Human Physiology: The Mechanisms of Body Function. Vander. 8th edition.

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Corazón: ubicación.

El corazón, envuelto por una membrana serosa (el pericardio) está situado en la cavidad torácica. Ocupa parte del espacio que separa los pulmones, denominados mediastino.

Por mediastino se entiende el espacio torácico limitado:

1. Por delante: por el esternón y los cartílagos dorsales.
2. Por detrás: por la columna vertebral.
3. Por los lados: por los pulmones, recubiertos por una membrana serosa: las pleuras.
4. Por abajo: por el diafragma.
5. Por arriba: por la región cervical con la que se comunica.

El pericardio junto con las arterias y venas que salen y llegan al corazón mantienen a éste órgano en el lugar descripto.

Corazón.

Planos anatómicos.

Las descripciones anatómicas se basan sobre cuatro planos anatómicos que atraviesan el cuerpo en la posición anatómica. Existen muchos planos sagitales, frontales y transversos, pero sólo un plano medio.
El uso principal de los planos anatómicos es describir cortes e imágenes del cuerpo.

• El plano medio (plano sagital medio) es el plano vertical que pasa longitudinalmente a través del centro del cuerpo, dividiéndolo en las mitades derecha e izquierda.
• Los planos sagitales son planos verticales que pasan por el cuerpo, paralelos al plano medio. Es útil dar un punto de referencia que indique su posición, como un plano sagital a través del punto medio de la clavícula.
• Los planos frontales (planos coronales) son planos verticales que pasan por el cuerpo perpendiculares (en ángulo recto) al plano medio, dividiéndolo en las porciones anterior (frontal) y posterior (dorsal).
• Los planos horizontales (planos transversales) son planos que pasan por el cuerpo perpendiculares a los planos medio y frontal. Un plano horizontal divide el cuerpo en las partes superior e inferior. Es útil dar un punto de referencia que indique su nivel, como un plano horizontal a través del ombligo.

Compartimientos celulares.

Las membranas son las que generan los compartimientos celulares.

Básicamente RE, mitocondria (con doble membrana), núcleo (con doble sistema de membrana), peroxisomas, lisosomas y las vesículas emergentes del Golgi o las vesículas endocíticas.

Lisosomas.

En esta imagen vemos un lisosoma que tiene adentro una mitocondria y un peroxisoma→es secundario porque tiene algo adentro.

La función del lisosoma es degradar cosas. Están llenos de enzimas hidrolíticas (en presencia de agua hidrolizan proteínas en aminoácidos, lípidos en ácidos grasos, glúcidos complejos en glúcidos simples). Estas enzimas hidrolíticas tienen la particularidad de que trabajan a un pH al que ninguna otra enzima trabaja, trabajan a pH ácido. El lisosoma tiene un pH interno 4-5. Para mantener este pH interno ácido, el lisosoma tiene en su membrana una bomba de protones que permite el ingreso de protones desde el citosol hacia la luz del lisosoma. Además poseen canales de cloruro, porque no pueden entrar solamente protones (deben mantener la electroneutralidad).
La membrana del lisosoma es la única que posee una bomba de protones, por lo tanto esta bomba de protones es un marcador bioquímico. También posee una proteína: LAMP2. Las proteínas LAMP2 son proteínas asociadas a la membrana lisosomal, es una proteína típica de lisosomas, por lo tanto también es un marcador bioquímico.

Confocal immunofluorescent analysis of LAMP2 antibody with HepG2 cell.

Ejemplo: cuando hay una mutación en una enzima que es una glucosidasa, una hexoaminidasa A, hay un glucolípido, que tiene una ceramida, que no se degrada. Cuando no se degrada se acumula dentro del lisosoma, y los lisosomas se empiezan a llenar de gangliósidos, y así empiezan a ser no funcionales. Así se genera una enfermedad neurodegenerativa que se denomina enfermedad de Tay-Sachs.

Los lisosomas cuando se fusionan con lo que tienen que degradar forman lo que se llama lisosoma secundario. Se fusionan con moléculas solubles que son llevadas dentro de la célula por endocitosis, formando así una vesícula endocítica, que luego forma un endosoma temprano y un endosoma tardío. Cuando el lisosoma se fusiona con el endosoma, tenemos un lisosoma secundario. Pero también el lisosoma es capaz de degradar organelas o compartimientos viejos, y esto se llama autofagosoma, y este proceso se denomina autofagia. Los lisosomas también pueden fusionarse son fagosomas que contienen bacterias.

Peroxisomas.

Los peroxisomas, en lugar de tener enzimas hidrolíticas como tienen los lisosomas, tienen enzimas oxidativas: oxidan todo lo que pasa por ahí. En general oxidan ácidos grasos de cadenas muy largas, porque la mitocondria hace β-oxidación pero solo de cadenas de 20-24 C, no más. Pero hay ácidos grasos que son de cadenas muy largas y esto debe ser oxidado en el peroxisoma.
La membrana del peroxisoma tiene un transportador de tipo ABC que permite el transporte del ácido graso del citosol hacia el interior del peroxisoma y aquí el peroxisoma lo oxida a un ácido graso que tiene dos átomos de C menos, se genera un acetilo y un ácido graso más corto. Para esta oxidación se necesita oxígeno y como consecuencia de la oxidación se produce peróxido de hidrógeno (H₂O₂).
El H₂O₂ es tóxico para la célula, por lo tanto, rápidamente esta enzima catalaza va a degradar el H₂O₂ en H₂O y O₂.
La catalasa es un marcador bioquímico. Con la catalasa no se puede identificar a la membrana del peroxisoma, se puede identificar al peroxisoma.

Cuando el transportador de la membrana del peroxisoma que se encarga del transporte del ácido graso al interior del peroxisoma no funciona, el ácido graso no entra, por lo tanto no puede ser degradado, pero el problema es que se acumula en la célula y se produce una enfermedad que se conoce como adrenoleucodistrofia (ADL), la famosa enfermedad de Lorenzo. Es una enfermedad ligada al cromosoma X (es transmitida por las mujeres).

RE y aparato de Golgi.

Microfotografía electrónica donde se ve un RE muy desarrollado y todas las vesículas secretorias.

Acá se ve el retículo endoplasmático marcado con una proteína específica del RE que es el PDI (proteína disulfuro isomerasa), que es la encargada de poner los puentes disulfuro cuando se pliegan las proteínas.

Mitocondrias.

Doble membrana:

Funciones:

• Producción de ATP → función más importante

• β-oxidación de ácidos grasos

• Ciclo de la urea (degradación de ácidos grasos)

• Depósito de Ca²⁺ → es el principal depósito de Ca²⁺ de las células. Este depósito de Ca²⁺ no es fácilmente movilizable, el Ca²⁺ que se moviliza es es del RE.

Núcleo.

El núcleo es el gran compartimiento que contiene al genoma. Está rodeado por un doble sistema de membranas. Aquí ocurre la transcripción y maduración del ARNm, ARNt y el ARNr, se ensamblan los ribosomas. Dentro del núcleo ocurren también procesos de biosíntesis y biodegradación. La síntesis del ARN ocurre dentro del núcleo, pero también hay síntesis de lípidos.

El núcleo tiene un sistema del tipo proteasómico para la degradación.

Citoesqueleto.

 Los compartimientos vienen dados por las membranas pero la forma de la célula viene dada por el citoesqueleto.

Enterocito

Fibroblasto

Funciones de las membranas.

Tanto la membrana plasmática como las membranas de los compartimientos celulares evitan el pasaje de sustancias de un lado al otro.

La bicapa lipídica en general hace que la membrana sea impermeable a todo, lo único que puede atravesarla es el etanol.

Gracias a las membranas y a su impermeabilidad la célula eucarionte vive y es altamente eficiente, porque tiene enzimas que degradan todo dentro de las membranas de los lisosomas, y tiene enzimas que sintetizan hormonas proteicas dentro del compartimiento del RE.
El agua no pasa, hay canales de agua.
Las proteínas le otorgan permeabilidad a la membrana, por eso decimos que las membranas tienen una permeabilidad selectiva. Esta selectividad se la da el tipo de proteína que poseen las membranas. Por esto, hay membranas que dejan pasar el agua y otras que no.
Las membranas poseen proteínas que permiten la recepción de señales y también la transducción de señales al interior de celular. Además hay proteínas que permiten que las células se anclen a la MEC (matriz extracelular) y al citoesqueleto.
Los lípidos por su parte tienen constituyentes que van a ser sustratos y cofactores de enzimas, por ejemplo, PLA2. La PLA2 debe posicionarse sobre una PE, si no hay PE la PLA2 no se posiciona, entonces aquí la PE actúa como un cofactor, pero a su vez la PLA2 que estaba sacando un lípido de la membrana para degradarlo, aquí el lípido es un sustrato; entonces los lípidos de la membrana actúan de sustratos y cofactores. Y gracias a los lípidos la membrana tiene una determinada fluidez. La fluidez viene dada por la composición lipídica, pero si tenemos una alta cantidad de proteínas en una membrana, esa membrana será más rígida que una membrana que tenga menor cantidad de proteínas. Esto ocurre en membranas que son enriquecidas en proteínas como por ejemplo la membrana mitocondrial interna.

Extracción de las proteínas de la membrana plasmática.

¿Cómo podemos extraer las proteínas de la membrana plasmática? Con detergente.
Para la extracción de las proteínas de la membrana plasmática hay que desestabilizar interacciones entre la proteína y la membrana.
Para extraer proteínas transmembrana o proteínas ancladas a lípidos hay que desestabilizar las interacciones hidrofóbicas. En cambio para extraer proteínas periféricas, que ineractúan con otras proteínas o lípidos a través de cargas iónicas, entonces hay que desestabilizar las interacciones iónicas, y para esto hay que colocar la membrana en un tubo que tenga una concentración de KCl 1M (esto aumenta la fuerza iónica), así, la alta concentración de K⁺ desestabiliza la interacción entre los lípidos y las proteínas periféricas, entonces no se necesita detergente para estas proteínas.

Los detergentes disgregan la membrana plasmática. Los detergentes son micelas que cuando se van acercando a la membrana va intercalando las partículas de detergente con las partículas de la membrana para formar micelas un poco más grandes. De esta manera se pueden extraer las proteínas de la membrana.
Hay dos tipos de detergentes:

Los detergentes no iónicos no tienen carga, tienen polaridad pero no tienen carga neta. Disgregan la membrana pero la proteína la extraen en su conformación nativa: los detergentes no iónicos no desnaturalizan proteínas.

Acá vemos cómo los detergentes no iónicos pueden extraer de las membranas a las proteínas en su forma nativa. De acuerdo a la concentración de detergente que se agrega a un tubo de ensayo, podemos formar micelas o directamente extraer la proteína de la membrana.
Con detergentes no iónicos podemos extraer las proteínas de la membrana y medirles la actividad en un tubo de ensayo, porque la proteína se encuentra en su estado nativo, por lo tanto no pierde funcionalidad.

Orientación vectorial de proteínas y glucolípidos en las membranas.

Las proteínas deben tener una orientación, es decir, que el dominio extracelular es diferente al dominio extracelular. Esta orientación vectorial es lo que le da la topografía a la membrana. Entonces, toda la membrana en sí tiene una asimetría.
Ya hablamos de asimetría de bicapa (cómo es la distribución de lípidos) pero ahora hablamos de la asimetría de membrana y podemos decir que toda la membrana tiene una asimetría, porque las proteínas y los glucolípidos tienen una determinada orientación vectorial (de un lado hacia el otro) y eso va a favorecer que la membrana interactúe con lo que deba interactuar de un lado y del otro, es decir, del lado exoplasmático y del lado citosólico.

Alerta global por la pérdida de eficacia de antibióticos.

Descubiertos inicialmente en el moho de ciertos hongos, los antibióticos se difundieron a mediados del siglo pasado y volvieron banales cuadros que hasta ese momento ponían en riesgo la vida, como pequeñas heridas, diarreas, anginas e infecciones dentales. Paradójicamente, hoy la historia podría revertirse: infecciones que fueron fácilmente tratables desde que tenemos memoria podrían volver a ser peligrosas, si no se enfrenta sin dilación la resistencia frente a estos fármacos que bacterias, virus y hongos están desarrollando a un ritmo vertiginoso.

La Organización Mundial de la Salud acaba de dar a conocer el primer informe global sobre resistencia a los antibióticos, realizado en 114 países. Advierte que el fenómeno se registra en todas las regiones, y que las consecuencias de esta situación podrían ser "devastadoras". Entre otros datos inquietantes, menciona que en ciertos países dos antibióticos ya no funcionan en más de la mitad de las personas tratadas. Uno de ellos es el carbapenem, considerado el último recurso en infecciones graves.

En Europa, el sistema de vigilancia de la resistencia a los antibióticos comprobó que la Escherichia coli (causante de infecciones urinarias, meningitis, peritonitis, mastitis, septicemia y otras) presenta niveles de resistencia de entre el 32 y el 78%.

En Francia, "el 50% de las bacterias aisladas son resistentes a la penicilina y el 28%, a la meticilina", cuenta el investigador argentino Pablo Goldschmidt, que tiene a su cargo el desarrollo de nuevas técnicas de diagnóstico y de "consejo terapéutico" en el Hôpital Nacional des Quinze Vingts, de París. En la Argentina, estudios del Instituto Nacional de Enfermedades Infecciosas (INEI) detectaron un 70% de resistencia a la meticilina.

"También ya se registran niveles muy altos de resistencia del neumococo [muy frecuente en infecciones respiratorias graves]; hay datos alarmantes sobre las Neisserias, entre las que se encuentra el gonococo [causante de enfermedades de transmisión sexual, el antibiótico que se utilizaba hasta hace pocos años, la ciprofloxacina pasó del 2 a casi el 35% de resistencia en diez años], y altísima resistencia al estafilococo dorado [que puede causar infecciones cutáneas y de las mucosas, forunculosis o conjuntivitis, abscesos profundos, osteomielitis, meningitis, sepsis y otras enfermedades graves]", agrega el doctor Gustavo Lopardo, presidente de la Sociedad Argentina de Infectología.

"Aquí es un problema de salud pública igual que en todo el mundo -dice el doctor Jaime Lazovski, viceministro de Salud de la Nación-. Tal como viajan las epidemias, lo mismo pasa con las bacterias multirresistentes. Y lo grave es que están multiplicándose rápidamente, no sólo en el hospital, sino también en la comunidad."

El fenómeno de las bacterias resistentes a los antibióticos era previsible, pero lo que inquieta a los epidemiólogos y a los sistemas sanitarios globales es que está avanzando más rápidamente de lo que se esperaba. "En los últimos diez años, ha habido un incremento enorme -explica Lazovski-. En décadas anteriores, uno tenía una tasa estable de resistencia a la penicilina del 10%; ahora llega a entre el 35 y el 40%."

Lopardo sube la apuesta: para el especialista, habría que hablar de resistencia a los antimicrobianos y no sólo a los antibióticos, porque los laboratorios también detectan virus, hongos y parásitos que ya no son sensibles a los fármacos de rutina.

"Por su uso indiscriminado, ya hay una serie de países donde se registra resistencia a la cloroquina, el principal antimalárico, y a otros más modernos -ilustra-. Aquí, entre el 8 y el 9% de las nuevas infecciones con VIH ya son resistentes a drogas que se usan en el tratamiento."

¿Por qué se desarrolla la resistencia de los microbios? Según los especialistas, tiene varias causas. Una es su uso indiscriminado. "Muchas personas tienen angina con fiebre, por ejemplo, van a la farmacia y compran el antibiótico que les dieron el año anterior sin saber si el cuadro es viral o bacteriano. También hay médicos que los recetan libremente sin asegurarse de indicar el antibiótico específico para cada tipo de germen", dice Lazovski.

Existen muchas sustancias antimicrobianas (como la lavandina) que son inespecíficas (y tóxicas, tanto para los microorganismos como para los pacientes). Se habla de drogas o medicamentos con actividad antimicrobiana cuando son suficientemente específicos y poco tóxicos como para poder ser administrados a pacientes. "A éstos los llamamos coloquialmente antibióticos", explica el doctor Gabriel Gutkind, microbiólogo de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la UBA.

Variada resistencia

Según el científico, para todos los antibióticos hay microorganismos que son naturalmente resistentes (por ejemplo, los hongos son insensibles a los antibióticos antibacterianos). Pero los que son originalmente sensibles a los fármacos pueden adquirir resistencia de varias formas. "Una -dice Gutkind- es porque aparecen mutantes seleccionados [por la presión ejercida por el propio antibiótico] cuando el blanco molecular [sobre el que actúa el fármaco] cambia sólo un poco, como para que el microorganismo siga utilizándolo y pueda seguir creciendo, pero lo suficiente como para impedir que el antibiótico actúe. También pueden seleccionarse mutantes en los que el acceso del antibiótico a su sitio blanco esté dificultado."

Otro mecanismo general por el que las bacterias pueden adquirir resistencia es a través de procesos de transferencia de genes que codifican para funciones que no existían o no eran activas en el microorganismo sensible; por ejemplo, la degradación o inactivación del antibiótico. "De esos mecanismos de transferencia de genes, el más eficiente parece ser el que llamamos «conjugación» -prosigue Gutkind-, que consiste en la transferencia de material extracromosómico [plásmidos] de una bacteria a otra, cuando ambas están en contacto."

En los hospitales, muy probablemente muchos de estos intercambios de genes ocurren en las mucosas (especialmente en el intestino) porque son ambientes húmedos, donde los microorganismos seleccionados como resistentes (aun si son poco patógenos) están en contacto con aquellos que tienen la capacidad de infectar; en particular, a los pacientes hospitalizados.

Otras tretas que se piensa que los microbios ponen en juego para resistir la acción de los fármacos, explica Goldschmidt, son la sobreexpresión de la proteína blanco, la producción de enzimas que los destruyen, el aumento de la "impermeabilidad" de las bacterias (cierran sus poros de entrada), el mecanismo de flujo (en cuanto el antibiótico ingresa en la bacteria, hay bombas en la membrana que lo expulsan) y la "defensa altruista": fabrican sustancias que protegen a otras bacterias.

"Existen hoy mecanismos de resistencia adquirida para antibióticos que hasta hace pocos años se hipotetizaba que nunca existirían", agrega Gutkind.

En los hospitales, el uso intenso de antibióticos promueve la selección de la resistencia. Pero ahora ese proceso no está restringido al ambiente hospitalario.

Uso en animales

"A fines del siglo XX, toda la comunidad médica se dio cuenta de que a menos de que se descubrieran nuevas familias de antibióticos, se podría producir una crisis sanitaria -afirma Goldschmidt-. Se pensaba que el problema era el diagnóstico incorrecto [se dan antibióticos para cuadros virales, por ejemplo] y la falta de antibiogramas [para identificar exactamente qué bacteria está presente en una muestra y a qué antibiótico es sensible]. Pero hoy se identificó un nuevo factor: el uso de antibióticos en la cría de bovinos, gallinas y pescados, como prevención y para que desarrollen más masa muscular. Encontramos bacterias insensibles en las cloacas que salen de los criaderos. En 2003, la Unión Europea invitó a los criadores a no considerar que los antibióticos son factores de crecimiento."

Desde este punto de vista, el contacto con animales o la manipulación de alimentos en los que pueden estar presentes microorganismos resistentes puede ser una fuente de contaminación para los manipuladores y a través de éstos para otras personas.

Según la doctora Zulma Cannet, veterinaria del INTA Pergamino y especialista en avicultura, en la Argentina los antibióticos ya no deberían utilizarse en la cría de pollos y se están reemplazando por otro tipo de enzimas, prebióticos o probióticos. "Lo importante es que [los antibióticos] se retiren a tiempo, entre 7 y 14 días antes de faenar -comenta-. De hecho, hay algunos que ya están prohibidos. Todo está regulado por el Senasa. De modo que si el productor trabaja como corresponde, no deberían estar incluidos en la alimentación del animal."

En el escenario actual, antibióticos que hace 30 o 40 años ya no se usaban (muchas veces, porque habían resultado ser tóxicos) están volviendo a ser efectivos.

"El uso indiscriminado de estos remedios es a la vez un problema individual y social -subraya Lopardo-. Si yo tomo un antihipertensivo cuando no me corresponde, es un problema mío. En cambio, si tomo mal un antimicrobiano, mis hijos y los amigos de mis hijos van a tener que vérselas con las consecuencias."

Bacterias fortalecidas

En Europa, la Escherichia coli ya presenta niveles de resistencia de entre 32 y 78%. En Francia, la mitad de las bacterias es resistente a la penicilina y el 28%, a la meticilina

En la Argentina, la resistencia a la penicilina, históricamente ubicada en torno a 10%, es ahora de entre 35 y 40%

También en nuestro país, entre 8 y 9% de las nuevas infecciones con VIH son resistentes a drogas en el tratamiento

El antibiótico que se utiliza para el tratamiento del genococo, causante de enfermedades de transmisión sexual, pasó de tener una resistencia de 2% a 35% en sólo diez años

Fuente: Diario La Nacion. Viernes 9 de mayo de 2014

Introducción a la microbiología.

INTRODUCCIÓN

Microbiología → ciencia que estudia a los microorganismos

Microorganismos

• son organismos y agentes cuyo tamaño individual no permite diferenciarlos a simple vista (necesidad de un microscopio).
  
  
  

  

• pertenecen a diferentes grupos poco relacionados entre sí
• se los agrupa en una disciplina porque las técnicas para cultivarlos, identificarlos y estudiarlos son semejantes

       Impacto negativo de los microorganismos

• epidemias (peste bubónica, destrucción de poblaciones indígenas)
• deterioro de alimentos
  
  
  Impacto positivo de los microorganismos
  
  
• las conclusiones obtenidas a partir de microorganismos son extrapolable a otros sistemas biológicos ("lo que es cierto para E. coli también es cierto para elefantes")
• mejoramiento de la calidad de vida (medio ambiente, obtención de medicamentos y alimentos, etc.)

BREVE RESEÑA HISTÓRICA

• Primeras observaciones → van Leeuwenhoek (1632-1723), con un microscopio primitivo y rudimentario de una sola lente describe "animálculos"
• Edad de oro de la Microbiología → aprox. entre 1850 y 1910
• Pasteur refuta la "teoría de la generación espontánea" (aparición espontánea de vida a partir de materia inerte), establece la conexión entre deterioro de los alimentos y la presencia de microorganismos, postula la "teoría infecciosa de la enfermedad" y sienta las bases de las técnicas de asepsia (pasteurización)
• El cirujano ingles Lister obtiene por primera vez una evidencia indirecta de la teoría infecciosa de la enfermedad al aplicar en el campo quirúrgico una solución diluida de fenol
• El médico alemán Koch obtiene por primera vez una evidencia directa de la teoría infecciosa de la enfermedad, al demostrar que una bacteria es el agente causal de una enfermedad (bacilo de la TBC)

Postulados de Koch (para establecer la relación causal entre un microorganismo y una enfermedad)

1. El microorganismo debe estar presente en el individuo enfermo pero ausente en el sano
2. El microorganismo deber ser aislado y obtener un cultivo puro (aunque en la actualidad existen microorganismos que no se pueden cultivar en el laboratorio)
3. Se debe producir la misma enfermedad cuando el microorganismo aislado es inoculado en un huésped sano. Luego, el mismo microorganismo debe ser aislado otra vez del huésped inoculado enfermo.

Tener en cuenta que cultivar un microorganismo significa aislarlo y obtener una progenie o colonia a partir de él.

CLASIFICACIÓN DE LOS DOMINIOS

• Bacteria (Gram-positivas, Gram-negativas, Mitocondrias, Cloroplastos, Cianobacterias)
• Archaea (Hipertermófilas, Metanógenas, Halófilas extremas) → células procariotas.
• Eukarea (Animales, Plantas, Hongos, Flagelados, etc.). → células eucariotas.

Formas de las bacterias.  

ESTRUCTURA DE UNA CÉLULA BACTERIANA TÍPICA

※Dominios Bacteria y Archaea.

Desde el exterior hacia el interior

3 envolturas:

• Cápsula → estructura facultativa, que puede estar presente o ausente
• Pared celular → la distinción entre bacterias Gram-positivas o Gram-negativas reside estructuralmente en las características de la pared celular
• Membrana citoplasmática

• De ella protruyen los apéndices, que pueden ser: a) flagelos y b) fimbrias o pelos
• Las invaginaciones de la membrana citoplasmática se denominan "mesosomas"

Dispersos en el citoplasma se pueden observar diferentes elementos tales como ribosomas, inclusiones y una región nuclear (nucleoide) con el material genético. A diferencia de las células eucariotas, las procariotas carecen de orgánulos delimitados por membranas.

Importante!: las bacterias no poseen mitocondrias.

Célula procarionte:

Célula eucarionte:

CIRCUITO DE MATERIALES

1) Material limpio

↓

ACONDICIONAMIENTO

Se acondiciona con dos fines: a) mantener la esterilidad y b) no interferir con el agente esterilizante

↓

2) Material acondicionado

↓

ESTERILIZACIÓN

El proceso de esterilización debe ser: a) efectivo (es decir, debe eliminar a todos los microorganismos presentes en el material) y b) compatible (es decir, no debe alterar las propiedades fisicoquímicas del material)

↓

Material estéril

↓

USO

↓

Material contaminado → Si el material no es reusable se desecha como "Residuo patológico"

↓

ESTERILIZACIÓN

Si el material se va a desechar como "Residuo domiciliario" el proceso de esterilización debe ser efectivo pero no necesariamente compatible

↓

Material descontaminado → Residuo domiciliario

↓

LIMPIEZA

CONTROL DE LAS FUENTES DE CONTAMINACIÓN

Se realiza a través de:

• Técnicas o procedimientos asépticos

• El fin último de estas técnicas es no incorporar microorganismos extraños
• Las fuentes de microorganismos extraños son 3

1. ambiente --> "el aire no es estéril"
2. personal --> el personal debe ser entrenado y usas la vestimenta adecuada
3. materiales utilizados --> deben estar correctamente esterilizados

Bioseguridad

• El fin último de ésta es evitar la contaminación del operador y del medio.

Posición anatómica.

Todas las descripciones anatómicas se expresan en relación con la posición anatómica para asegurar que las descripciones no sean ambiguas. La posición anatómica se refiere a las personas (independientemente de la posición real en la que pueden estar) como si estuvieran en bipedestación erecta, con:

• La cabeza, los ojos y los dedos del pie dirigidos anteriormente (hacia adelante).
• Los miembros superior a los costados con las palmas mirando anteriormente.
• Los miembros inferiores unidos con los pies dirigidos hacia adelante.

Comparación de los tres tipos musculares.

Estrcutura del músculo liso.

Las células musculares lisas poseen un aparato contráctil de filamentos finos y gruesos y un citoesqueleto de filamentos intermedios de desmina.

El resto del sarcoplasma está repleto de filamentos finos que forman una parte del aparato contráctil. Entremezclados con los filamentos finos hay filamentos intermedios de desmina, que son parte del citoesqueleto de las células.

Fotomicrografía electrónica de células musculares lisas: esta fotomicrografía muestra partes de tres células musculares lisas. El núcleo de una de las células se ve en la parte inferior de la foto. Casi todo el citoplasma está ocupado por filamentos finos (de actina), que apenas se distinguen con este aumento. Las densidades citoplasmáticas, o cuerpos densos, que contienen α-actinina son evidentes entre los miofilamentos (↑). También se señalan cisternas del retículo sarcoplásmico (SR) y las vesículas de pinocitosis (PV). Las otras dos células en la parte media y superior de la fotomicrografía poseen uniones de hendidura (GJ) visibles que permiten la comunicación entre células contiguas. Las partículas oscuras pequeñas son de glucógeno. DETALLE: ampliación de la unión de hendidura. Obsérvese la presencia de vesículas pinocíticas.

Además, el citoesqueleto forma densidades citoplasmáticas o cuerpos densos que se ven entre los filamentos. Los filamentos finos del aparato contráctil junto con los filamentos intermedios de desmina se fijan en los cuerpos densos, que a su vez están anclados en el sarcolema.
Los componentes del aparato contráctil de las células musculares lisas son:

• FILAMENTOS FINOS, que contienen actina, tropomiosina y caldesmona.
• FILAMENTOS GRUESOS, que contienen miosina Ⅱ, que es similar a la encontrada en el músculo esquelético.

La contracción del músculo liso está regulada por el sistema Ca²⁺-calmodulina/cinasa.

Modelo propuesto para la contracción de la célula muscular lisa:Haces de miofilamentos que contienen filamentos finos y gruesos (en rojo) se adhieren a densidades citoplasmáticas (en beige). Éstas a su vez se adhieren al sarcolema. Las densidades citoplasmáticas son análogos intracelulares de las líneas Z del músculo estriado. Contienen la proteína fijadora de actina α-actinina. Debido a que los haces de filamentos contráctiles tienen una orientación oblicua con respecto al eje longitudinal de la fibra, su contracción acorta la célula y produce la forma “en tirabuzón” del núcleo.

 

Si bien la contracción del músculo liso está regulada por la concentración intracelular de iones calcio, el mecanismo por el que la célula responde a dicha concentración es diferente del que opera en el músculo estriado (voluntario). En el músculo liso, conlleva la participación de una proteína fijadora de calcio, la calmodulina que, en presencia de calcio, se combina con un precursor inactiva que fosforila a la miosina. Esta reacción es necesaria para la interacción de la actina con miosina. En ausencia de calcio, la cadena ligera de miosina presenta desfosforilación y surge la relajación. La tropomiosina y otras proteínas dependientes de calcio, enzimáticas o no, también participan en el mecanismo regulador.

El ciclo de la contracción muscular.

Cada ciclo de contracción se compone de cinco etapas: adhesión, flexión, generación de fuerza y readhesión.

• La adhesión es la etapa inicial del ciclo de contracción, en la cual la cabeza de la miosina está fuertemente unida a la molécula de actina del filamento fino (no hay ATP).

•  La separación es la segunda etapa del ciclo, en la cual la cabeza de la miosina se desacopla del filamento fino. En esta etapa, se une ATP a la cabeza de miosina que reduce la afinidad de la cabeza de miosina por la molécula de actina y hace que se desacople del filamento fino.

•  La flexión es la tercera etapa del ciclo en la cual la cabeza de la miosina, como consecuencia de la hidrólisis de ATP, avanza una distancia corta en relación con el filamento fino.

•  La generación de fuerza es la cuarta etapa del ciclo en la cual la cabeza de la miosina libera el fosfato inorgánico (Pi) y ocurre el golpe de fuerza.

•  La readhesión es la quinta y última etapa del ciclo en la cual la cabeza de miosina se une con firmeza a una nueva molécula de actina, y el ciclo puede repetirse.

En la regulación de la contracción intervienen el calcio, el retículo sarcoplásmico y el sistema de túbulos transversos.

Para la reacción entre la miosina y la actina tiene que haber Ca²⁺ disponible. Tras la contracción, el Ca²⁺ debe ser eliminado. Esta rápida entrega y eliminación de Ca²⁺ se consigue por la acción combinada del retículo sarcoplásmico y el sistema de túbulos transversos.
El retículo sarcoplásmico está organizado como una serie de redes repetidas alrededor de las miofibrillas. Cada red se extiende desde una unión A-I hasta la siguiente dentro de un sarcómero. La red contigua de retículo sarcoplásmico continúa desde la unión A-I hasta la siguiente en el sarcómero contiguo. Por lo tanto, una red de retículo sarcoplásmico rodea la banda A y la red contigua rodea la banda I.

Diagrama de la organización de la fibra muscular estriada: este diagrama ilustra la organización del retículo sarcoplásmico y su relación con las miofibrillas. Obsérvese que en las fibras musculares estriadas a cada sarcómero le corresponden dos túbulos transversos (T). Cada túbulo T está ubicado a la altura de la unión entre la banda A y la banda I y se forma como una invaginación del sarcolema de la célula muscular estriada. Está asociado con dos cisternas terminales del retículo sarcoplásmico que rodea cada miofibrilla, de manera que queda una cisterna a cada lado del túbulo T. La estructura triple que se ve en los cortes transversales, en donde hay dos cisternas terminales a los lados de un túbulo transverso que coincide con la unión entre una banda A y una banda I se denomina tríada. La despolarización de la membrana del túbulo T inicia la liberación de

Ca²⁺ desde el retículo sarcoplásmico y al final desencadena la contracción muscular.

En donde las dos redes se encuentran, a la altura de la unión entre las bandas A e I, el retículo sarcoplásmico forma un conducto anular de configuración apenas más regular llamado saco o cisterna terminal. Las cisternas terminales sirven como reservorios de Ca²⁺.
El sistema de túbulos transversos o sistema T consiste en numerosas invaginaciones tubulares de la membrana plasmática, cada una recibe el nombre de túbulo T. Los túbulos T penetran en todos los niveles de la fibra muscular y se ubican entre cisternas terminales contiguas a la altura de las uniones A-I. El complejo formado por un túbulo T y las dos cisternas terminales adyacentes se denomina tríada.

Tejido muscular: miofibrillas y miofilamentos.

La subunidad estructural y funcional de la fibra muscular es la miofibrilla.

Los músculos esqueléticos están compuestos por fascículos, que a su vez están compuestos por fibras musculares individuales. La fibra muscular está repleta de subunidades de disposición longitudinal llamadas miofibrillas. Las miofibrillas se extienden a todo lo largo de la célula muscular.

Las miofibrillas están compuestas de haces de miofilamentos.

Los miofilamentos son los polímeros filamentosos individuales de filamentos gruesos (miosina Ⅱ) y filamentos finos (actina y proteínas asociadas). Los miofilamentos son los verdaderos elementos contráctiles del músculo estriado. Los haces de miofilamentos que conforman la miofibrilla están rodeados por un retículo endoplasmático liso bien desarrollado, que también recibe el nombre de retículo sarcoplásmico. Este retículo forma una malla tubular bien organizada alrededor de los elementos contráctiles en todas las células musculares estriadas.

Organización de un músculo esquelético: un músculo está compuesto de haces de fibras musculares llamados fascículos. A su vez, cada fascículo está formado por un conjunto de fibras (células) musculares alargadas. La fibra muscular consiste en una agrupación de unidades longitudinales, las miofibrillas, que a su vez están compuestas por miofilamentos de dos tipos: filamentos gruesos (de miosina Ⅱ) y filamentos finos (de actina). Los miofilamentos se organizan de una manera específica que le imparten a la miofibrilla y a la fibra un aspecto estriado (estriaciones transversales). La unidad fucional de la miofibrilla es el sarcómero que se extiende desde una línea Z hasta la siguiente. La banda A marca la extensión de los filamentos de miosina. Los filamentos de actina se extienden desde la línea Z hacia la región de la banda A, en donde se interdigitan con los filamentos de miosina, como se ilustra en la figura. También se ilustran cortes a través de diferentes regiones del sarcómero (de izquierda a derecha): a través de los filamentos finos de la banda I, a través de los filamentos gruesos de la banda H, a través del centro de la banda A (en donde los filamentos gruesos contiguos están unidos para formar la línea M) y a través de un extremo de la banda A (en donde los filamentos finos y gruesos están superpuestos). Obsérvese que cada filamento grueso está en el centro de un hexágono cuyos ángulos corresponden a filamentos finos.

Las estriaciones transversales son la característica fisiológica principal del músculo estriado.

Fotomicrografía electrónica de fibras musculares esqueléticas: esta fotomicrografía electrónica de poco aumento muestra la organización general de las fibras musculares esqueléticas. Aquí aparecen pequeñas porciones de tres fibras musculares seccionadas longutudinalmente. En la célula muscular de la derecha se ve un núcleo periférico (subsarcolémico). Dos fibras (una en el medio y otra a la izquierda) contienen miofibrillas regulares separadas por una delgada capa de sarcoplasma (Sr) que las rodea. Cada segmento repetido de la miofibrilla entre líneas Z contiguas es un sarcómero (S). El modelo de bandas transversales visible en esta fotomicrografía es un reflejo de la disposición coincidente (“en registro”) de las miofibrillas (M) individuales; el modelo similar que aparece en la miofibrilla es un reflejo de la organización de los miofilamentos. El tejido conectivo en el espacio extracelular entre las fibras corresponde al endomisio del músculo.

Tanto las bandas A como las bandas I están divididas en dos mitades por regiones estrechas de densidad contrastante. La banda I está dividida por una línea densa, la línea Z, también llamada disco Z. La banda A oscura esta dividida en dos por una región menos densa, o clara, llamada banda H. Además, en la mitad de la banda H clara hay una fina línea densa llamada línea M.
El modelo de las estriaciones transversales del músculo estriado se debe a la manera en que se disponen los dos tipos de miofilamentos.

La unidad funcional de la miofibrilla es el sarcómero, el segmento de la miofibrilla que está ubicado entre dos líneas Z.

El sarcómero es la unidad contráctil básica del músculo estriado. Es la porción de la miofibrilla comprendida entre dos líneas Z contiguas.
La célula muscular completa exhibe estriaciones transversales a todo lo ancho porque los sarcómeros de las miofibrillas contiguas están “en registro”, es decir que hay una coincidencia precisa entre las bandas de una miofibrilla y las de sus vecinas.

Sarcómeros en distintos estados funcionales: en estado relajado (diagrama del medio) la interdigitación de los filamentos finos (actina) y gruesos (miosina) no es completa; las bandas H e I son relativamente anchas. En estado contraído (diagrama inferior) aumenta la interdigitación de los filamentos finos y gruesos de acuerdo con el grado de contracción. En estado distendido (diagrama superior) los filamentos finos y gruesos no interactúan, las bandas H e I son muy anchas. La longitud de la banda A siempre permanece igual y corresponde a la longitud de los filamentos gruesos; en cambio, las longitud de las bandas H e I se modifican proporcionalmente al grado de relajación o contracción del sarcómero.

Los filamentos gruesos de miosina están ubicados en la porción central del sarcómero, o sea, en la banda A. Los filamentos finos se fijan a la línea Z y se extienden dentro de la banda A hasta el borde de la banda H. Las porciones de dos sarcómeros ubicadas a cada lado de una línea Z constituyen la banda I y sólo contienen filamentos finos. En un corte longitudinal de un sarcómero, la línea Z aparece como una estructura en zigzag con material de matriz, matriz del disco Z, que divide en dos la línea zigzagueante. La línea Z y su material de matriz se anclan los filamentos finos de sarcómeros contiguos a los ángulos del zigzag a través de la proteína fijadora de actina α-actinina.
Los filamentos finos contienen actina F, tropomiosina y troponina. Los filamentos gruesos sólo contienen miosina Ⅱ.
La tropomiosina forma filamentos que se ubican en el surco que hay entre las dos cadenas de la actina F en el filamento fino. En el músculo en reposo (relajado), la tropomiosina y las troponinas ocultan el sitio de unión a la miosina que hay en la molécula de actina.
La troponina consiste en un complejo de tres unidades globulares. La troponina C (TnC) fija calcio, un fenómeno esencial para la contracción muscular. La troponina T (TnT) se una a la tropomiosina y ancla el complejo a la troponina. La troponina I (TnI) se une a la actina e inhibe así la interacción actina-miosina.

Fotomicrografía electrónica de músculo esquelético: en esta fotomicrografía de gran aumento se ve un corte longitudinal de las miofibrillas. La banda I, que es divida en dos mitades iguales por la línea Z, está compuesta por filamentos finos (de actina) apenas visibles. Éstos están fijados a la línea Z y se extienden a través de la banda I hacia la banda A. Los filamentos gruesos, compuestos de miosina, ocupan toda la longitud de la banda A. Obsérvese que en la banda A hay bandas y líneas adicionales. Una de éstas, la línea M, está en el medio de la banda A; la otra, la banda H menos electrodensa, está compuesta sólo por filamentos gruesos. Las partes laterales de la banda A son más electrodensas y corresponden a las regiones en donde los filamentos finos se interdigitan con los filamentos gruesos.

Diagrama de la estructura molecular de un sarcómero: diagrama que ilustra la distribución de los miofilamentos y las proteínas accesorias dentro de un sarcómero. Las proteínas accesorias son: titina, una molécula elástica grande que ancla los filamentos gruesos (de miosina) a la línea Z; α-actinina, que organiza los filamentos finos (de actina) en haces paralelos y los ancla a la línea Z; nebulina, una proteína inelástica alargada unida a las líneas Z que se enrosca alrededor de los filamentos finos y ayuda a la α-actinina a anclarlos a las líneas Z; tropomodulina, una proteína de coronación de la actina que mantiene y regula la longitud de los filamentos finos y, junto con la troponina, regula la fijación de los iones de calcio; miomesina y proteína C, proteínas fijadoras de miosina que mantienen la coincidencia de los filamentos gruesos a la altura de la línea M. Las interacciones de estas diversas proteínas mantienen la alineación precisa de los filamentos finos y gruesos en el sarcómero.