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La finalidad primordial de esta sección es introducir al usuario en el estudios de la Biología, tomando en cuenta los avances de la ciencia sin olvidar sus bases. De forma dinámica e ilustrativa te presentamos los principales temas que los programas de Educación Básica, contemplan para los alumnos de la Tercera Etapa.
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El concepto que se tenía de la célula ha variado considerablemente. La primera descripción de la estructura celular se debe al inglés Robert Hooke. Investigaciones posteriores han demostrado que, no posee una estructura tan simple como la planteada por los primeros estudiosos. Acá descubriremos que es realmente una célula, su estructura y su importancia.
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La Teoría Celular
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La célula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos, toda célula procede de otra célula, su agrupación y diferenciación de funciones da origen a todos los tejidos, éstos se agrupan en órganos y los órganos en sistemas, la anterior agrupación de funciones da origen a los niveles de organización biológica.
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| El concepto que se tenía de la célula ha variado considerablemente con el tiempo y con los medios de observación con que los investigadores han contado. La primera descripción de la estructura celular se debe al inglés Robert Hooke, que en su gran Micrographía, publicada en 1665, dio a conocer los resultados de sus observaciones realizadas sobre cortes muy finos de corcho y otros tejidos vegetales. Encontró pequeñas cavidades poliédricas que llamó "cells" (celdillas) por su semejanza con las celdillas de un panal de abejas. Aunque Hooke vio que las células vivas están llenas de un jugo nutricio, ni él ni sus contemporáneos Greew y Malphigi, ni los micrógrafos del siglo XVII dieron la mayor importancia a la sustancia encerrada en las celdillas. |
Robert Hooke |
Anton Van Leeuwenhoek |
En el mismo siglo y al comienzo del siguiente, un científico holandés Anton Van Leeuwenhoek (1674), al analizar una gota de agua con su microscopio de fabricación casera, descubrió la existencia de células libres y además de esto observó que estas células no estaban "vacías" sino que poseían una cierta organización dentro de ellas. |
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Todos estos conocimientos permanecieron estacionarios porque no se conocía el verdadero papel de las células en la naturaleza. Doscientos años más tarde, Robert Brown (1831) cuando examinaba células vegetales, descubrió dentro de ellas la presencia de un cuerpo esférico y de tono oscuro, al cual denominó "Núcleo" (link con diversidad celular), cuya función e importancia para la vida celular se aclaró en investigaciones posteriores.
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Robert Brown
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Mathias Schleiden |
En 1838, los alemanes Mathias Schleiden (Botánico) y Theodor Schwan (Zoólogo) consiguieron relacionar todas estas observaciones y, elaborar una teoría celular acerca de la constitución de los seres vivos. Esta teoría establece que:
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"Las células constituyen la unidad elemental de los seres vivos siendo equivalente en todos los organismos".
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En 1850, Ferdinand Cohn llegó a la conclusión de que el contenido de las células, llamado "saraoda" por los zoólogos y "protoplasma" por los botánicos era idéntico. El nombre de protoplasma perdura desde entonces para denominar el material que integra las células.
Tras los estudios de Schultze, se llegó a la conclusión de que animales y plantas son masas vivas, formadas por infinidad de proporciones de protoplasma, cada una con su núcleo correspondiente y rodeada de su membrana. Virchow en 1855, completó la teoría celular con sus estudios sobre el origen de las células y que concluyó con su celebre aforismo:
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"Toda célula procede de otra célula".
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Avances que contribuyeron al estudio de la célula:
Durante los cien años posteriores al descubrimiento de Hooke, otros biólogos contribuyeron en gran medida al conocimiento de las células. Sin embargo, estos científicos no pudieron trascender las limitaciones del microscopio óptico, de pronto se desarrollaron nuevos instrumentos y métodos con los que empezaron a eliminarse las limitaciones. Uno de estos descubrimientos fue el "microscopio electrónico" , por supuesto, el más importante.
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Los avances tecnológicos logrados, en general, fueron:
1. La invención del microscopio y su perfeccionamiento que permitió ampliar el poder resolutivo del ojo humano, haciendo posible el descubrimiento de la célula y su posterior estudio.
2. Las técnicas histológicas que permitieron complementar la observación microscópica y así obtener los más finos detalles del interior de la célula.
3. El uso de reactivos químicos que permitieron identificar determinadas sustancias químicas que se encuentran dentro de la célula.
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La célula |
Organización específica de la célula
Cada tipo de organismo se identifica por su aspecto y formas características. Los adultos de cada especie tienen su propio tamaño, en tanto las cosas sin vida generalmente presentan formas y tamaños variables. Los seres vivos no son homogéneos, sino formados por diferentes partes, cada una con funciones específicas; por ejemplo, se caracterizan por su organización específica y compleja. -La unidad estructural y funcional de vegetales y animales es la célula, fragmento de vida más sencillo que puede vivir con independencia.
Los procesos de todo el organismo son la suma de funciones coordinadas de sus células constitutivas. Estas unidades celulares varían considerablemente en forma, tamaño y función.
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Como se ha visto anteriormente, todos los seres vivientes están formados por células. Cada célula es una porción de materia, con una composición y una organización que hacen de ella un ser vivo, con vida propia. A la luz de los conocimientos actuales se puede afirmar que existe una gran similitud en la composición y funcionamiento de todos los organismos, tanto animales como vegetales.
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Estas similitudes comprenden los siguientes aspectos:
Unidad química: Todos los seres vivos están constituidos por los mismos elementos y compuestos químicos (glúcidos, lípidos, proteínas, agua y sales minerales).
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Unidad anatómica: Todos los seres vivos están constituidos por células, ya sea en sus formas más simples (organismos unicelulares) o en sus formas más complejas (organismos pluricelulares). |
| Unidad fisiológica: Todas las reacciones químicas y funciones que desarrollan los seres vivos y que caracterizan, precisamente, eso que se llama vida, son de un parecido sorprendente. Estas funciones son reproducción, nutrición, sensibilidad, contractibilidad, respiración, irritabilidad y absorción. |
En su forma moderna la teoría celular sostiene que:
| a.- La materia viva consiste de células. |
b.- Las reacciones químicas del organismo
vivo, incluso los procesos que producen
energía y sus reacciones biosintéticas,
tienen lugar dentro de la célula.
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| c.- Las células se originan a partir de células preexistentes |
d.- Las células contienen la información hereditaria y ésta se transmite de la célula madre a la célula hija.
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Teniendo en cuenta lo que se ha dicho arriba, se puede decir que la célula es la unidad anatómica, fisiológica y reproductiva de todo ser vivo.
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Una sola célula puede constituir un individuo completo, ya que realiza todas las funciones vitales de un ser vivo, tales como respiración, reproducción, excreción, crecimiento, alimentación, etc. A estos organismos formados por una célula se les denomina Unicelulares.
Otros organismos están formados por muchas células, realizan los procesos vitales, pero en su conjunto están orientados hacia una especialización, que dará como producto final un organismo formado por muchas células y que se denominará pluricelular.
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Las células pueden ser autosuficientes y capaces de llevar una vida independiente. Pero a pesar de la diversidad de las células es posible reconocer dos tipos de organización celular.
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Procariotas
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Eucariotas
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- No presentan un núcleo definido.
- El material genético lo constituye una gran molécula de ADN.
- Presenta membrana celular redondeada por una pared celular externa.
- Presenta ribosomas.
- Comprende las bacterias y las algas verde azules.
- Pueden existir sin oxigeno.
- Se producen por bipartición.
- En su mayoría son heterótrofos
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- Presentan un núcleo definido.
- El material genético esta constituido por el ADN asociado con proteínas en estructuras más complejas llamadas cromosomas.
- Pueden presentar pared celular como en los vegetales y carecer de ella como en los animales.
- Son aeróbicos.
- Se reproducen por mitosis y meiosis.
- Son autótrofos y heterótrofos.
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Diversidad celular
La célula como un sistema
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La célula fue descubierta por primera vez hace unos trescientos años por el botánico inglés Robert Hooke, quién cortó una fina capa de corcho y lo observó al microscopio.
En el siglo XIX ya se tenía conocimiento de que los órganos del cuerpo estaban constituidos por tejidos y que las combinaciones de ellos daban origen a los órganos.
Los planteamientos anteriores no trajeron consigo grandes progresos a la investigación científica. La ciencia tuvo que esperar mucho tiempo y el verdadero estudio de la célula debió esperar un descubrimiento técnico de altísimo valor: el uso de colorantes. Estos permitieron hacer más visible la estructura celular.
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Estructura general de la célula
Cualquiera que sea su forma y tamaño, las células están constituidas por tres partes fundamentales: membrana celular, citoplasma y núcleo. |
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Membrana Celular
Se le denomina también plásmica, plasmática, protoplasmática o simplemente membrana. Muchas células tienen por fuera otra membrana mucho más gruesa llamada membrana de secreción o pared celular que es frecuente en las células vegetales. En las células vegetales la membrana y el protoplasma están rodeados por la pared celular y presentan gran cantidad de poros que son de respetables dimensiones por lo que no constituye ninguna barrera para el paso de sustancias al interior de la célula. La función de la pared celular es la de "dar forma y rigidez a la célula".
Estructura
Esta es delgada, rodea al citoplasma y mide sólo 75 A de espesor, por lo que no es visible con el microscopio de luz.
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Estructura de la célula
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Algunos de los modelos de membranas más importantes que se han propuesto para explicar su funcionamiento son los siguientes: |
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Modelo de Dawson y Danielli, propuesto en 1952, supone que la membrana plasmática está constituida por dos capas de lípidos de 25 A de espesor, situado entre dos capas de proteínas.
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El modelo de Singer y Nicolson que fue propuesto en 1972, y la llamaron "mosaico fluido". Este modelo plantea que la membrana está formado por disoluciones bidimensionales de proteínas y lípidos ordenados en una bicapa ininterrumpida, cuyas cabezas polares están en contacto con el medio acuoso.
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| La membrana plasmática se considera una estructura dinámica cuya constitución le permite, entre otras, recibir y transmitir señales químicas, transportar moléculas pequeñas o iones, englobar partículas por fagocitosis o pinocitosis, recibir y transmitir los mensajes para el cese de la reproducción y del crecimiento, además de establecer los límites físicos de la célula y resguardar el contenido citoplasmático. La membrana plasmática permite el paso de materiales a través de ella. Unos pasan con mayor facilidad que otros; esto significa que la membrana es selectivamente permeable. La permeabilidad es la propiedad que tiene la membrana celular de permitir el paso de algunas sustancias. |
Membrana plasmática |
La naturaleza de los compuestos químicos, su estado molecular y sus cargas eléctricas determinan la velocidad de difusión a través de la membrana celular. El agua pasa libremente a través de las membranas. Las moléculas pasan a través de la célula por fenómenos de difusión y ósmosis.
La difusión es característica de las moléculas de líquidos y gases, o sea, el desplazamiento en todas las direcciones hasta alcanzar distribución uniforme en el espacio disponible. La difusión es "el movimiento de moléculas de lugares en que la concentración es alta a otros en que es menor, impulsadas por su energía cinética".
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La ósmosis: los fenómenos osmóticos actúan en la absorción del agua por las células y por los organismos pluricelulares. Esta es "el fenómeno que se produce cuando el solvente pasa a través de una membrana permeable o semipermeable que separa dos soluciones de distintas concentraciones".
La selectividad: permite seleccionar las sustancias que penetran al interior de la célula y las que salen de ellas ya que: |
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- restringe el paso de ciertas sustancias por su tamaño, es decir, debido a esto las moléculas muy grandes como grasas y proteínas no son capaces de atravesar la membrana celular a menos que se hallen en solución.
- Realiza de manera selectiva el paso de sustancias
- Facilita el paso de aquellas sustancias que se disuelven en los solventes lípidos, debido a que la membrana tiene una composición lipoprotéica.
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El Citoplasma
Se le llama también matriz citoplasmática. Es la parte de la célula que se encuentra entre la membrana y el núcleo, está formado por un líquido viscoso sumamente variable y de apariencia homogénea. Debido a la composición protéica y lipoprotéica, se puede afirmar que el citoplasma es coloide, macromolecular, albuminoideo y lipoideo, cuyo medio de dispersión es una solución acuosa de diversos materiales. En el citoplasma de muchas células se pueden diferenciar dos regiones:
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| El ectoplasma o región periférica de la célula, que carece de gránulos y es de mayor densidad. |
El endoplasma; es menos denso y se encuentra más próximo al núcleo. En esta región se encuentran las siguientes estructuras u organelos citoplasmáticos: el retículo endoplasmático, las mitocondrias, los plastos, el cetriolo, el aparato de Golgi, los lisosomas y las vacuolas. Estos son pequeños órganos celulares que poseen organización estructural propia y ordinariamente compleja, en ellos se llevan a cabo actividades bioquímicas específicas importantes que en conjunto producen las características de la vida asociadas con la célula.
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El funcionamiento de los organelos citoplasmáticos pone de manifiesto la relación que se da entre estructura y función, se origina en el núcleo celular quien emite órdenes, aunque éste también responde a la información bioquímica del citoplasma.
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Funciones de los organelos citoplasmáticos
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Retículo Endoplasmático:
está constituido por un conjunto de membranas que conforman una red de tubos, canales y vesículas que ocupan todo el citoplasma. Se distinguen dos tipos de retículo endoplasmático: el rugoso o granular y el liso; químicamente está compuesto por lípidos y proteínas, los gránulos que lo forman son de ácido ribonucléico (ARN).
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Retículo Endoplasmático
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| Sus funciones son: síntesis y almacenamiento, circulación, transporte y sostén mecánico de la célula. |
Ribosomas: Se les conoce también como "corpúsculos de Palade". Son pequeños organelos esféricos que se encuentran unidos al retículo endoplasmático y libres en el citoplasma. Están constituidos químicamente por aproximadamente dos tercios de ácido ribonucleico (ARN). Su función es la de sintetizar proteínas. |
Ribosomas |
Centríolo |
El Centríolo: Este organelo se visualiza sólo en células animales, es de forma cilíndrica, se encuentra situado cerca del núcleo, cada centríolo está constituido por un cilindro hueco de aproximadamente medio micrómetro de diámetro. Los centríolos tienen como función la formación del huso acromático durante la división celular, y se hacen más visibles durante la mitosis.
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Mitocondrias: Se le conoce también como condriomas, son los organelos básicos en la vida de la célula. Su estructura es de forma variable; filamentos, bastoncillos o esferas, su tamaño es, aproximadamente de 2 a 8 micras y su diámetro oscila entre 0,4 y 1 micra. En cuanto a su composición química, están constituidas por proteínas, lípidos, nucleótidos, ácidos nucleicos, agua, iones de Na+, K+, Ca++, Mg+. Estos orgánulos se encuentran en el citoplasma de todas las células, tanto vegetales como animales. |
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Estructuralmente están formados por tres membranas:
- Una membrana interna que invagina para formar numerosos pliegues denominados "crestas mitocondriales".
- Una membrana externa de 60 A de espesor y que sirve para englobar el organelo.
- Una matriz mitocondrial formada por material homogéneo, denso que contiene enzimas que intervienen en las etapas iniciales de la respiración celular. Corpúsculos mitocondriales pedunculados, que están adheridos a la superficie externa e interna de las membranas mitocondriales. Intervienen en los procesos de respiración celular.
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La función de las mitocondrias es la de intervenir en el proceso de respiración celular y oxidación de sustancias alimenticias para lograr la energía. Aquí se queman alimentos mediante una reacción química que libera y almacena energía en forma de ATP.
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Aparato de Golgi: Este sistema membranoso, descubierto por Camilo Golgi en 1898, se observa en el microscopio óptico como una red, teñida mediante la técnica de impregnación de plata de Golgi. Es un conjunto de túbulos y vesículas formado por grupos de sacos aplanados.
Sus funciones son varias:acumulan y concentran sustancias tales como polisacáridos y proteínas y también realizan la secreción celular. Entre sus componentes químicos se encuentran grasas, proteínas y carbohidratos.
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Aparato de Golgi
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| Lisosomas: son unas estructuras en forma de vesículas que contienen enzimas que catalizan el rompimiento de grandes moléculas de grasa, proteínas y ácidos nucleicos en moléculas más pequeñas. Si los lisosomas se rompen, se destruye la célula misma porque sus enzimas atacan a los componentes celulares produciéndose una "autólisis", muriendo la célula. Las enzimas de los lisosomas tienen como función digerir los cuerpos extraños que penetran a la célula. Otra función es la de "autofagia", que consiste en la eliminación de elementos celulares que se han alterado en la célula. |
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Vacuolas:
Son organelos que generalmente, tienen aspectos de saco membranoso, grandes y delimitados por una membrana denominada "tonoplasto", se presenta, principalmente, en células vegetales. Se clasifican de acuerdo con su función:
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- Vacuolas de reserva: son aquellas que almacenan agua, alimentos, sales, pigmentos, desechos.
- Vacuolas digestivas: son encargadas de degradar o digerir sustancias.
- Vacuolas contráctiles: son las encargadas de regular la cantidad de agua en el medio externo.
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Plastidios:
Son organelos exclusivos de células vegetales, que presentan diferentes formas, pueden ser de tres tipos básicos:
- Plastidios de reserva: almacenan sustancias elaboradas por la célula como, almidón, aceites, entre otros. Los que almacenan almidón se denominan "amiloplastos" y los que contienen aceite "oleinoplastos".
- Cromoplastos: son plastidios que presentan pigmentos, es por eso que existen hojas, flores y frutos de diferentes colores, algunos de ellos son: carotenos y xantófilos.
- Cloroplastos: este plasto almacena pigmento de color verde llamado clorofila, se encuentran en la mayor parte de las células vegetales y es importante porque desempeña un papel preponderante en la fotosíntesis.
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El Núcleo:Es un orgánulo llamado también "carioplasma", es grande, esférico, se presenta en las células eucariotas. Fue descubierto por Robert Brown en 1835.El núcleo contiene los cromosomas que es donde reside la información genética.Está separado del citoplasma por la membrana nuclear, que regula la corriente de materiales que entran y salen del núcleo.
El microscopio electrónico revela las estructuras que presenta, éstas son:
a) Membrana nuclear: que tiene como función regular la entrada o salida de materiales del núcleo, se ha determinado que presenta dos capas lipoproteícas.
b) Nucleoplasma: está constituido por el núcleo celular formado por proteínas y ácido ribonucleíco en solución, además de presentar enzimas como la ribulosa, fosfatasa y algunas dipeptidasas. Posee una parte sólida representada por algunos grumos que contienen una sustancia fácilmente observable llamada cromatina.
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Estructura del núcleo
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Nucleólos: fue denominado así por Fontana en 1871, está formado por una o dos masas más o menos esféricas; sólo se observa cuando la célula está en "interfase". Químicamente está constituido por ácidos nucléicos y proteínas. |
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Cromosomas:
Son cuerpos o estructuras permanentes de las células capaces de autoduplicarse y transmiten el material genético de una generación a otra. Las características morfológicas de los cromosomas son muy variables, miden entre 0,2 y 50 micras, son visibles al microscopio óptico durante ciertas etapas de la división celular.
En un cromosoma se pueden distinguir las siguientes partes:
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Cromosomas humanos
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- un estrangulamiento donde se reúnen estos dos brazos llamados centrómeros;
- un filamento doble enrollado a lo largo del cromosoma llamado cromonema.
- una formación esférica que se ubica en el extremo del cromosoma denominado satélite.
- un estrangulamiento a lo largo del telómero denominadoconstricción secundaria y una constricción primaria en el centrómero.
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El microscopio
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| Los antiguos filósofos y naturalistas, en especial Aristóteles en la antigüedad y Paracelso en el Renacimiento, llegaron a la conclusión que todos los animales y vegetales, por más complicados que sean están constituidos por pocos elementos que se repiten en cada uno de ellos. Muchos siglos después, gracias a la invención de los lentes de aumento, se descubrió la existencia de un mundo de pequeños organismos con pequeñas dimensiones que no podían ser vistos a simple vista. Con ayuda de estos instrumentos, científicos como Robert Hooke, Anthony Van Leeuwenhoek y Robert Brown, realizaron aportes en el campo de la microscopía como fue el descubrimiento de la "Célula". |
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El Microscopio
Antes de la invención del microscopio, no era posible la observación de objetos extremadamente pequeños. El microscopio es un instrumento óptico diseñado para hacer visibles al ojo humano objetos de dimensiones inferiores a 0,1 mm.Se atribuye su invención al fabricante de lentes holandés, Zacarías Jansen en el año 1590 y a Galileo en el año 1606, pero Anton Van Leeuwenhoeck fue uno de los primeros que aparte de fabricarlo lo usó con fines biológicos.
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Tipos de Microscopios:
Hoy en día hay varios tipos de microscopios, básicamente se pueden clasificar por el tipo de iluminación que emplean. Pueden ser microscopios que utilizan como fuente de iluminación "radiaciones de luz invisible" y microscopios que utilizan como fuente de iluminación el "espectro de luz visible". Los microscopios que funcionan con el espectro de luz visible son de dos tipos:
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Microscópio simple presentado por James N. Logan en Octubre de 1871
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El microscopio simple: que consiste simplemente en una lupa o, una lente convergente, que puede ir montada de diferentes formas según la finalidad que se le destine.
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| El microscopio compuesto u óptico: es un instrumento óptico que tiene como misión aumentar el tamaño de los objetos que son realmente muy pequeños y que no se pueden ver a simple vista, a su vez puede ser "monocular" , "binocular", etc. |
Microscopio óptico |
Microscopio monocular
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El microscopio monocular
Consta de un tubo ocular y se llama así porque la observación se hace con un solo ojo. |
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El microscopio binocular
Lleva dos tubos oculares para poder observar con los dos ojos. Se compone de dos objetivos y dos oculares, esto presenta ventajas tales como mejor percepción de la imagen, más cómoda la observación y se perciben con mayor nitidez los detalles. Se hace posible la visión tridimensional (microscopio estereoscópico). Este microscopio tiene la ventaja que no invierte la imagen, es fácil de enfocar y puede usarse para objetos opacos que no vayan montados obre portaobjetos. El óptimo de visión estereoscópica se encuentra entre 2 y 40 X de aumento total del microscopio.
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Microscopio binocular |
Microscopio de campo oscuro
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Microscopio de Campo Oscuro
Este microscopio está provisto de un condensador paraboloide, que hace que los rayos luminosos no penetren directamente en el objetivo, sino que iluminan oblicuamente la preparación. Los objetos aparecen como puntos luminosos sobre un fondo oscuro. |
Microscopio de fluorescencia
La fluorescencia es la propiedad que tienen algunas sustancias de emitir luz propia cuando inciden sobre ellos radiaciones energéticas.
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Microscopio electrónico de transmisión
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Microscopio Electrónico
En 1932, Bruche y Johnsson construyeron el primer microscopio electrónico a base de lentes electrostáticas. Este, utiliza un flujo de electrones en lugar de luz, consta fundamentalmente de un "tubo de rayos catódicos", en el cual debe mantenerse el "vacío".
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Los aumentos máximos conseguidos son del orden de 2.000.000 (dos millones) de aumento. Este microscopio consta de:
- Un filamento de tungsteno (cátodo) que emite electrones.
- Condensador o lente electromagnético que concentra el haz de electrones.
- Objetivo o lente electromagnético que amplía el cono de proyección del haz de luz.
- Ocular o lente electromagnético que aumenta la imagen.
- Protector que amplía la imagen.
- Pantalla fluorescente que recoge la imagen para hacerla visible al ojo humano.
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Tipos de microscopio electrónico:
- Microscopio electrónico de transmisión
- Microscopio eléctrico de barrido
- Microscopio eléctrico mixto
Con estos poderosos instrumentos, que utilizan flujo de electrones y las radiaciones magnéticas así como la aplicación de técnicas histoquímicas y bioquímicas se han logrado grandes avances en la biología celular.
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¿Cómo está constituido un microscopio?
El microscopio está formado por tres partes que son:
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| Parte Mecánica: Son una serie de piezas donde se instalan los lentes y posee mecanismos de movimiento controlado para el enfoque, las piezas que forman este sistema son: |
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Resorte o eje de inclinación, tornillo fijo que une la columna al brazo y se conoce también como "charnela", permite inclinar el microscopio y poder observar con facilidad las preparaciones.
Pilar o columna, llamada también asa o brazo que sirve para mantener las diversas partes, sostiene el tubo en su porción superior y por el extremo inferior se une a la base.
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Soporte o brazo, u ne el tubo a la platina y sirve para tomar el microscopio y trasladarlo de un lugar a otro.
Base o pie, estructura metálica en forma de U ó V , sirve de sostén y da estabilidad. Observar partes del microscopio.
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Tubo ocular, tiene forma cilíndrica y está ennegrecido internamente para evitar las molestias que ocasionan los reflejos de la luz. En su parte superior se encuentra un orificio donde se coloca el ocular y en la parte inferior lleva el "revólver" que soporta los objetivos.
Tornillo macrométrico, permite realizar movimientos verticales grandes, es decir mueve el tubo de arriba hacia abajo permitiendo un enfoque rápido, es un tornillo grande.
Tornillo micrométrico, permite realizar movimiento lentos, por lo cual sirve para afinar y precisar el enfoque, el tornillo es pequeño.
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Revólver, estructura circular giratoria donde van enroscados los objetivos. Permite la colocación en posición correcta del objetivo que se va a usar.
Carro, dispositivo colocado sobre la platina que permite deslizar la preparación de derecha a izquierda y de atrás hacia delante.
Platina, se utiliza para colocar la preparación u objeto que se va a observar, puede ser fija o giratoria, tiene un hueco en el centro para dejar pasar los rayos luminosos.
Pinzas del portaobjeto, sirven para sostener la preparación.
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Parte Óptica: Está constituido por una serie de lentes que permiten además de aumentar y dar nitidez a la imagen. Estos lentes son:
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Oculares, están situados en el extremo superior del tubo, cerca del ojo del observador. Tienen como función multiplicar el aumento logrado por el objetivo, el aumento que se logra con ellos se representa por un número entero acompañado de una X, lo cual significa tantos números, tenemos oculares de 4X, 6X, 8X, 9X, 10X, l2X, 15X, 20X.
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Objetivos,Son los que están ubicados en el extremo inferior del tubo en la pieza llamada "revólver" y son los que están cerca del objeto que se va a observar. Los objetivos pueden ser "secos" o de "inmersión". |
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Los secos, se denominan así porque no es necesario añadirles ninguna sustancia para usarlos, entre ellos y la preparación, sus aumentos pueden ser de 10X, 15X, 20X,43X, 45X, 60X.
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Los de inmersión, para usar estos objetivos es necesario añadir una gota de aceite de cedro entre la preparación y el objetivo, el aceite de cedro permite que no se desvíe la luz y se pierda la refracción, los aumentos suelen ser de 100X y se distinguen de los secos por presentar en el borde del extremo inferior una raya circular de color o la palabra OIL. |
Parte de iluminación: está constituido por las partes del microscopio, cuya función está relacionada con la entrada de luz a través del aparato que ilumina la preparación. Está compuesto por: |
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El Espejo, se encuentra ubicado debajo del condensador, su función es la de desviar los rayos de luz hacia el objeto que se va a observar, el espejo presenta dos caras, una plana y otra cóncava. La cara plana se utiliza para observar con luz artificial y la cóncava para observar con luz natural. Los nuevos modelos de microscopio no llevan espejo, sino una lámpara que sustituye su función.
Condensador, es una lente o sistema de lentes que se encuentran colocado debajo de la platina y su función es la de concentrar la luz sobre el objeto que se va a observar.
Diafragma, disco horadado situado en la parte inferior del condensador, que regula la cantidad de luz que debe pasa a través de éste hacia la platina.
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¿Cómo debemos trabajar con el microscopio?
- Tomar el microscopio con las dos manos, una debajo de la base y la otra en el asa, y colocarlo en un sitio plano donde vaya a trabajar.
- Seleccionar la cara del espejo que se va a utilizar, según la concentración de luz o en su defecto enchufarlo y encender la lámpara.
- Mover el espejo y orientarlo hacia el foco de luz hasta que los rayos pasen por el orificio de la platina, de tal manera que lleguen al tubo óptico; mirar por el ocular para ver cuando el tubo quede iluminado por dentro
- .Colocar el porta objetos sobre la platina, de forma que la preparación quede sobre el orificio, fíjarlo con las pinzas.
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Unidades de medida en un microscopio: Las unidades en el mundo ocular son "la micra", "el nanómetro", y el "Angstron".1 cm = 0,4 pulgadas 1 milímetro= 1000 micra = 1/10 de cm1 micra o nanómetro = 1000 nanómetros= 1/10.000 de cm1 nanómetro (nm)= 10 Angstron = 1/10.000.000 de cm1 Angstrom (A) = 1/ 100.000.000 de cm.
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¿Cómo se calcula el aumento de una muestra?
Para calcular el aumento que experimenta una preparación al ser observada a través de un microscopio, se realiza el siguiente cálculo:
se multiplica el aumento que señala el ocular por el aumento del objetivo dando como resultado el aumento total de la muestra. Este aumento total representa el numero de veces en que el objeto se encuentra ampliado con respecto a su tamaño original.
Propiedades del microscopio:
Poder de resolución: distancia mínima entre dos puntos próximos que pueden verse separados. El ojo humano tiene un poder de resolución de 1/10 de milímetros, o sea, de 100 micras. El microscopio óptico tiene un poder de resolución de 0,2 micras o 200 nanómetros o 2000 Angstron, mejoran la visión unas 500 veces a la del ojo humano.
Poder de ampliación, producto de la amplificación del objetivo y del ocular.
Poder de penetración, consiste en la capacidad que tiene el microscopio de permitir la observación de diversos planos del objeto estudiado de manera simultánea.
Capacidad para proporcionar imágenes de contornos netos, esta propiedad depende de la calidad del lente.
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Los Ciclos Biológicos son fenómenos naturales que ocurren de manera constante y cíclica para mantener la vida. En esta sección se presentan los ciclos del agua, carbono, nitrógeno y Oxigeno, de una manera atractiva y didáctica para una mejor comprensión.
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Fotosíntesis y respiración
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La fotosíntesis tiene que ver con la forma cómo las plantas transforman la energía solar en energía química liberando al mismo tiempo oxígeno y agua y almacenando la energía bajo la forma de carbohidratos. La respiración se refiere al proceso mediante el cual las plantas toman oxígeno y desprenden dióxido de carbono. Ambos procesos son inversos.
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A principios del siglo XVII el científico Jean Baptiste Van Helmont planificó un experimento que resultó de gran importancia. Llenó una cuba con 100 Kgs. de tierra que había secado previamente en un horno, luego la empapó bien con agua de lluvia y plantó un árbol de sauce. Durante los cinco años de crecimiento regaba el suelo con agua de lluvia y le hizo una cubierta para evitar que cayera tierra en la cuba. El árbol creció más y más.
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Jean Baptiste Van Helmont |
Después de cinco años sacó el árbol con sus raíces y encontró que pesaba 84.586 Kgs., secó la tierra y encontró que faltaban 56 gramos para llegar al peso original. Concluyó entonces que 82.030 Kgs. de madera, corteza y raíces procedían del agua exclusivamente.
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Joseph Priestley |
Van Helmont trabajó a principios del siglo XVII cuando se sabía poco del crecimiento de las planta. Hoy se sabe que las plantas absorben algo más que agua. Años después Joseph Priestley, a fines del siglo XVIII, descubrió que además de agua, absorbe bióxido de carbono del aire y las plantas verdes despiden o exhalan oxígeno. Siete años más tarde Ian Ingenhousz demostró que las plantas pueden dar oxígeno sal aire cuando hay suficiente luz solar, lo cual afirma que la luz es necesaria para la producción de oxígeno.
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La vida sobre la tierra existe gracias a dos procesos vitales: La fotosíntesis y la respiración. |
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La fotosíntesis
En la fotosíntesis las células con clorofila de las plantas verdes atrapan una pequeña cantidad de energía luminosa para convertir el dióxido de carbono que toman del aire y el agua que toman del suelo en azúcar y oxígeno que es energía química. Se estudian juntas porque son dos funciones metabólicas antagónicas, pero complementarias ya que dependen la una de la otra. Haz click aquí para observar el esquema que representa este proceso
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Se ha avanzado mucho, sobre todo en los últimos años, en cuanto a los procesos de la fotosíntesis, aunque todavía hay aspectos que no se conocen suficientemente. El proceso se puede empezar a partir de la siguiente reacción química:
Este proceso se realiza en un organoide llamado cloroplasto que es único y exclusivo de las células vegetales y tienen en su interior la clorofila. Se considera que se produce en dos fases sucesivas: Una, en presencia de luz o reacción fotoquímica y la otra se da en la fase oscura o afotónica.
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¿Qué ocurre en la fase luminosa?
Es la primera fase del proceso fotosintético y ocurre en las membranas tilacoidales de los cloroplastos y en presencia de luz, poseen dos sistemas: un sistema de pigmentos que captan la luz y un sistema o cadena de transporte de electrones. En esta fase la clorofila capta la luz, "se excita" y trae como consecuencia tres sucesos:
1. Fotólisis del agua ( )
2. Síntesis de nicotinamida - adenin - dinucleótido fosfato (NADPH)
3.Síntesis de adenosin - trifosfato (ATP)
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La fotolisis del agua ocurre por descomposición de la molécula de agua en sus elementos constituyentes (H y O) por acción de la luz.
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| El oxígeno es liberado (O2) a la atmósfera a través de los estomas de las hojas. |
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La síntesis del (NADPH) se forma a partir del NADP+ el cual acepta electrones.
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La síntesis de adenosin - trifosfato (ATP) se forma a partir del adenosin - difosfato (ADP) y el fosfato inorgánico (Pi)
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¿Que ocurre en la etapa oscura?
En esta etapa se realiza la síntesis de la glucosa mediante la participación del NADPH y el ATP producidos en la etapa luminosa además del Dióxido de Carbono ( ) que es tomado de la atmósfera, en esta etapa no se requiere de luz para realizar sus funciones. La síntesis de la glucosa ocurre en el estroma de los cloroplastos e implica una serie de reacciones químicas que forman el llamado Ciclo de Calvin las fases más importantes de este ciclo son:
- Fijación del dióxido de carbono.
- Síntesis de azúcares.
- Regeneración de la ribulosa - 1,5 - difosfato.
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La Respiración
La mayoría de los seres vivos realizan esta función, mediante la cual toman el oxígeno de la atmósfera y expulsan el dióxido de carbono, además del agua dicho, en otros términos en la transformación de la molécula de azúcar y oxigeno, producto de la fotosíntesis en dióxido de carbono, agua y ATP. Los animales poseen estructuras respiratorias como pulmones, bronquios, traqueas o piel según sea la especie del animal, mientras que las plantas respiran a través de los estomas de las hojas.
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Cualquiera que sea la manera de como se incorpora el oxígeno al organismo, el destino es llegar a la célula donde se produce la respiración celular y en organoide especifico llamado Mitocondria que se encuentra en la célula ya sea animal o vegetal. El proceso de respiración no es igual para todas las células ya que existen dos tipos de respiración, según sean los requerimientos de oxígeno por parte de la célula; respiración aeróbica y anaeróbica .
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¿Que es la respiración aeróbica?
Es un conjunto de reacciones químicas que ocurren intracelularmente y consiste en la degradación de la glucosa hasta que se convierte en , agua y energía en forma de ATP en presencia de oxigeno. La respiración comprende tres procesos: La glucólisis, el Ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones.
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El objetivo final de la respiración celular es producir la energía que la célula necesita para realizar trabajo mecánico, químico y de transporte. La ecuación química de la respiración aeróbica es:
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¿Que es la glucólisis?
En este proceso la molécula de glucosa se desdobla para dar origen a: dos moléculas de Ácido Pirúvico donde cada una de ella posee tres átomos de carbono liberando energía. El ácido pirúvico resultante de la glucólisis se oxida y forma el ácido acético que se combina con la coenzima A para formar el acetil coenzima A.
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¿Que es el Ciclo de Krebs?
Son una serie de reacciones que se realizan en todas las células desde las procariotas hasta las eucariotas. Esto ocurre en las mitocondrias y durante este ciclo se liberan 2 moléculas de por cada molécula de ácido pirúvico. El ciclo ocurre de la siguiente manera:
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- La molécula de dos carbonos, ácido acético, que se origino por el desdoblamiento de una molécula de ácido pirúvico entra en una serie de reacciones químicas conocidas como el ciclo de Krebs
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- El ácido acético (
 ) se combina con el ácido oxalacético ( ) para dar origen al ácido cítrico
( ).
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- El ácido cítrico () pierde un y se origina el ácido cetoglutárico (
 ).
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- El ácido cetoglutárico () pierde un y se transforma en ácido oxalacético () que se combina nuevamente con el ácido acético para iniciar el ciclo.
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¿Qué es la cadena transportadora de electrones?
Durante el proceso de transferencia de carbonos que ocurre en el ciclo de Krebs no se obtuvo energía, es sólo a través de la transferencia del hidrógeno que la energía se libera en la respiración. Durante el ciclo de Krebs los hidrógenos y los electrones son transferidos al oxígeno desde ciertos productos del ácido cítrico. Cuando se esta está dando la transferencia de electrones, se efectúa la máxima liberación de energía y se captura en forma de ATP. Los electrones de los átomos de hidrógeno son transferidos por unas enzimas conocidas como cadena respiratorio. En le transcurso de la respiración, aproximadamente la mitad de la energía que tiene la molécula de azúcar es convertida en ATP obteniéndose 38 moléculas de ATP.
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¿Qué ocurre en la respiración anaeróbica?
Este tipo de respiración se caracteriza por una serie de reacciones en las que se obtienen energía (ATP) a partir de compuestos orgánicos. El proceso fundamentalmente consiste en realizar la oxidación del alimento o materia orgánica. Los productos finales de la respiración anaeróbica no son tan simples, ya que se obtienen productos que almacenan bastante energía y dióxido de carbono. Esta respiración es propia de organismos poco evolucionados y son de gran utilidad ya que esto permite explicar los fenómenos de fermentación y putrefacción de ciertos alimentos.
Se puede decir que la fermentación consiste en el catabolismo anaeróbico de los nutrientes orgánicos para producir ATP, además de alcohol etílico, ácido láctico, acetato, ácido butírico y otros. Hay dos tipos de fermentación importantes:
- la fermentación alcohólica que es producida por algunos microorganismos como ciertas bacterias y hongos que degradan la glucosa hasta producir alcohol, y
- la fermentación homoláctica que puede ocurrir en los músculos y producir ácido láctico. Esta se da en ausencia de oxígeno y es propia de los organismos inferiores y poco evolucionados como las bacterias y los hongos microscópicos conocidos como levaduras.
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Actividad en clase:
Conoces el juego de la vieja? Bueno, te proponemos lo siguiente:
- Invita a un compañero o compañera a jugar, o dividan la clase en dos equipos.
- Pide a tu profesor o profesora que actúe como jurado en el juego.
- Procederán de las misma forma que en el juego habitual, utilizando los símbolos X y O. Ganará quien primero coloque sus tres símbolos en línea.
- Por sorteo, decidirán quién inicia el juego.
- Antes de colocar el símbolo seleccionado quien esté en el turno de juego deberá contestar una pregunta de las que aparecen al final del enrejado, seleccionada por el profesor; si no lo hace correctamente, perderá el turno y se lo cederá a su compañero de juega
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Los Ciclos Bioquímicos son fenómenos naturales que ocurren de manera constante y cíclica para mantener la vida. Estos son los ciclos del agua, carbono, nitrógeno y Oxigeno.
El Ciclo del agua
El agua es un elemento indispensable para la vida, por esto, al conocer su ciclo estamos conociendo al mismo tiempo, su racional aprovechamiento y conservación.Las tres cuartas partes de la tierra es agua, (sólido, liquido y gaseoso) existe en los océanos, mares, ríos, lagos, zonas polares, en la atmósfera o debajo de la tierra; por lo tanto la misma está en constante movimiento y comprende los siguientes pasos: |
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- Evaporación por acción del sol y la formación de nubes.
- Las nubes, por acción del viento se desplazan hacia la tierra, donde los mismos se enfrían para que produzcan gotas pequeñas que quedan suspendidas en la atmósfera a través de la condensación.
- La precipitación ocurre cuando las gotas de agua que están suspendidas en la atmósfera caen en forma de lluvia, granizo o nieve.
- Cuando el agua cae se filtra por los suelos, o corre por la superficie formando los ríos hasta que llegan al mar.
- Parte de esa agua regresa a la atmósfera por medio de la evaporación. Para observar una simulación de este proceso realiza un experimento en tu casa.
Ahora puedes observar la ilustración de los pasos que conforman el ciclo del agua
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El Ciclo del carbono
El carbono es un elemento químico que se encuentra en todas las moléculas orgánicas, se conoce como dióxido de carbono () o anhídrido carbónico, además se encuentra en el agua y en el aire, es el producto final en el proceso de respiración ya que todos los seres vivos lo expulsamos al respirar.
Mediante el proceso de fotosíntesis, las plantas verdes sintetizan materia orgánica y para ello utilizan carbono del para formar los glúcidos que están formados por átomos de carbono. Estas moléculas pasan a los organismos animales cuando estos comen vegetales o se comen unos con otros y allí los átomos de carbono pasan a sufrir transformaciones que van sucediendo dentro de cada organismo.
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| Los productores y los consumidores cuando utilizan la energía que hay dentro de estos compuestos, el anhídrido carbónico es devuelto a la atmósfera y al agua por medio de la respiración celular y otras funciones biológicas donde seria utilizado nuevamente por las plantas verdes para incorporarlo a la materia orgánica y así continua el ciclo. Los organismos descomponedores (bacterias y hongos) hacen que el anhídrido carbónico sea liberado cuando los organismos productores o consumidores mueren. De esta forma el de estos organismo descompuestos vuelven al medio. |
La siguiente imágen ilustra el ciclo del carbono
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El Ciclo del nitrógeno
En un ecosistema, complejo formado por una comunidad bióticay por agentes físico-químicos íntimamente relacionados, el ciclo del nitrógeno es bastante complicado, porque las plantas lo toman combinado, formando unos determinados compuestos asimilables, es necesario para ello la presencia e intervención de microorganismos como las bacterias. Las plantas verdes absorben el nitrógeno bajo la forma de nitratos del suelo que luego se constituyen en aminoácidos.
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Los animales toman este nitrógeno que, con la muerte, putrefacción y descomposición ocasionada por las bacterias se desprende amoniaco que después es transformado en nitritos y finalmente en nitratos por las bacterias nitrificantes. El nitrógeno atmosférico también es utilizado directamente por ciertas bacterias, las cuales son capaces de fijar el nitrógeno e incorporarlo a la materia orgánica de la cual están constituidos.
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El Ciclo del Oxigeno
Cuando se realiza el proceso fotosintético, parte del oxígeno que se libera es utilizado por los seres vivos durante la respiración en la formación del dióxido de carbono () una parte se mezcla con el monóxido de carbono para formar el dióxido de carbono y otra parte se integra en la formación de la capa de ozono.
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El transporte de agua y nutrientes en las plantas.
Funciones vitales del organismo humano
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El transporte de agua y nutrientes en las plantas y funciones vitales del organismo humano son la digestión, circulación, respiración y excreción. Ambos sub-temas tienen que ver con un requerimiento fundamental de todo organismo vivo: la alimentación. Para ello se necesitan órganos específicos y especializados que realicen el transporte de los nutrientes. En el caso de las plantas, estas utilizan sus raíces, tallos y hojas. En el caso de los animales, estos emplean los órganos que integran los sistemas digestivo, circulatorio, respiratorio y excretor.
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Los materiales alimenticios permiten el crecimiento y reparación de tejidos animales y vegetales, cubriendo las exigencias funcionales de los seres vivos tales como: tomar nutrientes, transformarlos, transportarlos y expulsar los desechos. Los seres vivos requieren alimentarse, para lograrlo necesitan del medio ambiente. La nutrición es una de sus funciones esenciales en cuya realización consumen materia y energía que transportan hasta órganos especializados.
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No todos los seres vivos se alimentan de la misma forma. Las plantas con clorofila fabrican su propio alimento a partir de sustancias como el agua, las sales minerales y el dióxido de carbono, por eso se les denomina seres autótrofos.
Aquellos seres que no son capaces de fabricar sus propios alimentos se llaman heterotrofos. |
autótrofos
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En las plantas, algunas funciones de nutrición se llevan a cabo de forma muy particular, para ello están dotadas de una organización y estructuras especializadas como raíces, tallo y hojas. La mayoría de las plantas vive en medios terrestres, absorben y conducen el agua y las sales minerales disueltas en el suelo a través de las raíces que además, realizan otras funciones como la absorción, fijación, transporte y almacenamiento.
La solución de agua y sales minerales que entra a las raíces se llama savia bruta. Desde las raíces la savia bruta pasa a las hojas a través de unos conductos llamados vasos leñosos o xilema. El xilema es un conjunto de vasos leñosos que conduce agua y otros materiales desde la raíz hasta las hojas.
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En las hojas, a través de unas aberturas especiales que se llaman estomas, se realiza un intercambio gaseoso: la planta expulsa oxígeno y toma dióxido de carbono del aire.
El agua de la savia bruta se mezcla con el dióxido de carbono tomado, para formar azúcares que sirven de alimento a la planta y que constituyen la savia elaborada. Esta circula desde las hojas hacia los demás órganos a través de los vasos liberianos cuyo conjunto forma el floema. Estos son un grupo de vasos liberianos que conducen la glucosa y otros materiales elaborados desde las hojas hasta los demás órganos de la planta.
Los vasos leñosos y liberianos en los vegetales representan lo que son las venas y las arterias para los animales, la diferencia es que en el sistema circulatorio de los vegetales no existen otros órganos como los que se presentan en los animales (ej.: corazón).
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El tallo como órgano de conducción:
Este se encuentra a continuación de la raíz y crece en dirección opuesta a ella; es el órgano aéreo de las plantas y tiene como funciones la conducción, asimilación, almacenamiento y sostén.
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| Conducción: por los vasos leñosos del tallo circulan las soluciones que forman el agua y los sales minerales provenientes del suelo y que son absorbidos por los pelos absorbentes de la raíz. |
Almacenamiento:Mediante esta función el tallo reserva alimentos que la planta necesitará para cumplir las funciones celulares. |
| Asimilación: las células del tallo y todas las otras células del vegetal toman el alimento y lo utilizan para producir energía y así realizar otras funciones vitales. |
Sostén: El tallo se encarga de mantener firme las hojas, flores y frutos en la planta. |
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El transporte de soluciones en las plantas
El agua y los sales minerales que forman la savia bruta, se absorben por las raíces; desde allí es llevada por los vasos del xilema de abajo hacia arriba, desde la raíz hacia el tallo y las hojas, donde se convierte en savia elaborada. La savia elaborada es conducida desde las hojas a toda la planta a través de los vasos liberianos, este transporte se realiza de arriba hacia abajo en el sentido de la fuerza de gravedad.
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¿Cómo se produce el transporte de la savia bruta de abajo hacia arriba en contra de la fuerza de gravedad?
Ya que las soluciones se encuentran en el interior de las raíces y tienen concentraciones de solutos mayores que las soluciones del medio externo, éstas, por ósmosis, penetran hacia el interior de la raíz, donde se producen nuevos procesos osmóticos que contribuyen al ascenso de savia por los vasos leñosos del tallo. Este ascenso es favorecido por el fenómeno llamado capilaridad. La raíz presenta unos pelos absorbentes que se pueden comparar con las vellosidades intestinales ya que presentan un gran paralelismo estructural. Además, el agua que se pierde por la transpiración crea una especie de vacío que contribuye a que la savia bruta llegue a las hojas, donde será procesada y transformada en savia elaborada.
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Los Ciclos Biológicos son fenómenos naturales que ocurren de manera constante y cíclica para mantener la vida. En esta sección se presentan los ciclos del agua, carbono, nitrógeno y Oxigeno, de una manera atractiva y didáctica para una mejor comprensión.
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Organización funcional del sistema nervioso
Estructura y función del sistema nervioso central
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El sistema nervioso, junto con el sistema endocrino integra y controla las numerosas funciones que permiten que el animal regule su ambiente interno y reaccione a su ambiente externo o lo encare. La unidad funcional del sistema nervioso es la "neurona", que consiste en un cuerpo celular que contiene el núcleo, la maquinaria metabólica, en dendritas para recibirestímulos, y en un axón que retransmite estímulos a otras células. El sistema nervioso se divide en dos partes: el sistema nervioso central y el sistema nervioso periférico.
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En lo funcional, el sistema nervioso difiere del endocrino en su capacidad para responder rápidamente, pues el impulso nervioso puede recorrer todo el organismo en cuestión de milisegundos. Las hormonas, en cambio, se mueven a una velocidad menor (por medio del torrente sanguíneo) y es característico que susciten respuestas más lentas pero duraderas.
Las plantas, que no suelen destacarse por su dinamismo, dependen en particular de una intrincada interacción de hormonas para coordinar sus actividades. Para los animales, que también funcionan con hormonas, suelen caracterizarse por sistemas nerviosos, es decir, redes de células nerviosas especializadas.
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Clasificación del sistema nervioso
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El Sistema nervioso centralestá constituido por la médula espinal y el encéfalo.
La médula espinal
Es un cordón blanco brillante que se desprende de la base del encéfalo y recorre la columna vertebral, en la prolongación inferior del bulbo raquídeo, mide unos 45 a 50 cms de longitud y pesa entre 26 y 30 gr., está alojada en el interior del conducto vertebral que forman las vértebras y ciertos ligamentos. En un corte transversal se pueden observar dos sustancias: Un área central de sustancia gris y un área externa de sustancia blanca.
La sustancia gris es en su mayor parte interneuronas, que son aquellas que transmiten señales dentro del sistema nervioso central, cuerpos celulares de neuronas motoras y células gliales; está llena de fluido cefaloráquideo.
La sustancia blanca consta principalmente de fibras nerviosas largas provistas de envoltura de mielina que recorren hacia arriba y hacia abajo la médula espinal a intervalos regularmente distribuidos, y a cada lado de la médula espinal, se hallan 31 pares de proyecciones que representan las raíces nerviosas. Estas se unen directamente para formar los nervios mixtos del sistema nervioso periférico.
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La neurona |
Todas las neuronas "sensoriales" que llegan a la médula espinal de un nervio mixto pasan en primer lugar a una raíz dorsal y luego a la materia gris de la médula. Todas las neuronas "motoras" que se originan en la médula espinal pasan a través de raíces ventrales antes de unirse con los axones sensoriales para formar los nervios mixtos.
La separación de axones sensoriales y motores en las raíces es fácilmente demostrable cuando accidentalmente se cortan o deterioran por cualquier otra causa. La destrucción de las raíces dorsales causan la pérdida de la sensibilidad en aquella parte del cuerpo donde se originan los impulsos sensoriales y la destrucción de las raíces ventrales, causa parálisis muscular en aquellas regiones donde se dirigen las neuronas motoras.
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| La médula espinal efectúa dos funciones principales de la coordinación nerviosa; en primer lugar función refleja. La médula interviene en los actos involuntarios o inconscientes como por ejemplo, el salto repentino que provoca un susto inesperado o el golpe en la rodilla que hace extender la pierna; para que la acción se efectué eficazmente no se requiere que el encéfalo reciba o envíe impulsos nerviosos. El reflejo requiere la estimulación de muchas neuronas motoras en el momento preciso y al mismo tiempo la inhibición de otras. En estos actos no participa la voluntad. |
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Observa las animaciones siguientes y escribe en el cuadro de texto cómo se llama la función que se muestra en ellas y qué neuronas intervienen para que esto suceda.
Observa las animaciones siguientes y escribe en el cuadro de texto cómo se llama la función que se muestra en ellas y qué neuronas intervienen para que esto suceda.
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Función conductora
La información nerviosa que llega a la médula espinal, a través de las neuronas sensoriales, puede ser transmitida a lo largo de la médula mediante las neuronas asociadas. Los impulsos procedentes del encéfalo viajan a través de la médula espinal, atraviesan otras neuronas asociadas, abandonan la médula y continúan por las neuronas motoras como un reflejo simple, pueden girar y ascender hacia el encéfalo o pueden hacer ambas cosas.
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El encéfalo
Es la porción dilatada que se halla por encima de la médula espinal, está contenida en la cavidad craneal y se une a la médula espinal a nivel de la primera vértebra cervical, pesa unos 1400 gramos, y tiene la consistencia de un queso semiblando. El encéfalo recibe impulsos nerviosos procedentes de la médula espinal y de los nervios craneales que se dirigen directamente hacia él desde los ojos, el oído interno, u otros sitios del cuerpo.
Aunque los conocimientos de la estructura y función del encéfalo aumentan rápidamente, muchos piensan que jamás se llegara a entenderlo todo. Sin embargo, sus funciones son esenciales, no sólo para la integración y control de una multitud de actividades fisiológicas que ocurren en todo el cuerpo. También para los procesos que identificamos como mente, conciencia, percepción e interpretación de la información proveniente del ambiente externo, pensamiento, memoria y la variedad de evasiones que caracterizan la experiencia humana. La asociación de un estímulo con otro con la memoria y la acción coordinada del cuerpo necesarias para una irritabilidad adecuada, dependen de los circuitos que sigan los impulsos nerviosos en el cerebro.
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La duramadre es la más externa y está en contacto con la pared ósea del cráneo; entre el cerebelo y el cerebro forma un pliegue llamado la hoz del cerebro que separa ambos órganos. |
La aracnoides está situada entre las otras dos meninges, por debajo de la duramadre. Comprende dos hojas: la hoja parietal y la hoja visceral, que emite prolongaciones en forma de telaraña y que la une con la piamadre. El liquido cefaloraquídeo es segregado por la aracnoides y su función consiste en servir de amortiguador para que la elevación de la presión sanguínea no afecte directamente la sustancia nerviosa, igualmente evita que los centros nerviosos se golpeen contra los huesos a cada movimiento. |
La piamadre está en contacto directo con la masa nerviosa y es, por lo tanto, la más interna, está irrigada por vasos sanguíneos. |
Estructura del encéfalo
El encéfalo humano consiste de dos grandes hemisferios, debido al entrecruzamiento de los tractos espinales, el hemisferio izquierdo controla el lado derecho del cuerpo y viceversa. Tanto el encéfalo como la médula espinal están cubiertos por tres membranas protectoras que reciben el nombre de meninges. Anatómicamente el encéfalo está dividido en tres regiones: el encéfalo posterior, el medio y el anterior, estas divisiones no son inmediatamente reconocibles en el adulto porque cada región está configurada por varias partes o lóbulos, sin embargo, es claramente visible durante el desarrollo del encéfalo en el embrión.
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El sistema nervioso |
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Encéfalo posterior
Las partes principales son la "medula oblongada" y "el cerebelo". La médula oblongada llamada también bulbo raquídeo, tiene la apariencia de ser simplemente la punta dilatada de la médula espinal, su tamaño es pequeño y es esencial para la vida.
Los impulsos nerviosos que estimulan los músculos intercostales y el diafragma que hacen posible la ventilación pulmonar, los nervios que regulan los latidos del corazón, el diámetro de las arterias y otras funciones importantes se originan en la médula oblongada; sus funciones son reguladas por la producción de presente en la sangre. La destrucción de la médula oblongada ocasiona la muerte de inmediato.
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El cerebelo
Es el órgano del encéfalo que ocupa la parte posterior e inferior de la cavidad craneal, por encima y por detrás del bulbo raquídeo y la protuberancia anular. Se extiende hacia los lados de estos órganos y por debajo de la porción posterior del cerebro. Tiene forma de mariposa con las alas extendidas y está formado por dos masas laterales llamadas hemisferios cerebelosos separados por una estructura alargada llamadavermis.
Al realizar un corte vertical que pasa a lo largo del "vermis" se puede observar que la sustancia blanca se ubica en la parte media y presenta ramificaciones que en su entorno se denominan "árbol de la vida" . La sustancia gris se encuentra alrededor de la sustancia blanca formando la corteza cerebelosa.
La función mas importante parece ser la de "coordinar la actividad muscular del cuerpo", esta actividad se inicia mediante impulsos que se originan en el área motora del encéfalo anterior. A medida que el cuerpo realiza acciones, son enviados al cerebelo impulsos sensoriales, desde los propioceptores, los ojos, canales semicirculares, entre otros. El cerebelo recibe la información sobre lo que está efectuando el cuerpo y lo compara con lo ordenado por el encéfalo anterior, si existe alguna diferencia, el cerebelo envía señales modificadoras al encéfalo anterior, el cual trasmite las señales correctas.
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Otra de las funciones importantes del cerebelo es la de "mantener el equilibrio", si a un animal se le extirpa el cerebelo, se le doblan las patas y no puede andar. El cerebelo es muy sensible al alcohol, es por esa razón que los borrachos titubean al caminar.
El cerebelo se une al cerebro por los llamados "pedúnculos cerebelosos superiores", se une a la protuberancia anular por los "pedúnculos cerebelosos medios" y al bulbo y la médula espinal por los "pedúnculos cerebelosos inferiores". Estos pedúnculos no son más que haces de fibras nerviosas que llevan información hacia y desde el cerebelo.
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Encéfalo medio
Es bastante pequeño, transmite los impulsos nerviosos entre el encéfalo anterior y el encéfalo posterior, y el encéfalo anterior y los ojos. Participa también en el mantenimiento del equilibrio.
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Encéfalo anterior
La parte más importante del encéfalo la constituye el cerebro y por lo tanto está protegido por el cráneo. El volumen promedio del cerebro en el ser humano actual es de 1500 ml, el peso es de 1200 gr. en el hombre y en la mujer de 1.110gr aproximadamente.
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El volumen se compone de dos hemisferios grandes, cada uno de estos se subdivide en cuatro lóbulos: frontal, parietal, occipital y temporal. Estos hemisferios están conectados por una masa de fibra nerviosa densamente aglomerada que se llama "cuerpo calloso" .
La corteza cerebral es una fina capa de sustancia gris que forma la superficie externa del cerebro, es el acontecimiento más reciente en la evolución del encéfalo en los vertebrados. Por debajo de la corteza, el cerebro está constituido por sustancia blanca que conecta la corteza cerebral con todas las áreas del cuerpo. El encéfalo anterior también comprende el tálamo, el hipotálamo, parte de la glándula pituitaria y la glándula pineal.
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El tálamo está formado por dos masa ovoides de sustancia gris, una a cada lado, es el principal centro retransmisor entre el tallo encefálico y los centros encefálicos superiores; sus núcleos procesan y discriminan la información sensorial, se dice que es el portero de la corteza cerebral. |
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El hipotálamo está justo debajo del tálamo, contiene núcleos responsables de las actividades asociadas con el sexo, hambre, sed, placer, dolor e ira; además produce una cantidad de hormonas que controlan la secreción de hormonas por la glándula hipófisis, de modo que desempeña un papel importante en la coordinación de las actividades de los sistemas nervioso y endocrino.
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El hipotalamo |
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Localizaciones funcionales en el cerebro: muchas funciones cerebrales, tanto receptoras como efectoras, se encuentran localizadas en regiones especificas de la corteza cerebral. El área que está justo delante de la cisura de Rolando, en el lóbulo frontal, es la corteza motora que interviene en las actividades musculares, o sea, las funciones motoras, si alguna parte de esta región del cerebro se lesiona, la persona se puede ver incapacitada para efectuar correctamente algunos movimientos como: caminar, correr, levantar peso, etc. El área que está justo detrás de la cisura de Rolando, en el lóbulo parietal, es la corteza sensitiva, que interviene en la recepción de los estímulos táctiles, los relacionados con la gustación, la temperatura y el dolor.
Las funciones llamadas sensoriales; visión, audición y gusto, también se encuentran localizadas en la corteza. Así, la visión se localiza en el polo occipital (parte posterior del lóbulo occipital); la audición se localiza en el lóbulo temporal, por debajo y hacia el centro de la cisura de Silvio, finalmente el gusto se localiza en la parte central profunda de la cisura de Silvio. La lesión de cualquiera de estas áreas puede llegar a causar ceguera, sordera o incapacidad para saborear alimentos.
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Organización funcional del sistema nervioso
Estructura y función del sistema nervioso periférico
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La parte del sistema nervioso que está fuera del encéfalo de la médula espinal es el sistema nervioso periférico. Los nervios craneales entran y salen del encéfalo en pares y cada par consiste en fibras motoras y sensoriales. Los nervios espinales entran y salen de la columna vertebral también en pares. Cada uno de ellos inerva a los músculos del esqueleto y recibe señales de los receptores sensoriales de un área distinta y específica del cuerpo. Las neuronas motoras del Sistema Nervioso Periférico están organizadas en dos divisiones principales:a) Sistema Nervioso Somático, que inerva a los músculos voluntarios y b)Sistema Nervioso Autónomo, que controla al músculo cardíaco y a los músculos lisos, y glándulas que participan en las funciones digestivas, circulatorias, urinaria y reproductora.
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Luigi Galvani |
El hecho de que las células nerviosas puedan contraer músculos fue descubierto por casualidad en 1780, cuando Luigi Galvani, un fisiólogo italiano, colocó una rana descerebrada en una mesa cerca de una máquina eléctrica, uno de sus alumnos tocó una de las ancas de la rana con un bisturí conectado a la máquina y la rana reaccionó contrayendo violentamente los músculos. |
| Sistema Nervioso Periférico está formado por nervios que conducen los impulsos nerviosos relacionados con el sistema cerebro-espinal con los nervios periféricos del cuerpo. El sistema nervioso periférico está formado por el sistema nervioso somático y el sistema nervioso autónomo. |
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El sistema nervioso somático
comprende 12 pares de nervios craneales y 31 pares de nervios raquídeos. Los nervios craneales se disponen simultáneamente a cada lado del encéfalo, pasando a través de las aberturas del cráneo y se dirigen a diferentes órganos de la cabeza y del cuerpo. Los nervios raquídeos se sitúan simétricamente a cada lado de la médula espinal. Los 31 pares de nervios se originan en dos raíces:
- una anterior motora, donde la unión de ambas raíces constituyen un nervio raquídeo, por lo tanto, es un nervio mixto, es decir, sensitivo y motor. Estos nervios se ramifican a nivel de los diferentes órganos del cuerpo;
- una posterior sensitiva que conduce la sensación y presenta un ganglio espinal antes de unirse a la raíz anterior.
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Estos nervios se agrupan en cinco plexos que son:
- Plexo cervical: 8 pares de nervios cervicales
- Plexo dorsal: 12 pares de nervios dorsales
- Plexo sacro: 5 pares de nervios sacros
- Plexo coxígeo: l par de nervios coxígeos
- Plexo lumbar: 5 pares de nervios lumbares
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Estos nervios transmiten impulsos procedentes de los receptores, principalmente de estímulos internos, hacia el sistema nervioso central. También transmiten impulsos procedentes del sistema nervioso central hacia todos los músculos esqueléticos del cuerpo.
Todos los conocimientos conscientes del ambiente externo y todas las actividades motoras, para hacer frente al ambiente, operan a través de la parte somática-sensorial del sistema nervioso periférico. Cada nervio periférico consta de un número variable de fibras procedentes de células nerviosas o neuronas, por los cuales avanzan los impulsos nerviosos de unos puntos del organismo a otros.
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Sistema Nervioso Autónomo
Consta de neuronas sensoriales y motoras que conectan el sistema nervioso central, especialmente el hipotálamo, y los diversos órganos internos, por lo tanto es el responsable de regular funciones vitales y de producir cambios apropiados en ellos. Las acciones del sistema nervioso autónomo son completamente involuntarias, aunque existen personas entrenadas que pueden llegar a ejercer cierto control voluntario sobre el mismo.
Este sistema nervioso se le llama también neurovegetativo porque coordina las funciones esenciales para el mantenimiento de la vida. Por lo tanto se puede decir que controla y regula funciones viscerales del cuerpo, como la presión arterial, emisión urinaria, temperatura corporal, y sudor, entre otros. El sistema nervioso autónomo presenta dos grandes divisiones:
El sistema nervioso simpático y el sistema nervioso parasimpático. los cuales se distinguen por su distribución anatómica y tipo de neurotransmisor.
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El sistema simpático, distribuido por todo el cuerpo, se ramifica ampliamente, mientras que el parasimpático lo hace de forma más limitada y su influencia es más circunscrita. El sistema simpático se localiza en la región torácica y lumbar, controla los vasos sanguíneos, las glándulas sudoriparas y los músculos efectores del cabello, trabaja de forma coordinada, pero antagónica con el sistema parasimpático, es decir, trabaja sobre el mismo órgano, pero ejerciendo funciones contrarias, por ejemplo, en la vejiga urinaria el sistema simpático relaja su musculatura y el sistema parasimpático la contrae.
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Las neuronas motoras preganglionares del sistema nervioso simpático se originan en la médula espinal, salen a través de una raíz ventral de un nervio raquídeo y se dirigen a un ganglio simpático. Estos ganglios están organizados en dos cadenas que corren paralelas hacia ambos lados de la médula espinal.
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La neurona preganglionar puede llevar a cabo las siguientes funciones:
a) Puede hacerse sinapsis con neuronas postganglionares, las cuales se dirigen hacia las glándulas sudoríparas y a las paredes de los vasos sanguíneos.
b) Pueden ascender o descender por la cadena simpática, y
c) Abandonan el ganglio a través de un nervio que conduce hacia ganglios especiales de las vísceras.
La sustancia transmisora de las neuronas simpáticas preganglionares es Ach. Su papel consiste en transmitir impulsos a las neuronas postganglionares, también emiten una sustancia química estimulante que en la mayoría de los casos es noradrenalina. La acción de ésta sobre una glándula o músculo específico es estimuladora y en otros inhibidora.
La estimulación simpática también impulsa la sangre de la piel y de las vísceras hacia los músculos esqueléticos, el encéfalo y el corazón. El estímulo de la parte simpática del sistema nervioso autónomo duplica la mayoría, si no todas, aquellas acciones desencadenadas por la adrenalina y la noradrenalina liberada en la sangre por la médula suprarrenal.
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El Sistema Nervioso Parasimpático
Este sistema se localiza en la región sacra, inerva órganos como el corazón, pulmones, esófago, estómago, hígado, las glándulas lacrimales, nasales y submaxilares. Los nervios principales del sistema nervioso parasimpático son los décimos nervios craneales, nervios vagos, los cuales se originan en la médula oblongada. El estímulo de los nervios parasimpáticos produce una desaceleración de los latidos del corazón, lo cual, a la vez, conlleva el descenso de la presión sanguínea, constreñimiento de las pupilas, incremento del flujo sanguíneo en la piel y vísceras y promueve también el peristaltismo del canal digestivo.
Por lo tanto el Sistema Nervioso Periférico hace posible el retorno de las funciones del cuerpo humano a la situación normal, después que han sido modificadas por la estimulación simpática. Cuando uno se encuentra en peligro, el sistema nervioso simpático prepara el organismo para una actividad física violenta, tal como lucha o huida. Los cambios que ocurren podrían ser dañinos si se prolongan innecesariamente, por lo tanto, el sistema nervioso parasimpático revierte al organismo a la situación normal una vez que el peligro ha pasado.
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Las Drogas y el Sistema Nervioso
La actividad del Sistema Nervioso depende de un conjunto bien coordinado de actividades bioquímicas, algunas de éstas, por ejemplo, la liberación de energía por la respiración celular, se parece mucho a aquellas que se encuentran en cualquier parte del cuerpo.
Otras tales como la síntesis, la liberación y la acción de las sustancias transmisoras, son exclusivas del sistema nervioso. En ambos casos existe la posibilidad de alterar el sistema nervioso mediante el suministro de sustancias químicas que bloquean o alteran sus actividades bioquímicas.
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Debido a las actividades del sistema nervioso, no sería sorprendente que las alteraciones de su actividad conduzcan a alteraciones de la conducta y del comportamiento. Entre las funciones del cerebro que pueden ser alteradas por sustancias químicas están: La percepción, la coordinación muscular, y lasemociones. Aunque el uso de drogas psicoactivas se hallan en todas las edades y en todos los pueblos, el incremento reciente en la variedad de drogas utilizadas ha alcanzado niveles dramáticos en la gente joven de los países desarrollados del mundo. Al considerar la extraordinaria diversidad de drogas psicoactivas, puede verse que se agrupan en tres categorías en cuanto a su efecto fisiológico y al comportamiento, éstas son:estimulantes, depresivos y alucinógenos.
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Estimulantes: Los más comunes son la cafeína que se encuentra en el café, té y bebidas derivadas de la coca. Cada uno de éstos, estimulan el sistema nervioso simpático, probablemente controlando los centros del hipotálamo.
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Depresivos : Reducen la actividad del sistema nervioso, existen cinco subcategorías que son: alcohol etílico, barbitúricos, tranquilizantes, opiatas y anestésicos. |
| Alucinógenos: Presentan un efecto distorsionante de las percepciones visuales y auditivas del sujeto que las ingiere. |
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Los Ciclos Biológicos son fenómenos naturales que ocurren de manera constante y cíclica para mantener la vida. En esta sección se presentan los ciclos del agua, carbono, nitrógeno y Oxigeno, de una manera atractiva y didáctica para una mejor comprensión.
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El gusto como órgano quimiorreceptor
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| En el ser humano uno de los receptores que perciben las sustancias químicas del medio externo son las papilas gustativas, localizadas principalmente en la lengua. Las sustancias químicas pueden actuar como estímulos y provocar respuestas en el organismo. Estos estímulos son captados por órganos específicos que generan señales nerviosas las cuales son conducidas hasta los centros nerviosos donde son transformadas en sensaciones. Uno de los quimiorreceptores es la lengua, órgano del sentido del gusto. |
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Sentido del gusto
La lengua como quimiorreceptor es un órgano musculoso, fijo por su base al piso de la boca y con la punta libre, puede realizar varios movimientos y es humedecida constantemente por la saliva. Posee células o corpúsculos gustativos que se encuentran en el epitelio lingual y que son estimulados por sustancias en solución que entran por el poro externo, es decir, las sustancias disueltas por la saliva. También se encuentran algunas células en el paladar y la epiglotis.
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En la lengua se pueden apreciar, en cortes de poco aumento, como cuerpos pálidos cilíndricos en el epitelio de color oscuro, tienen aspecto laminar o en capas, con un pequeño orificio externo, el poro gustativo externo, y una pequeña depresión en la base, el poro gustativo interno.
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Utilizando soluciones diluidas de sacarosa, ácido clorhídrico, cloruro de sodio y sulfato de quinina, se pueden encontrar cada uno de estos tipos primarios de sabores: dulce, ácido, salado y amargo, que se localizan en un área especial de la lengua. Sin embargo si se elaboran mapas de la lengua utilizando estos procedimientos, se encuentra que existe una sobreposición considerable de las áreas gustativas y variaciones apreciables de una a otra persona.
La existencia de cuatro tipos de papilas gustativas y cuatro sabores primarios sugiere que cada tipo de papila es responsable de un sabor especifico.Con la posible excepción del sabor amargo, sin embargo, parece no existir correlación alguna entre el tipo de papila y el sabor percibido.
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Las Papilas Gustativas constituyen las unidades gustativas y están situadas en la mucosa y cada una consta de un grupo de células sensitivas en forma de barril conectadas a las neuronas. Se conocen tres clases: Caliciformes, Fungiformes y Filiformes.
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tomado de: http://www.guanaquin.com/revista/2002/310302/manualidades.shtml
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- Papilas Caliciformes: son las más grandes y menos numerosas, están situadas en la parte posterior cerca de la base de la lengua, formando una "V lingual" , tienen forma de cáliz y perciben principalmente el sabor amargo.
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- Papilas Fungiformes: tienen forma de hongo se encuentran en la cara dorsal de la lengua, especialmente en los bordes y la punta, su color rojizo es debido a la multitud de vasos sanguíneos, son algo visibles. Su número puede alcanzar entre 150 y 200 en total, son sensibles a los sabores ácidos, dulces y salados.
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- Papilas Filiformes: tiene aspecto de pequeñas agujas y están repartidas en toda la superficie de la lengua dispuestas en series paralelas. No son papilas principalmente gustativas, sino táctiles ya, que en su interior se encuentran corpúsculos de Krause.
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Debajo de las papilas del gusto yacen las fibras nerviosas que penetran en ellas para formar la terminación de las células receptoras. Una fibra nerviosa puede inervar varias células receptoras, y cada una de estas puede estar inervada por diversas neuronas. |
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Higiene del gusto
- Debemos ser moderados en el consumo de sustancias irritantes ya que pueden afectar la sensibilidad de las papilas gustativas.
- No consumir bebidas alcohólicas ni cigarrillos, ya que éstos son irritantes.
- No abusar en el uso de condimentos artificiales en las comidas.
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El ojo como receptor de la luz
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El sentido de la vista, está representado por el ojo. Este aparato óptico permite aprovechar la energía luminosa y transformarla en energía nerviosa originando un impulso nervioso, el cual, a través de un conductor adecuado, el nervio óptico, llegará al cerebro que será el que en definitiva interpretará el mensaje. En los seres humanos existe un pigmento sensible a la luz llamado rodapsine o púrpura retiniana. La luz presenta ciertas propiedades que requieren la existencia de mecanismos que la lleven hasta esta sustancia sensible. Así, el cristalino, el humor acuoso, el humor vítreo, la coroides y otras estructuras aseguran al ojo como excelente aparato óptico.
El ojo como receptor de la luz, es un órgano que la capta, estimulando la retina. La luz pasa a través de la córnea y del cristalino transparente, formándose una imagen más pequeña invertida y real en la retina, membrana ubicada en la parte posterior del globo ocular. Este estímulo o mensaje es llevado por el nervio óptico a la corteza cerebral, sitio en el cual se hace consciente la interpretación del mensaje.
El ojo esta formado por distintas estructuras constituyéndose en un órgano complejo especializado.
| Membranas del ojo: son tres identificadas, de afuera hacia adentro, como Esclerótica, Coroides y Retina. |
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tomado de: Medline Plus Información de salud
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| La Esclerótica: es la capa externa, de color blanco, curvada, dura y opaca, que protege las porciones internas y mantiene la rigidez necesaria al globo ocular. Por delante esta capa se transforma en la córnea, membrana transparente que da paso a la luz. |
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La Coroides: es la segunda membrana del ojo, pigmentada de color oscuro, absorbe el exceso de luz evitando la formación de imágenes borrosas. Rica en vasos sanguíneos, nutre y oxigena a las demás estructuras del ojo. Esta membrana se continua por delante del "iris", anillo muscular de colores variados, que por su pigmentación le da color a los ojos y en su parte central tiene una estructura llamada "pupila", que se contrae o dilata en presencia de los rayos solares. Además, en la coroides se encuentra el "cuerpo ciliar", que comprende el músculo ciliar y los procesos ciliares, los cuales tienen como función permitir la acomodación o enfoque en la imagen.
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La Retina: es la capa más interna, rica en células nerviosas y constituye la estructura fotosensitiva del ojo, presenta tres partes: |
La retina |
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- El nervio óptico, que atraviesa la esclerótica y la coroides, en un "punto ciego", denominado así por ser insensible a la luz; esto es debido a que en este punto no termina ninguna fibra nerviosa.
- La mancha amarilla o fóvea, es un punto sensible a la luz y se encuentra en la parte posterior de la retina.
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Las células fotorreceptoras que son los conos y bastones, así designados por la forma que presenta la porción terminal de los mismos, cónica en el primer caso y mazuda en el segundo. Los conos se disponen en la zona central de la retina y son los responsables de la visión en color mientras que los bastones son las células fotorreceptoras, responsables de la visión blanco y negro y actúan en condiciones de escasa iluminación; es decir, lo que ocurre por la noche o al atardecer.
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Medios transparentes: éstos permiten la entrada de los rayos luminosos y son: córnea, humor acuoso, cristalino y humor vítreo.
La córnea: constituye una continuación de la esclerótica, se encuentra en la parte anterior del ojo, es una membrana muy delgada y transparente, lo que permite el paso de la luz al interior del ojo y tiene forma de lente convexo ligeramente abultado hacia afuera.
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tomado de: http://www.stlukeseye.com/anatomy/Cornea.asp |
El humor acuoso: es un liquido transparente que ocupa la cámara anterior del ojo entre la córnea y el cristalino.
El cristalino: es una lente biconvexa, transparente, situada detrás de la pupila, entre el humor acuoso y el humor vítreo. Interviene en forma activa en el enfoque de los objetos por el ojo a diferentes distancias, debido a su curvatura y los músculos ciliares que lo rodean.
El humor vítreo:material gelatinoso, claro, que ocupa el espacio entre el cristalino y la retina; contribuye a mantener la forma del ojo y a sujetar la retina.
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Partes anexas del ojo:
A modo de protección el globo ocular posee estructuras accesorias que son: los párpados, las cejas, las pestañas y los lagrimales.
Los párpados: son los que cubren el ojo en su parte anterior e impiden su desecación.
Las cejas: abultamientos cutáneo-musculares cubierto de vellos ubicados por encima de los ojos y evitan que lleguen hasta estos el sudor proveniente de la frente.
Las pestañas: conjunto de pelosidades que nacen de los bordes de los párpados y protegen a los órganos oculares de la entrada de polvo y además protege "el aparato lagrimal", donde se producen las lágrimas. |
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Enfermedades más frecuentes de la visión
Miopía: defecto de la visión que consiste en que las imágenes de los objetos lejanos, se forman antes de la retina, resultando borrosas. Se corrige con lentes bicóncavos o divergentes que alejan la imagen hacia la retina
Hipermetropía:defecto de la visión que consiste que hace que los rayos encuentran el foco detrás de la retina produciendo imágenes borrosas por falta de enfoque. Se corrige con lentes convergentes o biconvexos, que hacen que los rayos converjan en la retina, adelantando las imágenes.
Presbicia: anomalía que consiste en una visión borrosa de los objetos próximos porque los rayos encuentran el foco más allá de la retina. Se corrige con lentes convergentes o biconvexos. Cuando va acompañada de miopía, se corrige con lentes bifocales.
Astigmatismo: anomalía de refracción que consiste en malformación de las imágenes en determinadas direcciones por defectos de la curvatura de los medios transparentes del ojo. Se debe a irregularidades en la curvatura de la córnea y el cristalino.
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El olfato como órgano quimiorreceptor
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En el ser humano uno de los receptores que perciben las sustancias químicas del medio externo son los epitelios olfatorios, situados en la parte alta de la cavidad nasal. Las sustancias químicas pueden actuar como estímulos y provocar respuestas en el organismo. Estos estímulos son captados por órganos específicos que generan señales nerviosas las cuales son conducidas hasta los centros nerviosos en donde son transformadas en sensaciones. Unos de los quimiorreceptores del ser humano son las fosas nasales, que es el órgano del sentido del olfato.
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El Sentido del Olfato
El sentido del olfato permite el reconocimiento de los olores y reside en la nariz, más exactamente en la mucosa que tapiza el techo de las fosas nasales.Cada humano percibe los olores por medio de las células receptoras localizadas en los dos epitelios olfatorios de la parte superior de la cavidad nasal. Cada una de estas tiene un área aproximada de 250mm2.
Es costumbre considerar el sentido del olfato como el más pobre. Es cierto que la sensibilidad y el poder de discriminar o la capacidad de distinguir entre olores semejantes, en animales, tanto como el perro y el ciervo, son algo mejores que en el ser humano. Esto se debe a que el olfato no desempeña un papel importante en la supervivencia del ser humano, lo cual podría explicar, al menos parcialmente la poca importancia que se le da a este sentido. Sin embargo otros animales dependen en gran medida del olfato, pues les permite localizar a sus parejas, obtener alimento y escapar de sus depredadores.
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Estructura del olfato
La nariz es una prominencia de forma más o menos piramidal en el medio de la cara, esta dividida interiormente por un tabique vertical en dos cavidades simétricas llamadas fosas nasales. Las fosas nasales están limitadas por arriba por la lamina cribosa del etmoides y una parte del esfenoides. A los lados por las masas laterales del etmoides que forman los cornetes superior, medio e inferior. Los cornetes limitan tres espacios llamados meatos superior, medio e inferior.
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La Pituitaria es una membrana mucosa que tapiza internamente las fosas nasales, en ella se distinguen dos regiones diferentes; la pituitaria roja o respiratoria y la pituitaria amarilla u olfatoria.
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La Pituitaria roja o respiratoria recubre el meato inferior y la mitad del meato medio, es de color rojo debido a la gran cantidad de vasos sanguíneos que presenta. Su función es calentar y humedecer el aire que pasa a los pulmones para evitar que llegue frío y que las vías respiratorias se resequen.
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La Pituitaria amarilla u olfatoria recubre el meato superior y la mitad del meato medio, es de color amarillento debido a la gran cantidad de terminaciones nerviosas que posee, allí residen los quimiorreceptores del olfato. En esta zona se encuentran células olfativas fusiformes que provienen del bulbo olfativo. Cada célula proyecta una dendrita que sobresale en la mucosa y posee un cilindro-eje que atraviesa el etmoides por la parte llamada lámina cribosa llegando al bulbo olfatorio, desde donde se dirige al cerebro por medio del nervio olfatorio. Cuando el impulso llega al cerebro se produce la sensación olfativa y el centro nervioso elabora una respuesta adecuada a la situación creada por la presencia del estímulo químico.
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Para que se efectúe la olfación es necesario que el olor se encuentre en estado gaseoso, o que sea volátil en el caso de un líquido o un sólido. El mecanismo de la olfación lo podemos resumir así:
1. Las sustancias olorosas emiten partículas que penetran en la nariz junto con el aire y estimulan las células olfatorias de la membrana pituitaria.
2. Las partículas olorosas se disuelven por acción del mucus y excitan las terminaciones nerviosas que proviene de la ramificación del nervio olfatorio, esto origina un impulso nervios que va al cerebro donde se percibe la sensación olorosa y se imparten las ordenes correspondientes que constituyen la respuesta al estímulo.
Elabora en el cuadro de texto que sigue un resumen sobre la importancia de los quimiorreceptores, imprímelo, llévalo a clases y discútelo con tus compañeros y profesor.
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Relación entre el gusto y el olfato
Estos dos sentidos están íntimamente relacionados, de aquí que ciertos aromas se describan como impresiones gustativas. Ciertas partículas gaseosas pasan a la mucosa lingual desde las fosas nasales logrando impresionar las papilas gustativas, así mismo, algunas partículas en solución salival pueden pasar al estado gaseoso y ascender hasta la pituitaria olfativa donde impresionan al nervio olfativo. Las personas que pierden el olfato parcial o totalmente quedan incapacitadas para distinguir correctamente los sabores.
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Higiene del olfato
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- Debemos ser moderados en el consumo de sustancias irritantes ya que pueden afectar la sensibilidad de la mucosa olfativa.
- No consumir bebidas alcohólicas ni cigarrillos, ya que éstos son irritantes de la mucosa.
- No hurgarse las fosas nasales con los dedos u objetos punzantes para prevenir lesiones graves.
- Evitar oler sustancias químicas desconocidas.
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Órganos Receptores de Estímulos: El Oído
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Anatomía del oído |
Las ondas sonoras que entran en el oído externo se canalizan hacia la membrana timpánica, la cual hacen vibrar. Estas vibraciones, por medio de tres huesecillos del oído medio Martillo, Yunque yEstribo se trasmiten a otra membrana, la membrana de la ventana oval. Las vibraciones de esta membrana, a su vez, desencadenan vibraciones en los líquidos de la cóclea, estructura del oído interno que interviene en la audición.
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Las otras estructuras importantes del oído interno: Conductos semicirculares, también están llenas de líquidos y contienen células pilosas sensitivas. Los movimientos de la cabeza ponen en movimiento el liquido de estos conductos, estimulando a las células pilosas y desencadenando potenciales de acción en las neuronas sensoriales.
El oído medio, se comunica con la trompa auditiva, conocida comotrompa de Eustaquio y esto hace que la presión del aire que está en el oído medio se iguale con la presión atmosférica. Las vibraciones que han viajado por la cóclea vuelven a la membrana redonda y se disipan en el oídomedio.
El oído es un receptor sensorial extraordinariamente exacto y versátil. Muchas personas, especialmente cuando jóvenes, pueden percibir sonidos cuya frecuencias (tonos) pueden variar entre 16 y 20.000 ciclos por segundo. Además el oído puede captar sonidos en un amplio intervalo de intensidades.
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Empezaremos con una explicación de la anatomía general del oído, para luego detallar funciones de las distintas porciones que vamos a mencionar.
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El pabellón de la oreja
Visible a cada lado de la cabeza humana, rodea la salida del conducto auditivo externo, el cual, es una lámina parecida a una concha y que está formada por un esqueleto cartilaginoso recubierto por tejido subcutáneo y piel. Presenta muchas eminencias y depresiones en sus dos caras.
Estas formas peculiares en cada oraje de cada sujeto, pues cada persona tiene una formación diferente en la composición de su oreja, son las que guían el sonido al interior de la oreja. Una investigación donde se le colocaban orejas "postizas" a los sujetos, con eminencias y depresiones diferentes a las de sus propias orejas, revelaron que los sujetos se tardaban varias semanas para volver a conseguir el balance normal de su cuerpo.
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La concha
Es una profunda depresión en forma de embudo, el hélix es un repliegue que rodea la parte anterior, superior y posterior de la oreja. El antihélix es el pliegue que se encuentra entre el hélix y la concha. El trago es una eminencia triangular situada por delante de la concha y el, antitrago es un repliegue situado por delante del trago. Finalmente el lóbulo de la oreja es una formación blanda y flácida ubicada en la parte inferior de ésta.
La función del pabellón de la oreja es dirigir las ondas sonoras hacia el conducto auditivo externo. Al parecer, el pabellón de la oreja es importante en la localización del origen de los sonidos.
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El conducto auditivo externo es un canal que posee dos posiciones:
- una interna esculpida en el hueso temporal y
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una externa rodeada por cartílago, este canal se abre por fuera, en la concha y por dentro termina en una membrana cónica llamada tímpano.
Las ondas sonoras que penetran en el conducto auditivo hacen vibrar dicha membrana, lo mismo que si fuese un receptor mecánico de sonido.
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Conducto auditivo medio
Al otro lado del tímpano se abre la cavidad que se denomina oído medio de la cual se extiende la cadena de huesecillos. Uno de ellos, el Martillo, tiene su punto de apoyo en el centro de la membrana timpánica, de manera que las vibraciones de ésta se comunican al huesecillo. El martillo, a su vez, está articulado al segundo hueso de la cadena, el Yunque, y éste a un tercero, elEstribo, uno y otro, como el martillo son trasmisores de las vibraciones.
El Estribo descansa por su parte transversal en un orificio llamado la ventana oval. Las dimensiones de los tres huesecillos y sus movimientos son de tal naturaleza que las vibraciones recibidas por la membrana del tímpano multiplican su intensidad hasta el máximo al nivel del estribo. El número de vibraciones por segundo está relacionada con el tono del sonido, y pasa por la cadena de huesecillos sin alteración.
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El oído medio está lleno de aire y se conecta con el exterior por medio de las trompas de Eustaquio la cual se abre en la nasofaringe. Esta abertura permite mantener igual la presión del aire hacia ambos lados de la membrana timpánica. El ruido que se siente en los oídos cuando se cambia rápidamente de altitud en un avión de cabina no presurizada o en un ascensor, se debe al igualamiento repentino de la presión cuando se abren las trompas de Eustaquio. Los cambios de altitud en esta circunstancia pueden ser muy dolorosos debido a las presiones desiguales que se ejercen contra las membranas timpánicas.
En las paredes óseas de la caja timpánica se encuentran pequeñas cavidades llamadas Celdas Mastoideas y tienen como función reforzar el sonido. En el conducto del oído externo se encuentran glándulas sebáceas, glándulas ceruminosas y pelos que protegen al oído del polvo, la desecación y cuerpos extraños. El conducto auditivo es como una caja de resonancia que, además de conducir las ondas sonoras hasta el tímpano, evita que éstas sean atenuadas durante el recorrido.
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El oído interno
Se encuentra a mayor profundidad y es el segmento más importante del aparato auditivo, pues en él se encuentran los receptores especializados en la captación de las señales sonoras, también posee los receptores del equilibrio.
En un cráneo completamente disecado, las cavidades que alojan este aparato tienen el aspecto de varios conductos y cavidades unidos entre sí y adecuadamente llamado el laberinto óseo. En el ser vivo, por otra parte, el laberinto óseo contiene una estructura membranosa que en cierto modo reproduce casi con exactitud la forma y dimensiones de posición ósea. Por ser su contenido de tamaño un poco menor, queda siempre cierto espacio entre el laberinto membranoso y el óseo, ocupado por un líquido conocido como perilinfa. El laberinto membranoso es hueco, así mismo en su espacio interior contiene otro líquido llamado endolinfa. En ningún lugar los dos líquidos están en contacto.
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El laberinto óseo está formado por dos cavidades el vestíbulo y elcaracol. La porción del oído interno enrollada en espiral, como la concha de un caracol, se llama precisamente caracol o cóclea, donde reside el órgano de la audición. En su interior se pueden ver tres conductos:
la rampa vestibular que comienza en la ventana oval y se continua en el vértice del caracol con
la rampa timpánica que termina en la ventana redonda. Entre las rampa vestibular y timpánica se encuentra
la rampa media que contiene el órgano de Corti.
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Estructura del oído |
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El órgano de Corti
Es el verdadero órgano de la audición. Está formado por un conjunto de células, algunas de las cuales poseen una especie de pelos minúsculos llamados cilios que hacen contacto con una membrana fija. Estas células están localizadas entre las membranas basilar y tectorial.
Las vibraciones del fluido cóclear producen vibraciones en la membrana basilar, esto, a la vez produce el movimiento de las células sensitivas ciliadas contra la membrana tectorial, con lo cual se estimula. Los impulsos eléctricos que se originan en estas células dan lugar a los impulsos nerviosos que viajan a través delnervio auditivo hacia el encéfalo.
La forma y tamaño de la cóclea facilitan que los sonidos de poca frecuencia (bajos) estimulan las células ciliadas próximas a la cúspide de la espiral, en tanto que los sonidos de gran frecuencia (altos) estimulan las que asistan cerca de la base.
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El vestíbulo
Es una cavidad ósea que aloja la mayor parte de las estructuras membranosas que forman el aparato vestibular. Es el encargado de detectar las fuerzas de aceleración que actúan sobre la cabeza. La inflamación del aparato vestibular recibe el nombre deLaberintitis y causa vértigos que no permiten a la persona ponerse en pie.
El aparato vestibular está formado por: el utrículo y el sáculo y los canales semicirculares. Los canales semicirculares son parecidos a una asa de una taza de café, están así mismos llenos de líquido endolinfatico, ubicados por fuera del vestíbulo. Estos se sitúan en tres planos del espacio y captan las aceleraciones angulares como, voltear la cabeza, echarla hacia atrás o hacia los lados.
Las señales elaboradas en el aparato vestibular son las responsables del equilibrio y de muchos reflejos implicados en su mantenimiento. En el sáculo y el utrículo se encuentran los receptores para la aceleración lineal tanto vertical (subir o bajar en un ascensor), como horizontal (acelerar o frenar un carro).
Higiene del oído:
1. Mantener limpio el conducto auditivo externo.
2. No introducir objetos duros y puntiagudos en el oído que puedan perforar el tímpano.
3. Abrir o taparse debidamente los oídos ante ruidos fuertes o explosiones para evitar la ruptura del tímpano.
4. Sonarse la nariz para evitar que las mucosidades pasen al oído y produzcan inflamación.
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La piel como órgano del tacto
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La dermis y la epidermis constituyen en conjunto la piel y la grasa subcutánea subyacente. La constitución de la piel se puede estudiar como parte del aparato excretor y como tacto, lo estudiamos como órgano sensitivo, es decir, como receptor mecánico.
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La mayor parte de la epidermisconsta de células epiteliales dispuestas en dos capas, una capa interna de células vivas y una capa externa de células muertas cargadas de queratina. Esta es un sistema de recambio en que las células producidas en la capa interna migran hacia la superficie y mueren.
La dermis, que consiste principalmente de tejido conjuntivo, contiene terminaciones nerviosas sensoriales, unos pequeños vasos sanguíneos llamados capilares, músculos erectores que verticalizan el pelo cuando se contraen y glándulas sudoríparas y sebáceas consistentes de células epiteliales modificadas. Estas últimas producen una sustancia grasosa que lubrica la superficie de la piel.
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La epidermis y la dermis |
El tejido adiposo, que representa la capa aislante de grasa que está debajo de la dermis, también es una forma de tejido conjuntivo, lo mismo que la sangre que circula por los capilares. Los mecanorreceptores son terminaciones nerviosas o estructuras complejas distribuidas en la piel.
La piel posee numerosos receptores, cada uno especializado para un tipo particular de estimulo, los receptores de presión de la piel se llaman mecanorreceptores, los de frío y calor se llaman termorreceptores y los nociceptores que son los receptores del dolor.
La Epidermis
Es relativamente delgada y esta formada por unas células llamadas queratinocitos, que son células productoras de queratina, esta es una proteína esencial para la protección de la piel. La epidermis posee escasas terminaciones nerviosas y no posee irrigación sanguínea. La epidermis presenta dos capas:
- La Capa Córnea que se encuentra en contacto directo con el medio externo y está formada por células muertas que se desprenden constantemente y son sustituidas por otras células provenientes de la capa de Malpighi.
- La Capa de Malpighi, se encuentra debajo de la capa córnea y recubre directamente la epidermis, esta capa contiene un pigmento llamado melanina que le da el color a la piel y la protege de radiaciones de luz ultravioleta que llegan directamente del sol.
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La Dermis
Es la capa más gruesa de la piel, está formada por dos estratos que se continúan entre sí, es rica en vasos sanguíneos y terminaciones nerviosas, también posee folículos pilosos, glándulas sudoríparas, sebáceas y músculos elevadores de los pelos. El tejido que forma la dermis es llamado tejido conjuntivo y posee numerosas fibras elásticas y de colágeno que es la principal proteína de la piel. En su parte más profunda presenta abundantes células adiposas o panículos adiposos.
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Terminaciones nerviosas de la piel
Estas se clasifican en terminaciones libres donde la fibra sensitiva se encuentra desnuda y terminaciones encapsuladas, las cuales están rodeadas por una cubierta especial de tejido conjuntivo. Las terminaciones nerviosas táctiles finalizan en unos abultamientos nerviosos llamados corpúsculos táctiles, estos se clasifican en: Corpúsculos de Pacini, de Meissner, de Krause yde Ruffini.
- Los Corpúsculos de Pacini son de forma redondeada y están constituidos por una cápsula conjuntiva, donde se encuentran las ramificaciones en forma de pequeñas protuberancias y dispuestas en capas concéntricas rodeadas de una sustancia gelatinosa, su estructura es parecida a una cebolla. Son susceptibles al peso o presión ejercida con un objeto contra la piel.
- Los Corpúsculos de Meissner son de forma ovoide y se localizan en el estrato papilar de la dermis en unas prominencias llamadas papilas. Son muy abundantes en las yemas de los dedos de las manos y de los pies. Por situarse tan superficialmente perciben principalmente la sensación a la presión y al peso, y pueden discriminar muy bien la textura y consistencia de los objetos.
- Los Corpúsculos de Krausse son los más pequeños, tienen forma redondeada, se hallan envueltos por una membrana conjuntiva en cuyo interior se ramifican los nervios. Se hallan principalmente en la mucosa bucal, en la conjuntiva del ojo y en la mucosa de la lengua, son receptores del frío.
- Los Corpúsculos de Ruffini son terminaciones nerviosas alargadas y sensitivas que se hallan distribuídas en la dermis y en la región subcutánea, están constituidos por finas fibras que terminan en una especie de botones o corpúsculos. Son receptores de calor.
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Reacción de los Órganos Táctiles
Cada mecanorreceptor responde a características especificas del estimulo táctil. La sensibilidad, es en consecuencia el resultado de la integración que el sistema nervioso realiza de la información mandada por los mecanorreceptores. Entre las sensaciones que percibe este sentido podemos mencionar las siguientes:
- Sensación táctil propiamente dicha, por medio de la cual percibimos la forma, aspereza o suavidad de un objeto, tamaño, volumen, entre otros.
- Sensación de presión o peso: permite diferenciar entre un cuerpo liviano y otro pesado o detectar diferencias de peso.
- Sensaciones térmicas: se aprecia la temperatura de un objeto, se distingue uno frío de otro caliente. Son receptores del frío y funcionan mejor entre los 10ºC y 30ºC y los de calor entre 30ºC y 40ºC. Se puede tener la experiencia de que, al meter la mano en agua muy caliente, primero se sienta fría y luego uno se quema, este fenómeno es conocido como frío paradójico, se debe a que los receptores de frío se pueden activar por temperaturas superiores a 45ºC.
- Sensaciones dolorosas: se pueden apreciar si algún objeto está perjudicando el organismo, poniéndolo en sobre aviso.
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Vías que conducen las señales táctiles
La información táctil, al ser percibida por los receptores, es convertida en impulso nervioso que siguen este recorrido:
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Dentro de la médula espinal y, hasta el cerebro, las vías que conducen el tacto y la presión están separadas de las vías de la temperatura y el dolor.
Higiene de la Piel
Es importante conservar en buen estado la piel ya que ella nos informa acerca de diversos estímulos y protege de lesiones, es una barrera para muchos microorganismos dañinos. Interviene en el control de la temperatura y el balance de agua en el cuerpo, por eso debemos:
- Bañarnos todos los días con abundante agua y jabón.
- Evitar el exceso de sol.
- No utilizar ropas muy ajustadas.
- En caso de heridas, lavarlas inmediatamente con agua y jabón y aplicar algún antiséptico.
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Glándulas: hipófisis, gónadas, tiroides y suprarrenales y la relación con el sistema nervioso
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El sistema endocrino constituye una organización en los seres vivos para transmitir ordenes internamente. Las glándulas de este sistema secretan hormonas, éstas difunden o son transportadas por el torrente sanguíneo a otras células del organismo a las cuales regulan sus actividades. Estas glándulas endocrinas son: la tiroides, paratiroides, hipófisis y suprarrenales, que desempeñan un papel importante en el mantenimiento de la concentración normal de glucosa, sodio, potasio, calcio, fosfato y agua en la sangre.
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| El estudio practico de la endocrinología ha existido durante miles de años, pero la endocrinología moderna se supone haber nacido en 1849. Berthold, como consecuencia de experimentos de transplantes de testículos de aves postuló que estas glándulas sexuales masculinas secretan algunas sustancias, acarreadas por la sangre, que son esenciales en la diferenciación de los caracteres sexuales secundarios. |
Bernardo Houssay |
G. T. Cori |
En 1901, el químico japonés Jokichi Takamine, aisló la sustancia responsable de la elevación de la tensión sanguínea y las adrenalinas. En 1921, algunos investigadores como F. G. Banting y C. H. Best, de la Universidad de Toronto, consiguieron aislar la hormona insulina, excelente para el tratamiento de la diabetes. En 1947, Bernardo Houssay y G. T. Cori, demostraron que la diabetes se debe al desarreglo de toda la actividad endocrina |
Las glándulas en los vertebrados cumplen funciones importantes y determinantes en la regulación del metabolismo de los glúcidos, carbohidratos, lípidos y otros. |
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Las glándulas endocrinas humanas
En el organismo humano, la glándula pituitaria o hipófisis, se sitúa en la base del encéfalo. Sólo pesa medio gramo, pero desempeña un papel fundamental en la regulación de otras glándulas endocrinas. Presenta dos regiones claramente diferenciadas en forma de lóbulos: el lóbulo anterior o adenohipófisis y el posterior o neurohipófisis.
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El Lóbulo Anterior es el más importante de la glándula hipófisis y el que más hormonas produce, las principales son:
- La Hormona Tirotrópica o TSH: actúa sobre la tiroides, liberando la tiroxina que influye en el crecimiento del cuerpo y el metabolismo de grasas y carbohidratos.
- La Hormona Folículo Estimulante o FSH: estimula la maduración de los óvulos, la aparición de los caracteres sexuales secundarios y contribuye al ciclo menstrual.
- La Hormona Luteinizante o LH: es responsable del funcionamiento de los órganos reproductores femeninos y masculinos. Estimula el crecimiento y desarrollo de las gónadas.
- La Hormona Adenocorticotrópica o ACTH: regula el metabolismo de glúcidos, proteínas y el equilibrio de agua y sales.
- La Hormona Intertrópica o LHT: interviene en la preparación de las mamas, para lactancia.
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Lóbulo Posterior: Las hormonas de este lóbulo no se sintetizan en la neurohipófisis sino en el hipotálamo.
- La Hormona Vasopresina o VH: aumenta la presión sanguínea y por tanto la vasoconstricción, controla la perdida de agua a través de la orina.
- La Hormona Oxitocina OH: aumenta la contracción de la musculatura lisa, especialmente del útero durante el parto y la mama para expulsión de leche en la lactancia.
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Las Gónadas, son las glándulas sexuales masculinas y femeninas:
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| Los Testículos: segregan las hormonas andrógenos y testosterona, éstas estimulan el impulso sexual y el desarrollo de la barba, vello del cuerpo, cambio de voz y otros. |
Los testículos |
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Los ovarios
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Los Ovarios: segregan las hormonas estrógenos y progesterona. Las primeras tienen como función actuar en la primera fase del ciclo ovárico y las segundas tienen la responsabilidad de preparar el útero en la fecundación, y los senos para la lactancia.
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La Tiroides
Es una glándula integrada por dos lóbulos unidos mediante una porción estrecha o istmos y situada a ambos lados de la traquea, bajo la laringe. Segrega la tiroxina, hormona que regula el metabolismo corporal, crecimiento y desarrollo sexual. Las deficiencias en la función tiroidea originan el bocio, aumento crónico del tamaño de la tiroides, y el cretinismo. Estos dos estados patológicos se caracterizan por la detención del desarrollo físico y mental. Actualmente la tiroxina se sintetiza en el laboratorio y pueden eliminarse las deficiencias anteriores.
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La tiroides |
Las Suprarrenales |
Las Suprarrenales, son dos glándulas que se encuentran localizadas encima de cada riñón. Su estructura comprende dos zonas la corteza y lamédula. Cada una de estas partes es una glándula independiente que elabora sus propias hormonas.
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La Corteza produce varias hormonas entre ellas la cortisona, que regula la conversión de proteínas en azúcares y la aldosterona que impide la perdida excesiva de agua y regula el equilibrio de sales en el cuerpo, disminuyendo la eliminación de sodio, de cloro y aumentando la excreción del potasio. La hiposecreción de hormonas corticales produce la enfermedad de Addison que se manifiesta por: debilidad muscular, fallas cardíacas, trastornos digestivos, pigmentación bronceada de la piel por producción exagerada de melanina. Esta enfermedad es mortal.
La Zona Medular segrega adrenalina, que tiene como función alterar el organismo para la defensa o el ataque. La secreción de esta hormona no es continua, sólo se produce en los momentos de tensión o fuertes emociones, en situaciones de alarma. De allí que reciba el nombre de "hormona de la emoción o de las emergencias".
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Relación de las Glándulas Endocrinas con el Sistema Nervioso
La integración entre los sistemas nerviosos y endocrino es tan intima que se considera como una unidad fisiológica, el sistema neuroendocrino. La hipófisis se relaciona con el sistema nervioso central a partir del hipotálamo. Este recibe todo tipo de estímulos que actúan como señales en el sistema nervioso, produciendo actividad, lo que permite la secreción de distintas hormonas, cada una de acuerdo con la procedencia o naturaleza del estímulo.
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Las distintas hormonas actúan sobre glándulas endocrinas específicas provocando la liberación de otras hormonas que van al torrente sanguíneo ejerciendo su consecuente función. De tal manera que se genera un mecanismo de estimulación que, a su vez, si los niveles de dichas sustancias son excesivos, produce una retroalimentación negativa. Esto implica que las hormonas ejercen una especie de señal sobre el hipotálamo o sobre la hipófisis, inhibiendo la secreción hormonal para que el organismo regrese a un estado de equilibrio. |
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Glándulas paratiroides, páncreas y timo
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| El presente tema trata sobre tres glándulas endocrinas de importancia en el metabolismo celular. La paratiroides se encarga de segregar la hormona parathormona que regula el funcionamiento del calcio. El páncreas segrega la insulina para regular los niveles de azúcar en sangre y el timo que es el encargado de regular el funcionamiento del sistema de defensa del organismo. |
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Glándula Paratiroides
Consta de dos pares de pequeñas glándulas ovaladas situadas detrás de la tiroides. Segrega la parathormona, que regula la concentración de calcio en el plasma sanguíneo e interviene en el metabolismo hemático. Si el suministro de hormona es normalmente bajo, desciende el calcio en la sangre. Ello tiene dos consecuencias importantes:
a) El calcio puede depositarse en cantidad anormal en los huesos, ocasionando un engrosamiento del esqueleto y calcificación de las articulaciones;
b) La falta de iones de calcio determina una hiperirritabilidad de los músculos y de los nervios: el menor estímulo puede determinar contracciones en todo el cuerpo. Más pronto o más tarde estos ataques agotan complemente al organismo y resultan fatales.
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Cuando la parathomona se halla en exceso, los síntomas son inversos: los huesos pierden calcio y el esqueleto se debilita; el calcio de la sangre aumenta y sus iones pueden excretarse en grandes cantidades, los nervios y los músculos son poco irritables; es decir, el individuo pierde sensibilidad ante los estímulos. Esquema del funcionamiento de la paratiroides.
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El páncreas
En 1886 Mering y Minkowski estudiaron el papel del páncreas en la digestión. Ellos extirparon el páncreas de un perro, esperando encontrar variaciones en la digestión de las grasas, puesto que el páncreas es la única glándula que hidroliza las grasas. En lugar de esto, los perros mostraron un gran aumento en la cantidad de orina y murieron entre 10 y 30 días.
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Mering |
Minkowski |
Las personas que cuidaban los animales de experimentación notaron que la orina de estos animales atraían a las hormigas. Esto no sucedía con la orina excretada por los animales controles. Investigaciones posteriores revelaron la causa, la orina de los perros a los que se le había extirpado el páncreas contenía azúcar. La semejanza de estos síntomas con los de los seres humanos que padecían deDiabetes mellitus fueron evidentes.
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En 1887, Banting sabía que en el desarrollo embrionario del páncreas, los islotes de tejido comenzaban a funcionar mucho antes que el tejido digestivo comenzara a producir enzimas. Este investigador extrajo páncreas en estado de desarrollo embrionario e inyectó los extractos a perros experimentales cuyos páncreas habían sido extirpados. Los síntomas de diabetes desaparecieron dramáticamente. Finalmente se logró aislar la hormona insulina en una forma lo suficientemente pura como para ser utilizada en pacientes humanos.
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Banting |
Frederick Sanger |
Ya para 1950, Frederick Sanger dio esperanza para una síntesis final de la hormona insulina en el laboratorio en una escala grande y comercialmente práctica.
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El Páncreas es una glándula sólida, de un tamaño entre 12 y 20 cm, localizada detrás del estómago y que está atravesada por dos conductos que terminan en el duodeno, ésta es una glándula mixta. En su secreción externa vierte el jugo pancreático, con secreción digestiva. Su secreción interna se realiza gracias a la acción de unos cúmulos de células que constituyen los llamadosIslotes de Langerhans. En estos islotes se aprecian dos tipos de células: las célulasAlfa segregan Glucagón y las células Beta producen Insulina. Ambas son proteínas e intervienen en la regulación del contenido de glucosa en la sangre.
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El páncreas |
| La insulina estimula la absorción de la glucosa por las células, fundamentalmente por las del hígado y el tejido muscular, para que se transforme en glucógeno hepático y muscular. Se produce así una disminución de glucosa en la sangre o hormona hipoglucemiante. El Glucagón antagónico de la insulina estimula la descomposición en el hígado del glucógeno para dar origen a moléculas de glucosa. Es por tanto una hormona hiperglucemiante, ya que se produce un aumento de la concentración de glucosa en sangre. |
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Problemas de funcionamiento de la Glándula Páncreas
La glucosa es utilizada por los tejidos cerebrales y la retina como fuente energética para su funcionamiento, de allí su importancia en la nutrición cerebral. Pero si su nivel es muy alto puede ocasionar entre otras cosas deshidratación celular, pérdida de glucosa por la orina y problemas en los riñones.Un exceso de glúcidos en la alimentación puede ser una vía para aumentar el nivel de glucosa por encima de lo normal y desarrollar patologías como la Diabetes, aunque los casos de diabéticos desde temprana edad son hereditarios, pues la enfermedad obedece a un carácter genético recesivo.
Ver esquema de funcionamiento del páncreas
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La Diabetes: tiene su origen en una palabra griega que significa "salir con fuerza". El signo mas obvio de la diabetes es orinar en forma excesiva. El agua pasa a lo largo del cuerpo de una persona con diabetes como si estuviera pasando por un sifón desde la boca hasta fuera del cuerpo a través del sistema urinario. La orina de una persona con diabetes contiene demasiada azúcar (glucosa). En 1679, un médico probó el sabor de la orina de una persona con diabetes, y la describió como "siendo dulce como la miel". Mellitus deriva de una palabra latina que significa "dulce como la miel". Esta enfermedad consiste en que el páncreas, no está produciendo suficiente cantidad de insulina para mantener normales los niveles de glucosa en sangre
Síntomas de diabetes
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Las personas con diabetes experimentan distintos síntomas Usted puede tener todos, algunos o ninguno de los siguientes síntomas:
- Orinar frecuentemente (inclusive de noche)
- Piel seca
- Picazón en la piel
- Heridas que sanan lentamente
- Visión borrosa
- Estar siempre con hambre
- Sentirse cansado y débil
- Pérdida de peso
- Infecciones de la piel
- Tener los pies como dormidos o tener la sensación de estar"pisando agujas"
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Tipos de Diabetes
Casi todas las personas con diabetes, tienen uno de los dos principales tipos. Aproximadamente el 10% tiene diabetes tipo I o diabetes insulinodependiente. Sus cuerpos no producen insulina. En el momento de ser diagnosticados, la mayoría de las personas con diabetes tipo I tienen menos de 40 años y son generalmente delgados. Los síntomas son muy pronunciados y aparecen en forma repentina. Debido a que sus cuerpos no producen insulina, las personas con diabetes tipo I deben obtenerla por inyecciones.
Aproximadamente el 85% de las personas con diabetes tienen diabetes tipo II o diabetes no insulinodependiente. Sus cuerpos producen algo de insulina pero no es suficiente o no funciona en forma apropiada para llevar glucosa hasta dentro de las células. Cuando son diagnosticadas, la mayoría de las personas con diabetes tipo II tienen más de 40 años y tienen exceso de peso. Los síntomas no son en general muy pronunciados, y aparecen durante un largo período de tiempo. La diabetes tipo II, puede a veces ser controlada con una dieta cuidadosamente planeada, pero tabletas o inyecciones de insulina también pueden ser necesarias.
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Causas de Diabetes
Hay dos factores que son especialmente importantes en el desarrollo de la diabetes:
Obesidad: El ochenta por ciento de las personas con diabetes tipo II están excedidas de peso en el momento en que son diagnosticadas. Los síntomas de la diabetes desaparecen en muchos de estos pacientes cuando pierden peso.
Herencia: Si uno de los padres, abuelos, hermano o hermana o inclusive un primo(a) tienen diabetes, la persona tiene mayores posibilidades de desarrollarla. Hay un 5% de riesgo de desarrollar diabetes tipo II si el padre, madre o hermano(a) tienen diabetes. Hay un riesgo todavía mucho mayor (hasta de 50%) de desarrollar diabetes si los padres o hermanos tienen diabetes y la persona está excedida en peso.
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| Otros Factores pueden Causar o Provocar la Diabetes, incluyen: |
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- Edad: Las células beta, productoras de insulina, disminuyen de cantidad en el cuerpo con la edad.
- Virus: Ciertos virus pueden destruir células beta en personas susceptibles.
- Sistema inmunológico defectuoso: Los científicos ahora creen que no hay una sola causa de diabetes, sino que múltiples factores contribuyen a provocar al sistema inmune a destruir células beta.
- Traumatismo:Accidentes u otras lesiones pueden destruir el páncreas, que es donde es producida la insulina.
- Drogas: Medicamentos recetados para otro problema pueden poner en evidencia la diabetes.
- Estrés: Durante períodos de estrés, ciertas hormonas producidas en esos momentos pueden impedir el efecto de la insulina.
- Embarazo: Las hormonas producidas durante el embarazo pueden llegar a impedir el efecto de la insulina.
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La Glándula Timo
Es una glándula constituida por dos lóbulos, situada en la cavidad torácica por detrás del esternón. El tamaño del timo es bastante mayor en la infancia y luego va decreciendo, los ancianos prácticamente no la poseen. Los niños que nacen sin timo sufren inmunodeficiencias tan graves que mueren a muy corta edad. Las personas a las que se les extrae el timo, dependiendo de cuán jóvenes hayan sido intervenidas, sufren de diversas alteraciones del sistema inmunológico. Esta glándula está formada por un conjunto de células denominadas Timocitos que forman especies de mallas muy complejas. Las interacciones entre timocitos y linfocitos se llevan a cabo a través de mensajeros hormonales llamados Timocinas.
Los linfocitos son células muy importantes del sistema inmunológico, pues tienen la capacidad de reconocer específicamente a agentes extraños en el organismo y ejercer una respuesta inmune contra ellos. El timo es el órgano donde los linfocitos T aprenden a reconocer lo que es propio y lo que no. Esta función es importante y comienza desde la vida embrionaria del individuo. Ella se vuelve cada vez menos importante a medida que el individuo se desarrolla.
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Inmunidad
Es un mecanismo de defensa contra sustancias extrañas e infecciones. Los procesos inmunológicos se fundamentan en la capacidad para reconocer células y sustancias ajenas a un determinado organismo. A este material extraño capaz de provocar estas reacciones de defensa, se le denominaAntígeno. Cada antígeno provoca la formación de una sustancia llamada Anticuerpo.
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Tipos de Inmunidad
a) Inmunidad Natural: no requiere reconocimiento de antígenos extraños para poder actuar, basta con que la célula no se reconozca como propia para que sea atacada por los mecanismos de la inmunidad natural
b) Inmunidad Adquirida: requiere de un reconocimiento específico de los antígenos extraños para activar la respuesta inmune. Los principales tipos de leucocitos implicados en este tipo de inmunidad son los linfocitos T y B, y los macrófagos
El sistema inmunológico utiliza dos tipos de mecanismos de defensa:
1) Respuesta celular, por medio de los
linfocitos.
2) Repuesta Humoral, por medio de anticuerpos.
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Sistema inmunológico en enfermedades como el Cáncer y el Sida
Tanto los linfocitos T como los linfocitos B constituyen la maquinaria inmunológica del organismo, pero ante enfermedades como la leucemia, el cáncer y el sida , el cuerpo se torna indefenso, pues estas enfermedades atacan seriamente el sistema inmunológico. La forma de invasión ocurre cuando un agente extraño o virus se adhiere a la pared de una célula inyectándole su ADN, la célula paraliza su actividad y comienza a reproducir o copiar ADN viral. El ADN viral mata a la célula y los nuevos virus formados continúan atacando otras células. La repetición de este proceso debilita el sistema inmunológico.
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Funciones vitales del organismo humano
La Digestión
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Todos los organismos requieren un suministro constante de sustancias energéticas a las que se les denomina alimentos, a fin de obtener la energía necesaria para desempeñar sus funciones.
El cuerpo humano no puede utilizar todas las sustancias alimenticias directamente, se
se puede el agua, los minerales y las vitaminas, pues sus moléculas son pequeñas, pero los carbohidratos, lípidos y proteínas tienen moléculas demasiado grandes para penetrar de manera directa en las células.
El aparato digestivo de los animales inferiores y superiores es unidireccional ya que posee un orificio independiente (boca) para introducir los alimentos y otro orificio (ano) para expulsar los residuos alimentarios. |
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Debido a las diferentes necesidades de absorción de los alimentos, tanto el organismo humano como los animales tienen estructuras especializadas que se encargan de realizar el proceso de digestión, empezando por: la boca, donde se encuentran los dientes encargados de cortar, desgarrar y triturar los alimentos.
Cuando los dientes están realizando el trabajo de masticación, el alimento se va bañando por la saliva hasta hacerlo más blando. Además, la saliva tiene una enzima, laamilasa, que empieza a digerir el almidón convirtiéndolo en azúcar.
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Cuando el alimento esta listo para ser tragado se forma el " bolo alimenticio" que la lengua empuja hacia atrás. A este proceso se le denominadeglución, por contracción de los músculos el bolo pasa a la faringe, donde se ésta se contrae para que el alimento avance y al mismo tiempo cierra los orificios que comunican con la laringe hacia los pulmones, evitando que la comida se desvíe por las vías respiratorias. De allí pasa al esófago, que es un tubo que comunica la faringe con el estómago. Atraviesa el diafragma y se conecta al estómago por el cardias, tiene 25 centímetros de largo y 3 centímetros de ancho y va por detrás de la tráquea. Los alimentos pasan luego al estómago, que es una bolsa membranosa formada por el ensanchamiento del tubo digestivo. El orificio de entrada se llama cardías y el de salida píloro y comunica con el intestino delgado. En el estómago sufre la primera transformación por acción de los jugos gástricos y allí pasa de 2 a 6 horas sufriendo cambios.
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| El jugo gástrico es el ácido clorhídrico y tiene como función matar bacterias y destruir las uniones de las fibras de carne para que sean más fáciles de digerir, de esta manera pueden actuar mejor las enzimas para descomponer las proteínas.Enzimas digestivas:La descomposición mecánica del alimento, que ocurre principalmente en la boca y en el estómago es acompañada o seguida por la degradación química de los nutrientes, función que depende de catalizadores llamados enzimas digestivas. Las que actúan sobre el almidón se llaman amilasas, las que ejercen su acción sobre las proteínas son las proteasas .La digestión no se realiza en un solo paso; por el contrario, conlleva muchas fases y una serie de enzimas que participan en cada una de las principales degradaciones |
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Después de unas horas el alimento pasa al intestino delgado, es allí donde se realiza la mayor parte de la digestión, los jugos digestivos que están presentes reciben la acción del bicarbonato que se encuentra en el jugo segregado por el páncreas. Los alimentos que están en el proceso de digestión se transforman en moléculas muy pequeñas para que el cuerpo las pueda asimilar.
Luego ocurre la absorción, que es el paso a la sangre de los productos finales de la digestión como son el agua, sales minerales, vitaminas, entre otros. No todos los alimentos que se consumen son asimilados por el organismo, los no asimilables pasan al intestino grueso donde son descompuestos por muchas bacterias y eliminados por medio de la defecación.
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La circulación
¡Un río que recorre el cuerpo!
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| Cada una de las células del cuerpo de un animal necesita recibir alimento y oxígeno, así mismo debe liberarse de los desechos que produce. ¿Cómo pueden los alimentos digeridos en el intestino llegar a las células de los músculos, piernas? ¿De que manera reciben las células del cerebro el oxígeno que necesitan si este gas se encuentra abajo, en el aire que llena los pulmones? La respuesta a todas estas preguntas están en el sistema circulatorio, una red de conductos que se extiende por todo el organismo bañándolo con un liquido que lleva sustancias útiles y que elimina los desperdicios, esta es la sangre. |
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Se pueden destacar seis grandes funciones que cumple la sangre en el organismo:
- Transporta sustancias alimenticias desde el intestino delgado a todo el cuerpo.
- Recoge desechos producidos en todas las células del cuerpo, los lleva al hígado y luego a los riñones.
- Lleva oxígeno de los pulmones a todo el cuerpo, recoge dióxido de carbono y lo transporta a los pulmones para que sea expulsado.
- Transporta hormonas.
- Distribuye calor por todo el organismo.
- Sus glóbulos blancos combaten infecciones.
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En una gota de sangre ¿que hay?
Si observamos una gota de sangre bajo el microscopio, se encuentran en ella glóbulos rojos, blancos y plaquetas. Los glóbulos rojos son los más abundantes, pues el cuerpo los necesita para el transporte de oxígeno que se encuentra en ellos. Estos glóbulos están inmersos en una molécula grande de hemoglobina que se combina con el oxígeno de los pulmones, el cual libera al llegar a las células del cuerpo que requieren este gas. Por cierto, la hemoglobina es la que le da el color rojo a la sangre.
Los glóbulos blancos atacan a los virus, bacterias y otros agentes que invaden el cuerpo y de está manera lo defiende de las enfermedades. Mientras que las plaquetas intervienen en la coagulación de la sangre y de este modo ayudan a que se cierren las heridas.
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¡Un tejido de conductos!
Los vasos sanguíneos llevan la sangre a todas las células y se puede comparar con una red de acueductos y cloacas que llevan agua potable y retiran las aguas negras. Un órgano musculoso, el corazón, funciona como una bomba que hace que la sangre salga de él para ir a los pulmones a purificarse y luego vuelve, para salir de allí a irrigar todas las células del cuerpo.
Los vasos sanguíneos que salen del corazón son las "arterias", estas se ramifican por todo el cuerpo y cada vez se hacen más delgadas. Cuando se encuentran en si más mínima expresión se les llama vasos capilares. Los vasos que conducen la sangre de regreso al corazón son las venas. La comunicación de arterias y venas se hace a través de los vasos capilares. Es por medio de estos vasos que salen las sustancias alimenticias y el oxígeno para llegar a todas las células del cuerpo.
¿Cómo funciona este gran órgano?
El corazón humano tiene la forma de un puño cerrado y está dividido en dos aurículas y dos ventrículos. La aurícula derecha se comunica con el ventrículo derecho y la aurícula izquierda con el ventrículo izquierdo y estas dos "semibombas" aurículas-ventrículos envían la sangre a dos recorridos distintos. Entre las aurículas y los ventrículos hay unas válvulas que impiden que la sangre se devuelva.
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La Excreción
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La excreción es el proceso mediante el cual el organismo elimina los desechos que no le son útiles. Ese inmenso río rojo que tiene el cuerpo, la sangre, es donde van a parar casi todos los desechos, como los derivados de la respiración. También los que se producen en el metabolismo necesitan ser eliminados, y gracias a la excreción se mantiene constante el medio celular.
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Uno de los mayores problemas lo crea la descomposición de las proteínas viejas dentro de cada una de las células. En alguna parte del organismo se produce una sustancia tóxica, el amoniaco ( ), cuando se desintegran en las células los aminoácidos sobrantes aportado por la digestión de los alimentos y que, con excepción de las grasas, no se pueden almacenar en nuestro cuerpo. No obstante, para evitar daños al organismo, como una gran maquina tiene que deshacerse lo más pronto del venenoso amoniaco. |
¿Cómo se realizará este trabajo?
En el ser humano este trabajo lo realiza el aparato excretor, formado por: aparato urinario, glándulas sudoríparas y el hígado.
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| El aparato urinario está compuesto por los riñones los uréteres y la vejiga. Los riñones son dos órganos de color rojizo, en forma de caraota y del tamaño de un puño, los dos trabajan todo el tiempo aunque sólo basta uno para que cubra las necesidades del organismo. De cada riñón sale una vena renal y entra una arteria renal. La arteria que entra a cada riñón se ramifica tantas veces que llega a terminar en un conjunto de vasos capilares y a partir de ellos se forman pequeñas unidades llamadas nefrones, siendo esta la unidad anatómica y funcional del riñón.El nefrón está formado por los corpúsculos de Malphigi y el tubo nefrítico. |
Los riñones |
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¿Cómo funciona el riñón?
Tanto para los animales y humanos, es muy importante mantener constante la concentración de las sustancias disueltas en los líquidos corporales. Los riñones se encargan de eliminar las sustancias que rebasan en ciertos limites su concentración y que pueden ser tóxicos para el organismo. En el riñón se realizan tres procesos: filtración, reabsorción y secreción, estos hacen que el riñón pueda eliminar los desechos sin excluir componentes útiles de la sangre.
La filtración se realiza en la cápsula de Bowman del nefrón, gracias a ella, la sangre se filtra al pasar a través del capilar, de modo que el agua, sales, azúcar, urea y otras sustancias se pueden transformar en el filtrado glomerular. La intensidad de la filtración es proporcional a la presión arterial.
La reabsorción es la que permite al organismo recuperar la mayor parte de los líquidos del primer filtrado, el transporte que supone esta reabsorción se puede hacer por difusión, osmosis y transporte activo. La osmosis es la difusión de agua o cualquier otro solvente a través de una membrana semipermeable que separa a dos soluciones de distinta concentración.
La secreción. La orina que viene por todos los tubitos de los nefrones de cada riñón se recolecta, y sale de este órgano mediante un conducto llamado uréter para caer en la vejiga, allí puede acumularse y eventualmente puede expulsarse al exterior por la uretra.
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Los uréteres son dos tubos blancos que miden de 25 a 30 cms., sus paredes son contráctiles y sus movimientos hacen avanzar la orina gota a gota hacia la vejiga.
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La vejiga es una bolsa donde se acumula la orina que eventualmente es expulsada al exterior, por la uretra.
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| La uretra es un anillo de músculo estriado que controla la salida de sustancias de la vejiga, de manera que se puede abrir y cerrar a voluntad. La uretra en la mujer es más corta y transporta sólo orina, mientras que en el hombre es más larga y atraviesa todo el pené, conduce también el semen que viene de los órganos reproductores. Sin embargo, nunca circulan al mismo tiempo ambos fluidos. |
La uretra y la vejiga |
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Otra manera de que el organismo se deshaga de tóxicos, es a través de las glándulas sudoríparas. |
Las glándulas sudoríparas están formadas por un conducto muy fino, enrollado sobre si mismo y comunicado por una red capilar, no están distribuidas uniformemente por toda la superficie de la piel. Estas glándulas cumplen una función excretora y termoreguladora muy importante. El sudor es un filtrado de la sangre similar a la orina, sólo que más diluido. Este no es un mecanismo de excreción sino de regulación de la temperatura del cuerpo, cuando hace calor el cuerpo suda, el sudor se evapora y al hacerlo se consume energía, por esta razón el cuerpo se enfría.
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El siguiente órgano excretor es el hígado y cumple la función de excreción a través de la bilis. Esta transporta al intestino los deshechos y de este al exterior parte de las sustancias que resultan de la destrucción de los glóbulos rojos en el hígado. El hígado también elimina todas las toxinas que resultan del proceso de la digestión de los alimentos.
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La neurona como Unidad Funcional
Estructura y función de cada una de sus partes
El Arco Reflejo y los estímulos
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La neurona es la unidad constitucional del sistema nervioso, está integrada por células muy transformadas, que tienen una excitabilidad y una conductibilidad muy pronunciada. Está formada por dendritas que son para recibir estímulos, un cuerpo celular que contiene el núcleo y la maquinaria metabólica y en un axón que retransmite estímulos u otras células. Las señales se transmiten de neurona a neurona a través de uniones que se denominan sinapsis.
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El fallecido físico Albert Einstein, autor de la Teoría de la Relatividad, Premio Nobel de Física en 1921, otorgado por el descubrimiento del efecto fotoeléctrico, intervino en la realización de la primera bomba atómica. En una ocasión expresó que al morir donaría su cerebro para ser estudiado. Sucedido esto, los científicos procedieron a la disección y estudio minucioso del cerebro de tan prominente genio. Lo único que encontraron los científicos fue el hecho de que Einstein sólo llegó a utilizar la cuarta parte de sus neuronas. |
Albert Einstein |
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La neurona es el elemento básico en la conducción del impulso nervioso, su forma y estructura la hacen apta para llevar adelante su importante función: captar y transmitir la información hacia los centros nerviosos, integrar esta información para generar respuestas adecuadas y trasmitirlas a los órganos efectores.Muchas neuronas presentan en sus fibras una envoltura no celular, blanquecina, de material graso, estratificada, llamada vaina de mielina, que a su vez esta rodeada de una vaina celular, llamada vaina de Schwann o neurilema; ambas cubiertas se interrumpen a intervalos por nudos o constricciones. La presencia o ausencia de una de esas capas, así como su grosor depende de cada célula nerviosa.
Existen varias clases de neuronas:
Neuronas sensitivas, de asociación, motoras y efectoras. En el sistema nervioso, los cuerpos celulares de las neuronas están generalmente agrupadas en núcleos, constituyendo la sustancia gris de los centros nerviosos y los ganglios de las raíces dorsales de los nervios raquídeos, mientras que las fibras nerviosas o axones conforman la sustancia blanca.
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Tipos de neuronas: De acuerdo con la función que desempeñan, las neuronas se pueden clasificar en:
- Neuronas sensoriales o aferentes
Estas se encuentran en los receptores sensoriales como los ojos, la piel, oído, y olfato, son responsables de percibir los estímulos del medio ambiente tales como, luz, sonido, calor, olor, frío.
- Neuronas motoras o eferentes
Son las responsables de llevar respuestas elaboradas en el sistema nervioso central hasta los músculos o glándulas.
- Neuronas de asociación
Son las que establecen la conexión entre las neuronas sensoriales y las motoras y se hallan exclusivamente dentro de la médula espinal y el encéfalo.
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La neurona debe realizar cinco funciones:
- Recibir información del medio interno o externo de otras neuronas.
- Integrar la información que recibe y producir una señal de respuesta adecuada.
- Conducir la señal a su terminación, la cual puede estar localizada a cierta distancia.
- Transmitir las señales a otras células nerviosas, glándulas o músculos.
- Coordinar las actividades metabólicas que mantienen la integridad de la célula.
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Funciones de las estructuras de las neuronas
La función de la vaina de mielina no está claramente establecida, sin embargo, hasta el momento se le han atribuido las siguientes funciones:
1. Puede constituir un aislante, similar a la goma que aísla los hilos metálicos conductores de la electricidad. En el caso de las neuronas, este tipo de aislamiento previene la distribución desordenada del impulso nervioso de las fibras nerviosas vecinas.
2. Proporciona energía a la célula.
3. Aumenta el grado de transmisión del impulso nervioso de 10 a 20 veces más rápidamente que las neuronas que carecen de esa envoltura.
4. Cuando se desintegra la vaina mielínica en el sistema nervioso central y es reemplazada por el tejido cicatricial, se ha observado el debilitamiento o bloqueo del impulso nervioso.
Esta célula considerablemente especializada, que contiene la misma variedad de organelos, observada en casi todas las células eucariotas, está perfectamente adaptada para cumplir sus funciones de comunicación debido a sus prolongaciones en forma de cables.
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Una neurona está formada por las dendritas. Estas son prolongaciones, a menudo ramificadas, que trasmiten impulsos en forma centrípeta hacia el soma central de la neurona, su número es invariable y está en relación con la forma del cuerpo celular.
El Soma es la región voluminosa y más ensanchada de la neurona que contiene el núcleo y la mayor parte del citoplasma, y presenta un aspecto estrellado, debido a la presencia de dendritas.
El Axón o prolongación de Deiters
Es una prolongación, generalmente larga, que transmite impulsos desde el soma hasta la neurona más próxima, a través de la sinapsis. Por lo regular, cada neurona tiene un solo axón. Cierto número de axones e incluso de dendritas se unen para formar un nervio. El axón origina una elevación cónica del citoplasma llamadaCono axónico y termina a distancia en una especialización llamada teledendrón, que hace contacto con dendritas de otras neuronas.
Las neuronas son sostenidas, mecánica y metabólicamente por las células de la glía.Estas células son mucho más abundantes que las neuronas y son muy variables, tanto por su estructura como por sus funciones especificas.
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Función de la vaina de Schwann o Neurilema
Esta interviene activamente junto con el cuerpo de la neurona en la conservación de la célula, esto es de gran importancia ya que las células nerviosas no se reproducen como los demás tejidos que constituyen el cuerpo humano. Cuando una neurona o su cuerpo celular se destruye no puede ser remplazada por otra. Sin embargo, las dendritas y los axones pueden regenerarse siempre y cuando se conserven en buen estado los cuerpos celulares y la vaina de Schwann.
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La Sinapsis
Es el punto donde se asocian un axón y una dendrita y juega un papel muy importante en la transmisión del impulso de una neurona a otra y en el funcionamiento y coordinación del sistema nervioso en general, ya que las neuronas no actúan de forma aislada. Las neuronas se disponen de tal forma que las terminaciones del axón de una se conectan con las dendritas de la siguiente neurona, pero no existe contacto físico propiamente dicho, sino un espacio microscópico que las separa, además existe una sustancia neurotransmisora que permite el flujo del impulso nervioso en esas condiciones, dicha sustancia es laacetilcolina.
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La sinapsis se realiza en una sola dirección, esto es, del axón de una neurona hacia las dendritas de otra, nunca al contrario. En la sinapsis ordinaria de los mamíferos se observa un hueco muy bien definido hendidura sináptica cuya anchura suele ser de 18 a 20 nanómetros (nm). El paso del impulso nervioso a través de ese hueco es un fenómeno básicamente químico y de él se encargan neurotransmisores como la acetilcolina (Ach) que es considerada como un neurotransmisor excitador liberado por muchas neuronas.
Fuera del sistema nervioso central, la sinapsis, también funciona como conductor de los impulsos eléctricos entre las células nerviosas a través de la sinapsis y desde las células nerviosas hasta los músculos causando su contracción, la noradrenalina que tiene como función la de mantener estable la circulación sanguínea. También es el agente químico responsable de la transmisión de los impulsos nerviosos en una parte del sistema nervioso y la serotonina junto con la dopamina, la histamina y el glutamato son neurotransmisores efectores presentes en el encéfalo. La serotonina desempeña un papel importante en el funcionamiento normal del sueño.
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El impuso nervioso, es una serie de reacciones electroquímicas que se propagan a lo largo de una fibra nerviosa. Últimamente se ha demostrado que cuando la neurona transmite el impulso nervioso, consume más energía y utiliza más oxígeno. Produce más calor y más cantidad de anhídrido carbónico que cuando está en reposo y por lo tanto se encuentra eléctricamente cargada, al ser excitada pierde la carga y ésta se invierte. Este proceso es conocido como despolarización de la membrana, esta despolarización se va transmitiendo a todo lo largo de la membrana, pocos instantes después se vuelve a cargar eléctricamente y vuelve al estado de reposo y a este proceso se le llama polarización.
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En la transmisión eléctrica de un impulso nervioso ocurren dos sucesos:
- los iones de potasio penetran en la célula, reduciendo su carga negativa;
- las propiedades de la membrana cambian y la célula se hace permeable al sodio, que entra en ella con rapidez y origina una carga neta positiva en el interior de la neurona.
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Transmisión Química
Cuando la señal eléctrica alcanza el extremo del axón, esta estimula en las células pequeñas vesículas presinápticas. Estas vesículas contienen sustancias químicas llamadas neurotransmisores. El neurotransmisor se une a receptores especializados sobre la superficie de la neurona adyacente, éste estímulo provoca la despolarización de la célula adyacente y la propagación de su propio potencial de acción. La duración de un neurotransmisor esta limitado por su degradación en la sinapsis y su recaptación por la neurona que lo había elaborado.
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El Arco Reflejo
El organismo humano posee mecanismos que permiten relacionarse con su entorno, con el medio interno y lograr una integración entre cada órgano y su función, asegurando así las respuestas adecuadas en cada caso. Uno de estos mecanismos es conocido como el arco reflejo. El arco reflejo sencillo debe su nombre a la trayectoria física del impulso conforme éste pasa del receptor de la neurona aferente al efector de la neurona motora. En el ser humano, la unidad más simple de respuesta nerviosa es el arco reflejo. La neurona individual es la unidad estructural del sistema nervioso, pero el arco reflejo es la unidad funcional. Para que pueda efectuarse deben ocurrir las siguientes acciones:
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1 . El estímulo excita las terminaciones nerviosas capaces de capturar la excitación que producen y debe ser percibido por los receptores en la piel. Los hay de naturaleza variada: física, química, mecánica y fisiológica.
2 . Estos deben iniciar impulsos nerviosos en las neuronas sensoriales donde deben dirigirse a la médula espinal.
3. Los impulsos llegan a la médula espinal y originan impulsos en una o en más neuronas asociadas.
4. Las neuronas asociadas originan impulsos en las neuronas motoras.
5. Cuando estos impulsos alcanzan la articulación entre las neuronas motoras y músculos, éstos, denominados flexores deben contraerse.
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Los reflejos son mecanismos que permiten mantener la postura correcta, regulan la presión arterial y orientan al cuerpo respecto a las condiciones ambiéntales que ponen en peligro al organismo. La pérdida de ciertos reflejos extensores o flexores se utilizan para evaluar clínicamente los daños sufridos por el sistema nervioso central.
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Condicionado Ejemplo de un arco reflejo: una persona puede pincharse un dedo y su respuesta no se limita solamente a retirar la mano como un reflejo simple, sino que posiblemente movería la cabeza hacia el sitio del peligro, expresaría alguna exclamación y experimentaría una serie de sensaciones y reacciones como de dolor, miedo, tensión emocional, rabia. |
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Reflejo
Constituye una respuesta natural e independiente de la voluntad del individuo ante un estímulo especifico, estas respuestas son inmediatas y rápidas.Los reflejos se clasifican: reflejos simples y reflejos condicionados.
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Reflejo Simple
Es una respuesta innata, hereditaria e inmediata ante un estímulo o cambio en el medio ambiente. Un individuo al tocar algo caliente o pisar un objeto cortante, inmediatamente aparta la mano o el pie por acción reflejo, no espera que el dolor sea percibido por el cerebro para pensar en la respuesta que debe dar después de una deliberación consiente, sino que su respuesta es automática y rápida. Esto es importante desde el punto de vista de la supervivencia.
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Pavlov |
Reflejo Condicionado
Son aquellas respuestas adquiridas como resultado de ciertas experiencias y entrenamientos, no son innatas. Esto fue descubierto por Pavlov a principios del siglo XX. Este tipo de reflejo es importante, dado que muchas de las actividades que desempeñan los individuos son respuestas condicionadas, tales como los hábitos de estudio, la higiene, el aprendizaje, porque son conductas adquiridas por la experiencia.
Ejemplo: Pavlov trabajando con perros, asoció otro estímulo como el sonido de un timbre al suministrarle alimentos, el cual repitió muchas veces, por lo que se estableció en los perros el reflejo condicionado y como consecuencia, la saliva de ellos fluía en la boca al sonar el timbre, en ausencia del alimento.
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Algunas Enfermedades del Sistema Nervioso
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Mal o Enfermedad de Parkinson
Es una enfermedad incapacitante de progresión lenta que se caracteriza por temblores y rigidez creciente de los grupos musculares. Esta enfermedad es consecuencia de la degeneración de los ganglios basales, áreas neuronales especificas situadas en la base del cerebro y encargadas de la coordinación de los diferentes grupos musculares y otras funciones. El principal neurotransmisor de estas neuronas es la dopamina, muy deficiente en estos enfermos, no se conoce la causa de su déficit.
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| Los síntomas principales son: |
| Exceso de salivación, mala coordinación muscular, balance corporal defectuoso, temblores y rigidez muscular. El acortamiento de los músculos pre-vertebrales del cuello inclina la cabeza y el tronco hacia delante. |
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| Los síntomas principales son: |
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Perdida lenta de la memoria.
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Enfermedad o Mal de Alzheimer
Las autopsias realizadas a pacientes de Alzheimer demuestran la pérdida de las neuronas en las áreas cerebrales asociadas con las funciones cognitivas. Las lesiones características de esta enfermedad consisten en la formación de proteínas anómalas conocidas como placas seniles y degeneración neurofibrilar. Esta enfermedad se caracteriza por un importante déficit de neurotransmisores cerebrales, las sustancias químicas que transmiten los impulsos nerviosos, en particular la acetilcolina, vinculada con la memoria.
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La Respiración
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| La entrada y salida del aire a los pulmones se debe a los movimientos respiratorios de inspiración (entrada) yespiración (salida) movimientos que se realizan automáticamente por la acción de los músculos respiratorios del diafragma, pectorales e intercostales. Estos músculos mueven la caja torácica provocando alternativamente entrada y salida de aire. Cada persona respira unas 17 veces por minuto (cuando se encuentra en reposo) y cada vez se introduce aproximadamente medio litro de aire, pero cuando hacemos ejercicio el ritmo aumenta permitiendo que entre más oxígeno a nuestro organismo. |
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El eficaz sistema respiratorio necesita algo más, poco se hace con el mismo aire estancado en el interior de los pulmones. Tenemos que sacar el aire ya viciado con dióxido de carbono y meter regularmente aire fresco con bastante oxígeno, ello se logra con la colaboración de otras partes de nuestro cuerpo.
Bajo los pulmones existe un músculo fuerte, como una faja curvada en forma de cúpula que se llama diafragma, cuando este músculo se aplana y su cúpula baja se ensancha la cavidad donde se encuentran los pulmones, el tórax, simultáneamente, se contraen los músculos que tenemos entre las costillas. Como resultado de ello las costillas suben, el pecho se proyecta hacia fuera y se hace aún mayor el espacio disponible y por lo tanto los pulmones pueden recibir más aire que llega del exterior y se llenan, el diafragma y los músculos se relajan, la cavidad del tórax se hace menor y los pulmones se desinflan como si fueran globos.
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El esfuerzo se hace inspirar, para hacer que entre el aire; normalmente, la inspiración o sea, la salida del aire se logra sin mayor esfuerzo cuando los músculos se relajan.
Los pulmones no se vacían completamente en cada espiración.El oxígeno presente no es muy soluble en líquidos acuosos, si dependieramos de la cantidad que puede disolverse en la sangre nuestras células recibirían muy poco de este gas
.Pero él no viaja disuelto, sino atrapado en las moléculas de hemoglobina de los glóbulos rojos, combinados con el hierro que éstas poseen, luego, al llegar a las células donde la concentración de oxígeno es menor la hemoglobina lo libera.
El dióxido de carbono viaja con la hemoglobina también, pero la mayor cantidad se combina con agua y se transforma en bicarbonato; se disuelve en la sangre, llega a los pulmones donde se desprende del agua, se convierte en dióxido de carbono y sale al exterior.
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¿Porqué no podemos contener la respiración más de unos segundos?.En el cerebro hay unos centros que detectan el nivel de dióxido de carbono en la sangre, cuando dejamos de respirar, este nivel sube porque el dióxido de carbono se acumula. Los centros del cerebro detectan esto y mandan órdenes a los músculos del tórax para que se contraigan y respiremos de nuevo,
Algunos trastornos en nuestro sistema respiratorio; El asma, es causada por una contracción de los bronquios que dificulta la respiración.El resfriado, es producido por una amplia gama de virus de la misma familia.Neumonía y Tuberculosis, son infecciones causadas por bacterias en los pulmones.
Uno de los principales enemigos de los pulmones son los humos contaminantes, como el cigarrillo, el humo de las fábricas y los automóviles, ya que estos se introducen en los pulmones y favorece entre otras enfermedades el cáncer de pulmón. |
El aparato respiratorio posee estructuras sumamente especializadas, tiene una abertura al exterior a través de la nariz y en el extremo, el interior del cuerpo, termina en los pulmones. Los pulmones tienen una estructura final representada por unas "bolsitas" muy pequeñas, rodeadas por membranas muy finas llamadas alvéolos. Desde allí el oxígeno proveniente de la atmósfera pasa a la sangre y esta, se encarga de distribuirlo por todo el cuerpo. En el organismo existen más de 300 millones de " bolsitas " que cubren una superficie de 80 mts2 para realizar el intercambio de gases.
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Los pulmones son fundamentales y el aparato respiratorio tiene estructuras especializadas para lograr la obtención del oxígeno. El aire penetra por la nariz donde existen unos pelos y mucosidades que atrapan las partículas del polvo y microorganismos evitando que pasen a los pulmones. El aire sigue y penetra en la faringe donde se entrecruzan los conductos de los aparatos digestivo y circulatorio. Los alimentos pasan de la faringe al estomago llevados por el esófago, en tanto que el aire va a los pulmones por la laringe y la tráquea
.La tráquea está formada por anillos de cartílagos encajados en sus paredes, con el fin de que la luz traqueal esté siempre abierta. Durante la inspiración, la presión del aire en la tráquea es inferior a la atmosférica y de no haber anillos rígidos en el tubo se aplastaría. La tráquea se divide en dos bronquios, uno para cada pulmón y los bronquios a su vez en bronquíolos cada vez más pequeños que terminan en las delicadas bolsitas llamadas alvéolos
.Las moléculas de oxígeno y dióxido de carbono pasan con facilidad a través de las paredes húmedas de los alvéolos pulmonares. El oxígeno pasa del aire a la sangre y el dióxido de carbono de la sangre al aire. El dióxido de carbono se ha producido en las células como resultado de la combustión de los alimentos.
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Para tener bastante cantidad de oxígeno es necesario que exista una superficie de mayor absorción y que no corra el riesgo de secarse y los pulmones son esenciales para estos requerimientos. Gracias al aparato circulatorio, las sustancias alimenticias digeridas llegan del intestino delgado a cada una de las células y no se puede obtener energía si no esta presente el oxígeno. El oxigeno genera cierta reacción en el organismo la cual no se libera de manera violenta, pues sino ardería por dentro el organismo.
La energía se va liberando poco a poco a través de un complicado ciclo, donde al final del proceso se produce la combustión del dióxido de carbono y se libera agua y energía, este proceso se llama respiración celular.
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Partes de la neurona
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El higado |
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