Unidad 10 Fisiología humana III Objetivos: Al finalizar la unidad, el alumno: • • • • • • Conocerá la estructura anatómica de las glándulas del sistema endocrino. Explicará las funciones que realiza cada una de las hormonas del sistema endocrino. Describirá el mecanismo de acción de las hormonas. Identificará los procesos de la función reproductora en el hombre. Identificará los procesos de la función reproductora en la mujer. Describirá el proceso de desarrollo embrionario del ser humano. biología 2 Introducción E n la unidad anterior revisamos conceptos del sistema nervioso, uno de los encargados de coordinar la fisiología del cuerpo humano. El otro sistema regulador de las funciones del organismo es el endocrino. Ambos intervienen de manera sumamente importante en el mantenimiento de la homeostasis. En esta unidad trataremos, en primer lugar, los principales conceptos anatómicos y fisiológicos del sistema endocrino y las relaciones funcionales que se establecen entre los productos de secreción de las glándulas endocrinas y los diferentes componentes celulares y tisulares del cuerpo humano. En una segunda parte nos ocuparemos de dar a conocer las características anatómicas y funcionales de los aparatos reproductores masculino y femenino. Se explicará la formación de las células sexuales (gametos) y el desarrollo de un nuevo ser desde el momento de la fecundación hasta que se produce el nacimiento, y se establecerán las relaciones existentes entre determinadas hormonas hipofisiarias con el funcionamiento del sistema reproductor. 10.1. El sistema endocrino Las glándulas son órganos integrados por tejido epitelial especializado en la secreción. Una glándula puede consistir de una o varias células epiteliales altamente especializadas que secretan sustancias mediante conductos, a una superficie epitelial, o directamente hacia el torrente sanguíneo. La producción de tales sustancias siempre requiere de trabajo activo por parte de las células, y da por resultado un gasto de energía. Las glándulas se clasifican en exocrinas y endocrinas. ¿Cuáles son las funciones de las glándulas? Las glándulas exocrinas son aquellas que secretan sus productos hacia una superficie epitelial mediante conductos. Algunos ejemplos son las glándulas sudoríparas de la piel humana y las glándulas digestivas. Las glándulas endocrinas son aquellas que secretan sus productos directamente al torrente circulatorio. El sistema endocrino está constituido por un conjunto de órganos: las glándulas endocrinas. Todas ellas sintetizan y liberan una serie de sustancias conocidas como hormonas, las cuales, utilizando el aparato circulatorio, se desplazan y se dirigen a células y tejidos (células y tejidos "blanco") de todo el organismo, donde ejercen sobre ellos, en la mayoría de los casos, acciones estimuladoras, o en ocasiones inhibidoras de sus funciones. Algunas veces son llamadas "glándulas sin conductos". Generalmente, la palabra "endocrino" se utiliza como sinónimo de "secreción de hormonas", y endocrinología significa el estudio de las glándulas y sus productos de secreción, las hormonas, y el efecto que ellas producen en el organismo humano en condiciones normales y patológicas. En las páginas siguientes se estudiarán algunas de las principales glándulas endocrinas en el ser humano y los mamíferos, y las hormonas que secretan (figura 10.1). 429 Unidad 10 g Figura 10.1. Localización de las glándulas endocrinas. 10.1.1. La glándula hipófisis o pituitaria La hipófisis o pituitaria es una glándula de tamaño pequeño (1.2 cm de longitud) localizada en una depresión del piso del cráneo denominada "silla turca". Anatómicamente está constituida por tres porciones: anterior e intermedia (las dos forman la hipófisis glandular), y una posterior o neurohipófisis (figura 10.2). Se relaciona con el hipotálamo, integrante del sistema nervioso central, mediante el tallo hipofisiario. La hipófisis, en su porción glandular, produce seis hormonas diferentes: • • • • • • 430 Somatotrófica, o del crecimiento (STH). Mamotrófica, o prolactina (LTH). Folículo estimulante (FSH). Luteinizante (LH). Tirotrófica (TSH). Adrenocorticotrófica (ACTH). biología 2 Hormona somatotrófica u hormona del crecimiento Promueve el crecimiento de huesos y músculos. Como la mayoría de ellas, la hormona de crecimiento es mejor conocida por los efectos que causa cuando su actividad está aumentada o disminuida. Si hay un déficit en la producción de somatotrofina durante la niñez, el individuo se queda enano ("enanismo hipofisiario"). Un exceso de somatotrofina, por el contrario, producirá un gigante; la mayoría de los gigantes de circo son producto de un aumento de producción de la hormona de crecimiento. En el adulto, la producción excesiva de la hormona no causa gigantismo, porque no todos los tejidos del adulto responden a ella, pero sí es el origen de la acromegalia, un crecimiento anormal de la mandíbula, las manos y los pies, ya que la hormona estimula el crecimiento en grosor del tejido óseo que forma parte del esqueleto de estas estructuras. ¿De qué manera influye la hipófisis en el crecimiento? Hormona prolactina o mamotrófica Esta hormona estimula la secreción de la leche en los mamíferos. La secreción láctea comienza en la madre casi inmediatamente después del parto, como resultado de los cambios hormonales que ocurren con la expulsión del feto. Durante todo el tiempo que el bebé es amamantado, los impulsos producidos por la succión en el pecho se transmiten a la hipófisis a través del sistema nervioso central, estimulándola a secretar prolactina. Ésta, a su vez, actúa sobre la glándula mamaria para mantener la producción de leche. Una vez que la succión cesa, la síntesis y la liberación de prolactina se detiene, al igual que la producción de leche. Figura 10.2. Sección sagital de la hipófisis. Se muestran las tres porciones de la glándula y su relación con el hipotálamo. 431 Unidad 10 Hormonas folículo estimulante y luteinizante Se les conoce también como hormonas gonadotróficas, pues actúan sobre los ovarios y testículos generando la producción y maduración de los gametos femeninos y masculinos, respectivamente, y una serie de hormonas sexuales. Realizaremos un estudio más detallado de estos puntos en los siguientes temas de esta unidad. Hormona Tirotrófica (TSH) Es la hormona que estimula a la glándula tiroides para incrementar su producción de tiroxina, la hormona tiroidea. La hormona TSH es regulada por retroalimentación negativa, es decir, dependiendo de concentraciones altas o bajas de tiroxina en la sangre, su producción será menor o mayor. Hormona Adrenocorticotrófica (ACTH) Es la hormona que estimula la síntesis y secreción de hormonas en las células que constituyen la corteza suprarrenal. La ACTH tiene una relación de retroalimentación similar con el cortisol, hormona elaborada por la corteza suprarrenal. 10.1.2. El hipotálamo La hipófisis (pituitaria) guarda una relación estrecha con el hipotálamo; es una relación anatómica y funcional. Las células de la hipófisis glandular sintetizan y secretan sus hormonas bajo la influencia del hipotálamo y, por medio de éste, es estimulada también por otros centros cerebrales, especialmente la corteza cerebral. Las neuronas del hipotálamo son la fuente de dos hormonas: la oxitocina y la hormona antidiurética, o ADH (la ADH es llamada a veces vasopresina, ya que incrementa la presión de la sangre en muchos vertebrados; sin embargo, no tiene este efecto en el hombre a menos que las dosis sean muy elevadas). Estas dos hormonas son almacenadas en la hipófisis posterior o neurohipófisis. De allí se vierten al torrente sanguíneo. La oxitocina acelera el parto actuando sobre los músculos lisos del útero y promoviendo las contracciones. Durante la lactancia estimula las células mioepiteliales de los alvéolos mamarios, haciendo que la leche almacenada en ellos se dirija hacia los pezones. El ADH regula la excreción de agua por los riñones. En la figura 10.3 se resume el sistema de retroalimentación negativa que une al hipotálamo y a la hipófisis con la tiroides, la corteza de las glándulas suprarrenales y las gónadas. Con el descubrimiento de las relaciones cercanas de funcionamiento que existen entre la hipófisis y el hipotálamo, se hizo claro que los sistemas nervioso y endocrino no son sistemas independientes de control, sino que, de hecho, forman un solo sistema regulador que integra las actividades del organismo y promueve su homeostasis. 432 biología 2 Figura 10.3. La producción de muchas de las hormonas principales está regulada por un complejo sistema de retroalimentación negativa, el cual involucra a la pituitaria y al hipotálamo. 10.1.3. Glándulas suprarrenales: corteza y médula Las glándulas suprarrenales, también conocidas como glándulas adrenales, son órganos pares; cada una de ellas se encuentra en la parte superior de los riñones, de ahí su nombre. La corteza es su capa exterior y la médula es la capa interior de estas glándulas. Ambas capas funcionan como dos órganos endocrinos independientes. La corteza suprarrenal Está constituida por estratos celulares localizados en la parte externa de la glándula. Sintetizan y secretan un gran número de esteroides, de los cuales el cortisol y la aldosterona están entre los más activos. El cortisol y las hormonas parecidas a él promueven la formación de glucosa a partir de carbohidratos y aminoácidos. Al mismo tiempo, impiden que la mayoría de las células absorban glucosa, con la notable excepción de las células cerebrales, favoreciendo de esta manera las actividades mentales a expensas de otras funciones corporales. La liberación de estas hormonas se incrementa durante periodos de estrés asociados con diversos eventos, como enfrentar situaciones nuevas, ¿Qué hormona secretan las glándulas suprarrenales en momentos de gran tensión? 433 Unidad 10 participar en competencias atléticas o presentar exámenes finales. Trabajan en concierto con el sistema nervioso simpático. En cantidades grandes inhiben la inflamación y la producción de anticuerpos. La aldosterona y las hormonas similares afectan la concentración en la sangre de algunos iones, especialmente los de sodio y potasio. La corteza de las glándulas suprarrenales es también la fuente de pequeñas cantidades de hormonas sexuales masculinas tanto en el hombre como en la mujer. Un tumor en la suprarrenal puede causar incremento en la producción de estas hormonas y traer como consecuencia, en la mujer, el crecimiento de vello facial y otras características masculinas. Las mujeres barbadas de los circos son muy frecuentemente víctimas de esta clase de tumores. El instinto sexual (la libido) en la mujer está asociado a la testosterona y otras hormonas masculinas producidas por la corteza de las glándulas suprarrenales, más que al estrógeno. La médula suprarrenal Para muchos autores la médula suprarrenal en realidad no se adecua a la definición de "glándula", desde un punto de vista histológico, ya que no está formada de epitelio glandular sino de tejido nervioso (neuronas ganglionares modificadas). Sus componentes celulares ocupan la porción interna del órgano. De hecho es, en esencia, un ganglio nervioso grande cuyas células liberan adrenalina (epinefrina) y noradrenalina (norepinefrina), hormonas que producen contracción de las paredes de los capilares sanguíneos, elevan la presión sanguínea, estimulan la respiración, dilatan los conductos respiratorios, incrementan la concentración de glucosa en la corriente sanguínea y estimulan la actividad metabólica general de las células. La médula suprarrenal es estimulada por una fibra nerviosa de la división simpática y actúa como un reforzador de la actividad simpática. La epinefrina y la norepinefrina son destruidas por enzimas de la sangre sólo unos minutos después de que han sido liberadas, lo que constituye otro mecanismo de control regulador (las hormonas proteínicas y esteroides también son descompuestas, aunque con más lentitud, principalmente por el hígado). 10.1.4. La glándula tiroides La tiroides es una glándula constituida por dos lóbulos que se sitúan a los lados de los primeros anillos traqueales. Está formada por una serie de unidades glandulares denominadas folículos tiroideos. Bajo la influencia de la hormona TSH produce tiroxina, un aminoácido combinado con átomos de yodo. La tiroxina acelera el ritmo de la respiración celular, así que el ritmo en el cual el oxígeno se consume en reposo (ritmo metabólico basal) significa la disminución o el incremento del ritmo metabólico que puede usarse como un indicador de cuánta tiroxina están recibiendo los tejidos. 434 biología 2 El hipertiroidismo (sobreproducción de tiroxina), produce excitabilidad y nerviosismo excesivos, latidos cardiacos acelerados, presión arterial alta, incremento del metabolismo (catabolismo) y pérdida de peso. El hipotiroidismo (muy poca tiroxina) en la infancia afecta el desarrollo, particularmente de las células cerebrales, produce discapacidad intelectual permanente y enanismo. En los adultos el hipotiroidismo está asociado a resequedad de la piel, intolerancia al frío y falta de energía. La tiroides también secreta calcitonina, que inhibe la liberación del calcio de los huesos, lo cual ayuda contra la descalcificación en la edad adulta. ¿Qué provoca el aumento o disminución del ritmo metabólico basal (relacionado con la pérdida de peso y la obesidad)? 10.1.5. Las glándulas paratiroides Las glándulas paratiroides, que tienen el tamaño de un chícharo (son cuatro en total), son las más pequeñas de las glándulas endocrinas conocidas, y están situadas atrás o dentro de la glándula tiroides. Producen una hormona paratiroidea (la paratohormona) que mantiene los niveles de calcio en la sangre al incrementar la absorción del calcio presente en los alimentos por los intestinos y al reducir su excreción por los riñones. También estimula la liberación de calcio de los huesos (que contienen el 99% del calcio total en el cuerpo) a la corriente sanguínea. Así, la paratohormona y la calcitonina trabajan como un mecanismo armónico, regulando el calcio en la sangre. Su producción está regulada directamente por la cantidad de calcio presente en la sangre. ¿Por qué el correcto funcionamiento de las glándulas paratiroides es muy importante para la tercera edad? 10.1.6. El mecanismo de acción de las hormonas Una diferencia importante entre los sistemas nervioso y endocrino es que el sistema nervioso consiste en una red física de células que se tocan entre sí (o casi). En contraste, las glándulas endocrinas frecuentemente se encuentran a distancia de las células sobre las que actúan, y de hecho todas las células del cuerpo están expuestas en la misma medida a las hormonas liberadas en la corriente sanguínea. Las hormonas esteroideas son moléculas relativamente pequeñas. Estas moléculas pasan fácilmente a través de las membranas celulares y de esta manera entran libremente en todas las células del cuerpo. Sin embargo, es en las células sobre las que deben actuar, y sólo en ellas, donde las hormonas encuentran una molécula receptora específica, una proteína que se combina con ellas. El receptor y el esteroide juntos actúan sobre el ADN de la célula para promover la síntesis del transmisor ARN y de enzimas específicas y otras proteínas. Esto explica cómo diferencias tan sutiles en configuración entre las moléculas esteroideas pueden ser relacionadas con efectos drásticamente diferentes; los receptores proteínicos, como las enzimas, son altamente específicos en sus propiedades combinatorias. 435 Unidad 10 En contraste, las hormonas proteínicas, que son moléculas mucho más grandes, no se introducen en las células, sino que se combinan con otras moléculas en la superficie de la membrana, iniciando la acción de un "segundo mensajero" o "transmisor" localizado en el citoplasma de la célula estimulada (célula "blanco"), molécula responsable de la secuencia de acontecimientos en el interior de la misma. Ejercicio 1 1. Completa la frase: Las glándulas endocrinas liberan sus productos de secreción denominadas________________ _________________ hacia el _____________________________________________ porque carecen de _____________________________________. 2. Correlaciona los términos de la columna de la derecha con los de la izquierda. (Puede haber más de una respuesta.) a)Su secreción hormonal se relaciona con el metabolismo del calcio. ( b)Se localiza en la silla turca del piso del cráneo. ( c)Sintetiza y secreta adrenalina y cortisol. ( d)Está constituida por cuatro pequeñas unidades glandulares. ( e)Sus unidades secretoras son estructuras en forma de folículos. ( f )Posee una porción glandular y una porción nerviosa. ( g)Presenta dos porciones, una cortical y otra medular. ( h)Está localizada a los lados de los primeros anillos traqueales. ( ) ) ) I. II. III. IV. Tiroides. Hipófisis. Suprarrenal. Paratiroides. ) ) ) ) ) 3. Hormona cuya deficiencia produce enanismo. a) Folículo estimulante. b) Adrenalina. c) Somatotrófica. d) Tirotrófica. 4. Las hormonas, por su naturaleza química, actúan sobre las células "blanco" de dos maneras. Menciónalas: a) _____________________________________________________________________________. b) _____________________________________________________________________________. 436 biología 2 5. La secreción excesiva de la hormona somatotrófica en el individuo adulto produce: a) Vello excesivo en la mujer. b) Gigantismo. c) Efecto antiinflamatorio. d) Acromegalia. 6. Contesta con una V si el enunciado es verdadero y con una F si es falso. a) Las hormonas folículo estimulante y luteinizante actúan exclusivamente sobre los ovarios. b)Las neuronas del hipotálamo sintetizan y liberan la oxitocina y la hormona antidiurética. c) La hormona tiroxina se convierte en una hormona activa cuando se le une el yodo. d)La aparición de barba en una mujer se debe al exceso de secreción de somatrotrófica. e) Una buena lactancia se produce por una actividad conjunta de la prolactina y la oxitocina. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 7. Son efectos producidos por la actividad de la hormona adrenalina (epinefrina), excepto: a) Disminución de la presión sanguínea. b) Se incrementan los latidos cardiacos. c) Se produce dilatación de los bronquiolos. d) Disminuyen el diámetro de capilares sanguíneos. 10.2. Sistema reproductor masculino y femenino La vida comenzó para cada uno de nosotros con la fusión de dos células únicas: un ovocito y un espermatozoide. En esta sección de la unidad describiremos la formación de estas células y los sucesos que llevan a su encuentro. Más adelante examinaremos las etapas por las que atraviesa la célula resultante de esta fusión (el huevo o cigoto) para desarrollarse en múltiples células, tejidos y órganos, y conformar un nuevo ser humano totalmente desarrollado. Los espermatozoides y ovocitos se generan en los aparatos reproductores masculino y femenino respectivamente, mediante los procesos de proliferación y diferenciación celular que se efectúan en los testículos y los ovarios. 437 Unidad 10 10.3. Aparato reproductor masculino. El espermatozoide El aparato reproductor masculino está integrado por cuatro conjuntos de órganos: • Los testículos, responsables de generar los espermatozoides y la hormona masculina o testosterona. • Las vías seminíferas (red testicular, conductillos eferentes, epidídimo, el conducto deferente y la uretra), encargadas de almacenar y transportar los espermatozoides maduros morfológica y funcionalmente hacia el exterior, durante la eyaculación. • Las glándulas anexas (vesículas seminales, la próstata y las glándulas bulbouretrales) que sintetizan y secretan el líquido seminal que junto con los espermatozoides forman el semen o esperma. • El pene es el órgano copulador. Se encarga de depositar el semen en el aparato genital femenino. Un hombre normal produce al día varios cientos de millones de espermatozoides, desde la adolescencia hasta la vejez. Los gametos masculinos se forman en el interior de los tubulillos seminíferos. Los dos testículos están localizados fuera de la cavidad del cuerpo, en un saco de piel llamado escroto. Si bien los testículos se desarrollan dentro de la cavidad pélvica antes del nacimiento, descienden hacia el escroto justo antes del nacimiento o poco después. En este "saco" se conserva una temperatura de 1-2º C, menor que la del resto del cuerpo. En el hombre, la producción de espermatozoides, la espermatogénesis, empieza en la pubertad. Este evento marca el inicio de la capacidad reproductora del ser humano. A pesar de que la edad en que se inicia la pubertad varía mucho con las poblaciones humanas, ocurre frecuentemente entre los 9 y los 16 años. ¿La esterilidad masculina es simplemente la incapacidad de producir espermatozoides? Cada testículo humano contiene, enrollados en su interior y apretadamente, alrededor de 125 metros de tubulillos seminíferos. Las células contenidas en estos conductos, las espermatogonias y los espermatocitos, se dividen por mitosis y meiosis respectivamente. Cada espermatocito produce cuatro células haploides: las espermátidas. Éstas, entonces, se transforman morfológicamente en las células altamente especializadas del aparato reproductor masculino: los espermatozoides (figura 10.5 c). Los testículos sirven también como glándulas endocrinas, es decir, producen la hormona masculina responsable de un tono de voz más bajo, del aumento en el crecimiento muscular y del vello corporal, incluyendo la barba y el mantenimiento del deseo sexual. A través de la etapa adulta, el nivel de testosterona producida por los testículos afecta la espermatogénesis. 438 biología 2 é Figura 10.4. Diagrama del aparato reproductor del hombre. 10.3.1. La senda del espermatozoide Desde el testículo, el espermatozoide pasa al epidídimo, donde continúa el proceso de maduración fisiológica. De aquí es impulsado hacia el conducto deferente, una extensión del sistema tubular, que va del testículo a la cavidad abdominal. Los espermatozoides son almacenados en el epidídimo y la primera porción del conducto deferente. La vasectomía es un método de control natal cada vez más popular, el cual consiste en seccionar y ligar los conductos deferentes inmediatamente arriba del testículo. Ya en la cavidad abdominal, los conductos deferentes se curvan alrededor de la vejiga, en donde se unen con el conducto de la vesícula seminal. Entonces penetran y atraviesan la próstata y se comunican con la uretra, que a su vez recorre toda la longitud del pene (figura 10.6). El pene es el órgano reproductor externo del hombre y tiene dos funciones: la excreción de la orina y la eyaculación del esperma durante el acto sexual o coito. ¿Cuál es la función principal de la erección peneana, biológicamente hablando? 439 Unidad 10 Las vesículas seminales, la próstata y las glándulas de Cowper son glándulas que secretan el fluido seminal (alrededor de 3 cm3 por eyaculación) y sirven como medio de transporte para los espermatozoides. Este líquido seminal contiene unas sustancias alcalinas que ayudan a neutralizar el tracto reproductor femenino, y fructosa, una fuente de energía que nutre a los espermatozoides y les permite mayor movilidad. Células de Leydig b) a) c) 440 Figura 10.5. a) Testículo. b) Corte transversal de un tubulillo seminífero. c) Un espermatozoide humano. biología 2 La erección del pene Es una adaptación biológica que asegura el depósito del semen en el aparato reproductivo de la mujer y ocurre como consecuencia de un incremento en la corriente sanguínea que llena los espacios cavernosos de los cuerpos esponjosos y tejidos eréctiles del pene (figura 10.6), lo que aumenta la presión interna del pene originando su crecimiento y rigidez. La corriente sanguínea es controlada por las fibras nerviosas autónomas localizadas en los vasos sanguíneos de los tejidos eréctiles. La eyaculación del semen Es un reflejo similar al de la erección y se inicia por la estimulación de los receptores nerviosos sensoriales del tacto que se encuentran en el pene, en especial en la parte denominada glande. La estimulación del pene, como la que puede producir el frote con las paredes de la vagina, origina la contracción del músculo liso en las paredes del epidídimo y el conducto deferente, lo que provoca la expulsión del esperma hacia la uretra. Simultáneamente, las paredes musculares de las glándulas anexas liberan la secreción que elaboraron. Otros músculos expelen con energía el esperma fuera del pene. Estos espasmos musculares resultantes se relacionan con muchas de las sensaciones placenteras asociadas al orgasmo. Figura 10.6. Corte transversal del pene humano. La uretra y las glándulas de Cowper secretan moco viscoso que proporciona una parte de la lubricación durante la relación sexual (la otra es proporcionada por la mucosa cervical de la mujer). Sin una lubricación satisfactoria, el acto sexual resulta difícil de realizar, porque al no existir lubricación provoca impulsos dolorosos que inhiben el coito en lugar de promoverlo. Más adelante continuaremos rastreando al esperma en su camino, pero de momento vamos a desviarnos un poco hacia los mecanismos de control relacionados con la espermatogénesis (creación de espermatozoides) y sus actividades, así como también veremos el aparato reproductor femenino y el desarrollo del ovocito. 441 Unidad 10 10.3.2. El papel de las hormonas Además de producir espermatozoides, los testículos son también la fuente de las hormonas masculinas conocidas colectivamente como andrógenos. Los andrógenos son producidos por unas células llamadas células intersticiales o de Leydig, que se encuentran en el tejido conjuntivo situado entre los tubulillos seminíferos (figura 10.7b). El andrógeno principal es la testosterona. Los andrógenos producidos en el feto masculino son importantes para el desarrollo de los órganos sexuales externos. Alrededor de los 10 años, el incremento en la producción de andrógenos en el hombre se asocia con el crecimiento del pene, los testículos, la próstata, las vesículas seminales y otros órganos accesorios. Los andrógenos también afectan otras partes del cuerpo que no están directamente relacionadas con la producción y liberación del semen. En el hombre, como ya se mencionó, estos efectos incluyen el crecimiento de la laringe (y por consecuencia el engrosamiento de la voz), el desarrollo muscular y esquelético, y la distribución del vello corporal. Los andrógenos estimulan la biosíntesis de las proteínas, el desarrollo del tejido muscular y también la formación de los eritrocitos o glóbulos rojos. Estimulan las glándulas sudoríparas cuyas secreciones atraen ¿Cómo determina bacterias, lo que provoca los olores corporales asociados al sudor la acción hormonal después de la pubertad. Pueden ser también la causa de que las las características glándulas productoras de grasa se sobreactiven, provocando acné. Las sexuales externas características asociadas al desarrollo sexual, pero no directamente en un individuo? relacionadas con la reproducción, son conocidas como características sexuales secundarias. 10.3.3. Regulación de la producción de hormonas La producción de testosterona es regulada por hormonas producidas por la glándula hipófisis. Bajo la influencia del hipotálamo, la hipófisis secreta una gonadotropina llamada hormona luteinizante, o LH. La LH actúa sobre las células intersticiales para estimular su producción de testosterona. Cuando la concentración de testosterona alcanza niveles altos, ella misma inhibe la liberación de LH por la pituitaria (figura 10.7). Este tipo de procedimiento regulador o mecanismo de retroinformación, en el cual el sistema se cierra cuando los productos de su operación alcanzan cierto nivel, es conocido como retroalimentación negativa. La analogía más conocida de retroalimentación negativa es la de un termostato que apaga el horno cuando la temperatura se eleva más allá del nivel deseado. Se conocen muchas analogías de este tipo de retroalimentación tanto en sistemas biológicos como en los creados por la ingeniería. 442 biología 2 F Figura 10.7. Control hormonal de la producción de testosterona por la LH y de espermatozoides por la FSH en el hombre (mecanismo de retroinformación). En el hombre, el mecanismo de retroinformación de la figura 10.7, mantiene usualmente los niveles dentro de ciertas variaciones que no son tan notorias como en el caso de las producidas en el aparato genital femenino. Otra gonadotropina producida por la hipófisis, también bajo el control del hipotálamo, es una hormona denominada folículo estimulante o FSH. Esta hormona actúa sobre los tubulillos seminíferos estimulando la proliferación, desarrollo y diferenciación de las células espermáticas. Ejercicio 2 1. Completa la siguiente frase: El semen o esperma está constituido por _________________________, células germinales que se producen en ____________________________ y el líquido ________________________, sintetizado y secretado por las ______________________________________. Estas glándulas son: a) ___________ _____________________________, b) _______________________________________, y c) _________ __________________________________. 443 Unidad 10 2. Los espermatozoides se forman en: a) El epidídimo. b) Los tubulillos seminíferos. c) La uretra. d) Los conductos deferentes. 3. Señala tres funciones a las que estimula la acción de la testosterona. a) _____________________________________________________________________________. b) _____________________________________________________________________________. c) _____________________________________________________________________________. 4. Contesta con una V si el enunciado es verdadero y con una F si es falso. a)Las células intersticiales o de Leydig son estimuladas por la testosterona. b)La vasectomía consiste en seccionar y ligar los conductos deferentes. c)Los espermatozoides, antes de la eyaculación, son almacenados en las vesículas seminales. d)La fructuosa, sustancia que proporciona energía al espermatozoide, es producida en el epidídimo. e)La hormona folículo estimulante actúa sobre los tubulillos seminíferos durante la espermatogénesis. f )Las neuronas del hipotálamo regulan la secreción de las hormonas gonadotrópicas. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 10.4. Aparato reproductor femenino. El ovocito El aparato reproductor femenino está constituido, como se observa en la figura 10.8, por los siguientes conjuntos de órganos: • Los ovarios. Encargados de generar, desarrollar y diferenciar los ovocitos, células sexuales femeninas y la síntesis y secreción de las hormonas femeninas: estrógenos y progesterona. • Las trompas uterinas u oviductos. Responsables del transporte del ovocito fecundado hacia el útero. • El útero. Órgano glandular musculoso que aloja al huevo o cigoto, y que durante nueve meses alberga y nutre al nuevo ser en formación. • La vagina. Es un órgano que durante el coito recibe al pene y al semen después de la eyaculación. En el momento del parto sirve como vía de salida al nuevo ser. Durante el ciclo ovárico interviene como vía de excreción del flujo menstrual. • La vulva. Se considera el órgano genital externo. Forma parte del órgano copulador femenino. 444 biología 2 Las gónadas femeninas son los ovarios; cada uno es una masa sólida de células de una longitud aproximada de 3 cm. Los ovocitos se encuentran en la capa celular exterior (corteza ovárica). ¿Qué adaptaciones del aparato reproductor femenino ayudan a que los esfuerzos reproductivos tengan éxito? Los primeros ovocitos se empiezan a formar durante el tercer mes del desarrollo fetal. En el momento del nacimiento, los dos ovarios contienen alrededor de dos millones de ovocitos primarios que han alcanzado la profase de la primera división meiótica. En la pubertad, el número de ovocitos primarios ha disminuido a sólo unos 80 000, los cuales se encuentran todavía, todos, en la primera profase. Entonces, respondiendo a ciertos estímulos captados por la corteza cerebral, y bajo la influencia del hipotálamo, la hipófisis inicia la secreción de las gonadotropinas FSH y LH, las cuales estimulan a los ovarios para el crecimiento y maduración de los folículos ováricos, y consecuentemente para la elaboración de las hormonas estrógeno y progesterona, provocando el inicio del ciclo menstrual y la ovulación (la liberación de la célula germinal femenina). Figura 10.8. Los órganos reproductores de la mujer. Después de la ovulación, el cuerpo lúteo empieza a secretar progesterona. Esto hace que el revestimiento uterino continúe aumentando. El aumento de progesterona inhibe la secreción del hipotálamo y por consiguiente la pituitaria deja de secretar FSH y LH, de manera que en la 445 Unidad 10 mujer la progesterona actúa como una señal de retroalimentación negativa (igual que la testosterona en el hombre) dentro del mecanismo de retroinformación. El comienzo del ciclo menstrual marca el principio de la pubertad en la mujer. La edad promedio para la pubertad son 13 años y medio, pero la fluctuación en edad es grande. El incremento en la producción de hormonas sexuales femeninas induce al desarrollo de características sexuales secundarias como el vello púbico y el axilar, y el ensanchamiento de la cadera y el crecimiento de los senos. Con la influencia de las hormonas, la primera división meiótica de un ovocito primario se reanuda, dando como resultado un ovocito secundario y un cuerpo polar. El proceso se completa en 28 días para la ovulación. En los 30 ó 40 años siguientes, los ovocitos maduran uno por uno, cada 28 días aproximadamente. Por lo tanto, pueden pasar hasta cincuenta años entre el principio y el final de la primera división meiótica de un ovocito en particular. La segunda división meiótica, que produce un ovocito maduro y un segundo cuerpo polar a partir del ovocito secundario, sucede solamente después de la fertilización. Figura 10.9. Desarrollo de los ovocitos en el interior del ovario. La maduración del ovocito no sólo implica la meiosis, sino también un incremento en tamaño, lo que refleja la acumulación de reservas de alimento almacenadas y maquinaria metabólica, como los ribosomas, el ARN mensajero, el vitelo, glucógeno, etc., y las enzimas necesarias para las etapas de desarrollo temprano. Los ovocitos no se dividen en células de igual tamaño como los espermatocitos, sino que se produce una célula de gran tamaño (100 micrómetros de diámetro en los humanos) y los otros núcleos son desechados como cuerpos polares. Las células que rodean al ovocito en el ovario son conocidas como células foliculares; los ovocitos, junto con estas células, son llamados folículos ováricos. Las células foliculares nutren al óvulo en desarrollo y también secretan estrógeno, lo que inicia el crecimiento de la cubierta del útero (el endometrio). 446 biología 2 Después de que el ovocito maduro ha sido liberado del ovario, las células foliculares estimuladas por la hormona LH sufren cambios, formando, como resultado de éstos, el corpus lúteo o cuerpo amarillo. En la figura 10.10 se muestra la serie de etapas de la maduración y liberación de un ovocito. Después de la ovulación, las células del cuerpo amarillo secretan estrógeno, aunque en pequeñas cantidades, y también una segunda hormona, la progesterona. La progesterona prepara al endometrio para el embarazo, haciendo secretar a las glándulas uterinas, y estimula la formación de los conductos lácteos de la glándula mamaria. La progesterona mantiene el revestimiento uterino durante 11-14 días. Si ocurre un embarazo, el cuerpo amarillo permanece; si no, degenera en el curso de los siguientes 14 días; los niveles de estrógeno y progesterona descienden y la cubierta endometrial del útero es desechada, produciéndose el llamado sangrado menstrual o menstruación. Este patrón de sucesos recurrentes se conoce como ciclo menstrual (figura 10.10). F Figura 10.10. El ciclo menstrual. 447 Unidad 10 Si hay fecundación, el corion, una membrana embrionaria, produce una hormona especial, la gonadotropina coriónica, que impide el rompimiento del cuerpo lúteo y la disminución de la progesterona, lo que evita que ocurra la menstruación y la maduración de un nuevo folículo. Esta hormona se produce durante tres meses aproximadamente y es la que se detecta en las pruebas de embarazo. Después de este tiempo la placenta, un tejido especial formado por corion (membrana fetal) y el endometrio uterino, produce suficiente progesterona para mantener el embarazo. El ovocito liberado por el ovario es captado en la trompa uterina (figura 10.11) por largas proyecciones parecidas a dedos (fimbrias del infundíbulo) situadas en la abertura de la trompa. El ovocito maduro baja lentamente por este conducto impulsado por los cilios que recubren el interior de la trompa. El recorrido desde la entrada de la trompa hasta el útero dura aproximadamente cinco días. Sin embargo, un ovocito vive sólo 24 horas después de haber sido liberado del folículo, a menos que sea fertilizado. Así que, si la fertilización ocurre, generalmente sucede dentro del tercio superior de una trompa. Figura 10.11. La fertilización del ovocito. 10.4.1. Útero, vagina y vulva El útero es un órgano musculoso hueco con forma de pera que mide aproximadamente 7.5 cm de largo y 5 cm de ancho. Su interior está recubierto por el endometrio. 448 biología 2 El cuello cérvico-uterino es la apertura del útero (que lo comunica con la vagina) por la cual el esperma pasa en su camino hacia el ovocito, y mediante el cual el producto sale en el momento del parto. La vagina es un tubo muscular que mide alrededor de 7.5 cm de largo y va desde el cuello cérvico-uterino hasta el exterior del cuerpo. Es el órgano que recibe al pene y también interviene como el canal de parto. Su entrada está situada entre la uretra (el conducto proveniente de la vejiga urinaria) y el ano. Los órganos genitales externos de la mujer, conocidos en conjunto como vulva, incluyen el clítoris, que corresponde al pene del hombre (en el embrión temprano las estructuras son idénticas), y los labios mayores y menores. Los labios son pliegues de la piel. Los labios mayores, que encierran y protegen a las estructuras subyacentes más delicadas, son carnosos, y en la mujer adulta están bordeados por vello púbico. Los labios menores son delgados y membranosos. ¿Cuál es la estructura femenina del aparato reproductor que corresponde, biológicamente, al pene del hombre? 10.4.2. El orgasmo en la mujer Por la influencia de una gran variedad de estímulos, el clítoris, los labios vulvares y otros tejidos en la región pélvica de la mujer se dilatan y congestionan con sangre, como ocurre en el pene del hombre. Este proceso es un poco más lento en la mujer que en el hombre, en gran parte debido a que las válvulas que retienen la sangre en las venas que irrigan las estructuras de la vulva no ocluyen herméticamente la luz de estos vasos sanguíneos. La congestión y dilatación de los tejidos van acompañadas de la secreción de un líquido mucoso que lubrica a la vagina y a la vulva. El orgasmo en la mujer se produce como consecuencia del frote continuo del pene en el interior de la vagina, en los labios vulvares y el clítoris. Los estímulos táctiles provocan una respuesta nerviosa que se traduce en contracciones musculares del vestíbulo vaginal, paredes de la vagina, cuello uterino y del útero, las cuales transmiten sensaciones placenteras. Después del orgasmo las válvulas venosas se relajan, la sangre retenida fluye al sistema circulatorio general disminuyendo la congestión y dilatación de los genitales externos femeninos. A diferencia del orgasmo masculino, en el sexo femenino no se produce eyaculación, salvo un mayor aumento de la secreción de las glándulas vestibulares y del cuello uterino. En la mujer, el orgasmo no es indispensable para la concepción. Ejercicio 3 1. Correlaciona los términos de la columna de la derecha con los de la izquierda. 449 Unidad 10 a) Corteza ovárica. ( b) Trompa uterina. ( c) Estrógenos. ( d) Endometrio. ( e) Ciclo menstrual. ( f ) Vagina. ( g) Progesterona. ( h) Hormona luteinizante (LH). ( ) I. ) ) II. ) ) III. ) ) IV. ) V. VI. VII. VIII. 2. Son estructuras que forman parte de la vulva, excepto: Propicia la síntesis y secreción de la progesterona. Capa del útero que recibe y mantiene al huevo o cigoto. Órgano membranoso muscular que aloja al pene durante el coito. Después de la fecundación propicia la gestación. Hormona producida por los folículos ováricos. En esta estructura se produce la fecundación. Durante la vida fetal proliferan en ella los ovocitos. Es el que se produce cada 28 ó 30 días. a) Clítoris. b) Labios menores. c) Cuello uterino. d) Labios mayores. 3. Hormona elaborada por el aparato genital femenino que se detecta durante la prueba del embarazo. a) Estrógenos. b) Gonadotrófica coriónica. c) Progesterona. d) Folículo estimulante. 4. Completa la siguiente frase: La hormona progesterona actúa sobre dos estructuras: a) el ___________________________, y b) la glándula ________________________. En el primero produce ________________________ de las glándulas uterinas, y en la segunda la formación y desarrollo de ________________________. 5. La división meiótica de un ovocito primario, da como resultado final: a) Un ovocito maduro y un cuerpo polar. b) Dos ovocitos maduros y dos cuerpos polares. c) Cuatro ovocitos maduros. d) Tres ovocitos maduros y un cuerpo polar. 450 biología 2 10.5. Desarrollo embriológico humano El periodo de gestación normal en los seres humanos dura alrededor de nueve meses o 266 días. Para tener puntos de referencia dividiremos el embarazo en tres trimestres, analizando primeramente el proceso de fertilización del ovocito e implantación del embrión en el útero. 10.5.1. Fertilización e implantación Entre 300 y 400 millones de espermatozoides son depositados en la vagina durante un coito. De éstos, varios cientos de miles, nadando a una velocidad de 2 a 3 cm por hora, suben por las trompas uterinas moviéndose en contra de las vibraciones de los cilios que recubren el interior de los oviductos. Los espermatozoides pueden vivir 48 horas dentro del aparato reproductivo femenino. A pesar de que por lo general sólo un espermatozoide fertiliza al ovocito, un gran número de ellos debe llegar a éste para que ocurra la fertilización. Los espermatozoides liberan unas enzimas que disuelven las células foliculares que rodean al ovocito. La membrana de un espermatozoide se fusiona con la membrana del ovocito y, de esta manera, el primero vacía su contenido dentro del citoplasma del segundo. Los dos núcleos se encuentran y se fusionan dentro del huevo o cigoto. Éste es el suceso más importante en la vida de un individuo porque determina biológicamente la transmisión genética de los caracteres de la especie humana y su biodiversidad. Después de la fertilización, el huevo o cigoto continúa descendiendo por la trompa, donde ocurren las primeras divisiones de la célula. Alrededor de 36 horas después de la fertilización el ovocito fertilizado, o huevo, pasa por una rápida serie de divisiones mitóticas conocidas como segmentación. Estas divisiones resultan en la formación de una bola sólida de células llamada mórula. Conforme las células continúan con su división, se va desarrollando ¿Dónde un espacio interior de tal manera que se forma una esfera hueca rodeada de ocurre la células. En esta etapa el nombre de la esfera es blástula o blastocisto. De fertilización uno de los lados de la esfera de células, que es más grueso que el otro, se en los seres desarrollará el embrión, y el resto de las células se convertirá en la membrana humanos? que lo cubra. A pesar de que muy pronto el embrión consistirá de muchas células, su tamaño no difiere mucho del de la célula que lo originó. Alrededor del sexto día el embrión hace contacto con los tejidos del útero. Como resultado de las interacciones químicas entre la pequeña masa de células y el rico recubrimiento interior del útero, el endometrio se rompe y el embrión se implanta en el tejido nutricio de éste (figura 10.12). Conforme el embrión penetra en los tejidos del útero, lo cubren el tejido conjuntivo y glandular endometriales, siendo rodeado de vasos sanguíneos rotos y de la sangre saturada de nutrimentos que sale de ellos. En esta etapa el embrión completa otro periodo de su desarrollo, 451 Unidad 10 la gástrula; al formar un aparato digestivo primitivo desarrolla simultáneamente membranas extra-embriónicas similares a las que rodean el embrión del pollo. La última de estas membranas, el corion, desarrolla ramificaciones que más tarde invaden los tejidos del útero de la madre. En estos tejidos se forman vasos sanguíneos que se conectan a los del embrión conforme van apareciendo. Esta implantación del embrión en el útero y la formación de las membranas ocurre alrededor de 8 a 10 días después de la fecundación. La placenta es un tejido esponjoso mediante el cual se intercambian oxígeno, moléculas alimenticias y desechos entre la madre y el embrión. Está formado por el tejido endometrial de la madre y por componentes epiteliales y vasculares del corion del feto, y tiene una gran provisión de sangre de ambos. Figura 10.12. Implantación del embrión. Dentro de la placenta, los vasos capilares de los aparatos circulatorios materno y fetal se entrelazan, pero no están conectados directamente. Las moléculas de sustancias nutritivas y oxígeno incluidas se difunden desde la corriente sanguínea de la madre, a través del tejido placentario, a los vasos sanguíneos que los llevan al feto. De igual manera, el dióxido de carbono y otros productos de desecho del feto son recogidos de la placenta por la corriente sanguínea de la madre y llevados para su eliminación a través de los pulmones o riñones maternos. La placenta también es una fuente de hormonas. Como ya se mencionó, muy temprano en el embarazo produce una gonadotropina conocida como gonadotropina coriónica (figura 10.13). Mientras el embrión crece, permanece unido a la placenta por el largo cordón umbilical que le permite flotar libremente en su bolsa de líquido amniótico. 452 biología 2 Figura 10.13. Concentración de hormonas durante el embarazo. Ejercicio 4 1. Promedio de vida de los espermatozoides dentro del aparato reproductor femenino. a) 12 horas. b) 24 horas. c) 36 horas. d) 48 horas. 2. Los espermatozoides que llegan al ovocito maduro liberan unas enzimas para disgregar y separar: a) Células foliculares. b) La membrana citoplasmática. c) Sustancias vitelinas. d) El núcleo del ovocito. 3. Cuando el ovocito fertilizado se divide para formar una esfera hueca rodeada de células, se denomina: a) Mórula. b) Blástula. c) Cigoto. d) Gástrula. 453 Unidad 10 4. Completa la siguiente frase: La placenta es un órgano que se forma por la unión del ________________________________, estructura embrionaria, y el ________________________________________, componente del útero. Secreta _____________________________ que tienen por función mantener la gestación durante ___________ meses. Mantiene su relación con el embrión mediante el _______________________. 10.5.2. El primer trimestre En la segunda semana de vida el embrión mide 1.5 mm de largo y el eje principal de su cuerpo se empieza a desarrollar. Conforme el cuerpo se alarga, porciones dorsales del mismo se subdividen en diferentes segmentos llamados somites. Durante la tercera semana el embrión alcanza una longitud de 2.3 mm y la mayoría de sus aparatos principales empiezan a formarse. El canal neural (figura 10.14) o principio del sistema nervioso central (médula espinal y cerebro) es el primer sistema de órganos en formarse, junto con el corazón y los vasos sanguíneos, el intestino primario y los rudimentos de los músculos. A esta etapa también se le conoce como neúrula. somites Figura 10.14. Formación del canal y tubo neural del embrión. Hacia los 21 días aparecen los esbozos de los ojos. También para este tiempo unas 100 células del saco vitelino inician un proceso de diferenciación para, más adelante, formar los ovocitos o espermatozoides del individuo. Hacia el día 24, el corazón, aún muy rudimentario, empieza a palpitar. 454 biología 2 Somites Figura 10.15. Embrión humano a los 28 días. Para fines del primer mes el embrión mide 5 mm y ha incrementado su masa 7 000 veces. El canal neural ya se cerró y el embrión tiene ahora forma de C (figura 10.15). El corazón, aunque sigue latiendo, se desarrolla de un simple tubo contráctil a un órgano con cuatro cámaras. Durante el segundo mes el embrión incrementa su masa alrededor de 500 veces, y al final de este periodo pesa alrededor de un gramo (un poco menos que el peso de una aspirina) y mide aproximadamente 2.5 cm. A pesar de su tamaño muestra un aspecto casi humano, y a partir de este momento se le llama feto (figura 10.16). Durante esta etapa se forman los brazos, las piernas, las rodillas, los codos y los dedos. Se inicia la formación de los órganos reproductores y el hígado, que en ese momento constituye alrededor del 10% del cuerpo del feto y es el órgano principal en la formación de sangre. Figura 10.16. a) Embrión a los dos meses. b) Un feto a los dos meses con una semana. 455 Unidad 10 ¿Cuándo comienza la madre a sentir que el feto se mueve? Para finales del segundo mes casi se han completado los pasos más importantes para el desarrollo de los órganos del feto. Sin embargo son estos dos primeros meses cuando el feto es más vulnerable a los factores externos. Durante el tercer mes el feto comienza a mover sus brazos y piernas, por lo que la madre puede empezar a sentirlo. Los reflejos y la expresión facial aparecen. Los órganos respiratorios están bastante bien formados, pero todavía no son funcionales y los órganos sexuales externos empiezan a diferenciarse. Al final del primer trimestre el feto mide 9 cm y pesa alrededor de 15 g. Efectúa movimientos deglutorios. Las huellas de los dedos y las palmas de las manos están claramente marcadas. Los riñones y otros órganos del sistema urinario se desarrollan rápidamente durante este periodo, aunque los desechos todavía se eliminan a través de la placenta. Para el final de esta etapa todos los sistemas orgánicos se encuentran establecidos. 10.5.3. El segundo trimestre Durante el cuarto mes los movimientos del feto se vuelven obvios para la madre. Su esqueleto se está formando y se puede ver con la utilización de rayos X. El cuerpo se cubre con una capa protectora blancuzca. El feto mide ya 14 cm y pesa 115 gramos. ¿Cuándo se forma el esqueleto óseo del feto? ¿Qué sucede si al final del segundo trimestre ocurre el parto? Para el final del quinto mes el feto mide casi 20 cm y pesa 250 g. Ya tiene cabello y su cuerpo está cubierto por suave vello (llamado lanugo). Su corazón, que late entre 120 y 160 veces por minuto, puede ser oído con un estetoscopio. Durante el sexto mes el feto mide entre 30 y 36 cm y pesa 680 g aproximadamente, y al final del mes ya puede sobrevivir fuera del cuerpo de la madre, aunque muy probablemente necesitará ayuda para respirar y una incubadora. Su piel es roja y arrugada y la capa protectora es más abundante. Sus reflejos son más vigorosos y en sus intestinos hay una masa verde formada con células muertas y bilis, conocida como meconio, que permanecerá allí hasta el nacimiento. 10.5.4. El tercer trimestre Durante el trimestre final el feto aumenta en peso y estatura rápidamente. En los últimos dos meses dobla su tamaño. Durante este periodo muchas ramificaciones nerviosas continúan desarrollándose y se produce una proliferación abundante de nuevas neuronas. Para el séptimo mes las ondas cerebrales del feto se pueden captar a través del abdomen de la madre. La ingestión adecuada de proteínas durante este periodo es muy importante para el desarrollo cerebral normal del feto, y la ingestión de alcohol puede causar daño a sus tejidos. Durante el último mes de embarazo la velocidad de crecimiento del bebé comienza a disminuir. La placenta empieza a ponerse dura y fibrosa. Los anticuerpos que el feto adquiere 456 biología 2 de su madre en este periodo le permiten combatir las infecciones durante los primeros meses después de su nacimiento. Figura 10.17. Un feto de 17 semanas. Figura 10.18. Un feto humano poco antes del alumbramiento. 457 Unidad 10 10.5.5. Nacimiento La fecha de nacimiento se calcula alrededor de 266 días después de la concepción o 280 días después del principio del último periodo menstrual, pero sólo el 75% de los niños nacen dentro de la semana anterior o posterior a la fecha calculada. La labor de parto se divide en tres etapas: dilatación, expulsión y posparto. La dilatación, que dura de 2 a 16 horas, empieza con las primeras contracciones del útero y termina con la dilatación (o apertura) completa del cuello cérvico-uterino. Al principio las contracciones uterinas ocurren a intervalos de 15 a 20 minutos y son relativamente suaves. Al final de la etapa de dilatación son más fuertes y los intervalos entre una y otra son de uno a dos minutos. La dilatación completa del cuello es de 10 cm aproximadamente. La ruptura de bolsa del líquido amniótico sucede normalmente durante esta etapa. La etapa de expulsión dura de dos a 60 minutos. Empieza con la dilatación completa del cuello y la aparición de la cabeza del bebé, a lo que se llama coronación. Las contracciones en esta etapa duran en total de 50 a 60 minutos y se presentan a intervalos de uno a dos minutos. La tercera etapa, o postparto, comienza inmediatamente después de que el bebé nace. Consiste en la expulsión de líquido, sangre y finalmente la placenta unida al cordón umbilical, lo que implica algunas contracciones más. Ejercicio 5 1. En el primer mes del desarrollo embriológico se forman varios esbozos de órganos, excepto: a) El corazón. b) El tubo neural. c) Las extremidades. d) El intestino primitivo. 2. El embrión alcanza a observarse como perteneciente a la especie humana al final del: a) Primer mes. b) Segundo mes. c) Tercer mes. d) Cuarto mes. 3. Al finalizar el tercer mes gestacional el embrión muestra: a) Huellas de los dedos de la mano. b) Formación y desarrollo del tubo neural. c) El inicio de formación de los ojos. d) Aparición de vellos en la piel. 458 biología 2 4. Señala la secuencia correcta de las etapas en la labor de parto: a) Dilatación, expulsión y coronación. b) Coronación, expulsión y dilatación. c) Dilatación, coronación y expulsión. d) Coronación, dilatación y expulsión. Autoevaluación 1. Señala tres características de las glándulas endócrinas: a) __________________________________________. b) __________________________________________. c) __________________________________________. 2. Es una hormona cuya hipersecreción produce acromegalia en el individuo adulto: a) Somatotrófica. b) Tirotrófica. c) Adrenalina. d) Adenocorticotrófica. 3. Correlaciona los términos de la columna de la derecha con los de la izquierda. a) Tubulillos seminíferos. b) Neurohipófisis. c) Folículos tiroideos. d) Paratiroides. e) Folículos ováricos. f ) Corteza suprarrenal. ( ) I. ( ) II. ( ) ( ) III. ( ) IV. ( ) V. VI. Sintetiza cortisol y aldosterona. Su secreción regula la concentración de calcio en la sangre. Ahí se produce la espermatogénesis. Son estimulados por la acción de la hormona tirotrófica. Almacenan oxitocina y hormona antidiurética. Después de la ovulación originan cuerpos amarillos. 4. Hormona cuya secreción se estimula mientras exista succión del pezón materno. a) Adrenalina. b) Estrógenos. c) Prolactina. d) Luteinizante. 5. ¿Cuál de los siguientes efectos produce la acción de la hormona luteinizante? a) Estimula la síntesis y secreción de la testosterona. b) Durante el parto favorece las contracciones del útero. 459 Unidad 10 c) Favorece el crecimiento y maduración de los folículos ováricos. d) Estimula la síntesis y secreción de la glándula mamaria. 6. Contesta con una V si el enunciado es verdadero y con una F si es falso. a) La hormona adenocorticotrófica estimula la secreción de adrenalina. b) Los espermatocitos secundarios son células diploides. c) La hormona oxitocina es sintetizada y almacenada en la hipófisis glandular. d) El cortisol interviene disminuyendo procesos inflamatorios de los tejidos. e) Las células mioepiteliales de las glándulas mamarias son estimuladas por la hormona mamotrófica. f ) Las hormonas calcitonina y paratohormona tienen efectos antagónicos en el metabolismo del calcio sanguíneo. ( ( ( ( ) ) ) ) ( ) ( ) 7. Señala las dos hormonas cuya disminución de secreción en la niñez produce enanismo. a) ___________________________________. b) ___________________________________. 8. El semen está formado por a) __________________________, y b) ____________________. Secreción producida por las glándulas: c) ________________________, d) _______________________, y e) ___ ______________________. 9. La vasectomía consiste en seccionar y ligar: a) Tubulillos seminíferos. b) El epidídimo. c) Las vesículas seminales. d) Los conductos deferentes. 10. Relaciona los términos de la columna derecha con los de la izquierda. a) Progesterona. b) Estrógenos. c) Fructuosa. d) Endometrio. e) Folículo estimulante. f ) Testosterona. g) Epidídimo. 460 ( ) I. ( ) II. ( ) III. ( ) IV. ( ) V. ( ) VI. ( ) VII. Maduración fisiológica de los espermatozoides. Estimula la espermatogénesis. La producen las células del cuerpo amarillo. Sintetizada y secretada por las células de Leydig. En la gestación forma parte de la placenta materna. Proporciona energía para el movimiento de los espermatozoides. Se secreta durante la maduración folicular. biología 2 11. Menciona tres funciones de la vagina: a) _____________________________________________________________________________. b) _____________________________________________________________________________. c) _____________________________________________________________________________. 12. Contesta con una V si el enunciado es verdadero y con una F si es falso. a) La lubricación de la vulva se produce por acción de secreción de la vagina. b) La fecundación se realiza en la cavidad uterina. c) El corión, estructura que secreta gonadotrofina, es de origen embrionario. d) La mórula es un estado del desarrollo embrionario que posee una cavidad central. e) La implantación del embrión en el endometrio ocurre entre el octavo y décimo día de la fecundación. ( ( ( ) ) ) ( ) ( ) 13. Porción del aparato genital femenino cuyas células poseen cilios: a) b) c) d) Vagina. Trompa uterina. Vulva. Cuello uterino. 14. Menciona cuatro características secundarias en el varón. a) _____________________________________________________________. b) _____________________________________________________________. c) _____________________________________________________________. d) _____________________________________________________________. 15. Dentro de las características sexuales secundarias de la mujer se tienen: a) b) c) d) Producción de progesterona. Ovulación y menstruación. Desarrollo de senos y caderas. Cromosomas sexuales XX. 16. Tiempo de maduración de los ovocitos primarios antes de ser ovulados: a) b) c) d) 14 días. 12 años. 28 días. 5 días. 461 Unidad 10 17. Estadio del ovocito fertilizado y en desarrollo para formar el aparato digestivo primitivo: a) Gástrula. b) Huevo o cigoto. c) Mórula. d) Blástula. 18. ¿En qué etapa del desarrollo embrionario se forman los somitas? a) En la primera semana. b) En la segunda semana. c) En la cuarta semana. d) Durante el primer mes. 19. Durante el tercer trimestre del desarrollo embrionario: a) El corazón empieza a latir. b) Se forman las extremidades y los dedos. c) Se inicia la formación de los ojos. d) Se captan ondas cerebrales. 462 biología 2 Respuestas a los ejercicios Ej. 1 1. hormonas / el torrente circulatorio / conductos. 2. a) IV, b) II, c) III, d) IV, e) I, f ) II, g) III, h) I. 3. c) 4. a) Hormonas esteroideas: atraviesan de forma pasiva y directa la membrana celular b) Hormonas proteínicas: utilizan receptores de membrana y activan "segundos mensajeros". 5. d) 6. a) F, b) V, c) V, d) F, e) V. 7. a) Ej. 2 1. Los espermatozoides / los testículos / seminal / glándulas anexas. a) La próstata, b) las vesículas seminales, y c) las glándulas bulbouretrales o de Cowper. 2. b) 3. a) Crecimiento y desarrollo de la musculatura corporal. b) Tono de voz grave o bajo y crecimiento de la barba. c) Aparición y mantenimiento del deseo sexual. 463 Unidad 10 4. a) F, b) V, c) F, d) F, e) V, f ) V. Ej. 3 1. a) VII, b) VI, c) V, d) II, e) VIII, f ) III, g) IV, h) I. 2. c) 3. b) 4. a) Endometrio, b) mamaria / secreción / conductos lácteos. 5. a) Ej. 4 1. d) 2. a) 3. b) 4. Corión / endometrio / gonadotropinas coriónicas / nueve (9) / cordón umbilical. Ej. 5 1. c) 2. b) 3. a) 4. c) Respuestas a la autoevaluación 1. a) Carecen de conductos. b) Sus productos de secreción son las hormonas. c) Vierten su secreción directamente al torrente sanguíneo. 2. a) 3. a) III, b) V, c) IV, d) II, e) VI, f) I. 464 biología 2 4. c) 5. a) 6. a) F, b) F, c) F, d) V, e) F, f ) V. 7. a) Tiroxina. b) Somatotrófica. 8. a) Los espermatozoides, b) el líquido seminal, c) próstata, d) vesículas seminales, y e) glándulas bulbo uretrales. 9. d) 10. a) III, b) VII, c) VI, d) V, e) II, f ) IV, g) I. 11. a) Recibe o aloja al pene durante el coito. b) Durante el parto sirve de vía de salida al nuevo ser. c) A través de ella se elimina el flujo menstrual. 12. a) F, b) F, c) V, d) F, e) V. 13. b) 14. a) Desarrollo de músculos. b) Transformación del tono de la voz a un tono grave. c) Aparición de barba y bigote. d) Aparición y mantenimiento del deseo sexual. 15. c) 16. c) 17. a) 18. b) 19. d) 465 Protocolo de experiencias prácticas de aprendizaje Práctica de laboratorio: Reconocimiento de las diferentes etapas del desarrollo embriológico humano. Objetivo: Identificarás las diversas etapas del proceso de desarrollo embrionario del ser humano. Presentación: Los animales mamíferos, incluida la especie humana, generan nuevos individuos mediante la denominada reproducción sexual; para ello se requiere de la existencia de células sexuales, masculinas (espermatozoides) y femeninas (ovocitos) que al unirse en el proceso denominado fecundación dan como resultado la formación de un huevo o cigoto, célula diploide que inicia, posteriormente, un proceso de proliferación celular, originando a partir de ese momento una serie de eventos que darán como resultado final la formación de un nuevo ser con las características genotípicas y fenotípicas de sus progenitores. En los mamíferos todo este proceso se efectúa en el interior de útero y culmina con el nacimiento de un nuevo individuo. Desde la etapa de huevo o cigoto hasta el momento del nacimiento transcurren, en la especie humana, nueve meses o 270 días aproximadamente. Durante ese lapso el nuevo ser se transforma desde ser una sola célula que mide 150 μm de diámetro hasta alcanzar una talla promedio de 45 cm a 50 cm de longitud, con un peso que oscila entre 2.800 kg a 3.500 kg. La secuencia de eventos citados se estudiará a través de una sesión de estudio guiado. Para tal fin utilizaremos una serie de diapositivas con imágenes de las diversas etapas del desarrollo del hombre, desde el huevo o cigoto hasta el nacimiento. Las imágenes permitirán conocer y entender el desarrollo embriológico a través de: la fecundación, el huevo o cigoto, la mórula, la blástula o blastocisto, la implantación de éste en el endometrio y su transformación en la gástrula y la aparición de las tres hojas blastodérmicas; la formación del sistema nervioso primitivo y de allí en adelante la génesis de todos los esbozos de órganos, aparatos y sistemas. Paralelo a todo ello se observará una serie de modificaciones en la forma externa del individuo hasta adoptar las características morfológicas que lo identifican como perteneciente a la especie humana. 466 Revisión de conceptos claves: 467 Recuerda que los conceptos antes mencionados están contenidos en los siguientes apartados: El sistema endocrino. La glándula hipófisis o pituitaria. El hipotálamo. Glándulas suprarrenales. Aparato reproductor masculino. Aparato reproductor femenino. Desarrollo embriológico humano. Lo anterior podrás repasarlo en la unidad 10 de tu libro didáctico de Biología 2. Formulación de la hipótesis de trabajo: Revisa los procedimientos que vas a realizar para desarrollar esta experiencia práctica. Predice qué puede suceder y plantea algunos supuestos como hipótesis de trabajo, por ejemplo: “En la etapa de implantación ya están definidos los esbozos del cuerpo del nuevo ser y de la placenta”. “Durante el primer mes de la gestación se forman los esbozos de los aparatos reproductores y digestivo”. “Al finalizar el tercer mes ya funcionan los órganos renales definitivos”. “Cuando el feto cumple el quinto mes de gestación, su corazón late 140 veces por minuto”. “Entre el séptimo y octavo mes el feto crece hasta medir entre 40 y 50 cm. Si en este periodo se produce el nacimiento el nuevo ser no podrá sobrevivir”. Desarrollo de la práctica: Materiales y equipos que se van a emplear: Proyector de diapositivas. Serie de diapositivas que muestran, de manera secuencial, las diversas etapas del desarrollo embrionario de la especie humana. Procedimiento para la realización de esta sesión de estudio guiado: 1. El profesor resumirá las diversas etapas del desarrollo embriológico de un ser humano, enfatizando en cada una de ellas las características referidas al tiempo de gestación como a los aspectos morfológicos externos más notorios y a continuación... 2. Proyectará las diversas imágenes siguiendo un orden cronológico de las diferentes etapas. 3. Los alumnos explicarán los aspectos morfológicos que caracterizan a cada una de ellas y 4. Esquematizarán las diferentes etapas del desarrollo embriológico humano resaltando las características anatómicas externas más notables. 468 Autoevaluación: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. ¿Cuáles son las hormonas hipofisiarias que intervienen en el proceso de la reproducción humana? ¿Qué influencia hormonal reciben los ovarios para que produzcan ovocitos maduros y hormonas ováricas? ¿Cuáles son las células que constituyen el epitelio seminífero? Enumera los componentes del aparato genital femenino. Describe brevemente la relación existente entre el hipotálamo, la hipófisis, testículos y ovarios. ¿Qué diferencias existen entre los estadios de gástrula y neúrula? ¿Qué estructuras celulares constituyen el blastocisto? Menciona cuatro características que presenta el embrión en el primer trimestre de la gestación. ¿Cuáles son los principales cambios que experimenta el feto en el segundo trimestre de la gestación? Conclusiones: Al finalizar la presente experiencia, ¿fue posible corroborar tus hipótesis planteadas? ¿Consideras que debes modificarlas? Anota tus conclusiones. ______________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________ 469