Universidad De CaraboboEscuela de Ciencias Biomédicas y Tecnológicas Carrera Medicina, Asignatura: Fisiología y Biofísica Módulo de Fisiología General SESIÓN PRÁCTICA Nº 1 I.- ÓSMOSIS EN CÉLULAS VEGETALES Materiales: Sacabocados de 8 a 10 mm de diámetro 3 cilindros graduados de 50 mL cada uno Agua destilada Soluciones de NaCl al 0,9% y 10% (peso/volumen) Papas grandes Técnica: Usando el sacabocados corte 3 cilindros en la papa, cada uno de aproximadamente 5 cms de longitud. Rotule cada cilindro con los números 1 (H 2 0); 2 (NaCl 0,9%) y 3 (NaCl 10%). Añada a cada cilindro alrededor de 20 mL de las soluciones correspondientes. Realice la lectura en cada cilindro (L1) y anótela. Luego coloque en cada cilindro una pieza de papa con lo cual se elevará el nivel de la solución y realice la 2da lectura (L2). El volumen de la pieza de papa será igual a la resta entre L2-L1. Este volumen corresponde al volumen inicial de cada pieza de papa (Vi). A continuación coloque cada pieza de papa en su correspondiente solución de H 2 O, NaCl 0,9% y NaCl 10%, durante 2 horas. Finalmente repita la determinación de los volúmenes de la pieza de papa, esta lectura corresponderá al volumen final de la papa (Vf). RESULTADOS Medio Volumen inicial (1) Volumen final (2) Cambio de volumen (2-1) % de cambio* Agua destilada NaCl 0,9g% NaCl 10g% * % de Cambio = Cambio de volumen (ml) x 100 Volumen inicial (ml) II.- PROBLEMAS DE COMPARTIMIENTOS LÍQUIDOS DEL ORGANISMO Y UNIDADES PARA EXPRESAR LA CONCENTRACIÓN DE SOLUTOS 1- Prepare una solución 0,1N de NaOH 2- Prepare una solución que contenga 142 mEq.L -1 de Na+ y 142 mEq.L -1 de Cl¯ 3- Calcule la osmolaridad de una solución de NaCl al 0,9% y de una solución de Dextrosa al 5% 4- Calcule el número de mEq.L -1 de Na+, Cl¯, K+, HCO 3 ¯ y Ca ++ existentes en una solución que contiene: NaCl: 6,44 g.L -1 NaHC0 3 : 2,52 g.L -1 CaCl 2 : 0,28 g.L -1 KCl: 0,37 g.L -1 5- En una persona sin función renal se inyectaron por vía endovenosa 1,5 g de inulina. La concentración de inulina plasmática en equilibrio fue de 100mg.L -1 . Asumiendo que no hubo pérdida del indicador, calcule el volumen de distribución de la inulina. 6- Discuta el efecto que tiene la infiltración de una solución inyectada en el sitio de punción venosa en la determinación de volúmenes corporales por el método ó principio de dilución del indicador. 7- Al determinar el volumen plasmático por el método de dilución, qué condiciones deben llenarse con respecto a: Volumen del material inyectado Osmolalidad del material inyectado Tiempo de recolección de la muestra Sitio de recolección (extracción de la muestra) 8.- Ante un paciente pediátrico con deshidratación hipertónica se decide hidratar con 45,5 mL de solución 0,45%. En la medicatura se dispone de agua destilada estéril y solución de NaCl al 0,9%. Responda: A.- ¿Cómo se prepara la solución requerida? B.- ¿Cuál es la osmolaridad de ambas soluciones? C.- ¿Cuántos mEq de NaCl tienen esas soluciones? D.- Justifique la utilización de solución NaCl 0,45% en este paciente. 9.- La glucemia plasmática normal es de 70 a 100 mg.dL -1 . A- Exprese estos valores en mmol.L -1 B- Indique la cantidad de moles.L -1 10.- El umbral renal para la excreción de glucosa es de 180 mg.dL -1 A- Indique la cantidad de mosm.L -1 de glucosa en la sangre para que aparezca glucosuria 11.- La concentración de Na + en el LCR (líquido cefalorraquídeo) es de 150 mEq.L -1 A- Exprese estos valores en mmol.L -1 FÓRMULAS Y VALORES ÚTILES mEq/L = mg% x 10 x Valencia peso atómico mg% = mEq.L -1 x peso atómico Valencia x 10 Nota: Si se trata de un compuesto, usar el Peso molecular. Método de dilución del indicador: Q V = C Q= cantidad del indicador administrado C= Concentración del indicador en el compartimiento V= volumen del espacio o compartimiento Otros datos útiles: Elemento Peso atómico Na 23 O 16 H 1 Cl 35,5 C 12 K 39 Ca 40 Dextrosa 180 Mol: es el peso molecular de una sustancia expresada en gramos Equivalente (Eq): es un mol de sustancia ionizada, dividido entre su valencia. PM en gramos 1 Osmol= v Siendo v= Nº de partículas liberadas por una molécula en solución Solución Molar: es la que contiene 1 mol de soluto en 1 litro (L) de solución Solución Molal: es la que contiene 1 mol de soluto en 1 kilo (Kg) de solvente (agua) Solución Normal: es la que contiene 1 Eq-gramo de soluto en 1 litro (L) de solución Solución Osmolar: es la que contiene 1 osmol de soluto en 1 litro de solución Solución Osmolal: es la que contiene 1 osmol de soluto en 1 Kilo (Kg) de agua destilada. Osmolalidad del plasma en una persona normal: 285-295 mOsm.Kg -1 Referencias Bibliográficas. 1- Tharp Gerald,D Experiments in Phisiology. Mc Millan, 1993. pág 11 2- Montoreano,R. manual de Fisiología y Biofísica para estudiantes de Medicina. Vol 1 capítulo 1. Nota: Este excelente libro también está disponible en la red PRÁCTICA 2. MOVILIZACIÓN DE SUSTANCIAS ENTRE LOS COMPARTIMIENTOS LÍQUIDOS Ejercicios y Preguntas. 1.- Una membrana (m) permeable a pequeños iones pero impermeable a grandes aniones proteicos (Prot - ) separa dos compartimientos (1 y 2). El sistema está en equilibrio de Gibbs-Donnan. Calcule las concentraciones de los iones restantes (mmol.L -1 ). (1) (2) [ Estado final del equilibrio de Donnan. 2.- Sabiendo que entre el líquido intracelular y el intersticial existe un efecto Donnan: ¿Cuál es la importancia, en ese sentido, de la ATPasa de Na + /K + (bomba de Na + /K + ) en la conservación del volumen celular? 3.- ¿Qué es una membrana semipermeable?. De un ejemplo. 4.- ¿Qué diferencia existe entre filtración y ultrafiltración? + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - [Na + ] 1 = ? [Prot - ] 2 = ? [Na + ] 2 = 133,3 mmol/L [Cl - ] 2 = ? [Cl - ] 1 = 66,7 mmol/L 5.- ¿Por qué una célula con un potencial de membrana de – 70 mV, realiza un trabajo eléctrico (W) al expulsar un catión Na + ? 6.- Con los datos del ejercicio N°1, y aplicando la ecuación de Nernst, calcule el potencial de membrana. Considere el sistema a 37° C. Dato: V 2 – V 1 = 61,5 mV log [Na + 1 ] [Na + 2 ] 7.- Aplicando la primera ley de difusión de Fick, calcule la tasa inicial y dirección del flujo neto de urea en el siguiente problema: Las soluciones A y B están separadas por una membrana cuya permeabilidad (P) a la urea es de 2 . 10 -5 cm . seg -1 y cuya área de superficie (A) es de 1 cm 2 . La concentración de urea en A (CA) es de 10 mg . mL -1 y en B (CB) de 1 mg . mL -1 . PRÁCTICA 3 PREGUNTAS Y PROBLEMAS PARA DISCUSIÓN EN CLASE. 1.- Una persona tiene un volumen globular (volumen eritrocitario) de 2100 mL. Si su hematocrito corporal es de 42%, calcule su volumen total de sangre o volemia. 2.- El óxido de deuterio y la inulina se inyectan en un varón normal de 30 años de edad. Se concluye que el volumen de distribución del óxido de deuterio es de 42 L y el de inulina, de 14 L: A) El volumen del líquido intracelular del sujeto es cercano a 14 L. B) El volumen del líquido intracelular del individuo es cercano a 28 L. C) El volumen plasmático del individuo es cercano a 7 L. D) El agua corporal total calculada para el individuo no concuerda con valores fisiológicos, indique posibles causas. 3.- Un estudiante de Medicina de 70 Kg de peso tiene aproximadamente 28 L de LIC y 14 L de LEC, con una osmolaridad de estos compartimientos de 300 mOsm/L. Calcule: a) Número total de osmoles en el LIC. b) Número total de osmoles en el LEC. 4.- En Fisiología General y Celular se estudian los “Segundos Mensajeros”. ¿Hay primeros mensajeros?. Si existen, nombre ejemplos se ellos. 5.- Sabiendo que las hormonas tiroideas T 3 y T 4 son liposolubles y se unen, en las células blanco, a receptores intracelulares nucleares: ¿Qué porción de la membrana celular atraviesan?. ¿Requieren para actuar de segundos mensajeros?. 6.- ¿Qué relación existe entre la toxina del Vibrio cholerae y la adenilciclasa (AC)?. Explique el mecanismo de la severa diarrea que ocurre en el cólera. 7.- ¿Qué se entiende por comunicación yuxtacrina?. Dé un ejemplo de ella. 8.- En base a sus conocimientos de regulación del número de receptores de una célula. ¿Qué ventaja tienen los niveles oscilantes o pulsos de un mediador químico?. 9.- ¿Qué es homeostasis? ¿Por qué el término ha sufrido modificación en su significado?. Analice la concentración de gonadotropinas en el LEC durante el ciclo menstrual. ¿Es rigurosamente constante?. 10.- Analice en un texto de Fisiología moderno, los diagramas de regulación de secreción tiroidea y de oxitocina (durante el parto). ¿Indique en cada caso el tipo de circuito de retroalimentación (positiva o negativa?). 11.- ¿Qué le pasa al potencial de membrana de reposo (Vm) si se inhibe la ATP-asa de Na + y K + con ouabaina? 13.- En base al esquema de “Homeostasis intracelular del calcio”: ¿qué le sucede a la concentración intracelular de Ca 2+ si se inhibe con ouabaina la ATP-asa Na + y K + ? 14.- Realice un gráfico cartesiano entre la concentración extracelular de potasio en mM (eje X) y el potencial de reposo de la membrana celular en mV (eje Y). Discuta la relación entre ambas variables.