Unidad temática I | FISIOLOGÍA

Mecanismos de transporte a través de la membrana celular

Sep 9, 2021 | Unidad temática I

Objetivo de aprendizaje

Explicar el movimiento de iones y agua a través de la membrana celular como un concepto fundamental de la fisiología.

Resultado de aprendizaje

Explica los términos de difusión y ósmosis a través de la experimentación.

Discute las características estructurales de la membrana celular y los mecanismos de transporte a través de ella.

Glosario de términos

Difusión: Es el fenómeno en el que las moléculas en disolución se desplazan a favor de un gradiente de concentración, no requiere una membrana.

Difusión simple: Es el fenómeno en el que las moléculas o iones pasan directamente a través de la membrana, a favor del gradiente de concentración.

Difusión facilitada: Es el fenómeno en el que se requieren proteínas transmembranales para que algunas moléculas puedan difundir a favor de un gradiente de concentración, no requiere energía.

Ósmosis: Se define como el paso de agua desde una solución de baja concentración de soluto hacia una solución de alta concentración de soluto, separadas ambas soluciones por una membrana semipermeable.

Ion: Son átomos o grupos de átomos que tienen una carga eléctrica. Los iones con una carga positiva se denominan cationes y los que tienen carga negativa se denominan aniones.

Osmolaridad: Es la medida usada para expresar la concentración total de sustancias en disoluciones (osmoles/litro). En un organismo normal la concentración está alrededor de 290 miliosmoles.

Osmolalidad: Es la concentración molar del conjunto de moléculas osmóticamente activas en un kilogramo de solvente.

Ecuación de Van´t Hoff: Se utiliza para medir la presión osmótica.

π = nCRT

Donde: n= número de partículas disociales por molécula, C = concentración total de solutos, R = constante de los gases, T = temperatura en grados Kelvin.

1. Introducción

Debido a sus características fisicoquímicas, el agua se considera como el disolvente universal. En los sistemas biológicos, esta premisa es importante ya que el agua corresponde al principal componente. En el varón adulto promedio, el agua constituye del 50 al 70 % de la masa o peso corporal total (PCT). Dicho porcentaje se puede dividir en líquido intracelular (LIC = 40% del PCT) y líquido extracelular (LEC = 20 % del PCT), subdividida a su vez en agua plasmática (5% del PCT) y agua intersticial (15% de PCT), esto se puede observar en la figura 1.

Figura 1. Distribución de agua en los compartimientos corporales. Los hombres tienen aproximadamente 60% de agua en el organismo, mientras que las mujeres tienen un mayor porcentaje rondando el 55%. De esta cantidad de agua, 2/3 corresponderán a LIC y 1/3 a LEC, del cual el 80% se encontrará en el líquido intersticial y 20% en el plasma.

El contenido de agua y solutos en estos compartimentos no es estático, cambian debido a su movimiento por los procesos de difusión (solutos) y ósmosis (solvente).

El transporte de solutos se clasifica en pasivo si no requiere energía metabólica o activo si requiere la hidrólisis de ATP. La difusión simple y facilitada son ejemplos de transporte pasivo; mientras que, el transporte activo se divide en primario o secundario (figura 2).

La difusión simple es el proceso por el cual un gas o un soluto disuelto se expande como consecuencia del movimiento aleatorio (energía cinética) de sus moléculas hasta llenar todo el espacio disponible, por lo cual no requiere atravesar una membrana.

La difusión facilitada ocurre cuando un soluto difunde a través de una membrana semipermeable gracias a proteínas transportadoras a favor de su gradiente de concentración, de lo contrario, sólo será posible su traslado por medio de transporte activo.

Por otro lado, el movimiento neto de agua a través de la membrana semipermeable se conoce como ósmosis. Este movimiento requiere un gradiente de concentración de solutos, de tal manera, que el paso de agua irá del lugar donde hay menos solutos a donde hay más.

Figura 2. Diagrama que esquematiza los diferentes tipos de transporte. El transporte de partículas se puede clasificar en pasivo si no requiere energía metabólica y activo si utilizará energía. Dentro del transporte pasivo podemos describir a la difusión simple y facilitada. El transporte activo se puede clasificar como primario o secundario.

El movimiento de agua a través de la membrana plasmática determina el volumen celular. La regulación de dicho volumen es muy importante, ya que las células animales no pueden soportar la entrada de grandes cantidades de agua, debido a que entran en un estado de turgencia (es decir, se hinchan), e inclusive, pueden llegar a lisarse (explotar). Si una célula es colocada en un medio con una concentración de solutos mayores (hipertónico) que aquellos que hay en el espacio intracelular y la membrana es poco permeable a dicho soluto, el agua intracelular saldrá de la célula. En cambio, si es colocada en una solución con menor concentración de solutos (hipotónico) en comparación con los que están presentes en el interior celular, el agua de la solución entrará en la célula (figura 3). El movimiento del agua en estas condiciones se denomina ósmosis, la presión necesaria para evitar dicho movimiento se denomina presión osmótica (ecuación de Van´t Hoff, encontrada en el glosario).

Figura 3. Ejemplo de ósmosis en los eritrocitos en diferentes medios con distinta tonicidad. La tonicidad es la osmolaridad de una solución comparada con la osmolaridad del plasma.

Los solutos que promueven el movimiento de agua de un lado al otro de la célula son denominados osmóticamente activos. Es importante aclarar que la cantidad de partículas osmóticamente activas no siempre es igual a la concentración de dicho soluto. Por ejemplo, la sal común (cuya fórmula química es NaCl) tiene por cada molécula de sal dos partículas osmóticamente activas, los iones sodio y cloruro. La cantidad de partículas osmóticamente activas por litro de agua se denomina osmolaridad. Recordemos que el agua es una molécula anfipática, lo que quiere decir que tiene una carga negativa (O^–) y positiva (H⁺) por lo que puede ser atraída por cargas tanto positivas como negativas.

Los iones que se mueven a través de la membrana celular además poseen carga eléctrica, el Na⁺ por ejemplo tiene carga positiva, mientras que el Cl^– está cargado negativamente. Los iones presentes al interior y exterior celular se encuentran por lo tanto en diferente concentración química y con diferentes cargas eléctricas. La diferencia de concentración química en ambos lados de la membrana promueve el movimiento de los iones, generando así cambios rápidos en las cargas acumuladas a ambos lados de la membrana (polarización de la membrana), dichos cambios provocan una diferencia de voltaje que se conoce como potencial de membrana. Así, el movimiento de los iones provoca un potencial de membrana generado por difusión.

Actividades en la sesión

Se recomienda dividir al grupo en equipos para que cada equipo realice un experimento, o en su caso seleccionar alguno de los experimentos para trabajar de forma grupal y favorecer el desarrollo del resultado de aprendizaje.

Experimento 1. Factores que influyen en la difusión de una molécula en solución: Temperatura

Material: 2 vasos de plástico transparente, agua destilada a temperatura ambiente, agua destilada caliente y colorante líquido.

En un vaso de precipitados coloca la mitad de su volumen en agua a temperatura ambiente, en otro vaso coloca la misma cantidad de agua a temperatura elevada (se recomienda calentar hasta punto de ebullición y dejar reposar 10 min antes de usarse). Adiciona a cada vaso una gota de colorante y registre el tiempo en que ocurre la difusión del colorante.

¿En cuál experimento difundirá más rápido el colorante?, ¿por qué?

¿Es posible saber la velocidad de difusión del colorante?, ¿cómo la obtendrías?

Experimento 2. Ósmosis en una membrana biológica

Material: 1 huevo (se proporcionan dos por si la membrana se rompe),1 popote transparente, 1 barra de silicón, 1 pistola para silicón, colorante líquido, vaso de precipitados donde quepa el huevo, agua destilada y tijeras.

Tome un huevo y retire cuidadosamente un poco del cascarón sin romper la membrana que separa el cascarón de la clara, de preferencia hacer esto en el extremo más ancho, ya que es más fácil romper el cascarón sin romper la membrana (figura 4A).
Posteriormente, perfora el vértice opuesto de manera que sea posible introducir un popote al interior del huevo, el popote en el huevo debe estar en contacto con la clara, sin romper la yema. Sella herméticamente el espacio entre el popote y el huevo con ayuda de la pistola de silicón y vierte un poco de agua con colorante en el popote hasta ver con claridad un nivel de agua en el popote (figura 4B).
Finalmente, coloca el huevo con la membrana expuesta hacia abajo dentro del vaso previamente llenado con agua destilada a temperatura ambiente. Es importante que la membrana esté sumergida en el agua (Figura 4C).

Figura 4. Ósmosis en una membrana biológica

4. Marca el nivel de agua al inicio y cada 10 minutos por una hora, registre sus datos y construya una gráfica (mm/minutos).

¿Qué ocurrió en este experimento? ¿Cómo se puede explicar este fenómeno?

Experimento 3. Ósmosis en una membrana sintética

Material: 10 gr de azúcar, 35 ml de agua destilada, 2 bolsas de celofán, plumones, ligas, 2 recipientes de 500 ml, 1 litro de agua de la llave y 1 jeringa de 20 ml.
1. Vierte los 10 gramos de azúcar en 20 ml de agua destilada. Con ayuda de la jeringa, separa 5 ml de la solución que acabas de preparar y agrega 10 ml de agua destilada. Ahora tenemos 15 ml de solución saturada y 15 ml de una solución diluida.
2. Toma dos bolsitas de celofán y etiquétalas con la leyenda “saturada” y “no saturada”, a cada una viérteles la solución de 15 ml según corresponda y amárralas con un hilo o liga para evitar derrames.
3. Coloque las bolsitas en un recipiente con al menos 500 ml de agua de la llave y deja las bolsitas en el recipiente con agua al menos durante 2 h.
4. Posteriormente, retira las bolsitas del agua y con la jeringa mide el volumen final de cada bolsita.
¿Hay alguna diferencia entre los volúmenes inicial y final de cada experimento?

¿En cuál de los experimentos encontraste mayor diferencia de volumen?, ¿por qué?

Experimento 4. Difusión en 2D

Material: 1 cucharada de café soluble, agua, jeringa de 20 ml, caja de Petri con grenetina, caja de Petri con agua, celular para fotografías, regla para medir el radio, Excel para realizar la gráfica.
1. Prepara una solución con 1 cucharada de café soluble en 2.5 ml de agua.
2. Coloca sobre la mesa una caja Petri con grenetina y una con agua a temperatura ambiente y espera a que el agua se estabilice.
3. Agrega una gota de la solución concentrada de café en el centro de tu recipiente (debes agregarla con mucho cuidado para evitar mover el medio lo menos posible).
4. Toma fotografías al inicio del experimento y después de cada 15 minutos, debe ser a la misma distancia y en el mismo ángulo, debes tomar al menos 5 fotografías (figura 5).
5. Mide el radio del colorante en cada fotografía y realiza una gráfica, en el eje “x” coloca el valor del radio al cuadrado y en el eje “y” el tiempo. Determina la ecuación de la recta de tu gráfica y el valor de la pendiente divido entre 4 corresponderá al coeficiente de difusión del café (figura 6).
Figura 5. Ejemplo del experimento 4. Realiza distintas fotografías del café difundiendo en las cajas de Petri y mide el radio del colorante.

Figura 6. Gráfica resultante de la difusión del colorante. En el eje X podemos apreciar el tiempo en minutos, y en el eje Y el radio de la difusión del colorante, y se generó una pendiente que permite calcular el coeficiente de difusión del colorante.

Ahora que ya tienes tu grupo control, diseña dos experimentos modificando alguna variable (temperatura del agua, concentración del café, salinidad del medio, viscosidad del medio, etc.).

Experimento 5. Actividad en línea

Revisa el contenido del siguiente enlace sobre movimiento browniano: http://prometeo.matem.unam.mx/recursos/Licenciatura/Un100/recursos/_Un_067_MovimientoBrowniano/index.html
1. Referencias
1. Sharyn A. Endow, Adam P. Russell, Basics: Biophysics-A-step-by-step Introduction to concepts for students. Lesson plan: Diffusion. 2015.
2. Ganong, Fisiología Médica. Barret, K. E., Barman, S. M., Boitano, S., & Brooks, H. L., 25ª edición. McGraw Hill – Lange, México, 2016.
3. Hall, John E., Guyton & Hall Tratado de Fisiología Médica, 12ª edición, Elsevier – Saunders, Barcelona, 2011

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Fisiología como ciencia experimental (método científico y clínico) y homeostasis.

Sep 9, 2021 | Unidad temática I

Objetivos de aprendizaje

Explicar las etapas del método científico a través de la aplicación de un evento de control homeostático.

Resultado de aprendizaje

Estructura las etapas del método científico a través del diseño de un ejemplo de control homeostático de la temperatura.

Glosario de términos

Fisiopatología: Disciplina científica que se ocupa de las modificaciones ocurridas en el funcionamiento del organismo cuando sobre él actúan una o más causas de enfermedad.

Variable dependiente: Es un factor que se está midiendo en una investigación, la cual será afectada por otro factor conocido como variable independiente. En una relación entre variables es el efecto o el resultado.

Variable independiente: En un contexto experimental es la variable manipulada para conocer los efectos que producirá sobre la variable dependiente. En una relación ente variables es la causa o antecedente.

Datos cuantitativos: Variables cuyas categorías implican jerarquía, cantidad o magnitud. Son valuadas utilizando valores alineados de menor a mayor (ordinales) o una unidad de medida (intervalos o razón)

Datos cualitativos: Variable cuyas categorías reflejan atributos o características distintas, pero no cantidad o magnitud. Ninguna categoría se asume que es mayor o menor que cualquiera de las otras categorías. Son variables nominales.

Hipótesis: Explicaciones tentativas del fenómeno investigado que se enuncian como proposiciones o afirmaciones.

Hipótesis de investigación: Proposiciones tentativas sobre las posibles relaciones entre dos o más variables.

Hipótesis nulas: Contradicen a las hipótesis de investigación. Normalmente son proposiciones que niegan o refutan la relación entre variables.

Introducción

El estudio científico de la naturaleza nace de la necesidad del hombre de conocer el por qué de los fenómenos que lo rodean. Las ciencias naturales abren las puertas a poder conocer el funcionamiento de los seres vivos, y especialmente una de sus ramas, la fisiología humana, se centra en el estudio del cuerpo humano. Si bien se pueden aprender datos sobre el funcionamiento del cuerpo humano a través de la lectura de textos, la mejor forma de comprender la fisiología es a través del método experimental. El laboratorio es el lugar ideal para lograr este acercamiento, siendo el lugar donde los científicos pueden probar sus hipótesis a través del método científico. En la práctica clínica, también nos enfrentamos diariamente a interrogantes sobre la naturaleza de diferentes fenómenos fisiológicos y fisiopatológicos, y la resolución de estas interrogantes se denomina “método clínico” y constituye una rica fuente de nuevos conocimientos en medicina.

En Informática Biomédica se abordaron los temas de médico científico y método clínico, ahora utilizaremos estos conceptos y los pasos de cada uno aplicados al modelo general de homeostasis.

Pero primero, nos gustaría exponer ¿cuál es la importancia del Laboratorio de Fisiología?

El método científico
1. 1 El método científico
  
  ¿Puedes recordar los pasos del método científico que viste en IB?

Este método asume como principal propósito la obtención de nuevos conocimientos a partir de la aplicación de las leyes de la realidad objetiva. Para su aplicación se requiere de un abordaje lógico, práctico y confiable con el propósito de abordar diversos problemas, cuestionamientos y generar nuevo conocimiento.

El método científico se estructura en etapas sucesivas con la finalidad de obtener un conocimiento válido mediante la utilización de procedimientos, instrumentos y técnicas que resulten fiables y permitan minimizar la influencia de la subjetividad del investigador.

Se compone de los siguientes pasos:

i. Observación y pregunta de investigación: Identificación de un fenómeno de interés.

ii. Planteamiento de la hipótesis: Es una conclusión no probada que intenta explicar un fenómeno. Debe ser: a) verificable, b) específica, c) medible y susceptibles de ser descritas y, d) simples y claras.

Hipótesis nula: Proposición en la cual se establece la ausencia de relación entre las variables.

Hipótesis alterna: Proposiciones tentativas sobre la amplia gama de posibilidades o respuestas a la pregunta de investigación.

iii. Recolección de datos: Estos datos son obtenidos mediante del uso de nuestros sentidos o por medio de distintos instrumentos como cámaras, microscopios, amplificadores, entre otros.

iv. Análisis de los datos: Dependerá del tipo de datos colectados (cuantitativos o cualitativos).

v. Conclusiones: En esta sección se ponen en contexto los resultados obtenidos, discutiendo con la literatura relacionada y se resaltan los hallazgos del experimento. También se pueden discutir nuevas ideas para investigaciones futuras (perspectivas).

2. 2 El método clínico

Hoy en día se concibe al método clínico como “el método científico aplicado al trabajo con los pacientes, con peculiaridades que permiten el estudio de los enfermos”. En este sentido, cabe resaltar que un método no es derivado del otro, y por el contrario a lo largo de la historia el método clínico se ha visto muy enriquecido por el método científico, principalmente a partir del s. XIX con los aportes de Claude Bernard, quien aplicó la experimentación y la investigación científica en la medicina clínica.

Podemos delimitar al método clínico como el proceso sistemático que implica un análisis lógico y ontológico, con el objetivo de la atención del individuo, por lo que requiere del conocimiento del proceso salud-enfermedad, y que por lo tanto, no solo involucra el conocimiento clínico, sino también el epidemiológico y el social. De forma teórica se han descrito cuatro estrategias en el método clínico:

Estrategia de reconocimiento patrón: Descripción aprendida previamente (o patrón) de la enfermedad.
Estrategia de arborización: Vías potenciales preestablecidas mediante un método en que la respuesta a cada interrogante diagnóstica determina de manera automática la siguiente pregunta y finalmente lleva al diagnóstico correcto.
Estrategia exhaustiva: Investigación concienzuda e invariable de todos los hechos médicos respecto del paciente, seguida de la selección de los datos útiles para el diagnóstico.
Estrategia hipotético-deductiva: Es la formulación, a partir de los primeros datos acerca del paciente, de una lista breve de diagnósticos o acciones potenciales, seguido de la realización de aquellas conductas clínicas (historia y examen físico) y paraclínicas (estudios de gabinete o laboratorio) que reducirán mejor la longitud de la lista.

La delimitación de un problema médico, la posterior formulación de una pregunta clara y precisa que pueda ser respondida por varias hipótesis y después, una vez formulado el camino para contrastar estas hipótesis con la realidad, ayudarse de todas las herramientas que tiene el clínico a la mano para aceptar o rechazar sus hipótesis, será el método que caracterizará a un médico con mente científica y es por eso que para cualquier estudiante de medicina, y profesional de la salud, es de suma importancia conocer y dominar el método científico.

Tabla 1. ¿Puedes resumir las diferencias entre el método científico y el clínico? Llena el siguiente recuadro:

Método científico

Método clínico

Ahora que se ha descrito al método científico y clínico y hemos abordado la razón por la cual la fisiología debe ser abordada desde la experimentación, abordaremos el concepto de homeostasis, fundamental para entender holísticamente a la fisiología y cómo a través del método científico podemos integrar la información para formular preguntas e hipótesis pertinentes a esta materia.

3. Homeostasis

En 1870, Claude Bernard describió los principios básicos de la regulación fisiológica, evidenciando la necesidad del cuerpo de mantener un ambiente interno estable, lo que denominó como una «sorprendente constancia» del medio interno del organismo. Afirmó que los organismos complejos pueden mantener su medio interno (líquido extracelular) constante ante los desafíos del mundo externo. Sin embargo, en 1927, Walter Cannon fue el primero en acuñar el término «homeostasis» con la intención de transmitir la idea general propuesta por Bernard, y la definió como «una condición que puede variar, pero permanecer constante». Cannon se enfocó en ampliar la noción de «constancia» de Bernard del “medio interno” de una manera explícita. En 1950, el matemático N. Wiener propuso el esquema de un mecanismo de control con retroalimentación en máquinas que posteriormente se utilizaría como el modelo de homeostasis (Figura 1), cuyo objetivo es mantener el nivel de las variables fisiológicas dentro de un rango compatible con la vida (por ejemplo los niveles en la sangre de la glucosa, oxígeno, hormonas, etc.), este modelo sigue vigente hasta el día de hoy.

Figura 1. Diagrama de un sistema de regulación homeostático (en este caso de retroalimentación negativa). Si el valor de la variable regulada (X) cambia por un estímulo que perturbe el medio interno, este sistema intentará regresarlo a un punto fijo (Y), por lo tanto, también se conoce a este sistema como un sistema de retroalimentación negativa. En este ejemplo la variable regulada disminuyó (signo menos), el sensor mide esta perturbación, el detector de errores compara dicha medición (X) con el valor que debe tener (Y) y como salida da una señal de error. El controlador manda una señal de control al efector que se encarga de producir un aumento (signo de +) en la variable regulada para acercarla al punto Y.

Homeostasis es un concepto básico y necesario para comprender los mecanismos reguladores de la fisiología, en este sentido la definiremos como mantener un estado estable dentro de un organismo, independientemente de si los mecanismos involucrados son pasivos (por ejemplo, el movimiento del agua entre los capilares y el intersticio, reflejando un “equilibrio” entre las fuerzas hidrostáticas y osmóticas) o activos (por ejemplo, el almacenamiento y la liberación de glucosa intracelular). Este “equilibrio” está garantizado gracias a los procesos fisiológicos que actúan de manera coordinada en el cuerpo y que impiden que los cambios en el entorno interfieran en su funcionamiento. Factores como el pH, la temperatura, la osmolalidad del plasma, la glucosa y el calcio son críticos para el funcionamiento normal de la mayoría de los organismos y, por lo tanto, se controlan dentro de límites estrechos (rango homeostático).

Para explicar la homeostasis utilizaremos el modelo clásico de sistema de control lineal propuesto por Weiner con la finalidad de comprender el concepto, analizarlo y aplicarlo para el estudio de los procesos fisiológicos.

Un sistema homeostático funciona de manera que provoca que cualquier cambio en la variable regulada sea contrarrestado por un cambio en la salida del efector para restaurar la variable hacia su valor de punto de ajuste. Los sistemas que se comportan de esta manera se dice que son de retroalimentación negativa.

La homeostasis es producto de una resistencia natural al cambio de las condiciones óptimas, y el equilibrio es mantenido por muchos mecanismos reguladores. Todos los mecanismos de control homeostático tienen al menos tres componentes interdependientes para la variable que se regula: un receptor, un centro de control y un efector. El receptor es el componente sensorial que controla y responde a los cambios en el entorno, ya sea externo o interno (por ejemplo, termorreceptores y mecanorreceptores). El centro de control establece el rango de mantenimiento (límites superior e inferior) para la variable en particular y responde a la señal enviando señales a un efector o más (como los músculos, un órgano o una glándula). Cuando la señal se recibe y se activa, se proporciona una retroalimentación negativa al receptor. Un efector es el objetivo sobre el que se actúa, para que el cambio vuelva al estado normal.

Para enfatizar el proceso de estabilización, podemos distinguir dos tipos de variables una variable regulada (dependiente) y una variable no regulada (independiente). Una variable regulada (dependiente) es aquella para la cual existe un sensor específico dentro del sistema y que se mantiene dentro de un rango limitado por mecanismos fisiológicos. Por ejemplo, la presión arterial y la temperatura corporal son variables reguladas, porque los barorreceptores y los termorreceptores (estos receptores son los sensores) existen dentro del sistema y proporcionan el valor de la presión y la temperatura, respectivamente al mecanismo regulador. Las variables no reguladas (independientes) son las que pueden ser cambiadas por el sistema, pero para las cuales no existen sensores dentro de él. Las variables no reguladas se modulan para lograr una regulación constante de la variable. Por ejemplo, el sistema nervioso autónomo puede cambiar la frecuencia cardíaca para regular la presión arterial, pero no hay sensores en el sistema que midan la frecuencia cardíaca directamente. Por lo tanto, la frecuencia cardíaca es una variable no regulada.

4. Actividades en la sesión

Actividad 1. Para comprender el concepto de homeostasis, haremos un experimento utilizando como variables a la frecuencia cardiaca. La frecuencia cardiaca está modulada principalmente por las acciones del sistema nervioso autónomo (simpático la aumenta, parasimpático la disminuye), y está controlada por asas de retroalimentación negativa a través de sensores indirectos (los cuales que monitorizan otros parámetros, por ejemplo, la concentración de gases en sangre, o la presión arterial).

Antes de comenzar la actividad responde:

¿Qué es la frecuencia cardiaca promedio?
¿Cómo puedes determinar tu frecuencia cardiaca?
¿Es la misma frecuencia cardiaca promedio en todas las personas?
¿Que variables crees que influyan en las diferencias en la frecuencia cardiaca entre las personas?

Desarrollo de la actividad:

En este ejercicio en primer lugar observaremos dichas fluctuaciones de la frecuencia cardiaca (FC).

1) Trabajando en parejas, calcula la frecuencia cardiaca y regístralas cada 30 segundos, durante 5 min (utiliza la tabla de Excel anexa).

Figura 2. Palpación del pulso arterial (Seidel, et al., 2011).

Técnica para tomar la frecuencia cardiaca a partir del pulso radial: La persona exploradora (persona A) se coloca frente a la persona estudiada (persona B) y palpa la arteria radial. El segundo, tercer y cuarto dedos de la mano deben colocarse sobre la arteria radial (como se muestra en la figura 2). Nunca se debe palpar el pulso radial con el pulgar de la persona exploradora (persona A), porque su pulso puede ser más intenso que el pulso radial de la persona estudiada (persona B), y al hacerlo se registrará la frecuencia cardíaca del propio explorador (persona A). Se debe contar el pulso durante 30 s y multiplicar el número de latidos por 2 para obtener los latidos por minuto.

2) Comparen sus resultados y respondan las siguientes preguntas:

a) ¿Cuál es la FC y la temperatura promedio?

b) ¿Cuál es el rango (el intervalo entre el valor máximo y el valor mínimo) de valores en las mediciones?

c) Con los datos del grupo construye un histograma considerando los siguientes rangos de FC (50-59, 60-69, 70-79, 80-89, 90-99, >100). Utiliza la tabla de Excel anexa.

d) ¿Cuál es el valor promedio de la frecuencia cardiaca y la temperatura del grupo?

3) Ahora que tienes datos, elabora otro experimento en donde la frecuencia cardiaca sea la variable dependientes y exista una perturbación externa de esta. (Por ejemplo: Un estudiante baja y después sube 4 pisos).

4) Elabora una pregunta de investigación considerando a la frecuencia cardiaca como variable dependiente. (Ejemplo: ¿Cuál será el cambio en la frecuencia cardiaca y la temperatura después de bajar y subir 4 pisos).

5) Elabora hipótesis que intente explicar tu nueva pregunta de investigación (hipótesis alterna) y construye con tu docente una hipótesis que vaya en contra de la primera (hipótesis nula).

6) Compara con tus resultados con lo propuesto en tus hipótesis.

7) Discutan en grupo sus hipótesis y resultados.

Actividad 2. Viñeta clínica. Lee el texto que aparece a continuación y desarrolla las preguntas asociadas.

Paciente femenino de 28 años, sin antecedentes personales patológicos. Se presenta en la consulta debido a que, durante la ola de calor, cuando intenta hacer algún tipo de actividad física presenta mareo y debilidad, el cual, disminuye cuando regresa al estado de reposo.

¿Qué diagnóstico puedes integrar con la información presentada? ¿Por qué?
¿Estás usando el método científico o clínico? ¿Por qué? (Puedes guiarte en la figura 3).

Actividad 3. En el siguiente diagrama, coloca un ejemplo de acuerdo con el modelo de homeostasis (sigue el ejemplo).

RECUERDA

Homeostasis es uno de los conceptos fundamentales en Fisiología, cuando avancemos en cada clase pregúntate ¿cómo se mantiene la homeostasis?

Referencias:

Campos M, Lima D, Fernández F, Alayola A. (2020). El razonamiento clínico en la era de la medicina digital. Informática biomédica II. 1ra edición. México: Editorial Panamericana.

Cannon WB. (1929). Organization for physiological homeostasis. Physiological Reviews, 9(3): p. 399-431.

Sampieri-Cabrera R., Bravo S., Inclán-Rubio V. (2019). Teacher Guide: Homeostasis. https://doi.org/10.5281/zenodo.2667857

Argimon-Pallas J.P., Jimenez-Villa, J. (2019). El proceso de la investigación clínica y epidemiológica. En J.P. Argimon-Pallas (Ed.) Métodos de investigación clínica y epidemiológica, (5ª Edición, Cap. 1, pp. 3-7) Elsevier

Seidel, H. M., Ball, J. W., & Dains, J. E. (2011). Vasos sanguíneos. En Seidel, H. M. (Ed.) Manual Mosby de exploración física + evolve (7ma Edición, Cap. 15, pp. 424-455). Elsevier.

Real Academia Nacional de Medicina (s.f.): Fisiopatología. Recuperado el 7 de agosto de 2023 de https://dtme.ranm.es/

Torres, R.H.S.C.P. M. (2023). Metodología de la investigación (2nd ed.). McGraw-Hill Interamericana. https://bookshelf-ref.vitalsource.com/books/9786071520326