Bogotá - Medicina - Maestría en Fisiología · 2025
Guia para el aprendizaje de la fisiología usando un enfoque sistémico
Este documento aborda la complejidad del aprendizaje de la fisiología y propone un enfoque sistémico para mejorar la enseñanza y comprensión de esta disciplina. Parte de la inquietud planteada por un grupo de fisiólogos y científicos acerca de la complejidad de la fisiología, su enseñanza y su aprendizaje, de donde surgen las tres preguntas elaboradas por la asociación americana para la enseñanza de la fisiología en la encuesta realizada a un grupo de docentes y estudiantes. A partir de los resultados obtenidos en la encuesta se pueden definir tres problemas claramente definidos que son los que se intenta ayudar a solucionar en esta guía. Los problemas planteados tienen que ver con el manejo de la producción del nuevo material educativo y científico que genera una saturación de información, la forma en que esta información es trasladada a la academia donde se suele dar prioridad en la enseñanza al método reduccionista de la ciencia lo que dificulta la integración y compresión del conocimiento, y por último el problema desde la perspectiva del estudiante, es decir, la forma en que se estudia la fisiología, donde la tendencia es más a memorizar que a comprender, por la forma misma en que se enseña. Finalmente, lo que plantea esta guía, de acuerdo con los resultados obtenidos de las encuestas y las recomendaciones dadas es de un lado la definición de un conjunto de conceptos centrales o leyes fundamentales en los cuales se sustenta la fisiología y de otro lado, la aplicación de un enfoque sistémico en la enseñanza de la fisiología. El enfoque reduccionista debe estar más enfocado a la experimentación, la investigación y la generación de nuevo conocimiento que a la enseñanza. No se debe dar prioridad a la memorización sino a la comprensión de los hechos. (Texto tomado de la fuente)
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Contenido
- Listado de Figurasp. 15
- Listado de Tablasp. 17
- RESUMENp. 19
- ABSTRACTp. 20
- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAp. 22
- JUSTIFICACIONp. 27
- METODOLOGIAp. 33
- OBJETIVOSp. 35
- INTRODUCCIÓNp. 36
- I. CONCEPTOS CENTRALESp. 41
- LEYES FUNDAMENTALES DE LA LÓGICAp. 41
- Principio de Identidad [α = α]p. 41
- Principio de No Contradicción [¬ (α ^ ¬α)]p. 41
- Principio del Tercero Excluido [α ˅ ¬α]p. 42
- Principio de Reciprocidad o Transitividad [α = β ˄ β = δ → α = δ]p. 42
- Principio de Razón Suficientep. 42
- LAS LEYES FUNDAMENTALESp. 42
- Las Siete Leyes Fundamentales del Universop. 44
- El Principio de Causalidadp. 46
- LAS FUERZAS FUNDAMENTALES Y LAS FUERZAS A DISTANCIAp. 49
- Fuerza de Gravedadp. 50
- Fuerzas Nuclearesp. 51
- Fuerzas Electromagnéticasp. 51
- TEORIA DE CAMPOSp. 52
- Características de los Camposp. 53
- Presencia de una Fuentep. 53
- Carácter Espacialp. 53
- Localidadp. 53
- Campos Escalaresp. 53
- Campos de Fuerzap. 55
- Campos Vectorialesp. 55
- A. Líneas de Fuerza o de Flujo (LF)p. 56
- B. Superficies Equipotenciales (SE)p. 57
- Campos Conservativosp. 57
- Propiedades de los Camposp. 58
- Flujo de Campop. 59
- Potencial de Campop. 59
- Intensidad de Campo o Intensidad de Señalp. 60
- A. El Flujo Eléctrico o Flujo de Campo Eléctrico ΦEp. 60
- B. El Flujo Magnético o Flujo de Inducción Magnética ΦBp. 61
- FUERZAS DE CONTACTOp. 61
- Las Leyes del Movimiento de Newtonp. 62
- Primera Ley - Ley de la Inerciap. 62
- Segunda Ley - Ley Fundamental de la Dinámicap. 62
- Tercera Ley - Ley de Acción y Reacciónp. 63
- Ley de la Gravitación Universalp. 63
- FUNDAMENTOS DE TERMODINAMICAp. 64
- Sistema Termodinámicop. 64
- Partes del Sistemap. 64
- Calor y Temperaturap. 64
- Cantidad de Calor o Energía Caloríficap. 65
- Propiedades Termodinámicasp. 65
- Proceso Termodinámicop. 65
- Equilibrio Termodinámicop. 65
- Leyes de la Termodinámicap. 66
- Ley Cero – Equilibrio Termodinámico:p. 66
- Primera Ley y Entalpia – Conservación de la Energía:p. 66
- A. La Energía Internap. 67
- Segunda Ley y Entropía – Flujo de Calor y Pérdidas de Energíap. 67
- A. Los Procesos y la Entropíap. 67
- Tercera Ley – Cero Absolutop. 69
- PRINCIPIO DE MÍNIMA ENERGÍAp. 69
- GRADIENTESp. 72
- Operador Nablap. 73
- PERMEABILIDADp. 75
- Permeabilidad Magnéticap. 75
- Permeabilidad de un Medio Porosop. 76
- La Ley de Darcyp. 77
- A. Unidades Darcyp. 78
- FLUJOSp. 79
- Los Tres Flujos Fundamentalesp. 80
- Flujo de Materiap. 80
- Flujo de Energíap. 81
- Flujo de Informaciónp. 82
- Flujo Pasivo y Activop. 82
- Flujos de Transportep. 82
- FLUJO HIDRAULICOp. 84
- Viscosidadp. 85
- Ley de Newton de la Viscosidadp. 85
- Fluidos Newtonianosp. 86
- Flujo No-Linealp. 87
- Numero de Reynoldsp. 87
- Características de los Flujos Hidráulicosp. 88
- Flujo Laminarp. 88
- Flujo Ideal y Realp. 88
- Flujo compresible e Incompresiblep. 89
- Flujo Estacionario y no Estacionariop. 89
- Flujo Uniforme o Variablep. 89
- Flujo Mixtop. 89
- Flujo a Presión y Flujo por Gravedadp. 89
- Ecuación de Hagen-Poiseuillp. 90
- Flujo por Difusiónp. 91
- Intercambio Gaseoso a través de Membranasp. 92
- Intercambio de Partículas a través de Membranas [Difusión]p. 94
- Intercambio de Líquidos a través de Membranas [Osmosis]p. 94
- Mecánica de Fluidosp. 95
- Hidrostáticap. 96
- Hidrodinámicap. 96
- Gasesp. 97
- FLUJO DE CARGASp. 98
- Conductividad en medios solidosp. 98
- Analogías Eléctricas e Hidráulicasp. 99
- Flujos - Tabla de Resumenp. 99
- ELASTICIDADp. 99
- Elasticidad como amortiguador de la Energíap. 100
- Ley de Hookep. 100
- Resortes en Serie y en Paralelop. 101
- Comportamiento con la elongaciónp. 102
- Comportamiento Uniaxial de Materiales no Rígidos (Sanz, 2010)p. 102
- Modelo Elásticop. 102
- Modelo Plásticop. 102
- Modelo Viscosop. 103
- Distensibilidad o Complianciap. 103
- Elasticidad y Distensibilidad en Cuerpos Tridimensionalesp. 103
- ELASTICIDAD Y DISTENSIBILIDAD EN EL CUERPOp. 104
- Distensibilidad Arterial (DA)p. 105
- Velocidad de la Onda de Pulsop. 105
- Onda de Pulso y Onda de Flujop. 106
- A. Onda de Presión Arterialp. 106
- B. Onda de Flujo Sanguíneop. 106
- Distensibilidad Cardiacap. 106
- Distensibilidad Pulmonarp. 108
- Elastografíap. 109
- II. ENFOQUE SISTÉMICO DE LA FISIOLOGIAp. 110
- TEORIA GENERAL DE SISTEMASp. 110
- Modelosp. 111
- Sistemasp. 112
- Clasificaciónp. 113
- De acuerdo con su Comportamientop. 113
- A. Abiertos/Cerradosp. 113
- B. Determinísticos/Aleatoriosp. 113
- C. Estáticos/Dinámicosp. 114
- De acuerdo con su Naturalezap. 114
- Orden Jerárquicop. 114
- Partes del Sistemap. 64
- El Entornop. 115
- La Fronterap. 116
- Las Entradasp. 116
- Interface de Entradap. 116
- Las Salidasp. 117
- Interface de Salidap. 117
- Set Point o Configuraciónp. 117
- Control y Supervisiónp. 117
- Procesamiento u Operaciónp. 118
- Pérdidasp. 118
- Propiedades Generales de los Sistemasp. 119
- Objetivosp. 35
- Adaptabilidadp. 119
- Morfogénesisp. 119
- Jerarquía (Especialización/Generalización)p. 119
- Entropíap. 120
- Regulación Homeostáticap. 121
- Equifinalidadp. 121
- Sinergiap. 122
- Comunicaciónp. 122
- Realimentación o Feedbackp. 123
- Diagramas Esquemáticos de los Tipos de Realimentaciónp. 124
- A. Realimentación Negativap. 124
- B. Realimentación Positivap. 124
- Comportamiento y Estados del Sistemap. 125
- Estabilidad del Sistemap. 125
- Perturbacionesp. 126
- Discontinuidad y Umbralesp. 126
- A. Umbral de Manifestaciónp. 127
- B. Umbral de Extinciónp. 127
- C. Umbral de Divergenciap. 127
- D. Umbral de Inversiónp. 127
- E. Umbral de Saturaciónp. 127
- F. Estados de Operación del Sistemap. 127
- EL CUERPO HUMANO COMO SISTEMAp. 129
- Diagrama de Contextop. 129
- Diagrama de Sistemas del Cuerpo Humanop. 130
- El Entornop. 115
- La Fronterap. 116
- EL SISTEMA DE CONTROLp. 131
- Sistema de Comunicación (SC)p. 132
- Centros de Procesamientop. 133
- Sensoresp. 133
- Efectoresp. 133
- Sistemas Centralizados y Distribuidosp. 134
- SISTEMA NERVIOSOp. 134
- Sistema Nervioso Central (SNC)p. 136
- El Sistema Encefálicop. 137
- A. El Cerebrop. 137
- B. El Cerebelop. 138
- C. Tallo Cerebralp. 139
- El Sistema Medularp. 140
- A. La Sustancia Grisp. 141
- B. La Sustancia Blancap. 142
- Sistema Nervioso Periférico (SNP)p. 143
- Sistema Nervioso Autónomo (SNA)p. 144
- A. El Sistema Nervioso Simpáticop. 145
- B. El Sistema Nervioso Parasimpáticop. 145
- Sistema Nervioso Somático (SNS)p. 146
- A. Nervios Espinalesp. 147
- B. Nervios Cranealesp. 148
- C. Plexos Nerviososp. 149
- D. Dermatomas y Miotomasp. 149
- Modelo Funcional del Sistema Nerviosop. 150
- Receptores Sensoriales (RCS)p. 150
- Características de los RCSp. 151
- A. Excitabilidadp. 151
- B. Umbral de Excitabilidadp. 151
- C. Especificidadp. 151
- D. Adaptaciónp. 151
- E. Velocidad de Adaptaciónp. 151
- Clasificación de los RCSp. 152
- A. Propioceptores (Propiocepción)p. 152
- B. Interoceptores (Interocepción)p. 153
- C. Exteroceptores - Exterocepciónp. 154
- Procesamiento de la Información Sensorialp. 154
- A. Recepciónp. 154
- B. Transducciónp. 154
- C. Codificación y Transmisiónp. 154
- Órganos de los Sentidosp. 155
- SISTEMA ENDOCRINOp. 155
- Comunicación Celularp. 156
- Formas de Señalización Celularp. 156
- La Comunicación Endocrinap. 157
- Funciones de las Hormonasp. 159
- Modelo Funcional del sistema Endocrinop. 160
- Ligandos [Hormonas o Mensajeros Químicos]p. 160
- Ligandos que pueden entrar a la célulap. 161
- Ligandos que se unen al exterior de la célulap. 161
- Receptores Celularesp. 161
- Efectos Genómicos y No Genómicosp. 163
- Glándulas y Hormonasp. 164
- Adenohipófisisp. 164
- Neurohipófisisp. 165
- Otras Glándulasp. 165
- Ejes Hipotalámicosp. 166
- SISTEMAS DE SOPORTEp. 167
- EL SISTEMA RESPIRATORIOp. 170
- Respiración Externa e Internap. 170
- Respiración Externa o Fisiológicap. 171
- Respiración Interna o Celularp. 171
- El Proceso Respiratoriop. 173
- Volúmenes y Capacidades Pulmonares o Respiratoriosp. 174
- Espacio Muertop. 176
- A. Espacio Muerto Anatómico (EMA)p. 176
- B. Espacio Muerto Fisiológico (EMF)p. 176
- Volúmenes Dinámicosp. 176
- A. Capacidad Vital forzada (CVF)p. 176
- B. Volumen Espiratorio Forzado en un segundo (VEF1)p. 177
- C. Relación FEV1/CVF (Índice de Tiffeneau)p. 177
- D. Flujo Espiratorio Forzado FEF 25-75%p. 177
- La Ventilaciónp. 177
- Mecánica Ventilatoriap. 178
- Tasa de Ventilaciónp. 179
- A. La Ventilación Minutop. 179
- B. Ecuación de la Ventilación Alveolarp. 180
- Presiones Torácicasp. 180
- El Intercambio Gaseosop. 181
- Leyes del Intercambio Gaseososp. 182
- A. Ley de Dalton de los Gases Parcialesp. 182
- B. Ley de Henry de la Solubilidadp. 182
- C. Ley de Fick de la Difusiónp. 183
- Transporte de Oxigenop. 184
- Transporte de CO2p. 185
- A. Efecto Haldanep. 186
- B. Efecto Bohrp. 186
- EL SISTEMA CARDIOVASCULAR (SCV)p. 186
- La Bombap. 188
- La Precargap. 192
- La Poscargap. 193
- El Sistema Circulatorio o Vascularp. 196
- Flujo Sanguíneop. 196
- Componentes del Sistema Vascularp. 197
- EL SISTEMA DIGESTIVOp. 198
- El Metabolismop. 198
- Modelo Funcional del Sistema Digestivop. 200
- Procesos del Sistema Digestivop. 200
- Degluciónp. 201
- A. Etapa Oral o Voluntariap. 201
- B. Etapa Faríngeap. 201
- C. Etapa Esofágicap. 201
- El Flujo Intestinalp. 201
- Motilidadp. 203
- Secreción Gástrica e Intestinalp. 203
- Fases de la Secreciónp. 203
- A. Fase Cefálicap. 203
- B. Fase Gástricap. 204
- C. Fase Intestinalp. 204
- Las Glándulas Digestivas (Exocrinas)p. 204
- Principales Hormonas que participan en la Regulación Gástricap. 204
- A. Gastrinap. 205
- B. Secretinap. 205
- C. Péptido Inhibidor Gástrico (PIP)p. 205
- D. Motilinap. 205
- E. Colecistocinina (CCK)p. 205
- F. Péptido Inhibidor Gástrico (GIP)p. 205
- G. Péptido Intestinal Vasoactivo (VIP)p. 205
- EL SISTEMA EXCRETORp. 206
- Componentes del Sistema Excretorp. 207
- El Sistema Urinario Superior o Vías Urinarias Altasp. 207
- El Sistema Urinario Inferior Superior o Vías Urinarias Bajasp. 208
- Modelo Funcional del Sistema Excretorp. 209
- La Nefronap. 209
- A. Nefronas Corticalesp. 209
- B. Nefronas Yuxtamedularesp. 210
- Los Procesosp. 210
- A. Filtraciónp. 211
- B. Reabsorciónp. 211
- C. Secreciónp. 212
- D. Excreciónp. 212
- Presión en los Capilares Glomerularesp. 212
- Aparato Yuxtaglomerularp. 214
- DISCUSIONp. 216
- CONCLUSIONESp. 219
- BIBLIOGRAFIAp. 220
- FIGURA 4-1. DISTRIBUCIÓN DE VALORES EN UN CAMPO ESCALARp. 54
- FIGURA 4-2. CAMPO UNIFORME Y NO UNIFORMEp. 55
- FIGURA 4-3. VECTORES UNITARIOS Y ESPACIO VECTORIALp. 56
- FIGURA 5-1. GRAFICA FUERZA - MASA. LEY DE NEWTONp. 63
- FIGURA 8-1. GRAFICA TEMPERATURA - DISTANCIA. CAMPO ESCALAR DE TEMPERATURAp. 72
- FIGURA 9-1. CURVA DE IMANACIÓN DEL HIERROp. 76
- FIGURA 9-2. PERMEÁMETRO DE CARGA CONSTANTE DISEÑADO POR DARCYp. 77
- FIGURA 11-1. DEFINICIÓN DE VISCOSIDADp. 87
- FIGURA 11-2. PARÁMETROS Y GRÁFICA DE LA LEY DE FICK. ELABORACIÓN PROPIAp. 93
- FIGURA 12-1. LA LEY DE OHM. ELABORACIÓN PROPIAp. 98
- FIGURA 13-1. LA LEY DE HOOKEp. 100
- FIGURA 13-2. RESORTES EN SERIE Y EN PARALELOp. 101
- FIGURA 13-3. ZONAS DE LA CURVA DE ELASTICIDADp. 102
- FIGURA 13-4. CURVAS DE ELASTICIDAD Y DISTENSIBILIDAD EN SÓLIDOSp. 104
- FIGURA 14-1. CURVAS DE COMPLIANCIA VENTRÍCULO IZQUIERDOp. 107
- FIGURA 15-1. PRINCIPALES APORTES A LA TEORÍA GENERAL DE SISTEMASp. 111
- FIGURA 15-2. DIAGRAMA GENERAL DEL SISTEMAp. 115
- FIGURA 15-3. DIAGRAMA DE REALIMENTACIÓN NEGATIVAp. 124
- FIGURA 15-4. DIAGRAMA DE REALIMENTACIÓN POSITIVAp. 124
- FIGURA 15-5. DIAGRAMA DE ESTADOS DE OPERACIÓNp. 128
- FIGURA 15-6. DIAGRAMA DE NIVELES DEL SISTEMAp. 128
- FIGURA 16-1. DIAGRAMA DE CONTEXTO DEL CUERPO HUMANO. ELABORACIÓN PROPIAp. 129
- FIGURA 16-2. DIAGRAMA DE SISTEMAS DEL CUERPO HUMANOp. 130
- FIGURA 17-1. DIAGRAMA DEL SISTEMA DE COMUNICACIONESp. 132
- FIGURA 17-2. DIAGRAMA DEL SISTEMA DE CONTROL DEL CUERPO HUMANOp. 134
- FIGURA 18-1. DIAGRAMA DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRALp. 136
- FIGURA 18-2. SECCIÓN TRANSVERSAL DE LA MÉDULA ESPINALp. 141
- FIGURA 18-3. TRACTOS ASCENDENTES Y DESCENDENTES DE LA MÉDULA ESPINALp. 142
- FIGURA 18-4. DIAGRAMA DEL SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICOp. 143
- FIGURA 18-5. LA MEDULA ESPINALp. 147
- FIGURA 18-6. DIAGRAMA FUNCIONAL DEL SISTEMA NERVIOSOp. 150
- FIGURA 19-1. FORMAS DE SEÑALIZACIÓN QUÍMICAp. 157
- FIGURA 19-2. DIAGRAMA DEL SISTEMA ENDOCRINOp. 160
- FIGURA 19-3. TIPOS DE LIGANDOp. 161
- FIGURA 19-4. EJE SOMATOTRÓPICO Y ADRENALp. 167
- FIGURA 19-5. EJE TIROIDEO Y GONADALp. 167
- FIGURA 20-1. DIAGRAMA DEL SISTEMA DE SOPORTEp. 168
- FIGURA 20-2. DIAGRAMA DE INTERCAMBIOS ENTRE FLUJOSp. 169
- FIGURA 20-3. DIAGRAMA DEL SISTEMAS DEL SISTEMA DE SOPORTEp. 169
- FIGURA 21-1. DIAGRAMA DEL SISTEMA RESPIRATORIOp. 171
- FIGURA 21-2.VOLÚMENES Y CAPACIDADES PULMONARESp. 175
- FIGURA 21-3. PRESIONES TORÁCICASp. 180
- FIGURA 22-1 DIAGRAMA DEL SISTEMA CARDIOVASCULARp. 187
- FIGURA 22-2. LAS DOS BOMBAS DEL CORAZÓNp. 189
- FIGURA 22-3. CURVA DE FRANK-STARLINGp. 193
- FIGURA 22-4. CURVA VELOCIDAD DE ACORTAMIENTO VS POSCARGAp. 195