva presión volumen pulmonar, es la medida que uno podría llegar a hacer. Nuestro laboratorio de fisiopatología, donde hacemos investigaciones, tenemos cómo medirla, pero no se hace en clínica, excepto en la UCI, donde se mide la distensibilidad pulmonar. Este concepto es importantísimo y lo vamos a ver hoy día mismo, la distensibilidad del pulmón varía según el volumen. Es más fácil distender el pulmón cuando el volumen es bajo y cuando el volumen del pulmón es más alto es más difícil. El otro concepto que es muy importante que es la propiedad elástica del pulmón modifica la capacidad residual funcional del pulmón modifica el volumen del pulmón; por lo tanto eso es de importancia. Pregunta ¿distensibilidad y elasticidad? Distensibilidad es delta v partido por delta p, si algo es más distensible o menos distensible. La elasticidad, entonces, se refiere a una propiedad, al ser más elástico, es más distensible. Resistencia de las vías aéreas La anatomía de las vías aéreas, hay otras vías aéreas que están más altas que las van a ver con los otorrinos. Nosotros partamos aquí con la tráquea, que se divide en bronquio derecho e izquierdo y rápidamente se van subdividiendo en bronquios de menor volumen, existen segmentos que no tienen por qué aprendérselos de memoria, los especialistas se los saben, porque cuando hacen broncoscopias uno tiene que decir exactamente donde está parado, porque conoce la anatomía por dentro, pero ustedes no necesitan aprendérselas de memoria. Lo importante aquí es darse cuenta que las vías aéreas se van dividiendo dicotómicamente de dos en dos, las ramas en general son de igual tamaño. Hasta llegar a los alveolos se necesitan más o menos alrededor de 23 y 27 divisiones. Por lo tanto, ustedes se pueden imaginar la cantidad de alveolos que existen y de vías aéreas, es enorme. Luego tienen ustedes la anatomía y de histología se acuerdan ustedes que existen algunas nomenclaturas. Aquí al final, más o menos desde los bronquiolos, aparecen los bronquiolos respiratorios, son aquellos en los que empiezan a aparecer algunos alveolitos en sus paredes y terminan entonces en los ductos alveolares, donde ya prácticamente todo lo que se observa son alveolos. Ramificación de las vías aéreas Aquí hay un hecho que tiene mucha importancia para el concepto de resistencia de las vías aéreas. Cuando una vía aérea se subdivide en dos ramas, la suma del área de sección de las dos ramas hijas es mayor que la de la rama que les dio origen. Y eso determina que si uno fuera sumando el área de sección por generaciones, teniendo aquí la primera generación, la tráquea y después llegando a los alveolos, el área de sección total sumando todas las aéreas que van en paralelo, el área de sección va a aumentar y de forma muy grande, muy exponencial, de tal forma que el área de sección cerca de los alveolos es muy grande en comparación con 1 o 2 cm2 que tiene la tráquea, en los alveolos son varios metros cuadrados. Y nosotros sabemos, por nuestros estudios de física de que la resistencia al flujo va variando de acuerdo al radio, de manera que si uno calcula el área de sección total, la resistencia que opone esta zona al flujo, es muy escasa en comparación con la que ocurre aquí. Por lo tanto, la mayor parte de la resistencia de las vías aéreas al flujo está dada por las vías más grandes, porque las vías más chicas en su conjunto tienen un área de sección más grande. Uno podría compararlo con un río, cuando es estrecho opone mucha más resistencia y se forman flujos turbulentos, cuando el río es muy ancho, opone muy poca resistencia y tiene menos velocidad. Cortes histológicos Aquí aparece la anatomía de las vías aéreas, un bronquio, un bronquiolo, un bronquiolo terminal con algunos alveolos, y los bronquiolos respiratorios con una cantidad importante de alveolos en sus paredes. Aquí lo importante es notar que prácticamente en todos los lugares existe músculo liso. Hay un bronquio mayor que tiene cartílago, pero en todas partes existe cierta cantidad de músculo liso y va a modular el calibre de las vías aéreas, que está dado por la contracción o relajación del músculo liso bajo control del sistema autonómico, del simpático y parasimpático. Control autonómico del músculo liso El simpático tiene relación con el nervio vago, que va a tener entonces nervios parasimpáticos que van a llegar hasta los ganglios del mismo órgano en el pulmón y estos a nivel local van a liberar acetilcolina que va a estimular los receptores M del músculo liso y van a producir contracción. El sistema simpático, en cambio no actúa localmente, sino que actúa sistémicamente por la secreción de adrenalina y noradrenalina en los vasos y se va a transmitir, van a producir estímulo de los receptores B2 que están situados en el músculo, produciendo relajación. Por lo tanto, uno podría pensar que el calibre de las vías aéreas está controlado por el sistema simpático y parasimpático. ¿Qué pasaría si yo doy un bloqueador de estos receptores? Una dilatación. ¿Y si bloqueara con un bloqueador beta adrenérgico? Se produciría una contracción del músculo liso. Cuando uno hace esto en individuos normales, no pasa prácticamente nada, lo que significa que en este músculo la regulación es poca, no es mucho el efecto que tiene, sin embargo, esto en enfermedad es muy importante, pero en los sujetos sanos no tiene mayor trascendencia. Si alguien normal consume beta adrenérgico, no sucede nada. Resistencia de las vías aéreas Sigamos entonces, el concepto resistencia, es una relación que existe entre la presión y el flujo producido, de tal manera que si para producir un determinado flujo una necesita una mayor presión, significa que ese circuito tiene mayor resistencia. Si el calibre es chico, se tiene alta resistencia y el flujo es chico, a mayor calibre, mayor flujo. El otro punto importante para entender esto es este tema, es que el radio del tubo en el cual se está midiendo la resistencia influye de manera inversa a la cuarta potencia. Eso significa que muy pequeños cambios en el radio de un tubo producen grandes cambios en la resistencia. Dicho de otra manera, con pequeños cambios en el calibre de las vías aéreas, uno esperaría que produjeran cambios importantes dentro de la resistencia. Ejemplo: si el radio es de 1, la resistencia en este ejemplo es 1. ¿Qué pasa si el radio de un bronquio disminuye a la mitad?, la resistencia va a aumentar 16 veces, si el radio disminuye a un cuarto, la resistencia aumenta 256 veces. Mecanismos de cambio de resistencia de las vías aéreas: ¿Por qué mecanismos puede cambiar la resistencia de las vías aéreas? Hay dos mecanismos. Uno activo y el otro pasivo. Los activos tienen que ver con la contracción y relajación del musculo liso; y los pasivos a cambios de la tracción elástica de las vías aéreas. Contracción y relajación del musculo liso: Nos estamos refiriendo a la Ach y la noradrenalina, el tono colinérgico o el tono adrenérgico son tan bajos que prácticamente no influye en la fisiología, su bloqueo no produce nada. Es importante saber que el músculo liso si es capaz de contraerse de forma importante por algunos mediadores inflamatorios como la histamina, los leucotrienos, prostaglandinas, etc. En el estudio del fenómeno inflamatorio vamos a ver que existe una cantidad importantísima de mediadores y prácticamente todos ellos son capaces de producir contracción del musculo liso, por lo tanto en fenómenos patológicos en que se produzcan este tipo de mediadores químicos, se va a tender a producir una contracción del musculo liso y va a producirse estos broncoespasmos, por lo tanto, obstrucción. Este fenómeno de obstrucción es importante, existe una cantidad importante de fármacos de que pueden producir estos efectos. Por ejemplo el metacolina o bloqueadores beta adrenérgico van a tender a producir contracción del músculo liso. Relajación van a producir los beta 2 adrenérgicos (salbutamol), los anti colinérgicos (atropina), y algunos bloqueadores de los leucotrienos que aparecen acá. Por lo tanto, hay una cantidad de fármacos que vamos a aprender el próximo año que sus efectos en las vías aéreas se van a producir por esos mecanismos. Mecanismos pasivos de los cambios de resistencia Si ustedes toman un alveolo y pensamos que sucede con ese alveolo cuando hacemos una inspiración profunda, este se dilata porque es traccionado por otros alveolos, porque está unido al resto del pulmón por otros alveolos, estos “tironean” y la elasticidad del pulmón hace que cada uno de los alveolos se dilate. Las vías aéreas entonces, están unidas al resto del pulmón y también tienen a dilatarse; cuando el sujeto toma una inspiración profunda, las vías aéreas se dilatan y cuando el sujeto bota aire, esa vía aérea va a tender a reducirse. Este sistema sí que es importante, no como el sistema colinérgico, aquí los efectos son significativos, los cambios de volumen pulmonar producen cambios importantes de la resistencia. Cambios del volumen modifican la resistencia Eso significa que si uno hace un gráfico de volumen pulmonar en el eje horizontal y de resistencia de las vías aéreas en el eje de la vertical, a volúmenes pulmonares grandes, la resistencia es baja y a volúmenes pulmonares pequeños, la resistencia es alta, aquí el calibre es grande, aquí el calibre es chico. ¿En qué circunstancias puede cambiar el volumen pulmonar? Por supuesto, tomando una inspiración profunda, es obvio. También cambia con la posición, esto es más interesante. ¿Qué va a ocurrir cuando un sujeto está de cúbito? Las vísceras abdominales tienden a caer y empujan al diafragma hacia cefálico y por lo tanto, el volumen pulmonar disminuye, la capacidad residual funcional es menor, el pulmón se achica y tiende a aumentar la resistencia de las vías aéreas. ¿Qué consecuencia podría traer? Esto se va a producir en sujetos normales y enfermos. Por lo tanto en un sujeto que está enfermo, que tiene un aumento de la resistencia de las vías aéreas, tiene a suceder que van a tener más obstrucción cuando están acostados, por lo tanto, más dificultades respiratorias. Eso explica por qué algunos enfermos dicen que no pueden dormir acostados porque les aumenta la dificultad respiratoria. Esto que se llama octocnea, la dificultad para respirar cuando está acostado se observa en enfermedades respiratorias y también en las cardiovasculares, en la insuficiencia cardiaca. Quedémonos con el concepto de que el calibre de las vías aéreas disminuye cuando el sujeto está en posición acostada y aumenta la resistencia. La disminución de la presión elástica disminuye el calibre de las vías aéreas en el enfisema porque disminuye la tracción y se tiende a obstruir y este va a ser uno de los mecanismos importantes por el cual los enfermos que fuman, que tienen enfermedad obstructiva crónica, en esa enfermedad se produce ruptura de los tabiques y aumento de la resistencia y dificultad respiratoria. ¿Cómo se evalúa la resistencia de las vías aéreas clínica? El principal examen es la espirometría, ya menciono anteriormente en qué consiste una y lo vamos a ver en mayor detalle en la demostración. Esos equipos que nos mostró son difíciles de usar y se usan solo en los laboratorios de función respiratoria. También existe el PEAK espiratorio y el FLOW, flujo espiratorio máximo, que es un aparatomucho más simple y se puede usar en cualquier escenario, que permite evaluar la función pulmonar, el volumen, el flujo. Es muy simple se usar. Espirometría En la espirometría lo que uno va a medir es el VEF1 (volumen espiratorio forzado en el primer segundo), la capacidad vital y la relación entre VEF1 y CVF. Esto apréndanselo de memoria, que porcentaje de capacidad vital se elimina en el primer segundo, más o menos el 80%. Imagínense como seria la espirometría de un enfermo que tiene obstrucción de las vías aéreas. Como existe mayor resistencia, el flujo va a ser más lento y por lo tanto la pendiente aquí va a ser mucho más baja y eso significa que el individuo va a ser capaz de eliminar en menor porcentaje de su capacidad vital en el primer segundo. Entonces, en un enfermo obstructivo, si esto es una espirometría normal, en la que se elimina el 80% de la capacidad vital en el primer segundo, en el obstructivo va a haber un VEF1 más chico. Pero hay otro tipo de enfermedades pulmonares, los pacientes que tienen un pulmón chico por alguna otra razón, van a tener un VEF1 chico también, imaginémonos un sujeto al que se le hizo una resección pulmonar, o sea tiene solo un pulmón, este enfermo tiene su capacidad vital disminuida a la mitad y cómo va a ser su VEF1, disminuido también quizás a la mitad, pero el que tenga un VEF1 disminuido significa que esté obstruido? No, ese pulmón está sano. Lo que distingue a los enfermos obstructivos de los restrictivos (pulmón chico) es que la relación entre VEF1/capacidad vital va a estar baja en los obstructivos y normal en los restrictivos. Entonces, en un enfermo que tiene poquito pulmón, va a tener una capacidad vital baja, un VEF1 bajo, pero la relación normal. En cambio, en los sujetos que tienen enfermedad obstructiva, la capacidad vital va a ser normal, un VEF1 bajo y la relación baja. Entonces, el examen es muy importante para determinar esto. Supuestamente en la clínica, si alguna vez realizamos un procedimiento más invasivo y queremos saber si el paciente lo va a tolerar, este es el mejor examen para saber cuan obstruido está. PEF El sujeto inspira, y después espira a la máxima velocidad y determina el flujo máximo. Este es un examen que permite evaluar la función pulmonar de una manera muy sencilla. Reactividad bronquial Hay otra forma en la que se puede evaluar la reactividad de los bronquios, que es la capacidad de respuesta que tiene las vías aéreas para obstruirse, y lo que se hace es usar un fármaco que produce contracción del músculo liso, que se va a usar en dosis crecientes, la metacolina (colinérgico que produce contracción) o la histamina (mediador que produce contracción directa del músculo liso) y se ve la respuesta del pulmón mediante espirometría. Uno construye una curva donde se coloca la concentración de metacolina y la caída del VEF 1. Significa que a medida que uno le va dando un fármaco que produce contracción del músculo liso, uno espera que se vaya produciendo una disminución del VEF1 proporcional a la obstrucción. Los individuos normales tuenen curvas como esa, donde o no se obstruye más del 20 %, o sea, una caída del VEF1 del 20% más nunca se produce o se va a producir con dosis bastante altas, de 16 mg/ml. Repito, para hacer esta prueba, parto con una concentración por ejemplo de 0,001 mg/ml de metacolina, lo nebulizo durante dos minutos y se compara el VEF1 que se había obtenido antes de la prueba, después se le da el doble sucesivamente hasta llegar a los 16 mg/ml y si el sujeto ahí no reacciona, quiere decir que ese sujeto es normal. La caída, el momento significativo es cuando el VEF1 cae en un 20 %. ¿Qué va a ocurrir en los sujetos que tienen una reactividad aumentada, un asma bronquial? En los sujetos que tienen asma, pero también otras en otras enfermedades, se van a producir caídas en el VEF1 mucho mayores y con dosis más bajas. Por lo tanto, si ustedes lo piensan, esta prueba de provocación con metacolina, es una prueba que mide la reactividad de las vías aéreas, es una prueba fisiológica, de cuanto se contrae el músculo liso y con qué concentración. Entonces en los enfermos de asma, se caracteriza porque reaccionan con concentraciones más leves y con caídas mucho mayores y combinación entre las dos cosas. Resumen Las vías aéreas en general presentan una muy baja resistencia al flujo. Las presiones que nosotros desarrollamos para respirar son pequeñísimas, 2 o 3 cm de agua. Sin embargo, pequeños cambios en el diámetro de las vías aéreas pueden llegar a causar grandes cambios en la resistencia. Este calibre de las vías aéreas se modifica poco por cambios en el tono colinérgico o adrenérgico. Los cambios del volumen influyen bastante en el cambio de la resistencia. También influyen los mediadores inflamatorios y la pérdida de elasticidad que se produce en el enfisema por el cigarrillo, aumenta la resistencia de las vías aéreas. La resistencia se evalúa mediante la espirometría y el PEF y la reactividad de las vías mediante pruebas de provocación con fármacos, histamina, metacolina. Músculo respiratorio Imaginemos un tórax en la posición de inspiración o de espiración y veámoslo desde el punto de vista de la posición del diafragma y veámoslo desde el punto de vista de la posición de la caja torácica, marcada como el esternón. ¿Qué hace el diafragma cuando se contrae? Para partir una de las cosas que hace es bajar, en sentido céfalo caudal, es parecido al movimiento del un pistón en un motor, lo que hace es aspirar gases orgánicos. Cuando baja el pistón se produce una presión negativa dentro de esta cámara y hace entrar gas. El diafragma, cuando baja, aumenta el diámetro céfalo-caudal y eso va a tender a producir una presión negativa dentro del tórax y va hacer que entre aire al pulmón. Por la forma en que está construido, cuando el tórax se levanta en bloque, se nueve hacia arriba y hacia adelante, como el asa de un balde. La distancia que hay desde aquí hasta acá va aumentando, o sea en la medida que las costillas de mueven, aumenta el diámetro antero posterior del tórax. Y por lo tanto, generarán una presión negativa intratorácica y eso también ayuda a entrar el aire.de manera de que los movimientos de la caja que sean de levantamiento de las costillas, aumentan el volumen del tórax. Músculos respiratorios Los músculos respiratorios uno los clasifica en inspiratorios y en espiratorios. El principal musculo inspiratorio es el diafragma, el resto son músculos accesorios y van a ser los intercostales externos, entre las costillas y su contracción tiende a subirlas. Los escalenos del cuello, la pared posterior del cuello, levanta la primera costilla. Los esternocleidomastoideo también van a tener un movimiento de levantamiento de las costillas y del esternón que van a tender a un aumento del diámetro antero posterior. Los músculos intercostales interno, entre las costillas, su mecánica tienden a bajar las costillas, o sea, espiratorio. Los músculos de la pared abdominal (oblicuos internos y externos, trasversos y rectos anteriores) cuando se contraen producen un aumento de la presión intra-abdominal y empuja el diafragma hacia arriba y hace salir aire. Durante la respiración tranquila, la que estamos haciendo en este momento, el único músculo que se está empleando es el diafragma, este se contrae, aumenta el diámetro del tórax, se crea una presión negativa y entra aire, para espirar relaja el diafragma y el aire sale como de un globo. El resto de los músculos se ocupan en condiciones extraordinarias, los accesorios de la inspiración, como el esternocleidomastoideo, el escaleno, los intercostales se usan cuando hay que aumentar en forma importante la ventilación, como ocurre durante el ejercicio o enfermedad. Cuando existe un tipo de enfermedad del aparato respiratorio en que se necesita aumentar la respiración, en esos casos se activan los músculos accesorios. Si uno ve que un sujeto que está en reposo y está forzando los músculos accesorios, algún problema respiratorio tiene. Los músculos espiratorios tampoco se usan durante la espiración normal, lo único que se hace es relajar el diafragma y el aire sale solo, la espiración es pasiva. ¿Cuándo se usan los músculos espiratorios? Cuando uno tiene que aumentar la espiración, uno necesita respirar más y apurar la espiración, sobre todo en el ejercicio. Estos músculos son muy fuertes. Si casi no tiene que trabajar para respirar ¿por qué tiene tanta fuerza? La fuerza que tiene depende del trabajo que realiza, si no se ocupa, se atrofia. Tiene tanta fuerza porque son músculos posturales, cuando tenemos que hacer algún esfuerzo, como levantar un peso, los ocupamos. Entonces, los usamos para levantar peso, para hacer ejercicio, en la defecación. No son solo respiratorios. Los músculos faríngeos, si les hacemos un EMG se contraen simultáneamente con los inspiratorios. Los músculos dilatadores de la faringe son músculos inspiratorios también, porque cuando esos músculos no se contraen, la presión negativa que se produce dentro de las vías aéreas, de la faringe en este caso tienden a colapsarla. Por lo tanto, se necesita junto con la inspiración, no solo que se active el diafragma, sino que también tienen que activarse los músculos dilatadores de la faringe, para que esta no se colapse. Esto es muy importante, hay una enfermedad, que se llama la apnea periódica del sueño, la enfermedad de los enfermos roncadores, que una de sus características es que la faringe se colapsa, se debe a que la faringe está estrecha, de manera que cuando el sujeto inspira cuando está durmiendo, se llega a producir un cierto grado de obstrucción y por eso que el sujeto ronca y por el otro lado, las funciones de sus músculos faríngeos disminuye, la contracción no es tan potente, de tal manera que la tendencia al colapso se materializa y por lo tanto, después de respirar unas pocas veces, se cierra y el sujeto no puede seguir respirando, trata de tomar aire, pero no entra, lo que es una apnea de sueño. Se diagnostica frecuentemente en gente mayor, como el sujeto no puede respirar mientras está durmiendo, se despierta, de manera que el sueño es interrumpido muchas veces durante la noche. Diafragma El principal músculo es el diafragma y quiero que ustedes se den cuenta de que del funcionamiento del diafragma depende la vida, es un músculo que tiene la misma categoría que el corazón. Si el diafragma no funciona o alguien no suple su función la persona no respira y se muere. Por lo tanto, adaptativamente las características bioquímicas y circulatorias son bastante parecidas a las del corazón, tiene muchas fibras que son resistente a la fatiga, una cantidad de vasos muy grande. Tan importante es el diafragma, que muchas veces de lo que uno llama un paro cardiaco, elprimer músculo que se para y lo produce, son los músculos respiratorios, su fatiga, secundariamente hace que se detenga el corazón. Funcionamiento del diafragma El que bajen las cúpulas de los diafragmas hace que se cree una presión negativa intratorácica que hace entrar el aire, el aumento del diámetro longitudinal del tórax, es producido por la contracción del diafragma. Pero, además, el diafragma con cada contracción aumenta la presión positiva intrabdominal. Y sucede que en las fibras del diafragma, hay una zona que se llama de aposición, corren paralelas a la caja torácica, de tal manera, que la presión positiva se transmite a la caja torácica y, por lo tanto, la contracción del diafragma, empuja a la caja torácica hacia los lados y también hacia adelante. Este otro movimiento que tiene que ver con el aumento de la presión abdominal y la transmisión de eso hacia la caja torácica, por la zona de aposición, produce entonces un aumenta del volumen en los diámetros lateral y antero posterior. Por lo tanto, porque mecanismo aumenta el diámetro del tórax y el diafragma, por dos mecanismos: un mecanismo céfalo caudal, efecto tipo pistón; y los diámetros laterales y antero posterior debido al aumento de la presión intra- abdominal que deforma la caja torácica a través de la zona de aposición. Efecto de Frank Starling El diafragma es un músculo esquelético, como cualquier otro, y este efecto de Frank- Starling se da también en el diafragma, ustedes se recuerdan cómo funciona. Se producía una contracción isométrica, sin cambiar su longitud, y se veía cual era la tensión desarrollada, y se ve entonces que existe una longitud, que es la óptima, 100% en este caso, que se genera el máximo de tensión. Y que si el musculo se va acortando, disminuye su capacidad de generar tensión. En los casos del músculo en general, su este se estira, y esto es especialmente importante en el corazón, si el músculo se dilata también disminuye su capacidad de generar tensión. Por lo tanto existe una longitud óptima, donde existe la máxima capacidad de generar fuerza. Obviamente el diafragma tiene su longitud óptima a capacidad residual funcional (CRF), que es en lo que está funcionando permanentemente. A medida que uno va contrayendo el diafragma, va tomando aire, junto con contraerse va perdiendo fuerza, cuando va acortándose va perdiendo su capacidad de generar fuerza. Cuando inspiramos al máximo, ocurren dos cosas, teníamos mas carga porque el elástico del pulmón era más duro, pero por el otro lado, la capacidad del diafragma de generar presión era menor. Entonces eso de que nos cuesta respirar a volúmenes pulmonares altos se debe a que por un lado el pulmón se hizo más duro y por otro lado esta que pierde capacidad que generar fuerza, el diafragma. ¿Qué importancia tendrá esto? Una de las cosas que vimos, es que en el enfisema existe un aumento de la capacidad residual funcional, como disminuye la capacidad elástica del pulmón en el enfisema, la capacidad residual funcional se produce a volúmenes más grandes, por lo tanto, disminuye la longitud del diafragma. En el enfisema existe lo que se llama hiperinsuflación pulmonar, que se va a acompañar de pérdida de fuerza. Influencia de la presión elástica sobre los volúmenes pulmonares Cuando se pierde la elasticidad del pulmón, aumenta el volumen pulmonar, y, por lo tanto, hay un acortamiento del diafragma y una pérdida de fuerza. Cargas tiene que vencer los músculos inspiratorios La elasticidad pulmonar, tenemos que estar estirando este globo, inflándolo 12 a 20 por minuto. Tenemos que hacer entrar en aire contra la resistencia de las vías aéreas. Tenemos que estar modificando la forma del tórax, pero dijimos que la forma de reposo del tórax era un poco mayor que la capacidad residual funcional, por lo tanto, uno no necesita deformarlo solo cuando se hacen inspiraciones muy profundas. Y por supuesto, el peso del tórax, incluyendo el abdomen. Por lo tanto, esas son las cargas que tiene que estar venciendo los músculos respiratorios siempre. ¿Cómo se evalúa la fuerza de los músculos? Lo que se ocupa es un manómetro, pero que a diferencia de los que se ocupan para medir la presión arterial, estos son manómetro de presión negativa. De manera que se conecta este manómetro una boquilla y se le pide al sujeto que haga una inspiración con una máxima fuerza posible, y se mide la presión negativa desarrollada por la contracción de todos los músculos respiratorios. De manera que aquí no se está midiendo la función del diafragma solamente, sino que todos los músculos inspiratorios. Con un barómetro de presión positiva, se podría medir la fuerza de todos los músculos espiratorios, y se hace en los laboratorios de función muscular. ¿Para qué servirá este examen? Para conocer la fuerza del diafragma, pero en qué casos nos servirá conocer la fuerza del diafragma? En la UCI, cuando se está ventilando con ventilación mecánica y uno quiere saber si tolerará el enfermo que yo lo saque del respirador, si tendrá fuerza suficiente para respirar por sí solo. La presión inspiratoria máxima mide la presión negativa ejercida por todos los músculos inspiratorios durante un esfuerzo máximo, los valores son muy variables, dependiendo de la musculatura. En los hombres tiende a ser mayor que en las mujeres, pero se puede entrenar. Se considera que es anormal cuando es menor de 70 cm de agua en los hombres y de 55 cm en las mujeres. Este es un examen relativamente simple y que permite evaluar la fuerza de estos músculos. Resumen músculos respiratorios 1.- El principal músculo inspiratorio es el diafragma 2.- Las características del diafragma son intermedias entre las de los músculos esquelético y cardiaco 3.- Su función inspiratoria se debe a su acción como pistón y al aumento de la presión intraabdominal 4.- Debido al efecto Frank Starling, el acortamiento del diafragma disminuye su fuerza 5.- El diafragma cumple otras funciones, como la postural 6.- Los músculos faríngeos se activan con los inspiratorios 7.- Los otros músculos inspiratorios se emplean en el ejercicio 8.- Los principales músculos espiratorios son los de la pared abdominal 9.- Los músculos espiratorios se emplean durante el ejercicio y cumplen otras funciones. 10.- La fuerza de los músculos inspiratorios se mide con la PIM Respiratorio 4: Vías aéreas superiores En general hasta hace poco tiempo atrás la vía aérea superior se veía nada mas como el paso de aire que es llevado desde el medio ambiente hacia los pulmones, pero con el advenimiento de algunos procedimientos quirúrgicos empezó a crecer una necesidad para entender mejor cómo funcionaba la vía aérea superior. A pesar de que se ha realizado bastante investigación aún existe una desproporción en el número de procedimientos que se realizan y lo que conocemos de la biología de la vía aérea superior. ¿Para qué sirve la nariz? -Permite el flujo de aire hacia los pulmones. -Transporte mucociliar; que es el movimiento del moco a través de los cilios. - Filtrado de partículas - Calienta y humidifica el aire - Tienen un función inmunológica muy importante con la que en general no se está muy familiarizado. -Olfato -Resonador de voz Flujo aéreo Diariamente pasan por las cavidades paranasales y por la nariz en el fondo por la vía aérea superior aproximadamente como 10,000 litros de aire, pero esto no es de manera estática es importante respirar por la nariz y tiene ventajas, porque por ejemplo algunos estudios muestran que existe un tip natural, tip es presión positiva del final de espiración y que por ejemplo es uno de los parámetros que se usan en la ventilación mecánica y que permite que los alveolos no se colapsen completamente durante la espiración, respirar por la nariz tiene esa ventaja. Cuando el aire ingresa a la nariz se va a tener un flujo que va a ir por el área lateral de la nariz (cornete inferior, meato inferior, cornete medio, meato medio, cornete superior, meato superior) el flujo por la pared lateral va a ir principalmente por arriba del cornete inferior a nivel del meato medio, mientras que a nivel de la pared medial se va a ir principalmente por el piso nasal y adyacente al cornete medio. Cuando se ve una nariz en un corte en que se ve la pared lateral donde están los cornetes, en la entrada de la nariz hay hartos pelitos que se llaman vibrizas, el vestíbulo nasal está cubierto por un epitelio escamoso y que es bastante grueso y por lo tanto el flujo de aire en este punto es bastante rápido, lo que favorece que las partículas de mayor tamaño se queden impactadas en este nivel que es el primer filtro. Después de pasar el área de la válvula nasal se abre, aumenta significativamente el área de la sección transversal y por lo tanto la velocidad del flujo de aire cae significativamente a este nivel, ósea disminuye la velocidad, lo que sumado a que aquí existen secreciones mucosas y el distinto grado de congestión de las mucosas genera un flujo turbulento a esta altura. En este flujo turbulento se produce un segundo filtro que es de 0.5 a 3 micrones de diámetro de las partículas que se filtran y posteriormente hacia la rinofaringe el flujo vuelve a ser laminar aumentando su velocidad. La zona de la válvula nasal es el área anatómica que va a estar comprendida entre el tabique nasal que está al medio, el borde inferior del cartílago lateral superior y el cornete inferior, el área comprendida entre estas tres estructuras corresponde a la válvula nasal interna. La importancia de la válvula nasal es que es el punto más estrecho de la vía aérea superior y da cuenta al menos del 50 % de la resistencia al flujo de aire en una inspiración normal y esta zona puede ser modificada por los músculos y por el tejido eréctil de la pared lateral del ala. En una imagen se ven las narinas más pequeñas y en otra mucho más abiertas. Los parches que se ponen de propaganda para las personas que roncan y también a veces usan los futbolistas, abren esta zona de la válvula nasal. Por lo tanto pequeños cambios en el ángulo de esta válvula puede generar disminuciones importantes en la resistencia. Especialmente en los lactantes cuando hay obstrucción bronquial, dificultad respiratoria aparece un signo que es el aleteo nasal. Se abren las alas nasales, esto es un signo precoz de dificultad respiratoria muy importante de pesquisar. Se produce principalmente como un esfuerzo por tratar de disminuir la resistencia del aire que en esa condición patológica está bastante aumentada, el niño para disminuir esta resistencia del aire genera esta apertura de las alas nasales a nivel de la válvula. Entonces el filtro nasal en la porción anterior donde el flujo es más rápido principalmente atrapa partículas de gran tamaño o mayores a 3 micrones y nivel de la cavidad nasal en la zona de la mucosa quedan atrapadas las partículas de entre 0.5 y 3 micrones. En condiciones normales en general la resistencia nasal permanece bastante constante, sin embargo esta resistencia puede ser modificada por ejemplo por el ejercicio, embarazo, hormonas, medicamentos. El cambio más común de la resistencia nasal en una fosa nasal mientras se descansa es lo que se llama ciclo nasal. El ciclo nasal consiste en la congestión de la mucosa de uno de los cornetes mientras el otro permanece bastante vasocontraído y permeable, es decir hay una fosa nasal que está muy amplia y despejada mientras la otra está congestionada, este ciclo nasal va alternando con el paso de las horas y se van turnando, un rato una fosa está congestionada y al rato después se descongestiona. Esto es bastante notorio cuando uno se acuesta de lado y se congestiona la fosa nasal de abajo y se despeja la de arriba, a veces solo se nota cuando se está resfriado. La gracia que tiene el ciclo nasal, que piensa que por el lado en el que está congestionado el cornete, el aire está siendo calefaccionado y humedificado, mientras que por el otro lado permite el flujo de aire y que se pueda mantener una presión de aire constante. Por lo tanto si bien vemos modificaciones dentro de cada fosa nasal, la resistencia total de la nariz no se modifica con las variaciones del ciclo. Si bien hay cambios dentro de la nariz esto no se traduce en cambios dentro de la resistencia en general. Hay varios mecanismos o receptores que pueden dar cuenta de la sensación de mantener la nariz despejada, todavía no están muy claros como funcionan. Pero se sabe que si se pone anestesia a un paciente en la parte superior de los incisivos eso da la sensación de tener la nariz tapada aunque no hay ningún cambio objetivo en la resistencia nasal, se genera en el paciente la sensación de obstrucción nasal. Lo mismo pasa con el frio con el mentol, si se pone mentol en la nariz el paciente siente la nariz despejada pero la verdad es que no se ha producido ningún cambio objetivo en la resistencia. Estos cambios en la congestión de los cornetes se deben principalmente a este sistema vascular. Hay por lo menos 5 tipos de vasos sanguíneos en los cornetes vasos de resistencia precapilar, capilares, venas, sinusoides venosos que son tejido eréctiles y anastomosis arteriovenosa. Todos están regulados por distintos químicos, neurotransmisores, etc. Tenemos por ejemplo que en condiciones normales existe un tomo alfa adrenérgico mediado por adrenalina que mantiene algún grado de vasoconstricción nasal. Y se sabe que la histamina el péptido intestinal vasoactivo, sustancia P, prostaciclina o prostaglandina E2 y bradicinina que son vasodilatadores por lo tanto producen congestión nasal. Hay otros elementos que pueden alterar esto provocando obstrucción nasal como el estrógeno, el amonio, el etanol y tabaco. Los vasoconstrictores descongestionan se achica el cornete se contrae la mucosa, le llega menos sangre al cornete y está más pequeño. Los vasodilatadores permiten que se acumule mucha más sangre dentro de la mucosa estando ¿? y por lo tanto genera obstrucción nasal. Transporte mucociliar El epitelio que recubre toda la vía aérea superior es un epitelio pseudoestratificado cilíndrico ciliado, que está compuesto por células germinales que tienen cilios en su cara apical, hay células basales pluripotenciales, células con microvellosidades y células caliciformes que son células secretoras de mucus. Microscopia electrónica de barrido se pueden ver los cilios que son verdaderas escobillas. Cada célula ciliada tienen aproximadamente entre 50 y 200 cilios, estos miden entre 5 y 7 micrones de largo y baten constantemente a una frecuencia que varía entre 9 y 15 Hertz aproximadamente. Los cilios en la fase activa del golpe ciliar los cilios tienen las puntas embebidas en el moco y lo desplazan hacia adelante, y después viene la recuperación en que el cilio se agacha se devuelve por la fase más líquida de la cubierta del mucus y vuelve a introducir sus puntas en la cubiertas gel que es la que está arriba del moco. Eso es lo que va desplazando constantemente el moco. Este transporte o clearence mucociliar dirige el moco desde las cavidades paranasales y desde la nariz hacia la rinofaringe, desde la orofaringe hacia la faringe y desde donde es deglutido. Para que tengamos un clearence mucociliar efectivo tienen que conjugarse por lo menos un cilio activo y un moco con ciertas características. Los cilios son estos organelos que están en lacara apical de las células ciliadas y que tienen una ultraestructura clásica que se define como 9+2, porque tienen 9 pares de microtúbulos periféricos y un par central. Estos microtúbulos están hechos de tubulina, hay un túbulo completo que es el túbulo A y el túbulo B es un túbulo incompleto. De cada túbulo A salen dos brazos de dineina, que tiene actividad ATPasa, lo que hacen es que desplazan en el fondo un túbulo en relación al otro y eso es lo que genera el movimiento del cilio. Si todos los cilios estuvieran batiendo simultáneamente el moco quedaría donde mismo iría para adelante para atrás y no tendría mucho sentido. Lo que ocurre es que células cercanas tiene cilios que están batiendo a la misma frecuencia y al mismo tiempo, pero entre estas unidades de células hay otras adyacentes que están desfasadas en relación a las anteriores, eso va creando una onda metacrónica, mientras unos cilios van hacia adelante otros están en una posición más baja etc. Estas ondas metacrónicas son las que propulsan el moco y favorecen el flujo mucociliar. Si tenemos una superficie plana llena de cilios con moco encima, y están todos los cilios batiendo al mismo tiempo el moco va a ir adelante y atrás, no se va a desplazar entonces para que se producto el desplazamiento, es que hay grupos de células que están batiendo exactamente en el mismo momento del ciclo del cilio, otras que están un poco más desplazadas y eso es lo que está favoreciendo que el moco se desplace. Es como un desfase que existe entre zonas cercanas de células ciliadas. El epitelio no está batiendo parejo, mientras algunos cilios están empezando a tomar contacto con el moco hay otros que ya tenían la cabeza adentro del moco, otros que ya van a soltar el moco y vuelven a su posición original. El principal motor de transporte mucociliar es la frecuencia de batido ciliar y que es regulada por una serie de mediadores y condiciones. La lista es muy larga pero es activada por receptores ¿?, colinérgicos y beta adrenérgicos. El tabaco y SO2 ambiental disminuye la frecuencia de batido ciliar. También la frecuencia de batido ciliar se modifica con las temperaturas, y por supuesto que los patógenos virus bacterias se encargan de alterar y disminuir la frecuencia de batido ciliar. El moco La cubierta del moco es totalmente remplazada por un moco nuevo dos o tres veces por hora. Se estima que uno deglute aproximadamente 2 a 3 litros de moco al día. Y la velocidad con la que se desplaza es aproximadamente 4 a 12 mm por minuto. Generalmente el moco estamos tragando es de una viscosidad que no percibimos. El mucus es producido por las células caliciformes que están en el epitelio y por las glándulas submucosas. El mucus está formado principalmente por agua en un 95% y lo que da las características viscoelásticas de este moco son las mucinas que son unas glicoproteínas que son las más importante en otorgar la viscoelasticidad. También está compuesto por sales inorgánicas y otras proteínas. Tenemos nuestro epitelio, las células ciliadas, las células secretoras; y la gracia de esta cubierta de moco es que por un lado bloquea el acceso o disminuye la posibilidad de acceso de bacterias y virus a la superficie célular, disminuyendo por lo tanto la posibilidad de adherencia y así el inicio de una infección. Aun más atrapa las bacterias y a las partículas, incluso puede disolver algunos gases en este moco y rápidamente es sacado de la vía aérea y deglutido. Además parte del componente del moco era otras proteínas como IgA, lisosimas, ¿? que tiene un rol importante en inactivar las bacterias, ósea hay varias razones por las que el moco es muy importante. Función inmunológica Es una de las que ha tomado más importancia en los últimos años porque se piensa que mucha de la fisiopatología de las enfermedades respiratorias se debe a alteraciones en la respuesta inmune local a nivel de la mucosa respiratoria. Como sabemos el sistema inmune se divide en el sistema inmune innato y sistema inmune adquirido. El sistema inmune innato generalmente es la primera respuesta del organismo frente a la infección de un patógeno por lo tanto otorga la protección inicial y por eso mismo es una defensa bastante inespecíficas, se expresa de forma constitutiva y no mejora por sucesivas exposiciones a los patógenos. Además es el link que gatilla el estímulo del sistema inmune adquirido. Desde un punto de vista del sistema inmune innato tenemos que está formado por células barreras y por moléculas circulantes. En cuanto a las barreras una de ellas y la más importante es la defensa de la vía aérea superior es el clearence mucociliar o el transporte mucociliar que se vio anteriormente. Otra barrera es el reconocimiento de patógenos por receptores tipo toll, y otra barrera es la liberación de péptidos antimicrobianos o otras moléculas y generalmente habrá un rol protector de la flora comensal que habita las cavidades superiores. Todas estas son barreras del sistema inmune innato. La cubierta epitelial que está expuesta a las bacterias, polen y a otras cosas del medio ambiente, hasta hace poco años atrás que pensaba que era simplemente una barrera pasiva que no cumplía ninguna función activa, pero en los últimos años eso ha ido cambiando especialmente porque se descubrieron los receptores tipo toll, estos son como verdaderos policías de la mucosa respiratoria. Su función principal es que son receptores que reconocen patrones moleculares de patógenos, es decir buscan aquellos componentes que son moléculas producidas por patógenos pero que no son producidas por el huésped, son patrones moleculares que son conservados porque son esenciales para la sobrevida y la patogecinidad de la bacteria que llega y además usualmente son compartidos por distintas bacterias o virus. Por ejemplo el LPS (lipopolisacarido) que es reconocido por el toll 4 y que es un componente de la pared bacteriana de las bacterias Gram (-), tenemos un grupo de bacterias que generan pequeñas pero importantes de cubiertas de LPS y esto es reconocido por toll 4, algunos como toll 9 reconocen DNA viral y bacteriano, hay otros que reconocen flagelina, RNA, componente de la pared bacteriana de bacterias Gram (+) y microbacterias. Son receptores que dentro de lo inespecífico que es el sistema inmune innato son bastante específicos y son de reciente descubrimiento. Estos están en las células ciliadas, en las células del epitelio, en las células dendríticas. La gracia de estos receptores es que su activación regula la expresión de genes que incluyen por ejemplo producción de citoquinas, péptido antimicrobianos y además son capaces también de activar la respuesta inmune adquirida. De hecho son tan importantes y tan atractivos que en el último tiempo por ejemplo se están usando sus análogos, sus agonistas están siendo utilizados como tratamiento por ejemplo antialérgico. Hay varios estudios que están evaluando esta posibilidad. El otro componente que habíamos visto del moco y que es parte del sistema inmune innato son los péptidos antimicrobianos y proteínas que son secretados por las células secretoras y que pueden ser liberados por la cara basal del las células en el caso de la citoquina o quimoquinas o por la cara apical del la célula como las lactoferrina, lisosima, beta defensinas, usufractante, etc. Todas moléculas que tienen un efecto antibacteriano cuyo sin es inactivar las bacterias disminuir y evitar a toda costa la posibilidad de que ellas se adhieran e invadan nuestros tejidos. Las células que forman parte del sistema inmune innato son principalmente fagocitos, célula natural killers, células cebadas, eosinófilos, basófilos. Las moléculas circulantes son el complemento y citoquinas que derivan ¿? de macrófagos como alfa beta interferón o TNF alfa. De las células del sistema inmune unas de las células más importantes son los macrófagos y las células dendríticas que funcionan como células presentadoras de antígenos. Básicamente las células dendríticas tienen una capacidad importante de procesar antígenos de cualquier naturaleza, por eso se piensa que lo que hacen es que en forma inespecífica en sus lisosomas simplemente por difusión atrapan una series de moléculas que son procesadas dentro del lisosoma y después algunas porciones de estos antígenos son presentados en su superficie asociados a una molécula de histocompatibilidad y de una señal una molécula de co- estimulación y esto es reconocido por un linfocito T helper y ello inicia la respuesta inmune adquirida. Las células dendríticas también tienen receptores tipo toll. La gracia que tiene el sistema inmune adquirido que ya es una respuesta que es mucho más específica es inducida o estimulada por un microorganismo o sustancia extraña. -Tiene una gran diversidad, en el fondo el linfocito tiene la capacidad de reconocer 10^9 determinantes antigénicos diferentes, es muy diverso. -La magnitud de la respuesta y su capacidad aumenta con sucesivas exposiciones al agente patógeno por lo tanto tiene memoria. -Dirige un mecanismo de defensa específicamente al sitio de entrada de antígeno, a diferencia del sistema inmune innato que no es localizado. -Además es autolimitada y permite discriminar entre lo propio y lo que no es propio. Las células principales son los linfocitos y las barreras son el sistema inmune de piel y mucosa que en el caso de las mucosas se denomina MALT que es tejido linfático asociado a mucosas. Las moléculas circulantes en este caso son los anticuerpos y la citoquinas derivadas de los linfocitos. Entonces cuando las células dendríticas activan a un linfocito T helper este a su vez va a activar ya sea a un linfocito T supresor o linfocito T en el fondo los natural killer, y estos linfocitos generalmente reconocen moléculas de la superficie de células que están infectadas por virus se adhieren a ellas y producen lisis celular, son los linfocitos citotóxicos. Pero los linfocitos T helpers también pueden activar a células B y estas células B, estos linfocitos van a madurar en células plasmáticas que producen anticuerpos y además van a migrar por el resto del cuerpo dirigiéndose hacia la zona del ingreso del antígeno para poder ser más efectivas. En la respuesta inmune específica existe una cosa se llama polarización TH1 TH2, el fondo dependiendo de la cantidad de antígeno, del tipo de antígeno y de las citoquinas que hay en el medio en ese minuto, el linfocito T helper puede dirigir un poco la respuesta inmune hacia una vía T helper 1 o 2. Cuando en algunas personas que tienen un condicionante genético esta polarización es muy marcada uno puede ver la aparición cuando se inclina la balanza hacia a vía T helper 1 de enfermedades autoinmunes por ejemplo o cuando se inclina la balanza hacia un vía T helper 2 pueden aparecer respuestas de tipo alérgicas, asmáticas, etc. De hecho la teoría de ¿? (30) Que explica un poco las respuestas alérgicas, habla que dado que en nuestra infancia por las vacunas, la exposición a parásitos y otro tipo de infecciones que activan principalmente la vía T helper 1, esa falta de estímulo de esa vía produce un desbalance hacia la vía T helper 2 que es la que hace a los individuos que están genéticamente predispuesto a tener más reacciones o respuestas alérgicas. En cuanto a las barreras del sistema inmune adquirido que están en la vía aérea superior tenemos el denominado anillo linfático de Waldeyer que corresponde a este tejido linfático asociado a mucosas que es el MALT y que son agregados encapsulados de tejido linfático que están ubicados en la lámina propia y en la submucosa, son bastante frecuentes por ejemplo en la palca de Peyer en el intestino, también hay en la vía urinaria, en la vía respiratoria inferior. Y básicamente los principales representantes a nivel de la vía aérea superior son los adenoides y las amígdalas. El anillo linfático de Waldeyer, está formado por los adenoides que son este tejido linfático que está ubicado en la rinofaringe arriba de las coanas, por acúmulos linfáticos que están en la pared faríngea posterior, por las amígdalas palatinas y por las amígdalas linguales. Esto genera un anillo que esta estratégicamente ubicado en la entrada de la gran mayoría de los antígenos que van por vía aérea o vía digestiva y por lo tanto mejora la respuesta inmune. En todo este sistema de este anillo linfático de Waldeyer y en general existe una constante recirculación de los linfocitos, no se quedan quietos y están dando vueltas y van circulando por todas estas vías lo que permite que las células plasmáticas se diseminen por todas estas zonas permitiendo una mejor respuesta a los antígenos. Las amígdalas tienen una estructura que es bastante importante para su funcionamiento, tienen criptas amigdalinas y la idea es que los antígenos penetren por estas criptas y este epitelio tiene unas células que se llaman células N que son las células que atrapan el antígeno desde el exterior y lo introducen hasta el centro donde están estos folículos germinativo y ahí el antígeno que los introduce la célula N es procesado por un macrófago o una célula dendrítica que son las células presentadoras de antígeno y van a estimular al linfocito T helper y este puede activar células B que van a generar células plasmáticas y estas van a empezar a circular por toda la parte superior y van a producir inmunoglobulina A que es liberada de nuevo hacia el lumen de la vía aérea. Las moléculas secretadas principalmente son anticuerpos y en la mayoría de los linfocitos del sistema MALT en general secreta IgA, aunque puntualmente las amígdalas y en las adenoides predomina la IgG. En los adenoides además se libera IgM pentamérica que esta agrupado de 5 (34.45) y la IgA dimérica asociada a pieza secretora, esta permite que cuando la inmunoglobulina esa liberada hacia el lumen de la vía aérea y luego hacia el aparato digestivo no sea destruida por las enzimas de todos los jugos gástricos como cualquier otra proteína. Olfato La mucosa olfatoria se ubica en el techo de la nariz por debajo de la lámina cribiforme, por lo tanto el flujo de aire turbulento cuando uno respira sube y llega a esta zona donde está la mucosa olfatoria. Esta mucosa está ubicada en el fondo en el techo de la nariz entre el tabique y el cornete superior y por lo tanto es un lugar bastante estrecho, y por lo tanto cualquier inflamación que haya en la nariz ya sea un resfrío, una sinusitis, pólipos nasales generan congestión y dificultan la llegada de los odorantes a esta zona de la mucosa olfatoria y es por eso que muchas veces uno cuando está resfriado pierde el olfato. El aire ingresa a la nariz, y los odorantes y este flujo turbulento llega y estimula la mucosa olfatoria pero el olfato tiene un rol importante en el gusto. Como sabemos la lengua solo distingue aproximadamente 5 sabores pero nosotros somos capaces de detectar muchos más. El punto es que los receptores olfatorios son capaces de censar más de 100 compuesto diferentes y mucho de los que nosotros sentimos como gusto es en realidad olfato, porque muchos de estos compuestos que están en los alimentos suben por vía retropalatal hacia la nariz y llegan a estimular la mucosa olfatoria. Esto también se ve en las personas que como pierden el olfato, no le encuentran gusto a nada. Este epitelio olfatorio está compuesto por un epitelio que tiene unas células basales, de sostén, de soporte hay algunas que están como formando se están enlazando bajo la lámina y hay otras células basales acá. Hay otras células de sostén que tienen forma de copa hacia arriba con los núcleos más desplazados hacia la parte apical. Y están las neuronas sensitivas y estas neuronas tienen unos cilios olfatorios, pero el cilio olfatorio a diferencia del que vimos antes es inmóvil. Tiene el cilio su núcleo y desde ahí sale un axón que es muy largo y a diferencia de otros axones es desmielinizado y no se ramifica, es un axón único que se va por la submucosas y van a penetrar los orificios de la lámina cribiforme y de ahí van a llegar al bulbo olfatorio. También están estas glándulas que son importantes para producir secreción mucosa, para que los odorantes puedan acceder al epitelio tienen que ser disueltas en este moco y generalmente hay unas proteínas que transportan los odorantes hacia las zonas de los receptores en las células ciliadas de esta mucosa. Las neuronas olfatorias con su axón único penetran la lámina cribiforme y va a llegar a la zona del bulbo olfatorio. El primer nervio craneal que es el nervio olfatorio que ingresa al bulbo olfatorio. En el bulbo en la parte más externa hay unas cosas que se llaman glomérulo, y estos glomérulos están formados por una especie de ovillos que llegan a cada axón de las células olfatorios donde hacen sinapsis con unas neuronas que se llaman células mitrales. Hay una convergencia muy importante de muchos axones de estas células olfatorias hacia una célula mitral y además las células mitrales pueden hacer sinapsis con varios glomérulos. Desde estas células mitrales salen nuevamente axones que van dirigidos principalmente hacia el sistema límbico y la corteza cerebral. Tenemos el bulbo y estos axones van y llegan a los núcleos olfatorios anteriores y desde ahí a través de la comisura anterior pasan al lado contrario. También llegan al tubérculo olfatorio y desde ahí se extienden vías que van hacia el núcleo talámico dorsomedial y desde ahí van a la corteza frontoorbital. La corteza frontoorbital es la que toma conciencia del olor. Además del tubérculo olfatorio, salen conexiones que van a la corteza piriforme y de esta a la zona de la amígdala que es la responsable de todas estas percepciones emocionales y autonómicas que uno tiene asociadas a los olores. De hecho el procesamiento emocional es el primer procesamiento y después viene el procesamiento cortical. El procesamiento de los olores es en la corteza orbitofrontal y en el sistema límbico se lleva a cabo la parte de la percepción emocional de los olores. También hay conexiones hacia el hipocampo, hay una memoria olfatoria. Un odorante es una molécula química y parte de esa molécula química es reconocida por el receptor olfatorio. Y por lo tanto un odorante puede activar diferentes receptores olfatorios y eso va a generar un patrón de estimulación a nivel de diferentes glomérulos. Y se piensa que existía un mapa de topográfico de cada odorante, porque es en ese punto de convergencia donde uno podría explicar la discriminación de los olores más que a nivel cortical, porque no es tanta la información que llega a nivel cortical en cambio cada odorante tiene un patrón de activación de diferentes glomérulos dependiendo de las moléculas que lo conforman, de hecho odorantes que químicamente muy parecido activan prácticamente los mismos glomérulos. Entonces se piensa que a nivel del bulbo raquídeo es donde está el mapa de los olores. Respiratorio 5: Ventilación La principal función del sistema respiratorio es mantener un adecuado intercambio gaseoso entre el aire que llega al alveolo y la sangre que llega al pulmón, si ese intercambio es bueno eso va a asegurar un aporte de oxigeno suficiente para la célula y una adecuada eliminación de anhidro carbónico desde la célula, hay que recordar que el aire no tiene CO2, el CO2 se produce a nivel de la célula y es transportado desde la sangre hasta el pulmón donde se elimina gracias al proceso que vamos a ver. Lo fundamental de la respiración es la respiración celular, el pulmón aporta a esa respiración haciendo que la presiones de gases sean las adecuadas para que llegue suficiente oxigeno a las células y se remueva suficiente CO2. Entones el O2 ambiental llega al alveolo mediante lo que se llama ventilación alveolar y al mismo tiempo el CO2 que se produce en los tejidos y después es transportado por la sangre hacia el alveolo se elimina también mediante este mismo proceso de ventilación. Ventilación: Proceso cíclico por el medio del cual una cierta cantidad de aire entra al pulmón y otra aproximadamente igual sale hacia la atmósfera. Esto se produce por medio de los músculos respiratorios, el pulmón no se contrae no se expande, el pulmón responde pasivamente a la contracción y relajación de los músculos del tórax, es secundario a la contracción de los músculos respiratorios que a su vez están controlados por el centro respiratorio y su inervación. ¿Cuánto respiramos? Nosotros tenemos el volumen minuto respiratorio, que es cuanto respiramos en un minuto, depende del volumen que respiremos por cada vez y la cantidad de veces que respiremos por minuto, en condiciones normales cualquiera de nosotros respira 500 ml y alrededor de 12 respiraciones por minuto, si eso lo multiplicamos nos da 6000 ml/minuto en reposo, es decir somos capaces de mover 6 L/minuto. Si quisiéramos hacer ejercicio sin que se modifique esa ventilación no podríamos hacer ejercicio, necesariamente tiene que aumentar el volumen corriente y aumentar la frecuencia respiratoria. Cada vez que hacemos ejercicio aumentamos tanto la frecuencia como el volumen corriente y eso hace que el volumen/ minuto ósea lo que ventilamos en un minuto entero aumente, y en ejercicio físico muy grande se puede llegar a aumentar la ventilación hasta 120L/minuto. En una diapositiva se ve que el aire que se inspira a simple mirada no es igual al que uno bota, el aire que inspiramos tiene un 21% de O2, y 78% de N2 y no tiene CO2. El CO2 viene de las profundidades del metabolismo celular y por lo tanto aparece en el pulmón y con la ventilación sale para afuera y por eso en el aire que botamos aparece CO2. Y por lo tanto si el N2 no cambia porque es un gas relativamente inerte y sube el CO2 obviamente le quita espacio al O2 le resto al 21% y sería un 17% de O2. Cuando a las personas muy agitadas o respirando muy fuertemente o que se ha desmayado se les hace respirar en una bolsa porque las personas que ventilan mucho terminan botando mucho CO2 y botar CO2 produce efectos de vasodilatación y la persona puede perder hasta perder el conocimiento. Entonces si el diagnóstico es que la persona está hiperventilando, una forma de juntar CO2 para darle porque no hay un balón que tenga CO2, es poner la bolsa en la salida de la boca de la persona y recolectar el CO2 que está produciendo y con eso sube, el nivel de CO2 se concentra en la bolsa y la persona empieza a respirar CO2, y de esa forma se iguala el CO2 al que debiera ser y se pasan los síntomas. De los 500 ml que respiramos cada vez, no todo se intercambia en el pulmón con la sangre del capilar, una parte viaja por la vía aérea y queda ahí y no llega a la zona de intercambio y eso se llama espacio muerto y por el hecho de que es una estructura anatómica donde queda el aire se habla de espacio muerto anatómico. Y eso corresponde al aire que está en la tráquea, en los bronquios, en los bronquiolos, y en esa zona no hay intercambio capilar. Eso corresponde en un adulto de unos 70K a unos 150 ml, hay otras formas de calcularlo como 2 ml por kilo o un tercio del volumen corriente de reposo. El resto, el que logra llegar a los alveolos se llama gas alveolar y eso son los 350 ml restantes, y esos sí que se intercambian con la sangre porque cada uno de los alveolos está rodeado por capilares. En condiciones normales el espacio muerto es prácticamente el de las vías aéreas, ósea el espacio muerto total es el espacio muerto anatómico y el valor va a depender de edad, sexo y talla del individuo. Los hombres tienen volúmenes pulmonares más grandes que las mujeres y con respecto a la edad va disminuyendo la función pulmonar con los años. Entonces obviamente el sujeto muy alto va a tener una tráquea más larga, bronquios más largos y va a tener mayor espacio muerto anatómico. En la ¿? no solo tenemos el espacio muerto anatómico sino que vamos a encontrar zonas con alveolos que tienen buena ventilación pero nos les llega suficiente sangre, para un alveolo que funcione bien se requiere que el alveolo que se ventila a su vez tenga una buena cantidad de sangre porque o si no es una ventilación perdida. El alveolo que recibe circulación tiene que ventilarse porque o si no es una circulación que pasa como by-pass venoso y no se oxigena en el pulmón. Existen cuando la gente se enferma zonas de alveolos que tiene buena ventilación pero mala perfusión entonces hay ventilación desperdiciada; y alveolos hiperventilados con perfusión normal ósea que tienen harta ventilación pero no hay suficiente sangre para que se aproveche esa ventilación y eso se llama espacio muerto alveolar que se suma al anatómico. Entonces va a depender de la gravedad de la enfermedad cuanto espacio muerto se va a tener, y en distintas enfermedades el espacio muerto alveolar puede ser aun más grande que el espacio muerto anatómico. Por ejemplo el espacio muerto anatómico 150 ml y ponemos un alveolar sobre 150 o igual serían 300 de los 500, quedarían solamente 200 para intercambiarse con el alveolo. La suma del espacio muerto anatómico más el espacio muerto alveolar se llama espacio muerto funcional o fisiológico. Entonces cuando queremos estimar cuantos de los 6 L/minuto realmente se intercambia con la sangre hay que fijarse en la ecuación. E es ventilación minuto, tiene un punto porque es flujo de aire. Tiene la letra E porque se puede medir con un aparato solo al botar el aire que se están recolectando de los 500 ml. Cuando veamos E es el volumen/minuto que calculamos, que es el volumen corriente por la frecuencia, los 6L finales. Cuando queremos saber cuánto es la alteración del área alveolar, la afectiva para intercambiar los gases hablamos de la ventilación alveolar, entonces es A, A de alveolo (a de arterial). Entonces dijimos que del volumen corriente 500ml había que restarle el volumen de espacio muerto para tener el volumen que llega al alveolo, entones volumen corriente menos volumen de espacio muerto eso se multiplica por la frecuencia. Entonces volumen/minuto neto que llega a los alveolos y participa en el intercambio gaseoso esa es la ventilación alveolar ósea que es parte de la ventilación minuto. En una imagen está representada la vía aérea como espacio muerto anatómico, la zona del alveolo y la circulación que capta el oxigeno que va a llegar por el efecto de la circulación. Volumen de espacio muerto 150 ml que está dado por las vías aéreas altas, los bronquios, los bronquiolos, y algunos alveolos no perfundidos (en las personas de pie en la punta del pulmón hay zonas que no se perfunden bien y eso también contribuye al espacio muerto). El espacio alveolar, el volumen de gas alveolar que son 350ml y esto da el volumen corriente de 500ml. Cuando calculamos la ventilación del espacio muerto son 150ml x 12 respiraciones por minuto y eso da una ventilación minuto espacio muerto de 1.8 L, ósea de los 6L prácticamente 1/3 es la ventilación de espacio muerto en condiciones normales. El volumen de gas alveolar eran 150ml x 12 4,2L/minuto, esto es la ventilación alveolar realmente eficaz la que realmente tiene que ver con el intercambio con la sangre. Los 6L totales vienen de la suma de 4.6L/minuto en el alveolo y 1.8L/minuto en el espacio muerto. En el ejercicio el espacio muerto no tiene por qué cambiar, pero aumentan las veces por minuto que movemos el aire, vamos a aumentar la frecuencia respiratoria y si aumentamos por ejemplo de 12 a 20 hay que fijarse que la ventilación del espacio muerto parte del esfuerzo en los músculos para ventilar durante el ejercicio se gasta en ventilar espacio muerto, 3L/minuto con esa frecuencia. ¿Cuánto sube la ventilación alveolar? Si se mantiene el volumen de gas alveolar, los mismos 350ml en vez de por 12, por 20 sube a 7L/minuto. ¿Qué pasa si aumenta el espacio muerto? ¿En qué condiciones podría aumentar el espacio muerto? Hay gente a la que le ponen un tubo para conectarlos a una máquina por ejemplo un paciente que está en UCI que le ponen un ventilador con una manguera, toda esa manguera es espacio muerto. Si el espacio muerto sube de 150ml a 250ml y la persona respira las mismas 12 veces por minuto aquí vamos a tener un sujeto que va a ventilar 3L/ minuto de espacio muerto. Ejercicios Sube la frecuencia pero baja el volumen corriente en vez de respirar 500ml respira 300ml de volumen corriente, es más chico. Esto significa que la persona respira más rápido y más superficial, entonces como el espacio muerto no cambia porque es una cosa anatómica 150ml de estos 300ml es espacio muerto, hay que fijarse que la mitad de la ventilación es del espacio muerto en esas condiciones, porque la ventilación alveolar es 3L y el espacio muerto es 3L, la suma se divide. ¿Qué pasa si la persona respira a una frecuencia de 40 por minuto? ¿Llegará algún aire al alveolo? Porque si multiplicamos 40 x 150ml 6L, entonces para el alveolo quedaría 0L, si el volumen/minuto es 6L y gastamos 6L en ventilar espacio muerto. Entonces la respiración puede aumentar en frecuencia y ser productiva siempre y cuando no afecte la ventilación alveolar. Lo mejor que puede suceder es lo que ocurre en el ejercicio, es que suban ambos, suba la frecuencia y el volumen corriente. Pero cuando uno sube la frecuencia y el volumen corriente se va achicando corremos un serio riesgo de ventilar solo el espacio muerto y gastar toda la energía de los músculos para ventilar espacio muerto y sencillamente no ventilar nada la sangre del capilar y la célula cae en hipoxia. Efecto del patrón respiratorio en la ventilación alveolar Como un mismo volumen/minuto, si pudiéramos estar midiendo el volumen/minuto que es de 6L/minutos, creeríamos que el paciente esta súper bien la verdad es que se puede tener los mismos 6L/minuto y estar muy grave o estar muy bien. El sujeto normal que respira 500ml 12 veces eso es 6L, y eso da ventilación de espacio muerto 150ml x 12 que era 1.8L y 4.2L de ventilación alveolar. Una persona que respira con 40 respiraciones/minuto y un volumen corriente súper chico 150ml, igual al espacio muerto. Si lo multiplicamos da 6L/minuto, sin embargo la respiración alveolar es 0L. El paciente se va a morir si sigue ventilando así. Otro sujeto también hace 6L/minuto pero los hace de otra manera, lo hace respirando muy profundo y en vez de entrar 500ml entra 1000ml y muy lento, hace solamente 6 respiraciones/minuto, así que la ventilación de espacio muerto es súper chica no gasta nada de energía para ventilar espacio muerto y de los 6L/minuto una tremenda proporción es ventilación alveolar. Entonces para la sangre es mucho más útil ventilar con respiración más grande y no tanta frecuencia. Como podemos evaluar si esa ventilación alveolar es normal o no Ventilación alveolar, no ventilación/minuto, ventilación a nivel del alveolo la que se intercambia con e capilar, aquella que es capaz de mantener la presión alveolar de CO2 dentro de límites normales. Presión de CO2 de límites normales es entre 35-45 mm de Hg. Para el organismo no es problema que aumente la producción de CO2, de hecho cuando hacemos ejercicio la células producen harto CO2, consumen más O2 y producen mas CO2, cuando tenemos fiebre también las células están metabólicamente más activas aumentan el consumo de O2 y aumenta la producción de CO2. Entonces no significa que nosotras vamos a producir más CO2 y nuestro cuerpo se va a llenar de CO2, el cuerpo elimina el CO2 ¿Por dónde se elimina el CO2? EL CO2 tiene una sola vía de eliminación que es por la ventilación alveolar y por lo tanto cuando el CO2 sube nosotros llegamos a la conclusión de que falló la ventilación, que es la vía de eliminación. Cuando se produce más CO2 hay mecanismos de regulación que hacen que la ventilación aumente, de hecho una de las cosas que ocurre en el ejercicio es que se ventila más para botar ese CO2 que tenemos y el CO2 del individuo se mantiene normal en la sangre. El equilibrio del CO2 entre el alveolo y la sangre es muy rápido porque el CO2 es un gas muy soluble y es muy completo, por lo tanto es casi sinónimo hablar de presión de CO2 (ósea la presión que ejerce el gas contra una pared de un recipiente) en el alveolo que en la arteria. Lo normal para el CO2 es que haya 40mm de Hg promedio, entre 35 y 45 mm de Hg. Entonces de aquí se deriva esta ecuación. Dice aquí que la presión de CO2 que existe en una a (arteria) depende de cuánto CO2 se produce, o sea es directamente proporcional a la producción deCO2 y es inversamente proporcional a la eliminación (por la ventilación). CO2: Producción de CO2 A: Ventilación alveolar, que por donde se elimina el CO2 Si aumenta la producción de CO2, va a subir la presión de CO2, sin embargo si por mecanismos regulatorios la ventilación también aumenta, el CO2 se va a mantener dentro de los límites normales, ahora este factor tiene que ver con la transformación de unidades porque fíjense ustedes que la producción de CO2 se mide en ml/minuto y la ventilación en Lt/minuto y las presiones de gases en mm de Hg, entonces transforma todas estas unidades distintas a mm de Hg. Para el aparato respiratorio normal el aumento de producción de CO2 no es un problema, si hacemos ejercicio aumenta grandemente la producción de CO2 en los tejidos, pero eso es manejado por mecanismos regulatorios que hace que aumente también la ventilación. Con lo cual lo que aumenta de CO2 se elimina, y por lo tanto en condiciones fisiológicas el CO2 en la sangre y en el cuerpo es normal. ¿En qué condiciones podría no ser normal la presión de CO2? Si se está desentrenado y se hace mucho ejercicio de repente se tiene lo que se llama metabolismo anaeróbico que lleva a la producción de acido láctico, el que es un estimulante poderosísimo del centro respiratorio y hace que ventile mas allá de lo que se necesita ventilar para el CO2 que se está produciendo y por lo tanto uno podría tener PCO2 disminuida, pero nunca va a estar aumentada. O tenemos la ventilación apropiada a la producción o tenemos un exceso de ventilación si es que hay ácido láctico. Con un CO2 normal, hablamos de Eucapnia, cuando esta bajo hablamos de Hipocapnia, alto Hipercapnia. La ventilación en Hipocapnia significa que estamos ventilando, no para mantener el rango normal, sino que para votar más CO2, por lo tanto estamos Hiperventilando (se elimina más de lo que se produce). En condiciones normales (ventilación normal) la producción es igual a la eliminación. Si tenemos fiebre, por efecto de la temperatura hay mayor metabolismo, mayor consumo de O2, mayor producción de CO2, también en la persona tendrá una mayor frecuencia respiratoria y un flujo de corriente mayor, el CO2 en el cuerpo es normal ya que sube la producción y se mantiene alta la eliminación. Cuando tenemos sobre lo normal de CO2 es Hipercapnia, se acumula el CO2, no se elimina apropiadamente, tiene que ver con una Hipoventilación. En la ecuación del CO2 aparece la producción, eliminación y el factor, no depende de la frecuencia respiratoria ni la profundidad de la respiración. No se puede medir contando la respiración. Cuando se mide frecuencia respiratoria, uno se puede equivocar (ya que al aumentar la frecuencia se podría ventilar solo el espacio muerto, no el alveolar). Ventilación alveolar está relacionada a los gases (proceso de renovación del aire), es la eficaz. En las vías aéreas, en el espacio muerto anatómico, los gases no se modifican. Bradpnea: respiración lenta, no significa que esta hipo ventilando (hay personas capaces de respirar 6 veces por minuto, siendo capaz de incorporar 1 litro en cada inspiración, esta persona no está hipo ventilada) Taquipnea: respiración rápida. No significa que esta hiperventilada, podría ventilarse solo los espacios muertos. Por lo tanto mirando el paciente, no podemos determinar cómo está el intercambio de los gases en la ventilación. La única manera para saber si la persona tiene una ventilación alveolar adecuada, necesitamos conocer la PCO2 en la arteria (presión de CO2 que es idéntica a la Alveolo). Desde el pulmón hasta las arterias (capilar) no hay intercambio, por lo tanto la composición de la arteria es idéntica a la pulmonar. Una muestra de sangre arterial representa el funcionamiento del pulmón (para CO2 y O2). *Posible pregunta de prueba (no guiarse por la frecuencia pulmonar para determinar ventilación, es necesario saber la composición de gases de la ventilación) -Gráfico: En el alveolo en una ventilación normal (4,2 L/min de los 6 Litros) la presión de O2 es sobre 90 y 40 para el CO2. Si sube la ventilación de 4 a 8 ventilando más (aumentamos la frecuencia y profundidad para ventilar mejor), la Presión de CO2 baja de 40 a 20. Esto viene de la ecuación donde la ventilación del denominador aumenta al doble, la presión de CO2 en alveolo disminuye a la mitad. Si la ventilación disminuye a la mitad, la presión de CO2 aumenta al doble. Si sube el CO2 le quita espacio al O2. Si bajamos de 4 a 3 El CO2 sube y el O2 baja. Los mismos mmHg que sube el CO2, los baja el O2, por efecto de ocupación de espacio. Cuando se ventila menos tiene un efecto de disminución de O2. Alteraciones de la ventilación alveolar -Disminución de la ventilación: cambio volumen/min (en vez de los 6 litros se respira menos). Puede ser por: Centro respiratorio (bulbo) informa respirar menos (alteración en la formación e integración de los estímulos). Conducción de la información por los nervios está alterada (alteración nervio frénico). Efector muscular (diafragma) alterado. Tórax no permite expansión. Ej: Una depresión del SNC (por fármaco) puede generar una disminución de la ventilación. Lesiones de los nervios (origen del Frénico, C5-C7), transmisión de la placa motora, alteraciones musculares (deformaciones) -Aumenten los espacios muertos: Puede ser por: respiración rápida superficial (40 por min). Alveolos se ventilan pero no tienen perfusión, posible por Enfisema, destrucción de pared alveolar (principalmente por tabaco). En cada pared están los vasos, cuando se pierde pared alveolar, se pierde su capilar. Se empieza a oxigenar mal la sangre. Combinación de ambos: Ventilación menor y aumento de espacios muertos. Consecuencias de una mala ventilación: -CO2 está en la ecuación de la ventilación alveolar, si se ventila menos, aumenta CO2. -CO2 está en la ecuación de pH (Henderson-Hasselbalch), si aumenta CO2 baja pH, por lo tanto genera acidosis respiratoria. -CO2 está en la ecuación que determina presión de O2, si sube, baja el O2, provocando Hipoxemia. -Si se hipo ventila el riego es a colapsar o que se forme micro aquelectasia. Si se ventila mucho rato superficialmente el pulmón tiene a colapsar, por lo tanto es normal el bostezo (fisiológico) evitando el colapso. *El surfactante disminuye tensión superficial, evitando el colapso del pulmón. Es importante que esté en monocapa, se produce en el Neumocito tipo 2, se ve como un ovillo de lana, se ve como malla (mielina tubular), cuando pasa a monocapa baja tensión. El cambio de malla a monocapa es generado por ventilación profunda. *Ventilador artificial: doctor determina cuando frecuencia y volumen. Si es monótona por mucho tiempo, el pulmón empieza a colapsar. Es necesario colocar un suspiro por cada cierto rato (pasando el surfactante de inactivo a activo). Causas de una ventilación en exceso: Drogas, ventiladores mal ajustados, acumulación de ácidos (intento para compensar), ansiedad, dolor, mecanismos compensatorios a la baja de O2. Consecuencias de un exceso de ventilación: -Disminución de CO2, bajando pH, generando una alcalosis respiratoria. ¿Cuánto aprendimos hoy? -Cómo se mide la ventilación/min: midiendo la cantidad total que se exhala por minuto, midiéndolo con un Ventilómetro. Mide inspiración o espiración y suma volumenes, litros totales que pasó. -Cómo se mide la ventilación alveolar: mirando profundidad respiración, frecuencia respiratoria, evaluando ambas cosas, tomando muestra de sangre arterial para medir PaCO2 (presión) Caso1: 24/min Volumen Corriente: 300 Espacios muertos: 150 Producción de CO2: 300 - Ventilación min: 300 x 24 = 7200 (normal es 6 L) - Ventilación alveolar: [300 (volumen corriente) – 150] x 24 = 3600 3,6 L (normal 4,2) -PaCO2: 300 (Producción de CO2) : 3,6 (Ventilación Alveolar)= 71.9 Alta Hipercápnico. Hipo ventilado Caso2: 10/min Vol. Corriente: 600 Espacios muertos: 150 Producción de CO2: 200 -Ventilación min: 600 x 10 = 6 Litros (más lento, pero más profundo) -Ventilación alveolar: (600-150) x 10 = 4,2 L (podría estar normal, pero también depende de de la PaCO2, producción de CO2) -Pa CO2: 200: 4,2 = en un rango normal 35-45 por lo tanto esto es Eucapnico y tiene ventilación normal. Respiratorio 6: Intercambio Gaseoso Aire fresco respirado: 21% de O2, el resto es Nitrógeno. Para sacar la Presión de O2 (presión que ejercen las moléculas sobre un recipiente) se necesita saber cuántas son las moléculas y % de cada componente. La presión total es la presión Atmosférica en Santiago es 715 mmHg, Viña 760 mmHg. La presión de O2 es 715 x 0.21 =150 mmHg (de los 715 son de O2, el resto es de Nitrógeno). Aire exhalado: 17x0.21, bastante menos de O2, el resto es CO2 y Nitrógeno. *Por lo tanto se puede representar como % del aire total o como mmHg de cada gas. % de O2 x Presión total (atmosférica) =Presión que ejerce el O2 del Aire. Construcción del aire a medida que baja en aparto respiratorio Cuando el aire entra, se acondiciona, toma contacto con tejidos muy vascularizados a 37°C. La presión de vapor depende de la T° y a 37°C la presión de vapor es de 47 mmHg. Una vez que entra, el aire ya no tiene solo O2 y nitrógeno, sino que además tiene Agua. Por lo tanto los 715 mmHg (Aire) se restan los 47 mmHg (Vapor de Agua) y ahí se multiplica x 0.21. Cae la presión que ejerce el O2 (ya que se agrega otro gas). (Presión Atmosférica-Presión Vapor de Agua)x 0.21 = 140 Presión de O2 inspirada (PiO2) En el alveolo se agrega un nuevo gas, CO2 (viene de la sangre, metabolismo celular). A la ecuación anterior se le resta la presión de CO2.El CO2 tiene una presión de 40mmHg, este número se divide a 0.8 que es el Coeficiente respiratorio que es cuanto CO2 se produce por cada O2 que se consume. Se consume basalmente 250ml/min de 02, y se produce 200 ml/min CO2, el resto se elimina como agua en el riñón. Coeficiente respiratorio: 200 (Producción de CO2) : 250 (Consumo de O2) = 0.8 [Presión Atmosférica - Presión Vapor de Agua - (Presión de CO2: Coeficiente respiratorio)] x 0.21 = Presión de O2 en alveolos *Muy importante!! El O2 en alveolo es solo de 90 mmHg (Es lo máximo que puede recibir el alveolo) por efecto de los otros gases que existen en el aparato respiratorio. Si fuese mayor de 90 en una muestra de sangre de arteria, podría ser por aumento de eliminación de CO2 (pero nunca aumenta tanto). En un caso donde la PaO2 es de 150mmHg solo sería posible si la persona no respira 21% de O2, sino que un porcentaje mayor. Entonces, la composición del alveolo es: 90 mmHg de O2, 40mmHg de CO2, 47mmHg de Vapor de Agua y el resto es Nitrógeno. *Para efectos de intercambio solo son útiles el CO2 y O2, el resto se mantiene. El Nitrógeno que se mantiene determina el volumen del pulmón, gracias a este no hay cambios bruscos dentro del alveolo, es una especie de continuo la composición de gases, las células no sufren grandes cambios. Gráfico A medida que ventilo más el CO2 cae de manera casi lineal. Si ventila menos aumenta el CO2. La consecuencia del aumento de CO2, es una baja de O2 proporcional ( si sube 5mmHg de CO2, bajan 5 mmHg de O2). *Por lo tanto en el alveolo hay 90 de O2 y 40 de CO2 La sangre que viene de los tejidos: viene con una presión de O2 de 40 mmHg y el CO2 de 46 mmHg. Cuando llega el O2 se encentra con una gran diferencia de presiones que favorece el paso desde el alveolo a la sangre, diferencia es de 50 mmHg. Deja de pasar cuando alcanza 90, es decir, cuando se igualan las presiones. Cuando sale la sangre del pulmón sale con 90mmHg. En el caso del CO2 viene alto desde la sangre, 46 mmHg, pero la diferencia de presiones es menor en comparación a la de O2, hay 6 mmHg que permite el paso de la sangre al alveolo hasta que se igualen las presiones en 40 mmHg. En el caso de una hipo ventilación teniendo 60 mmHg CO2, el O2 bajaría a 70 mmHg (subió 20 el CO2, baja 20 el O2). *La presión del alveolo es idéntica a la de la arteria, por lo tanto se pueden tomar muestras de arterias y se puede medir la PCO2 y la ventilación espacial. Cortocircuito o Shunt fisiológico En el caso del O2 la presión alveolar es distinta de la arterial. La presión cae, ya que cuando la sangre se oxigena hay sangre venosa que viene de las venas bronquiales y del seno coronario que se juntan en el corazón con la sangre súper oxigenada. Existe un Shunt no fisiológico (patológico) cuando es excesivo. Tomar una muestra arterial no sirve para estimar la Presión alveolar de O2. Por lo tanto se calcula con los ejercicios anteriores. FiO2: Fracción inspirada Porcentaje de O2 en la mezcla (0.21) Monte Everest Las personas se aclimataban para ir subiendo. L a gente necesita ir subiendo con O2. El campamento base está a 5.300 mts la presión barométrica es de 403.5 mmHg, La presión inspirada es de 75 mmHg (en vez de 140), la Presión de O2 que llega a los alveolos es de 43mmHg (la sangre tiene 40mmHg). El individuo necesita harto O2 para subir y tiene una pequeña diferencia de presiones parciales entre 43-40, imposible para moverse, esto es solo en campamento base. La gente que va a la altura se apunan ya que hiperventilan, el CO2 baja, sube el O2, tienen más O2 en el alveolo y puede subir 50-60 mmHg. La presión de CO2 de la sangre, en la cumbre es 7 mmHg (normal 40 mmHg). -La oxigenación no solo depende de un buen pulmón (ventile bien, difunda bien, buena relación ventilación- circulación), también depende de la fuente de aire. En la altura disminuye la presión barométrica. La presión de O2 depende de la Presión barométrica, habiendo el mismo % de O2, cambia solo la barométrica. El pulmón no es perfecto, hay mezcla de sangre venosa, además tiene zonas que se comportan distinto en la relación ventilación/perfusión, por lo tanto la presión de O2 siempre será menor que la presión Arterial. Estructura del Alveolo -Paredes alveolares, núcleos dados por células sanguíneas que están adentro del tabique. Cuando se rompe, se pierde el área de intercambio con la sangre, desaparece el capilar y la pared interna. -El epitelio del alveolo esta dado por Neumocito tipo 1. El Neumocito tipo 2 tiene ovillos con surfactante. En número se parecen, pero como el 1 es tan grande ocupa más del 90% de superficie. -La pared tiene una zona del alveolo en contacto con el capilar: Neumocito tipo 1 con membrana basal, Capilar con célula endotelial con membrana basal, estas 2 membranas están muy pegadas, la distancia que debe viajar el O2 que llega al alveolo es mínima, 0.5 micrón -Hay otra zona entre el neumocito tipo 1 y el capilar que este relleno con Intersticio de tejido conectivo (zona más gruesa), al O2 le cuesta llegar al capilar. Esta zona se presume que sirve para el intercambio de agua (intercambio hídrico). Constantemente sale agua del capilar (por altas presiones) al intersticio. Si no se eliminara el agua que sale al intersticio, no podríamos respirar, por lo tanto acá está el origen de los linfáticos, tiene un sistema de drenaje que se activa con los movimientos respiratorios. Gracias a ellos se mantiene seca y podemos respirar. En la zona más fina donde las membranas basales están pegadas ocurre el intercambio gaseoso, en la zona más gruesa ocurre el intercambio hídrico. Cómo se produce el paso de O2 y CO2 a través de la membrana Se guía por la ley de Fick (difusión de gases). Difusión de gases depende: Superficie: si es mayor, aumenta la difusión. En un adulto hay 300 millones de alveolos en un pulmón de una persona adulta, dando una superficie de una cancha de tenis. Grosor: si es mayor, hay una menor difusión, una de las principales causas de trastornos de difusión. El volumen de gas que pasa, el flujo que pasa, es directamente proporcional a la superficie, directamente proporcional a la diferencia de presión parcial, por lo tanto en este punto pasaría más O2 que CO2. Sin embargo hay un factor “D” que tiene que ver con la solubilidad del gas dividido por peso molecular del gas, este es mayor para el CO2 que para O2 (el CO2 es más soluble). A pesar que la diferencia de presión es menor para CO2, difunde mejor que el O2, ya que es soluble y tiene un peso molecular mayor. -Superficie de membrana: entre 50 y 100 m2 - Espesor: 0.5 micron -Constante de difusión “D”: depende de las propiedades de la membrana y la de cada gas (O2 y otra de CO2) -Diferencia de presiones parciales. Gráfico: Tiempo de tránsito del glóbulo rojo en un capilar Condiciones normales: Tiempo de para pasar en un capilar 0.75 seg. O2 pasa rápido, se oxigena antes de 1/3 del tiempo (igualándose las presiones al del alveolo). Esto nos permite hacer ejercicio cuando la sangre pasa más rápido por el pulmón. En reposo el tiempo de oxigenación es esta en exceso. Intersticio grueso: se iguala al final del tiempo de transito, alcanza la oxigenación normal en reposo, no se sabría que realmente hay un engrosamiento. En un sujeto con un intersticio muy grueso no se alcanza a oxigenar, el glóbulo rojo no alcanza a llegar a 90mmHg. Altura: Se demora más en oxigenar un individuo en la altura, por la mínima diferencia de presión (no hay gradiente a favor de la difusión), se oxigena lento. Condiciones de menor difusión Disminución de superficie (disminución del área de intercambio): perdida de tabique, extracción de pedazo de pulmón, y el engrosamiento (por líquido, inflamación, proliferación de fibroblastos generando fibrosis). Consecuencias del engrosamiento de la membrana -Dificultad para difusión del O2, no hay dificultad para difusión de CO2, pasa bien gracias a que es mas difusible (muy soluble).* Los trastornos de difusión no tienen efecto en el CO2. Respiratorio 7,8: Distribución del flujo sanguíneo en pulmón del sujeto de pie En la clase pasada vimos un par de procesos que ocurren a través del pulmón con el fin de oxigenar que es el objetivo del aparato respiratorio. El proceso inicial era la renovación de aire a través del pulmón, dado que este requiere eliminar el CO2 que llego desde la sangre, y requiere incorporar oxigeno fresco a la sangre. Ese proceso de llama ventilación. La segunda clase tuvo que ver con el proceso que viene a continuación. Después del que el aire el renovado con oxigeno fresco debe pasar la membrana alveolo capilar, que es la difusión de gases. Y vimos en el intertanto la ecuación del gas alveolar que se la deben saber bien. En la clase pasada dijimos que la oxigenación de la sangre va a depender de una serie de procesos que ocurren en el pulmón que estos dos procesos que ya vimos son indispensables: ventilación, y difusión a través de la membrana alveolo-capilar. Pero puede que estas dos cosas estén funcionando bien, pero estén funcionando en áreas del pulmón que no tienen buena circulación. Así que ahora nos vamos a dedicar al capítulo número 3 que es ventilación de gases. En el pulmón debe ponerse en contacto el aire nuevo, renovado, con la sangre del capilar. Porque si hay mucha ventilación en un área que no tiene circulación no sirve de nada. Y viceversa, si pasa toda la circulación por un pulmón colapsado que perdió su aire, esa sangre no sufre intercambio. Entonces vamos a ver de qué depende que en el pulmón tengamos una buena relación entre lo que se llama ventilación regional y la circulación. Y lo primero que vamos a ver es como se distribuye la sangre en el pulmón. La sangre no se distribuye de manera homogénea. En el pulmón la circulación es distinta de la sistémica; tiene muy baja resistencia, de hecho el ventrículo derecho parece una tela de cebolla comparado con el grueso ventrículo izquierdo. Porque el ventrículo izquierdo tiene que tener mucho musculo para vencer la resistencia vascular sistémica. En el pulmón, la resistencia que existe a la salida de la sangre desde el corazón derecho es muy baja, es 1/8 de la resistencia del circuito sistémico. Entonces no se necesita un corazón potente como al lado izquierdo. Y las presiones que tiene el circuito son mucho más bajas. Además la circulación pulmonar tiene una característica que es fácilmente distensible…si la supresión sube se abre el vaso que está cerrado, o sea, vasos que están medio abiertos se abren mas, y eso se llama distensión de vasos preexistentes. Pero esta el otro mecanismo que son vasos que no se ven, que no están patentes, y se reclutan nuevos vasos. Nunca sube mucho la presión porque si sube un poco se abren y/o reclutan nuevos vasos. Aquí en esta diapositiva ustedes tiene representado a un sujeto que está de pie al cual se le ha administrado una sustancia marcada radioactivamente. Tiene un marcador de radiación en la espalda, y de esta forma se registra las cuentas de radiación, que va a depender de cuanta circulación tenga el pulmón. Entonces aquí está representado este experimento. Aquí está el eje x que representa el pulmón, y es como si ustedes tuviesen acostado al pulmón: el vértice es este y la base esta acá. Fíjense que en las cuentas de radiación, lo que equivale al flujo sanguíneo, es máximo en la base del pulmón, y va decayendo a medida que nos acercamos al vértice, y ¿a que se debe esto?... a que la sangre tiene una baja presión, y la columna de sangre no alcanza a llegar bien al vértice de un pulmón en una persona de pie. ¿Eso qué significa?... que en condiciones normales hay áreas del pulmón a les que les llega muy poca sangre, y esa área es el vértice. Y justo la salida de la sangre esta a nivel de la base del corazón así que le llega toda la sangre. En la zona media el flujo es menor que a nivel de las bases. Entonces hay una diferencia entre lo niveles de la columna d sangre que, al estar de pie deja sin suficiente sangre al vértice. ¿Qué pasa si el sujeto se acuesta?...va a ser bastante más homogéneo entre la base y el vértice. Pero también va a haber más circulación en la espalda que en la parte anterior, sin embargo no llega a ser cero porque la columna de sangre es más chica que en sujeto de pie. Esta el investigador que hizo las mediciones donde muestra que no hay circulación ni ventilación homogénea en el pulmón: el doctor West. Tiene un libro del que pueden estudiar, pero basta con el que esta online del departamento de enfermedades respiratorias de la universidad, porque ahí está bastante más digerida la información. Esta zona, que es la zona del vértice, dijimos que tiene una presión muy baja y que prácticamente no tiene cuenta radioactiva en el examen que se hizo, y se suma al hecho que en un rato mas vamos a ver, que es que la presión en los alveolos es alta. Los alveolos de esta zona tienden a comprimir los vasos capilares y prácticamente están cerrados. Lo que dice aquí que la presión en la zona 1 de west, que es la presión que tiene el aire en el pulmón, es mayor que la presión en el lado arterial y si le sumamos que el flujo sanguíneo aquí es bajo, esto hace que el flujo tienda a cero. En la zona 2 la presión arterial es un poco más alta que la alveolar. Bueno, aquí se tiende a colapsar por la presión alveolar el extremo venoso del capilar, pero no se colapsa. Y fíjense aquí en la zona 3, a lo largo de todo el capilar tanto en la parte venosa como arterial, la presión capilar es mayor que la alveolar. La presión del alveolo no logra colapsar en ninguna parte al capilar, entonces hay muy buena circulación. El flujo sanguíneo máximo se da en la base y va disminuyendo hacia arriba y se hace cero en el vértice. Esto tiene una repercusión en lo que vimos la clase anterior del espacio muerto, que era la zona del pulmón que no se intercambia con el capilar pulmonar. Y que en una persona era el espacio muerto anatómica, o sea, la tráquea, los bronquios, etc. Pero resulta que la parte alta de un pulmón en una persona de pie también tiene un componente de espacio muerto, porque este es aire que no está en contacto con sangre. Aquí el aire está siendo renovado por efecto de la ventilación pero no hay contacto. Este es el espacio muerto alveolar, que se suma al anatómico. Dijimos la clase pasada que estas alteraciones se ven en otras partes del pulmón en la enfermedad. Eso con respecto a la circulación. ¿Qué pasa ahora con la distribución de la ventilación?...tampoco es homogéneo. Estos son gráficos del libro de west donde aparece la presión transpulmonar que es la presión que se genera por la contracción de los músculos respiratorios. ¿Se acuerdan como respiramos?...por efecto del estimulo respiratorio, el frénico y el diafragma. ¿Qué pasa?...se contrae el diafragma, eso produce una presión inferior a la atmosférica dentro del tórax de -3 cm de agua en relación a la presión atmosférica, entonces el aire entra al pulmón. ¿Cómo sale el aire del pulmón?...se relaja el diafragma. En la respiración de reposo no hay participación de otros músculos. Se relaja el diafragma y ahí la presión vuelve a ser cero; acuérdense de que la presión cero no significa cero absoluto, sino que es igual a la atmosférica. Entonces qué es lo que sucede a nivel del pulmón, con respecto a la ventilación vamos a tener alveolos localizados en la parte baja, media, y alta. La presión parado o acostado es negativa, pero al estar de pie la presión negativa es mayor en la parte alta. ¿Por qué se produce presión negativa en la pleura?...el pulmón es un tejido elástico, y tiende a disminuir el volumen, y la caja torácica tiende a aumentar su volumen, esto se puede ver cuando en pabellón se abre el tórax y el pulmón colapsa inmediatamente. Puestos juntos, como que el pulmón tira hacia dentro y el tórax hacia fuera. El resultado de esas dos fuerzas da una presión negativa dentro del tórax. ¿Y qué significa para un simple alveolo estar sometido a una presión negativa mayor o menor?...si yo tengo esta presión negativa que tiende a abrir el alveolo, entonces los alveolos del vértice donde es más negativa van a estar más abiertos basalmente, o sea, antes de tomar aire. Los de la base van a estar mucho más chiquititos. Entonces uno tiende a pensar que los de arriba están mucho más ventilados que los de abajo, pero no es así. La ventilación es la renovación de aire, entonces lo que importa es el cambio de volumen del alveolo. Entonces para un alveolo chico es mucho más fácil crecer que para un alveolo que ya esta grande, en el límite de su distensibilidad. Y eso es lo que dice este grafico acá, que cuando nosotros contraemos el diafragma y hacemos presión negativa mayor, se puede abrir grandemente, porque está en una estación en donde pequeños cambios de presión producen grandes cambios de volumen. Con un pequeño esfuerzo de ventilar, el alveolo se agranda. ¿Qué es lo que le pasa al alveolo grande del vértice?...decimos que es menos distensible porque ya está en el límite de su distensibilidad. Entonces esos alveolos no renuevan bien su aire porque están muy grandes, y se mueven poquito. Así la ventilación es mejor en la base que arriba. ¿A qué se debe esto?...obviamente que hay un efecto gravitacional. Si al paciente lo acostamos la presión se va a igualar y los alveolos se van a ver igual que los del vértice y van a tener el mismo cambio de volumen con la inspiración y de nuevo podemos probar esto viendo que los alveolos cercanos a la espalda van a estar más chicos que los ventrales. Entonces, como el asunto es que hay circulación donde hay ventilación, y viceversa, vamos a ver como se distribuye el flujo en relación a la ventilación a lo largo del pulmón. En los gráficos vemos que hay una relación perfusión-ventilación bastante pareja hasta más o menos la mitad del pulmón, y después hacia el vértice hay mucho más ventilación que flujo. De esta manera la curva es media exponencial. Y eso es producto de que, si bien es cierto tanto el flujo como la ventilación son más chicos en el vértice, no son más chicos proporcionalmente, hay una pendiente que es distinta para los dos. El flujo cae mucho más bruscamente. Esta es una relación V/Q (ventilación/flujo). Fíjense que a nivel de la base la relación es de 1, y eso es muy bueno porque si tenemos 2 litros de ventilación para 2 litros de flujo es un buen intercambio. Pero arriba tenemos relaciones de 2 o 3, eso significa que hay más ventilación que flujo, con lo que hay que gastar energía para contraer los músculos pero eso no oxigena mejor la sangre ni le remueve mejor el CO2. Entonces, en un pulmón normal vamos a tener zonas con V/Q normal, pero el pedazo de arriba que está debajo de las 3 primeras costillas tiene un V/Q alta. También hay zonas con V/Q disminuida, que son las de más abajo y que se presentan por ejemplo en personas más rellenitas donde la presión abdominal es mayor y esta comprimiendo las vías aéreas de más abajo. Eso también sucede en la enfermedad, cuando operan a una persona de la vesícula y está en el post-operatorio entonces para que no le duela respira cortito. Entonces cuando hay hipoventilación hablamos de V/Q chico. Se da también en el embarazo. Vimos las relaciones V/Q por zonas, pero la relación del pulmón entero, incorporando los factores de las distintas zonas es de 0,8. Esto se calcula dividiendo la ventilación alveolar efectiva que lo calculamos la clase pasada como 4,2 litros/min, dividido por el gasto cardiaco de 5 lt/min. Acá están representadas las distintas relaciones perfusión/ventilación que se pueden dar en un pulmón. Hay una normal, de 1, que ya lo vimos. Esta sería una V/Q mayor a 1 que se estaría dando a medida que nos acercamos al vértice. Y en el extremo más arriba del vértice vamos a tener alveolos que se ventilan con flujo 0, y cuando uno tiene un numero partido por cero eso tiende a infinito. Entonces cualquier alteración que de una mayor ventilación que flujo se llama espacio muerto alveolar. Y al revés, cuando tenemos circulación mantenida, pero va disminuyendo la ventilación por ejemplo en el asma, tenemos el V/Q bajo, o sea, el flujo más grande que la ventilación. Se puede llegar a esto que es el cortocircuito o “shunt", donde hay ventilación 0, o sea, un pulmón entero tapado. En ese caso, por ejemplo cuando un niño se traga una bolita que tapa el bronquio, el pulmón se colapsa. Se llama cortocircuito porque la sangre venosa de los tejidos pasa por el pulmón donde se supone que se tiene que oxigenar y queda igual de venosa. ¿Qué implicancias va a tener en la composición del aire el que tengamos un V/Q grande o chico? Aquí está el normal. La clase pasada calculamos la presión que ejerce el oxigeno en el aire, y dijimos que la presión total del aire dependía de la altura. En Santiago tenemos 715 mm Hg en vez de los 760 que hay en Viña. Y la composición del aire era 21% de oxigeno, y el resto nitrógeno. Entonces 715*0,21= 150 mm Hg de presión de oxigeno. Y eso es lo que tiene el aire. Por eso cuando la gente habla de que le tomamos una muestra en la arteria y tiene 180, obvio que no puede estar tomado fisiológicamente, tiene que haber estado recibiendo oxigeno la persona. Y dijimos que el aire prácticamente no tiene CO2, está en las células y en la sangre venosa y llega al pulmón para a ser eliminado. De esta manera con nuestros pulmones aportamos a la nada de CO2 que hay en el aire. Cuando calculamos cuanto oxigeno hay dentro del pulmón llegamos a una presión de 90 (a nivel del mar sale 100), y una presión de CO2 de 40. Y porque de 150 baja a 90?...en la clase vimos que cuando el aire entra en el aparato respiratorio se calienta porque todo el sistema está rodeado de vasos con sangre a 37°, y a esta temperatura existe una presión de vapor de 47 mm de Hg. entonces si en el aire teníamos que dividirlo en 2 fracciones, ahora tenemos que dividir la presión en 3: el oxigeno, el nitrógeno, y el vapor de agua. Y cuando llegamos al alveolo aparece un cuarto gas que es el CO2, y por lo tanto tenemos que restarlo también y en vez de ser 150 tenemos solo 100, o 90 en Santiago. La sangre llega al alveolo con una presión de oxigeno de 40 por el lado venoso y una presión de CO2 de 45. Dijimos que el oxigeno llega con 100, por lo tanto hay una diferencia de 60 mm Hg que hace que el oxigeno entre en la sangre. Y al revés, el CO2 tiene 40 mm Hg en el alveolo, por lo tanto la diferencia de presión parcial que es de 5 mm Hg hace que salga el CO2 hasta que se igualen las presiones. ¿Qué pasa cuando tenemos relaciones V/Q de espacio muerto, como en el vértice?..En que casi no hay circulación. En la enfermedad esto se puede ver nos sólo en el vértice sino que en cualquier parte del pulmón con una embolia, que es un pedacito de trombo que se moviliza y que generalmente viene de las venas de las piernas, y llega al pulmón y se atasca en el tamaño del vaso correspondiente al tamaño del embolo. Si no hay circulación, el aire a nivel del alveolo no está recibiendo el CO2 de la sangre. Por lo tanto el CO2 se va a parecer al del aire ambiente. Y la presión de oxigeno es igual a la del ambiente. Entonces en un espacio muerto las presiones van a ser iguales a las del ambiente. O sea esta disminuido por el vapor de agua, pero no por el CO2. ¿Qué pasa ahora cuando tenemos una unidad de cortocircuito, este extremo ya de la ventilación cero?...si se le tapa un conducto, este alveolo esta no comunicado con el ambiente, y va a estar comunicado con la sangre, por lo que se va a producir el intercambio hasta que las presiones se igualen. Y fíjense, la composición de gases de esta unidad es igual a la de la vena. Entonces la sangre que sale del pulmón tiene aportes de distintas composiciones, y va a depender de la proporción de cada tipo. Por suerte fisiológicamente hay mucho aporte de la relación normal de 1:1.en la enfermedad, por ejemplo lo que pasa con los fumadores que comienzan a perder tejido como los tabiques alveolares que tienen la circulación, entonces esos espacios quedan sin circulación. Eso se llama enfisema. Y acá las disminuciones de la relación V/Q son casi todas por enfermedad: aumento de la resistencia de la vía aérea; aumento de la perfusión sin ventilación; etc. ¿Qué consecuencias tiene que existan alteraciones de la relación V/Q?...aunque hay distintas áreas con distintas relaciones, existen áreas con relaciones normales. Pero fíjense aquí donde hay un pulmón obstruido, y fíjense en el oxigeno que esta en 42 en vez de 102, y eso trae como consecuencia la mala oxigenación de la sangre. Entonces para la fisiología lo que más importa es que la relación sea lo más cercana a 1 para que la oxigenación de la sangre sea perfecta. Resumiendo, nosotros necesitamos ventilar adecuadamente para renovar el aire, tener una buena superficie de intercambio para que se produzca la difusión. Pero nada de eso es suficiente si no están de acuerdo la ventilación con la perfusión. Aquí hay otra alteración. En la anterior ustedes veían una disminución en el tamaño de los bronquios. Acá ustedes ven un relleno completo que esta pelota puede presentar en un pulmón, lo que puede representar una neumonía. Esta se produce generalmente por una infección que produce que se junte el sudado inflamatorio y se va llenando el alveolo, entonces aquí queda un alveolo sin aire. ¿Y qué va a ocurrir ahí?...que en los alveolos que no están rellenos la oxigenación va a ser buena, y aquí prácticamente va a haber un cortocircuito completo donde la sangre venosa llega con 40 de oxigeno y sale con 40. Y al final el resultado va a ser la suma de cuantas relaciones de este tipo o del otro tipo, que aquí es 51, y ¿se acuerdan de lo normal?...85-90 mm Hg. Cuando se altera la relación V/Q tenemos mala oxigenación, y ahí sufre la célula, sufre la respiración celular. ¿Cuál era la presión de oxigeno del aire?...715 en Santiago, por 21%. ¿cuánto da eso?...150 mm de Hg. Eso es la presión que ejerce el oxigeno, acuérdense que los gases son un conjunto de moléculas que están bien separadas y que van a ocupar todo el espacio que tengan disponibles y van a chocar contra las paredes. Cuando uno inspira el aire ya no tenemos 715 porque le restamos la presión de vapor (47 mm de Hg), que depende de la temperatura (37°), y eso lo multiplican por 0,21...y eso da?...140 mm de Hg. Cuando llegamos al alveolo se encuentra con el CO2, entonces ahora hay que restarle eso también. ¿Cómo lo hacemos?...le restamos 40/0,8. Entonces en el alveolo va a haber: (715 -47 – 40/0,8)*0,21 Lo dividió por 0,8 (cociente respiratorio), que es una relación de cuanto oxigeno se produce por oxigeno que se consume. Que en condiciones normales nosotros consumimos oxígeno, pero no todo va a la formación de CO2, porque un porcentaje muy chiquitito se elimina en forma de agua por el riñón. Y eso da para Santiago una presión en el alveolo de 90 mm de Hg. Entonces, partimos con 150 en el aire, bajamos a 140, y ahora vamos en 90. ¿Cuánto hay en el capilar?... cuando se oxigena se hace idéntico al alveolo, entonces ¿cuánto va a haber de oxigeno en el capilar?...90. ¿Y cuánto tiene la aorta?...tiene menos, porque una vez que se oxigeno bien sangre venosa e junta con la que ya esta arteriolizada, y eso se llama cortocircuito fisiológico, que es sangre venosa de las venas bronquiales; sangre del seno coronario. Entonces eso hace caer la presión de oxigeno bastante. Depende un poco de la edad y en el libro hay tablas. Si lo hacemos para la edad de ustedes el cociente fisiológico es alrededor de 5-7. Por lo tanto en la aorta vamos a tener 85 mm Hg. Ya, sigamos más abajo, ¿qué pasa si pinchamos una muestra de sangre de la arteria del brazo?...es menor todavía. ¿Para dónde se escapó el oxigeno?... no es para los tejidos porque la arteria es solo de transporte, entonces da exactamente lo mismo sacar la muestra en l aorta o en la última arteria aquí (arteria cubital, radial, femoral, etc.). La sangre arterial nos dice como esta funcionando el pulmón, entonces es muy importante. Por ir estudiando esto de cómo se produce el degradé del oxigeno y cuáles son los factores que están influyendo, nosotros sabemos que si el pulmón funciona bien deberíamos tener en la sangre 85 mm Hg. Si saliera 60 mm Hg en la muestra, decimos que algo le paso al pulmón. No podemos saber si lo que falló fue la ventilación o la difusión o la relación V/Q, pero algo pasó. Ahora, ¿cómo vamos a saber qué le pasa precisamente al pulmón?...con otra serie de exámenes, pero sabemos que el proceso total esta alterado. ¿Y para qué nos sirve pinchar una vena?, que es mucho más fácil que pinchar una arteria. Piensen que la vena viene después del capilar, donde se entrega gran parte del oxigeno, entonces esta sangre es un reflejo del metabolismo del tejido en cuestión. No tiene nada que ver con la función del pulmón, solo representa el consumo de oxigeno regional, por ejemplo de un brazo después del ejercicio. Respiratorio 9: Transporte de oxigeno ¿Cuánto oxigeno tiene la sangre arterial? Parte de la respuesta ya la sacaron denante, con ese calculo que hicieron que tiene una cierta presión determinada por las moléculas de oxigeno disueltas, pero hay más oxigeno que ese. La molécula de oxigeno que vienen desde el alveolo a la sangre del capilar pulmonar, después de estos procesos que hemos analizado hasta ahora, parte se mantienen disueltas en el plasma y como tal, ejercen lo que se llama Presión parcial. Presión parcial es la presión que ejercen las moléculas contra el recipiente que las contiene. Y una otra parte, entra al Glóbulo Rojo y se une a la Hemoglobina, aquí está un glóbulo rojo representado y la hemoglobina en su interior. ¿No sé si han estudiado en algún minuto la hemoglobina como molécula, en bioquímica? (todos contestan si). Es una molécula muy especial que tiene 4 grupos, cada uno con Hem, que tiene Fe+2, que es el sitio de unión del oxigeno, es interesante porque tiene cooperatividad, la unión de una molécula, favorece la unión de una segunda molécula de oxigeno, la segunda de la tercera y así sucesivamente. Entonces había oxigeno disuelto que ejerciendo presión y oxigeno unido a la hemoglobina, que no ejerce presión. Para poder entender esto de la Presión parcial (PP) ustedes tienen que entender qué es un gas. El gas está constituido por una gran cantidad de moléculas separadas entre sí y en permanente estado de movimiento. Se caracteriza un gas en comparación a un líquido, por ejemplo, en que tienen baja densidad, son fácilmente compresibles por eso que el gas que usan para la cocina o el baño viene en balón y también son fácilmente expansibles. Estas son las características de los gases. Pero ¿qué es la PP? Es la suma del efecto de los impactos de estas moléculas sobre las paredes del recipiente, porque estas se expanden y expanden ocupando todo el recipiente y la suma de todos estos choques contra las paredes, esa es la P que ejerce el gas. Por lo tanto la magnitud de la P va a depender de cuantas moléculas hay, o sea, el numero de moléculas. Pero también podríamos tener el mismo número de moléculas con una P mayor, si las moléculas se mueven más rápido y chocan más veces contra las paredes, o sea tienen más energía cinética. Con respecto a lo que nosotros decimos PP de O2, es la presión que ejercen las moléculas contra el electrodo que detectan el O2. En condiciones para poder medir esta P, existen otros tipos de gases en sangre, entonces se hace pasar una muestra de sangre por un aparato que tiene un electrodo de O2, uno de CO2, un electrodo de pH. El electrodo de O2 tiene este que es un ánodo de cloruro de plata, tiene un cátodo de platino, tiene una solución por donde se produce esta corriente y esta membrana que se pone en contacto con la sangre. Entonces la sangre tiene este O2 disuelto y este O2 choca contra esta membrana. Entonces el choque de esta molécula es la PP del O2. Y como ya dije la PP la podemos aumentar aumentando las moléculas o sea dándole más O2 a una persona o haciendo que las mismas moléculas se muevan más rápido. Cuando uno tiene fiebre, por ejemplo, va a aparecer una medición de O2 mas alta que la que tendría una persona sin fiebre, por el solo hecho que las moléculas se estén moviendo más rápido y chocando mas. La presión que ejerce el gas que se disuelve en la sangre, depende de varias cosas, depende como ya dijimos de la función pulmonar, si el pulmón está bien, todos sus procesos su ventilación, su difusión, su relación ventilación perfusión, vamos a tener un valor de P O2 que es el esperable, el que calculo su compañera acá en el pizarrón. Va a depender de la edad, de manera que no es lo mismo una persona joven de la edad de ustedes que su abuelito. Su compañera calculo P de O2 estimada en la arteria de 8 5 más o menos, si yo le pegunto a ustedes, fíjate que le tome una muestra de sangre a una persona y me salió 70, qué me dirían ustedes, en base a lo que dijimos la clase pasada, estaría baja porque debería haber 85, algo le paso al pulmón, se enfermo el pulmón. Antes de decir todo eso, hay que preguntarse la edad de la persona a la cual pertenece la muestra. Porque estos valores que nosotros calculamos son los de una persona joven. Para una persona mayor esos valores pueden ser diferentes y son diferentes porque la relación ventilación- perfusión se va alterando con la vida, con los años. A medida que nosotros envejecemos y nos aparecen arrugas, en el pulmón también aparecen signos de envejecimiento y cuáles serian estos signos... fíjense ustedes que el pulmón, imagínenselos ustedes como globos de cumpleaños que cuando ustedes lo inflan, si se les desinfla al tiro queda chiquitito, igual que antes de empezar a inflarlo. Si inflan un globo durante un cumpleaños y lo dejan todo el día inflado y se le desinfla al final del cumpleaños, se va ver así como un cototo y no chiquitito como era originalmente. ¿Cómo va estar la ventilación de ese alveolo? Imagínense que ese globo es un alveolo, no tiene la misma ventilación que un globo que está recién inflándose. Entonces el alveolo del anciano ha perdido la elasticidad, la elasticidad es la capacidad de volver a su posición de reposo una vez que ha sido distendida. Entonces, perdida de elasticidad el globo no vuelve a su posición de recién comprado. Y eso ocurre en el alveolo y entonces se van acumulando trastornos de ¿Q? a lo largo de la vida. Y para una persona de 80 años, puede ser normal tener una P de O2 de 70. Para una persona de la edad de ustedes, es completamente anormal tener una P de O2 de 70. Entonces, la edad es importante para ver si un valor determinado de P O2 es normal o no. De qué otra cosa depende la P de 02, de la altitud. Y por qué, ¿o sea tú me dices que si estamos en el Aconcagua en vez de haber 21% de O2 va haber 17% de O2? (todos responden, no profe se refería a la Presión) AH, la P barométrica cambia y no cambia la fracción inspirada, el porcentaje de O2 no cambia con la altura. Imagínense ahora, a un hombre parado en una playa en viña, uno parado en el cerro san Cristóbal y otro en el Aconcagua. El peso de la atmosfera arriba de cada una de esas personas es distinto, el que está en la playa tiene más atmosfera arriba, el que tiene menos atmosfera arriba es el que está en el Aconcagua, por lo tanto es la P barométrica la que cambia. Entonces, en vez de multiplicar 715 x 0,21 para la cantidad de O2 que tiene el aire, suponiendo que la P va ser de 660, no sé cuánto es en el Aconcagua pero supongamos que eso, 660 x 0,21 cuanto da, 138 en vez de 150, eso es con lo que partimos en la altura, después hay que restarles los 47, después hay que restarle CO2, por lo tanto ya no tendremos 90 en el alveolo y por lo tanto la sangre venosa ya no se va a equiparar contra 90, se va a equiparar con ese nuevo valor. Entonces entre más alto, más baja la P barométrica y mucho menor la P alveolar y la P alveolar va ser la que determina la ¿…? del capilar. Y por último la P inspirada de O2, si nosotros estuviéramos encerrados en la pieza con un brasero encendido toda la noche, que creen ustedes que pasaría con el O2, ya no va ser 21% se va haber consumido el O2 en la combustión, si es que además no ha aparecido otro más, que es el monóxido de C. Uno podría estar inspirando fracciones inspiradas más chicas, con la altitud es la P barométrica la que es más chica. Al estar en una mina encerrado, donde se producen gases tóxicos y explosiones, se producen otros gases o sea por un lado se está consumiendo el O2 y por el otro se están produciendo otros gases, entonces eso hace que si este nuevo gas lo ponemos en la ecuación, va cayendo cada vez más la P de O2 en el alveolo. Entonces la fracción inspirada de O2 es súper importante, hay que saber cuánto O2 esta respirando la persona para poder estimar la acción alveolar y de ahí para adelante saber cuánto le corresponde a la arteria. Hay un artículo que salió en “X” revista el año pasado que muestra como le fueron midieron la P de O2 disuelta a las personas que subieron el Everest. Y aquí está el campamento base y los distintos campamentos, donde le midieron la sangre para ver cuánto O2 tenían. Es bien interesante lo que descubrieron. Bueno se suponía porque las primeros ascensiones que se hicieron, moría mucha gente. Entonces las primeras se hicieron con O2 pero esta ascensión que tomo más tiempo, se hizo sin O2. ¿Y por qué creen ustedes que esto que antes producía gran mortalidad, ahora se puede hacer sin O2? Por lo tanto quiere decir que se mueren menos, pero por qué, porque a lo mejor la primera vez, fue como tomar al sujeto sacarlo en un helicóptero y dejarlo en la punta. Acá fue a lo largo del tiempo subiendo lentamente y ellos muestran en el artículo como se va produciendo la climatización a la altura. ¿Y cuál sería el mecanismo por el cual se aclimatan? Van produciendo mas glóbulos rojos (GR) y ellos miden cuantos GR tienen y cuanto O2 acarrean los GR. A la larga ellos se dan cuenta que los que llegan arriba tienen una P de O2 muy baja en la sangre, porque la P barométrica (más baja la P barométrica) x 0,21 es muy poquito el O2 disuelto, pero como hay muchos más carritos transportadores de O2, el contenido total de O2 no es tan bajo como uno pensaría por el O2 disuelto que hay, vamos a ver eso a continuación. ¿Dra. Y qué pasa con esos cambios cuando ya están abajo? El tener muchos GR cuando ya no se necesitan contribuye a aumentar la viscosidad sanguínea y a producir mayor resistencia a la circulación. Eso va a depender de cuanto se demoren en bajar, porque acuérdate que la duración de los GR es de 120 días, entonces una vez que ya se produjo el aumento de GR demora mucho en bajar y hasta donde yo se bajan antes de 3 meses. ¿Entonces cuanto O2 tenemos disuelto en la sangre? Disuelto en la sangre vamos a tener una cierta cantidad que depende del coeficiente de solubilidad del O2, que es propio de cada gas. Existe uno para el CO2 y otro para el O2, existe para cada gas una constante física, que es coeficiente de solubilidad. Y eso es para el O2: 0,003 ml de O2 por cada 100 ml de sangre por milímetro de mercurio de PP de O2. Entonces el coeficiente de solubilidad x la PP. Si lo llevamos a valores sobre el nivel del mar es: 0,003 x aquí esta aproximado a 100 mm de Hg. En la sangre en la arteria (En Santiago ocupamos 85) da 0,3 ml de O2/ 100 ml de sangre. Si esto lo multiplicáramos por 85 o por 87, no por 100, eso daría 0,26 ml de O2/ 100 ml de sangre, ese es la cantidad verdadera, una cosa es la P que ejercen las moléculas y el otro cuanto O2 verdaderamente hay. ¿Cuánto O2 hay unido a la hemoglobina? Porque se acuerdan que dijimos que una parte esta disuelto ejerciendo PP y otra parte se fue a la esponja, que es la hemoglobina. La hemoglobina que puse acá es una esponja que absorbe el O2 disuelto, de manera de que el O2 pasa del alveolo al capilar y de ahí a la hemoglobina y cuando se mete a la hemoglobina deja como un gradiente para que siga pasando mas desde el alveolo del capilar. En la medida que se va rellenando la hemoglobina, hace como una especie de gradiente a favor de que siga pasando O2 desde el alveolo al capilar. En la Hemoglobina existen 4 sitios de unión con O2, que es el Hem- FE+2 y esos 4 sitios se traducen que en cada gr de hemoglobina puede transportar hasta 1,34 ml de O2. Entonces para yo saber cuánto O2 unido a la hemoglobina hay, yo tengo que saber cuánta hemoglobina tiene la persona. Una persona normal tiene 15 gr de hemoglobina, las mujeres tienen un poco menos que los hombres, pero trabajemos con 15. Si la hemoglobina fuera 15 gr/ 100 y todos los sitios de unión disponibles están ocupados serian 15x 1,34= 20,1 ml de O2 por cada 100 ml de sangre. ¿Esto como es en comparación con el líquido disuelto? Muchas veces más se fijan, el oxigeno disuelto era 0,3 y el oxigeno unido a hemoglobina es 20, o sea tanto show para calcular el disuelto y valía callampa. ¿Será verdad esto? Numéricamente no vale nada, pero fisiológicamente es muy importante. Por ejemplo a nivel del pulmón, porque es la PP del O2 el que produce la gradiente, el O2 disuelto es el que ejerce las PP, 90 contra 40 para que pase O2, ahí no está influyendo la hemoglobina. Y a nivel del tejido lo mismo, cuando el tejido está consumiendo O2 y hace que caiga la P de O2 en la célula, hay una gradiente desde la sangre al tejido, pero eso está dado por el O2 disuelto. O sea en cantidad es muy poquito pero en su papel fisiológico muy importante porque eso determina el paso de O2 y hacia donde debe ir. Es la PP del gas disuelto lo que determina el paso del O2 desde el alveolo al capilar y a nivel del tejido desde el capilar a la célula. Entonces vamos a conocer aquí el primer concepto, la máxima cantidad de O2 que puede acarrear un cierto volumen de sangre se llama capacidad y está dada por la capacidad de la hemoglobina. Es como comparar cuando uno va al supermercado, el ir con un carro o con un canasto, no puedo echar las mismas cosas. La capacidad de la hemoglobina es mucho mayor cuando tengo la hemoglobina normal que cuando la tengo baja. Una pérdida de hemoglobina por un desangramiento, yo puedo tener una capacidad de transportar O2 muy baja. Entonces si todos los sitios ocupables de la hemoglobina están ocupados, entonces vamos a decir que esa es su capacidad de O2, están todos ocupados, el contenido verdadero de la hemoglobina es igual a su capacidad. Pero en condiciones fisiológicas no ocurre eso, no está 100% saturada la hemoglobina, ésta solo se satura en un 97%- 97,5%. Así que tenemos que incorporar ese factor del porcentaje de saturación al cálculo, cuando queremos saber cuánto oxigeno verdaderamente hay. Acá esta el contenido de oxigeno, acuérdense que la capacidad es todo lo que cabe y el contenido es lo que yo compro cuando saco un carro, yo puedo sacar un carro y sacar una cajita de alfileres entonces voy a tener un contenido desproporcionado para su capacidad. Si lleno el carro tendré un contenido cercano a la capacidad del carro. ¿Cómo se lleva ese concepto a la sangre? Aquí tenemos el O2 disuelto, el coeficiente de solubilidad x la PP que termina siendo 0,3. Cuanto O2 unido a la hemoglobina, son los gr de hemoglobina x 1,34 ml de oxigeno por cada gr x él % de saturación= 15 x 1,34 x 0,97 (saturación habitual de la sangre)= 19,7 y en total todo el contenido de O2 que tiene la sangre es la suma del disuelto mas el de unido a hemoglobina. Y eso da alrededor de 20. Fíjense ustedes, que el disuelto vale callampa es 1,5% del contenido total, desde el punto de vista numérico. Siendo tan poco es muy importante del punto de vista fisiológico porque determina el movimiento (flujo) del gas, sin el cual no podríamos vivir. Nosotros una vez hicimos el cálculo de qué gasto cardiaco se necesitaría para poder vivir sin hemoglobina, si no existiese la hemoglobina y nosotros tuviésemos que tener suficiente O2 para consumo basal, se acuerda que nosotros requerimos 250 ml de O2/ min para no mover ni un dedo nada, quietos, sin siquiera pensar, ese es el consumo de O2 basal. Si no tuviésemos la hemoglobina tendríamos que tener un sistema cardiovascular, nosotros lo calculamos una vez en L/min de gasto cardiaco del porte de un elefante. Entonces fíjense la gracia de la hemoglobina hace que no tengamos que tener un sistema circulatorio como el del elefante para vivir siendo humano. Eso es la magnitud del efecto de contar con la hemoglobina. A ver les pregunto a ver si aprendieron esto bien, ¿Cuánto O2 tienen es tos vasos? Aquí tienen solamente el plasma y aquí tienen la sangre entera, ¿Cuánto va haber en el plasma solo? obviamente que el disuelto, el que disolvió producto de estar en contacto con el aire. Y eso es el coeficiente de solubilidad x la P barométrica, yo puse acá la P barométrica x 0,21 x coeficiente de solubilidad= 0, 48 ml de O2/ 100 ml de sangre. ¿Cuánto hay en este que tiene sangre? P barométrica x 0,21 x coeficiente de solubilidad más lo que está unido a la hemoglobina, y la hemoglobina si tiene 15 gr x 1,34 x la saturación del 97,5 da 19, total 20. Si no tuviésemos hemoglobina tendríamos ese poquito disuelto y esto es lo que tenemos contando con la hemoglobina. Otra pregunta… esta es la sangre del sujeto A y esta es la sangre del sujeto B, este sujeto A tiene 15 gr de hemoglobina, cuando dice por ciento, es una manera de decir por decilitro o por cada 100 ml de sangre y tiene una P de O2 de 40. Este sujeto (B) tiene 7,5 gr de hemoglobina por cada 100 ml de sangre y tiene 40 de O2 disuelto. ¿Quién tiene más contenido de O2? La A, porque tiene el doble de hemoglobina, por lo tanto yo me atrevería a decir que tiene el doble de contenido de O2. ¿Cómo está el pulmón del sujeto A? esta súper baja la P de la arteria, donde tenemos 40, ¡en la vena!, después que ya usamos el O2, o sea que es como que el pulmón estuviese desaparecido. Entonces cómo estará la función del intercambiador gaseoso de este paciente, pésimo por!, no oxigena nada la sangre y el B también, esta igual de mal. El gas disuelto me permite a mi saber cómo está la función del pulmón (otro caso) otra pregunta… aquí tenemos a un sujeto con 15 gr de hemoglobina y P O2 de 40, disuelto de 40. Y este tiene 7,5 y el disuelto de 87. ¿Qué sangre proviene de un sujeto con un pulmón enfermo? Agua. (¿?) Ahora vamos a trabajar sobre la unión O2/ Hemoglobina, esta curva la conocen ustedes de su clase de bioquímica, ¿Quién me puede hablar de esa curva?, que hay en el eje X, gas disuelto, P del gas disuelto que determina el % de saturación, ahí tienen otra evidencia de la importancia del gas disuelto. Vale callampa en número pero determina la PP el cómo se llena la hemoglobina. Si la P de O2 es baja, del gas disuelto, porque el pulmón está enfermo, la oxigenación es más baja. Si la P de O2 es alta como 80 ó 90, la saturación de la hemoglobina es muy buena. Y no es lineal, es un curva sigmoidea, que muestra que en la primera parte de la curva tiene una porción bastante lineal, pequeños cambios de P de O2 disuelto producen cambios muy importantes en la forma en cómo se llena la hemoglobina de O2. Entonces el O2 disuelto determina el llenado de la hemoglobina. O sea el disuelto determina cuanto está depositado en la hemoglobina. Y después tenemos una parte que es bastante plana, en que se producen grandes cambios de P en el eje X (de O2 disuelto) y la hemoglobina no se sigue llenando mas porque la hemoglobina tiene un tope de llenado, se acuerdan que dijimos que era 1,34 por gr, no le cabe más, una vez que se llenan los 4 grupos HEM no le cabe más oxigeno. Y este cambio de pendiente de la curva se produce alrededor de un P de O2 de 60 mm de Hg, y esa es una cifra para nosotros, desde el punto de vista médico que atendemos a enfermos muy importante, porque 60 es un valor que determina el límite de una pendiente y la otra. Si tenemos un paciente que está aquí, q aunque se vea medio enfermo tiene una P de O2 de 80, sabemos que si se agrava y la P de O2 va cayendo, cayendo, cayendo, porque funciona peor el pulmón, la oxigenación de la Hemoglobina no cambia tanto. No cierto, porque estamos en una parte con la pendiente baja. Entonces la célula no sufre, que pasa si yo recibo un paciente en la urgencia que esta con un ataque de asma y esta con 40 de O2, sabemos que está bien desoxigenada la hemoglobina y si se le agrava un poquito más su ataque de asma va caer mucho la saturación, porque estamos en la parte con pendiente alta, en que pequeños cambios de P de O2 disueltos producen grandes cambios de contenido. Para las células lo importante es el contenido de O2 que va en la hemoglobina, esta curva es muy importante desde el punto de vista fisiológico y desde el punto de vista fisiopatológico, nosotros tratamos que los enfermos se mantengan un O2 aquí, si llega un paciente con O2 acá, le damos O2 para subir esta P y que se vaya a la parte con pendiente mas plana, que asegure que el contenido de O2 no va a cambiar tanto. No solo el O2 determina como la hemoglobina se une al O2, se acuerdan que en el grafico anterior el O2 disuelto determina la unión del O2 a la hemoglobina, ahora también tenemos otros factores que determinan la unión del O2 a la hemoglobina. Y esto tiene que ver con el desplazamiento de la curva hacia la derecha o hacia la izquierda, han visto eso en alguna parte. ¿Qué significa que la curva se desplace a la derecha? Esta es la curva normal, desplazada a la derecha está aquí, lo que significa que a la misma P de O2 la normal tiene más O2 que la que esta desplaza a la derecha, la que esta desplazada a la derecha tiene un contenido de O2 más chico, o sea perdió O2, que entrego O2. La hemoglobina es como buena persona, entrega su O2, donde lo requiere el tejido y no hay ningún factor que dependa de la hemoglobina, los factores que hacen que la hemoglobina ceda O2 son de parte del tejido, el tejido manda. Si el tejido dice yo estoy haciendo ejercicio la hemoglobina le entrega O2. Si el tejido esta en reposo, la hemoglobina pasa sin entregar tanto O2. ¿Y cuáles son los factores que le piden desplazan la curva a la derecha, o sea que le piden a la hemoglobina que ceda su O2? El aumento de la Temperatura, la disminución del pH (sobre todo cuando se hace metabolismo anaeróbico porque se produce acido láctico) y el aumento del P CO2 tisular. Si ustedes se acuerdan que la hemoglobina permite al tejido hacer ejercicio, se van a acordar siempre de los factores que desplazan la curva a la derecha porque el musculo en el ejercicio se calienta, se acidifica y produce CO2 y requiere que se le entregue O2. También el aumento de 2-3 difosfoglicerato, metabolito del ATP, también desvía la curva a la derecha y es uno de los factores que se pone en marcha en la climatización a corto plazo (futbolistas, que al no poder aumentar los GR, desvían la curva a la derecha por este mecanismo teniendo más O2 para poder jugar). ¿Cuáles son los factores que desvían a la izquierda, o sea que hace que la hemoglobina se quede con su O2 y a la misma P tenga un contenido más grande? Disminución de la temperatura, aumento del pH, disminución del P CO2. Entonces eso tiene que ver con la afinidad de la hemoglobina con el O2, ésta se modifica por el O2 mismo pero también se modifica por factores que dependen del metabolismo celular. La hemoglobina va a entregar lo que el tejido requiera. Piensen que en condiciones normales, la sangre arterial llevaba en total 20 de O2 total. Y cuanto es lo que tiene la vena, porque la hemoglobina no entrega todo el oxigeno, entrega 5 o sea se queda con 15. Cuando hacemos ejercicio, con todos los cambios que ya vimos que esto produce, la hemoglobina entrega 6 si es poquito ejercicio, 7 si hacemos un poquito más, 8, 9 dependiendo de la cantidad de ejercicio que hacemos, va a depender de la cantidad de ejercicio y los cambios que ocurren en el tejido, cuanto es lo que la hemoglobina entrega. La hemoglobina es una tremenda reserva de entrega y eso hace que nosotros podamos hacer ejercicio, si no, no podríamos. Como se llenan los carritos transportadores de oxigeno, aquí tenemos a la hemoglobina y sus 4 sitios de unión. Aquí tenemos un camioncito, a nivel del pulmón, a medida que baja la P de O2 se va vaciando los carritos, aquí aparece un sitio sin O2 y aparece también un camioncito vaciándose, porque la pendiente de la curva es muy alta. ¿Por qué es importante saber del contenido total de O2? Es importante, porque a nosotros lo que nos importa es la oxigenación celular, cuando la célula tiene poco O2 se habla de hipoxia y la célula puede tener poco O2 por varios motivos: El pulmón funcione mal y oxigene mal la sangre, en vez de tener 87 si tuviésemos 60, obviamente la célula no va estar feliz con 60, porque por poco que valga el O2 disuelto es importante fisiológicamente para el llenado de la hemoglobina. Entonces con 60, el contenido total de O2 es bajo, por lo tanto la célula va a estar triste, con hipoxia. Así que esto tiene que ver con la función del pulmón, si el pulmón funciona bien, no hay riesgo de hipoxia a nivel tisular. Podemos tener un pulmón que funcione perfectamente bien, pero tenemos la sangre que transporta menos O2 ¿cómo pasa eso? Cada vez que hay anemia o menos GR, tenemos menor capacidad de transporte. 1, 34 x cada gr. Si en vez de tener 15 gr tenemos 7,5 la capacidad de transporte es la mitad. ¿Qué pasa con la intoxicación con monóxido de C? se une al mismo sitio que ocupa el O2 y con qué diferencia que es mucho mucho mucho más afín, o sea no lo despega nadie. No es un inhibidor competitivo porque tiene una afinidad muy disímil, entonces se necesitaría una cantidad enorme de O2 para desplazar el monóxido de C y cómo tratamos una intoxicación entonces… que pasa si le doy 100% de O2, acuérdense que el aire tiene 21% no más, creen ustedes que eso logre desplazar el monóxido, muy poco la verdad, ese es el tratamiento inicial. Pero para poder desplazarlo dada su tremenda afinidad se necesitan P supra atmosféricas y para eso existen las cámaras hiperbáricas, en vez de 715 mm de hg. Aplicarle P supratmosféricas significa 2 atmosferas significa 715 x 2 mm Hg. En resumen podemos tener: 10. malo el pulmón. 11. bueno el pulmón pero la sangre que acarrea mal. 12. Intoxicación con monóxido de C (ejemplo de Hemoglobina en concentración normal pero intoxicada) 13. Hemoglobinas anormales (otro ejemplo con concentración normal de hemoglobina). Nosotros hablamos de hemoglobina en general, pero cuando nacemos tenemos hemoglobina fetal, que tiene otra afinidad con el O2, y alrededor del primer año esta se cambia. Pero hay personas que tienen hemoglobinas con mutaciones, por ejemplo en la hemoglobina de las células caliciformes, en que la hemoglobina tiende a cristalizar y cambia la forma del GR y eso se hemoliza, se forman trombos, tiene una serie de problemas. Existen drogas que reaccionan con la hemoglobina y que pasan el FE+2 a Fe+3 y entonces esas son metahemoglobinas y esas acarrean súper mal el O2. Cuando decimos que tenemos una buena capacidad de O2, nos referimos a que la Hemoglobina es la normal. También podemos tener otro problema: en que el aporte de sangre bien oxigenada a los tejidos esta defectuoso. Y ahí puede significar que el corazón este deficiente, no está bombeando lo suficiente sangre o hay una obstrucción al flujo de la sangre. Entonces cuando hablamos de cómo le llega el O2 a una célula tenemos que considerar varios aspectos (3): como se oxigena en el pulmón, como se transporta en los GR y finalmente como llega la sangre a los tejidos. Transporte de CO2 (se verá someramente, profe dijo: “ustedes se lo estudiarán casi solos :O) El transporte de CO2 es de 3 maneras distintas: - Disuelto, un poco más de lo que hay de O2 (0,3 por cada 100 ml de sangre el del O2) y esto porque el CO2 es mas soluble, su coeficiente de solubilidad es más grande para el CO2 (0,005 para el CO2/ 0,003 para O2). - Como bicarbonato, una cantidad grande, la más importante se transporta como bicarbonato, es el depósito de CO2. - unido a proteínas, compuestos carboamínicos, una porción no muy importante. Con el disuelto va a pasar lo mismo que con el de O2, va depender del: coeficiente de solubilidad (0,005) y de la PP. 0,005 x la PP es más o menos los 2,5 ml de CO2 por 100 ml de sangre que estaba en el grafico anterior. Existe al igual que para la hemoglobina, la curva de disociación del CO2, existe una relación entre P de CO2 y contenido de CO2. Si la P de CO2 (CO2 disuelto) es mayor el contenido de CO2 aumenta. Mientras mas esta disuelto más cambia la curva de disociación de la hemoglobina, acá tenemos distintas concentraciones de hemoglobina, aquí tenemos 97%, aquí tenemos 75% y aquí nada. Existe a la misma PP (a 40 por ejemplo) menos contenido de CO2 que cuando la saturación de la hemoglobina es 75 y menos que cuando no hay hemoglobina. Entonces que la hemoglobina tengo o no O2, determina el contenido del CO2 y por lo tanto cuando la hemoglobina está más desoxigenada favorece que se elimine mejor el CO2. Acá esta el efecto del transporte como bicarbonato, acá esta el CO2 que se produce en los tejidos, acá esta el GR y aquí está la capa de plasma, cierto, el tejido, el plasma, el capilar, el GR. El CO2 tiene alta solubilidad por lo tanto se disuelve en el plasma de acuerdo al coeficiente de solubilidad y la PP, entra al GR y se encuentra con la enzima anhidrasa carbónica que hace que se hidrate y forma acido carbónico que luego se divide en bicarbonato y en iones de hidrogeno y así se transporta en el GR. Pero el GR una vez que se forma bicarbonato, llega hasta un máximo y para poder mantener las cargas debe entrar cloruro, entonces se intercambia bicarbonato que sale del GR y cloruro que entra. Y este H liberado espera a la hemoglobina y eso hace que el O2 pueda ser entregado con más facilidad ahora al tejido porque la acidificación por la producción de CO2 produce este efecto. Vean este transporte de CO2 de bicarbonato en el libro. (Seba dice que no entendió la curva de disociación del CO2, la profe le explica de nuevo) La disociación del CO2 de partida no tiene la forma sigmoidea del O2, es mucho más lineal. Este es el CO2 disuelto, no importa cuánto suba la PP el disuelto es muy poquito. En la curva de disociación de la hemoglobina nosotros podríamos poner el disuelto también pero el disuelto iría aquí, sería una curva chiquitita, a medida que aumenta la PP aumenta el contenido de O2 disuelto pero guardando las proporciones con el otro. La curva del CO2 se desplaza hacia la izquierda o derecha dependiendo de la oxigenación de la hemoglobina. Aquí con una hemoglobina bien saturada, se desplaza hacia la derecha, significa que pierde el CO2, eso es en el pulmón donde se favorece la salida del CO2. Y en los tejidos, en realidad en los tejidos se parece a esto, 75 es la saturación que tiene una sangre con 40 de P O2, se queda con un poco mas de CO2. Esta es la curva de saturación de CO2 modificada por la saturación de la hemoglobina. Por lo tanto la hemoglobina desaturada favorece que se elimine mejor el CO2 en los tejidos y lo mismo en el pulmón. (Respuesta de que le pasa a una persona fumadora) Una persona fumadora por muchos años y que tiene destruido el pulmón y tiene una función muy mala del pulmón con una ventilación mala, va tener un aumento de la eritropoyetina y aumento de GR como mecanismo de compensación.se puede vivir con daños crónicos pulmonares por estos mecanismos. Respiratorio 10: Control pleural Las fuerzas, las presiones respiratorias permiten que entre el aire. También está la espiración; con una secuencia adecuada para la situación que está viviendo el sujeto. Cuyo resultado final (función) es que se realice en territorio vascular el intercambio gaseoso, que permite que el aire fresco que llegue al alveolo desde la atmosfera pueda entregar su oxigeno a los glóbulos rojos, y retirar el CO2 que está sobrando. Todo esto ya se vio. El fin último es llevar el oxigeno a los tejidos (particularmente los tejidos más delicados, as sensibles) En un esquema, hay una área de ventilación pulmonar, hay un intercambio, que empieza por la difusión de los gases; después hay ventilación-perfusión, la que puede haber estados que la alteren. Transporte del oxigeno Se transporta libre, pero también hay unos transportadores muy eficientes, muy buenos, la hemoglobina. Que hace el recorrido por todo el circuito sistémico; vuelve a intercambiar; pero ya ah entregado su oxigeno a los tejidos, que van a tener demandas metabólicas variables; después se va a juntar nuevamente la sangre en un compartimento único; la sangre venosa mezclada, que va a volver a pasar por este circuito, por el alveolo pulmonar. Lo que vamos a ver hoy se sitúa en la parte más alta, el comando del sistema respiratorio, quien le dice como tiene que funcionar. Comando y control central Comando en cuanto a quien ordena que partan las descargas eléctricas correspondientes necesarias en el proceso de ventilación y control en cuanto a que istes sistema tiene que tener una forma de predefinición de lo que es adecuado, en eso se diferencian los marcapasos, que están descargando en cierta condición fisiológica que es propia. Actualmente se sabe que este control está muy interrelacionado con el funcionamiento del organismo, de modo que sirve para el funcionamiento del organismo en las condiciones en que el sujeto se encuentre. -Como el sistema respiratorio se relaciona con el control central -esto es como una fábrica, el Control central que “decide que producto se hace” le da las indicaciones a la maquina fabricadora y finalmente fabrica un producto, el producto debe ser el que el comando central encuentre que es adecuado para la situación. Este comando central puede enterarse de que es el adecuado, porqué tiene que tener vías de comunicación desde el producto final a través de una retroalimentación o feedback y también desde otros estímulos distintos, independientes del producto final, como la concentración de los gases (los gases serian el producto final). Anteroalimentacion: también el comando central recibe información de elementos que no son su producto final. Por ejemplo: en el ejercicio, hay cambios en los gases en la sangre arterial que informan al SNC, pero, antes de que se produzcan esos cambios de gases, hay otros componentes, como el emocional, etc. Hay una aferencia cortical, voluntaria, con sus límites. Hay muchos componentes involucrados (alguien pregunta solo la adrenalina) pero el propósito de dividirlo, es solo didáctico, neuronas, neurotransmisores, moléculas; todos contribuyen a que el sistema respiratorio se ponga adecuado a la situación. SNC: no debe ser aislado, porque es muy intercomunicado, tiene vías eferentes, da la orden de funcionamiento al sistema respiratorio. Lo hace por vía somática (cuerpos neuronales) probablemente cuando recibe las aferencias es a través de sus prolongaciones más cortas (dendritas), obtiene la información, la procesa y envían la información a través de su axón con o sin otras neuronas de interestación. Intercambio gaseoso: territorio capilar Entrega de oxigeno: tejido Transporte: sangre arterial y venosa Los trabajos son en SNC de animales, si se quiere análisis funcionales son modelos crónicos, animales vivos sometidos a estímulos, en los cuales se miden ciertas respuestas o sus componentes químicos, bioquímicos, acidez, etc. de los medios que están involucrados. Tenemos el cerebro cerebelo, tronco encefálico que se continua hacia abajo con la medula espinal y aquí encontramos principalmente el bulbo (medula oblonga), la protuberancia un poquito más arriba y es ahí donde se sitúa la mayor parte de- acúmulos- las células que son capaces de responder a lo que dijimos anteriormente y enviar señales a los efectores de la respiración que también describimos. Actualmente se lo ve no como unos nódulos aislados, sino que se lo ve y define como una RED (en que hay mucha intercomunicación) RED de células quimiosensibles organizadas en grupos que cumplen una determinada función. Van a haber varias variables que hacen que una neurona se comporte de una manera en una circunstancia y de otra en otras Esto es un centro respiratorio.* Los distintos colores indican las diferentes funciones, algunos son capaces de generar ritmos respiratorios, activar neuronas inspiratorias o inspiratorias, otras solo inspiratorias o solo espiratorias, estas células son especialmente sensibles a los estímulos químicos, algunas también se encargan de la función motora de la laringe. Estas son las áreas, donde con mayor probabilidad se encuentra un mayor número de células que cumplen alguna de estas funciones. Actualmente para evitar el nombre antiguo que le daba alguna función rígida, se le llama generadores de patrón central o generador de ritmo central, a esos varios acúmulos de células que cumplen con estas características que definimos, que son capaces de ser sensibles a los estímulos y son capaces de estimular al efector; que nos permiten respirar y realizar todas las funciones. *No es necesario aprenderse los nombres de los núcleos: • Complejo de Botzinger : tiene neuronas espiratorias, generalmente se caracteriza por … los estímulos inspiratorios • Complejo pre-Botzinger • Grupo respiratorio ventral rostral • Grupo respiratorio ventral caudal • Núcleo ambiguo • Complejo parabraquial Kolliker • Núcleo del tracto solitario Recibe estímulos – cortical voluntario: necesito respirar más por que me voy a enfrentar a determinada tarea, etc... Se adelantan, no son voluntarios, modelan el centro respiratorio no es de que se vaya a censar los gases, así se decide como y cuando respirar: – antero alimentación – retroalimentación Aferentes: SNC tiene funciones voluntarias otras de integración, funciona como un centro. Receptores Se relacionan con las emociones, no se puede controlar; la respiración cambia cuando se está en una situación difícil cargada a algún tipo de emoción; pero también el área en amarillo (el área que va a ser estimulada), también recibe estímulos desde el pulmón de unos receptores de estiramiento y también unos de irritación, que están tanto en al vía aérea como en el intersticio pulmonar, por lo que podría deducirse que al tener el pulmón mas inflado o menos inflado podría producir cambios en el SNC (centro respiratorio) y también tener alteraciones en el intersticio pulmonar, o en la vía aérea, también podría determinar cambios en que va a actuar el SNC. También hay órdenes desde receptores en musculo y tendones, el sistema respiratorio se preocupa en algún momento de ser adecuado en sus órdenes. En el dibujo también están integrados los elementos que pueden participar en la retroalimentación (una vez producido el producto final –los gases- entonces los quimiorreceptores periféricos, tanto de la carótida como de la aorta también le mandan mensajes al SNC). Aferencias: -vagales: terminan en el núcleo del tracto solitario .hay unos receptores pulmonares de adaptación lenta, que tienen que ver con cambios de volumen - receptores pulmonares de adaptación rápida Estos receptores: - Monitorean: – cambios en volumen pulmonar – velocidad de cambios de volumen (en la que influyen las características de los bronquios) Indirectamente el SNC se entera de todo lo que está pasando - Resultan en: – reflejo inspiratorio excitatorio (seguir respirando, o empezar la respiración) – reflejo inspiratorio inhibitorio (parar) – Efecto inspiratorio excitatorio de la inflación pulmonar sobre la descarga frénica Una vez que el SNC recibió y …. Se decide entonces a enviar un estímulo eferente. Esto no tiene posibilidades de demora, o la respiración quedaría a medias El proceso se parcelará solo con el propósito de analizarlo: • -Una vez recibido el estimulo aferente, envía señales a la motoneurona, luego a la placa motora de los músculos del sistema respiratorio para realizar su función • Las descargas continuas, organizadas, coordinadas, adecuadas- de acuerdo al momento-, generan el ciclo respiratorio Ejemplo de estímulos eferentes Tenemos gráficos durante la inspiración y la espiración, en distintos grupos celulares –agrupaciones de células-algunos de ellos se caracterizan por ser más sensibles ciertos estímulos que los hacen iniciar una inspiración, otros reforzar una espiración, otros iniciar la espiración, etc. Entonces, (no es necesario saberse los nombres) pero se indica que hay un conjunto de grupos celulares que se están repartiendo y coordinando entre ellos, para dar una inspiración. Inicialmente existe una descarga frecuente (intensa) que da inicio a la inspiración, dada por un grupo de células, y otras, que retoman su rol más importante en una especie de “reforzamiento de la inspiración” hacia el final d ella inspiración, en términos de lo que se ve finalmente; el movimiento del aire en la vía aérea. Hay también otro grupo de células que se encarga solo –se mantiene en silencio toda la inspiración- se encarga solo del refuerzo final y entre este grupo y otro; reconocidos como inspiratorios, mantienen alguna descarga tónica durante el inicio de la espiración, mientras otras células quedan en silencio y toman el rol las espiratorias. La espiración normalmente es pasiva, pero hay una pequeña descarga hacia el final de la respiración. Si se observa que producto de esto se produce la contracción de los músculos, se ve que el frénico en relación con todas estas descargas va a llegar a amentar su descarga hacia el final de la inspiración y luego va disminuyendo, pero no cesa bruscamente; disminuyendo, hasta que en una fase tardía de la inspiración, no descarga nada, y el grupo de músculos de la laringe se mantiene sin descarga en la inspiración y durante la espiración se mantiene descargando, porque lo que hace es mantener la permeabilidad del aire Los músculos abdominales solo actúan en una parte, va a depender por si es necesario en ese momento, por ejemplo, en ejercicio intenso; hay una espiración activa, se necesita bastante actividad y respuesta de parte de los músculos. Hay una especie como de “posta?” en que uno inicia el comando, otro se mantiene un poco, luego refuerza, el otro refuerza hacia el final; unos mantienen actividad tónica y después… Las descargas del SNC afectan a los músculos. Músculo: - diafragma -músculos intercostales - escalenos -otros músculos que son “ayudadores” cuando se necesitan, no siempre se usan, lo mismo que los espiratorios (abdominales, ECM, escalenos) Tiene que haber algo que se encargue de la permeabilidad de la vía aérea superior, y no solo con la permeabilidad, sino que también coordinarla con los otros movimientos del sistema respiratorio. Los músculos se encargan de que se produzca la función respiratoria “la bomba respiratoria” Las motoneuronas de los intercostales se encuentran entre T1 y T12, los abdominales entre T3-T4, el diafragma ente C3 y C9 EN clínica es importante saber, por ejemplo, si hubo lesión en alguno de los segmentos de la medula espinal, por mas que el control centrar esté indemne, el efector final no está funcionando. La espiración tiene dos partes, al hacer mediciones, esto se comporta (al medir la actividad eléctrica del diafragma), en la parte final de la espiración el diafragma está quieto, cuando está haciendo fuerza no está haciendo descarga eléctrica, durante el inicio de la inspiración comienza a generar su actividad eléctrica, hasta que hacia el final de la inspiración ha hecho lo máximo de su actividad. Luego comienza a aparecer la espiración, aun mantiene una actividad tónica, que se mantiene en la primera mitad, después silencio nuevamente. Respecto a los músculos de la vía aérea superior, durante la inspiración están tranquilos, peor en la espiración se encargan de mantener la apertura de la vía aérea superior. Hay una interrelación éntrelos musculo de vía aérea central – incluso extra torácica, lo que se acerca mucho a nuestro territorio de trabajo 1313- y los tiempos de la respiración; también hay un conjunto de músculos abdominales, que tiene una actividad eléctrica hacia el fin de la espiración. ¿Por qué si estos músculos mantienen la vía aérea superior, en la inspiración no están activos? Basta que la contracción del diafragma produzca una presión negativa, que la vía aérea central, extra torácica esté firme, no colapsada; si hay colapso, es patológico. Basta con la presión negativa. Los músculos de la vía aérea superior, que más allá de la tráquea, son controlables, a través de que nervio: • Ala nasal: medio facial; importante en los niños • Faríngeos: ambiguo/glosofaríngeo, rama faríngea del vago • Liso bronquial: ambiguo/vago • Liso laringe: recurrente laríngeo Los músculos como grupo controlan en calibre de la vía aérea Hay Músculos con actividad rítmica respiratoria (y sus nervios) • Nasolabial: facial • Lengua: hipogloso • Velo del paladar: trigémino A través de estos nervios, se conecta con el efector final, produce entonces, flujo de aire hacia adentro y hacia afuera del sistema respiratorio. Para medir como se mide la respiración en reposo, se usa un aparato, que no es exactamente igual al espirómetro; la persona se conecta con una boquilla y una que va dentro de la boca, hay un solo circuito con el sistema boca-vía aérea- pulmón. Para impedir el escape de aire, se sella con otro vaso que tiene agua. Se puede medir en reposo. Se registra el volumen inspirado y espirado, en el tiempo; la persona está conectada a un sistema cerrado que recoge el aire y que esta respirando en condición basal. El efecto final, es que la persona respira con un determinado CICLO RESPIRATORIO. Si se hace un grafico, es en volumen v/s tiempo, la persona inicia su tomada de aire, hasta un máximo, luego sopla; despacio; moviliza aproximadamente 500ml. En un minuto se respira unas 12-16 aprox., en ejercicio aumenta, y durante el sueño, probablemente es más reposado que el basal. El ciclo respiratorio tiene una fase inspiratoria; una espiratoria, etc. Se puede medir el tempo inspiratorio, tiempo total, relación tiempo inspiratorio/inspiratorio. ¿Qué crees que nos informará esta parte inicial, inspiratoria, respecto a control? Controla si está haciendo bien la inspiración y probablemente va a ser mucho más intensa en el caso que el sistema nervioso central esté censando que así es necesario, va a ser más grande y en la espiración la parte es pasiva pero también hay participación de las neuronas, o vimos en ese grafico en el que salía las descargas. Es importante conocer la relación entre tiempo inspiratorio y tiempo total, inspiratorio/espiratorio, porque justamente hay neuronas que se …. Hay ciertas enfermedades que se caracterizan por alterar esta relación. A alguno de ustedes le suena de haber visto a alguien soplando largo aunque esté en reposo? Ustedes lo tratan de imitar y el soplido es largo. Es un daño bronquial, un gran fumador tendrá ese patrón respiratorio, so informa que probablemente su vía aérea está obstruida. Volvemos entonces a pensar que estamos en esta secuencia de hecho y entonces, dijimos que teníamos la comunicación de este sistema nervioso central con la información que le llega y la información que sale del sistema nervioso central. Dijimos que la retroalimentación informa al centro respiratorio desde el producto final, probablemente los gases. Y la antero alimentación informa al centro respiratorio desde otros estímulos ajenos al producto final. Antero alimentación: Estímulos que actúan directamente sobre las neuronas del centro respiratorio. Contribuyen a ajustar el set point o nivel de actividad ideal que el centro respiratorio decide que producirá el producto final ideal, por eso estamos hablando de ejercicio, sueño, de enfermedades, de subir alturas; adecuada a las distintas situaciones fisiológicas. El embarazo es otra condición que cambia esta condición. Retroalimentación: Por otro lado, la retroalimentación desde e, producto final es para recordarles lo que ustedes ya dijeron, oxigeno, CO2. Aparte del CO2, la formación de protones, que medimos nosotros como la acidez o pH. ¿Cómo entran en contacto estas células quimiosensibles del sistema nervioso central? Principalmente, si aquí tenemos dibujada la medula, es decir, la zona donde dijimos que teníamos estos acúmulos de células que son quimiosensibles. Bueno, les llega desde los vasos que están contiguos al LCR el aporte del CO2 que mezclado con agua va a dar acido carbónico que finalmente va a estar en equilibrio con el CO2 y el agua y esto, que libera hidrogeniones, lo medimos como concentración de hidrogeniones o pH, y ese grado de acidez es censado por un receptor especifico para eso. Las células quimiosensibles del sistema nervioso central fundamentalmente son sensibles a CO2 y a pH (concentración de hidrogeniones). Por ejemplo si hay un ¿hiposema? importante, el sistema nervioso central no responde mucho. En cambio si cuando hay estos fenómenos. ¿Cómo se llama el contacto? El cuerpo neuronal a través de sus dendritas se comunica en una zona, depende si en la zona dorsal o ventral del bulbo. Toma contacto con alguna zona más con el LCR, donde hay zonas que están bañadas con el LCR, toman contacto con los vasos sanguíneos a través del intersticio. En el dibujo la relación de tamaño no es correcta, las neuronas son como 5 veces del tamaño de los glóbulos rojos (mide 7 micras) .Aquí vemos dibujado lo mismo, vasos sanguíneos, LCR, las neuronas que estarían ubicadas en el bulbo. Periféricos: No hay solo control central, también hay estímulos periféricos. Están en la carótida, justo en su bifurcación entre interna y externa, ahí está el cuerpo carotideo, que tiene unas células especiales que constituyen el glomus carotideo, que son sensibles, es decir, están constituidas por receptores que son sensible al oxigeno, pero no a cualquier oxigeno, porque en estos momentos ustedes no están teniendo estimulo de su glomus carotideo, sino que cuando su presión arterial de oxigeno baja de 60. Se acuerdan de la importancia de…. Se acuerdan, en ese punto es importante, porque desde ahí hacia abajo se está en riesgo, se esta hipoxémico. Entonces, en esa zona es donde es sensible. Hay una imagen del glomus carotideo en la bifurcación de la carótida y un dibujo de lo mismo. El tipo uno son esas células que son sensibles a la hipoxemia. ¿Cómo funciona esto?: Bueno, esto representa a una célula del glomus carotideo que está en contacto con el oxigeno, que ha traspasado la zona correspondiente al vaso capilar, y esto produce finalmente cambios en el calcio y salida de neurotransmisores que estimulan a la vía aferente que va a estimular al sistema nervioso central y le avisa al hipocentro, cosa que está representada aquí también, el sistema nervioso central, los nervios que comunican y los sensores que son del cuerpo aórtico y cuerpo carotideo. Retroalimentación entonces, dijimos que frente a la baja de oxigeno produce un aumento de la ventilación, particularmente cuando el oxigeno baja de 60, si es que se mantiene el CO2 estable. Pero si además se agrega que la presión de CO2 está alta, se produce el efecto más marcado. Estos quimioceptores periféricos no son muy sensibles al CO2, son responsables del 30% de la respuesta al CO2, recuerdan que dijimos que el sistema central es muy sensible a cambios del CO2 y del pH, y los quimioceptores periféricos a oxigeno que sea bajo a 60 y se refuerza su sensibilidad si es que esta ¿ocurriendo intercambio? , pero CO2 mismo no es el principal estimulo. ¿El cuerpo aórtico también es periférico? También es periférico, pero no tan importante. Es periférico en el sentido que está afuera del central, se comporta parecido pero no es tan importante, es más importante el cuerpo carotideo. Resumen: El sistema nervioso central, células que son sensibles que reciben estímulos desde cuerpo carotideo, cuerpo aórtico, receptores del pulmón que ya mencionamos, receptores de la pared y todo eso contribuye a darle la información necesaria para que a su vez de la orden de contracción. ¿En los centrales, pasa el CO2 y los hidrógenos de la sangre al LCR, y ahí están las dendritas y ahí es receptado? Sí, pero también hay algunas zonas donde no está en contacto con el LCR y si es sensible a esos valores es por la proximidad del mismo gas desde vasos sanguíneos y por eso la cosa tópica va junto con la cosa funcional, depende si está bañado o no por LCR. Centros respiratorios: Tienen como producto final el mover el aire y ajusta la ventilación de acuerdo a los cambios del consumo de oxigeno, producción de CO2, adecuando el estado del sueño-vigilia, mediada por actividad pontina y suprapontina con el objetivo final de darnos un buen intercambio gaseoso, pero también estas células tienen otras funciones. Otras funciones: Las mismas células que ya estudiamos como cultivadoras de la respiración hacen otras funciones y también sus moto neuronas hacen otras funciones y deben coordinar sus efectores, sus estímulos efectores y los efectores de otras funciones. ¿A alguien se lo ocurre otra función? Otras funciones es el control postural, por ejemplo la musculatura abdominal. La fonación, los reflejos protectores de la vía aérea superior; las maniobras expulsivas. Los reflejos protectores de la vía aérea superior: tos, estornudo, deglución. Las maniobras expulsivas: parto, vómito, defecación, diuresis. Fíjense como esto significa que tiene que haber un control central que coordine, para ustedes es particularmente importante este asunto de la deglución, las patologías de vías aéreas o de descontrol de esta coordinación hacen que la persona no pueda realizar ambas funciones en forma coordinada. Finalmente, lo que hace es enfermarse debido a respira el contenido que debió haber deglutido, porque pasan libremente, durante la inspiración, hacia las vías aéreas. Resumen: Aferencias al generador de patrón central (centro respiratorio): Emociones y control voluntario: centros cerebrales superiores y sistema límbico. CO2 y pH: quimioceptores medulares Oxigeno menor a 60, (CO2 y pH, menos sensibilidad): quimioceptores periféricos. Generadores de patrón central: Núcleos: puente, bulbo (grupo respiratorio dorsal, grupo respiratorio ventral) Generador de patrón central envía estímulos a: Neuronas inspiratorias: diafragma, intercostales externos y escalenos. Neuronas espiratorias: intercostales internos y abdominales. Respiratorio 10b: Fisiología pleural Actualmente se sabe que tiene actividad más que estar ahí protegiendo las estructuras, las paredes del pulmón como ustedes ven, aquí hay una foto que muestra entonces su capa de células mesoteliales y un conjuntivo debajo, un conjuntivo laxo y uno más apretado, y debajo hay algo de grasa. Esto se acompaña de vasos sanguíneos y terminaciones nerviosas. Hay entonces, la pleura, recubre por dentro la pared, la que se llama pleura parietal y la que recubre por fuera el pulmón y también hace el recorrido por el mediastino, está cubriendo el resto de las estructuras del mediastino y del diafragma. La pleura parietal y l visceral son un poco distintas, la visceral es más delgada, para tener una comparación en micras, para ubicarse con el grosor de esta membrana: Visceral: 15 a 35 micras Parietal: 30 a 40 micras Componentes principales: las pleuras y el líquido pleural, que está entre las pleuras. De pleuras tenemos aproximadamente 4000 cm2, está constituido por células mesoteliales, el tejido conjuntivo y los vasos, por donde fluyes los solutos y el agua, forman este líquido y lo retiran. Una cosa muy característica entre estas células hay uniones apretadas, y que en algunas zonas con espacios que permiten el paso de pequeños solutos. Existe un trasporte en la visceral, transerosa. Se sabe hace algunos años que existe un trasporte transcelular activo. También hay una evidencia indirecta de que habría transporte acoplado a solutos. El otro detalle de la anatomía importante es recordar que hay microvellosidades apicales en las células mesoteliales y estas aumentan la superficie de intercambio. Funciones de la pleura Reduce la fricción entre los dos órganos, la pared torácica interna y el pulmón. El liquido tiene glicoproteínas que son ricas en acido hialurónico, que lo producen las mismas células mesoteliales. La superficie apical de las células hay fosfolípidos adheridos, tiene función de lubricación e impedir que exista un transporte libre, disminuyendo la permeabilidad. Esquema de la pleura, la parietal bastante parecida a la animal, de donde surge la investigación. Entonces, en la pleura parietal, aquí está dibujada la pared completa, se pueden reconocer los músculos intercostales, esta capa de conjuntivo que tiene los capilares y los linfáticos, estos vasos sanguíneos provienen de la circulación sistémica. En la superficie las células mesoteliales, que si bien tienen uniones juntas, a veces se interrumpen dejando estos estomas que tiene varias micras de diámetro y que permiten pasar algunos componentes. Pero estos estomas, no es que estén distribuidos a lo largo de toda la pleura, en el ápice no hay, son abundantes en la zona baja, sobre el diafragma. Esto se ve como una explicación, hay zonas donde se acumula primero el líquido, antes que en otras zonas. La pleura visceral, que tenemos al otro lado, tenemos también capilares en la conjuntiva, pero son de origen de la circulación endémica pulmonar. Aquí tenemos representado el compartimento del alveolo pulmonar que efectivamente en la superficie del pulmón está bien cercana a la pleura y, por lo tanto, esto es importante, porque enfermedades del pulmón afectan a la pleura, y producir una herida en la pleura podría producir daños en el pulmón. En neumotórax por ejemplo, alguien que recibe una punción del pulmón. La situación normal es que hay una consistencia de ambas pleuras, se habla de un espacio virtual porque estas dos superficies están casi en contacto, sin roce. Además, si aquí se produce liquido, tiene que haber un sistema que lo recolecte. En la pleura parietal caudo ventral, sobre el diafragma y hacia adelante, el sistema linfático se comunica directamente con el espacio pleural, entonces desde ahí, los vasos colectores hacia los linfáticos y terminan en colectores mas centrales como en conducto torácico. Esto no ocurre en la pleura visceral. En la pleura parietal en la zona diafragmática caudal, tiene estomas, estos pequeños orificios que permiten el paso de células y partículas. Las proteínas en general pasan con otros mecanismos. El líquido pleural es de 18 ml en el adulto, repartido en toda esta superficie, su grosor es de 5 a 24 micras, es un espacio virtual. ¿Qué es? Es un filtrado de plasma por dos membranas, el endotelio capilar (los vasos) y el mesotelio pleural. Su composición en relación al suero: • Baja concentración de proteínas • Bicarbonato alto • pH alto • glucosa igual • Células: 1700/mm3 • 75% macrófagos: retirar productos que están sobrando • 23%linfocitos • 1% mesoteliales **no hay que aprendérselos de memoria los números, pero en general sí. En enfermos aumenta el volumen y se altera la composición. ¿Cómo funciona normalmente el sistema de presiones? La tendencia natural del pulmón, es su posición de reposo es achicarse un poquito. El tórax va a estar ejerciendo una cierta fuerza de expansión y el pulmón de retracción, y como están pegados por estas estructuras anatómicas, adyacentes, se mantienen en su posición con una cierta tensión, que es una presión negativa en el espacio pleural. El tórax tiende naturalmente a expandirse, el pulmón a achicarse, así se mantiene una presión negativa. ¿Qué pasa si le pongo un tubito abierto al exterior? Entra aire, porque tiene presión negativa, en accidentes se producen acumulaciones de aire o neumotórax, porque se comunicó la presión atmosférica con esta presión negativa, que para igualarse, entra aire y empuja al pulmón y se achica. Como el filtrado de suero es dinámico, tenemos la idea de que es una cosa activa, el liquido se mueve, permanentemente entrando y saliendo el agua y el resto de los componentes del liquido. ¿Qué lo mueve? El movimiento del líquido en el espacio pleural con presión negativa, se mueve por la permeabilidad del endotelio capilar, porque el líquido proviene del interior de los vasos. Eso, mas la diferencia de presión entre el capilar y el intersticio. Por el otro lado, menos el coeficiente de reflexión de solutos, que se refiere a la posibilidad que pasen en este caso proteínas a través del endotelio. Esto multiplicado, en el sentido le restamos esto, multiplicado a la presión oncótica en el capilar, menos la del intersticio. ¿Qué es la presión oncótica? La presión que hacen las proteínas en el plasma. En el intersticio también hay proteínas, de modo que si hay predominio de proteínas dentro del vaso el resultado neto respecto a este factor es que le entra agua al vaso. Si por el otro lado, hay proteínas abundantes en una condición patológica en el intersticio, el agua va a tender a salir hacia en intersticio, siguiendo a la proteína. Esa fuerza es ejercida por la concentración de proteínas. En resumen: El movimiento del líquido depende de: • Permeabilidad de endotelio capilar • Diferencias de presión hidrostática, entre capilar e intersticio que lo rodea • Diferencias de presión oncótica, permanentemente saliendo líquido el espacio, se devuelve por los estomas, lo toman los linfáticos. Algo parecido ocurre en la pleura visceral, pero es dependiente de las presiones hidro estáticas, sin comunicarse sus linfáticos con el espacio pleural directamente, en la parietal si la hay. • Coeficiente de posibilidad de paso de las proteínas a través del endotelio. El dibujo es más o menos lo mismo, con más detalle, más cercano a la realidad. Esta la pleura parietal, la visceral, el espacio, sus presiones y las presiones de los capilares parietal y visceral, los linfáticos intersticiales comunicados y no comunicados. En condiciones patológicas se puede acumular liquido en el espacio pleural, que puede ser por distintos mecanismos, podrían ser alteraciones en la permeabilidad, de las presiones hidrostáticas y oncóticas. Cada una de esas alteraciones corresponde a cierto tipo de patologías y son como uno se puede acercar a través del análisis de los componentes que dijimos antes que está presente en el liquido pleural, de modo que estudiar ese liquido en un enfermo si es posible, porque tiene bastante liquido y nos permite acercarnos al mecanismo de la enfermedad respiratoria y a tratarla. ¿Qué pasa cuando una persona tiene liquido pleural en exceso de esos 18 ml? Produce dolor respiratorio, también si tiene una cantidad importante, hay que saber mecánica respiratoria, es fácil imaginar que ocupando ese espacio, desplazando el pulmón, va a interferir con la función respiratoria. Entonces el paciente va a consultar porque le molesta como síntoma la dificultad para respirar y dolor, porque hay inervación en la pared Puede haber otras enfermedades, que no son solamente liquido, puede ser moho, puede haber infección, pero también puede haber aire. Estas alteran la función normal del espacio pleural y producen síntomas. ¿Qué hay que hacer en ese momento? Cuando tengamos la experiencia de ver un paciente con tos, etc. Y no es posible sacar liquido, hay que acordarse de que la presión, esa que definimos en condiciones normales, puede estar muy alterada si es que hay liquido entremedio, pero si también el liquido ha estado mucho tiempo, y el pulmón esta comprimido. La presión en el espacio pleural no solo depende de los factores que antes analizamos, sino que depende de cuan distensible sea ese pulmón, da un límite en cuanto a la seguridad del procedimiento, para asegurarse de no generar una gran presión negativa en ese espacio. Actúa en la mecánica del pulmón en el sentido que está lleno de aire y si se crea una gran presión negativa se va a terminar sacando agua desde los vasos. ¿La permeabilidad del endotelio depende de capa capilar? Piensa en que factores están a favor de que se mueva el liquido, mientras más permeabilidad, más pasaje; mientras más diferencia de presión entre el capilar y el intersticio, más pasaje; menos el coeficiente de solubilidad de las proteínas, que a su vez contribuye mas al paso de las proteínas cuando hay mayor diferencia de presiones. VEAN LA FORMULA.