Principios de fisiología humana PDF
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(cid:39)(cid:163)(cid:19)(cid:88)(cid:87)(cid:92)(cid:86)(cid:92)(cid:137)(cid:97) (cid:63)(cid:15) (cid:97)(cid:88)(cid:93)(cid:82)(cid:88)(cid:95)(cid:88)(cid:94)(cid:98)(cid:15)(cid:83)(cid:84)(cid:15)(cid:85)(cid:88)(cid:98)(cid:88)(cid:94)(cid:91)(cid:94)(cid:86)(cid:127)(cid:80)(cid:15)(cid:87)(cid:100)(cid:92)(cid:80)(cid:93)(cid:80) Cindy L. Stanfield PRINCIPIOS DE F I S I O L O G Í A H U M A N A C UA R TA EDICIÓN Cindy L. Stanfield Universidad del Sur de Alabama TRADUCCIÓN Ediciones gráficas Arial, S. L. MAQUETACIÓN Y REVISIÓN TÉCNICA GEA Consultoría Editorial, s. l. REVISIÓN TÉCNICA Juan Argüelles Luis Profesor Titular de Fisiología Universidad de Oviedo es un sello editorial de PRINCIPIOS DE FISIOLOGÍA HUMANA Cuarta edición Cindy L. Stanfield PEARSON EDUCACIÓN, S.A., 2011 ISBN: 978-84-7829-130-4 Materia: Fisiología, 612 Formato: 215 (cid:19) 270 Páginas: 796 Todos los derechos reservados. Cualquier forma de reproducción, distribución, comunicación pública o transformación de esta obra solo puede ser realizada con la autorización de sus titulares, salvo excepción prevista por la ley. La infracción de los derechos mencionados puede ser constitutiva de delito contra la propiedad intelectual (arts. 270 y sgts. Código penal). Diríjase a CEDRO (Centro Español de Derechos Reprográficos –www.cedro.org), si necesita fotocopiar o escanear algún fragmento de esta obra. DERECHOS RESERVADOS ©2011, PEARSON EDUCACIÓN S. A. Ribera del Loira, 28 28042 Madrid (España) www.pearsoneducacion.com ISBN: 978-84-7829-123-6 Depósito legal: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx Authorized translation from the English language edition, entitled PRINCIPLES OF HUMAN PHYSIOLOGY, 4th Edition by CINDY STANFIELD, published by Pearson Education, Inc, publishing as Benjamin Cummings, Copyright © 2011. All rights reserved. No part of this book may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, recording or by any information storage retrieval system, without permission from Pearson Education, Inc. SPANISH language edition published by PEARSON EDUCACIÓN S.A., Copyright © 2011. Equipo editorial: Editor: Miguel Martín-Romo Técnico Editorial: Esther Martín Equipo de producción: Director: José Antonio Clares Técnico: Tini Cardoso Diseño de cubierta: Copibook, s. l. Impreso por: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx IMPRESO EN ESPAÑA - PRINTED IN SPAIN Este libro ha sido impreso con papel y tintas ecológicos Nota sobre enlaces a páginas web ajenas: Este libro puede incluir enlaces a sitios web gestionados por terceros y ajenos a PEARSON EDUCACIÓN, S. A. que se incluyen solo con finalidad informativa. PEARSON EDUCACIÓN, S. A. no asume ningún tipo de responsabilidad por los daños y perjuicios derivados del uso de los datos personales que pueda hacer un tercero encargado del mantenimiento de las páginas web ajenas a PEARSON EDUCACIÓN, S. A. y del funcionamiento, accesibilidad o mantenimiento de los sitios web no gestionados por PEARSON EDUCACIÓN, S. A. Las referencias se proporcionan en el estado en que se encuentran en el momento de publicación sin garantías, expresas o implícitas, sobre la información que se proporcione en ellas. es un sello editorial de A mi marido, Jim, por estar siempre allí. C.L.S. Sobre la autora Cindy L. Stanfield obtuvo tanto su licenciatura como su doctorado en Fisio- logía en la Universidad de California en Davis. Su experiencia con la investigación neuro- fisiológica siendo estudiante universitaria le incitó el interés por cursar el doctor ado. En la universidad, Stanfield estudió el papel de los neuropéptidos en la modulación del dolor y dio clases en varios cursos de laboratorio sobre Fisiología, lo que despertó su gusto por la enseñanza. Actualmente, enseña Fisiología humana e imparte cursos de laboratorio y Neurociencia en la Universidad del Sur de Alabama y continúa con sus investigaciones de Neurofisiología sobre modulación sensorial. Stanfield recibió el galardón Excellence in Service del College of Allied Health Professions en 2003 y el galardón Excellence in Teaching de la Alumni Association de la Universidad del Sur de Alabama en 2004. Además de sus responsabilidades en la enseñanza y en la investigación, también trabaja como asesora de los futuros profesionales de la salud en la Universidad del Sur de Alabama. Stanfield es miembro de la Sociedad de Neurociencia (Society for Neuroscience), de la Asociación Internacional para el Estudio del Dolor (International Association for the Study of Pain), de la Sociedad Americana del Dolor (American Pain Society) y de la Aso- ciación Nacional de Asesores para las Profesiones relacionadas con la Salud (National Association of Advisors for the Health Professions). Reside en Mobile, Alabama, con su marido, Jim, y sus muchos gatos y perros. Prefacio P rincipios de fisiología humana pretende ser un libro que n Comprender el ejercicio. La nueva sección «Comprender el facilite al estudiante, en la medida de lo posible, el apren- ejercicio» permite al estudiante recorrer en profundidad dizaje de la fisiología humana a la vez que proporciona cómo se adapta y ajusta la fisiología del organismo al ejerci- una perspectiva general sólida y amplia sobre el tema. Creemos cio a corto y largo plazo. que un libro de texto sobre fisiología debería enfatizar la com- n Respuestas a los ejercicios del final de cada capítulo. Ahora, prensión de conceptos por encima de la mera memorización de se dedica un apartado al final del libro en el que el estudiante hechos, así como proporcionar herramientas a los estudiantes hallará las respuestas a los ejercicios del final de cada capí- que cuentan con diversos niveles de preparación en materias tulo. como Biología, Química, Física y Ciencias afines para ayudarles n Respuestas a las preguntas de las figuras. Las respuestas a en su estudio individual. Al abordar la cuarta edición inglesa, se las preguntas de las figuras se han pasado de la página en la han realizado una serie de mejoras teniendo en cuenta estos que aparecía la figura al apartado de «Respuestas» al final del objetivos. Al mismo tiempo, se han mantenido las característi- libro para animar a los estudiantes a que piensen más sobre cas del libro que han demostrado tener éxito: un estilo de escri- la pregunta antes de buscar su respuesta. tura claro y preciso, un programa diseñado para maximizar el aprendizaje del estudiante y cualidades pedagógicas que esti- También se ha revisado cuidadosamente cada capítulo en res- mulan el interés del lector, le ayudan a pensar en procesos fisio- puesta a las sugerencias de los revisores. Lo que sigue es un resu- lógicos de una manera integral y refuerzan los conceptos más men de los cambios más importantes de cada capítulo. importantes. El mayor cambio en esta cuarta edición se plasma en la ejem- Capítulo 1: Introducción a la fisiología plificación de cómo una enfermedad puede afectar a todos los n Nuevo cuadro:«Comprender el ejercicio: El desafío de la sistemas de órganos empleando la diabetes como paradigma. El homeostasis» capítulo 1 presenta la diabetes como una epidemia global y des- n Un «Test rápido» adicional cribe las diversas clasificaciones de diabetes y su diagnóstico. n Dos diagramas de flujo revisados Cada capítulo posterior trata la diabetes en relación con el tema n Un nuevo apartado al final del capítulo: «Integración de central del capítulo. En el nuevo capítulo 24 final, Diabetes melli- sistemas» tus, se tratan en profundidad los síntomas, los tratamientos y las Ñ Incidencia de la diabetes: clasificaciones, diagnósticos, sín- nuevas direcciones que está tomando la investigación sobre este tomas y tratamiento. trastorno. Capítulo 2: Células: estructura y función n Nuevo cuadro:«Conexiones clínicas: ADN mitocondrial Novedades de la cuarta edición en las enfermedades, la antropología y la medicina foren- se» En respuesta a la información que hemos recibido de numero- n Cuadro revisado: «Descubrimiento: Vaults y quimiotera- sos revisores y profesores, hemos mejorado esta edición en lo pia» que respecta a: n Un «Comprueba tus conocimientos» adicional n Integración de sistemas. Los apartados de integración de n Tres representaciones de células revisadas sistemas se han añadido al principio y al final de cada capí- n Nueva tabla que muestra el código genético humano tulo, relacionando el contenido del capítulo con lo que ya se n Cuadro revisado: «Repaso de química: Átomos y molé- ha aprendido y preparando a los estudiantes para lo que van culas» a estudiar más adelante. n Dos nuevos apartados sobre integración de sistemas al n Nuevo estilo de los diagramas de flujo. En los diagramas se comienzo y al final del capítulo han empleado diferentes colores para indicar el estímulo, la Ñ Incidencia de la diabetes: síntesis de insulina respuesta de los sistemas de órganos y el efecto de la res- puesta. También se han añadido claves para ayudar a la Capítulo 3: Metabolismo celular comprensión del estudiante. n Nueva figura: «Equilibrio químico y ley de acción de n Nuevos estilos artísticos en las figuras y en las representa- masas» ciones de células. Se han redibujado las figuras humanas y n Un «Comprueba tus conocimientos» adicional las representaciones celulares para añadir realismo y dimen- n Ampliación del debate sobre las reacciones de oxidación- sión, con el fin de ayudar al estudiante a visualizar los entor- reducción nos físicos en los que tienen lugar los procesos fisiológicos. n Nuevo apartado «Energía y las leyes de la termodinámica» PREFACIO v n Ampliación del debate sobre las leyes de la acción de masas n Siete representaciones de células revisadas n Ampliación del debate sobre el mecanismo de la unión de las n Nuevo apartado dedicado a las «Purinas» enzimas n Debate sobre el neuropéptido de reciente descubrimiento n Nuevo cuadro:«Comprender el ejercicio: Fuentes de ener- orexina gía para las células musculares» n Ampliación del debate sobre los endocannabinoides n Dos nuevos apartados sobre integración de sistemas al Ñ Incidencia de la diabetes: continuación del debate sobre las comienzo y al final del capítulo neuropatías Ñ Incidencia de la diabetes: efectos de la insulina en el meta- bolismo celular Capítulo 9: Sistema nervioso: sistema nervioso central n Ampliación del debate sobre los astrocitos Capítulo 4: Transporte de la membrana celular n Ampliación del debate sobre la sustancia gris y la sustancia n Ampliación del debate sobre el potencial de membrana blanca n Dos «Comprueba tus conocimientos» adicionales n Ampliación del debate sobre los ciclos de sueño-vigilia n Nueva figura: «Transporte activo a través de la membrana» n Dos figuras revisadas n Diez representaciones de células revisadas n Dos representaciones de células revisadas n Nuevo cuadro:«Comprender el ejercicio: Producción de n Nuevo cuadro:«Comprender el ejercicio: ¿Puede el ejerci- sudor» cio afectar al encéfalo?» n Dos nuevos apartados sobre integración de sistemas al n Dos nuevos apartados sobre integración de sistemas al comienzo y al final del capítulo comienzo y al final del capítulo Ñ Incidencia de la diabetes: transportadores GLUT4; efectos Ñ Incidencia de la diabetes: transporte de la glucosa a través de los fallos en el transporte de la glucosa de la barrera hematoencefálica; síntomas del SNC en los casos de hipoglucemia e hiperglucemia en relación a los nive- Capítulo 5: Mensajeros químicos les de insulina y la diabetes n Nuevo cuadro:«Comprender el ejercicio: Mensajeros quí- micos del ejercicio» Capítulo 10: Sistema nervioso: sistemas sensoriales n Un «Comprueba tus conocimientos» adicional n Ampliación del debate sobre los termorreceptores y los noci- n Cuadro revisado: «Conexiones clínicas: Desde el ácido rreceptores, incluyendo una nueva tabla: «Canales iónicos acetil salicílico a los inhibidores COX-2» con un potencial de receptor transitorio en los termorre- n Cuadro revisado: «Conexiones clínicas: Cólera y proteí- ceptores y nocirreceptores» nas G» n Ampliación del debate sobre las diferencias entre los conos y n Trece representaciones de células revisadas los bastones n Dos nuevos apartados sobre integración de sistemas al n Ampliación del debate sobre la visión del color y la transduc- comienzo y al final del capítulo ción del sonido, el gusto y el olfato Ñ Incidencia de la diabetes: efectos del ejercicio en los niveles n Ampliación del apartado dedicado a la anatomía del sistema de insulina en sangre y en la captación de glucosa olfativo n Nuevo cuadro:«Conexiones clínicas: Ceguera para el Capítulo 6: Sistema endocrino: glándulas endocrinas color» y acción de las hormonas n Cinco imágenes nuevas n Un «Comprueba tus conocimientos» adicional n Cuatro representaciones de células revisadas n Ampliación del debate sobre la regulación de la liberación de n Dos figuras revisadas cortisol n Dos nuevos apartados sobre integración de sistemas al n Nuevo cuadro:«Comprender el ejercicio: Por qué los atletas comienzo y al final del capítulo toman esteroides» Ñ Incidencia de la diabetes: retinopatías; pérdida de estímulos n Una figura revisada sensoriales en las extremidades distales y lo que puede oca- n Cinco diagramas de flujo revisados sionar una amputación n Dos nuevos apartados sobre integración de sistemas al comienzo y al final del capítulo Capítulo 11: Sistema nervioso: sistemas autónomo y motor Ñ Incidencia de la diabetes: células beta y liberación de insuli- n Ampliación del debate sobre la anatomía del sistema nervio- na; diabetes como trastorno de las células frente al trastorno so simpático de los receptores/señales de transducción n Nuevo cuadro:«Comprender el ejercicio: Adaptaciones del sistema nervioso periférico» Capítulo 7: Células nerviosas y señales eléctricas n Dos nuevos apartados sobre integración de sistemas al n Ampliación del debate sobre las células gliales comienzo y al final del capítulo n Una representación de células revisada n Un diagrama de flujo revisado n Un diagrama de flujo revisado n Una figura revisada n Un «Comprueba tus conocimientos» adicional n Cuatro representaciones de células revisadas n Dos nuevos apartados sobre integración de sistemas al Ñ Incidencia de la diabetes: continuación del debate sobre las comienzo y al final del capítulo neuropatías Ñ Incidencia de la diabetes: debate sobre las neuropatías Capítulo 12: Fisiología muscular Capítulo 8: Transmisión sináptica e integración neural n Revisión del debate sobre la terminología de las bandas de n Dos «Test rápido» adicionales fibras musculares n Ampliación de la tabla 8.1 n Ampliación del debate sobre el ciclo de los puentes transversos vi PREFACIO n Ampliación del debate sobre los receptores DHP n Nuevo cuadro:«Comprender el ejercicio: Reclutamiento de n Cuatro imágenes nuevas capacidades respiratorias de reserva» n Dos representaciones de células revisadas n Dos nuevos apartados sobre integración de sistemas al n Dos nuevos apartados sobre integración de sistemas al comienzo y al final del capítulo comienzo y al final del capítulo Ñ Incidencia de la diabetes: cetoacidosis y compensación res- Ñ Incidencia de la diabetes: nuevo cuadro «Comprender el piratoria ejercicio: Diabetes mellitus» Capítulo 18: Aparato urinario: función renal Capítulo 13: Aparato cardiovascular: función cardíaca n Tres diagramas de flujo revisados n Ampliación del debate sobre la anatomía del corazón y su n Una figura revisada situación en el tórax n Dos nuevos apartados sobre integración de sistemas al n Ampliación del debate sobre la extrasístole comienzo y al final del capítulo n Ampliación del debate sobre la fibrilación auricular Ñ Incidencia de la diabetes: efectos de un alto nivel de glucosa n Un «Comprueba tus conocimientos» adicional en el tratamiento renal, la nefropatía y la insuficiencia renal n Nuevo cuadro:«Comprender el ejercicio: Actividad simpática n Nueva figura en el cuadro «Caja de herramientas: Ley de Capítulo 19: Aparato urinario: equilibrio electrolítico Laplace» e híd rico n Dos diagramas de flujo revisados n Nuevo cuadro:«Comprender el ejercicio: Sudoración, rehi- n Dos figuras revisadas dratación y equilibrio hídrico» n Tres representaciones de células revisadas n Ampliación del debate sobre la reabsorción de agua n Dos nuevos apartados sobre integración de sistemas al n Ampliación del debate sobre la urea comienzo y al final del capítulo n Un «Test rápido» adicional Ñ Incidencia de la diabetes: miocardiopatía y sus implicacio- n Nueve diagramas de flujo revisados nes en casos de infarto de miocardio n Nueve representaciones de células revisadas n Dos nuevos apartados sobre integración de sistemas al Capítulo 14: Aparato cardiovascular: vasos sanguíneos, comienzo y al final del capítulo flujo sanguíneo y presión arterial Ñ Incidencia de la diabetes: ampliación del debate sobre la n Nuevo cuadro:«Comprender el ejercicio: Regulación inde- diabetes insípida pendiente del flujo sanguíneo» n Nuevo cuadro:«Comprender el ejercicio: Respuestas cardio- Capítulo 20: Aparato digestivo vasculares al ejercicio suave» n Ampliación del debate sobre la anatomía del hígado n Ampliación del debate sobre los mecanismos intrínsecos n Un «Test rápido» adicional que regulan el flujo sanguíneo n Tres diagramas de flujo revisados n Cuatro diagramas de flujo revisados n Cinco figuras revisadas n Una figura revisada n Cinco representaciones de células revisadas n Una representaciones de células revisadas n Ampliación del debate sobre la leptina n Dos nuevos apartados sobre integración de sistemas al n Nuevo cuadro:«Comprender el ejercicio: Función de la die- comienzo y al final del capítulo ta» Ñ Incidencia de la diabetes: efectos de la diabetes en los vasos n Dos nuevos apartados sobre integración de sistemas al sanguíneos comienzo y al final del capítulo Ñ Incidencia de la diabetes: nuevo apartado «Obesidad y dia- Capítulo 15: Aparato cardiovascular: sangre betes» n Nuevo cuadro:«Comprender el ejercicio: Efectos de las grandes alturas» Capítulo 21: Sistema endocrino: regulación del metabolismo n Dos nuevos apartados sobre integración de sistemas al energético y del crecimiento comienzo y al final del capítulo n El tema de la termorregulación, anteriormente estaba en el Ñ Incidencia de la diabetes: nuevo apartado «Diabetes y enfer- primer capítulo, se ha cambiado al capítulo 21 para permitir medad cardiovascular» una mayor profundidad en el debate n Un «Test rápido» adicional Capítulo 16: Aparato respiratorio: ventilación pulmonar n Nuevo cuadro:«Comprender el ejercicio: Metabolismo n Ampliación del debate sobre las presiones pulmonares energético» n Un diagrama de flujo revisado n Tres nuevas figuras n Una figura revisada n Ocho diagramas de flujo revisados n Nuevo cuadro:«Comprender el ejercicio: Efectos del ejerci- n Dos representaciones de células revisadas cio sobre la ventilación» n Ampliación del debate sobre la leptina n Dos nuevos apartados sobre integración de sistemas al n Dos nuevos apartados sobre integración de sistemas al comienzo y al final del capítulo comienzo y al final del capítulo Ñ Incidencia de la diabetes: ampliación del debate sobre los Capítulo 17: Aparato respiratorio: intercambio gaseoso transportadores GLUT4 y regulación de la respiración n Cuatro diagramas de flujo revisados Capítulo 22: Aparato reproductor n Nuevo cuadro:«Comprender el ejercicio: Función de los n Seis diagramas de flujo revisados receptores sensoriales» n Tres figuras revisadas PREFACIO vii n Nuevo cuadro: «Comprender el ejercicio: Diferencias de n Dos nuevos apartados sobre integración de sistemas al sexo» comienzo y al final del capítulo n Dos nuevos apartados sobre integración de sistemas al Ñ Incidencia de la diabetes: relación entre los medicamen- comienzo y al final del capítulo tos antirrechazo y el desarrollo y la progresión de la dia- Ñ Incidencia de la diabetes: diabetes gestacional betes Capítulo 23: Sistema inmunitario n Dos figuras revisadas Las páginas siguientes proporcionan un resumen visual de las n Tres representaciones de células revisadas características y los complementos de esta edición. n Nuevo cuadro:«Comprender el ejercicio: Movilización leu- cocitaria» Agradecimientos E n el momento de terminar la cuarta edición de este libro de correctora, pero Jill Hobbs hizo que este proceso fuera agradable texto, me doy cuenta de que mi relación con todo el perso- y le agradezco su excelente trabajo. Gracias a todas las personas nal de apoyo ha crecido. Aunque el proceso de revisión es implicadas en la producción del libro, sobre todo a Caroline muy exigente, el equipo de Benjamin Cummings ha contribui- Ayres, Beth Masse, Nancy Tabor, Jared Sterzer, Deborah Cogan, do a que dicho proceso no solo sea algo fácil de gestionar, sino Marilyn Perry y Blake Kim. También mi agradecimiento especial que es también algo de lo que disfrutar. A lo largo de la revisión, para Tomo Narashima, creador del original estilo artístico de la he aprovechado la experiencia y el duro trabajo de muchos edi- cubierta de esta edición. Gracias además a Shannon Cutt por su tores, revisores, artistas, personal de producción y profeso- experta coordinación de los complementos de impresión y res. Les hago extensivo mi más profundo y sincero agradeci- diversos medios de esta edición. miento. Además, quiero dar las gracias a los numerosos revisores por Para comenzar, quiero agradecer a Frank Ruggirello, Deirdre sus comentarios sobre la tercera edición y sus sugerencias para Espinoza y Serina Beauparlant su liderazgo e inversión en este la cuarta. Los comentarios de los profesores han sido muy valo- texto. También quiero expresar un agradecimiento especial a rados y considerados durante cada revisión del texto. ¡Seguid nuestra editora de proyectos, Katy German, que ha mostrado enviándolos! tener una gran paciencia y ha sabido respaldar nuestro trabajo También quisiera agradecer a mi marido, Jim, su apoyo y su durante la elaboración de esta cuarta edición. Nunca podré dejar paciencia, que hicieron posible que yo continuara trabajando en de agradecer suficientemente a Laura Southworth, directora de el libro. Mi agradecimiento se extiende a varios de mis amigos y desarrollo artístico, y a Ellie Marcus, especialista en artes técni- colegas de la Universidad del Sur de Alabama que han respalda- cas. Su trabajo en el programa artístico es uno de los puntos cla- do mis esfuerzos. Mi familia también se merece un agradeci- ve del texto y su diligencia también ha mejorado el texto. Asimis- miento especial por su cariño y apoyo: Addie (mamá), John, mo, quiero agradecer a Laura por arreglárselas para hacerme Janice, Mike, Pat, Jim, Joe y Steve, así como a nietos, sobrinos, reír. Mi agradecimiento también a la editora de desarrollo de hijos y bisnietos. Principalmente, quiero agradecer a mis estu- esta edición, Elmarie Hutchinson, por sus sabias sugerencias diantes que me hayan planteado retos continuamente para sacar para refinar el texto. Uno se siente humilde al trabajar con una a la mejor profesora que hay en mí. Cindy L. Stanfield Anatomy & Physiology Benjamin Cummings Science 1301 Sansome Street San Francisco, CA 94111
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