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¡Descarga medicina completo libro y más Apuntes en PDF de Ciencias Ambientales solo en Docsity! Los tejidos, órganos y sistemas de los vertebrados Homo sapiens, un vertebrado mamífero 1. El ser humano es un vertebrado, cuyo endoesqueleto óseo y articulado sostiene el cuerpo y crece con él. Tiene un cordón nervioso dorsal, rodeado por segmentos óseos (vértebras). El cerebro está rodeado por un cráneo que le brinda protección. El cuerpo posee un celoma que se divide a medida que avanza el desarrollo. En el adulto, el celoma queda internamente separado en compartimientos; los de mayor tamaño son las cavidades torácica y abdominal. Estas cavidades están separadas una de otra por un músculo con forma de bóveda: el diafragma. La cavidad torácica contiene al corazón, los pulmones y al esófago; la cavidad abdominal, al estómago, los intestinos y al hígado. Otra característica del ser humano es que, como en el resto de los mamíferos, las crías son amamantadas y su aprendizaje es estimulado por un largo período de cuidado proporcionado por los padres. Los mamíferos son termorreguladores, tienen pelos y sistemas sensoriales y motores altamente desarrollados. De unicelulares a multicelulares: células y tejidos 2. La especialización celular surge por un proceso de diferenciación que produce cambios en la forma y la fisiología. Las células se asocian en tejidos; los tejidos forman órganos y éstos integran sistemas que llevan a cabo funciones complejas. El cuerpo humano presenta unos 200 tipos de células diferentes, que forman parte de cuatro tipos de tejidos: epitelial, conjuntivo, muscular y nervioso. Organización jerárquica de las células en tejidos, órganos y sistemas El corazón es un órgano constituido por células agrupadas en diversos tejidos: epitelial, conjuntivo, nervioso y muscular. A su vez, forma parte de un sistema, el sistema circulatorio. 3. La matriz extracelular es el conjunto de materiales localizados fuera de las células. Desempeña un papel muy importante en la organización y la función de los tejidos y los órganos. Es producida y secretada por las células que rodea; también atrae y atrapa sustancias de la sangre. Sus componentes principales son las proteínas fibrosas y la sustancia fundamental, que brindan sostén y protección a las células y les permiten intercambiar sustancias con la sangre. Existen diferentes tipos de matrices que caracterizan a los distintos tipos de tejidos y determinan compartimientos con microambientes funcionales. Durante el desarrollo embrionario, las interacciones entre las células y la matriz intervienen en la regulación de procesos como la diferenciación celular y la morfogénesis. En los tejidos adultos, las interacciones se manifiestan en cambios fenotípicos que contribuyen al mantenimiento de la homeostasis tisular. 4. Las células que forman los tejidos se mantienen unidas entre sí y con la matriz extracelular por medio de tres tipos de uniones: las uniones estrechas, las de anclaje y las comunicantes. 5. El tejido epitelial reviste el cuerpo, sus cavidades y el interior y/o exterior de los órganos. Tiene una gran densidad de células y escasa matriz extracelular. Todo lo que entra en el cuerpo e interviene en su metabolismo debe atravesar las células epiteliales, ya que éstas poseen uniones intercelulares estrechas que impiden el tránsito entre ellas. La forma de las células (cuboides, cilíndricas o aplanadas) y la cantidad de capas en que se agrupan determinan el tipo de tejido epitelial resultante. La forma de cada epitelio está en estrecha relación con su función, que puede ser de protección o secretora. 6. La piel es el órgano más grande del cuerpo. Está formada por tejido epitelial (epidermis) y tejido conjuntivo (dermis). La epidermis es la primera barrera de protección contra los microorganismos, la radiación ultravioleta y la pérdida de agua y de compuestos químicos. Actúa como una barrera que contribuye a mantener constante el medio interno. Tiene funciones sensoriales y excretoras a través de las terminaciones nerviosas y las glándulas sudoríparas, respectivamente. La piel tríceps se contrae y el bíceps se relaja. Los músculos que mueven el esqueleto –los músculos esqueléticos– son estriados, como se muestra en la figura 30-¬10a. (b) Músculos del cuerpo humano en vista anterior y posterior. 10. La neurona es la unidad funcional del tejido nervioso. Es una célula especializada en la recepción de señales de los ambientes externo e interno, la integración de las señales recibidas y la transmisión de la información integrada a otras neuronas, músculos o glándulas. Las neuronas están acompañadas por las células de la glía, imprescindibles para su funcionamiento correcto. Una neurona típica tiene un cuerpo celular -que contiene el núcleo y la mayor parte de la maquinaria metabólica de la célula-, dendritas - extensiones citoplasmáticas numerosas, cortas y filiformes que junto con el cuerpo celular reciben los estímulos de otras células- y un axón que conduce el impulso nervioso a grandes distancias. Los axones constituyen las fibras nerviosas. Todas las neuronas forman conexiones con otras neuronas (sinapsis). Los nervios son haces de axones pertenecientes a muchas neuronas. Los órganos y sistemas de órganos 11. En un nivel de organización superior al de tejido, diferentes tipos de tejidos, unidos estructuralmente y coordinados en sus actividades, forman órganos. Los órganos que trabajan juntos en forma integrada, y desempeñan una función particular, constituyen un nivel de organización superior: los sistemas. Los sistemas de órganos, en conjunto, constituyen un organismo viviente que interactúa con el ambiente externo (biótico y abiótico). Los principales sistemas del cuerpo humano __________________________________________ <=""> • Volver arriba • Reportar #1262 Ge. Pe. God of Forum • • Administrators • • 11.504 Mensaje(s) • Gender:Male Publicado el 01 febrero 2013 - 08:16 . _____________________________________ El sistema nervioso: estructura y función La evolución de los sistemas nerviosos 1. Durante la evolución de los invertebrados, los receptores sensoriales y el tejido nervioso tendieron a concentrarse en la región anterior del cuerpo. Este proceso, llamado encefalización o cefalización, dio origen al encéfalo. Otras tendencias evolutivas han sido el aumento de tamaño del encéfalo (en relación con el peso corporal) y la aparición de estructuras duras que lo rodean y protegen. Esto llevó a la aparición de un sistema nervioso central, formado por el cerebro y el cordón nervioso, y otro periférico, formado por los ganglios y los nervios distribuidos por todo el cuerpo. 2. El tamaño de la cavidad craneana parece haber operado como un límite físico al aumento del tamaño del cerebro. Sin embargo, en los primates, este límite fue superado por el plegamiento de la corteza cerebral y su consiguiente aumento de superficie. Los organismos más simples carecen de verdaderos sistemas nerviosos, pero todos tienen la capacidad de responder a estímulos ambientales y procesar información. Importancia del sistema nervioso 3. El sistema nervioso y el sistema endocrino coordinan e integran a los otros sistemas de órganos y favorecen la optimización de todos los procesos del organismo. El sistema nervioso, especializado en una comunicación rápida y puntual, utiliza un lenguaje de señales eléctricas muy veloces. El sistema endocrino utiliza señales químicas (hormonas) que desencadenan respuestas en forma relativamente lenta. 4. El sistema nervioso coordina e integra todas las funciones del organismo; sus receptores sensoriales seleccionan información de origen externo e interno; transmite e integra la información que recibe; permite la toma de decisiones y canaliza la información El sistema nervioso de los vertebrados se compone de dos partes: el sistema nervioso central, contenido en el cráneo y la columna vertebral, y el sistema nervioso periférico, localizado fuera de la protección ósea. 10. La médula espinal actúa como un enlace entre el encéfalo y el resto del cuerpo, transmite información en ambos sentidos y posee algunos circuitos que controlan la locomoción, los esfínteres y otras funciones. Está protegida por la columna vertebral. Es un cilindro delgado que tiene un área central de sustancia gris y otra periférica de sustancia blanca. 11. La médula espinal continúa en el encéfalo, encerrado en el cráneo, que comprende el cerebro, el diencéfalo, el cerebelo y el tronco o tallo cerebral. El tronco cerebral está formado por el mesencéfalo, la protuberancia y el bulbo raquídeo. Dentro del tronco cerebral hay núcleos que comandan algunas funciones reguladoras automáticas importantes, como la respiración, la frecuencia cardíaca y la presión sanguínea. El cerebelo se relaciona con el equilibrio y la coordinación motora. 12. El diencéfalo interviene en el procesamiento de información, la regulación de las funciones viscerales y endocrinas y la regulación de los ritmos biológicos. En el cerebro tiene lugar el principal procesamiento sensitivo de la información entrante y se generan las salidas motoras que controlan a los músculos corporales. En los vertebrados, el cerebro está diferenciado en dos hemisferios (derecho e izquierdo). 13. El sistema nervioso central está protegido por hueso y por varias membranas que en conjunto reciben el nombre de meninges. Está bañado por el líquido cefalorraquídeo, que transporta nutrientes y linfocitos y actúa como un amortiguador de impactos. Las barreras hematoencefálica y hematocefalorraquídea regulan el pasaje de sustancias desde la circulación sanguínea al tejido nervioso y al líquido cefalorraquídeo, respectivamente. 14. El sistema nervioso periférico está constituido por nervios y ganglios que parten del sistema nervioso central y llegan a los tejidos y órganos del cuerpo. Los axones de las neuronas sensoriales y motoras forman los nervios craneales (conectados directamente con el encéfalo) y los espinales o raquídeos (conectados con la médula espinal). 15. Los cuatro tipos de neuronas suelen estar interconectados mediante arcos reflejos que permiten respuestas rápidas y eficientes. En un arco reflejo, el estímulo recibido es conducido por una neurona sensorial a la médula espinal. Allí hace sinapsis directamente con una neurona motora, o con una o más interneuronas y luego con una neurona motora. Por último, la neurona motora activa al efector que lleva a cabo la acción refleja. Las acciones reflejas son respuesta básicas, involuntarias, innatas, estereotipadas y de alto valor adaptativo. 16. El sistema nervioso somático controla en forma "voluntaria" los músculos esqueléticos; el sistema nervioso autónomo controla en forma "involuntaria" el músculo cardíaco, las glándulas y los músculos lisos de los sistemas digestivo, respiratorio, excretor y reproductor. El sistema somático puede estimular a un efector, pero no puede inhibirlo. El sistema autónomo, en cambio, puede estimular o inhibir la actividad de un efector. 17. Los cuerpos de las neuronas motoras del sistema somático se localizan dentro del sistema nervioso central y sus axones corren sin interrupción hacia los músculos esqueléticos. El sistema nervioso autónomo tiene neuronas preganglionares -cuyos axones emergen del sistema nervioso central y terminan en los ganglios- y posganglionares, cuyos axones emergen de los ganglios y terminan en los efectores. 18. El sistema nervioso autónomo posee una división simpática y una división parasimpática. La noradrenalina es el principal neurotransmisor posganglionar del sistema simpático; la acetilcolina es el principal neurotransmisor del parasimpático. Estas dos divisiones tienen un efecto antagónico sobre la mayoría de los órganos internos. La parasimpática regula las actividades restauradoras del cuerpo, la simpática prepara al cuerpo para la acción. El impulso nervioso: una corriente de información 19. Cuando se introduce un microelectrodo en un axón (u otra región de la neurona), se observa una diferencia de potencial eléctrico entre los medios intracelular y extracelular. Esta diferencia es el potencial de membrana, que se modifica en respuesta a ciertos estímulos. 20. La diferencia de potencial que se observa en la membrana de una neurona en ausencia de estímulos se denomina potencial de reposo. El potencial que se genera en el axón en respuesta a un estímulo supraumbral se llama potencial de acción. Los potenciales de acción de una neurona son casi siempre iguales en forma y amplitud. La diferencia en la respuesta frente a un estímulo débil y uno intenso es la frecuencia de los impulsos nerviosos que se generan. 21. La existencia de sistemas de transporte pasivo (canales iónicos) y activos (bombas de Na+-K+) le permite a la neurona permanecer en un estado estacionario, en el que la concentración intracelular de iones es distinta de la extracelular. La concentración extracelular de Na+, por ejemplo, es mayor que la intracelular; la del K+, en cambio, es mayor en el interior de la célula. En el estado de reposo, el valor del potencial de membrana es -70 mV. 22. Cuando un estímulo químico o eléctrico eleva el potencial de membrana por encima de cierto umbral, se abre un gran número de canales de Na+. Este ion ingresa en la célula y el potencial de membrana aumenta con rapidez hasta alcanzar valores cercanos a +40 mV (despolarización). Este cambio, a su vez, induce la apertura de canales de K+. El ingreso en la célula de este otro ion provoca la disminución del potencial de membrana (repolarización). Antes de volver definitivamente al estado de reposo, el potencial de membrana toma brevemente valores más negativos que en el reposo (hiperpolarización). 23. Al abrirse los canales de Na+, la inversión del potencial provoca la apertura de los canales adyacentes, entonces se despolariza la sección vecina de la membrana celular. De esta manera, el impulso nervioso se autopropaga a lo largo del axón. Inmediatamente después de abrirse, los canales de Na+ pasan a un breve estado inactivo en el que no se abren aunque se presente un nuevo estímulo (período refractario). Esto evita que el impulso nervioso se propague "hacia atrás" y que un potencial de acción se junte con el siguiente. 24. Los axones largos de los vertebrados están envueltos en vainas de mielina, formadas por células gliales especializadas. Estas vainas están interrumpidas a intervalos regulares por los nodos de Ranvier. Los iones Na+ y K+ sólo se pueden mover a través de la membrana en la zona de los nodos, por eso se dice que el potencial de acción "salta" de un nodo a otro. Esta innovación incrementa de manera notable la velocidad de la conducción y permite un ahorro enorme de energía. El potencial eléctrico de membrana Fisiología de una sinapsis química Cada terminación nerviosa finaliza en un botón sináptico. Puede haber miles de botones sobre una única neurona postsináptica y sus dendritas. El impulso nervioso que recorre un axón hace que los canales de Ca2+ de la membrana presináptica se abran. La entrada de Ca2+ provoca que una vesícula libere su contenido de transmisor químico a la hendidura sináptica, por exocitosis, tras su fusión con la membrana plasmática. El número de moléculas dentro de cada vesícula es característico para cada tipo de transmisor. El transmisor se difunde e interactúa con las moléculas del receptor sobre la membrana postsináptica. La subsiguiente apertura de canales iónicos dependientes del ligando permite el ingreso de iones. Esto produce un cambio de potencial en esa membrana (potencial postsináptico). La finalización del efecto del transmisor nervioso es crítica para la transmisión sináptica. 27. En una misma neurona están activadas simultáneamente muchas sinapsis excitadoras e inhibidoras. Si el efecto colectivo es suficiente para inducir la apertura de los canales de Na+, se inicia un impulso nervioso en el axón de la célula postsináptica y un nuevo mensaje es enviado velozmente a una multitud de otras neuronas. El procesamiento de la información que lleva a cabo cada neurona cumple un papel central en la integración y el control que ejercen en forma conjunta los sistemas nervioso y endocrino. _____________________________________ <=""> • Volver arriba • Reportar #1263 Ge. Pe. God of Forum • • Administrators • • 11.504 Mensaje(s) • Gender:Male Publicado el 03 febrero 2013 - 03:59 . _____________________________________ Procesamiento sensorial y respuesta motora Procesamiento sensorial: la iniciación del impulso nervioso 1. La información sensorial es recibida por el sistema nervioso periférico y procesada por neuronas y sinapsis sensoriales de la médula espinal y del encéfalo. La sensación es la respuesta de los receptores sensoriales a estímulos específicos y su posterior procesamiento neurofisiológico. La percepción es el resultado de la integración y el procesamiento de las sensaciones por los centros nerviosos superiores; estos procesos ocurren sobre la base de experiencias pasadas y producen un todo explicable y consciente. 2. El procesamiento sensorial comienza con la transducción, que consiste en la conversión de la energía de un estímulo (presión, calor, moléculas, vibraciones o luz) en la energía eléctrica de un potencial nervioso. En todos los casos primero se origina un potencial generador. Si este potencial supera cierto umbral, se genera un potencial de acción que viaja por las vías sensoriales aferentes. 3. Las diferentes modalidades entre los sentidos (tacto, visión u olfato) radican en la especificidad del receptor, la frecuencia de transmisión, las vías sensoriales y su análisis e interpretación en zonas especiales del sistema nervioso central. 4. Existen distintos tipos de receptores sensoriales: los mecanorreceptores, que responden al tacto, a la posición del cuerpo y al estímulo de ondas sonoras; los quimiorreceptores, que responden al sabor, al olor y a la concentración de sustancias en el medio interno; los fotorreceptores, que responden a la luz; los termorreceptores y los nocirreceptores. Algunos animales también tienen electrorreceptores y magnetorreceptores. 5. Los sistemas sensoriales reciben información del ambiente y la transmiten al sistema nervioso central, que la utiliza para cuatro funciones: el mantenimiento de la activación nerviosa, la percepción, la regulación de las funciones de los órganos internos y el control del movimiento, incluidos los movimientos reflejos. El sistema nervioso también recibe información desde el interior del cuerpo y la usa en la regulación de la homeostasis del organismo (temperatura corporal, presión sanguínea, frecuencia cardíaca y respiratoria, etc.). Los principales sistemas sensoriales de los animales 6. El sistema somatosensorial posee mecanorreceptores distribuidos por todo el cuerpo. Procesa diversas sensaciones: la estimulación mecánica de la superficie corporal provoca la sensación táctil; los desplazamientos mecánicos de los músculos y las articulaciones provocan la propiocepción, que conduce a la sensación de la postura corporal; los estímulos químicos, mecánicos o térmicos nocivos provocan dolor (nocicepción); los estímulos fríos y calientes provocan sensaciones térmicas. 7. La quimiorrecepción es el más primitivo y extendido de los sentidos animales. Los quimiorreceptores captan diversos tipos de moléculas disueltas en el agua o en el aire. Los exterorreceptores obtienen información de estímulos químicos a distancia; los interorreceptores registran variaciones en parámetros fisiológicos. 8. En los vertebrados terrestres, el olfato depende de la quimiorrecepción de sustancias Las ondas de sonido entran por el oído externo, chocan con la membrana timpánica y la hacen vibrar. Las vibraciones se transmiten a través del martillo, el yunque y el estribo, a la membrana de la ventana oval. Como esta última membrana es más pequeña que el tímpano, la presión se distribuye en un área menor y da por resultado una presión mayor (fuerza por unidad de área). Así, el sonido que entró por el oído externo se amplifica. En el oído interno también se encuentra el aparato vestibular (sáculo-utrículo y canales semicirculares) que informa sobre el equilibrio. (b) La cóclea es un canal espiralado, dividido en dos cámaras, una superior y otra inferior, con un canal timpánico entre ellas. Las tres cámaras contienen líquido. El piso del canal timpánico está formado por la membrana basilar, sobre la cual yace el órgano de Corti, el verdadero órgano sensorial. Este órgano contiene miles de células pilosas, sensibles a vibraciones, cuyos estereocilios están en contacto con una membrana rígida, la membrana tectorial que forma un techo sobre el órgano de Corti. Cuando el líquido dentro de la cóclea recibe las vibraciones procedentes de la ventana oval, sacude a la membrana basilar flexible; este movimiento flexiona los estereocilios. Este estímulo mecánico despolariza a las células pilosas, aumenta la liberación de neurotransmisores y, una vez alcanzado el umbral, se desencadena el potencial de acción. Los axones de las neuronas con las que estas células hacen sinapsis forman el nervio auditivo que transporta estas sensaciones al cerebro. La membrana basilar no es homogénea en su ancho ni en su elasticidad: es más estrecha y menos elástica en el extremo más cercano al oído medio. Por ello no vibra uniformemente a lo largo de su longitud. Así, diferentes áreas de la membrana, y diferentes células pilosas, responden a sonidos de distintas frecuencias, o tonos, o directamente no responden a ciertos sonidos, como los de tono muy bajo. 10. El sistema vestibular está formado por los canales semicirculares, el utrículo y el sáculo, en el oído interno, que están relacionados con el equilibrio y la posición relativa de nuestro cuerpo en el espacio. Presentan células ciliadas, inmersas en un líquido viscoso, que responden a cambios en la posición de la cabeza con respecto a la gravedad y la aceleración. El movimiento vertical u horizontal estimula al sáculo y al utrículo mediante la acción de otolitos. 11. La luz atraviesa el ojo de los vertebrados por medio de dos estructuras transparentes, la córnea y el cristalino. Este último enfoca una imagen invertida sobre la retina, en la parte posterior del globo ocular. La disposición de las fibras del nervio óptico vuelve a invertir la imagen, que llega a la corteza cerebral en su posición original. La visión estereoscópica proviene de la superposición del campo visual de ambos ojos. 12. La retina del ojo de los vertebrados contiene dos tipos de fotorreceptores: los bastones y los conos. Los bastones son responsables de la visión acromática; los conos, de la visión en color. Los fotorreceptores estimulados envían señales a las células bipolares y a las células ganglionares. Los axones de las células ganglionares forman el nervio óptico que conecta la retina con el encéfalo. Vista tridimensional del ojo humano El ojo humano es un órgano complejo compuesto de tres capas de tejido que forman una esfera llena de líquido. La capa externa, la esclerótica, es tejido conjuntivo blanco y fibroso que cumple una función protectora. La porción anterior de la esclerótica, la córnea, es transparente. La capa media, la coroides, contiene vasos sanguíneos. Su porción anterior se modifica y forma el músculo ciliar, el ligamento suspensor y el iris. El músculo ciliar es un círculo de músculo liso desde el cual se extienden los ligamentos suspensores que mantienen al cristalino en posición. La parte coloreada del ojo, el iris, es una estructura circular unida al cuerpo ciliar. La pupila es un orificio en el centro del iris, cuyo tamaño es regulado por el control de los músculos circulares del iris. La capa más interna del ojo, la retina, contiene las células fotorreceptoras: los bastones y los conos. Sobre esta capa se forman las imágenes reflejadas en forma invertida. La fóvea, cerca del centro de la retina, es la zona de mayor agudeza visual. Sólo la parte frontal del ojo está expuesta; el resto del globo ocular se encuentra inserto y protegido por la cuenca ósea del cráneo. La respuesta a la información: la contracción muscular 13. Los movimientos se dividen en tres clases: respuestas reflejas (innatas e involuntarias), patrones motores rítmicos (combinan características de los actos reflejos y las acciones voluntarias) y movimientos voluntarios (aprendidos y propositivos). 14. El músculo esquelético está formado por cientos de miles de células musculares multinucleadas (fibras) unidas por tejido conectivo. La membrana celular (sarcolema) presenta invaginaciones denominadas tubos T. El sarcolema puede disparar y propagar un potencial de acción. En el citoplasma hay entre 1.000 y 2.000 miofibrillas. 15. Las miofibrillas se organizan en sarcómeros, que se repiten en serie y son la unidad funcional del músculo esquelético. Cada sarcómero está formado por dos tipos de filamentos contráctiles: gruesos, compuestos por miosina, y delgados, compuestos por actina, tropomiosina y troponina. 16. La contracción muscular produce el acortamiento de la fibra muscular y así transmite fuerza al sistema artroesquelético. Se produce una transformación de energía química (ATP) en energía mecánica (trabajo muscular) y calor. 17. Cuando el músculo es estimulado, los filamentos de actina se deslizan sobre los de miosina. Los filamentos de actina están anclados en una lámina proteica (la línea Z), cuyo movimiento hace que cada sarcómero se acorte. Este movimiento contrae toda la miofibrilla. Según el modelo de filamento deslizante, entre los filamentos gruesos y delgados se forman puentes cruzados que se rompen y se vuelven a formar rápidamente al deslizarse un filamento a lo largo del otro. La contracción muscular músculo depende del número de fibras musculares de cada unidad motora, del número de unidades motoras activadas y de la frecuencia con que son estimuladas. 22. Existen distintos niveles jerárquicos de control de la actividad motora: la médula espinal es el más básico y es el punto final de decisión para los movimientos voluntarios y para las acciones reflejas. El nivel siguiente es el tronco encefálico y el más alto, la corteza cerebral. Cada uno de estos dos últimos niveles tiene áreas que se proyectan a la médula espinal. El cerebelo y los núcleos de la base no están implicados directamente en la producción del movimiento, pero modulan y controlan las acciones de los sistemas corticoespinales y del tronco del encéfalo. La retroalimentación que ejerce el sistema sensorial durante el movimiento permite regular la salida motora. _________________________________________________ <=""> • Volver arriba • Reportar #1264 Ge. Pe. God of Forum • • Administrators • • 11.504 Mensaje(s) • Gender:Male Publicado el 08 febrero 2013 - 04:07 . ________________________________________ Procesamiento de la información El encéfalo de los vertebrados 1. El encéfalo en desarrollo de los vertebrados posee tres protuberancias: el "cerebro posterior" (rombencéfalo), el "cerebro medio" (mesencéfalo) y el "cerebro anterior" (prosencéfalo). El rombencéfalo y el mesencéfalo constituyen el tronco o tallo cerebral. El rombencéfalo está formado por el bulbo raquídeo, la protuberancia y el cerebelo; el prosencéfalo, por el diencéfalo y el telencéfalo (hemisferio cerebrales). En las aves y los mamíferos, estos "cerebros" se pliegan uno sobre otro en el curso del desarrollo. El encéfalo de los vertebrados Estructura anatómica general del encéfalo de los vertebrados, con su organización primariamente lineal. El encéfalo se ha cortado horizontalmente para mostrar los ventrículos (cavidades) cerebrales que se continúan con el interior de la médula espinal. Al igual que el canal central de la médula espinal, los ventrículos están llenos de líquido cefalorraquídeo. El bulbo raquídeo, la protuberancia y el mesencéfalo se denomiinan en conjunto tallo cerebral o tronco cerebral. La localización del cerebelo, que es una proyección dorsal del rombencéfalo, se indica con línea punteada. 2. Gran parte de la información que entra o sale del cerebro pasa por el tronco, que controla las actividades automáticas necesarias para la supervivencia. Tiene un papel central en la atención, la conciencia y el ciclo vigilia-sueño. Además, contiene neuronas sensoriales y motoras que inervan estructuras de la cabeza y diversos órganos internos. El bulbo raquídeo y la protuberancia están involucrados en distintos reflejos (tos, vómito, etc.), el latido cardíaco y la respiración. 3. En los peces y los anfibios, una parte central del mesencéfalo está constituida por los lóbulos ópticos. En los mamíferos, el análisis de la información visual es una función del prosencéfalo; el mesencéfalo actúa principalmente como un centro de relevo y de reflejos. 4. El cerebelo coordina el movimiento voluntario de los músculos, regula el tono muscular y realiza un ajuste fino del equilibrio del cuerpo. Recibe información sensorial visual y auditiva de las articulaciones, de los músculos y de las vías motoras. 5. El diencéfalo es un centro coordinador principal del encéfalo y abarca el tálamo, el hipotálamo y la glándula pineal. El telencéfalo es el cerebro propiamente dicho de los mamíferos. 6. El tálamo es el principal centro de comunicación entre el tronco cerebral y los centros superiores del cerebro. También interviene en la regulación de las emociones y de los estados de alerta. El hipotálamo es uno de los centros de regulación homeostática más importantes del encéfalo. Sus núcleos coordinan las actividades asociadas con el comportamiento instintivo (sexo, hambre, sed y placer), la motivación y la expresión periférica de las emociones. Controla la expresión de los ritmos circadianos y es el centro principal para la integración de los sistemas nervioso y endocrino. 7. El telencéfalo de mamíferos presenta dos hemisferios y su tamaño relativo es muy grande. La capa externa es la corteza cerebral (sustancia gris), la estación de mayor jerarquía en el procesamiento de información. En los humanos, el gran desarrollo de surcos y circunvoluciones aumentan notablemente su superficie y dan sustento físico a la gran capacidad de procesamiento de su cerebro. 8. Los hemisferios cerebrales están conectados por el cuerpo calloso, una masa muy compacta de fibras mielínicas. Cada hemisferio controla funciones somáticas, sensoriales y motoras en forma cruzada (salvo algunas excepciones, cada hemisferio controla la mitad opuesta del cuerpo). 9. En las aves, la estructura más prominente del telencéfalo es el cuerpo estriado, que está relacionado con el control de comportamientos motores estereotipados complejos. En los mamíferos, los núcleos de la base están ubicados por fuera del tálamo y ocupan una gran porción de las regiones más profundas de ambos hemisferios cerebrales. Estas grandes masas grises participan en el planeamiento y la programación de los movimientos. En los humanos, intervienen en la planeación de procesos que convierten un pensamiento abstracto en una acción voluntaria. La corteza cerebral 10. En Homo sapiens y otros primates, dos profundas cisuras o surcos superficiales subdividen externamente cada hemisferio cerebral en cuatro lóbulos: frontal, parietal, temporal y occipital. memoria de corto plazo, pero no afecta las memorias de largo plazo ya establecidas. La amígdala es la región donde confluye la información proveniente de distintos sentidos y le da un "color emocional" a las memorias. Consolidación y almacenamiento de la memoria en el cerebro De acuerdo con las hipótesis actuales, la información se transmite a lo largo de vías independientes desde las distintas áreas corticales sensoriales al hipocampo y a la amígdala, y desde aquí, vías independientes llevan la información al tálamo y al cuerpo mamilar. A su vez, las neuronas del tálamo y del cuerpo mamilar conducen la información al prosencéfalo basal y a la corteza prefrontal. Circuitos paralelos transmiten la información procesada en la dirección opuesta, al parecer, en un proceso de retroalimentación positiva (véase cap. 38, recuadro 38-1). El daño infligido a cualquiera de estas estructuras da por resultado la pérdida de la memoria y los detalles varían de acuerdo con la estructura afectada. Por ejemplo, la pérdida de la memoria asociada con golpes típicamente involucra daño en la corteza prefrontal, el tálamo o la porción posterior del hipocampo. El síndrome de Korsakoff, un tipo de amnesia que se desarrolla en algunos alcohólicos crónicos, implica la degeneración del tálamo y del cuerpo mamilar. En la pérdida de la memoria asociada con la enfermedad de Alzheimer están involucradas neuronas colinérgicas del prosencéfalo basal. La inflamación o la interrupción temporal del suministro de oxígeno al cerebro pueden causar daño a la amígdala y a la porción anterior del hipocampo, lo que también da por resultado la pérdida de la memoria. 22. En el prosencéfalo basal hay circuitos neuronales que son fuente de acetilcolina, un neurotransmisor clave para los procesos de la memoria. También lo son estructuras como la amígdala y el hipocampo. Estas vías se relacionan con la memoria declarativa, almacenada en las cortezas de asociación. La memoria de "hábito" o "procedimiento" se relaciona con las respuestas motoras automáticas a estímulos particulares y se almacena en diversos circuitos sensoriales, motores (cerebelo) o emocionales. Funciones cerebrales superiores 23. Las áreas corticales funcionales que procesan los ingresos sensoriales o que producen respuestas motoras poseen una ubicación específica y bastante conservada en los distintos grupos de mamíferos. La memoria y el aprendizaje ocupan áreas grandes y difusas del cerebro, pero los circuitos que controlan algunas de las llamadas "funciones superiores" humanas -lenguaje, gnosias y praxias- están más o menos localizados en la neocorteza. 24. El reconocimiento sensorial o gnosias es una capacidad de orden superior que posibilita percibir o reconocer objetos mediante canales sensoriales. La agnosia es la incapacidad para reconocer objetos y rostros mediante esos canales, aunque éstos funcionen normalmente. 25. Los movimientos dirigidos a un objetivo (proposicionales) son aprendidos y voluntarios. Las praxias son sistemas de movimientos secuenciales, complejos y aprendidos; tienen una intención que les da origen y están coordinados en función de un resultado. No son instintivos, ya que requieren un aprendizaje social, como en los casos de la escritura, la vocalización o la manipulación de herramientas. Las alteraciones de estas funciones se denominan apraxias. 26. El lenguaje es una forma de comunicación netamente humana. Hace referencia a los aspectos verbales y orales de la comunicación, a la prosodia -entonación y carga emocional- y gestos durante el episodio de comunicación. 27. Dos regiones del hemisferio izquierdo conectadas entre sí, las áreas de Broca y de Wernicke, están relacionadas con el habla. El área de Broca controla el aparato de fonación; la de Wernicke, la coherencia y el significado del habla. 28. Ciertas neuronas del cerebro adulto de los mamíferos se pueden diferenciar en células nuevas. El funcionamiento de las neuronas cerebrales sufre cambios y rearreglos continuos (plasticidad neuronal). Las neuronas de los invertebrados y los anfibios se regeneran. 29. Se cree que el establecimiento de memorias se debe a cambios en los circuitos sinápticos y en las respuestas de las neuronas a los estímulos. La estimulación constante produce habituación, que consiste en un cese de la respuesta motora causada por una disminución gradual en la cantidad de neurotransmisor liberado por las neuronas sensoriales. El fenómeno opuesto es la sensibilización. Las alteraciones en la transmisión sináptica son críticas en la memoria y en el aprendizaje. Se piensa que estas alteraciones dependen de cambios en las células presinápticas y postsinápticas. _______________________________________ <=""> • Volver arriba • Reportar #1265 Ge. Pe. God of Forum • • Administrators • • 11.504 Mensaje(s) • Gender:Male Publicado el 14 febrero 2013 - 04:41 . Estos módulos se encuentran en la Red. Si recibimos cualquiera queja por infracción a los derechos de autor, los retiramos de inmediato, ______________________________________ El sistema endocrino El hipotálamo se comunica con la adenohipófisis mediante capilares sanguíneos que forman el sistema porta hipotálamo-hipofisario. Las células neurosecretoras del hipotálamo secretan hormonas liberadoras o inhibidoras que llegan mediante ese sistema porta a la adenohipófisis y regulan la producción de las hormonas hipofisarias. Otras células neurosecretoras hipotalámicas producen oxitocina y hormona antidiurética (ADH) que son conducidas a la neurohipófisis dentro de las mismas fibras nerviosas (transporte axónico). Una vez secretadas desde las terminales axónicas ubicadas en la neurohipófisis, estas neurohormonas se difunden hacia los capilares y de ese modo ingresan en la circulación general. Por medio del sistema circulatorio, las hormonas se distribuyen por todo el cuerpo y actúan sobre sus órganos blanco. 6. La somatotrofina estimula la síntesis proteica y promueve el crecimiento de los huesos y los tejidos blandos. En el hígado, impulsa la secreción de las somatomedinas, hormonas que estimulan el crecimiento tisular. La deficiencia de somatotrofina durante la infancia produce "enanismo hipofisario", el exceso genera "gigantismo hipofisario". En los individuos que ya han completado su crecimiento, el exceso de secreción produce acromegalia. 7. La prolactina estimula la secreción de leche en los mamíferos. Los impulsos nerviosos producidos por la succión son transmitidos al hipotálamo, que disminuye la producción de hormona inhibidora de prolactina. Entonces, la hipófisis libera prolactina, que mantiene la producción de leche. 8. La tirotrofina estimula la producción y secreción de las hormonas T3 y T4 (tiroxina) en la glándula tiroides. 9. La corticotrofina estimula la secreción de cortisol, una de las hormonas producidas por la corteza suprarrenal. 10. Las hormonas foliculoestimulante y luteinizante (gonadotrofinas) estimulan la secreción de esteroides sexuales en los testículos y los ovarios. 11. La neurohipófisis secreta dos hormonas: la oxitocina y la hormona antidiurética (ADH). La oxitocina incrementa las contracciones uterinas durante el parto, ayuda al útero a recuperar su forma y su tamaño originales luego del parto y estimula la secreción de leche al comenzar la lactancia. La ADH disminuye la excreción de agua por los riñones y aumenta la presión sanguínea en muchos vertebrados. En los humanos sólo produce este efecto en circunstancias no habituales, como las hemorragias graves. Control hormonal por retroalimentación La producción de muchas hormonas está regulada por complejos sistemas de retroalimentación negativa que involucran a la hipófisis anterior y al hipotálamo. El hipotálamo controla la secreción de hormonas tróficas por parte de la adenohipófisis y éstas, a su vez, estimulan la secreción de hormonas por parte de la glándula tiroides, la corteza suprarrenal y las gónadas (testículos y ovarios). Cuando la concentración de las hormonas producidas por estas glándulas blanco aumenta en la sangre, el hipotálamo disminuye su producción de hormonas liberadoras, la hipófisis reduce la suya y, en consecuencia, la producción de hormonas por las glándulas blanco también desciende. La producción hormonal se regula además en respuesta a otros cambios ambientales e internos por medio del hipotálamo, que recibe e integra información de muchas otras partes del sistema nervioso. La glándula tiroides: producción de tiroxina y calcitonina 12. La glándula tiroides produce dos hormonas: la tiroxina y la calcitonina. La tiroxina, secretada en respuesta a la acción de la TSH, acelera la tasa de respiración celular; en algunos animales participa en la regulación de la temperatura corporal. La calcitonina, de los ácidos grasos y ejerce así un efecto hiperglucemiante. La somatostatina influye en la velocidad a la cual la glucosa es absorbida por el torrente sanguíneo desde el tubo digestivo. La glándula pineal 21. La glándula pineal es pequeña y en los humanos está ubicada cerca del centro del cerebro. Secreta en forma rítmica la hormona melatonina, cuyos valores son máximos durante la noche y bajos durante el día. El ritmo de producción también varía estacionalmente (es mayor en el invierno). Este último ciclo provee un "calendario biológico" que les permite a los animales de reproducción estacional sincronizar sus períodos de apareamiento y gestación. Otros tejidos endocrinos 22. Existen estructuras con función endocrina parcial que, además de realizar sus funciones características, secretan sustancias al torrente sanguíneo. Se trata de agregados de células secretoras o células aisladas que, frente a estímulos específicos, responden con la secreción hormonal. Dentro de este grupo se encuentran el riñón, el timo, el corazón, el estómago, el duodeno y el hígado. Otras hormonas y sus funciones 23. Las angiotensinas tienen dos funciones: restaurar la presión arterial disminuida y recuperar líquido extracelular para compensar una disminución en la volemia. En su forma activa producen vasoconstricción, activación del sistema simpático, sensación de sed y secreción de aldosterona y de hormona antidiurética. 24. La leptina, producida principalmente por los adipocitos, es responsable de la saciedad y, al menos en parte, de la utilización calórica de la dieta. Parece que actúa en el hipotálamo como una señal que disminuye la ingesta de alimentos. Cuando su nivel desciende, el organismo siente hambre y se ponen en marcha los mecanismos necesarios para la alimentación. 25. Las prostaglandinas se sintetizan en distintas regiones del cuerpo. Difieren de otras hormonas en varios aspectos: son ácidos grasos, son producidas por las membranas celulares de casi todos los órganos del cuerpo y sus tejidos blanco suelen ser los mismos que las producen. Tienen una gran potencia y son degradadas rápidamente por enzimas. Participan en la contracción muscular que propulsa el semen, en las contracciones uterinas durante el parto, en la regulación hipotalámica de la temperatura y en los procesos inflamatorios. Mecanismos de acción de las hormonas 26. El mensaje hormonal se traduce según el tejido blanco en el que actúe, de su estado de receptividad (cantidad de receptores activos) y de las interacciones entre las distintas hormonas. La clave de la especificidad de la acción hormonal radica en las precisas configuraciones espaciales de sus receptores, que les permiten unirse a una molécula en particular pero no a otras. Interacciones entre el sistema endocrino y el nervioso 27. Los sistemas endocrino y nervioso complementan estrechamente sus funciones y ejercen un control mutuo de sus acciones. Este control es mediado por la secreción de hormonas endocrinas, neurotransmisores y neurohormonas. Por medio de la inervación de las glándulas, el sistema nervioso envía una señal química y así controla la secreción hormonal. Mediante la interacción con receptores específicos, las hormonas liberadas por las diversas glándulas del organismo actúan en el sistema nervioso central y modifican el comportamiento del individuo. ___________________________________ <=""> • Volver arriba • Reportar #1266 Ge. Pe. God of Forum • • Administrators • • 11.504 Mensaje(s) • Gender:Male Publicado el 17 febrero 2013 - 04:06 . _____________________________________________ La respiración La difusión de los gases 1. La hematosis es el intercambio gaseoso entre el medio ambiente y la sangre. Ocurre por difusión simple en todos los organismos y el principal factor que influye sobre ella es la presión parcial de oxígeno en el aire (PpO2). Cuando la PpO2 aumenta o disminuye, el organismo responde con una serie de procesos fisiológicos que compensan el cambio. Evolución y diversidad de los sistemas respiratorios 2. La difusión le confiere a las moléculas una capacidad de movimiento que sólo es eficiente en distancias inferiores al milímetro. Los animales multicelulares han superado este límite con la aparición de sistemas respiratorios especializados. 3. Un sistema respiratorio "eficiente" provee a cada célula la cantidad de oxígeno necesaria para abastecer sus necesidades metabólicas. Al mismo tiempo, permite la eliminación adecuada del CO2 que se forma como producto del metabolismo celular. 4. En algunos invertebrados pequeños, los gases se difunden a través de la única capa de células que separa el exterior del interior del cuerpo. El sistema circulatorio distribuye el O2 a medida que ingresa en el cuerpo; la sangre transporta el CO2 hacia la superficie corporal. Los animales más grandes, que tienen una relación menor entre la superficie y la masa del cuerpo, poseen órganos respiratorios con superficies altamente plegadas que aumentan la eficiencia del intercambio gaseoso. 5. Los órganos más comunes de los sistemas respiratorios son las branquias y los pulmones. En ambos sistemas, el O2 alcanza los tejidos con metabolismo activo mediante los siguientes procesos: ingresa en el organismo desde el medio externo por difusión simple, atraviesa un epitelio delgado y húmedo fuertemente irrigado, ingresa en los capilares por difusión, se difunde hacia el líquido intersticial y luego a las células de los distintos tejidos. El CO2 que producen las células sigue el camino inverso. 6. En la mayoría de los peces, los movimientos rítmicos del piso de la boca y del opérculo óseo de las branquias bombean el agua al interior de la boca. En los vasos sanguíneos de las branquias, la sangre circula en dirección opuesta a la del agua que proviene de la boca. Esta disposición en contracorriente optimiza la captación de oxígeno. Finalmente, el agua sale por las branquias. oxígeno de la sangre. Los más comunes son la hemoglobina, presente en todos los vertebrados y varios grupos de invertebrados, y la hemocianina, presente en moluscos y artrópodos. En la mayoría de los invertebrados, los pigmentos respiratorios están disueltos en el plasma sanguíneo; en los vertebrados y los equinodermos, son transportados en los glóbulos rojos. La estructura química de los pigmentos surge de la combinación de un ion metálico y una proteína. 15. La asociación o disociación de la hemoglobina y el oxígeno depende de la PpO2 en el plasma sanguíneo. En los capilares alveolares, la PpO2 es alta y la hemoglobina se combina con el oxígeno. En los tejidos, la PpO2 es menor; entonces, el oxígeno se desprende de la hemoglobina y se difunde a los tejidos. El dióxido de carbono, más soluble en agua que el oxígeno, es parcialmente transportado en el plasma. Pero la mayor parte de este gas ingresa en los eritrocitos, donde reacciona con el agua y forma ácido carbónico. Un porcentaje menor de dióxido de carbono es transportado por la hemoglobina. En los pulmones, donde la presión parcial de dióxido de carbono es baja, el ácido carbónico se disocia y forma dióxido de carbono y agua; entonces, el dióxido de carbono se desprende de la hemoglobina. El gas liberado se difunde del plasma a los alvéolos y se elimina mediante la espiración. La regulación de la ventilación 16. El sistema nervioso, a través del centro respiratorio bulbar, ajusta la frecuencia y la amplitud de la inspiración y la espiración de acuerdo con las demandas del organismo. Los niveles de oxígeno y de dióxido de carbono en la sangre son registrados permanentemente por quimiorreceptores. Estos receptores pueden ser periféricos, ubicados en arterias como la aorta y las carótidas, o centrales, ubicados en el mismo bulbo raquídeo. La información de cualquiera de estos receptores es transmitida por vía nerviosa al centro respiratorio. La respuesta a las presiones parciales de oxígeno y de dióxido de carbono detectadas por los receptores periféricos es más rápida, pero los receptores centrales ejercen mayor influencia sobre el centro respiratorio. 17. La frecuencia respiratoria se puede incrementar deliberadamente, mediante la contracción y la relajación del diafragma y de los músculos torácicos, pero la respiración normal es involuntaria. Diagrama del mecanismo de control nervioso de la respiración En el bulbo se encuentra el centro respiratorio bulbar, formado por un conjunto de neuronas organizadas en dos grupos: el grupo respiratorio dorsal y el grupo respiratorio ventral. Estas neuronas están conectadas con neuronas motoras de la médula espinal que controlan la musculatura respiratoria (diafragma y músculos intercostales). La actividad conjunta de estos grupos dirige el ciclo respiratorio. El grupo respiratorio dorsal determina el patrón cíclico de la inspiración y la espiración; el grupo respiratorio ventral controla el volumen de aire movilizado. El centro respiratorio está modulado, a su vez, por la información proveniente de varios quimiorreceptores, receptores de estiramiento del parénquima pulmonar, de bronquios y bronquíolos y por receptores del dolor en los capilares pulmonares. También se encuentra bajo la influencia de estructuras nerviosas superiores, como la protuberancia y el mesencéfalo, que coordinan la respiración con la deglución y la producción de sonidos, inhibiendo brevemente la inspiración. Otras estructuras autonómicas, como el hipotálamo, y el sistema límbico generan respuestas de tipo predictivo, por ejemplo, incrementan la ventilación antes de un esfuerzo físico. Finalmente, el centro respiratorio también está bajo la influencia de la corteza cerebral, que permite que controlemos en forma voluntaria la ventilación. _______________________________________________ <=""> • Volver arriba • Reportar #1267 Ge. Pe. God of Forum • • Administrators • • 11.504 Mensaje(s) • Gender:Male Publicado el 19 febrero 2013 - 11:04 . ____________________________________________ La circulación Evolución y diversidad de los sistemas cardiovasculares 1. Los sistemas cardiovasculares consisten en una red de conductos por los cuales circula un líquido (hemolinfa en los invertebrados; sangre en los vertebrados) y una o varias verdadera bomba. Cuando se contrae, la cavidad interna se reduce, la presión sanguínea aumenta y la sangre es expulsada. El corazón de los vertebrados está dividido en cámaras: las aurículas y los ventrículos. 7. El corazón humano está separado en dos partes funcionalmente distintas, el "corazón derecho" y el "corazón izquierdo", cada uno provisto de una aurícula y un ventrículo comunicados entre sí. Sus paredes están formadas por tejido muscular cardíaco. La sangre desoxigenada, que proviene de los tejidos corporales, ingresa en la aurícula derecha a través de las venas cavas superior e inferior, luego pasa al ventrículo derecho y es bombeada al circuito pulmonar a través de la arteria pulmonar. La sangre oxigenada, que proviene de los pulmones, ingresa en la aurícula izquierda a través de las venas pulmonares, pasa al ventrículo izquierdo y es bombeada hacia el circuito sistémico a través de la arteria aorta. Ambas aurículas se contraen en forma simultánea y lo mismo ocurre con ambos ventrículos. 8. El corazón de todos los vertebrados posee válvulas que garantizan la circulación unidireccional de la sangre y se abren o se cierran debido a la diferencia de presión entre las cámaras. Durante la contracción o sístole ventricular, se abre la válvula ubicada entre el ventrículo y la arteria aorta (válvula aórtica) y se cierra la correspondiente válvula auriculoventricular (válvula mitral). Durante la relajación o diástole ventricular, la válvula aórtica se cierra y la mitral se abre. Un proceso similar se verifica en el lado derecho del corazón, pero las conexiones vasculares y las válvulas involucradas son diferentes. 9. El latido del corazón de los mamíferos está controlado por una región especializada de la aurícula derecha, el nódulo sinoauricular. Este nódulo está formado por células musculares cardíacas modificadas que producen potenciales de acción espontáneos y rítmicos. Los potenciales se dirigen al resto de las células musculares auriculares y les imponen el ritmo cardíaco. Un segundo marcapasos (el nódulo auriculoventricular) controla la contracción ventricular por mecanismos similares a los mencionados para el nódulo sinoauricular, pero normalmente se encuentra subordinado a este último. La regulación nerviosa del latido cardíaco es ejercida por el sistema nervioso autónomo, que actúa principalmente sobre los nódulos marcapasos. 10. El corazón produce hormonas y enzimas que regulan su propio funcionamiento y el de otros órganos. Algunas de estas sustancias son la angiotensina II (agente vasoconstrictor), el óxido nítrico (neurotransmisor) y el factor natriurético auricular (disminuye el volumen sanguíneo mediante la excreción de agua y sodio). El corazón humano La sangre que retorna de la circulación sistémica a través de las venas cavas superior e inferior ingresa en la aurícula derecha y luego en el ventrículo derecho, que la impulsa a través de las arterias pulmonares hacia los pulmones, donde se oxigena. La sangre de los pulmones ingresa en la aurícula izquierda mediante las venas pulmonares y posteriormente en el ventrículo izquierdo, que la envía por la aorta hacia los tejidos del cuerpo. Los vasos sanguíneos 11. La sangre abandona el corazón por arterias grandes, hasta llegar a arterias ramificadas más pequeñas; luego pasa a las arteriolas y por último a los capilares. Desde allí, continúa su recorrido por las vénulas y luego por venas más grandes hasta regresar al corazón. Las arterias poseen una pared muscular gruesa y elástica, apta para resistir y mantener la presión sanguínea. Las venas poseen una pared más delgada y distensible, que les confiere baja resistencia pero elevada capacidad para actuar como reservorios de sangre. Existen varios sistemas porta, conectados entre sí por venas o arterias, en los que la sangre fluye a lo largo de dos sistemas capilares distintos interconectados por venas o por arterias. Presión sanguínea y perfusión 12. La presión sanguínea es una medida de la fuerza por unidad de área que ejerce la sangre sobre las paredes de los vasos sanguíneos. Se genera por la acción de bombeo del corazón y cambia con la frecuencia y la fuerza de contracción cardíacas, la resistencia que oponen los vasos y el volumen de sangre circulante. Es máxima en la aorta y mínima en las grandes venas que llegan al corazón. Cuando el músculo liso de las arteriolas se contrae, su luz y el flujo hacia el lecho capilar disminuyen. 13. Cuando el músculo liso se relaja, la arteriola aumenta su luz (vasodilatación) y el flujo de sangre a los capilares se incrementa. Estos músculos lisos reciben inervación autonómica y son regulados por la adrenalina, la noradrenalina, el óxido nítrico, la angiotensina II y otras sustancias endógenas. La perfusión a distintos tejidos está regulada mediante la constricción y/o la dilatación selectiva de las arteriolas. 14. Las actividades de los nervios que controlan el músculo liso de los vasos sanguíneos, el ritmo cardíaco y la potencia del latido están coordinadas por el centro de regulación cardiovascular, ubicado en el bulbo raquídeo. Este control mantiene en equilibrio la presión sanguínea y el grado de perfusión de los distintos tejidos. Las arterias carótidas, la aorta, las venas cavas y el corazón poseen receptores de presión (barorreceptores) y quimiorreceptores de oxígeno, dióxido de carbono y pH. Toda esta información es enviada al centro de regulación, que la integra y desencadena una respuesta refleja que tiende a normalizar las eventuales alteraciones. 15. Los capilares son el principal sitio de intercambio de sustancias entre la sangre y los tejidos. Tienen paredes muy delgadas, constituidas por una sola capa de células que forman el endotelio. La luz de los capilares también es muy pequeña. La presión sanguínea produce la salida por filtración del líquido plasmático hacia los tejidos. La presión oncótica, ejercida por las proteínas de la sangre y otras moléculas, produce el reingreso de líquido al sistema vascular. Intercambio de líquido a nivel capilar <=""> • Volver arriba • Reportar #1268 Ge. Pe. God of Forum • • Administrators • • 11.504 Mensaje(s) • Gender:Male Publicado el 20 febrero 2013 - 08:05 . ____________________________________ La digestión La evolución de los sistemas digestivos 1. Algunos invertebrados tienen un sistema digestivo muy simple, con una sola abertura; otros presentan especializaciones en distintos tramos del tubo digestivo. En los vertebrados, el sistema digestivo está dividido en numerosos compartimientos. Esto permite una división del trabajo que optimiza la eficiencia en cada etapa: captación y digestión del alimento, absorción y eliminación de los desechos. El tubo digestivo de los vertebrados 2. El sistema digestivo de los vertebrados es un tubo largo y sinuoso que se extiende desde la boca hasta el ano. La cavidad digestiva no forma parte del medio interno de un organismo, porque es una prolongación de la superficie externa del cuerpo. Tubo digestivo humano: recorrido del alimento El alimento ingresa por la boca, recorre la faringe y el esófago hasta llegar al estómago y al intestino delgado donde ocurre la mayor parte de la digestión y la absorción. Los materiales no digeridos ingresan luego en el intestino grueso (colon ascendente, transverso y descendente), se almacenan brevemente en el recto y se eliminan a través del ano. Los órganos accesorios del sistema digestivo son tres pares de glándulas salivales que producen la mayor parte de la saliva (cantidades adicionales son suministradas por glándulas pequeñas, las glándulas bucales, de la membrana mucosa que tapiza la boca), el páncreas, el hígado y la vesícula biliar. 3. En un corte transversal del tubo digestivo se pueden diferenciar cuatro capas principales: la mucosa, la submucosa, la capa muscular externa y la serosa. La capa muscular externa está formada por dos capas de músculo liso, cuyas contracciones coordinadas producen los movimientos peristálticos. En varias zonas, la capa muscular se engruesa y forma válvulas que controlan el paso del alimento de un compartimiento a otro del tubo digestivo (esfínteres). 4. La fragmentación mecánica del alimento comienza en la boca. En muchas de las aves, esta función se lleva a cabo en buches de almacenamiento que contienen arena y grava. La mayoría de los mamíferos tienen dientes y una lengua que mueve y mezcla el alimento y lo dirige hacia la parte posterior de la boca. Las secreciones de las glándulas salivales humedecen y lubrican el alimento; en algunos casos contienen una enzima que digiere los hidratos de carbono (amilasa). 5. El alimento parcialmente digerido abandona la boca en la forma de bolo alimenticio, pasa a la faringe y luego al esófago (deglución). Los líquidos y los sólidos son impulsados a lo largo del esófago por movimientos peristálticos controlados por el sistema nervioso autónomo. La faringe es un órgano compartido entre los sistemas digestivo y respiratorio. El esófago atraviesa el diafragma y se abre en el estómago. La mayor parte del sistema digestivo se aloja en la cavidad abdominal, que está recubierta por el peritoneo. 6. Luego de atravesar el esfínter esofágico inferior, el alimento llega al estómago, cavidad rodeada por una pared muscular fuertemente replegada. La mucosa estomacal, relativamente gruesa, secreta ácido clorhídrico y pepsinógeno (que junto con el agua constituyen el jugo gástrico). El ácido clorhídrico destruye a la mayoría de los microorganismos, disgrega los componentes fibrosos e inicia la conversión del pepsinógeno en pepsina, una enzima que hidroliza proteínas. El moco secretado por el mismo estómago lo protege de la acidez. El estómago puede absorber agua, iones, alcohol y algunos medicamentos; en su interior, el alimento se convierte en una masa semilíquida que se mueve por peristalsis a través de otro esfínter (píloro), que constituye el límite con el intestino delgado. El funcionamiento del estómago se encuentra bajo el control de los sistemas nervioso autónomo y endocrino. 7. En el intestino delgado se completa la digestión de los hidratos de carbono y las proteínas y se inicia la de las grasas. El intestino delgado es un tubo largo y muy plegado. La presencia de pliegues en la submucosa, vellosidades en la mucosa y microvellosidades en las células epiteliales le proporcionan una gran superficie de contacto con el alimento. Se divide en tres regiones: el duodeno, donde ocurre la mayor parte de la digestión, y el yeyuno y el íleon, donde tiene lugar la absorción. Las células secretoras liberan moco, que lubrica el contenido intestinal, agua que lo hidrata y enzimas que continúan la digestión. El de un pequeño esfínter. En la última porción de este conducto se alojan generalmente los cálculos biliares, formados en su mayor parte por colesterol y sales biliares. Estos cálculos se forman cuando se altera el delicado equilibrio en las concentraciones relativas de los componentes de la bilis. 10. La neutralización de la acidez de los jugos gástricos que llegan al duodeno es esencial, porque las enzimas que actúan en el intestino presentan una actividad óptima a valores de pH comprendidos entre 7 y 8. La actividad digestiva del intestino también está coordinada y regulada por hormonas provenientes del duodeno. Al llegar el jugo gástrico, la secretina estimula la secreción de líquidos alcalinos en el páncreas y el hígado. Ante la presencia de grasas y aminoácidos, la colecistocinina estimula la liberación de enzimas pancreáticas y el vaciamiento de la vesícula biliar. El péptido inhibidor gástrico inhibe la motilidad gástrica y la secreción de gastrina. El intestino se encuentra regulado por el sistema nervioso autónomo. 11. El intestino grueso continúa con la absorción de agua, sodio y otros minerales. Aloja bacterias simbióticas que degradan el alimento aún no digerido y sintetizan aminoácidos y vitaminas que el organismo humano aprovecha. El apéndice es un pequeño saco ciego que no tiene ninguna función digestiva conocida aunque sí inmunitaria. Todo aquello que no fue digerido o absorbido se elimina como materia fecal (compuesta por agua, bacterias, fibras de celulosa y otras sustancias indigeribles). Estos desechos se almacenan brevemente en el recto y luego se eliminan por el ano. La regulación de la glucosa sanguínea 12. En los vertebrados, la concentración de glucosa en la sangre permanece constante gracias a las actividades del páncreas y el hígado. En el hígado, la glucogenogénesis convierte el exceso de monosacáridos en glucógeno, que se almacena en los hepatocitos. Si hay exceso de glucógeno, los monosacáridos son metabolizados por la vía de la glucólisis, que origina acetil-CoA y otros productos. La acetil-CoA se puede convertir en glicerol y ácidos grasos, y formar grasas que son almacenadas en los hepatocitos, o puede ser incorporada a los aminoácidos a través de la transaminación. El hígado degrada los aminoácidos en exceso y los convierte en piruvato y luego en glucosa por medio de la gluconeogénesis. El nitrógeno de los aminoácidos se excreta en forma de urea a través de los riñones. Cuando el cuerpo requiere glucosa, la obtiene a partir del glucógeno, mediante la glucogenólisis. 13. La absorción o la liberación de glucosa por parte del hígado está determinada principalmente por hormonas que mantienen constante la glucemia: insulina, glucagón y somatostatina (producidas por el páncreas), adrenalina (médula suprarrenal), cortisol (corteza suprarrenal) y hormona del crecimiento (hipófisis). Algunos requerimientos nutricionales 14. Los requerimientos energéticos del cuerpo se pueden satisfacer por una combinación de carbohidratos, proteínas o grasas. La síntesis de proteínas requiere veinte tipos diferentes de aminoácidos. El organismo humano puede sintetizar sólo doce; los ocho restantes, llamados aminoácidos esenciales, los obtiene de la dieta. Para la síntesis de grasa y prostaglandinas, los mamíferos necesitan ciertos ácidos grasos poliinsaturados que no pueden sintetizar y también deben obtenerse de la dieta. 15. El organismo tiene, además, un requerimiento dietético de varias sustancias inorgánicas: calcio y fósforo (componentes de los huesos), yodo (hormona tiroidea), hierro (hemoglobina y citocromos), sodio, cloro y potasio (balance iónico), magnesio (músculo), flúor (dientes), cobre, cinc y selenio. ___________________________________________ <=""> • Volver arriba • Reportar #1269 Ge. Pe. God of Forum • • Administrators • • 11.504 Mensaje(s) • Gender:Male Publicado el 24 febrero 2013 - 01:17 . _______________________________________ Tasa metabólica y regulación térmica La tasa metabólica 1. La tasa metabólica es la velocidad a la que un organismo utiliza la energía disponible. Se estima como la tasa de liberación de calor del organismo, que se obtiene midiendo la liberación de calor (calorimetría directa) o la tasa de consumo de oxígeno (calorimetría indirecta). 2. La tasa metabólica se incrementa cuando aumenta la temperatura y disminuye a medida que la temperatura desciende. Los procesos bioquímicos determinan los hábitats que pueden ocupar los animales. El rango de temperatura en el que pueden vivir abarca desde apenas por debajo del punto de congelación hasta 45-50 °C. 3. Los animales termoconformadores no poseen mecanismos compensatorios para regular su temperatura corporal frente a los cambios ambientales. En general, presentan un aislamiento térmico reducido que facilita el intercambio de calor con el ambiente. La gran mayoría de los invertebrados, los peces, los anfibios y los reptiles pertenecen a este grupo. 4. Los animales termorreguladores presentan mecanismos endógenos que mantienen la temperatura corporal relativamente constante frente a los cambios de temperatura ambiente. Entre estos animales se distinguen dos categorías: los termorreguladores homeotermos y los termorreguladores heterotermos. Los termorreguladores homeotermos mantienen la temperatura regulada y constante en todo su núcleo corporal y en todo momento (aves y mamíferos). Los termorreguladores heterotermos pueden mantener una temperatura corporal diferente de la ambiental en alguna región específica de su cuerpo (heterotermos regionales) o durante cierto lapso de tiempo (heterotermos temporales). Los animales termoconformadores 5. Algunos invertebrados y unos pocos vertebrados son capaces de tolerar el congelamiento de una fracción significativa de su agua corporal. En todos los casos, sólo se congela el líquido extracelular, debido a la presencia de sustancias que actúan como núcleos de cristalización. Los cristales de hielo aumentan la concentración osmótica del medio extracelular. Esto produce la salida del agua de las células; entonces, aumenta la osmolaridad intracelular y el punto de congelamiento disminuye. Otras sustancias, como el glicerol, también actúan como anticongelantes. 6. Los animales terrestres que viven en regiones frías no extremas pueden elegir microambientes que les permiten alcanzar una temperatura corporal adecuada para mantenerse activos. En especies de peces e invertebrados acuáticos, un descenso 9. El aumento de la temperatura corporal (fiebre) no se debe a un mal funcionamiento del termostato hipotalámico, sino a un reajuste del valor de referencia que se produce en presencia de pirógenos. La temperatura alta mejora la respuesta inmunitaria dirigida contra los agentes patógenos. 10. Cuando un animal termorregulador homeotermo enfrenta temperaturas frías, el gradiente térmico aumenta y se disipa más calor corporal. La disminución de la temperatura corporal desencadena cambios en la circulación sanguínea y en la piloerección. Estos cambios reducen la conductancia térmica y restablecen la temperatura corporal al valor de referencia hipotalámico. 11. Numerosas especies de termorreguladores homeotermos presentan cambios estacionales del plumaje o el pelaje, que aumentan el aislamiento térmico durante la estación más fría del año. La capa de grasa subcutánea también puede sufrir cambios estacionales. Las respuestas comportamentales constituyen otra alternativa a los cambios externos de temperatura. 12. Si la disminución de la temperatura corporal es muy pronunciada, el organismo responde activamente y aumenta la producción de calor. Este aumento puede producirse por la contracción de músculos esqueléticos antagónicos que liberan calor (termogénesis tiritante) o mediante el aumento de la tasa metabólica en otros tejidos (termogénesis no tiritante). Además, una secreción mayor de ciertas hormonas, principalmente tiroideas, produce un aumento de la tasa metabólica en numerosos tejidos. 13. Cuando la temperatura ambiente se acerca a la corporal, aumenta el flujo de sangre hacia la superficie del organismo. Esto permite aumentar la conductancia térmica y favorece la disipación pasiva de calor. Si la temperatura ambiente es mayor que la corporal, el gradiente térmico se hace negativo y al calor metabólico se le suma el calor que ingresa en el organismo. 14. Los animales pequeños poseen una tasa metabólica específica (por gramo de peso corporal) mayor que la de los animales más grandes. Las relaciones de superficie y volumen relativo de diversos órganos y factores de escala, relacionados con la geometría de los sistemas de distribución de nutrientes hacia los tejidos, son algunos de los factores que estarían relacionados con este fenómeno. También hay una correlación entre la intensidad a la cual los animales transforman la energía y el tiempo de vida. Los animales pequeños, cuya tasa metabólica específica es alta, viven menos tiempo. Tasa metabólica y tamaño corporal expresado en peso Los mamíferos más pequeños tienen una tasa metabólica por gramo de peso corporal más elevada que la de los mamíferos de mayor tamaño. Esto los obliga a consumir diariamente una cantidad de alimento que, en relación con su peso corporal, es mucho mayor que en el caso de los mamíferos grandes. ___________________________________________ <=""> • Volver arriba • Reportar #1270 Ge. Pe. God of Forum • • Administrators • • 11.504 Mensaje(s) • Gender:Male Publicado el 25 febrero 2013 - 09:59 . __________________________________________ Excreción y equilibrio hídrico La excreción: un proceso de depuración del medio interno 1. Alrededor del 70% del peso del cuerpo de un animal es agua. Unos dos tercios de esta agua se encuentra dentro de las células. El tercio restante es el líquido extracelular. 2. En los vertebrados, el plasma sanguíneo constituye sólo el 7% de los líquidos corporales, pero la regulación de su composición es un factor clave en la homeostasis del medio interno. La sangre abastece los productos que las células necesitan y elimina sus desechos. 3. La osmolaridad de los líquidos corporales está determinada por la concentración de solutos osmóticamente activos (glucosa, aminoácidos y diversos iones). La concentración de cualquier sustancia depende de su cantidad absoluta y de la cantidad de agua en la que está disuelta. 4. Es probable que los organismos más primitivos hayan sido isosmóticos e isotónicos. Cuando se trasladaron al agua dulce, un medio hiposmótico, se encontraron en un medio donde el agua dulce tendía a ingresar en ellos. Es probable que hayan sido favorecidos los túbulo contorneado distal. A medida que el líquido recorre el túbulo, casi toda el agua, los iones y otras sustancias útiles son reabsorbidos hacia la sangre que circula por los capilares peritubulares. Otras sustancias, como ciertos tóxicos metabolizados en el hígado, son secretadas desde los capilares hacia el interior de los túbulos. Los materiales de desecho y parte del agua circulan hasta alcanzar el conducto colector y se excretan en forma de orina. 16. El filtrado que se forma en la cápsula de Bowman tiene una composición química semejante a la del plasma. Este filtrado viaja a lo largo del túbulo contorneado proximal, cuyas paredes absorben un 75% de su volumen inicial. La glucosa y la mayor parte de los aminoácidos y las vitaminas regresan al torrente sanguíneo. 17. En los túbulos contorneados ocurre además una secreción activa de sustancias desde la sangre hacia el interior de la nefrona. De esta manera, ciertas moléculas que permanecen en el plasma después de la filtración son eliminadas en forma selectiva de la sangre. El hígado cumple un papel central en la degradación de ciertos compuestos producidos por el propio organismo y en el metabolismo de compuestos exógenos. Muchos de los productos resultantes de estas degradaciones se conjugan en el hígado con ciertas moléculas marcadoras, que luego son reconocidas por proteínas transportadoras del túbulo renal. Los conjugados son secretados hacia la luz tubular en forma activa. La formación de orina hiperosmótica en una nefrona humana El líquido que entra en el túbulo contorneado proximal es isosmótico con respecto al plasma sanguíneo. En la pared del túbulo proximal hay bombas que transportan Na+ activamente hacia afuera del túbulo; los iones Cl- siguen al Na+ en forma pasiva. El agua sigue pasivamente al Cl- y al Na+. La rama descendente del asa de Henle también es permeable al agua pero relativamente impermeable a los iones. Cuando el filtrado desciende por el asa de Henle, se vuelve cada vez más concentrado a medida que el agua sale por ósmosis a la zona circundante de alta concentración de solutos. Esta alta concentración se genera por la acción de bombas en la rama ascendente gruesa del asa que envían iones Na+ y Cl- hacia el intersticio, y por la difusión de la urea desde la porción inferior del conducto colector. Como la pared de la rama ascendente del asa es impermeable al agua, el filtrado se vuelve cada vez menos concentrado a medida que el cloruro de sodio (NaCl) es bombeado hacia afuera. Cuando alcanza el túbulo contorneado distal, el filtrado es ligeramente hiposmótico con respecto al plasma sanguíneo y así permanece a lo largo de todo el túbulo distal. Luego desciende por el conducto colector, atravesando nuevamente la zona concentrada en solutos. Desde este punto en adelante, la concentración de la orina depende de la presencia de hormona antidiurética o ADH. En ausencia de ADH, la pared del conducto colector es impermeable al agua, por lo que no se reabsorbe agua y en consecuencia se excreta una orina más diluida. Si hay ADH presente, las células del conducto colector se vuelven permeables al agua, que se mueve por ósmosis hacia el intersticio medular y así se produce la concentración de la orina. Los capilares en horquilla (o vasa recta) que irrigan la zona medular del riñón se llevan el exceso de agua que se acumula en el intersticio medular. 18. El control de la pérdida de agua mediante la orina es un mecanismo esencial para mantener el equilibrio hídrico del organismo. Las aves y los mamíferos excretan orinas hiperosmóticas. En los mamíferos, esta capacidad se asocia con el asa de Henle y depende de tres propiedades estructurales y funcionales de la nefrona: los distintos tramos de las paredes del asa de Henle y del conducto colector tienen diferentes permeabilidades para el agua, las sales y la urea; ciertas partes de la pared del asa de Henle poseen proteínas de membrana que transportan activamente sodio y cloro fuera del túbulo; la disposición en contracorriente de las ramas ascendente y descendente del asa de Henle permite el mantenimiento de un gradiente osmótico en la zona más profunda del riñón (médula renal). 19. El gradiente osmótico que se observa en el intersticio de la médula renal se forma por el aporte de solutos osmóticamente activos: sodio, cloro y urea. La acumulación de estos solutos en el espacio intersticial atrae agua desde la rama descendente del asa y desde el túbulo colector, donde ocurre la concentración de la orina por encima de los niveles plasmáticos. Los capilares que irrigan la médula renal recolectan el agua que es reabsorbida en el intersticio. 20. La orina puede llegar a concentrarse más de 10 veces con respecto al plasma. Los animales del desierto y los mamíferos marinos poseen asas de Henle más largas, que forman un gradiente más importante y una orina aún más concentrada. 21. En los mamíferos, varias hormonas regulan la composición y el volumen de la orina. La hormona antidiurética (ADH) aumenta la permeabilidad al agua de los conductos colectores. Esto ocasiona una reabsorción mayor de agua hacia la sangre. La aldosterona estimula la reabsorción de iones sodio y la secreción de iones potasio en el túbulo distal y parte del conducto colector. La producción de aldosterona está controlada por un complejo circuito de retroalimentación que involucra los niveles de iones sodio y potasio en la sangre y la producción de angiotensinas en los riñones. Sistema renina-angiotensina-aldosterona La respuesta inmunitaria La evolución de los sistemas inmunitarios 1. El sistema inmunitario distingue lo "propio" de lo "no propio" y es capaz de desencadenar distintos tipos de respuestas defensivas. Estos mecanismos de defensa son el objeto de estudio de la inmunología. 2. Los poríferos poseen en la superficie corporal moléculas que reconocen partículas y organismos extraños. Algunos invertebrados fabrican sustancias antibacterianas y factores inmovilizadores de microorganismos. Los artrópodos poseen diversas proteínas con función antimicrobiana o antifúngica. Los vertebrados fabrican anticuerpos verdaderos, proteínas que detectan moléculas extrañas al organismo mediante un mecanismo que implica el reconocimiento de estructuras complementarias. 3. El sistema inmunitario de los vertebrados es altamente especializado y sus dos tipos de respuesta, innata y adaptativa, se integran en una compleja red de interacciones. La primera respuesta innata interrumpe infecciones incipientes o las controla hasta que se organiza una respuesta adaptativa. La respuesta adaptativa elabora respuestas específicas y desarrolla la memoria inmunológica. La respuesta inmunitaria innata 4. Las primeras barreras de defensa del organismo son la piel y las mucosas. La secreción de moco, saliva o lágrimas ricas en microbicidas brindan una protección adicional. Cuando los microorganismos logran ingresar en el cuerpo, las células y las sustancias químicas que constituyen la inmunidad innata desencadenan una respuesta antiinfecciosa. La respuesta inflamatoria (a) Cuando la piel es atravesada por un agente punzante que alberga algún microorganismo, (b) los mastocitos o basófilos secretan histamina, que aumenta el flujo de sangre en la zona y la permeabilidad de los capilares. © Simultáneamente, la histamina activa el sistema de la coagulación y se generan pequeños coágulos, lo que da comienzo al proceso de cicatrización. (d) Los leucocitos fagocíticos que ingieren microorganismos y partículas extrañas llegan atraídos por sustancias quimiotácticas producidas localmente. Algunos leucocitos liberan más histamina, lo cual aumenta la respuesta inflamatoria; otros producen citocinas proinflamatorias que cambian el valor de referencia del termostato hipotalámico, en correlación con el inicio de la fiebre. La zona afectada se congestiona y se torna caliente, rojiza y dolorosa. 5. Las células de la respuesta innata presentan receptores de reconocimiento de patrones (RRP). Se trata de moléculas receptoras expuestas sobre la membrana celular, que detectan en forma específica patrones moleculares asociados con los patógenos (PMAP). Las células vinculadas con la respuesta innata también reconocen microorganismos patógenos a través de receptores de anticuerpos que se unen previamente al microorganismo. 6. Las moléculas reconocidas por los anticuerpos se llaman antígenos. Estas moléculas forman parte de las membranas o las paredes celulares de los microorganismos invasores y su naturaleza química es variada. Cuando una célula de la respuesta innata reconoce un patógeno, por lo general lo elimina por fagocitosis. 7. El componente humoral de la respuesta innata comprende a las proteínas hepáticas de fase aguda, el sistema del complemento y las sustancias químicas que actúan como mensajeros intercelulares. Entre las proteínas hepáticas se destacan los RRP solubles, que se unen a la superficie del microorganismo e inducen la activación del sistema del complemento. Este sistema intensifica la respuesta inflamatoria innata. Los mensajeros intercelulares incluyen a las citocinas y los interferones. 8. Las citocinas son proteínas con función reguladora, que participan en las respuestas innata y adaptativa. Transmiten mensajes entre células del sistema inmunitario y entre el sistema inmunitario y otros sistemas, como el endocrino o el nervioso. Se unen a receptores de membrana de las células blanco e inducen su activación. Una vez controlado el patógeno, desactivan a las células responsables de elaborar la respuesta antiinfecciosa. 9. Los interferones actúan sobre las células infectadas, las células vecinas y otras células del sistema inmunitario. Son liberados por las células infectadas, se unen a receptores específicos en las células vecinas e interfieren la replicación viral. Inhiben la replicación del DNA y la producción de aminoácidos esenciales en la célula infectada. También activan a los linfocitos NK y T citotóxicos. 10. Las células mieloides y los linfocitos NK intervienen en la respuesta innata. Las células mieloides comprenden a los fagocitos (polimorfonucleares y monocitos-macrófagos), los granulocitos y las células dendríticas. Los mecanismos de defensa incluyen la fagocitosis y la citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos. Los linfocitos NK reconocen los anticuerpos que cubren a las células infectadas y son capaces de disparar la lisis celular y la liberación de sustancias que favorecen la extravasación de leucocitos al foco inflamatorio. El complejo mayor de histocompatibilidad 11. El complejo mayor de histocompatibilidad (CMH), denominado en los seres humanos sistema de antígenos leucocitarios humanos (HLA), es altamente polimórfico. Comprende un grupo de glucoproteínas que se expresan en forma codominante en la superficie de las células con núcleo. Incluye los genes del sistema HLA de clases I, II y III. 12. Todas las células con núcleo exponen fragmentos de moléculas propias, codificadas por genes del sistema HLA I, que actúan como antígenos frente al sistema inmunitario de otro individuo. Las moléculas HLA de clase I presentan péptidos antigénicos a los linfocitos T que expresan la proteína de membrana CD8. Las moléculas HLA de clase II presentan antígenos a los linfocitos T que expresan la proteína de membrana CD4. La presentación antigénica desencadena la respuesta inmunitaria adaptativa. Los productos de los genes del sistema HLA de clase III participan en aspectos de la respuesta inmunitaria no relacionados con la presentación de antígenos. 13. Las enfermedades autoinmunitarias resultan de la combinación de componentes genéticos y ambientales. Cuando un péptido propio combinado con una molécula HLA no es reconocido como tal, se puede desencadenar una respuesta inmunitaria. La mayoría de linfocitos B específicos e induce su proliferación y diferenciación. 19. El proceso de tolerancia central de los linfocitos B elimina células potencialmente autorreactivas. Cuando llegan al bazo, los linfocitos B con estas características son eliminados mediante el proceso de tolerancia periférica. Los linfocitos B sobrevivientes completan su maduración, que culmina con la expresión de inmunoglobulinas (IgD e IgM) en la membrana. 20. Las principales funciones de los anticuerpos son: unión a partículas extrañas, que provoca su aglutinación y favorece la captura por células fagocíticas (anticuerpos opsonizantes), unión a patógenos o toxinas microbianas, que interfiere la penetración del patógeno en la célula (anticuerpos neutralizantes), interacción con antígenos en la membrana de microorganismos, que induce la unión a proteínas del sistema del complemento (anticuerpos activadores del complemento), unión a células infectadas o tumorales, que desencadena el mecanismo de citotoxicidad en células NK. Los anticuerpos son un nexo entre la célula infectada o tumoral y las células citotóxicas. Teoría de selección clonal de la formación de anticuerpos (a) Un linfocito B maduro virgen (ya que aún no ha tomado contacto con el antígeno que es capaz de reconocer) expone un anticuerpo específico en su superficie. (b) Cuando el linfocito se une a moléculas de antígeno con un epitope complementario al sitio de unión de su anticuerpo, se induce su activación. © El linfocito B comienza a dividirse y diferenciarse, y (d) origina células plasmáticas y células de memoria. Las células plasmáticas secretan grandes cantidades de anticuerpos circulantes, todos con una especificidad idéntica a la de los anticuerpos presentes originalmente sobre la superficie del linfocito B. Las células de memoria portadoras de los mismos anticuerpos persisten indefinidamente en la circulación y secretan anticuerpos sólo después de un encuentro posterior con el mismo antígeno, momento en el que se diferencian en células plasmáticas. Los linfocitos T y la inmunidad mediada por células 21. Existen tres tipos de linfocitos T: helper 1, helper 2 y no helper. Los helper 1 se transforman en células efectoras que producen interferón 0 3 B 3, sustancia que activa a los macrófagos. En presencia de los linfocitos T helper 2, los linfocitos B se diferencian en células plasmáticas efectoras de la respuesta adaptativa. Los linfocitos T no helper constituyen las células efectoras citotóxicas. 22. Los linfocitos T se originan a partir de células hematopoyéticas pluripotenciales de la médula ósea. Cada linfocito es sometido a un proceso de selección que asegura la tolerancia inmunológica e impide que lleguen al torrente sanguíneo las células potencialmente autorreactivas. 23. Un linfocito T maduro reconoce a los antígenos que se adaptan a sus receptores de membrana. Luego del reconocimiento, se desencadenan la activación y la diferenciación celular, que conducen a la producción de clones de células efectoras y células de memoria. 24. La activación y la diferenciación de los linfocitos B depende de los linfocitos T helper. Los linfocitos T helper y los linfocitos B reconocen distintos determinantes antigénicos A y B sobre un mismo virus (reconocimiento ligado). Los linfocitos T helper 2 promueven la diferenciación de los linfocitos B en células plasmáticas, especializadas en la producción de anticuerpos. 25. Las células de memoria conservan la información para producir anticuerpos y permanecen en circulación durante toda la vida de un individuo. En un segundo encuentro con un mismo patógeno, la producción de anticuerpos se desencadena de inmediato. 26. Pocos días después de iniciada una infección, aparecen los linfocitos T citotóxicos. La célula dendrítica inicia la respuesta mediante la captura, el procesamiento y la presentación de antígenos virales. Los linfocitos T helper y citotóxicos reconocen distintos determinantes antigénicos A y B sobre un mismo antígeno (reconocimiento ligado) y se organiza la respuesta. La célula infectada es eliminada por los macrófagos. Además, el linfocito T citotóxico secreta sustancias citotóxicas que inducen la lisis de la célula infectada. Una vez eliminada la infección, las interleucinas regulan la respuesta. La acción de los linfocitos T helper (o colaborador) 27. Las células cancerosas se reproducen rápidamente e invaden tejidos a los que no pertenecen. Poseen antígenos diferentes a los de las células normales, pueden ser identificadas como extrañas e inducir una respuesta inmunitaria. Según la teoría de la "vigilancia inmunológica", cuando falla la respuesta del sistema inmunitario, se establece la enfermedad. El desafío de los trasplantes de tejido 28. Los tejidos trasplantados provenientes de otro individuo son atacados por linfocitos T y macrófagos activados; entonces, el injerto es rechazado. El descubrimiento y la identificación de los antígenos del CMH permite optimizar la semejanza entre el dador y el receptor en los trasplantes de órganos. Para reducir el rechazo se administran fármacos que suprimen parcialmente la respuesta inmunitaria del individuo trasplantado. 29. Los trasplantes de tejido más frecuentes son las transfusiones de sangre. Los glóbulos rojos humanos no tienen antígenos del CMH, sino que exhiben antígenos únicos, codificados por un gen polimórfico. Los grupos sanguíneos están definidos por estos antígenos y por los anticuerpos presentes en el plasma. Si una persona recibe una transfusión con glóbulos rojos que llevan un antígeno no propio, sus anticuerpos reaccionan y hacen que estas células se aglutinen y sean fagocitadas. Algunas patologías del sistema inmunitario 30. Las inmunodeficiencias son enfermedades que surgen por defectos del sistema inmunitario. Pueden tener una causa genética o ser adquiridas durante la vida de un organismo (inmunodeficiencias secundarias). En estas enfermedades, los linfocitos activados por antígenos extraños reaccionan contra antígenos propios estructuralmente similares. 31. El sistema inmunitario de algunos individuos reacciona frente a sustancias que en apariencia son inofensivas (alérgenos). Esta respuesta, que se denomina alergia, incluye la producción de IgE y la formación de células de la memoria inmunitaria. La reexposición al mismo antígeno conduce a la formación de anticuerpos IgE, que se unen a receptores de los mastocitos y de los basófilos alojados en el tejido conectivo. La unión del antígeno a estos anticuerpos provoca la liberación de mediadores de la inflamación. Si la liberación es masiva, los vasos sanguíneos se dilatan. Esto puede producir la caída de la presión sanguínea y la contracción de los bronquíolos (shock anafiláctico). 32. El HIV que causa el SIDA es un retrovirus. Su membrana presenta glucoproteínas complementarias a la molécula CD4, utilizada como receptor para la infección de linfocitos T helper y macrófagos. El virus ingresa a través de un mecanismo de endocitosis mediada por receptor que requiere además un correceptor. Mutaciones en un tipo de correceptor podrían explicar la resistencia de ciertos individuos a la infección por este virus. 33. El HIV puede permanecer latente como un provirus o comenzar la replicación de nuevas partículas virales. En este último caso, en un período breve, nuevos virus emergen del linfocito T helper infectado, que suele ser destruido en el proceso. Estos virus invaden otros linfocitos T helper y así se perpetúa el proceso. Finalmente, quedan escasos linfocitos T helper funcionales, lo cual afecta la proliferación y las actividades de los linfocitos B y T citotóxicos. El organismo no tiene una respuesta inmunitaria eficaz contra las células que albergan el HIV, contra el propio virus o contra otros microorganismos invasores; tampoco la tiene contra las células malignas presentes. Aplicaciones inmunoterapéuticas 34. La vacunación se basa sobre la capacidad del organismo de generar una respuesta inmunológica a ciertas formas alteradas de patógenos. Este procedimiento desarrolla células con memoria inmunológica que confieren protección durante toda la vida. Todavía se emplean bacterias y virus muertos. Las vacunas elaboradas con microorganismos vivos atenuados son más eficientes, pero tienen el riesgo de la reversión del patógeno alterado a la forma virulenta. Ahora es más frecuente el uso de la tecnología del DNA recombinante para obtener proteínas que generen una respuesta inmunitaria. ____________________________________________ <=""> • Volver arriba • Reportar #1272 Ge. Pe. God of Forum • • Administrators • • 11.504 Mensaje(s) • Gender:Male Publicado el 28 febrero 2013 - 04:27 . ____________________________________ La reproducción Tipos de reproducción 1. La reproducción permite la formación de nuevos individuos semejantes a sus progenitores y asegura la continuidad de las especies. Por medio de la reproducción, las características heredables de los progenitores pasan de una generación a la siguiente. 2. La fecundación es la unión de un gameto masculino y otro femenino. Muchos invertebrados y la mayoría de los peces y anfibios poseen fecundación externa. Gran parte de los reptiles, las aves y los mamíferos, en cambio, presentan fecundación interna. 3. La mayoría de las aves y los reptiles son ovíparos y el desarrollo de sus embriones es externo. Ciertos mamíferos, como los ornitorrincos y los equidnas, tienen fecundación interna, pero el desarrollo del embrión es externo. Algunos peces, anfibios y reptiles son ovovivíparos: la fecundación y el desarrollo del embrión son internos, pero el cuerpo de la hembra sólo brinda protección. Los marsupiales y los placentarios son vivíparos: la fecundación y el desarrollo son internos y el cuerpo de la hembra proporciona nutrición y protección durante la gestación. El sistema reproductor masculino de los mamíferos 4. En los mamíferos, el sistema reproductor de los machos incluye los órganos sexuales primarios (testículos) y las estructuras sexuales secundarias (conductos genitales y excretores, glándulas anexas y pene). Los testículos producen hormonas sexuales y espermatozoides. El escroto es un saco externo que mantiene los testículos a una temperatura más baja que la del cuerpo, condición necesaria para el desarrollo normal de los espermatozoides. El sistema reproductor masculino humano La producción de hormonas que controlan el funcionamiento de los testículos está regulada por un sistema de retroalimentación negativa. La GnRH u hormona liberadora de gonadotrofinas, producida en el hipotálamo, actúa sobre la hipófisis anterior estimulando la producción de hormona luteinizante (LH) y hormona foliculoestimulante (FSH). La LH estimula la producción y liberación de testosterona por las células de Leydig del testículo. A medida que la testosterona en circulación sanguínea aumenta, la producción de GnRH por parte del hipotálamo se inhibe. La testosterona también influye sobre la hipófisis mediante la supresión de la producción de LH. Como consecuencia de estos efectos inhibidores combinados, la secreción de LH por la hipófisis se reduce. La FSH actúa sobre las células de Sertoli, las cuales producen la hormona proteica inhibina. Esta hormona, a través de otra vía de retroalimentación negativa, inhibe la formación de FSH en la hipófisis. La testosterona inicia el comienzo de la producción de espermatozoides en la pubertad. El efecto combinado de estas hormonas es esencial para la producción de los espermatozoides. El sistema reproductor femenino de los mamíferos 13. En los mamíferos, el sistema reproductor femenino está formado por dos ovarios, órganos productores de gametos ubicados en la cavidad abdominal, suspendidos por ligamentos ováricos. En su capa externa se encuentran los oocitos. Sistema reproductor femenino humano Órganos reproductores femeninos. Nótese que el útero y la vagina forman un ángulo recto entre sí. Ésta es una de las consecuencias del bipedalismo y de la postura erecta de Homo sapiens y una de las razones por las que el alumbramiento es más difícil en las mujeres que en otros mamíferos. 14. Otras estructuras femeninas importantes son las trompas de Falopio, el útero, la vagina y la vulva. El útero es un órgano hueco, muscular, con forma de pera, de tamaño ligeramente inferior a un puño. Su lado interno está tapizado por dos capas de tejido (endometrio). La menstruación es la expulsión mensual de la capa externa de este tejido. El cérvix o cuello es el esfínter que cierra el útero. En el momento del parto, se dilata y permite la salida del feto. La vagina, un tubo muscular que comunica el cuello del útero con el exterior del cuerpo, actúa como órgano receptor del pene y como canal de parto. El clítoris y los labios forman la vulva y son los órganos genitales externos femeninos. El clítoris es un órgano homólogo al pene del varón, compuesto principalmente por tejido eréctil. 15. En las hembras humanas, los oocitos primarios comienzan a formarse alrededor del tercer mes de desarrollo fetal y permanecen en profase I hasta la pubertad. Se desarrollan junto con células foliculares que suministran nutrientes y secretan hormonas que mantienen el crecimiento del folículo. La primera división meiótica se completa en el momento de la ovulación y da por resultado un oocito secundario y un cuerpo polar. La segunda división meiótica se completa luego de la fecundación y produce el óvulo (oocito fecundado) y un segundo cuerpo polar. 16. Cuando el oocito se libera del folículo ovárico, es captado por la trompa de Falopio y desciende por ella, impulsado por ondas peristálticas. La fecundación del oocito ocurre en la ampolla del oviducto, dentro de las 24 horas posteriores a su liberación del ovario. El embrión se desplaza hasta el útero y se implanta en el endometrio. Si el oocito no es fecundado, muere y es expulsado en la siguiente menstruación, junto con la capa externa del endometrio. 17. Cuando son estimulados adecuadamente, el clítoris y la vulva se congestionan y se distienden con sangre. La vagina se lubrica y neutraliza su ambiente ácido. El orgasmo femenino está marcado por contracciones musculares rítmicas, seguidas por la expulsión hacia las venas de la sangre atrapada en los tejidos del clítoris. El cuello del útero desciende levemente hacia la vagina, donde se acumula el semen depositado durante la eyaculación. También ocurren contracciones en las trompas, que impulsan a los espermatozoides hacia el oocito. 18. En casi todas las hembras de los vertebrados, la producción de oocitos es cíclica, está regulada por hormonas e involucra cambios en las células foliculares y en el tapiz uterino. Este patrón de cambios recurrentes es el ciclo menstrual. La producción de hormonas y su control están a cargo del hipotálamo. Los estrógenos, la progesterona, la FSH, la LH y la hormona liberadora de gonadotrofina del hipotálamo participan en el sistema de retroalimentación que regula el ciclo menstrual. 19. Durante la menstruación, los niveles hormonales son bajos. Al cabo de unos días, un oocito y su folículo comienzan a madurar bajo la influencia de la FSH y la LH. A medida que el folículo aumenta de tamaño, secreta cantidades crecientes de estrógenos que estimulan la proliferación del endometrio. El aumento de los niveles de estrógenos durante la mitad del ciclo aumenta la liberación de LH en la hipófisis. La LH estimula al folículo y provoca la liberación del oocito. Las células del folículo vacío forman el cuerpo lúteo y comienzan a sintetizar progesterona y estrógenos. Si no ocurre un embarazo, el cuerpo lúteo se reabsorbe, la producción de las hormonas ováricas decae y ocurre la menstruación. 20. En la mujer, el ciclo menstrual dura unos 28 días y la ovulación ocurre alrededor del día 14. La primera menstruación (menarca) se produce, de manera aproximada, a los 12 __________________________________________ <=""> • Volver arriba • Reportar #1273 Ge. Pe. God of Forum • • Administrators • • 11.504 Mensaje(s) • Gender:Male Publicado el 02 marzo 2013 - 02:46 . ____________________________ El desarrollo embrionario Se forma el cigoto: la fecundación 1. Las contribuciones del oocito y el espermatozoide al cigoto son desiguales. El oocito aporta la mayor parte del citoplasma (rico en nutrientes), ribosomas, mRNA y mitocondrias. El espermatozoide sólo aporta su núcleo haploide y uno de sus centríolos, que formará el centrosoma del cigoto y guiará las posteriores divisiones mitóticas. 2. En los vertebrados, el espermatozoide provoca la reorganización del citoplasma del oocito y se establecen así la simetría y los ejes corporales del embrión. La distribución desigual de los nutrientes y los factores citoplasmáticos en el citoplasma del oocito establecen las condiciones para la determinación, la diferenciación y la morfogénesis que ocurrirán más tarde. La zona rica en nutrientes se denomina hemisferio vegetal; la que es pobre en vitelo, hemisferio animal. 3. Mediante el proceso de segmentación, que implica una serie de divisiones mitóticas, el embrión se transforma en un organismo multicelular. La mórula es el embrión temprano que carece de cavidad interna. A medida que las células se dividen, se forma el blastocele, una cavidad llena de líquido; en esta etapa, el embrión se denomina blástula y sus células, blastómeras. 4. El patrón de segmentación depende de la cantidad y de la distribución de los nutrientes en el oocito. En los embriones con poco vitelo (erizo de mar), la segmentación es uniforme, abarca el embrión entero y forma células de tamaño similar. El resultado es una blástula hueca, formada por una sola capa celular. Si la cantidad de vitelo es mayor (anfibios), la división del huevo es desigual y las células del hemisferio vegetal resultan más grandes. Los huevos de las aves, los peces y los reptiles tienen una gran cantidad de vitelo que impide la segmentación del huevo. Sólo se divide una capa delgada en la parte superior del vitelo y produce el blastodisco, una blástula con forma de rombo. Los mamíferos monotremas también se desarrollan a partir de un blastodisco. Establecimiento del plan corporal: la gastrulación 5. El proceso de gastrulación produce tres capas embrionarias: el endodermo, el mesodermo y el ectodermo. En el erizo de mar, este proceso comienza con la invaginación de las células del polo vegetal que se mueven hacia el polo animal. Estas células forman una cavidad nueva: el arquenterón, que originará el tubo digestivo. Su abertura en el polo vegetal es el blastoporo, que dará origen al ano del animal. En el polo opuesto se forma la boca. 6. En los anfibios, la gastrulación se inicia en el futuro lado dorsal del embrión, cuando un grupo de células migra al interior de la blástula. Este movimiento forma una hendidura, el labio dorsal del blastoporo. A medida que las células avanzan, forman las paredes del arquenterón y desplazan al blastocele hasta que desaparece. El labio dorsal se expande lateralmente; forma los labios laterales y un labio ventral que da lugar al blastoporo completo. Hacia el final de la gastrulación, a partir de una zona del mesodermo dorsal, se forma la notocorda. El ectodermo neural origina el tubo neural, que dará lugar al encéfalo y a la médula espinal. Casi al mismo tiempo, dos "cintas" de mesodermo a cada lado de la notocorda se condensan y se separan formando los somitos, estructuras que originarán las vértebras y los músculos esqueléticos. En el mesodermo se forma el celoma o cavidad corporal. Así quedan establecidas las principales características del anfibio. Gastrulación en la rana (a) En la blástula se inicia la internalización de células de la superficie externa. Se forma una hendidura, el labio dorsal del blastoporo, que marca la zona de ingreso. Estas células cambian de forma y migran al interior de la blástula, “arrastrando” con ellas a otras células. Las flechas indican la dirección de los movimientos de las células. (b) A medida que progresan las migraciones celulares, el blastocele se va reduciendo y se forma el arquenterón. © Se constituyen tres capas de tejido embrionario: el ectodermo, el endodermo y el mesodermo. (d) El mesodermo, que se encuentra por encima del techo del arquenterón, conocido como cordomesodermo, se diferencia transformándose en la notocorda. (e) El ectodermo en la superficie dorsal por encima de la notocorda se engruesa y se aplana y se forma así el ectodermo neural, a partir del cual comienza a constituirse la placa neural. 7. En los embriones de las aves, el blastodisco se establece sobre un gran volumen de vitelo. En la superficie del blastodisco aparece la línea primitiva, una línea visible, análoga a un blastoporo alargado, característica de la gastrulación de las aves, los reptiles y los mamíferos. A través de esta línea, los precursores endodérmicos y mesodérmicos migran al interior del embrión. Mapa de destino de las células de la blástula en anfibios