el organismo como un todo
Anuncio
Unidad temática VI Unidad temática VI ESTRUCTURA Y PROCESOS VITALES EN EL HOMBRE 89 Unidad temática VI OBJETIVOS Una vez completadas las actividades de la unidad esperamos que seas capaz de: definir los componentes de un sistema (célula, tejido, órgano, aparato, sistema) y relacionarlos con la función del organismo como un todo. conocer las bases anátomo-funcionales de la evolución del hombre. caracterizar las diferencias anátomo-funcionales de los cuatro principales tipos de tejidos (epitelio, conectivo, músculo, nervio). entender y aplicar el concepto de medio interno y homeostasis. conocer los compartimientos líquidos del organismo y su composición. entender el concepto de potencial de membrana. comprender la función de los mecanismos de control e integración. conocer los distintos tipos de comunicación celular. describir un arco reflejo. detallar las diferencias entre neurotransmisores y hormonas y sus mecanismos de acción. describir las características del tejido nervioso. comprender la generación y propagación del potencial de acción . reconocer las diferencias entre sistema nervioso central y periférico, somático y vegetativo. describir las bases funcionales del sistema somatosensorial y somatomotor. describir y comprender las funciones de áreas del encéfalo características de las emociones y funciones superiores: sistema límbico y corteza cerebral. comprender los tipos de vínculos entre sistema nervioso y endócrino: el hipotálamo y la hipófisis. 90 Unidad temática VI conocer y diferenciar las funciones de: la hormona del crecimiento, la hormona tiroidea, la insulina y el glucagon, la paratohormona, las hormonas de la corteza suprarrenal y las catecolaminas. manejar los conocimientos de estructura y función de los aparatos reproductores masculino y femenino. valorar la perpetuación de especies a través de la reproducción. conocer las estructuras y funciones de la piel. comprender las bases funcionales del sistema osteo-muscular. comprender la relación estructura- función de los tipos de fibra muscular. explicar los eventos de la contracción del músculo esquelético. reconocer la estructura y funciones del tubo digestivo y glándulas anexas. reconocer las diferencias estructurales y funcionales entre los diferentes tipos de vasos sanguíneos. Interpretar la función de la circulación sistémica y pulmonar. describir los tipos y funciones de los componentes de la sangre. definir los mecanismos de defensa inespecíficos y específicos. conocer la morfología del corazón y su funcionamiento. describir el aparato respiratorio y los mecanismos de la ventilación. describir los fenómenos de intercambio alvéolo-capilar y transporte gases. conocer las estructuras y funciones del riñón. conocer el concepto de presión arterial y osmorregulación. INTRODUCCION 91 de Unidad temática VI La multicelularidad forma tejidos; éstos se diferencian según su función en órganos que se organizan en aparatos y se coordinan en sistemas. Este esquema se cumple como modelo biológico permanente y nuestro interés es introducirnos en este estudio desde lo básico y general de los tejidos y sus funciones hasta lo particular de los órganos, aparatos y sistemas como diferentes niveles anátomofuncionales. Cuanto mayor es la complejidad del animal, mayor es la especialización y diferenciación celular y de los tejidos. El grado de diferenciación y especialización organizada es máxima en los vertebrados y en el hombre. Si bien se han podido diferenciar aproximadamente unos 200 tipos diferentes de células en el cuerpo humano, básicamente el estudio de los tejidos se inicia con la diferenciación de 4 tipos universales: conectivo, epitelial, muscular y nervioso. Todas las funciones biológicas se encuentran regidas bajo precisos y minuciosos mecanismos de regulación y control. Estos procesos integradores requiren el conocimiento permanente tanto de las condiciones externas como internas para mantener la homeostasis, función muy compleja que implica la regulación de todas las actividades fisiológicas. Esta integración, regulación, y control son llevadas a cabo en su conjunto por el Sistema Nervioso y Endócrino. ajustan a límites muy estrechos, En el hombre estas funciones se lográndose así una verdadera independencia entre el medio interno y el medio externo. La homeostasis, que son los mecanismos que mantienen al ambiente interno constante y óptimo para el organismo, se mantiene en gran parte gracias a la actividad del sistema nervioso autónomo , ya que esta parte del sistema nervioso realiza un control fino de las funciones viscerales. El sistema endócrino también participa en el control de la función visceral del cuerpo. Ambos sistemas contribuyen así a mantener el medio interno en condiciones de composición y temperatura óptimas para la vida celular. Para lograr una real integración de las funciones debe existir una eficiente comunicación entre las células componentes de un organismo, 92 Unidad temática VI ya que la regulación depende de la emisión y/o recepción de mensajes como los que realizan las hormonas y neurotransmisores. La posibilidad de emitir, transmitir y modular diferentes estímulos, caracteriza a los sistemas de integración, coordinación y control. La unidad especializada que distingue al control neuronal como sistema de comunicación es la neurona , una célula que representa una unidad anátomo-funcional capaz de convertir los estímulos apropiados en señales electroquímicas, que son rápidamente conducidas a distancia a través de la propia neurona. Una de las propiedades fundamentales de las células nerviosas es su excitabilidad, que se define como la capacidad de las células para responder a cambios del ambiente externo o interno con un cambio eléctrico de su potencial de membrana, el que conocemos como potencial de acción. Las neuronas transmiten estas señales a otras neuronas a través de las sinapsis. La transmisión de la información en la sinapsis se produce en la gran mayoría de las veces por la liberación de neurotransmisores específicos. Estas señales también pueden ser recibidas por otras células efectoras como el músculo y las glándulas, las que según el mensaje ejecutan la respuesta. Las neuronas, a diferencia del sistema endócrino ofrecen la ventaja de una comunicación muy rápida. Por otro lado, las neuronas otorgan la posibilidad de máxima integración a través de redes organizadas en circuitos finos y minuciosos que se van complejizando filogenéticamente. Para la comunicación con el medio externo el organismo posee receptores sensoriales, que se han ido especializando evolutivamente más y más hasta conformar los “órganos de los sentidos”, que con su complejidad específica captan cada tipo de información: presión táctil, temperaturas, características de las sustancias sean sólidas, líquidas ,o gaseosas; estímulos luminosos y acústicos. Los órganos de los sentidos perciben los estímulos, inician el procesamiento de la información, y la transmiten a núcleos específicos en el sistema nervioso central, donde se refina y se integra en la corteza cerebral, al conocimiento y la conciencia, y 93 Unidad temática VI desde donde puede elaborarse una respuesta motora como una palabra, una marcha o un movimiento de brazos. Existen tres sistemas que están casi siempre relacionados en términos de adaptación. Hay una estrecha interrelación entre: las cubiertas epiteliales externas como la piel para protección y los sistemas muscular y esquelético que siempre trabajan de manera coordinada desde el sistema somatomotor para generar un movimento. Los músculos encargados de la locomoción están anclados en el esqueleto, el cual transmite las fuerzas al mismo tiempo que da sostén y protege a todos los órganos, con especializaciones para aquellos que son más delicados. Tenemos una capacidad muy desarrollada para movernos y desplazarnos gracias a células contráctiles que contienen actina, miosina y otras proteínas asociadas y de relación con el medio gracias a tejidos especializados, que incluyen mecanismos sensoriales y neuromotores cuya complejidad es única en todo el mundo biológico. Para lograr un movimiento eficiente a su vez deben existir sistemas que provean al músculo y al sistema nervioso de nutrientes tales como glucosa y oxígeno, como así también a todas las células. Los hombres somos animales heterótrofos y por ende nuestro modo principal de nutrición es la ingestión de materia orgánica producida por otros organismos. Nuestra organización general típica posee una cavidad interna donde se digieren los alimento que está constituida por un tubo digestivo unidireccional con órganos complementarios. Los procesos se inician en el extremo oral (ingestión) siguen por los diferentes sectores del tubo digestivo por la motilidad propia del tubo, donde se produce la digestión y absorción de los nutrientes, eliminándose en el extremo anal los productos no utilizables. La Digestión es la fragmentación especializada de los materiales ingeridos (lípidos, proteínas, hidratos de carbono) a moléculas sencillas para que puedan ser absorbidas y luego transportadas por el sistema circulatorio a todas las células del cuerpo. 94 Unidad temática VI Estas moléculas sencillas (ácidos grasos, aminoácidos, glucosa) podrán entonces ser utilizadas para cumplir con diversas funciones. Especialmente para el metabolismo energético, el aporte de elementos estructurales o metabólicos no sintetizables (vitaminas), o del agua y los minerales (Na+, K+, Ca++, etc.); todos indispensables para la vida. El sistema circulatorio además de transportar a través de la sangre los nutrientes ingeridos transporta oxígeno. Este último ingresa por el sistema respiratorio que asegura un efectivo intercambio de O2 y CO2 con el medio exterior, este mecanismo involucra la ventilación. El intercambio gaseoso requiere de mecanismos fisiológicos por los cuales el organismo capta O2 del medio exterior y elimina CO2 en la membrana respiratoria conformada por el alvéolo y el capilar por difusión. El transporte de los gases por la sangre incluye el transporte de O2 unido a la hemoglobina de los eritrocitos hasta la membrana celular de cada una de las células para que ingrese por difusión simple y por el mismo mecanismo retira el CO2 llevándolo al medio exterior. Los fluidos circulatorios como la sangre son la vía de transito que comunica física y químicamente la multitud de células que forman el cuerpo. Como funciones trascendentales, pero no las únicas, se nombran las clásicas por las cuales la sangre transporta las moléculas de nutrientes procesadas por la digestión, las moléculas de O2 incorporadas por la respiración y los desechos metabólicos para que sean filtrados por el riñón durante la formación de orina. Por lo tanto, el riñón participa de dos aspectos fundamentales el metabolismo del agua y la eliminación de productos del metabolismo. El metabolismo del agua y los solutos, y la eliminación de productos tóxicos, son la matriz más fundamental del ambiente químico interno de todo animal. La regulación fina y ajustada de este medio interno, implica que el animal pueda resolver tres problemas diferentes pero relacionados estrechamente: 1- la excreción de desechos metabólicos (principalmente los productos nitrogenados resultante del metabolismo de las proteínas), 2- la regulación de las concentraciones de iones y otros 95 Unidad temática VI solutos mas complejos (Na+, K+, H+. Ca2+, HCO3-, glucosa, aminoácidos, etc), y 3- el mantenimiento del balance de agua del animal (70 % del animal es agua, 2/3 se encuentra dentro de las células). El riñón lleva a cabo estas tres funciones. Muchas otras funciones dependen de la circulación de la sangre, por ejemplo la irrigación de todas las células del cuerpo a una presión adecuada. Esta adecuada perfusión es controlada por distintos mecanismos nerviosos y humorales que integradamente regulan la presión arterial. Otra de las funciones en que participa la sangre es el transporte de hormonas, enzimas, anticuerpos y leucocitos que componen una parte importante en el sistema de defensa interna. Del continuo interactuar con el medio externo microbiológico, han surgido mecanismos de defensa especializados, siendo éste un fundamental aspecto de la homeostasis. Es así que evolutivamente se reconocen innumerables mecanismos para excluir a potenciales invasores o para vencerlos, si es que logran acceder al interior. Estos mecanismos de defensa han evolucionado hasta producir una compleja red de interacciones que implican dos frentes de respuestas: inespecíficas (particularmente las reacciones inflamatorias) y específicas, como la generación de anticuerpos contra cada agente invasor. Como se expresó la sangre también transporta hormonas, mensajeros químicos del sistema endocrino, es decir moléculas orgánicas de diferente complejidad que son secretadas por epitelios secretores que conforman verdaderas glándulas. Cada mensajero químico u hormona, tiene bien predeterminada la célula blanco a la que debe llevar su mensaje, gracias a que las células blanco poseen receptores, que también son moléculas que se encuentran en la membrana celular (activando un mensajero intracelular), o en el citoplasma, o en el núcleo de la célula (modificando la información genética de síntesis de la célula). Estos cambios en las células son respuestas apropiadas indispensables para mantener la regulación y el control. 96 Unidad temática VI Existen un grupo de células que conforman órganos responsables de la reproducción, ovarios y testículos, que tienen tanto funciones gametogénicas como endócrinas. La reproducción sexuada se inicia con la unión de dos células denominadas gametos, la combinación específica de sus materiales genéticos, y la transformación de esa unión en un nuevo organismo similar a sus predecesores, pero no idéntico. La reproducción sexuada implica dos acontecimientos trascendentales: la meiosis que es la división celular que produce gametos, únicas formas haploides del ciclo vital: gameto femenino y gameto masculino; y la fecundación que es la unión de los dos gametos generando un huevo con células diploides que se desarrollará en un nuevo individuo de la especie que le dio origen, pero con nuevas cualidades que lo caracterizan específicamente. Actividad 1: Lea atentamente las pp 1146-1147 del Curtis-Barnes o pp 693-694 y 278-290 del Purves. 97 Unidad temática VI EL ORGANISMO COMO UN TODO MECANISMOS DE CONTROL HOMEOSTATICOS - Porqué es necesario que el organismo actúe como un todo, integradamente? Cómo podrá lograrlo? - Qué entiende Ud. por medio interno? Cuál es su importancia? Es necesario mantener sus características más o menos constantes? Defina homeostasis. - El medio interno está representado por líquidos? Cuáles son los compartimientos líquidos? Cuántos son? En el siguiente gráfico de sectores complete los porcentajes que ocupa cada uno de los compartimientos respecto al agua total del organismo. 98 Unidad temática VI - Cuál es la composición de cada uno de los compartimientos? Poseen igual osmolaridad? - Cuál es una de las consecuencias funcionales más importantes de la distinta distribución de iones entre los compartimientos? - Podría deducir cuáles son los componentes de un sistema de control? Complete el esquema. 99 Unidad temática VI - Tiene semejanzas con un arco reflejo? Porqué? Cuáles son los componentes de un arco reflejo? - Señale a través de un ejemplo la importancia de los mecanismos de control homeostáticos. COMUNICACIÓN CELULAR - En el siguiente esquema reconozca los distintos tipos de comunicación celular. Mencione ejemplos para cada una. 100 Unidad temática VI Actividad 2: Lea atentamente las pp 1044-1062, 1117-1122 del Curtis-Barnes o pp 694-697 de Purves. - Cuáles son los principales tipos de tejidos presentes en el cuerpo humano? Describa sus características estructurales y relaciónelas con la función. Son todos excitables? Esquematice. 101 Unidad temática VI - Qué es la sangre? Es un tejido? Mencione sus componentes. - Como ya mencionamos los tejidos se organizan en órganos y éstos en aparatos y sistemas. Podría Ud. a través de un ejemplo señalar cuáles tejidos componen un órgano determinado y cómo se disponen (el que Ud. elija: estómago, intestino, etc) y cómo este órgano forma parte de un sistema o aparato (ej. Digestivo)? Esquematice. 102 Unidad temática VI TE VOLVIMOS HA HACER DIBUJAR... Actividad 3: Lea atentamente las pp 644-669 del Curtis-Barnes o pp 593-598 de Purves. - EVOLUCION DEL HOMBRE Existen evidencias de la evolución del hombre? Cuáles son las más importantes? 103 Unidad temática VI - Describa los principales pasos evolutivos que llevaron a la estructura funcional del hombre actual. - Lea atentamente el Anexo 7 “La selección natural y el cerebro humano” y señale sus ideas más importantes. Actividad 4: Lea atentamente las pp 1215-1241 del Curtis-Barnes o pp 712-714 y 716-728 de Purves. SISTEMAS DE RELACION CON EL MEDIO, INTEGRACION Y CONTROL - Complete el siguiente cuadro comparativo con las principales características y funciones de los sistemas nervioso y endócrino Características Sistema Nervioso 104 Sistema Endócrino Unidad temática VI - Qué rol cumplen estos dos sistemas en los mecanismos de regulación y control. MENSAJEROS QUIMICOS - Defina neurotransmisor y hormona. Podría decir que cumplen funciones semejantes? - Describa cuáles son sus mecanismos de acción. Señale la diferencia entre mecanismos que involucran receptores de membrana y receptores intracelulares. De qué depende que el receptor se encuentre en esos lugares? Ejemplifique. 105 Unidad temática VI BASES ANATOMO FUNCIONALES DEL S ISTEMA ENDOCRINO - Describa la estructura básica de una glándula de secreción interna. - Cuales son las estructuras del sistema nervioso y sistema endócrino que están más interrelacionadas. Descríbalas. - Complete el esquema de un mecanismo de retroalimentación para una hormona x que Ud. elija como ejemplo. 106 Unidad temática VI Cuál es la importancia de estos mecanismos de regulación? - Señale cuales son las hormonas que a su criterio intervienen en: - Metabolismo energético - Reproducción - Crecimiento - Pigmentación - Adaptación - Conducta - Morfogénesis 107 Unidad temática VI - Otros mecansimos de control - Especifique cuál es su glándula secretora y cuál su órgano blanco Cómo participan cada una de ellas en las funciones antes mencionadas? Estimulan, inhiben,etc.... 108
