Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 1 “La vida es aquello por lo cual un ser se nutre, crece y perece por si mismo” . Aristóteles Cuadernillo elaborado por la Prof. Sandra Rodríguez Profesora de Ciencias Naturales Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 2 Índice Reseña histórica ................................................................................................................... 5 Características de los seres vivos......................................................................................... 6 Los Reinos ........................................................................................................................... 7 Sistema y Subsistemas .........................................................................................................9 Ecosistemas ......................................................................................................................... 10 Factores Físicos y Químicos que influyen en el ecosistema ...............................................11 Especies productoras, consumidoras y descomponedoras .................................................. 13 Los Ecosistemas artificiales y su impacto en el ambiente ................................................... 15 Los Residuos ....................................................................................................................... 17 Célula ...................................................................................................................................25 Teoría Celular ...................................................................................................................... 28 Célula Procariota y Eucariota .............................................................................................. 30 Estructuras y Organelas celulares ........................................................................................ 32 Transporte por la membrana plasmática ..............................................................................36 Reproducción Celular ..........................................................................................................37 Metabolismo ........................................................................................................................ 38 Catabolismo y Anabolismo .................................................................................................39 Alimentación en los autótrofos: fotosíntesis ........................................................................40 Bacterias .............................................................................................................................. 42 Virus ....................................................................................................................................44 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 3 PRIMERA PARTE Regiones del cuerpo.............................................................................................................50 Niveles de organización.......................................................................................................51 Sistema Nervioso ................................................................................................................. 52 Las Neuronas y el impulso nervioso.................................................................................... 55 Las Neuronas se comunican ................................................................................................ 57 Meninges ............................................................................................................................. 59 Encéfalo ............................................................................................................................... 59 Cerebro ................................................................................................................................ 59 Cerebelo ............................................................................................................................... 61 Médula Espinal .................................................................................................................... 61 Sistema Nervioso Autónomo ............................................................................................... 63 Actividad N° 1 .................................................................................................................... 23 Actividad N° 2 .................................................................................................................... 47 Actividad N° 3 ..................................................................................................................... 67 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 4 En la Grecia clásica, varios siglos antes de Cristo, diversos pensadores se preguntaban qué es la vida y cuáles son las características y el funcionamiento de los seres vivos, su diversidad y sus interrelaciones. Aristóteles, por ejemplo, desarrolló una obra extensa y sugerente sobre el tema, que incluyó, entre otros, muchos elementos, descripciones y clasificaciones minuciosas de distintos seres vivos (plantas, peces), el uso de razonamientos de “causa final”para la explicación del desarrollo de los organismos ( los organismos crecen y se desarrollan, guiados por propósitos intrínsecos, hacia una finalidad última que le es propia), y una exposición sistemática del fijismo, es decir, de la idea de que las especies se mantienen inmutables a lo largo del tiempo porque son “esencias”o tipos ideales. La calidad y el rigor de las aportaciones científicas de Aristóteles causó la admiración de grandes pensadores de la modernidad (entre ellos, el propio Charles Darwin) y llevó a algunos autores a bautizarlo el “padre de la biología”. En realidad, y en sentido estricto, la palabra “biología” (de origen griego, que significa “estudio sobre la vida”) se inventa durante el siglo XlX. Desde las primeras indagaciones sobre el mundo vivo y hasta entonces sólo había una colección de disciplinas no relacionadas que se ocupaban del estudio de los seres vivos, como la botánica, la zoología, la historia natural, la fisiología o la anatomía comparada. Haciendo un salto importante en el tiempo, llegamos al Renacimiento. En este periodo, y debido a un cambio en la imagen filosófica que se tenia del hombre como “centro de la creación divina”, florece el estudio detallado y riguroso de la anatomía humana, con fines que mezclaban lo estrictamente científico con la voluntad de hacer avanzar la profesión médica. Actualmente es común escuchar la afirmación de que estamos en el “siglo de la biología”, haciendo referencia a los años posteriores a la Segunda Guerra Mundial. En efecto, desde la postulación del modelo de la doble hélice para la estructura del ADN, en 1953, se abrió un abanico casi impensado de posibilidades, científicas y tecnológicas para los biólogos. La disciplina se fue haciendo mas conocida para la gente y generó debates y controversias sociales importantísimas. Conocer el “alfabeto” con el cual está escrita la información genética, transmitida de “padres” a “hijos” en cualquier especie, permitió avanzar en el estudio de gran cantidad de procesos asociados a la vida (división celular, metabolismo, reproducción sexual, herencia, mutaciones, evolución, entre otros) y, al mismo tiempo, poner a punto técnicas para manipular el material genético de algunos organismos con la finalidad de aumentar la calidad de vida de la humanidad en su conjunto. Entre estas técnicas se encuentran la “transgénesis” (una clase de “transporte” de genes de una especie a otra para mejorarla) y la clonación (la creación de “replicas” genéticas, algo así como hermanos gemelos “diferidos” en el tiempo) Ahora bien, todas estas nuevas ideas y herramientas se expanden a un ritmo vertiginoso, a veces, mucho más rápido que los cambios sociales necesarios para entenderlas, aceptarlas, anticipar sus consecuencias y gestionarlas con prudencia y responsabilidad. Por tanto, se abren muchos dilemas y debates de naturaleza ética, política, jurídica, religiosa, filosófica y económica, que tocan directamente los derechos humanos y la dignidad de las personas. Todos y todas deberíamos participar en forma responsable, critica y solidaria en estos debates, pero para ello es necesario conocer, aunque sea de manera sencilla y básica, sobre qué ideas científicas y tecnológicas se basan. Nuestra participación en las discusiones publicas y colectivas sobre los usos de la biología y de sus tecnologías ha de estar fundamentada en el conocimiento científico, aunque no quede limitada a una aplicación “descarnada” de ese conocimiento. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 5 La biología es la ciencia que estudia la vida, los seres vivos ¿Cómo podemos definir la vida o un ser vivo? En realidad no hay una definición simple. Por eso habitualmente se la explica, desde el punto de vista de la biología, a partir de las funciones de los organismos (nutrición, respiración, crecimiento, reproducción, etc.) o de su estructura (células, material genético, etc.). Es decir que la vida se define a partir de las propiedades que comparten los seres vivos. Por ejemplo, ¿Qué tienen en común una bacteria, un árbol y un ser humano? Aparentemente poco o nada. No obstante, son mucho mas parecido de lo que aparentan. Esas características son: Están formados por células: todos los seres vivos están formados por células, por lo que son sistemas altamente organizados y complejos; esta complejidad se observa tanto en su estructura como en el funcionamiento. Intercambian materia y energía con el ambiente: los seres vivos toman materia y energía del ambiente y la transforman, esto lo hacen mediante funciones metabólicas (nutrición, respiración, excreción, síntesis, etc.) Mantienen estable su medio interno: esta propiedad se denomina homeostasis y consiste en mantener estables las condiciones internas del organismo (concentración de sales, proporción de agua, temperatura, etc.) independientemente de los cambios del entorno. La homeostasis es una condición fundamental para el funcionamiento del organismo y, a su vez, el funcionamiento del organismo hace posible que se mantenga la homeostasis. Están adaptados a su ambiente: los organismos poseen características que les permiten vivir en un ambiente. Esas características se denominan adaptaciones. Responden a los estímulos: un estimulo es un cambio que ocurre dentro o fuera del organismo. El organismo tiene receptores capaces de detectar estos cambios y responde rápidamente a ellos. Esta capacidad recibe el nombre de irritabilidad y les permite a los seres vivos protegerse, defenderse y conservar sus condiciones homeostáticas. Crecen y se desarrollan: en los organismos unicelulares, el crecimiento involucra un aumento en el número de moléculas que forman la única célula del organismo. En los seres pluricelulares, el crecimiento resulta del aumento en el número de células que componen el organismo. Se reproducen: es decir, dan origen a descendientes que mantienen sus características de generación en generación. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 6 Aunque todos los seres vivos comparten las características previamente mencionadas, la evolución ha hecho que surja una variedad asombrosa de formas de vida. Los seres vivos con frecuencia se agrupan en cinco categorías principales llamadas reinos: Monera, Protista, Fungi, Plantae y Animalia. Reino Monera: los moneras son organismos unicelulares y procarióticos (sin núcleo definido) y la mayor parte de ellos están rodeados por una pared celular gruesa. Aunque algunos pueden realizar fotosíntesis (organismos autótrofos), la mayor parte absorben nutrientes de su alrededor (organismos heterótrofos). Ejemplos: bacterias y cianobacterias (algas verde-azuladas) Reino Protista: son organismos unicelulares y eucariotas (con núcleo definido). Algunos pueden realizar fotosíntesis (org. autótrofos), pero otros ingieren o absorben sus alimentos (org. heterótrofos). Muchos pueden moverse mediante cilios o flagelos. Ejemplos: protozoos, algas y hongos simples. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 7 Reino Fungi: la mayor parte de los hongos son pluricelulares, frecuentemente con tipos celulares especializados distintos para la alimentación o la reproducción. Los hongos generalmente absorben sus alimentos (heterótrofos), por lo regular, de los cuerpos muertos o los restos de plantas y animales. La mayor parte de los hongos no se mueven. Reino Plantae: incluye a todos los vegetales, se caracterizan por ser eucariotas pluricelulares, no móviles y tener un pigmento verde (clorofila) que les permite captar la energía del sol y fabricar su alimento por medio de un proceso llamado fotosíntesis (organismos autótrofos). Reino Animalia: son organismos eucariotas y pluricelulares. Generalmente ingieren sus alimentos (heterótrofos). Ejemplos: invertebrados (anémona de mar, insectos, etc.) y vertebrados (peces, mamíferos, aves, etc.) Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 8 Es frecuente que en las conversaciones las personas utilicemos la palabra sistema aplicada a uno u otro concepto: “sistema económico”, “sistema hidráulico”, “sistema social”, “sistema nervioso”. El término sistema forma parte del lenguaje cotidiano y se aplica a muchas disciplinas. Entonces, ¿Qué es un sistema? Un sistema se define como un conjunto de componentes que se relacionan entre si y actúan de manera coordinadas. Es decir que un sistema es más que la simple suma de sus partes. Cada componente cumple una función particular y es esencial para el funcionamiento del sistema en su totalidad. Por ejemplo, el cuerpo humano puede ser considerado un sistema en el cual el corazón, el cerebro y el estómago son algunos de sus componentes. Si uno de estos órganos falla, el resto del sistema se verá afectado. Por otra parte, cada tejido puede considerarse un sistema cuyas partes son las células que lo conforman. Es importante aclarar que las dimensiones y los límites de un sistema no existen como tales en la naturaleza sino que son establecidos en función del objetivo que se propone quien lo estudia. Por ejemplo, un ser vivo puede ser estudiado como un sistema. Pero para un ecólogo que estudia las relaciones de los seres vivos entre sí y con el ambiente, un ser vivo es un componente de otro sistema más complejo que se denomina “ecosistema”. Podemos distinguir entre tres grupos básicos de sistemas, según su relación con el entorno en el que se encuentra: Sistema abierto: sus límites son permeables y permiten el intercambio de materia y energía con el entorno. Sistema cerrado: es aquel que intercambia energía con el entorno, pero no materia. Ejemplo: televisor, su funcionamiento sólo ocurre cuando se le proporciona energía desde el exterior. Sistema aislado: no intercambia ni energía ni materia con el entorno. Ejemplo: un termo que contiene agua caliente, herméticamente cerrado, no intercambia ni materia ni energía con el ambiente. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 9 El siguiente esquema representa el intercambio de materia y energía en un ser vivo autótrofo y uno heterótrofo con el ambiente. El ecosistema es el sistema ecológico más famoso. Pero ¿qué es un ecosistema? El ecólogo catalán Ramón Margalef considera al ecosistema como la verdadera unidad de estudio de la ecología, a la cual redefine como biología de los ecosistemas, o estudio de la vida del ecosistema. Ciertamente, los ecosistemas son sistema vivientes de orden superior: están constituidos por una o varias comunidades, que interactúan entre si y con su espacio físico. Si bien hay distintas clasificaciones de los ecosistemas, en relación con las características de sus biotopos se diferencian dos grandes tipos: terrestres y acuáticos. Hay un estrecho contacto entre los ecosistemas terrestres y acuáticos, en especial en las costas de mares, ríos y lagunas, zonas en las que se hallan los llamados ecosistemas de transición. Los componentes del ecosistema son dos, los cuales dada su complejidad, deben definirse como subsistemas: Los bióticos son la parte viva: los organismos que interactúan entre si y conforman poblaciones que, a su vez, interactúan entre si e integran comunidades. Los abióticos son la parte no viva: todas las condiciones del espacio físico que, a su vez, interactúan entre si se condicionan mutuamente Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 10 FACTORES FISICOS ECOSISTEMA Y QUIMICOS QUE INFLUYEN EN UN Si pensamos en cada ambiente donde se desarrolla la vida, estos presentan factores físicos-químicos que de alguna manera condicionan el normal desarrollo de las especies. Estos factores raramente actúan en forma independiente sino que lo hacen en forma combinada entre ellos. Cuando algunos de los factores abióticos se encuentra fuera de un intervalo óptimo, al que llamamos intervalo de tolerancia, se convierte en una amenaza para la especie en cuestión, en un factor limitante para su crecimiento natural. TEMPERATURA HUMEDAD LUZ Las especies presentan rangos óptimos de temperatura en la que se desarrollan. Se observan dos formas de controlarla: Animales heterotermos: la temperatura interna depende de fuentes externas de calor, como el sol. Ej: reptiles, peces, etc. Todos los organismos necesitan una cierta disponibilidad de agua en su ambiente natural. Dado que la distribución de la misma puede ser marcadamente distinta, en los desiertos donde es escasa o bien en las zonas pantanosas donde es abundante, aquellos organismos que no estén preparados para su aprovechamiento no podrán sobrevivir. La cantidad de radiación recibida, también puede ser un factor limitante. Esto afecta notoriamente a las plantas, como así también a los animales. Algunos seres vivos se han adaptado a una actividad intensa diurna, mientras que otros a una intensa actividad nocturna. Animales homeotermos: mantienen su temperatura gracias a la producción de calor de su metabolismo. Ej: aves y mamíferos. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 11 ESTRUCTURA SUELO DEL SALINIDAD DEL AGUA Presencia de ciertos La proporción de sal en el minerales. agua es fundamental para la Permeabilidad. distribución de las especies. Porosidad. Hábitat marino (agua salada) Hábitat dulceacuícola (agua dulce) DISPONIBILIDAD OXIGENO DE Este factor influye principalmente en los ambientes acuáticos. En los ambientes terrestres, la altura sobre el nivel del mar también determina la disponibilidad de oxigeno. Ya sean acuáticas o terrestres, las distintas especies han desarrollado distintas estructuras para realizar el intercambio de gases o respiración. EPITELIOS TRAQUEAS BRANQUIAS La piel intercambia los gases con el medio ambiente. Ej: anélidos y anfibios. Sistemas de tubos ramificados dentro del cuerpo que conducen el oxigeno hasta las células. Ej: insectos. Membranas finas con muchos vasos sanguíneos, que permiten el intercambio de oxigeno con el medio ambiente. Ej: peces. PULMONES Órganos desarrollados para la respiración en ambientes terrestres. Ej: reptiles, aves y mamíferos. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 12 PRODUCTORES: se llama productores a los organismos autótrofos, es decir, aquellos que producen sus propios alimentos (materia orgánica) en el proceso de fotosíntesis. La materia orgánica elaborada es aprovechada por otros organismos de la comunidad. Ej: vegetales, algunas bacterias y los protistas que realizan fotosíntesis (algas unicelulares) CONSUMIDORES: se denomina consumidores a los organismos heterótrofos, es decir, aquellos que se alimentan de otros organismos, de los cuales obtienen los compuestos orgánicos necesarios para su vida. Ej: animales y de los protistas que no realizan fotosíntesis, o protozoos. Según su tipo de alimentación, los consumidores pueden ser: a- Primarios, que se alimentan de productores (son los herbívoros) b- Secundarios, que se alimentan de consumidores primarios (son los carnívoros que se alimentan de herbívoros) c- Terciarios, que se alimentan de consumidores secundarios (son los carnívoros que se alimentan de otros carnívoros) Algunos consumidores pueden ser de uno y otro tipo, según el organismo del cual se alimenten; por ejemplo, los omnívoros se alimentan tanto de vegetales como de animales; los detritívoros ingieren restos vegetales o animales en descomposición; los carroñeros consumen restos de animales muertos. DESCOMPONEDORES: se llama descomponedores a los organismos que desintegran la materia orgánica de los restos de otros seres vivos, transformándola en materia inorgánica, que se incorpora al suelo y es reutilizada por los productores. Son descomponedores muchos tipos de bacterias y hongos. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 13 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 14 La naturaleza ha sido modificada por el hombre desde el momento en que él dejó de ser nómade para ser sedentario (es decir, se establece en forma permanente y fija residencia por mucho tiempo). Estas modificaciones surgen para destinar a diferentes tipos de uso el medio en el que se desarrolla (cultivos, cría de animales, represas, ciudades). Así, se formaron sistemas humanos, donde el factor cultural comenzó a tener tanta importancia o más que el factor biótico y abiótico. AGROECOSISTEMAS Los sistemas agrícola-ganaderos están destinados a producir alimentos y fibras textiles. Generalmente, reemplazan áreas de praderas y bosques naturales por campos de cultivos de una sola especie de planta (monocultivo). Estos sistemas, tan simplificados, no tienen la estabilidad o resistencia a los cambios que presentan los ecosistemas naturales, principalmente porque hay pocas especies interactuando entre si. Además, en el agroecosistema es necesario contribuir con un suplemento extra de energía, a través de la utilización de combustibles fósiles que accionan las maquinarias para el cultivo, la irrigación, la fertilización y el control de plagas. Esta “inyección” de energía, se conoce como subsidio de energía, y tiene como objetivo generar una mayor productividad. Se introduce ganado, el sobrepastoreo también altera las condiciones del medio, lo que favorece la fragilidad del ecosistema artificial. ¿SABIAS QUE…. En los últimos años el etanol y el biodiesel adquirieron un rol muy importante, en especial en los países industrializados que son los mercados de mayor consumo energético de combustible. Esto hizo que los países con mayores potenciales de producción aspiren a crear un mercado internacional de biocombustibles, tal como sucede con la Argentina. Pero la producción de biocombustibles pone en riesgo la biodiversidad y la soberanía alimentaria. La extensión de cultivos como la soja, el maíz, la colza, la palma o caña de azúcar provoca la destrucción de ecosistemas naturales como las selvas tropicales y los bosques nativos. Sólo en la Argentina, se perdieron más de dos millones de hectáreas de bosques en los últimos diez años y la rentabilidad sojera expulsó otras actividades como la ganadería, la lechería y los cultivos alternativos. Extraído de Greenpeace en acción. Número 56.2008 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 15 LA DEGRADACION DE LOS SUELOS Al usar los suelos para la actividad agrícola, sin controles adecuados, y sin tomar previsiones genera alteraciones que llevan a la progresiva pérdida de fertilidad del suelo y este pierde sus propiedades, dejándolo inservible para la actividad productiva. En cada cosecha, las plantas toman del suelo diversos nutrientes (nitrógeno, fósforo, etc.) y lo acumulan como biomasa. Si, año tras año, se siembra la misma especie de planta, por ejemplo soja, y no se rotan los cultivos, el suelo agota esos nutrientes y se empobrece. Por eso, es necesario alternar el tipo de cultivo, de modo que permita a los suelos recuperar esos nutrientes; de lo contrario, tarde o temprano, las plantas no tendrán los requerimientos necesarios para desarrollarse y el suelo se tornará pobre. Otro proceso de degradación química es la salinizacion. El agua de riego deposita ciertas sales sobre los campos que, a lo largo del tiempo, cambian las características del suelo provocando una menor fertilidad. El uso excesivo de plaguicidas, herbicidas y fertilizantes actúan también como factores que alteran las propiedades del suelo. ECOSISTEMA URBANO El hombre buscó refugio para resguardarse de la inclemencia del tiempo para sentirse protegido, desde su aparición en la tierra. Primero comenzó con viviendas precarias pero lentamente, la construcción fue mas compleja y las comunidades prosperaron, por lo que se vieron obligadas a buscar asentamientos que ofrecieran las mejores condiciones de clima y de producción de alimentos, de manera tal de asegurarse la supervivencia. En los últimos siglos el hombre ha generado ambientes totalmente modificados que conforman ecosistemas urbanos. Las ciudades incrementan día a día el número de habitantes. Las personas abandonan los ambientes rurales, y se dirigen a las ciudades con el propósito de lograr mejores condiciones de vida. Las ciudades, como cualquier otro ecosistema, demandan un constante aporte de materia y energía del entorno, pero, al medio ambiente, devuelven diferentes tipos de materiales, generalmente desechos. En la mayoría de las ciudades, se produce un gran derroche de la energía que ingresa y se generan enormes cantidades de desperdicios y de residuos que al ser eliminados al ambiente producen un deterioro de la cantidad de agua, del aire y de los suelos. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 16 Un grave problema al que se enfrentan las sociedades es qué hacer con los residuos que generan. El crecimiento de la población y el aumento de la cantidad de los residuos eliminados superan, en muchos casos, la capacidad de recolección y su disposición final. RESIDUOS ORGANICOS Se producen como resultado de Procesos naturales INORGANICOS Son el resultado de procesos realizados por el hombre Están formados por materiales de difícil degradación Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 17 CLASIFICACION DE LOS RESIDUOS POR SU ORIGEN Sólidos urbanos Industriales Sanitarios Se generan por los quehaceres domésticos, por las actividades de oficinas y comercios y empresas de la construcción. Restos de comida, envases plásticos y de vidrio, pañales descartables, aerosoles, papeles y cartones, latas de aluminio, metales, escombros, pilas y baterías, electrodomésticos descompuestos y muebles en desuso. Se generan como consecuencia de las actividades fabriles y empresarias, junto con distintos elementos sólidos, producen sustancias químicas que, de acuerdo con su nivel de contaminación, se los clasifica, a su vez, en tóxicos o peligrosos y no tóxicos. Son el resultado de las actividades de los centros de salud (hospitales, clínicas) y laboratorios de análisis clínicos y farmacéuticos. Por ejemplo, jeringas, guantes, material quirúrgico, vendas, gasas. Parte de estos residuos pueden contener agentes infecciosos, capaces de transmitir enfermedades y deben ser desinfectados o incinerados en hornos especiales. ¿SABIAS QUE… El crecimiento de los residuos electrónicos es mundial y es liderado por los países del Primer Mundo. Según datos de Naciones Unidas, en 2005 se descartaron alrededor de 50 millones de toneladas. Esta cantidad representa el 5% de los residuos sólidos urbanos, un número solo superado por los envases plásticos y mucho más peligrosa. Extraído de Greenpeace en acción. Número 56. 2008 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 18 CONTAMINACION DEL AIRE Un problema importante que se genera en las ciudades es la elevada emisión de gases a la atmósfera y la formación del smog fotoquímico. Este consiste en una larga cadena de reacciones químicas que se producen en el aire por diversos contaminantes y por acción de la luz solar. Este efecto es más evidente en climas cálidos, soleados y secos. Generalmente, la masa de aire que envuelve una ciudad es barrida por los vientos o lavada por las precipitaciones, eliminando de esta manera las contaminaciones que se encuentran en suspensión (aunque simplemente son transferidos a otro lugar y no desaparecen). Por su parte, el sol calienta la superficie y genera corrientes que hacen circular el aire verticalmente. De esta manera, el aire se mezcla en forma constante, lo que impide la acumulación de contaminantes a nivel de la superficie. En las localidades rodeadas de cerros o montañas, este proceso de depuración no se produce tan fácilmente. Un fenómeno conocido como inversión térmica produce que una masa de aire caliente se asiente sobre las ciudades, y evita que el aire frío superficial se aleje y se dispersen los contaminantes. Esta inversión térmica puede durar sólo varias horas, pero sus efectos más nocivos ocurren cuando se instala por varios días. ¿COMO EVITAR EL DETERIORO DEL AMBIENTE? Conocer como afecta al ambiente las actividades del hombre, permite tomar medidas para cuidar el agua, el aire y el suelo. Instalar plantas depuradoras para limpiar de sustancias toxicas las aguas de industrias y hogares, antes de arrojarlas al ambiente. Evitar el derroche de agua cerrando bien las canillas mientras no se las usa y cuidando de que no haya pérdidas. Instalar filtros en chimeneas de las industrias para retener partículas contaminantes. Controlar periódicamente los automotores para evitar que los motores quemen aceite y combustible innecesariamente. Usar menos los transporte automotores y reemplazarlos, dentro de lo posible por otros menos contaminantes. Evitar la tala y quema de bosques. Ir cambiando las especies vegetales que se siembran en un mismo terreno, para evitar el desgaste de las tierras. Dejar descansar los campos de pastoreo retirando el ganado, al mismo tiempo sembrar esas tierras para protegerlas de la erosión. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 19 ¿SABIAS QUE… El papel y el cartón proceden de un recurso natural renovable como es la madera. Presentan múltiples usos. La mayoría de los embalajes de este tipo son de cartón ondulado. Además de los productos alimenticios, el papel y cartón envuelven muchos artículos de consumo. Cada tonelada de papel reciclado evita talar quince árboles grandes. El vidrio es uno de los clásicos del reciclado. Es un material hecho a partir de arena, sosa industrial y caliza, fundidos en altas temperaturas. Tenemos que aprender a separar las botellas de los tarros en la basura de nuestra casa. Cada tonelada de vidrio reciclado evita gastar ciento treinta y cinco litros de combustible. CAMPAÑA DE PRECICLAJE Y RECICLAJE DE RESIDUOS Todos los días, algún miembro de nuestra familia saca su bolsa de desperdicios a la calle. A partir de ese momento, se olvida de ella. ¿Qué sucede con ello? Las grandes ciudades tienen sistemas de recolección de basura, barrido y limpieza que tratan de hacerse cargo de ese volumen diario de basura. Se calcula que un habitante de nuestras ciudades arroja un volumen aproximado de 1 Kg. /día. Dado que los residuos no desaparecen, es importante tomar conciencia de que es necesario cambiar algunos de nuestros hábitos. El problema de los residuos demanda cambios de actitud y búsqueda de soluciones por parte de cada uno de los integrantes de la sociedad. Para poder encarar algún emprendimiento de este tipo, la población debe saber que la acumulación de los residuos puede disminuir, si se aprovechan distintos materiales de desecho. Es decir que, para que los habitantes de una ciudad tomen conciencia, es necesario informarlos respecto de este tema. PARA TENER EN CUENTA Preciclaje Reciclaje En el momento de decidir la compra de un producto, conviene elegir aquellos que tengan menor cantidad de envoltorios (ya que estos irán directamente a la basura) Consiste en volver a aprovechar distintos tipos de residuos, tales como el aluminio de las latas, el papel, diversos objetos metálicos, etc. Estos se pueden volver a procesar y transformar en nuevos productos. Es preferible comprar un producto reciclado, para fomentar este tipo de actividades Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 20 LAS TRES R DE LA ECOLOGIA Reducir Reducir el volumen de la basura Reutilizar Reciclar reutilizar algunos productos (por Ej. Una bolsa de nylon puede cumplir varias veces una misma función); esto representa un gran ahorro de recursos materiales y energéticos Es necesario evitar el uso de Materiales descartables Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 21 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 22 Corte por la línea de puntos y envíe 1 1. Relea el concepto y la clasificación de sistema, y responda: ¿Qué tipo de sistema es el ser vivo? Justifique. …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 2. Confeccione un cuadro comparativo entre los distintos Reinos teniendo en cuenta las siguientes características: cantidad de células que lo forman (uni o pluricelular), presencia de núcleo, tipo de alimentación y ejemplos. …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 3. ¿Qué es un sistema? …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 4. Observe el gráfico de la página 8 y responda: ¿Qué sustancias ingresan en un organismo que realiza fotosíntesis? …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ¿Qué tipo de energía incorpora un organismo autótrofo? ¿Y uno heterótrofo? …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 23 5. a- Identifique en la siguiente imagen los distintos tipos ecosistemas. …………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… b- Marque en la imagen con el número 1, los seres vivos autótrofos; con el 2 los heterótrofos; con 3 seres vivos ectotermos y con 4 los seres vivos endotermos. Tenga en cuenta que a un mismo ser vivo puede corresponderle más de un número. c- ¿Qué factores abióticos se encuentran presentes en este ecosistema? (incluya también a aquellos que no pueden verse)……………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… 6. ¿Qué diferencia existe entre un ecosistema natural y uno artificial? …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 7. Investigue cómo puede afectar al suelo el pastoreo abusivo (sobrepastoreo), en un agroecosistema. ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………. 8. Investigue en qué consiste la Ley 1.854 también conocida como “Basura cero”: ¿en qué año fue sancionada? ¿Cuál es su sistema de gestión? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 24 “¿Cuántas células forman un ser humano? Nadie lo sabe, sólo hay estimaciones. Una persona estaría formada por algo así como diez billones de células (un 1 seguido de trece ceros). Según otros cálculos, la cantidad seria más bien cincuenta billones. O cien. Son números tan grandes que es difícil imaginar lo que significan: unas mil veces la cantidad de estrellas de la Vía Láctea, o 16.000 veces la población mundial. Pero no son más que estimaciones y quizás ni siquiera se acercan a la verdad. Después de todo, hasta hace menos de 10 años se pensaba que los seres humanos teníamos 100 mil genes, pero después del proyecto Genoma Humano resultó que tenemos menos de 30 mil. El doble que una mosca de la fruta y bastante menos que una planta de arroz. […] Retengamos entonces esta idea: en la Tierra hay una cantidad enorme, inimaginable, incalculable de células. Una idea inquietante, o maravillosa; cada uno la tomará como pueda. Para mí, es tan sorprendente como esta otra: todas esas células descienden de una sola célula que vivió hace miles de millones de años. Todos los seres vivos somos parientes, en algunos casos muy lejanos, en otros menos, pero parientes al fin.”1 La célula es la unidad básica que forma todos los seres vivos que cumple con todas las características de los mismos. La palabra célula fue utilizada por primera vez por Robert Hook, un científico inglés que hace aproximadamente 300 años al observar un trozo de corcho con un microscopio, descubrió que está constituido por pequeñas cavidades o “celdas”. Pero recién 150 años después se postuló la Teoría Celular ( Schleiden y Schwann, 1838) que afirma que todos los seres vivos están formados por células, y que toda célula se origina a partir de otra preexistente; este descubrimiento, marca el nacimiento de una rama de la biología: la Biología celular. Si bien se puede reconocer fácilmente las características de los distintos seres vivos, (un perro, una planta, un hongo), un estudio mas detallado demuestra que tienen mucho en común, esas similitudes de todos los seres vivos es que llevan a cabo las mismas funciones, se alimentan, respiran, eliminan desechos, etc. Otra característica común a los organismos es que están formados por pequeñas unidades llamadas células. Algunos seres vivos están constituidos por una célula por lo que se denominan unicelulares mientras que los otros se denominan pluricelulares. En los unicelulares todas las funciones se cumplen en el interior de una única célula, que se encuentra en contacto con el exterior. Los organismos pluricelulares, en cambio, poseen distintos tipos de células donde existe lo que denominamos división del trabajo, el funcionamiento en conjunto de todas hace posible que el organismo se mantenga vivo y realice todos sus procesos. Como se ha dicho, los organismos pluricelulares están formados por distintas clases de células, que realizan una o mas funciones. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 25 Cada grupo de células similares que cumplen una misma función se llama tejido. TEJIDO Otros seres presentan una estructura diferente pues sus tejidos se agrupan formando órganos. ORGANO Los organismos más complejos presentan un sistema de órganos. SISTEMA DE ORGANOS ORGANIZACIÓN DE LOS SISTEMAS DE ORGANOS Un sistema de órganos esta formado por varios órganos distintos, conectados entre si. Se puede encontrar una gran organización. Las células se hallan agrupadas en tejidos, estos a su vez forman órganos y diversos órganos componen un sistema. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 26 Actualmente se define célula como la unidad estructural, funcional y de origen de todo ser vivo. Estructural UNIDAD La estructura básica de todos ser vivo es la célula Toda célula se origina en otra célula preexistente Origen Cumple las funciones de un ser vivo. Crece, se reproduce, se adapta al medio, etc. Funcional De vida más simple A partir de una célula se organiza al ser vivo. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 27 LA TEORIA CELULAR En la actualidad, y gracias a los adelantos científico-tecnológicos en microscopia, óptica, bioquímica, biología celular, técnicas de coloración y paleo biología (el estudio de la vida en el pasado), todos los biólogos aceptan los postulados de la Teoría Celular: la célula es la unidad anatómica, funcional y que da origen a todo ser vivo. Es anatómica, porque todos los organismos están formados por una o más células. Es fisiológica, porque cada célula realiza las funciones vitales necesarias para sobrevivir. Es reproductora, porque cada célula proviene de otra preexistente. Es hereditaria, porque transmite información (las características propias de su especie) a las células hijas. Dos siglos más tarde de las observaciones de Hook, el médico alemán Rudolph Virchow amplió la Teoría Celular a partir de la observación de muestras de tejidos humanos, en especial de tejido nervioso, y detectó por primera vez las características especiales de las neuronas. En este sentido, las células humanas no son la excepción y exhiben las mismas características de otras células eucariotas, a pesar de la especialización funcional que desarrollan en diferentes tejidos, órganos y sistemas orgánicos del cuerpo. La investigación en Citología humana comenzó con el desarrollo del microscopio óptico compuesto. En general las células y tejidos vivos son difíciles de estudiar con el microscopio fotónico, ya que los tejidos multicelulares son demasiado gruesos para dejar pasar la luz y las células vivas aisladas suelen ser transparentes, con poco contraste entre los detalles internos. Sin embargo, se pueden realizar estudios de tejidos, realizando cortes a mano alzada con una hojilla bien afilada y haciendo observaciones con el microscopio óptico, previo montaje de la muestra sobre un portaobjeto de vidrio, con una gota de agua y cubriendo con un vidrio cubreobjeto. Primeramente el estudio detallado de las células se ha favorecido con el mejoramiento de los microscopios y el desarrollo de métodos y técnicas para preparación y observación de las células. En segundo lugar, se trata de correlacionar los hallazgos estructurales con la información bioquímica. Además de los avances en la microscopia que se observaron en la segunda mitad del siglo XIX y en el siglo XX, que han mejorado el poder de resolución de estos instrumentos, se han desarrollado también las técnicas básicas de preparación del material para su estudio con el microscopio: Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 28 1. se fijan las células o tejidos con agentes que matan y estabilizan la estructura, por ej. Alcohol, ácido acético, formol, tetróxido de osmio, permanganato de potasio, entre otros. 2. se deshidratan con alcohol etílico, butanol, acetona, etc. 3. se montan en sustancias duras que actúan como soporte del tejido para ser posteriormente cortados, ya sea con un micrótomo de Minot o con hojilla de diamante, si se requieren cortes ultrafinos, para microscopia electrónica. 4. se tiñen las células con colorantes que actúan sobre algunos organelos, produciendo contraste entre núcleo o citoplasma, o entre mitocondrias y otros elementos del citoplasma. Existen distintos métodos de preparación para el estudio de ciertas características celulares específicas. En este siglo, el desarrollo de las técnicas citológicas ha seguido las siguientes líneas: a- Se desarrollaron nuevos aparatos ópticos, como el microscopio de contraste de fase y se perfeccionaron otros como el microscopio de luz polarizada, facilitando así el estudio de las células vivas; b- Se inventó el microscopio electrónico de transmisión( TEM, transmisión electron microscopy) y el microscopio electrónico de barrido (SEM, scanning electron microscopy); c- Se crearon métodos citoquímicos para lograr información química a partir de preparaciones microscópicas, entre estos se pueden citar la inmunofluorescencia y la microrradioautografia; d- Se idearon técnicas para fragmentar las células mediante ultrasonido, homogenizado, y el aislamiento de los organelas y otros componentes mediante centrifugación diferencial, para su posterior estudio bioquímico. El microscopio es un instrumento de gran utilidad para los biólogos, ya que les permite ver y examinar en detalle microorganismos, cuyas imágenes amplifica dependiendo de los lentes con los que cuente. El microscopio óptico o de luz tiene dos lentes principales: el objetivo y el ocular. En los microscopios de calidad, estos lentes están constituidos por grupos de lentes para obtener una imagen más nítida y luminosa de lo observado. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 29 CELULAS EUCARIOTAS Y PROCARIOTAS Imaginemos las células como globos que pueden presentar variedad de formas, tamaños y colores. Cada célula esta separada del medio en que vive por una membrana que es semipermeable y selectiva llamada membrana plasmática, que permite la entrada de los productos que ella necesita y la salida de los desechos. Si observamos una célula en un microscopio óptico, podemos distinguir en el interior una porción que es el núcleo, rodeado de citoplasma, en el cual podemos encontrar cierta cantidad de organoides sólo visibles al microscopio electrónico, más potente que el óptico. En el mundo viviente se encuentran básicamente dos tipos de células: las procariotas y las eucariotas. Las células procariotas (del griego: pro, antes de; Karyon, núcleo) carecen de núcleo bien definido. Todas las otras células del mundo animal y vegetal, contienen un núcleo rodeado por una doble membrana y se conocen como eucariotas (del griego: eu, verdadero; karyon: núcleo) Las células procarióticas son por lo general muy pequeñas, con una estructura interna relativamente sencilla. Casi todas las células procariotas están rodeadas por una pared celular relativamente dura. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 30 Las células eucarióticas difieren de las células procarióticas en muchos aspectos. Además de ser más grandes que las células procarióticas, las células eucarióticas contienen una gran variedad de organelos membranosos que le proporcionan a la célula una organización estructural y funcional. El material dentro de la membrana plasmática se divide en el núcleo, un organelo que consta de una membrana doble capa que contiene al material genético y el citoplasma, que contiene el resto. Dentro de las células eucariotas, existen dos tipos: las células vegetales y las células animales. CELULA ANIMAL CELULA VEGETAL Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 31 ESTRUCTURAS Y ORGANELAS CELULARES Membrana celular o plasmática: rodea la célula y la separa del medio exterior. Es selectiva, es decir, permite la entrada y salida de determinadas sustancias, así la célula mantiene estable su medio interno. El núcleo esta separado del citoplasma por una membrana nuclear o carioteca (semejante a la plasmática); en él se hallan los filamentos de cromatina (ADN), que en el momento de la división celular forman los cromosomas, que son los encargados de transmitir la información genética a la nueva célula. El núcleo por lo general se encuentra en el centro de la célula, tiene forma esférica y ocupa, aproximadamente, el 10% del volumen celular. Esta limitado por la envoltura nuclear, formada por dos membranas concéntricas. Esta presenta perforaciones o poros que permiten la entrada y salida de distintos materiales, es decir que conecta al interior del núcleo con el citoplasma. Ultraestructura del núcleo celular Cromatina y cromosoma El ADN: también conocido como material genético, es el encargado de regular el funcionamiento de la célula. Esta molécula es de gran tamaño y esta formada por otras moléculas mas pequeñas llamadas nucleótidos, unidas entre si. Durante la división celular el material hereditario esta muy enrollado y compactado, y forma estructuras –los cromosomas- que pueden observarse con el microscopio óptico. Cada especie tiene en sus células un número de cromosomas constante y característico. En el cariotipo de la especie humana se observa que los 46 cromosomas no son iguales. Existen 23 modelos distintos, cada tipo de cromosomas tienen un tamaño determinado. Los cromosomas se ordenan de a pares; cada par tiene una secuencia de genes que le es propio (de cada modelo hay dos cromosomas, uno que heredamos de nuestra madre y otro que heredamos de nuestro padre) Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 32 Cariotipo humano normal. Las células humanas presentan 22 pares de cromosomas (autosomas) y un par de cromosomas sexuales. En la mujer este par esta formado por dos cromosomas X (XX) y en el hombre, por un X y un Y (XY) Dato: los chimpancés y los gorilas tienen 48 cromosomas, la cebolla tiene 16, el maíz 20, los ratones 40 y las abejas 32. El citoplasma posee un sistema de fibras que constituyen un citoesqueleto, en el cual están suspendidos los organelos y las formaciones intracelulares identificables microscópicamente. El citoplasma esta compuesto por agua, iones y moléculas orgánicas pequeñas, macromoléculas y enzimas solubles, y las proteínas que constituyen el citoesqueleto. Funciones: en el citoplasma se realizan todas las reacciones químicas conocidas con el nombre de metabolismo. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 33 Mitocondrias: en esta organela se lleva a cabo el proceso de respiración celular, por el cual se libera la energía contenida en las sustancias nutritivas. Ultraestructura de una mitocondria a) Diagrama tridimensional; b) esquema de un corte visto al M.E.T. Retículo endoplasmático liso: participa en la fabricación de lípidos, y en la degradación de algunos polisacáridos, como el glucógeno (en las células animales) y el almidón (en las células vegetales). Transporta estas sustancias dentro de pequeñas vesículas, hacia el complejo de Golgi. Retículo endoplasmático rugoso: membranas que forman canales y vesículas en donde se procesan y transportan sustancias en la célula. Contiene ribosomas adheridos en los que se fabrican proteínas, que son transportadas a la membrana plasmática o afuera de la célula. Los ribosomas que están libres en el citoplasma fabrican proteínas que quedarán dentro de la célula. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 34 Complejo de Golgi: en las células animales se trata de un complejo de membranas en donde se procesan, empaquetan y distribuyen sustancias que provienen del retículo endoplasmático. En las células de las plantas superiores no se lo puede considerar como una unidad estructural, sino unidades individuales esparcidas por el citoplasma, llamadas dictiosomas. Las vesículas llevan las sustancias que reciben del RE hacia la membrana celular, donde quedan ancladas o salen al espacio extracelular. Vacuola: remueve productos de desecho y almacena sustancias ingeridas en células animales y vegetales. En las células vegetales ocupa una porción amplia del citoplasma, contiene agua, iones inorgánicos y azúcares. Además cuenta con numerosas enzimas que se liberan, capaces de degradar sustancias de desecho y eliminarlas de las células, y así puede funcionar de manera equivalente a los lisosomas de las células animales. También regula el potencial hídrico de las células otorgándole rigidez. Centríolos: estructuras cilíndricas, constituidas por proteínas. Participan en la división celular. No están presentes en algunos protistas. Cloroplasto: contiene pigmentos que captan la energía lumínica y la convierten en energía química durante la fotosíntesis. Ultraestructura de un cloroplasto: a) diagrama tridimensional; b) esquema de un corte visto al M.E.T Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 35 Lisosomas: pequeña vesícula que se origina a partir del complejo de Golgi. Contiene enzimas digestivas. Pared celular: gruesa y rígida, formada principalmente por celulosa. La resistencia que opone la pared celular impide que la célula vegetal “explote” y le da firmeza a la planta. TRANSPORTE POR LA MEMBRANA PLASMATICA Difusión: es el movimiento de moléculas desde un lugar donde están en mayor concentración hacia otro donde están en menor concentración. Por ejemplo, al tirar una gota de colorante en un vaso con agua, al cabo de un cierto tiempo toda el agua del vaso se colorea de manera uniforme. En este caso, las moléculas se difunden en el agua. Osmosis: es la difusión de agua a través de una membrana semipermeable, es decir que deja pasar ciertas sustancias y otras no. En la célula, el agua se mueve a través de la membrana desde una zona de alta concentración a otra zona de baja concentración. El proceso de ósmosis desempeña un papel fundamental en la vida de las células. En general, la concentración de agua dentro de ella y en el líquido extracelular es igual, por lo que el agua no tiende a entrar ni salir de la célula. Pero si la célula toma contacto con una solución que tiene menor concentración de agua que la que existe en su interior, el agua sale hacia fuera por ósmosis. Esto provoca que las células disminuyan de volumen, hasta que las concentraciones se igualen. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 36 En las células vegetales que tienen la pared celular rígida, el agua entra por ósmosis. Esta presión empuja el citoplasma contra la pared celular y ayuda a que la célula mantenga su forma. El mecanismo por el cual se originan dos células a partir de una célula, debe asegurar que cada una de las nuevas células reciban la misma información genética que la célula original, en definitiva que posean los mismos cromosomas. Para ello, antes que se produzca la división celular, el ADN debe duplicarse y luego condensarse para ser repartido equitativamente. La división del núcleo se llama mitosis o cariocinesis, la división del citoplasma se llama citocinesis y se produce generalmente, al mismo tiempo que las últimas etapas de la división del núcleo. MITOSIS Etapas de la división celular 1. Interfase. Los cromosomas dispersos en forma de los gránulos de cromatina y la carioteca esta intacta. Se replica o autoduplica el ADN. Carioteca Cromatina Centríolo 2. Profase. La carioteca se desintegra. Los centríolos se hacen visibles y comienzan a migrar. Las fibras del huso se diferencian del citoesqueleto. Los cromosomas se acortan y condensan. Se observan claramente uno o más nucleolos. 3. Metafase. Los cromosomas divididos en sus cromatidas se sitúan en la placa ecuatorial de la célula. Se diferencian los polos del huso. Huso Placa ecuatorial 4. Anafase. Arrastrados por las fibras del huso, los cromosomas hijos diferenciados migran a los polos opuestos de la célula. 5. Telofase. Se forma nuevamente la carioteca. Los cromosomas se alargan y se vuelven invisibles. 6. Citocinesis. Se separa el citoplasma (con sus organelas) entre las células hijas. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 37 METABOLISMO Serie ordenada de reacciones químicas que ocurren en el interior de la célula, que permiten la producción de energía biológicamente útil y la fabricación de nuevos materiales. Los humanos al igual que todos los seres vivos, sean unicelulares o pluricelulares, para crecer, repararse o reproducirse, fabrican nuevos materiales celulares; así mismo, producen energía biológicamente útil para realizar todas las funciones anteriores. Esto se logra gracias a una de las características fundamentales denominada metabolismo. La palabra metabolismo se deriva de metabole que significa cambio o transformación. La pregunta obvia es: ¿Qué es lo que transformamos durante nuestro metabolismo? A través del metabolismo, los nutrientes que ingerimos diariamente, son transformados en nuevos materiales celulares y energía biológicamente útil, esta transformación se realiza a través de una serie ordenada de reacciones químicas. Los nutrientes pueden ser de dos tipos: orgánicos e inorgánicos. Dentro del grupo de los nutrientes orgánicos encontramos a los carbohidratos, lípidos, proteínas y vitaminas; a los primeros tres grupos de nutrientes se les conoce con el nombre de biomoléculas, y son indispensables para la vida. Entre los nutrientes inorgánicos encontramos a las sales minerales, dióxido de carbono y agua. El metabolismo ocurre en el interior de cada una de nuestras células, o bien, en la única célula de los organismos unicelulares y se define de la siguiente manera: El metabolismo es el conjunto de las transformaciones que las células realizan de los nutrientes que reciben. Todas las reacciones químicas que, como la síntesis de proteínas, forman parte del metabolismo, están controladas por las enzimas. Dentro de una célula hay cientos de enzimas diferentes; cada una de ellas actúa en una reacción distinta. La acción de las enzimas es la de catalizadores biológicos, esto significa que aceleran la velocidad de las reacciones metabólicas en las que intervienen. El metabolismo celular –la vida- seria imposible sin las enzimas. Las enzimas son proteínas, y como tales, las órdenes para su síntesis provienen del ADN celular. El metabolismo puede dividirse en dos tipos de procesos: Los procesos catabólicos o catabolismo. Los anabólicos o anabolismo. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 38 Catabolismo Es el proceso por el que la célula descompone los nutrientes y los transforma en sustancias más sencillas. El principal objetivo del catabolismo es la obtención de energía para el funcionamiento celular. La respiración celular es un proceso catabólico que consiste en la oxidación de ciertos nutrientes que funcionan como combustibles. Para la respiración celular las células requieren glucosa (que es un azúcar) y oxigeno. La glucosa se obtiene de los alimentos, mientras que el oxigeno se obtiene del aire. El aparato circulatorio se encarga de entregarlos a todas las células. Una vez en ellas, el oxigeno participa en la combustión de la glucosa. El resultado final es que la glucosa queda reducida a sustancias muy simples, agua y dióxido de carbono, mientras que la energía química que estaba contenida en su molécula se libera. Las células transfieren gran parte de dicha energía al ATP, sustancia que actuara como intermediaria, volviendo a ceder rápidamente la energía cuando sea necesario. (El ATP es una molécula que puede actuar como transportador de energía química, en cientos de reacciones celulares, por lo que se le considera como un compuesto rico en energía) La respiración tiene una primera etapa llamada glucólisis, que se cumple en el citoplasma de la célula, y una etapa final que se lleva a cabo dentro de las mitocondrias. El oxigeno es utilizado en esta segunda etapa. Si bien la glucosa es el combustible preferido por las células, otras sustancias, provenientes de las grasas o de las proteínas, también pueden ser oxidadas en las mitocondrias para producir energía. La energía que se transfiere al ATP es utilizada para funciones como el movimiento, el transporte activo y el anabolismo. Anabolismo Son todos los procesos que le permiten a la célula construir sustancias complejas a partir de sustancias simples. Anabolismo es sinónimo de síntesis o de construcción. Como toda construcción, el anabolismo requiere un aporte de energía. El anabolismo depende del catabolismo, pues este último proporciona el ATP que el primero consume. La construcción de organoides, la síntesis de proteínas, la fotosíntesis, son ejemplos de procesos anabólicos. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 39 Las células de los organismos fotosintetizadores poseen organelas llamadas cloroplastos, que no están presentes en las de los organismos heterótrofos. El cloroplasto posee dos membranas, una externa y otra interna (ver página 32). Esta última está muy plegada, formando unas láminas denominadas tilacoides, que se hallan apiladas y constituyen estructuras llamadas grana. Estas estructuras están inmersas en una sustancia semilíquida que ocupa el interior del cloroplasto, el estroma. Algunas tilacoides poseen prolongaciones que conectan los grana entre si a través del estroma. En las tilacoides hay un pigmento verde, la clorofila (khlorós, en griego, significa “verde”), capaz de captar la luz, responsable del color que presentan las partes verdes de la planta. No todas las células de una planta realizan la fotosíntesis. Las células de las raíces, por ejemplo, requieren para su nutrición del alimento sintetizado por las partes verdes, como las hojas. El agua ( H2O) ingresa en la planta por unas pequeñas ramificaciones de la raíz que reciben el nombre de pelos absorbentes. Las moléculas de agua se difunden hacia el interior de la raíz por ósmosis. Una vez en el interior de la raíz, el agua es transportada hacia las hojas por un conjunto de vasos de conducción, el xilema, en forma de savia bruta (agua mas sales minerales). Parte del agua incorporada por la planta se libera al exterior por transpiración a través de los estomas, poros que tienen las hojas en su superficie inferior. Por estos poros entran y salen de la planta diversos gases; en particular, ingresa el dióxido de carbono (CO2), fundamental en la fotosíntesis. Algunas estructuras de la planta, como la raíz, las flores o las células del interior de los tallos, no pueden realizar el proceso de fotosíntesis. Sin embargo, todas las células que forman estas estructuras necesitan recibir los nutrientes producidos por las hojas y los tallos verdes. Ello se consigue por medio de otro tipo de vasos de conducción, que reciben el nombre de floema. Mediante el floema, los azúcares son distribuidos desde las hojas hacia el resto de las células en un líquido viscoso denominado savia elaborada, rico en sustancias orgánicas. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 40 ETAPAS DE LA FOTOSINTESIS El proceso de fotosíntesis se desarrolla en dos etapas: la etapa lumínica, que sólo ocurre en presencia de luz, y la etapa oscura, que es independiente de la luz. Etapa lumínica o fotoquímica: esta etapa tiene lugar en los grana del cloroplasto únicamente en presencia de luz. La clorofila capta la energía de la luz, que se utiliza para romper las uniones químicas entre los átomos de la molécula de agua. Como consecuencia, los átomos de hidrogeno (H) se separan de los átomos de oxigeno, los cuales se unen entre si formando oxigeno gaseoso (O2) que es liberado a la atmósfera. El hidrógeno se utilizará en la siguiente etapa para formar la glucosa. Etapa oscura o bioquímica: esta etapa recibe el nombre de oscura porque es independiente de la luz, que fue utilizada en la etapa anterior. Se produce en el estroma del cloroplasto y consiste en una serie de reacciones químicas en que los átomos de hidrogeno provenientes de la etapa anterior se combinarán con moléculas de dióxido de carbono (CO2) para formar glucosa. Como resultado del proceso de fotosíntesis, la energía lumínica se transforma en energía química, la cual permanece almacenada en las uniones químicas de la glucosa. Además, se produce materia orgánica (glucosa) a partir de materia inorgánica (agua y dióxido de carbono) y se libera oxigeno a la atmósfera. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 41 ECUACION QUIMICA DE LA FOTOSINTESIS La fotosíntesis puede representarse con la siguiente ecuación química: Con la glucosa producida en la fotosíntesis, la planta fabricará otro tipo de sustancias, como lípidos, proteínas y azúcares más complejos, por ejemplo, la celulosa o el almidón, y obtendrá energía para las funciones vitales. Dado que la fotosíntesis es un proceso que depende de la luz, en invierno, cuando la cantidad de horas de luz natural es menor, no todas las plantas pueden producir la glucosa suficiente para alimentar a todas las células que la componen. Por lo tanto, muchas plantas pierden las hojas y permanecen en un estado latente, durante el cual se reduce al máximo su actividad y se utilizan los recursos almacenados, hasta la llegada de la primavera. ¿SABIAS QUE… Si tenemos en cuenta que las 7/10 partes de la superficie terrestre corresponde a mares y océanos, no nos resulta difícil comprender que el 90% del oxigeno que se utiliza para respirar proviene de la actividad fotosintética producida por las algas marinas. Solo el 10% del total de la fotosíntesis es realizado por las plantas verdes terrestres. No todo el oxigeno desprendido durante este proceso es empleado para la respiración. Gran parte rodea nuestra atmósfera formando una capa por debajo de la capa de ozono que se constituyó a partir del oxigeno y los rayos de luz ultravioleta. Esas capas de ozono y oxigeno que rodean a la Tierra nos benefician porque impiden el paso de radiaciones nocivas para los organismos vivientes. Aunque resulte extraño, estamos en permanente interrelación con esos seres diminutos llamados Bacterias porque se encuentran en todo tipo de hábitat, inclusive sobre las hojas de este libro que estas leyendo, en el lápiz que tense en la mano o en tu propia mano. Casi todas son saprófagas, es decir que se alimentan de la materia orgánica en descomposición. Muchas de ellas son malignas y provocan enfermedades, pero otras no, por ejemplo, las que viven simbióticamente en nuestro intestino constituyendo la flora intestinal que ayuda en la digestión de los alimentos, como Escherichia coli; o las que permiten la transformación de la leche en yogur, de la uva en vino y del vino en vinagre. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 42 Algunas se utilizan en la fabricación de antibióticos y otras ayudan a descomponer la materia orgánica muerta. La variedad no termina aquí: hay bacterias que pueden vivir en las raíces de las plantas y ayudarlas a convertir el nitrógeno en una forma utilizable. Existe un grupo de ellas que puede realizar fotosíntesis, es decir que son autótrofas. Y algunas que necesitan del oxigeno para vivir, otras para las cuales resulta letal y otras que pueden subsistir con él o sin él. Algo importante y común a todas: nunca están solas, siempre comparten un hábitat cientos o miles de ellas. Todas las bacterias son organismos microscópicos de diversos tamaños. Se reproducen en forma asexual, básicamente por fisión binaria, en la cual una célula madre duplica su material genético originando dos células hijas idénticas. Algunas especies producen estructuras especiales llamadas endosporas que resisten el calor, la deshidratación, las radiaciones, etc., y pueden permanecer años en reposo, esperando las condiciones propicias para reproducirse y desarrollarse. Todas las bacterias son unicelulares y están formadas por células procariotas. Poseen por lo general una pared celular que rodea la membrana plasmática. A menudo esta pared esta rodeada por una cápsula gelatinosa; la presencia o ausencia de esa cápsula determina si una bacteria será patógena o no. Ciertas bacterias son flageladas: pueden tener un solo flagelo, dos (uno en cada extremo) o muchos distribuidos por toda la superficie celular. Entre las muchas formas que adoptan las células bacterianas, las cuatro más comunes son el coco, el bacilo, el espirilo y el vibrión. Los cocos son esféricos y pueden estar aislados o agrupados. Si forman racimos, se denominan estafilococos; si arman cadenas, estreptococos, y si constituyen asociaciones tridimensionales regulares, sarcinas. Los bacilos tienen forma de bastón y pueden agruparse en cadenas lineales. Los espirilos poseen forma de bastón espiralado. Los vibriones parecen una coma ortográfica (bastón curvo) Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 43 ¿SABIAS QUE… Para algunos científicos, la Tierra fue sembrada por vida proveniente de otro planeta, células parecidas a bacterias se originaron en otro planeta y luego llegaron a la Tierra en un asteroide. Un meteorito proveniente de Marte que cayo en la zona antártica hace 13.000 años, refuerza esta teoría pues encontraron bastoncitos parecidos a bacterias fosilizadas en ese meteorito. A esta teoría se la llama PANSPERMIA DIRIGIDA. Las bacterias -junto con los hongos-, descomponen el 99% de los 1.350 millones de toneladas de excrementos humanos y animales producidos por año.2 En 1 gramo de suelo donde no hay raíces creciendo podemos contar entre 1.000 y 10.000 bacterias, en 1 gramo de suelo rizosférico (porción de suelo que rodea a la raíz) podemos encontrar de 100 a 1.000 veces mas, es decir, entre 100.000 y 10.000.000 de bacterias por gramo de suelo cercano a la raíz. Los virus son partículas inertes, de forma geométrica y entre 1.000 y 10.000 veces más pequeñas que una bacteria. Junto con los viroides y los priones, forman un grupo de parásitos microscópicos que no están vivos pero que dependen de células vivientes para perpetuarse( por eso se los denomina parásitos intracelulares obligados) Un virus está formado por una molécula de ADN o una de ARN (nunca las dos) cubierta por una cápsula proteica llamada cápside. En el ARN o en el ADN que posee guarda la información fundamental que le permite hacer copias de si mismo. Sin embargo, el virus debe estar dentro de una célula viva para poder utilizar esa información. A esta “entrada” de un virus en una célula se la llama infección viral: primero adhiere parte de su cápside a la membrana plasmática y luego inyecta el ADN o el ARN en el interior. Una vez allí, los genes del virus se “apoderan” de la maquinaria para sintetizar proteínas de la célula y la hacen “trabajar” en la producción de nuevas partículas virales completas (con cápside). Eventualmente, las células hospedadoras estallan y mueren, liberando cientos de virus listos para infectar a otras células (lisis) o, simplemente, escapan a través de la membrana plasmática (gemación). Como podemos ver, los virus tienen sólo algunas de las características de la vida. Si bien pueden reproducirse o crecer, no lo hacen en forma independiente de la célula hospedadora; aislados, serian tan inertes como cualquier macromolécula. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 44 LOS RETROVIRUS A pesar de no ser seres vivos, los virus también se clasifican taxonómicamente. En principio, se tienen en cuenta tres características fundamentales para su clasificación: Tipo de células hospedadoras (animal, vegetal, bacteriana) Naturaleza química del ácido nucleico (ARN virus o ADN virus) Forma o morfología (helicoidal, icosaédrico, etc.) Otra característica que se considera es el modo de replicación. Por ejemplo, el VIH o virus de la inmunodeficiencia humana – que provoca el sida- pertenece a la familia de los retrovirus: cuando infecta a la célula no se multiplica inmediatamente, sino que el ARN viral se transcribe a ADN y éste se incorpora al material genético de la célula hospedadora. Puede permanecer así durante mucho tiempo hasta que, en determinado momento, comienza su proceso de duplicación. Esta capacidad de latencia ocasiona dos problemas importantes. Uno de ellos consiste en la dificultad de producir vacunas, y el otro es la aparición de virus resistentes al tratamiento con AZT, una de las drogas que más se utilizan actualmente en el tratamiento del sida. De esta manera, el virus sigue diseminándose “ a sus anchas”. En 1.992, la Organización Mundial de la Salud registraba 500.000 casos de sida provenientes de 161 países. En la actualidad hay, según los cálculos, mas de 8 millones de enfermos, mientras que los infectados superarían los 50 millones. ¿SABIAS QUE… casi todos los humanos estamos infectados por el virus del herpes desde nuestra más precoz infancia. Este virus se aloja en nuestro sistema nervioso de una forma tan atenuada que normalmente no nos afecta en lo mas mínimo. A veces los virus migran por las neuronas hasta llegar a la superficie de otras células, como por ejemplo las de tipo sensorial que se encuentran en nuestra piel. Cuando algún tipo de shock nos sacude instantáneamente (como un exceso de irradiación ultravioleta o una alteración nerviosa muy fuerte), las defensas que protegen a las células sensoriales decaen y estas células son invadidas por el virus del herpes; se produce así la famosa (sobre todo en verano) enfermedad herpética de la piel. Cuando besamos o abrazamos a nuestros hijos solemos transmitirles, sin percibirlo, nuestro virus del herpes de la misma forma que nuestros padres lo hicieron con nosotros.3 la palabra virus significa “veneno” y se utilizó para designar a las partículas que originaban enfermedades pero que, por su reducido tamaño, no podían observar con el microscopio electrónico en 1942. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 45 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 46 2 2. ¿Qué diferencias existen entre una célula animal y una vegetal? …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 3. Observe el siguiente gráfico y coloque las referencias solicitadas. Corte por la línea de puntos y envíe 1. Confeccione un cuadro comparativo entre célula procariota y eucariota. …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 4. Identifique a qué etapa de la mitosis corresponde cada uno de los fenómenos enunciados, colocando al lado de cada frase, las siglas adecuadas: IF (interfase), PF (profase), MT (metafase), AF (anafase) y TF (telofase) Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 47 Acomodación de los cromosomas en la placa ecuatorial. Separación del citoplasma entre células hijas. Migración de cromosomas. Migración de los centríolos. Reorganización de la carioteca. Autoduplicación del ADN. 5. Relea el proceso fotosintético y responda: La molécula de glucosa está formada por átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno. ¿De qué sustancias obtiene la planta cada uno de estos elementos? …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ¿En qué etapa de la fotosíntesis se produce la glucosa? ¿Y la liberación de oxigeno al ambiente? …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… 6. ¿En qué se diferencia un organismo autótrofo de uno heterótrofo? …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 7. Explique la siguiente frase: “Debemos cuidar los bosques y las selvas, dado que son los pulmones del planeta” ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 48 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 49 LAS REGIONES DEL CUERPO El cuerpo humano se puede dividir, desde el punto de vista externo, en las siguientes regiones corporales: CABEZA CUELLO TRONCO MIEMBROS SUPERIORES E INFERIORES. Cabeza: situada por encima del cuello, comprende el cráneo y la cara. Cráneo: desde la superficie hacia los planos profundos, esta constituido por piel, músculos y huesos. En el interior del cráneo y protegido por los huesos se ubica el encéfalo, formado por los órganos del sistema nervioso central: cerebro, cerebelo, protuberancia y bulbo raquídeo. Cara: esta constituida por piel, músculos de la mímica y de la masticación, y huesos. Comprende, en su parte media, las regiones nasal, labial y mentoniana. A los lados se ubican las regiones orbitarias, con los párpados y el globo ocular, las regiones auriculares, que contienen el conducto auditivo y el pabellón de la oreja y las regiones genianas o de las mejillas. Internamente, la cara aloja las fosas nasales y la boca, cavidades que se comunican con la faringe por su parte posterior. A los lados de la faringe y por detrás del maxilar inferior, se encuentran las glándulas parótidas. Cuello: une la cabeza a la porción superior del tronco. Presenta la forma de un cilindro aplanado de adelante atrás y su eje esquelético es la columna vertebral cervical, que lo divide en región posterior o nuca y región anterior. En la región de la nuca hay piel y músculos. Tronco: se divide en tórax y abdomen Tórax: su esqueleto es la jaula torácica, formada atrás por la columna vertebral (12 vértebras dorsales), adelante por el esternón y a los lados por las costillas. El contenido de la caja torácica puede dividirse en dos regiones laterales, donde se ubican los pulmones cubiertos por sus pleuras y una región central. En esta última encontramos: el corazón, recubierto por el pericardio, los grandes vasos, la tráquea y los bronquios, el esófago y una glándula denominada timo. El limite inferior de la cavidad torácica esta representado por el músculo diafragma que lo separa de la cavidad abdominal. El diafragma tiene la forma de una cúpula, donde se apoyan las bases de los pulmones. Se inserta en la columna vertebral y en el perímetro inferior del tórax. Abdomen: sus paredes son musculares y delimitan la cavidad abdominal, donde se alojan los órganos del aparato digestivo: porción terminal del esófago, estómago, intestino delgado, intestino grueso, el hígado y el páncreas, los cuales junto con el bazo, se hallan recubiertos por una membrana denominada peritoneo, que los fija a las paredes del abdomen. En la región más posterior de la cavidad abdominal y por detrás del peritoneo están ubicados los riñones, a la altura de las vértebras lumbares y los uréteres. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 50 La cavidad abdominal se continua hacia abajo con la cavidad pélvica, delimitada hacia atrás por la columna sacrococcígea y a los lados y adelante, por los huesos iliacos. Allí se encuentran las porciones terminales del aparato urinario (vejiga y uretra), del digestivo (recto y ano) y los órganos del aparato reproductor. Miembros: ambos miembros presenta cuatro regiones. Las correspondientes al miembro superior son el hombro, el brazo, el antebrazo y la mano. Las correspondientes al miembro inferior son la cadera, el muslo, la pierna y el pie. Cada miembro consta de un eje esquelético, planos musculares y piel. NIVELES DE ORGANIZACIÓN DEL CUERPO HUMANO Un sistema está compuesto por una serie de órganos cuyas funciones se relacionan y se llevan a cabo de una forma integrada. El organismo humano es un conjunto coordinado de aparatos o sistemas de órganos. Por ejemplo, el sistema circulatorio consta de un corazón y distintos tipos de vasos sanguíneos, órganos necesarios para bombear y transportar, respectivamente, la sangre. Un órgano es una estructura que resulta de la combinación de diferentes tejidos, cada uno con una función especifica, pero que, en conjunto, dotan al órgano de una función mas compleja, la cual ninguno de ellos podría realizar individualmente. Por ejemplo, las arterias y las venas constan de tres tejidos diferentes. De adentro hacia fuera, éstos son: endotelio, tejido muscular y tejido conectivo. El primero ofrece una superficie lisa que impide la coagulación de la sangre; el segundo regula el diámetro de la luz vascular para aumentar o disminuir el paso de la sangre, y el tercero constituye el sostén del vaso. Los tres tejidos contribuyen así a la función de arterias y venas. Los tejidos son agrupaciones de células que cooperan en la realización de una función específica. Además de células, los tejidos están formados por sustancia intercelular, producida por las mismas células. Esta puede ser escasa o abundante, liquida, gelatinosa o sólida, con fibras de diversos tipos, mineralizada o no. Las características de un tejido dependen tanto de sus células como de la naturaleza de su sustancia intercelular. Las células son unidades anatómicas (de estructura) y fisiológicas (funcionales) del organismo. LOS SISTEMAS DE ORGANOS Los sistemas de órganos que conforman el organismo humano son: Sistema tegumentario Sistema osteoartromuscular Sistema nervioso y órganos de los sentidos Sistema endocrino Sistema digestivo Sistema circulatorio Sistema respiratorio Sistema excretor Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 51 Un organismo tan complejo como el ser humano requiere el control y la regulación de las múltiples funciones que desarrollan las células, los tejidos, los órganos y los sistemas orgánicos. Esta coordinación se realiza a través de impulsos eléctricos que viajan por las células especiales del sistema nervioso, las neuronas, o como sustancias químicas que fluyen en la sangre y que son segregadas por las glándulas del sistema endócrino. Los dos sistemas se hallan íntimamente relacionados, por ejemplo, a través de la relación entre sustancias especiales (los neurotransmisores). Así, el organismo responde como una unidad electroquímica a cualquier cambio que tenga lugar en el medio. Estos sistemas regulan y controlan, por ejemplo, el metabolismo, la circulación, la respiración y otras funciones. En el caso particular del sistema nervioso, su función se realiza a través de: La recepción de los estímulos que provienen tanto del medio externo como del interno (el mismo cuerpo), y que se desarrolla en conexión con los órganos sensoriales La transmisión por medio de las prolongaciones de las células nerviosas y el procesamiento de la información al llegar a los centros del sistema, en particular el cerebro La elaboración de una respuesta, rápida y de corta duración, que puede ser muscular, tanto involuntaria (por ejemplo, retirar la mano al pincharse o quemarse) o voluntaria y mas compleja (alejarse o acercarse de una fuente de olor), e incluso glandular (la segregación de determinada sustancia para cumplir una función especifica, como la adrenalina, en una situación de estrés, o el jugo gástrico, si se siente hambre) El almacenamiento de la información en el propio sistema y su relación con la nueva información que se ha de procesar. ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO El sistema nervioso es una red de millones de neuronas, células especializadas en la comunicación y transmisión de los impulsos nerviosos, que por su gran extensión se organiza en diferentes estructuras y órganos. El sistema nervioso se puede dividir en dos grandes conjuntos: el sistema nervioso central (SNC), formado por el encéfalo, que se halla en el interior del cráneo, y la médula espinal, ubicada dentro del canal vertebral, y que en conjunto detectan la información de los receptores y la trasmiten mediante las neuronas sensoriales para luego elaborar las repuestas el sistema nervioso periférico (SNP), compuesto por los nervios, haces o manojos de fibras nerviosas paralelas y envueltas por tejido conectivo, que transportan los estímulos desde los receptores al SNC o desde el SNC a los efectores (músculos, glándulas), mediante las neuronas motoras. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 52 Como las respuestas del SNP pueden ser voluntarias (por ejemplo, mediante los músculos estriados unidos a los huesos) o involuntarias (por ejemplo, los músculos lisos de la pared del intestino, el músculo cardiaco o las glándulas), este sistema se suele dividir en dos grandes sectores: sistema nervioso somático o voluntario (SNS), que comprende los nervios sensoriales que actúan como receptores en la piel y en los órganos sensoriales de la cabeza, y en los nervios motores que se dirigen a los músculos esqueléticos sistema nervioso autónomo, vegetativo o involuntario (SNA), que controla las actividades inconscientes de los órganos internos (corazón, intestino, glándulas, etc.) El SNA, finalmente, se divide en: el sistema nervioso simpático, que actúa en las respuestas de estrés o emergencia el sistema nervioso parasimpático, que actúa en las respuestas de reposo o relajación. El SNS y el SNA (simpático y parasimpático) están integrados centralizadamente, ya que los nervios rematan en ganglios, conjuntos de cuerpos neuronales ubicados por fuera del SNC. En resumen: Central (SNC) encéfalo y medula espinal Sistema Nervioso Somático nervios craneales Periférico (SNP) nervios craneales y raquídeos que llegan a todo el organismo y raquídeos que llegan hasta los músculos esqueléticos Autónomo nervios que llegan simpático a las glándula, músculo liso y músculo cardiaco Parasimpático Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 53 VISTA SIMPLIFICADA DEL SISTEMA NERVIOSO Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 54 LAS NEURONAS Y EL IMPULSO NERVIOSO Las neuronas constituyen sólo un diez por ciento de las células del sistema nervioso. Las neuronas son las unidades de funcionamiento, es decir, son los elementos básicos del sistema nervioso. En ciertas regiones del sistema nervioso central forman la sustancia gris, pero también están presentes, en menor número, en la sustancia blanca. Fuera del sistema nervioso central, se hallan en los nervios raquídeos y en los pares craneales. Cada neurona se caracteriza por tener un cuerpo y, por lo menos, una prolongación muy larga llamada cilindroeje, axón o neurita (este tipo de neuronas son características del sistema nervioso periférico). Otras neuronas poseen, además del axón, múltiples prolongaciones menos importantes, llamadas dendritas, que sirven para interconectarlas con las demás neuronas. De esta manera se constituyen extensas ramificaciones nerviosas: es un complejo entramado, parecido a una computadora, en la cual las neuronas representan los chips o circuitos impresos. En el cerebro, los cuerpos de las neuronas componen la corteza o sustancia gris, mientras que los axones forman el tejido de la sustancia blanca. En la médula espinal, es la sustancia blanca, formada por las prolongaciones de las neuronas, las que se encuentra en la parte más exterior. Según el número de prolongaciones que poseen, las neuronas pueden ser: Multipolares: poseen varias prolongaciones dendríticas y sólo un axón. Constituyen el tipo de neuronas más evolucionado y se encuentran en casi todos los grupos de animales, especialmente en los Vertebrados superiores. Dentro de este grupo se incluyen neuronas de diferentes formas. Las mas comunes son las estrelladas, que se ubican en la médula espinal; otras son las piramidales, características de la corteza cerebral. Bipolares: sólo tienen dos prolongaciones, una dendrita y un axón, que nacen en polos opuestos del cuerpo celular. Existen en la retina, ubicada en el ojo de los vertebrados. Pueden tener diferentes formas: esféricas, alargadas o piriformes. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 55 Monopolares: poseen una sola prolongación originada por la fusión de una dendrita y un axón. Se encuentran especialmente en los ganglios espinales de los vertebrados superiores. a) Monopolares, b) Bipolares, c) Multipolares Según su función se denominan: Neuronas sensitivas: son las que reciben el impulso nervioso originado en las células receptoras. Neuronas motoras: son las que transmiten el impulso nervioso al órgano efector, generalmente un músculo o una glándula, encargado de dar una respuesta. Neuronas de asociación: son las que están ubicadas entre las neuronas sensitivas y las motoras y vinculan la actividad de ambas. La estructura interna de una neurona refleja claramente su gran actividad. El retículo endoplasmático rugoso (también llamado gránulos de Nissl o sustancia tigroide, por el aspecto moteado que toma en las tinciones celulares) esta muy desarrollado, ya que en él se sintetizan gran cantidad de proteínas. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 56 Todo el citoplasma celular esta surcado por una red de microtúbulos de proteínas, que participan en el transporte de sustancias desde el cuerpo de la neurona hasta las prolongaciones neuronales. El núcleo suele ser grande, con un gran nucleolo donde se forma el ARN ribosomal, necesario para la síntesis de proteínas. también posee un gran numero de mitocondrias, que aportan la energía (ATP) necesaria para la intensa actividad neuronal. Muchas sustancias que participan en la transmisión de señales en el sistema nervioso, llamadas neurotransmisores, son proteínas. LAS NEURONAS SE COMUNICAN Las neuronas se comunican entre si mediante un lenguaje químico. Esta comunicación se establece en ciertas zonas especializadas llamadas sinapsis. Una neurona envía un mensaje a otra, sin estar contactada físicamente con ella. La comunicación se establece por el envío de sustancias químicas, llamadas neurotransmisores. Neurotransmisores Un neurotransmisor es una sustancia fabricada por las neuronas, que sirve de mensajero en la comunicación entre neuronas. Cada neurotransmisor es específico, es decir, sólo se ajusta a cierto tipo de receptores. Se conocen alrededor de treinta neurotransmisores diferentes entre si. Cada uno de ellos tiene un efecto característico, ya sea de excitación o de inhibición sobre ciertas neuronas. Muchos medicamentos o sustancias tóxicas para el cerebro ejercen su acción modificando la transmisión química entre las neuronas. Muchas enfermedades mentales se deben a defectos en la comunicación entre las neuronas del cerebro. La sinapsis Es la comunicación entre neuronas que no requiere de un contacto físico entre ellas y que puede establecerse en distintas partes de la estructura celular. Una neurona puede recibir información de cientos o miles de otras neuronas. En promedio, una neurona del cerebro humano posee entre mil y 10 mil sinapsis. Las únicas partes de la neurona que nunca hacen sinapsis son los segmentos de las fibras nerviosas cubiertas por mielina. ¿Qué ocurre durante la comunicación intercelular? En la sinapsis clásica, es decir, el tipo axón-dendrita, participan dos neuronas, en las que se comunican el axón de una (llamada presináptica) con la dendrita de otra (llamada postsináptica). Para que ocurra esta comunicación entre neuronas, el neurotransmisor: Se sintetiza en el interior de la célula Se almacena en el pie terminal del axón de la neurona presináptica, dentro de unas vesículas llamadas sinápticas Se libera en el espacio sináptico, por la llegada del impulso nervioso al pie terminal Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 57 Se une con el receptor, que es una molécula de proteína ubicada en la membrana celular de la neurona postsináptica y Finaliza su acción Una vez que el neurotransmisor se conectó con el receptor, debe ser desactivado para evitar que siga ejerciendo su efecto. Esto puede ocurrir de dos formas: a través de la desactivación, por parte de enzimas, de los neurotransmisores en el espacio sináptico o por la recaptura de los neurotransmisores por la célula que los liberó (célula presináptica) y su posterior destrucción en el citoplasma. Algunos de estos neurotransmisores recapturados no son destruidos sino encerrados nuevamente en las vesículas y reusados. Cuando una neurona receptora capta la señal proveniente de otra neurona, el mensaje o impulso nervioso continúa su transmisión. La interacción entre la neurona transmisora y su receptor puede provocar la inhibición o la excitación de una neurona, la contracción de un músculo o la producción o la liberación de una hormona por parte de una célula glandular. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 58 ¿SABIAS QUE… El cerebro humano está compuesto por un montón de células. Hay tantas 11 como 10 células, algo así como: 100.000.000.000. Encima tenemos que agregar que esos 100.000 millones de neuronas desparramadas se la pasan comunicándose, a través de uniones bastante especiales y que hay de 100 a 1.000 veces más uniones que células. Todo eso en poco menos de un kilo y medio de seso.4 MENINGES El encéfalo y la médula espinal ocupan, respectivamente, la cavidad craneal y parte del conducto raquídeo, verdadero estuche óseo protector. Pero en vista de su fragilidad e importancia funcional, están además envueltos en un sistema especial de “amortiguadores”, representados por tres membranas, las meninges. La infección de las meninges por una bacteria patógena o un virus, dará lugar a los que se conoce como meningitis. CIRCULACION DEL LIQUIDO CEFALORRAQUIDEO El líquido cefalorraquídeo es limpio y claro, y llena el sistema ventricular del cerebro y las cavidades subaracnoideas. Su misión principal es servir de fluido amortiguador de los posibles traumatismos que pueda sufrir el sistema nervioso central y la médula espinal, así como nutrir ciertas células nerviosas y eliminar los desechos metabólicos de algunas de ellas. El encéfalo es la parte del sistema nervioso central que se encuentra dentro de la cavidad craneal. Está formado por diferentes órganos: el cerebro, el cerebelo y el bulbo raquídeo. Forma una masa de aproximadamente 1,5 kilogramos de peso. CEREBRO Es la parte más voluminosa del encéfalo y ocupa casi todo el cráneo. Lo constituyen dos mitades o hemisferios, separados por la cisura interhemisférica, y divididos ambos lateralmente por la cisura de Rolando y por la cisura de Silvio. De esta manera, en el cerebro se distinguen cuatro partes o lóbulos: frontal, parietal, temporal y occipital. El cerebro cuenta con diversas capas. La corteza cerebral o sustancia gris es la más externa, formada por los cuerpos de las células o neuronas. La sustancia blanca constituye el resto del tejido cerebral y se compone de dendritas o prolongaciones de las células. El cuerpo calloso, ubicado en la parte interna, entre los dos hemisferios, lo forman numerosas vías nerviosas. Finalmente, los ventrículos cerebrales son cuatro cavidades intercomunicadas por las que circula líquido cefalorraquídeo Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 59 Cara superior del cerebro Localizaciones en el hemisferio cerebral izquierdo Cerebro Cara externa izquierda Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 60 El cerebro dispone de centros nerviosos que también controlan las facultades propiamente humanas: la inteligencia, el habla, la memoria, etc. Puede sorprenderte saber que estas importantes funciones no dependen de toda la masa cerebral: sólo de la corteza cerebral, compuesta por sustancia gris, llegan los estímulos que transiten las vías nerviosas y residen las facultades humanas. Las áreas sensitivas y motora de los músculos voluntarios se encuentran en los lóbulos parietal y frontal, respectivamente. Los centros nerviosos de los sentidos se localizan en lóbulos concretos, y junto a cada uno de ellos existe un archivo o centro de la memoria: por ejemplo, el centro de la memoria visual podrías compararlo con un archivo fotográfico, en el que existe una ficha con la imagen de cada objeto que conocemos y su nombre. Algunas facultades intelectuales se localizan en los lóbulos frontales, y otra no tienen localización exacta. El pensamiento y el habla, es decir, la capacidad de convertir ideas en palabras, son exclusivos de los seres humanos. El centro del lenguaje se encuentra en el hemisferio izquierdo del cerebro en las personas diestras y en el hemisferio derecho en las personas zurdas, y es en este centro donde se forma la idea que cada palabra expresa. Otros centros cercanos contienen los “archivos” del significado de las palabras, “buscan” las palabras que precisamos para expresar lo que queremos decir. El siguiente paso es la materialización de la idea a través de los impulsos nerviosos, que hacen actuar los órganos de la fonación(lenguaje hablado) o conducen los músculos del brazo y de la mano (lenguaje escrito) ¿SABIAS QUE… si una persona sufre lesiones cerebrales en el hemisferio izquierdo, puede tener dificultades para leer, escribir, hablar y hacer cálculos matemáticos. Si sufre lesiones parecidas en el hemisferio derecho, disminuye su visión tridimensional y tiene dificultades para reconocer formas y contornos. Muchas veces, estas lesiones en el hemisferio derecho impiden que una persona reconozca su propia cara en una fotografía. CEREBELO Es un pequeño órgano situado debajo del lóbulo occipital del cerebro. Tiene la función de regular el estado de tensión muscular para el mantenimiento del equilibrio y la ejecución coordinada de los movimientos voluntarios. MEDULA ESPINAL La médula espinal forma, junto con el encéfalo, el sistema nervioso central y constituye su vía de comunicación al extenderse desde el bulbo raquídeo hasta las vértebras lumbares a través de la columna vertebral. Básicamente su tejido se compone de células nerviosas o neuronas, que cuentan con prolongaciones que las comunican con otras neuronas, formando las vías y los centros nerviosos, y de fibras nerviosas, prolongaciones de las células que salen de la médula espinal y pasan por los orificios intervertebrales. La médula espinal presenta un doble sentido de circulación: la circulación sensitiva conduce Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 61 estímulos hacia el encéfalo, y la circulación motora transmite las órdenes del encéfalo, a través de las fibras nerviosas a todo el organismo. Sección de la médula espinal Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 62 SISTEMA NERVIOSO AUTONOMO El sistema nervioso autónomo o vegetativo regula la actividad interna del organismo, como la circulación de la sangre, la respiración o la digestión. Es involuntario porque su acción no depende de nuestra voluntad, pero actúa coordinadamente con el sistema nervioso cerebroespinal o voluntario. El sistema nervioso autónomo comienza en una serie de ganglios o gruesos agolpamientos de neuronas, situados a ambos lados de la columna vertebral, y su acción se realiza a través de sus dos componentes: el sistema simpático y el parasimpático. El sistema simpático: tiene la misión de activar el funcionamiento de los órganos del cuerpo y estimular diversas reacciones en casos de emergencia o de gasto energético: aumenta el metabolismo, incrementa el riego sanguíneo al cerebro, dilata los bronquios y las pupilas, aumenta la sudoración y el ritmo cardiaco, eleva la presión sanguínea y estimula las glándulas suprarrenales. El sistema parasimpático: tiene una función retardadora, opuesta a la del simpático: el organismo lo utiliza en situaciones de reposo y relajación, ya que es un sistema ahorrador de energía. Interviene en la digestión, de ahí la sensación de somnolencia que se sufre después de comer. El sistema parasimpático se encarga de disminuir el ritmo cardiaco, contraer los conductos respiratorios, disminuir la presión arterial, aumentar la secreción nasal, de saliva y lacrimal, y aumentar los movimientos peristálticos y las secreciones intestinales. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 63 PARA TENER EN CUENTA La memoria, base de nuestra experiencia La memoria es una de las principales funciones del cerebro. Sin ella, no podríamos aprender nada ni obtendríamos provecho alguno de la experiencia. La memoria no se localiza en una zona concreta de la corteza cerebral: lo que aprendemos se distribuye en infinidad de neuronas interrelacionadas. Se cree que la memoria reside en el núcleo de las neuronas, que no experimentan cambio alguno cuando una información se almacena en la memoria a corto plazo (un número de teléfono, una lección que estamos estudiando, etc.), pero que sufren unas transformaciones químicas cuando se archiva en la memoria a largo plazo (experiencia vividas, recuerdos, etc.) Existe una relación entre la memoria y las emociones, ya que solemos recordar mejor las cosas que nos gustan o, por el contrario, las que nos resultan muy desagradables. El mecanismo del olvido actúa de la misma forma: funciona como una defensa que borra lo que nos causa miedo o angustia. ¿Por qué sentimos dolor? Sentimos dolor porque esta es una señal de alarma que nuestro organismo pone en marcha para advertirnos de que algo no funciona correctamente. La sensibilidad al dolor se relaciona con los nervios sensoriales del sistema nervioso cerebroespinal, y en menor medida con los nervios del sistema autónomo o vegetativo. Por tanto, algunas zonas del cuerpo, como la piel, son más sensibles que otras, como el hígado. Es lo que suele suceder en los accidentes de tránsito, que sólo se siente dolor después de pasar cierto tiempo, cuando la conciencia ha superado la sorpresa o el miedo. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 64 ENFERMEDADES DEL SISTEMA NERVIOSO El sistema nervioso puede “funcionar mal” y provocar distintos tipos de alteraciones, desde un dolor de cabeza pasajero, hasta otras anormalidades mucho mas graves. La causa de estas anomalías pueden ser muy diferentes, por ejemplo, lesiones en la médula o en el cerebro. Enfermedad de Parkinson Esta enfermedad neurológica afecta, sobre todo, a personas de edad avanzada. Origina rigidez muscular y temblor de las extremidades, en la mayoría de los casos sólo en un lado del cuerpo. Estas alteraciones son causadas, esencialmente, por la desaparición de un grupo de neuronas ubicadas en la base del cerebro, encargadas de producir un neurotransmisor llamado dopamina. Los primeros síntomas aparecen cuando ya quedan pocas neuronas productoras de dopamina. El temblor y la rigidez, aún no se sabe por que, desaparecen durante el sueño. Durante algunos años, los síntomas pueden corregirse con la administración de medicamentos. Enfermedad de Alzheimer Una de las principales causas de la amnesia, o pérdida de la memoria grave, es la demencia. La enfermedad de Alzheimer es el origen más frecuente de demencia en las personas mayores de 65 años. Según datos estadísticos afecta a un 20% de la población mayor de 70 años en el mundo. Es una enfermedad que comprende tres periodos. Durante la etapa inicial, que dura entre dos y cuatro años, los síntomas son pocos y la enfermedad puede pasar inadvertida. El enfermo presenta una pérdida de memoria progresiva, principalmente de la memoria reciente, es decir, no recuerda hechos que sucedieron poco tiempo atrás. En la segunda etapa (dura entre 3 y 6 años), la falta de memoria se agudiza y es tan grave que le impide al enfermo realizar sus actividades cotidianas. Hay confusión mental, trastornos en los desplazamientos y en el control de esfínteres, y un deterioro general de la personalidad. La última etapa dura de uno a 3 años. En ella, el deterioro es tan grande que el enfermo no puede recordar a sus familiares más próximos y los trata como si fueran extraños, o como si recién los conociera El examen microscópico del cerebro de los enfermos de Alhzeimer indica que hay, entre otras alteraciones, pérdida de neuronas. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 65 Efectos de sustancias toxicas Un estudio realizado con operarios dedicados a pintar automóviles demostró que las células nerviosas se dilatan luego de estar expuestas a solventes que contienen las pinturas, y de esta manera impiden el normal flujo de sangre con oxigeno y nutrientes. Efectos similares generan otras sustancias químicas. Si una neurona se ve privada por mas de dos minutos de oxigeno, puede sufrir daños irreversibles en su estructura. Los efectos se pueden manifestar con alteraciones de la memoria, dificultades para realizar movimientos precisos y dolores de cabeza. Ciertas regiones del cerebro, como la corteza cerebral y el hipotálamo, son particularmente sensibles a la falta de oxigeno, aún por breves periodos. En este caso, la pérdida de memoria a largo plazo, parece ser una consecuencia frecuente de la exposición a este tipo de sustancias. Estrés Es necesario diferenciar el estrés “bueno”, que posibilita el desarrollo y la creatividad, del “malo”, que aparece frente a una exigencia para la que no se encuentra una solución adecuada. Hasta hace poco, el estrés negativo y sus distintas manifestaciones, tales como la depresión, sólo se asociaba con los adultos. Pero, en la actualidad, se reconoce también en los niños; se lo detecta porque presentan conducta agresiva, trastornos en el sueño, problemas de estudio, miedo a los cambios, falta de apetito y pérdida o aumento de peso. A los factores generadores de estrés propios de la evolución de un niño (nacimientos, muertes, enfermedades, crecimiento) deben sumarse factores característicos de nuestra época, como carencia de afecto, separaciones, padres desocupados, bombardeo de imágenes visuales (zapping) y alto nivel de competitividad, entre otros. Depresión Es una enfermedad que altera el estado anímico, produciendo tristeza, desinterés, inactividad, falta de energía. Puede presentarse en distintas formas: leve, reversible espontáneamente; moderada, reversible mediante psicoterapias, y grave, en cuyo caso son necesarios tratamientos con medicamentos antidepresivos muy específicos. Hay evidencias que sugieren que la depresión profunda está relacionada con un nivel muy bajo de un neurotransmisor (noradrenalina) en determinadas sinapsis. Si bien casi todas las personas padecen depresiones leves o moderadas, como consecuencia de la muerte de algún ser querido o por otro tipo de problemas, sólo el 6% de la población sufre de depresiones graves, que por lo general son mas frecuentes entre las mujeres. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 66 3 Corte por la línea de puntos y envíe 1. ¿Cómo esta constituido el sistema nervioso? ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... 2. ¿Cómo se divide el sistema nervioso? ……............................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... 3. ¿Qué son las neuronas? ¿Cómo se relacionan entre si? ………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………….. 4. ¿Dónde se encuentra el centro del lenguaje? ¿Cuál es su función? ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... 5. ¿A qué se llama sustancia gris y sustancia blanca? ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... 6. ¿Cómo esta compuesto el SNA? Caracterice cada uno de sus componentes …….………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 67 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 68 GLOSARIO ASTEROIDE cuerpos celestes de forma irregular y menor tamaño que los planetas, que también giran en torno al Sol, en sentido antihorario como aquéllos, describiendo órbitas casi circulares. BIOMASA (del griego bios, vida; masa, volumen). Peso de los organismos vivos de un ecosistema. Se expresa como peso seco o como peso fresco. CARIOCINESIS (del griego karyon, núcleo; kinesis, movimiento). Citol. Nombre que recibe el proceso de división del núcleo en la mitosis. CARIOTIPO (del griego karyon, núcleo: typos, tipo) Genét. Conjunto de cromosomas de una especie determinada. CITOCINESIS (del griego kytos, célula; kynesis, movimiento) Citol. Término introducido por Whitman (1891) para designar los cambios que se producen en el citoplasma celular al final de la mitosis y la meiosis, y que determinan su división en dos células hijas. EROSION. Fenómeno de desgaste de los componentes sólidos de la corteza terrestre por la acción de agentes externos como el agua o el viento. FERTILIZANTE. Sustancias de origen orgánico o químico que se añaden a los suelos para aumentar su fertilidad, aportándoles todos los nutrientes necesarios para el crecimiento óptimo de las plantas. GEMACION (del latín gemmatio, brotar). Botán. Formación y desarrollo de la yema de los vegetales. HERBICIDA (del latín. Herba, hierba, y –cida) Quím. Se dice del producto químico que impide el desarrollo de las hierbas, sobre todo en los cultivos. INERTE (del latín iners, inertis) Adj. Inactivo, ineficaz, estéril, inútil. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 69 LATENCIA. Cualidad o condición de latente. Med. Periodo de incubación de una enfermedad. LATENTE (del latín latens, -entis) Adj. Oculto y escondido. MACROMOLECULA (del griego, makrós, grande; y del latín moles, masa). Bio-Quím. Moléculas de grandes dimensiones que forman numerosas estructuras celulares, como los ácidos nucleicos, los polisacáridos y las proteínas. PLACA ECUATORIAL. Citol. Plano que cruza el huso y sobre el que se sitúa el centrómero de cada cromosoma durante la mitosis y la meiosis. PLAGUICIDA. Quím. Se dice del compuesto químico utilizado en el control y destrucción de las plagas y enfermedades de las plantas. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 70 BIBLIOGRAFIA COMENTADA 1 Alzogaray, Raúl, Historia de las células, Estación Ciencia, 2006 2 Wall, Luis, Plantas, Bacterias, Hongos, Mi Mujer, El Cocinero y su Amante, Colección Ciencia que ladra, Siglo XXI Editores,2005 3 Lozano, Mario, Ahí viene la plaga, Colección Ciencia que ladra, Siglo XXI Editores, 2004 4 Golombek, Diego, Cerebro: Ultimas Noticias, Ediciones Colihue, 2004 BIBLIOGRAFIA CONSULTADA Cuadernillo Biología 1- CENS- UTN 2002 Adúriz-Bravo y otros, Biología. Anatomía y fisiologías humanas, Santillana Perspectivas. 2006 Bisheimer, Maria y otros, Biología 3, Ediciones Doce Orcas, 2006 Hurrell, Julio y otros, Biología 1, Ediciones SM, 2005 Barderi, Maria y otros, Biología 1, Santillana Hoy, 2004 Barderi, Maria y otros, Biología 2. Santillana Hoy, 2005 Audesirk, Teresa y Gerald, Biología 1, Pearson Educación, 1996 Meinardi y Revel Chion, Biología, Editorial Aique, 2000 Pickering y Cambra, Biología 1, Oxford Educación, 1998 Dutey y Nocetti, Biología IV, Editorial Abril, 1989 Zarur, Pedro, Biología 4, Editorial Plus Ultra, 1992 Del Bustio, Delia, Biología 3 Aula Taller, Editorial Stella, 1990 Castro y otros, Actualizaciones en Biología, Editorial EUDEBA, 1984 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 71 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 72 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 73 SEGUNDA PARTE Sistema endocrino ...............................................................................................................76 Estructura del sistema endocrino ......................................................................................... 77 Retroalimentación ................................................................................................................78 Hipófisis .............................................................................................................................. 79 Tiroides /paratiroides ...........................................................................................................81 Suprarrenales ....................................................................................................................... 82 Páncreas ............................................................................................................................... 83 Glándulas sexuales (ovarios y testículos) ............................................................................84 Sistema circulatorio .............................................................................................................87 Sangre ..................................................................................................................................88 Coagulación ......................................................................................................................... 89 Hemofilia ............................................................................................................................. 90 Funciones de la sangre.........................................................................................................90 Corazón................................................................................................................................ 91 Recorrido de la sangre .........................................................................................................92 Vasos sanguíneos................................................................................................................. 93 Pulso arterial ........................................................................................................................ 94 Presión sanguínea ................................................................................................................94 Grupos sanguíneos...............................................................................................................95 Sistema linfático .................................................................................................................. 96 Bazo .....................................................................................................................................97 Sistema digestivo ............................................................................................................... 101 Boca ................................................................................................................................... 103 Faringe/esófago ................................................................................................................. 104 Estomago ........................................................................................................................... 105 Intestino delgado ............................................................................................................... 106 Páncreas/hígado ................................................................................................................. 107 Intestino grueso ................................................................................................................. 108 Reproducción asexual ........................................................................................................ 113 Reproducción sexual.......................................................................................................... 114 Fecundación ....................................................................................................................... 115 Desarrollo del embrión ...................................................................................................... 116 Sistema reproductor humano ............................................................................................. 121 Aparato reproductor femenino........................................................................................... 121 Ciclo ovárico y ciclo uterino ............................................................................................. 123 Aparato reproductor masculino ......................................................................................... 126 Gametas ............................................................................................................................. 131 Espermatogénesis .............................................................................................................. 132 Óvulos y ovogénesis .......................................................................................................... 133 Gestación y desarrollo ....................................................................................................... 134 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 74 Embarazo ........................................................................................................................... 135 Gemelos y mellizos ........................................................................................................... 136 Parto ................................................................................................................................... 136 Crecimiento y desarrollo del ser humano .......................................................................... 137 Métodos anticonceptivos ................................................................................................... 137 SIDA .................................................................................................................................. 143 Causas, incidencia y factores de riesgo ............................................................................. 143 Contagio ............................................................................................................................ 143 Síntomas ............................................................................................................................ 144 Tratamiento........................................................................................................................ 145 Complicaciones ................................................................................................................. 146 Prevención ......................................................................................................................... 146 Tabaquismo ....................................................................................................................... 147 Consecuencias ................................................................................................................... 147 Tratamiento........................................................................................................................ 148 Humo de segunda mano .................................................................................................... 148 Actividad N° 4 ..................................................................................................................... 85 Actividad N° 5 .................................................................................................................... 99 Actividad N° 6 .................................................................................................................. 111 Actividad N° 7 ................................................................................................................... 119 Actividad N° 8 ................................................................................................................... 129 Actividad N° 9 ................................................................................................................... 141 Actividad N° 10 ................................................................................................................. 151 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 75 Todas las actividades de nuestro cuerpo están controladas y reguladas por el sistema nervioso. Al trabajo realizado por este sistema se agrega el del sistema hormonal. Por la acción de ambos se alcanza el estado de equilibrio de nuestras funciones corporales. Sin embargo, ambos sistemas tienen varias diferencias entre si. EL DESCUBRIMIENTO DE LA PRIMERA HORMONA “A comienzos del siglo XX, dos fisiólogos ingleses, William Bayliss y Ernest Starling, quedaron intrigados por una pequeña función en el tracto digestivo. La glándula situada detrás del estomago, conocida como el páncreas, descargaba su jugo digestivo en los intestinos superiores, justamente en el momento en que los alimentos abandonaban el estómago y penetraban en el intestino. ¿Cómo se recibía el mensaje? ¿Qué era lo que informaba al páncreas que había llegado el momento justo? La suposición obvia era que la información debía ser transmitida a través del sistema nervioso, el cual era el único medio entonces conocido de comunicación en el cuerpo. […] Para poder probar su teoría, Bayliss y Starling cortaron todos los nervios del páncreas de un perro. ¡Su maniobra fracaso! El páncreas seguía secretando todavía su jugo precisamente en el momento adecuado. Los confundidos experimentadores siguieron investigando en busca de otro sistema de comunicación. En 1902 consiguieron descubrir un “mensaje químico”. Resultó ser una sustancia secretada por las paredes del intestino. Cuando la inyectaban en la sangre de un animal, estimulaba la secreción del jugo pancreático, incluso aunque el animal no estuviera comiendo. Bayliss y Starling llegaron a la conclusión de que, en el curso normal de los acontecimientos, el alimento que penetra en los intestinos estimula su mucosa para secretar la sustancia, la cual luego viaja a través de la corriente sanguínea hasta el páncreas y desencadena la liberación del jugo pancreático por parte de la glándula. Ambos investigadores denominaron a la sustancia secretada por los intestinos “secretina”, y la llamaron “hormona”, partiendo de una palabra griega que significa “excitar a la actividad” Isaac Asimov: Introducción a la Ciencia Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 76 ESTRUCTURA DEL SISTEMA ENDOCRINO Tanto en los humanos como en los otros mamíferos, el sistema hormonal esta formado por una serie de glándulas ubicadas en diferentes regiones del cuerpo. Si bien antiguamente se utilizó el término glándula para referirse a cualquier abultamiento del cuerpo, luego se limitó su uso para nombrar a aquellos órganos que liberan o secretan sustancias. Se pueden distinguir dos tipos de glándulas: las que vierten sus productos al exterior por medio de conductos y las que lo hacen directamente a la sangre. Las primeras son llamadas exocrinas, por ejemplo, las glándulas sudoríparas y las mamarias. Las segundas, sin conductos, son las endocrinas, y solo ellas producen y liberan hormonas a la sangre. Pero… ¿Qué es una hormona? Es un mensajero químico que, desde una glándula, se dirige por la sangre hacia diferentes órganos, sobre los cuales actúa. Las hormonas tienen las siguientes características: Son sustancias orgánicas. Son transportadas por los sistemas de transporte (circulación) Actúan en dosis muy pequeñas. Un ejemplo clásico establece que la concentración de una hormona presente en la sangre de un animal se aproxima a la concentración de una cucharada de té en un lago de dos metros de profundidad y cien metros de diámetro. Su producción esta controlada generalmente por otras hormonas La alteración en la secreción de hormonas por parte de las distintas glándulas se indica con el prefijo hipo, cuando la secreción es menor que lo norma y con el prefijo hiper, cuando la secreción es mayor que lo que corresponde. Las hormonas ejercen su acción sobre variados fenómenos biológicos: Actúan sobre el metabolismo. Actúan en la reproducción Actúan en la estimulación de otras glándulas Estabilizan el medio interno (concentración de sustancias en la sangre) Actúan sobre el crecimiento y desarrollo Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 77 SIMILITUDES Y DIFERENCIAS ENTRE SISTEMAS DE CONTROL El sistema nervioso y el hormonal o endocrino comparten la función de regular o controlar la actividad del cuerpo. Entonces, ¿en qué se diferencian? SISTEMA HORMONAL SISTEMA NERVIOSO Elabora sustancias (hormonas) que poseen Produce sustancias (neurotransmisores) de acción lenta y de efectos prolongados acción rápida y de corta duración Las hormonas se transportan por la sangre El impulso nervioso se transmite de neurona a neurona Las células productoras de hormonas La neurona están en contacto directo con el (endocrinas) no están en contacto directo órganos con el que se relaciona con el órganos blanco La acción conjunta de todas las hormonas Conecta al individuo con el medio ambiente desempeña un papel fundamental en el y controla las funciones corporales crecimiento y la maduración del individuo LA RETROALIMENTACION Una de las características de las hormonas es que su acción esta controlada, en la mayoría de los casos, por otras hormonas; este proceso se denomina control de retroalimentación o feedback (algo así como de ida y vuelta). Un ejemplo de sistema de artificial mecánico de retroalimentación puede ser el de calefacción automática de algunas viviendas. Estos aparatos tienen un dispositivo denominado termostato que dete4cta un cambio de la temperatura en la cual se fijo el sistema de calefacción. Suponiendo que se fijo para la casa una temperatura de 25°C, si desciende de ese valor, el termostato lo detectara y activara el calefactor para que funcione y eleve la temperatura nuevamente. Si ésta supera los 25°C, el termostato hará que el calefactor deje de funcionar. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 78 UN CASO DE RETROALIMENTACION NEGATIVA El hipotálamo, una zona del cerebro, recibe estímulos provenientes del interior y del exterior del cuerpo. El hipotálamo estimula la secreción de hormonas por parte de la glándula hipófisis que, a su vez, estimula la producción de las glándulas tiroides, suprarrenales y las gónadas (testículos y ovarios) Las hormonas producidas por estas glándulas, retroalimentan negativamente al hipotálamo y a la hipófisis, de manera tal de reducir la producción de sus propias hormonas. HIPOFISIS En el interior de la cabeza, alojada en la silla turca del esfenoides, se ubica la hipófisis, pequeño órgano de apenas 1 cm, llamado también glándula pituitaria. Comprende dos lóbulos totalmente diferentes: el anterior o adenohipófisis y el posterior o neurohipófisis. Entre ambos existe otro mas pequeño, el lóbulo intermedio, que en los reptiles y anfibios se relaciona con cambios de coloración vinculados con la defensa y la atracción sexual, pero cuya función en el hombre es desconocida. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 79 Lóbulo anterior Las hormonas secretadas por este lóbulo son: Hormona del crecimiento: estimula la síntesis de proteínas y como consecuencia favorece el desarrollo de los músculos y huesos. Por eso acelera el crecimiento de tejidos y órganos, en especial huesos, corazón e hígado. Aunque el crecimiento finaliza en la adolescencia, esta hormona se secreta durante toda la vida, pues es necesaria para la formación de nuevos materiales que reemplacen a las estructuras desgastadas. Además es indispensable por su importante acción sobre el metabolismo. Tirotropina: estimula la tiroides aumentando el número de células que forman esta glándula y la cantidad de tiroxina que producen. Adreno cortico tropina: regula la producción de hormonas de la corteza suprarrenal o corticoides. Además cumple importantes funciones, como facilitar la coagulación de la sangre y la formación de acetilcolina. Hormona folículo estimulante: provoca el desarrollo de los folículos de los ovarios y de los espermatozoides en los testículos. Hormona luteinizante: actúa sobre el cuerpo amarillo del ovario. Provoca en ellos la secreción de progesterona, y en los testículos de testosterona. Esta hormona y la folículo estimulante, se denomina gonadotropinas porque actúan sobre las gónadas u órganos sexuales. Hormona luteotrópica: estimula la secreción del cuerpo amarillo y actúa especialmente después del parto, estimulando las mamas para que secreten leche, por eso se la denomina prolactina Lóbulo posterior: es mas pequeña, en ella se almacenan dos hormonas producidas por células del hipotálamo, que son transportadas por fibras nerviosas y de allí pasan a la sangre. Por eso la neurohipófisis no produce hormonas sino que sólo las almacena y lanza a la circulación. Hormona antidiurética (ADH): también llamada vasopresina. Su acción consiste en aumentar la reabsorción de agua en el riñón. De este modo se retiene agua en el cuerpo. La disminución de esta hormona aumenta la pérdida de agua por la orina, que resulta mas diluida. Esta alteración se denomina diabetes insípida. Oxitocina: su función fundamental es provocar la contracción del útero en el parto y contribuir a que el mismo recupere su tamaño normal después del nacimiento. Si su secreción es insuficiente, el parto se retarda y es necesario darla por goteo. También estimula la expulsión de leche de las mamas. Aunque en el varón se produce junto con la ADH, se ignora cuál es su acción. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 80 TIROIDES Está formada por dos lóbulos laterales unidos por un istmo, que se ubican en la base del cuello por delante de la laringe y de los primeros anillos traqueales. La tiroides produce dos hormonas: la tiroxina y la calcitonina, esta última encargada de disminuir la concentración de calcio en la sangre y aumentarlo en los huesos. La tiroxina tiene una múltiple acción en el organismo, pues estimula el metabolismo celular y, en consecuencia, interviene en la producción de calor. También estimula la frecuencia cardiaca, la actividad nerviosa, el crecimiento de los huesos, el desarrollo de las glándulas sexuales, los movimientos de los órganos digestivos, etc. La hipofunción –llamada también hipotiroidismo- reduce el metabolismo celular, por lo cual es común que el individuo sienta frío. Se cansa fácilmente, tiene somnolencia, disminuyen sus latidos cardíacos y aumenta sus peso, porque el cuerpo almacena los alimentos en vez de oxidarlos. Una deficiencia tiroidea muy grande produce en los adultos el mixedema, caracterizado por la hinchazón de la cara y las manos y una cierta apatía y torpeza mental. Si se trata de niños, origina cretinismo, en el cual se agrega el enanismo y el retraso mental. En la hiperfunción –o hipertiroidismo- el metabolismo es muy activo, el individuo pierde peso y su pulso es rápido, muestra ansiedad, excitabilidad, mucho apetito y una intolerancia al calor. Es característica también una expresión de estupor. PARATIROIDES Ocultas por detrás de la tiroides se encuentran cuatro pequeñas glándulas semejantes a cuatro granos de trigo. Sin embargo, son esenciales para la vida, pues su extirpación ocasiona la muerte en pocos días. Producen la parathormona que regula la concentración del calcio en la sangre, es decir la calcemia. La hipofunción paratiroidea origina una reducción del calcio en la sangre. El enfermo tiene temblores, calambre y convulsiones que llegan a la muerte si no se administra la hormona de inmediato. La hiperfunción moviliza hacia la sangre el calcio de los huesos que se descalcifican por esta causa y se fracturan con facilidad. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 81 El calcio llevado por la sangre puede formar depósitos en el riñón o los pulmones, con gravísimas consecuencias. SUPRARRENALES Ubicadas en el polo superior de los riñones se encuentran las glándulas suprarrenales, también llamadas adrenales. Cada una está formada por otras dos, totalmente independientes: la corteza y la médula. A- La corteza o cortical suprarrenal, ubicada por fuera, es absolutamente indispensable para la vida. Produce más de 30 sustancias diferentes, la mayoría de las cuales son hormonas que, por originarse en la corteza, se conocen con el nombre general de corticoides y comprenden tres grupos: Los glucocorticoides: tienen diversas acciones, una de ellas es elevar la glucemia, es decir, la cantidad de glucosa en sangre. Por su acción antiinflamatoria son utilizados en tratamientos médicos de enfermedades, por ejemplo la artritis. Sin embargo, su uso debe ser restringido porque producen graves efectos colaterales, especialmente reducir la capacidad para combatir infecciones y originar trastornos mentales. Los mineralocorticoides: regula la cantidad de agua y sales minerales, en especial sodio y potasio de la sangre y los tejidos. Su acción se ejerce sobre las células, pero en especial las del intestino y los riñones. Los andrógenos: que regulan el desarrollo de los órganos sexuales, aunque su efecto es escaso en condiciones normales. La secreción insuficiente de la corteza suprarrenal origina en el hombre la enfermedad de Addison, que se caracteriza por el oscurecimiento de la piel, una gran fatiga muscular y nerviosa, alteraciones digestivas y un enflaquecimiento progresivo. Si no es tratada causa la muerte. La hiperfunción de la corteza origina trastornos diversos, entre ellos la enfermedad de Cushing, en la que se produce una anormal distribución de tejido adiposo en zonas como el rostro, dando lugar a la llamada “cara de luna llena”y en el tronco, originan una especie de giba. Produce también otros trastornos que se localizan en la esfera sexual, especialmente en la mujer, en la que aparecen algunos caracteres masculinos como la pilosidad de la barba, aumento de la fuerza muscular y masculinización del carácter. Estos signos son especialmente visibles en las “mujeres barbudas” de los circos. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 82 B- La médula suprarrenal ocupa la parte central de la glándula y, a pesar de su importancia, no es indispensable para la vida. Produce dos hormonas, adrenalina y noradrenalina, que refuerzan la acción del sistema nervioso, elevan la presión sanguínea, aumentan la frecuencia cardiaca, dilatan las pupilas, aumentan la cantidad de glucosa en sangre y cumplen varias otras funciones más. PANCREAS Es una glándula mixta ubicada en la parte superior de la cavidad abdominal, por debajo y detrás del estómago. Como glándula exocrina elabora el jugo pancreático, que se vuelca al intestino. Como glándula endocrina elabora insulina y glucagon. La primera facilita y aumenta el transporte de glucosa a los tejidos, como consecuencia, disminuye la cantidad de la misma en sangre. Si la insulina aumenta en la sangre, las posibilidades de entrada de glucosa en las células son mayores. Por el contrario, al disminuir la insulina en sangre y en el líquido extracelular, la glucosa se acumula en ambos en vez de penetrar en las células. Esa es la razón por la cual una menor secreción de insulina hace que los valores de glucosa en sangre sean muy superiores a los normales. El glucagon, se produce cuando la concentración de glucosa en sangre es inferior a 60 mg por 100 ml y es llevada por la sangre al hígado. Allí provoca la transformación del glucógeno en glucosa, la cual es liberada al torrente sanguíneo provocando un aumento en la glucemia Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 83 GLANDULAS SEXUALES También son glándulas mixtas, pues realizan una doble secreción. La externa constituida por los gametos respectivos, (testículos: espermatozoides; ovarios: óvulos), y la interna, que comprende las hormonas responsables de los caracteres sexuales secundarios. Testículos: son los encargados de la formación de espermatozoides y funcionan también como glándulas endocrinas, produciendo las hormonas sexuales masculinas llamadas andrógenos. La más importante es la testosterona. La testosterona se produce tempranamente durante el desarrollo embrionario, determinando que el feto se desarrolle como macho y no como hembra. Su producción disminuye drásticamente después del nacimiento, para reiniciarse en el comienzo de la pubertad. En esta etapa, la testosterona estimula el desarrollo de los órganos genitales masculinos y la producción de espermatozoides, cambios denominados características sexuales primarias, también controla la aparición de una serie de características no relacionadas directamente con la reproducción y que se conocen como características sexuales secundarias. Ovarios: son los órganos donde se producen las células reproductoras femeninas u óvulos. Desde el punto de vista endocrino, sintetizan las hormonas sexuales femeninas: el estrógeno y la progesterona. El estrógeno es una hormona esteroidal que tiene como funciones estimular el desarrollo de las glándulas mamarias y de los órganos genitales femeninos. La progesterona estimula el desarrollo de las paredes del útero, facilitando la implantación del embrión. ¿SABIAS QUE… Los rasgos esenciales de la feminidad son claramente fisiológicos y están relacionados con los niveles de una hormona ovárica llamada estrógeno. Así, los labios, mandíbulas, ojos y demás indican niveles de fertilidad […] La masculinidad también esta muy presente en la cara, y en cierta forma es esculpida por la hormona testosterona, que induce un mayor crecimiento de la mandíbula, huesos mas saltones y crecimiento de vello facial, entre otros efectos. También hay una relación compleja entre la testosterona y la función del sistema inmune que, nuevamente, puede dar señales inconscientes a la hembra al momento de la elección de la pareja. Más allá de estas cuestiones fisiológicas, la testosterona también tiene mucho que ver con ciertos rasgos de comportamiento, como la dominación y la agresividad.1 Luego de tener relaciones, el cerebro libera la hormona oxitocina, que ayuda a querer quedarse con el compañero/a de turno; así que cuidado: uno puede pensar que es sólo sexo, pero el día menos pensado se levanta con ganas de envejecer junto a la pareja ocasional. Los solteros empedernidos saben que una prueba de amor infalible es querer quedarse junto a alguien luego de hacer el amor; tal vez no estén haciendo otra cosa que midiendo sus niveles de oxitocina cerebral. Parece ser que la oxitocina, entre otras acciones, provoca una disminución de la actividad de áreas cerebrales relacionadas con el miedo y la desconfianza.2 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 84 4 1. ¿Cuál es la función del sistema endocrino? …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Corte por la línea de puntos y envíe 2. ¿Qué son las hormonas? Caracterícelas …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 3. Compare la acción de los glucocorticoides con la del glucagon pancreático e indique: Sus semejanzas: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Sus diferencias: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 4. Investigue sobre la Osteoporosis y la Diabetes mellitus: en qué consisten dichas enfermedades, cuáles son sus síntomas, tratamiento y prevención. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 85 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 86 UN POCO DE HISTORIA… Nunca sabremos quién fue el primer hombre que advirtió que su corazón latía. Quizá observó también que de sus heridas salía sangre, pero seguramente nunca se le ocurrió asociar estos dos hechos. Sin embargo un tratado de medicina chino de hace mas de 3.000 años pudo dar una explicación correcta al decir que “la corriente sanguínea fluye continuamente en un circulo que no se para nunca.” Lamentablemente los científicos de la antigüedad no supieron aprovechar estos conocimientos y siguieron un camino errado. Entre ellos se encuentra Galeno, famoso médico griego del siglo II quien pensaba que la sangre se movía en el organismo de modo similar a las mareas y que “cuando sale del corazón refluye de tanto en tanto para depositar en él sus impurezas”. Creía también que el tabique entre los ventrículos estaba perforado, que a través de él pasaba la sangre y que el cuerpo humano fabricaba continuamente sangre nueva para reemplazar a la vieja, que era eliminada constantemente. La autoridad científica de Galeno fue tan grande que durante 14 siglos nadie se atrevió a poner en duda sus ideas. Uno de los primeros en oponerse fue un médico belga llamado Andrés Vesalio, quien rechazó la idea de la comunicación interventricular afirmada por Galeno. Aproximadamente de esa misma época son los estudios del español Miguel Servet que le permitieron descubrir la circulación menor, es decir, el movimiento del la sangre desde el corazón a los pulmones y el regreso a éste. Fue sin embargo un médico inglés, William Harvey que en el siglo XVII logró descubrir el mecanismo de la circulación sanguínea como resultado de la acción impulsora del corazón. Para ello se basó en múltiples observaciones efectuadas durante 20 años en más de 15 especies de animales vivos y en cadáveres humanos. También realizó experiencias, como colocar vendajes apretados en los brazos y comprobar cómo las venas se hinchaban y las arterias no, lo que le hizo pensar que en esos vasos la sangre corre en distinto sentido. Además aplicó el cálculo matemático para afirmar que las teorías de Galeno eran falsas. Demostró así que, teniendo en cuenta el tamaño del corazón humano, la cantidad de sangre que lanza en cada latido no puede ser de 50 gramos. Multiplico 50 por los 72 latidos que producía el corazón en un minuto y llegó a la conclusión de que el organismo necesitaba producir 5 toneladas de sangre por día. Harvey pensó entonces que la sangre que pasaba por el corazón era siempre la misma y que no se movía por oscilaciones, como afirmaba Galeno, sino en círculo, siguiendo siempre un mismo sentido: del corazón a las arterias, de las arterias a las venas y de las venas al corazón. Quedaba, sin embargo, en su teoría un punto que no logró aclarar: en qué momento la sangre deja de alejarse del corazón y comienza el regreso. Cuatro años después de la muerte de Harvey un fisiólogo italiano, Marcelo Malpighi, halló la solución. Al observar los pulmones de una rana en el microscopio, descubrió los vasos capilares, entre las últimas ramificaciones arteriales y las primeras venosas. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 87 En el cuerpo existe un sistema de transporte que asegura el suministro de nutrientes, junto con oxigeno, a cada una de las células. Este sistema de transporte es el sistema circulatorio. Las sustancias nutritivas deben llegar a cada una de los millones de células que forman el organismo; de allí la ventaja de contar con un sistema circulatorio eficiente, que permita llevar los nutrientes desde el tubo digestivo hasta cada una de las células y retirar de ellas los desechos. LA SANGRE Es un tejido formado por una gran cantidad de líquido intercelular de color amarillo claro, llamado plasma, y por millares de células, que en conjunto forman el 45% de su volumen. Estas células en suspensión en el plasma son los glóbulos rojos y los glóbulos blancos, y también porciones de células denominadas plaquetas. Una persona de 70 kilos de peso tiene unos cinco litros de sangre en su organismo. Además de alimentos y oxigeno, la sangre transporta desechos, anticuerpos, hormonas y calor. El plasma sanguíneo: el 90% del plasma es agua; el 10% restante esta representado por sustancias disueltas. Algunas de estas sustancias son inorgánicas (oxigeno, dióxido de carbono, sales)y otras orgánicas (proteínas, glucosa, lípidos, vitaminas, hormonas y desechos de la actividad celular, como urea y ácido úrico) todas estas sustancias se mantienen en valores mas o menos constantes. Los glóbulos rojos: son células con forma de disco bicóncavo, es decir, que tienen una concavidad en cada cara; esta forma les otorga una relación superficie/ volumen mayor que la que tendría una esfera del mismo diámetro. Esto permite un intercambio más rápido de los gases. También los glóbulos rojos contienen moléculas de una proteína llamada hemoglobina, de color rojo (da color a la sangre); por eso pueden contener y transportar mas gases que cualquier otra célula del cuerpo. El hecho de que la hemoglobina esté dentro de los glóbulos tiene una ventaja, ya que si estuviera disuelta en el plasma, aumentaría la viscosidad de la sangre y se dificultaría su circulación. La unión de la hemoglobina con el oxigeno ocurre cuando la sangre llega a los pulmones. En contacto con los tejidos del cuerpo, la hemoglobina cede el oxigeno; así, este gas difunde desde la sangre hacia las células. Los glóbulos rojos se forman a razón de 140 millones por minuto, en la médula ósea, en el interior de los huesos largos. Cuando un glóbulo rojo envejece, lo que ocurre 120 días después de su formación, es destruido en el bazo y el hígado. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 88 Los glóbulos blancos: también llamadas leucocitos, están continuamente en movimiento; se mueven por si mismas, gracias al estiramiento y contracción de su citoplasma. A diferencia de los glóbulos rojos, pueden salir de los vasos sanguíneos y entrar en los espacios intercelulares. Estas particularidades, sumadas a la capacidad de capturar e ingerir partículas extrañas al organismo, hacen que sean las células defensivas por excelencia. Los glóbulos blancos, además, producen anticuerpos, es decir, proteínas que participan en la defensa del organismo cuando es invadido por sustancias reconocidas como extrañas. Las plaquetas: también llamadas trombocitos, cumplen una función importantísima en el mantenimiento el equilibrio del cuerpo: la coagulación de la sangre, que impide la excesiva pérdida de sangre por una herida. Las plaquetas no son células completas, sino trozos de unas células grandes llamadas megacariocitos. La coagulación se inicia cuando las plaquetas se ponen en contacto con una estructura rugosa, por ejemplo, un tejido lesionado por una herida. Las plaquetas se acumulan, se adhieren entre si, cierran la herida y liberan sustancias que actúan sobre una proteína que se encuentra en el plasma: el fibrinógeno. Esta proteína sufre una reacción química y se convierte en fibrina, cuyas moléculas formarán una red en la cual quedan retenidas las células sanguíneas. La red de fibras con células atrapadas forma el coágulo. COAGULACION Cuando se coloca sangre en un recipiente, ésta coagula en pocos minutos y toma el aspecto de una gelatina roja. Al cabo de algunas horas esa masa se retrae, se hace más compacta y forma el coágulo, del cual brota un líquido amarillento que es el suero. La coagulación es un complejo mecanismo de defensa del organismo pues detiene las pequeñas hemorragias producidas por lesiones en los vasos y permite la cicatrización de la herida. Estos son sus pasos: La suavidad de los vasos sanguíneos impide el rompimiento de las plaquetas, que son sumamente frágiles. Cuando un vaso se lesiona, la sangre fluye a través del corte. Las plaquetas se rompen y se adhieren a la pared de la zona lesionada. Rápidamente aumenta el número de plaquetas, que forman un tapón poco compacto que cierra provisoriamente la lesión. Las plaquetas liberan una sustancia que actúa sobre la protrombina, que se encuentra en el plasma y la transforma en trombina. A su vez la trombina actúa sobre una proteína del plasma, el fibrinógeno y lo transforma en fibrina. La fibrina forma hilos que se entrecruzan en una red. En ella quedan aprisionados los glóbulos rojos y blancos. Así se forma el coágulo que cierra la herida. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 89 HEMOFILIA Cuando el proceso anteriormente descrito se interrumpe y la coagulación no se produce o es sumamente larga, se origina una enfermedad hemorrágica. Una de las más comunes es la hemofilia que se caracteriza por la producción de hemorragias externas o internas, como consecuencia de heridas aun muy pequeñas. Sus primeros signos aparecen en la infancia, generalmente cuando el niño comienza a dar sus primeros pasos, pues el golpe mas leve origina grandes derrames sanguíneos. Este mal engendra graves peligros pues una simple extracción dentaria es suficiente para producir copiosas hemorragias. También son comunes los derrames sanguíneos en el interior de las articulaciones pues, si se repiten, pueden conducir a la invalidez de los brazos o las piernas. La hemofilia es una enfermedad hereditaria e incurable. La padecen casi exclusivamente los varones, pero es transmitida por las mujeres. En la actualidad la administración del factor antihemofílico extraído de sangre de dadores voluntarios, permite a los enfermos llevar una vida casi normal FUNCIONES DE LA SANGRE La sangre realiza varias misiones de gran importancia para el funcionamiento del organismo humano. Las más importantes son: Transporte de nutrientes: la sangre transporta las sustancias alimenticias desde el intestino delgado hasta todas las células del cuerpo. Esa misión la realiza el plasma sanguíneo. Defensa frente a agentes infecciosos: la sangre realiza una función defensiva contra los microbios y otras sustancias que pueden causar enfermedades. Esa función la realizan los glóbulos blancos. Coagulación: la sangre es la encargada de taponar las heridas, tanto externas como internas que se producen en el cuerpo. Esta función la realizan las plaquetas que, al unirse, bloquean las heridas y coagulan la sangre que fluye por ellas. Calefacción: la sangre es un sistema de calefacción para el cuerpo humano. Normalmente, la sangre se encuentra a una temperatura de 36° y calienta todas las zonas del cuerpo a las que llega. Cuando una zona se enfría, la sangre fluye hacia ella y se enrojece; de esta forma se consigue que las que están expuestas al frío se calienten. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 90 EL CORAZON Es un órgano muscular hueco, de forma cónica, cuyas contracciones periódicas mantienen la circulación sanguínea. El corazón esta ubicado en el tórax, entre los dos pulmones, levemente desplazado hacia la izquierda. Esta constituido por tres capas de tejido. Desde afuera hacia adentro son el pericardio, el miocardio y el endocardio. Internamente esta formado por cuatro cavidades: dos superiores, las aurículas y dos inferiores, los ventrículos. Tanto los ventrículos como las aurículas están separados por tabiques llamados interventricular e interauricular, respectivamente. En cambio, cada aurícula se comunica con el ventrículo del mismo lado. La sangre llega a las aurículas por las venas y sale de los ventrículos por las arterias. Otras de las estructuras que forman parte del corazón son las válvulas. Las auriculoventriculares, izquierda y derecha regulan el pasaje de sangre desde las aurículas hacia los ventrículos, impidiendo que la sangre retroceda. La sangre puede llegar a todas las células del organismo al ser impulsada por dos tipos de movimientos que realiza el corazón: el movimiento de contracción, llamado sístole, impulsa la sangre hacia todo el cuerpo, el movimiento de relajación, o diástole, facilita la entrada de sangre en el corazón. Al intervalo entre una contracción cardiaca y la siguiente se lo llama ciclo cardiaco. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 91 EL RECORRIDO DE LA SANGRE El sistema circulatorio está formado por vasos que transportan la sangre: las arterias y las venas, y otros mas delgados y permeables, que permiten el intercambio entre la sangre y las células: los capilares. Esta extensa red de vasos forma dos circuitos de circulación de la sangre: el circuito menor o circulación pulmonar y el circuito mayor o circulación general del cuerpo. Circuito menor: permite oxigenar la sangre que viene del cuerpo cargada con dióxido de carbono. La sangre sale del ventrículo derecho por la arteria pulmonar, la que inmediatamente después se divide en dos ramas: derecha e izquierda. Cada una entrará en un pulmón. La sangre se cargará de oxigeno, que los pulmones incorporaron desde el exterior y, cederá el dióxido de carbono que se liberará al exterior. De allí llevarán la sangre oxigenada a la aurícula izquierda del corazón. Circuito mayor: de la aurícula izquierda, la sangre pasa al ventrículo izquierdo. De allí sale la arteria aorta, con muchas ramificaciones que se dirigen a los diferentes órganos. Luego de recorrer todo el cuerpo, la sangre ya es muy pobre en oxigeno y está cargada de dióxido de carbono; en este estado vuelve al corazón, que la bombea hacia los pulmones. La sangre retorna al corazón a través de las venas cavas: superior, proveniente de la zona de la cabeza, e inferior, originada en la zona inferior del cuerpo. Ambas desembocan en la aurícula derecha. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 92 VASOS SANGUINEOS Arterias: son vasos que conducen la sangre que sale de los ventrículos. Las arterias deben soportar la presión de la sangre cuando ésta abandona el corazón, por eso son resistentes y elásticas y al ser cortadas se mantienen siempre abiertas. La pared de una arteria esta formada por tres capas: la externa de tejido conectivo con gran cantidad de fibras elásticas; la media de tejido elástico y tejido muscular liso y la interna formada por una capa de endotelio. En las arterias más pequeñas, llamadas arteriolas, la proporción de tejido muscular de sus paredes es mayor que la de tejido elástico. Capilares: se originan de las ramificaciones finales de las arteriolas y forman finas redes que se distribuyen en el interior de los tejidos. Luego se van uniendo en vasos de diámetro cada vez mayor hasta formar las vénulas. En ellos comienza a producirse el retorno al corazón de la sangre llevada por las arterias. Son muy importantes porque en ellos tienen lugar todos los intercambios de gases, sustancias nutritivas y de desecho entre la sangre y las células, que no podrían realizarse en los restantes vasos sanguíneos debido al grosor de sus paredes. Venas: son vasos que llegan a las aurículas y conducen la sangre de regreso al corazón. Las más finas son las vénulas, ubicadas a continuación de los capilares y su diámetro va aumentando en las venas a medida que se acercan al corazón. Las paredes de las venas son más blandas que las de las arterias, para ofrecer menor resistencia al flujo sanguíneo y facilitar el retorno al corazón. Por eso cuando se cortan, sus paredes se aplastan. ¿SABIAS QUE… Las arterias no son tubos rígidos como cañerías por los cuales circula la sangre; por el contrario, sus paredes elásticas les permiten variar su luz o espacio interior y regular así la cantidad de sangre que contienen, de acuerdo con las necesidades del organismo. Pero a veces el tejido elástico de la pared se altera y es reemplazado por tejido fibroso, mucho mas rígido, que produce su endurecimiento y origina la arteriosclerosis (sclerosis significa endurecimiento) Otra alteración de las arterias es la aterosclerosis que en muchas oportunidades se confunde con la arteriosclerosis. La palabra athero viene del griego y significa “papila”; en este caso se produce una alteración en una zona limitada de la pared arterial, originada por una acumulación de grasas que reduce la luz del vaso y provoca también su esclerosis. Por lo general se presenta en las arterias mayores, como la aorta, las de las extremidades y del cerebro. El aneurisma es una dilatación de la pared arterial causada especialmente por la arteriosclerosis. La presión sanguínea presiona la arteria y la dilata formando una bolsa cuya pared se hace cada vez más delgada, provocando a veces su rotura, con la consiguiente hemorragia. Esta dilatación puede afectar a diversas arterias, entre ellas las cerebrales, las de las extremidades y la aorta. En este último caso la gravedad es mayor, pues su ruptura puede originar una hemorragia mortal. Las várices son dilataciones permanentes en las paredes de las venas. Las más comunes se localizan en los miembros inferiores, en los cuales la circulación esta Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 93 dificultada por la fuerza de gravedad. Contribuyen además la permanencia de pie por largo tiempo, los antecedentes hereditarios, el calor de estufas, radiadores, rayos solares o baños calientes porque originan una dilatación en los vasos. Las várices que no son tratadas pueden agravarse con los años y llegar a ulcerarse. RUIDOS CARDIACOS Los médicos usan el estetoscopio para amplificar los sonidos producidos por el corazón en un procedimiento de rutina llamado auscultación. Los sonidos que se escuchan a través del estetoscopio son las manifestaciones audibles de la actividad de las válvulas del corazón, los dos ruidos cardiacos. La onomatopeya para explicar estos ruidos se escribe lub-DUP, para el primer y segundo sonido respectivamente. En una secuencia de estos sonidos se escucha: lub-DUP, lub-DUP, lub-DUP. El primer ruido (lub) es mas duradero, grave y de tono bajo. Corresponde al cierre de las válvulas auriculoventriculares. El segundo ruido (DUP) es agudo, de tono alto y más corto. Lo origina el cierre de las válvulas semilunares, ubicadas entre los ventrículos y las arterias. PULSO ARTERIAL La propulsión de la sangre desde el ventrículo izquierdo hacia la aorta, provoca la dilatación de este vaso. Esta expansión en la aorta se propaga como una onda por todas las arterias del cuerpo y se puede palpar como un pulso. Apenas pasa la onda, las arterias recuperan su diámetro debido a su gran elasticidad. El pulso arterial puede percibirse colocando uno o dos dedos sobre una arteria superficial. El registro de las pulsaciones en un minuto indican la cantidad de latidos en ese lapso o la frecuencia cardiaca. PRESION SANGUINEA Es la fuerza que ejerce la sangre contra las paredes de las arterias de la circulación sistémica. La presión se registra con dos números. Por ejemplo, los valores normales son de 120/70. El primer número corresponde a la presión provocada por las arterias durante la contracción de los ventrículos. El segundo número es la presión de las arterias cuando los ventrículos están relajados. Habitualmente la presión sanguínea se mide con el esfigmomanómetro y un estetoscopio. El primero registra la presión mientras que el segundo escucha el flujo sanguíneo. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 94 GRUPOS SANGUINEOS Cuando se introducen proteínas en el organismo por una vía que no sea la digestiva, desencadenan una reacción que consiste en la producción de una sustancia llamada anticuerpo. Las sustancias capaces de originar anticuerpos son los antigenos. Entre antígeno y anticuerpo tiene lugar una reacción como resultado de la cual es antígeno es destruido. Esta reacción es específica, pues se produce sólo entre un anticuerpo y el antígeno que provocó su formación. La creación de anticuerpos es un modo que tiene el organismo de defenderse contra los microbios patógenos, ya que éstos se comportan como antigenos y dan lugar a la formación de anticuerpos. En la membrana de los glóbulos rojos, existen dos sustancias que se comportan como antigenos y se llaman A y B. Una persona puede tener ambos, sólo uno o ninguno de ellos. En el plasma, y aquí reside la diferencia, se encuentran anticuerpos llamados anti A y anti B, que no pueden coexistir con el antígeno correspondiente y que se presentan normalmente aun cuando nunca llegue a entrar el antígeno correspondiente en la sangre. De acuerdo con la presencia o ausencia de esos antigenos y anticuerpos en la sangre es posible formar cuatro grupos: GRUPO ANTIGENO ANTICUERPOS % en raza blanca A A anti B 42 B B anti A 9 AB AB No tiene 3 O No tiene anti A y anti B 46 Si se mezcla la sangre de dos personas de grupos diferentes en algunos casos no pasa nada, pero en otros se produce una aglutinación, es decir, la formación de pequeños grupos. Esto sucede porque los glóbulos rojos del dador reaccionan con el plasma del receptor y forma grumos que obstruyen los vasos sanguíneos de pequeño calibre. Cuando se realiza una transfusión de sangre debe tenerse en cuenta que en plasma del receptor no existan los anticuerpos que reaccionen contra los antigenos presentes en los glóbulos del dador. En cambio no es importante la acción de los anticuerpos de la sangre del dador porque actúan en una proporción muy pequeña. Existen además otros antigenos en los glóbulos rojos, cuya cantidad se calcula hoy en un centenar. El mas conocido de ellos se halló por primera vez en el mono Rhesus macacus, por eso se lo llamo factor Rh. El 85% de los individuos lo posee (Rh+) y el resto carece de él (Rh-) Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 95 Como puede observar en este cuadro, el grupo A recibe sangre de su mismo grupo y de O; el grupo B, recibe de su mismo grupo y de O; el AB recibe de su mismo grupo y de A, B y O; por ultimo el grupo O recibe únicamente de su mismo grupo sanguíneo. Este sistema es similar al sanguíneo en tanto esta formado por vasos de variado calibre (similares a las arterias, las venas y los capilares), pero se diferencia de aquél en que estos vasos no forman un circuito, sino que tienen un extremo ciego, es decir, cerrado. El sistema linfático recoge los líquidos liberados por los tejidos, que luego son enviados al aparato circulatorio. Esto es necesario para mantener el nivel de agua del organismo. En varias zonas del cuerpo se encuentran los ganglios linfáticos, agrupaciones de células que cumplen una función importante en la defensa del organismo. Estos ganglios producen glóbulos blancos llamados linfocitos y moléculas de proteínas llamadas anticuerpos. Por otra parte, la mayoría de las grasas absorbidas en el intestino delgado no van a la sangre, sino a la linfa, que está formada casi en su totalidad por plasma, sin glóbulos rojos. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 96 BAZO El bazo es un órgano abdominal, de forma ovoide y color rojizo, que pesa unos 200g. Esta profusamente irrigado por vasos sanguíneos y puede modificar su volumen mediante la acumulación de sangre en su interior o pulpa esplénica. Aunque no es un órgano vital, en casos de emergencia es capaz de liberar la sangre que ha retenido, con lo que aumenta el riego sanguíneo y la oxigenación de los tejidos. Al bazo también se lo llama cementerio de los glóbulos rojos porque se encarga de eliminar cada segundo unos dos millones de glóbulos rojos envejecidos. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 97 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 98 5 1. Investigue sobre los glóbulos rojos, blancos y plaquetas y complete el siguiente cuadro: CARACTERISTICAS GL. ROJOS GL. BLANCOS PLAQUETAS Corte por la línea de puntos y envíe Tamaño Forma Número Origen Duración Función 2. ¿A que se denomina angina de pecho? …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 99 3. Observe el siguiente cuadro y luego responda. Tenga en cuenta que la unión de glóbulos rojos mediante los anticuerpos produce aglutinación y, por lo tanto, puede llevar a la muerte. Por ejemplo, en la intersección del grupo A receptor, con B dador se produce aglutinación, en consecuencia B no puede donarle sangre al grupo A. Luisa ha sufrido un accidente y necesita una transfusión. Su grupo sanguíneo es B. Varios amigos ofrecen su sangre: Gabriel, que es del grupo O; Martín, que es AB y Valeria que es B. Ubique en el cuadro el grupo de Luisa y de los tres dadores e indique cuáles de ellos pueden dar su sangre. Justifique su respuesta. …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Ubique su grupo sanguíneo y determine cuáles son los grupos de sangre que puede recibir. ¿A quien puede donar? …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Entre los 16 cuadros de las posibles combinaciones de sangre del dador y del receptor, indique cuales representan casos de incompatibilidad sanguínea. Justifique. …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 100 Está formado por un largo tubo cilíndrico algo mas ensanchado en varias regiones. Se inicia en la boca, destinada a recibir los alimentos; continua luego con un conducto, la faringe, a la cual sigue el esófago. Este desciende verticalmente por el tórax y termina en el estómago. A continuación se encuentran el intestino delgado y el intestino grueso, que finaliza en el orificio anal. Todos estos órganos tienen una estructura similar y están formados por varias capas de tejidos. Entre ellos se destacan la capa muscular, cuyas contracciones impulsan los alimentos a través del tubo digestivo, y la epitelial o mucosa, que en el estómago y en el intestino posee glándulas que secretan jugos digestivos. Sin embargo estas secreciones no son suficientes para realizar la transformación de los alimentos. Por eso son necesarias las glándulas anexas al tubo digestivo: salivales, hígado y páncreas, que vierten sus productos en la boca las primeras y en el intestino delgado las dos restantes. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 101 El proceso digestivo se realiza en varias etapas. Ellas son: Ingestión: es un proceso voluntario, en el cual los alimentos escogidos ingresan a la boca. Digestión: consiste en la degradación de las moléculas de los nutrientes (hidratos de carbono, lípidos, proteínas). Es decir, los nutrientes se transforman en moléculas de menor tamaño. La digestión comienza en la boca, pero la mayor parte ocurre en el estómago y en el intestino. La degradación puede ser de dos tipos: mecánica o química. a- La degradación mecánica asegura que los alimentos se fragmenten en pequeños trozos; de esta forma se hacen mas fáciles de tragar y, al mismo tiempo, los pequeños trozos tienen, más superficie de contacto con las enzimas digestivas. La masticación que ocurre en la boca, produce una degradación mecánica que fragmenta el alimento desagregándolo, como si se rompiera una roca en trozos más pequeños. De esta forma, el alimento pasara más fácilmente por la faringe y el esófago y quedará más expuesto al ataque químico de las enzimas. b- La degradación química consiste en un ataque de jugos con enzimas digestivas específicas (un tipo particular de enzimas para cada clase de molécula que se degrada). Absorción: consiste en el pasaje de las moléculas de alimento ya digeridas hacia la sangre y la linfa a través de las paredes intestinales. Las proteínas degradadas y los azúcares absorbidos son transportados por la sangre hasta el hígado, mientras que las grasas pasan a los vasos linfáticos; en ambos casos, los alimentos serán distribuidos luego al resto del organismo por el flujo sanguíneo general. Egestión o defecación: es la liberación, por el ano, de los materiales que no fueron digeridos. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 102 ORGANOS Y FUNCIONES BOCA En ella se cumplen tres funciones: la masticación, la primera degradación química de los alimentos y su humedecimiento para favorecer el pasaje por la faringe. La masticación tiene como finalidad transformar las moléculas complejas de alimento en moléculas mas chicas, en esta acción participan también las enzimas producidas por las glándulas salivales que llevan a cabo la digestión química. Estas glándulas también producen sustancias mucosas que humedecen los alimentos y favorecen la deglución (acto de tragar). Las glándulas salivales son tres pares: las parótidas, las submaxilares y las sublinguales, que segregan en conjunto la saliva. Este liquido esta compuesto en un 98% de agua, y contiene además mucus y una enzima llamada ptialina o amilasa salival, que realiza un primer ataque sobre los alimentos que contienen almidón (pan, pastas, etc.). La saliva tiene tres funciones: lubricar los alimentos, lo que facilita la masticación y la deglución; permitir la gustación de los alimentos, que sólo es posible si están disueltos, e iniciar los procesos digestivos, ya que contiene la enzima ptialina. La lengua colabora con la digestión ayudando a mezclar los alimentos con la saliva. Además sin la lengua no podríamos hablar. Otra función muy importante de la lengua es percibir el sabor de los alimentos mediante las papilas gustativas. Estas papilas se encuentran en su superficie y son capaces de captar cinco sabores: dulce, salado, amargo, ácido y umami (este sabor fue “descubierto” a principios del siglo XX. Se trata del glutamato de sodio, cuyo sabor residual es muy parecido al del ajo) Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 103 FARINGE Es un tubo corto ubicado detrás de la boca. Es un órgano compartido por el aparato digestivo y por el respiratorio y por esto conduce alimentos y aire. Entonces, ¿Por qué no nos atragantamos siempre que comemos? En realidad mientras tragamos (deglutimos) no se puede respirar ya que la laringe, que pertenece al aparato respiratorio, se cierra por medio de una estructura llamada epiglotis. ESOFAGO La faringe conduce los alimentos hacia el esófago, el último conducto que transitarán los alimentos antes de llegar al estómago. El esófago alcanza a medir 25 cm. y tiene una estructura formada por dos capas de músculos, que cumplen una función muy importante: permiten la contracción y la relajación en sentido descendente del esófago. Estas ondas de relajación y contracción reciben el nombre de movimientos peristálticos y son las que provocan el avance de los alimentos hacia el estómago. Estos movimientos se repiten en otros órganos del tubo digestivo, como el estómago y el intestino. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 104 ESTOMAGO Es un órgano en forma de bolsa elástica cuyo aspecto y capacidad son diferentes según esté vacío o lleno. En este caso esta última puede llegar a ser de 1,5 litros. Los alimentos penetran en él por el cardias, orificio que comunica con el esófago y está situado muy próximo al corazón, del cual está separado por el diafragma. Habitualmente el cardias se halla contraído por la acción de músculos lisos en forma de anillo que originan un esfínter. El extremo opuesto del estómago comunica con la primera parte del intestino delgado, llamada duodeno, por otro orificio, que también posee un esfínter y recibe el nombre de píloro. La mayor parte del estómago la constituye el cuerpo, en cuya parte superior se acumulan los gases, y el antro, en la parte inferior, que forma como un embudo y termina en el píloro. La pared gástrica está constituida por varias capas musculares, responsables de sus movimientos. Su interior está recubierto por un epitelio con abundantes pliegues y surcos, que posee dos tipos de glándulas: mucosas, que producen el mucus que protege a este órgano e impide su autodigestión, y tubulares, que secretan el jugo gástrico. El estómago cumple varias funciones mecánicas: Almacenar los alimentos a medida que son ingeridos. Mezclarlos con las secreciones gástricas mediante contracciones sucesivas que se denominan ondas peristálticas y se producen cada 20 segundos aproximadamente. Cuando la mezcla se ha completado el contenido gástrico tiene el aspecto de un líquido blanquecino, de apariencia lechosa, llamado quimo. Hacer pasar los alimentos al intestino delgado mediante contracciones peristálticas más potentes que provocan la apertura del esfínter pilórico y el paso del quimo al intestino. Además de las contracciones que originan la mezcla y el pasaje de los alimentos, en el estómago puede producirse un tercer tipo de contracciones que tiene lugar después de un ayuno prolongado. Son muy intensas y se denominan contracciones de hambre. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 105 INTESTINO DELGADO Es una estructura formada por tres porciones: el duodeno, el yeyuno y el íleon. En los seres humanos esta última porción mide más de siete metros y tiene muchas curvaturas llamadas asas intestinales. La acción de degradar los nutrientes, que comenzó en la boca y siguió en el estómago, se completa en el intestino delgado; la parte más importante de la digestión ocurre en este órgano. El alimento que llega al intestino es sometido a la acción de tres líquidos o jugos: el pancreático, el intestinal y la bilis. Estos líquidos tienen como función completar los procesos de degradación. En la última porción del intestino delgado se cumple otro proceso fundamental para el organismo: la absorción de los nutrientes, es decir, el pasaje a la sangre, a través de las paredes del intestino. El intestino es un órgano con paredes internas muy plegadas, lo que aumenta la superficie de contacto con los nutrientes digeridos. Estos repliegues en forma de dedo, llamados vellosidades, cubren toda la mucosa intestinal. Cada repliegue contiene una red de capilares sanguíneos y un capilar linfático, hacia los que pasan los nutrientes. Las vellosidades están tapizadas por células epiteliales, cuyas membranas poseen mas repliegues, denominados microvellosidades. Este conjunto de pliegues y repliegues proporciona, en un adulto, una superficie de absorción de unos 200 a 400 m2. a- Aspecto general de la pared intestinal. b- Vista a través de un microscopio óptico. c- Esquema de las vellosidades intestinales se muestran los vasos sanguíneos y linfáticos, hacia donde pasan las moléculas que atraviesan la pared del intestino. d- Las células de la mucosa intestinal tienen microvellosidades en su membrana. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 106 PANCREAS El páncreas es una glándula que tiene una doble secreción y por eso se lo llama glándula mixta, ya que produce jugo pancreático y hormonas. El páncreas vierte, por día, dos litros de jugo pancreático al duodeno y segrega hormonas a la sangre, como la insulina y el glucagon. HIGADO Es un órgano ubicado debajo del diafragma (músculo que separa la cavidad torácica de la abdominal) y del pulmón derecho; cumple muchas funciones imprescindibles para la vida. Respecto de la digestión, produce de 600 a 800 ml de bilis por día. La bilis no contiene enzimas digestivas, sino que posee sales biliares, que se forman en el hígado a partir del colesterol (un lípido común en los alimentos de origen animal) y son secretadas al intestino delgado, donde actúan como emulsionantes, que ayudan a la digestión de los lípidos de la dieta. La bilis se almacena en la vesícula biliar y se vuelca en la primera porción del intestino delgado por medio de un conducto, el colédoco. La bilis posee, además de sales biliares, colesterol y pigmentos biliares verdes, amarillos y anaranjados, que provienen de la degradación de la hemoglobina, el pigmento de la sangre, en el hígado. Los pigmentos biliares, convertidos en pigmentos pardos por las bacterias intestinales, dan el color característico a las heces. El color claro de las heces puede ser indicativo de una obstrucción del conducto biliar o de un mal funcionamiento hepático (del hígado) Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 107 INTESTINO GRUESO La parte final del tubo digestivo esta constituida por el intestino grueso que, como el delgado, tiene forma de tubo de 1,50 m de largo y unos 7 cm. de diámetro. Su superficie externa no es lisa, como la del intestino delgado, sino que presenta numerosos repliegues. Esta ubicado a continuación del intestino delgado en el que penetra en forma lateral. En este sitio se encuentra una válvula llamada ileocecal, que impide el retroceso del contenido del intestino grueso hacia el intestino delgado. El intestino grueso se dispone alrededor de la masa formada por el intestino delgado replegado y pueden describirse en él tres regiones: ciego, colon y recto. El ciego es como una pequeña bolsa en el hombre y mucho más grande en los animales herbívoros. En su parte inferior se encuentra el apéndice ileocecal, llamado también vermicular por su aspecto semejante a una lombriz, cuya inflamación produce la apendicitis. El colon comprende cuatro regiones: ascendente, transverso, descendente e ileopélvico. El recto, que es la parte final del intestino grueso, no presenta repliegues y termina en un esfínter que rodea al orificio anal. La pared muscular del intestino grueso esta tapizada interiormente por un epitelio que, a diferencia del que posee el intestino delgado, no tiene vellosidades. Sin embargo en el intestino grueso se produce la absorción del agua y de las sales minerales, que penetran en él en cantidad aproximada de un litro diario. Pero esa causa el contenido del intestino grueso se hace cada vez más sólido a medida que avanza, hasta formar la materia fecal que se acumula en el recto. Esta formada por las sustancias que no han podido ser digeridas ni absorbidas, es decir por las sustancias no aprovechables como la celulosa. Y también por restos de células muertas. Por eso se forma también durante el ayuno. Su eliminación constituye la egestión. Si bien no hay absorción de sustancia orgánica en el intestino grueso algunos medicamentos, administrados como supositorios pueden ser absorbidos a través de la mucosa rectal. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 108 ¿SABIAS QUE… La primera referencia sobre enfermedades dentales aparece en tablillas sumerias de arcilla, 5 mil años antes de Cristo. En ellas, el dolor de muelas se atribuye a la presencia de gusanos que corroen el interior del diente. La primera escuela dental del mundo se fundó unos 7 mil años después (fue en 1840) en la ciudad de Baltimore (EEUU). Hoy sabemos que las caries son producidas por bacterias. Se llama paperas a una enfermedad producida por un virus, que afecta a los tejidos glandular y nervioso. Las glándulas mas afectadas suelen ser las parótidas; algunas veces también pueden infectarse los ovarios y testículos, las meninges, el páncreas y el nervio auditivo. En los adultos, la inflamación de los testículos puede causar esterilidad. Las paperas se transmiten de persona a persona, por medio de gotitas esparcidas a partir de la respiración, de la tos o del estornudo de los enfermos. Desde la década de 1960 se aplica una vacuna que permite prevenir la enfermedad. En el 80% de los enfermos de úlcera se ha detectado la presencia de la bacteria Helicobacter pylori en la mucosa estomacal e intestinal. Esta bacteria podría ser uno de los causantes de la enfermedad. Las personas que viven en las ciudades son mucho más propensas que las del campo a padecer de úlceras gastroduodenales. Además de las presiones de la ciudad, también favorecen su aparición algunas bacterias capaces de deteriorar la mucosa gástrica, una excesiva producción de ácido clorhídrico, el uso de ciertos medicamentos, como la aspirina, y los excesos de comida picante, café, mate, alcohol y tabaco. Los laxantes irritan la mucosa intestinal aumentando la intensidad de las contracciones que se producen en la pared intestinal y, en consecuencia, acelera el pasaje del contenido intestinal. Además, como el contenido del intestino se mueve con más rapidez, el tiempo que requiere la absorción del agua es insuficiente y ésta es eliminada con las materias fecales, produciendo una deshidratación en el organismo. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 109 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 110 6 Corte por la línea de puntos y envíe 1. Defina los conceptos digestión mecánica o física y digestión química, y explique por qué la primera favorece la segunda. ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 2. ¿Qué es un movimiento peristáltico? ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 3. ¿Cuál es la estructura mas larga del aparato digestivo, cómo se divide y cuál es su función? ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 4. Investigue en qué consiste la maniobra de Heimlich y cuándo se aplica. ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 5. ¿Cómo se forman los cálculos biliares? ¿Cómo se soluciona dicho problema?¿Qué consecuencias trae la extirpación de la vesícula biliar? ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 111 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 112 La reproducción es el proceso a través del cual los seres vivos originan nuevos individuos que aseguran el mantenimiento de la especie. REPRODUCCION ASEXUAL En la reproducción asexual sólo es necesario un progenitor. Se lleva a cabo en los individuos más simples y sólo por excepción en los más organizados. Puede realizarse en formas diversas: Por división: se produce en organismos unicelulares. Es un proceso de división celular que origina dos células hijas , a través de una división simple o de una división más compleja llamada mitosis. Por gemación o brotación: se observa en animales, como la esponja, en organismos unicelulares como las levaduras y en plantas con bulbo. En un individuo se forma otro, llamado brote, de menor tamaño, que luego crece y generalmente se separa. Por esporulación: ocurre en organismos unicelulares, como el plasmodio de la malaria y en pluricelulares, como algas y helechos. El núcleo se divide varias veces y el cuerpo se fragmenta de una sola vez. Por fragmentación o multiplicación vegetativa: se observa en plantas y hongos. Es la separación de una o mas partes del cuerpo de una planta, de las cuales se originan luego otros individuos. Por regeneración: sucede en algunos animales como la estrella de mar, la planaria y la lombriz de tierra. El cuerpo del animal regenera los fragmentos que ha perdido, o a partir de los fragmentos separados del cuerpo se forma nuevos individuos. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 113 REPRODUCCION SEXUAL En la reproducción sexual son necesarios dos gametos, que en algunos casos son iguales entre si, como sucede en las algas filamentosas. La mayoría de los organismos, en cambio, origina dos clases de gametos. El gameto masculino, llamado espermatozoide y producido por el testículo en animales y célula generativa en el grano de polen o anterozoide en las plantas. Es pequeño, sin reserva de alimento y móvil. El gameto femenino, denominado óvulo y originado por el ovario en animales y oosfera en vegetales. Es grande, con muchas reservas e inmóvil. Los órganos masculinos y femeninos pueden estar ubicados en el mismo individuo, en cuyo caso se lo llama hermafrodita como el caracol terrestre y el gladiolo. Otras veces los órganos se presentan en dos individuos, llamados unisexuales, que se denominan macho y hembra en animales, y masculino y femenino en las plantas. Los gametos se producen en los órganos sexuales a través de procesos de espermatogénesis y de ovogénesis durante las cuales se produce la reducción del número de cromosomas o meiosis. La unión de gametos femenino y masculino se llama fecundación y origina el huevo o cigoto. En los hermafroditas la autofecundación es poco frecuente porque en ellos ocurre la fecundación cruzada en la que el gameto masculino de un individuo se une al gameto femenino de otro individuo de la misma especie, y viceversa. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 114 FECUNDACION EXTERNA INTERNA FECUNDACION EXTERNA FECUNDACION INTERNA Es la unión de gametos que se realiza en el medio externo, es decir, fuera del cuerpo de la hembra. La supervivencia de las especies con fecundación externa, se asegura mediante la expulsión de grandes cantidades de gametos para producir cigotos, que en un porcentaje importante sobrevivan a los depredadores naturales o a las condiciones ambientales adversas. Es la unión de gametos que se realiza en el interior del cuerpo de la hembra. La fecundación interna se realiza generalmente mediante la copulación proceso en que el macho deposita sus gametos dentro del sistema reproductor de la hembra, de manera que pueda darse la unión con el gameto femenino y se forme el cigoto. Gracias a la fecundación interna, los Esta forma de fecundación es propia de los animales aseguran la supervivencia. animales acuáticos y de algunos animales que viven alternadamente en ambientes Apareamiento: la mayor parte de los acuáticos y terrestres, como es el caso de los animales suelen realizar la copulación en anfibios. una época determinada del año, que habitualmente coincide con la primavera, y La hembra y el macho expulsan grandes que es el periodo de tiempo en que el cantidades de gametos al medio externo animal esta biológicamente capacitado para donde estos se unen. En estas condiciones que ocurra la fecundación. A esta etapa se le existe un alto riesgo de que no ocurra la llama periodo fértil. En el caso de un animal fecundación, ya que el medio externo no mamífero, el periodo fértil corresponde a lo proporciona la protección que requiere el que denominamos periodo de celo. desarrollo de los cigotos Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 115 Luego de la fecundación se produce una nueva célula o cigoto, y que constituye un nuevo ser vivo. La unión de ambos gametos, espermatozoides y óvulo, tiene dos consecuencias inmediatas, a saber: 1. La célula resultante o cigoto posee la cantidad de información genética característica de su especie, en la que cada progenitor aporta la mitad. 2. El nuevo ser vivo posee información genética diferente a la que posee cada uno de sus progenitores, pues el cigoto es el producto de la combinación de dos tipos diferentes de información genética, contenida en los gametos masculino y femenino. Estos hechos permiten explicar por qué los organismos que se reproducen sexualmente no son genéticamente idénticos a sus progenitores. DESARROLLO DEL EMBRION El embrión es el nuevo ser vivo que se encuentra en la etapa inicial del desarrollo. Una vez finalizada la fecundación y formado el cigoto, éste comienza a dividirse por mitosis, originando un organismo pluricelular. En este momento se puede hablar de embrión. A medida que va desarrollándose va aumentando no sólo el tamaño por la multiplicación de las células, sino que además, va progresivamente tornándose más complejo. El desarrollo del embrión se da de diferentes maneras de acuerdo a la especie: Fuera del cuerpo de la madre y en el interior de un huevo Desarrollo incompleto dentro de la madre DESARROLLO Dentro del cuerpo de la madre y en el interior de un huevo Desarrollo completo en el interior de la madre Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 116 a- Desarrollo fuera del cuerpo de la madre y en el interior de un huevo: los anfibios e insectos producen huevos pequeños con pocas reservas alimenticias, por lo que el embrión sale del huevo generalmente en estado de desarrollo intermedio, es decir, en estado de larva. En cambio, las aves, ponen huevos cuyas reservas alimenticias son suficientes para permitir el desarrollo del embrión. Cuando el embrión llega a término, rompe la cáscara del huevo con una formación dura que tiene sobre el pico. b- Desarrollo dentro del cuerpo de la madre y en el interior de un huevo: la hembra mantiene los huevos dentro de su cuerpo, en el oviducto, hasta que el embrión termina su desarrollo. Cuando el desarrollo termina pone los huevos y el nacimiento se produce de inmediato. Es el caso de algunos reptiles, como la víbora. c- Desarrollo incompleto dentro de la madre: es propio del grupo de los marsupiales, como el canguro de Australia. Los embriones poseen alimento de reserva que les alcanza para un cierto tiempo dentro del útero materno, pero las hembras no forman placenta, por lo tanto, al agotarse dicha reserva, las crías nacen en estado rudimentario y trepan por los pelos del vientre materno hasta meterse en una especie de bolsillo que la hembra tiene en dicha zona. Allí, dentro de esa bolsa, llamada “marsupio”, desembocan las mamas por medio de largos pezones para que la cría se alimente hasta completar su desarrollo. d- Desarrollo completo en el interior de la madre: ocurre en la mayoría de los mamíferos, incluyendo a la especie humana. Se caracteriza porque el embrión crece y se desarrolla en el interior del cuerpo de la madre hasta que completa el tamaño y condición biológica. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 117 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 118 Corte por la línea de puntos y envíe 7 1. ¿Qué diferencia existe entre la reproducción sexual y la asexual? …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 2. ¿Cómo se llama a un individuo que posee ambos sexos? Ejemplifique. …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 3. Complete el siguiente cuadro comparativo CARACTERISTICAS FEC. EXTERNA FEC. INTERNA Ambiente donde se produce Cópula (si o no) Cantidad de gametas producidas Porcentaje de supervivencia de gametas Ejemplo 4. ¿Cuál es el nombre de las células que poseen la mitad de la información genética? …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 5. Elabore un cuadro de diferencias entre los gametos femeninos y masculinos. …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 6. ¿A qué se llama cigoto? Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 119 …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 7. ¿Qué es un embrión? Ejemplifique las diferentes maneras en que puede producirse el desarrollo del mismo. …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 120 EL APARATO REPRODUCTOR FEMENINO Los órganos del aparato reproductor femenino son los ovarios, las trompas de Falopio u oviductos, el útero y la vagina. Estos órganos están destinados a posibilitar la fecundación, nutrir al feto durante la gestación y expulsarlo en el acto del parto. Anatomía interna del aparato reproductor femenino. a- Frente y perfil del sistema reproductor femenino; b- órganos genitales internos y corte del ovario. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 121 OVARIOS Los órganos encargados de producir las gametas femeninas u óvulos son los ovarios. Miden unos tres centímetros de diámetro y están ubicados en la zona pélvica del abdomen. Dentro de ellos se encuentran unas pequeñas estructuras llamadas folículos, en las que se forman los óvulos. TROMPAS DE FALOPIO Las trompas de Falopio son dos conductos en forma de embudo de 2,5 cm. de largo, con la parte más ancha en contacto con el ovario. Inmediatamente después de producida la ovulación, el óvulo es conducido por las trompas hasta el útero. En el interior de las trompas existen cilias, cuyos movimientos facilitan el transporte del óvulo. Dentro de estos conductos se produce el encuentro entre el óvulo y el espermatozoide, o sea, la fecundación. UTERO El útero o matriz es un órgano formado por tejido muscular y una capa interna de tejido epitelial, el endometrio, cuyo tamaño en una mujer adulta, no embarazada, es el de un puño cerrado. La contracción de la musculatura uterina favorece la movilidad de los espermatozoides hacia las trompas, la expulsión de la sangre menstrual y la del bebé durante el parto. Internamente el útero esta tapizado por una capa de tejido epitelial llamada endometrio, que aumenta su grosor durante la ovulación, para recibir un posible óvulo fecundado. La parte inferior del útero se llama cuello, es mucho más angosta que la parte media, y se comunica con la vagina. En el momento del parto, el cuello se dilata para permitir el paso del bebé. VAGINA La vagina es un tubo muscular de unos siete centímetros de largo, que comunica el cuello del útero con el exterior. Su abertura esta entre el ano y la uretra. Este órgano recibe le pene durante la relación sexual; también forma parte del canal de parto que debe atravesar el bebé. VULVA Designamos con este nombre le conjunto de órganos genitales externos de la mujer. La extremidad inferior de la vagina se abre en la vulva a través de un orificio. La vulva presenta un par de labios mayores, unos repliegues cutáneos cubiertos de vello, y un par de labios menores, parecidos a los anteriores pero sin vello y situados más interiormente. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 122 MAMAS También se pueden considerar como genitales externos las glándulas mamarias, los órganos destinados a la alimentación del nuevo ser en las primeras fases de su vida. Situadas en la pared anterior del tórax, estas glándulas productoras de leche están rodeadas de células musculares cubiertas de grasa y presentan una red de conductos que desembocan en el pezón. Durante el embarazo, el número de canales y de glándulas productoras de leche se incrementa, en perjuicio de la grasa, mientras que la sangre abastece el crecimiento de los pechos. Corte sagital de mama CICLO OVARICO Y CICLO UTERINO En cada uno de los dos ovarios existen desde el nacimiento alrededor de 200.000 folículos ováricos. Cada 28 días uno de ellos, de cualquiera de los dos ovarios, realiza un proceso de crecimiento que comprende distintas etapas cuyo conjunto constituye el ciclo ovárico. Simultáneamente en el endometrio uterino también se producen cambios que forman el ciclo uterino. 1. Dos hormonas secretadas por la hipófisis anterior, la hormona folículo estimulante (HPE)y la hormona luteinizante (HL), actúan sobre un folículo ovárico 2. Por acción de esas hormonas, el folículo primario comienza a desarrollarse y se rodea de una masa de células. 3. Al aumentar de tamaño el folículo, llamado ahora folículo de Graaf, forma en su interior una gran vacuola que contiene foliculina o estrógeno 4. Esta hormona estimula el crecimiento del endometrio, que pasa en este momento por la fase de proliferación y lo pone en condiciones para anidar el huevo. 5. Al mismo tiempo el estrógeno llevado por la sangre hasta la hipófisis, estimula la secreción de la hormona luteinizante (HL). Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 123 6. El folículo continúa creciendo, alcanza su tamaño máximo de 1 cm. y forma una saliencia en la superficie del ovario. Entonces su parte cercana a la pared del ovario estalla; se produce así la ovulación o sea la salida del óvulo que cae a la cavidad abdominal y es recogido por la trompa de Falopio 7. Después de la ovulación se cierra rápidamente la abertura, mientras los restos del folículo se retraen y forman el cuerpo amarillo o cuerpo lúteo. 8. El cuerpo amarillo produce dos hormonas: progesterona y estrógenos, cuya función es aumentar el espesor del endometrio y comienza su fase de secreción. 9. Además la progesterona, al llegar a la hipófisis, inhibe la secreción de la hormona folículo estimulante e impide así que se produzca una nueva ovulación. 10. Si el óvulo fue fecundado, el cuerpo amarillo dura 3 meses y se llama cuerpo amarillo de la gestación. De lo contrario entra en regresión y sólo dura de 7 a 10 días. 11. La regresión del cuerpo amarillo disminuye la cantidad de progesterona y estrógeno. 12. En el útero comienza la destrucción del endometrio, ya que no existe óvulo que deba anidarse en él. Se produce también la ruptura de los vasos sanguíneos que lo irrigan y eso causa la hemorragia que caracteriza la fase menstrual o menstruación. 13. Después de 3 a 5 días se reconstituye el endometrio y comienza una nueva fase de proliferación. 14. Al desaparecer la acción inhibidora de la progesterona sobre la hipófisis, ésta comienza a producir pequeñas cantidades de hormona foliculoestimulante cuya acción permite el desarrollo de un nuevo folículo en alguno de los dos ovarios. De este modo recomienza el ciclo ovárico y, en consecuencia, se reinicia también el ciclo uterino. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 124 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 125 EL APARATO REPRODUCTOR MASCULINO Está formado por los testículos, las glándulas y los conductos accesorios y el pene. TESTICULOS Se hallan por fuera de la cavidad abdominal, cubiertos por una bolsa llamada escroto. La función principal de los testículos es producir espermatozoides; también cumplen una función endocrina, es decir, producir hormonas. Internamente, los testículos están subdivididos en unos 250 compartimentos o lóbulos; cada lóbulo contiene los túbulos seminíferos. Es aquí donde se produce la espermatogénesis. Los numerosos túbulos seminíferos de cada testículo se unen en un conducto mayor llamado epidídimo, que desemboca a su vez en otro conducto denominado deferente. Este último conduce los espermatozoides hasta el pene. En el hombre, y en la mayoría de los mamíferos, los testículos se forman durante la vida fetal dentro del abdomen; poco antes del nacimiento descienden y se ubican en el escroto. ¿Por qué razón los testículos, tan Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 126 importantes para la continuidad de la especie, se hallan fuera del cuerpo, donde son más vulnerables? Dentro del escroto la temperatura es ligeramente menor que dentro del abdomen (tres a cinco grados más baja); y la formación de los espermatozoides requiere de una temperatura menor que la abdominal. LAS GLANDULAS Y LOS CONDUCTOS ACCESORIOS El epidídimo, que desenrollado llega a medir siete metros, es el conducto que almacena los espermatozoides antes de la eyaculación. En él se produce la maduración de los espermatozoides, o sea que allí adquieren la capacidad de fertilizar el óvulo. La parte final del epidídimo se comunica con el conducto deferente. En su camino hacia el pene, cada uno de estos conductos (uno proveniente de cada testículo) recibe el aporte de las dos glándulas seminales. Estas vuelcan un liquido viscoso con azúcares cuya función es la de nutrir a los espermatozoides. Es el líquido seminal. El conducto deferente desemboca en la uretra que recorre el interior del pene. La uretra también conduce la orina que proviene de la vejiga. Varias glándulas aportan sus secreciones al líquido seminal. La próstata segrega un líquido alcalino que sirve para neutralizar la acidez de la vagina durante la relación sexual. En el comienzo de la uretra se ubican un par de glándulas llamadas bulbouretrales o de Cowper, cuya secreción también contrarresta la acidez vaginal y lubrica la uretra, lo que facilita el movimiento de los espermatozoides hacia el exterior. Cada eyaculación, o vertido de semen, es de 5 mililitros aproximadamente y contiene entre 300 y 400 millones de espermatozoides. PENE La función del pene es depositar los espermatozoides en la vagina durante la relación sexual. Esta compuesto por masas de tejido esponjoso que lo recorren en toda su longitud. En respuesta a una excitación recibida, se produce su erección. Esto es posible gracias a una mayor afluencia de sangre que se ubica en las masas de tejido esponjoso. Cuando estos tejidos se hinchan, comprimen las venas e impiden la salida de la sangre; por lo tanto el pene se erecta, condición indispensable para la penetración en la vagina. En la parte terminal del pene, el cuerpo esponjoso aumenta de tamaño formando el glande, una estructura protectora de los tejidos esponjosos. El glande es una de las zonas más sensibles del pene. Todo el pene se halla cubierto de una capa de piel; en el extremo final ésta rodea al glande y recibe el nombre de prepucio. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 127 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 128 8 Corte por la línea de puntos y envíe 1. Complete los gráficos con referencias 2. Complete el siguiente cuadro comparativo: ORGANO Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional FUNCION 129 Ovarios Trompas de Falopio Útero Vagina Labios mayores Y menores ORGANO FUNCION Testículos Epidídimos Cond. Deferentes Vesic. Seminales Próstata Uretra Pene 3. Investigue sobre cáncer de mama o cáncer de próstata. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 130 ESPERMATOZOIDES: UN UNICO VENCEDOR La cabeza contiene las enzimas que ayudan a penetrar en el óvulo. La pieza intermedia o cuello aporta energía para el movimiento del flagelo. El filamento axial del flagelo o cola presenta una doble envoltura, cuyo movimiento flagelar permite el desplazamiento del espermatozoide. En 3 ó 4 ml. de semen hay unos 400 millones de espermatozoides. Para conseguir el tamaño de la cabeza de una aguja se precisarían unos 40 espermatozoides uno al lado del otro. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 131 Los espermatozoides, las células sexuales masculinas, se forman en los testículos a partir de unas células denominadas espermatogonias. Este proceso, la espermatogénesis, presenta cuatro fases diferenciadas: Fase de proliferación Fase de crecimiento Fase de maduración Fase de diferenciación Las células germinales se multiplican por mitosis y originan espermatogonias con 46 cromosomas Las espermatogonias aumentan de tamaño y aparecen los espermatozoides de primer orden, todavía con 46 cromosomas. Los espermatocitos sufren primero una división meiótica y luego, una segunda meiosis, dando lugar a cuatro espermátidas con 23 cromosomas. Cada espermátida se transforma en un verdadero espermatozoide, preparado para fecundar un óvulo. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 132 OVULOS Y OVOGENESIS En el interior del ovario existen unas estructuras llamadas folículos, que albergan células llamadas ovogonias; éstas se multiplican por mitosis y originan más ovogonias idénticas. Luego crecen y se transforman en ovocitos I que, al igual que las ovogonias, son células con doble contenido cromosómico (46 cromosomas) Cuando el embrión femenino tiene tres meses de desarrollo, dentro del útero materno, estos ovocitos I comienzan la primera meiosis, pero se detienen en la profase. Cuando nace, una niña tiene 400 mil ovocitos I en sus ovarios. En el momento del desarrollo sexual, los folículos del ovario de la niña crecen y los ovocitos pueden continuar la miosis I. Cada mes, un ovocito I se transforma en ovocito II por meiosis II. Este proceso ocurre desde la pubertad (alrededor de los 13 años) hasta la menopausia (cerca de los 50 años) Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 133 UNA CARRERA DE OBSTACULOS En la especie humana, la fecundación es de tipo interno. Es preciso introducir los espermatozoides en el aparato reproductor femenino, lo que se lleva a cabo mediante el acto sexual o copulación. La copulación se inicia con la erección del pene y continúa con su introducción en la vagina y la eyaculación del semen. Los espermatozoides penetran en el útero y ascienden por la trompa de Falopio, en donde tiene lugar la fecundación. Este camino es una carrera de obstáculos y una verdadera prueba de resistencia. Cientos de millones de espermatozoides perecen en el cuello del útero, victimas de la secreción ácida de la mucosa que lo recubre. La mucosa actúa de filtro selectivo: sólo un 1% de los espermatozoides alcanza la cavidad uterina. Muchos otros perecen dentro de esta, literalmente agotados, y sólo unos pocos centenares consiguen ascender por la trompa de Falopio para dirigirse al encuentro del óvulo. El óvulo esta recubierto por dos capas protectoras: la zona pelúcida y la corona radiata. Para que el espermatozoide pueda penetrar al óvulo y producirse la fecundación, es necesario que atraviese ambas capas. En cuanto esto sucede, las capas se vuelven impermeables para otros espermatozoides. La fecundación asegura la unión de dos células haploides, las gametas, y la formación de una diploide: la célula huevo o cigota. A medida que la célula huevo sigue su camino hacia el útero, donde llega luego de una semana, sufre sucesivas mitosis y forma el embrión. A los siete días a partir de la fecundación, el embrión se implanta en el endometrio, donde seguirá su crecimiento. Al cabo de tres meses, el embrión toma el nombre de feto. GESTACION Y DESARROLLO DEL EMBRION Luego de la fecundación la cigota comienza a dividirse rápidamente, dentro de la trompa de Falopio. Este proceso se denomina segmentación y se produce por mitosis. La primera división mitótica de la cigota ocurre a las 30 horas de la fecundación y origina dos células hijas o blastómeros; la siguiente mitosis ocurre a las 60 horas. Esta masa de 32 células que llega al útero es llamada mórula, ya que se parece al fruto de la mora. Cuando tiene 128 células, se encuentra en el estadio de blastocisto. Esta compuesto por una envoltura exterior de células, el trofoblasto, y una masa celular interior, el embrión. La pared interna del útero, que se volvió más gruesa y replegada por la acción de hormonas, recibe al blastocisto que se implanta, es decir, se fija y es rodeado por ella. El trofoblasto libera una hormona, la gonadotropina coriónica. Esta sustancia puede ser detectada en la sangre de una mujer y sirve como diagnóstico de embarazo. Parte de la placenta se formará a partir de células del trofoblasto y parte, a expensas de células del útero. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 134 EMBARAZO El embarazo comprende el periodo que transcurre entre la fecundación y el parto. A los veintidós días después de la fecundación, aproximadamente, un vaso ensanchado que originara al corazón, comienza a latir. Al cabo del primer mes, este embrión mide 1 cm. de longitud, tiene cabeza y comienzan a aparecerle los brazos y las piernas. En el embrión de 5 semanas se distinguen los dedos y casi ha duplicado su longitud. A las 6 semanas, el embrión tiene la cara formada, los ojos abiertos y los dedos separados. A los 3 meses mide 10 cm., ya tiene aspecto humano, puede mover los brazos y las piernas y se lo denomina feto. En el último trimestre del embarazo, el feto aumenta de tamaño y de peso. En esta etapa hay un gran aumento del número de neuronas, por lo que es importante una dieta proteica de la madre para un adecuado desarrollo cerebral. En el octavo mes, el feto recibe los anticuerpos maternos que permanecen poco tiempo en su organismo. Por último, aproximadamente a los 280 días de la última menstruación, ocurre el parto. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 135 EXISTEN GEMELOS Y GEMELOS Los gemelos, es decir, los seres nacidos en un mismo parto, son bivitelinos si proceden de la fecundación de dos óvulos distintos por dos espermatozoides diferentes. También se conocen con el nombre de mellizos: pueden ser de distinto sexo y parecerse como si hubieran nacido por separado. Sin embargo, existen los gemelos univitelinos, desarrollados a partir de un único cigoto que se divide en dos, formando dos embriones idénticos porque, al proceder del mismo óvulo y del mismo espermatozoide, poseen igual material genético. Son del mismo sexo y comparten una sola placenta. La probabilidad de tener gemelos es de 1 sobre 80, e incluso hay casos en que nacen tres o más bebes, pero son muy escasos. PARTO El parto consta de tres etapas, la dilatación, la expulsión y el alumbramiento. La dilatación del cuello del útero se produce por la acción de una hormona llamada relaxina; la contracción de la musculatura uterina es producida por la hormona oxitocina. Las contracciones se hacen progresivamente más fuertes y a intervalos más breves. En esta etapa, generalmente se rompe el saco o bolsa que contiene al bebé, con la consecuente liberación del líquido amniótico. Cuando la apertura del cuello alcanza 10 cm., el obstetra realiza la episiotomía, un corte que amplia el canal de parto para evitar desgarros durante el mismo. El periodo expulsivo comienza con la aparición de la cabeza del bebé (coronación). Una vez producido el nacimiento, el alumbramiento consiste en la expulsión de la placenta. Al cortar el cordón umbilical, el bebé realiza su primera respiración autónoma. Ante el diagnóstico de algunos de los siguientes casos, se recomienda la realización de una operación cesárea: Desproporción pélvico-fetal: la cabeza del feto es mayor respecto del diámetro del canal de parto; Sufrimiento fetal, como un aumento excesivo de los latidos cardiacos; Parto excesivamente prolongado, que puede generar sufrimiento fetal o una disminución en la llegada de oxigeno desde la placenta al bebe; Placenta previa (ubicada frente al canal de parto obstruyéndolo) Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 136 CRECIMIENTO Y DESARROLLO DEL SER HUMANO Después del parto, el nuevo ser ha de empezar a enfrentarse a situaciones desconocidas y debe aprender a desenvolverse en el mundo exterior: infancia, pubertad, juventud, madurez y vejez se suceden en un ciclo que obedece a la necesidad de perpetuación de la especie. El desarrollo del cuerpo humano se sustenta en las glándulas endocrinas, cuyas hormonas permiten el aumento de tamaño y número de nuestras células, tejidos y órganos. Es la glándula hipófisis, que se encuentra ubicada en el hipotálamo del cerebro, la que marca el ritmo de crecimiento de nuestro cuerpo. El crecimiento mas acusado, conocido con el nombre de estirón, suele acontecer hacia los 14 años de edad en las chicas. Los chicos aunque experimentan este crecimiento algo mas tarde, pueden ver como este se prolonga más tiempo. En esta época también comienza la actividad de las hormonas sexuales, lo que marca el inicio de la pubertad. En las chicas aumenta el tamaño de los pechos y tienen lugar las primeras menstruaciones. En los chicos aparece vello púbico y los testículos empiezan a producir espermatozoides. El envejecimiento es un fenómeno natural debido al desgaste progresivo de los tejidos del cuerpo. Es a partir de los 30 años cuando los músculos empiezan a degenerar, y algunas vísceras, como el hígado, el corazón y los riñones, disminuyen en tamaño y rendimiento. La vida del ser humano es limitada, pero aumenta cada vez más su esperanza de vida, es decir, el número de años que va a vivir. En la actualidad, para los hombres, la esperanza de vida es de unos 73 años, y de 77 años en las mujeres. Píldoras: el ovario produce, a lo largo del ciclo, las hormonas estrógenos y progesterona bajo la regulación de la hipófisis. El mecanismo se regula por la concentración de hormonas en la sangre: si la concentración es baja, se da una orden de producción que alcanza al ovario: por lo tanto, éste produce más hormonas y la orden de fabricación cesa. Es fácil imaginar entonces que si se varía la cantidad de hormonas en la sangre a través de pastillas anticonceptivas, se puede influir en las órdenes de producción. Si se logra elevar el nivel de estrógenos y progesterona con pastillas, tal como sucede luego de la ovulación, el próximo folículo no madura y no se produce ovulación. Las pastillas contienen estrógenos y progesterona en cantidades suficientes como para que el ovario repose. Tiene una eficacia muy alta. Coito interrumpido: es el método más antiguo conocido. Consiste en la eyaculación fuera de la vagina. Es sencillo pero poco eficaz y suele traer complicaciones en la relación de la pareja. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 137 Preservativo: es un método sencillo que previene el sida y otras enfermedades de transmisión sexual (ETS). Tiene una alta eficacia. Diafragma vaginal: es un casquete de goma con un aro metálico flexible. Aísla la vagina del cuello del útero. Se combina con un contraceptivo químico, que se coloca alrededor del aro metálico, o con un aplicador, si se quiere volver a tener relaciones y el diafragma ya esta colocado. Los espematicidas pueden producir alergias en las mujeres. El diafragma se debe sacar 8 horas después del acto sexual. En cierto modo también altera la espontaneidad. Tienen una eficacia alta. Acidificantes: son espermicidas, sustancias que matan o inmovilizan a los espermatozoides, pueden ser pastillas u óvulos vaginales. Se deben colocar en la vagina antes del coito, sólo protegen durante una hora y es preciso no lavarse antes de transcurrido este tiempo. Pueden producir irritación vaginal. Tienen una eficacia muy baja. Esterilización masculina o vasectomía: se cortan los conductos deferentes cerca de los testículos. Se debe considerar irreversible. No afecta la masculinidad ni la eyaculación. La eficacia es máxima. Preservativo femenino: consiste en un tubo de látex que se coloca en la vagina y se calza en el cuello del útero con un aro de siliconas. En nuestro país no ha tenido gran aceptación, básicamente por su incomodidad. Temperatura basal: cuando el cuerpo lúteo comienza a producir progesterona, se eleva la temperatura corporal de base (por eso “basal”). Se debe tomar la temperatura rectal antes de levantarse y siempre con el mismo termómetro y registrarla. La temperatura basal normal es de 36,5 grados centígrados aprox. Cuando se produce la ovulación, ésta aumenta a más de 37 grados. La temperatura aumenta 24 horas después de la ovulación. La desventaja de este método es que en estado gripal –por ejemplo- puede aumentar la temperatura y confundirse con la de la ovulación. Es muy poco eficaz. Esta permitido por la Iglesia católica. Billings: el flujo normal que producen las mujeres a lo largo del ciclo es más abundante, viscoso y elástico los días previos a la ovulación. El método consiste en tomar una muestra del mismo entre los dedos y comprobar estas características. Es muy poco efectivo, ya que una infección vaginal producida por un hongo o bacteria también puede alterar las características del flujo y llevar a confusiones respecto del día de ovulación. Esta permitido por la Iglesia católica. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 138 Ogino-Knaus: un óvulo puede ser fecundado sólo 24 horas después de la ovulación, como máximo. Los espermatozoides pueden vivir luego de la inseminación en el cuerpo de la mujer 72 horas. Si se suma la vitalidad del óvulo y la del espermatozoide, se obtiene un máximo de 5 días en los que una mujer puede quedar embarazada, es decir, tres días antes de la ovulación a un día y medio después. El cálculo se hace del siguiente modo: se restan 15 días a la duración total del ciclo, lo que dará la fecha de ovulación. Por ejemplo: 30 días de ciclo – 15 dias= 15. ese será el día de la ovulación. El problema de este método se presenta en aquellas mujeres que son irregulares, que no pueden precisar la duración de su ciclo. Esterilización femenina o ligadura de trompas: se cortan las trompas y se las anuda, lo que hace imposible el pasaje de los espermatozoides. Es irreversible. DIU: los dispositivos intrauterinos deber ser colocados por un ginecólogo. Pueden producir hemorragias o aumentar el flujo menstrual. Se cree que tienen una acción espermaticida. Para otros especialistas, el DIU impide la implantación del óvulo fecundado en el útero. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 139 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 140 Corte por la línea de puntos y envíe 9 1. ¿Cómo se llama el proceso de formación del espermatozoide? Distinga sus fases. …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 2. Describa el recorrido del espermatozoide en el tracto genital femenino. …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 3. ¿Qué diferencias existen entre gemelos y mellizos? …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 4. ¿Cuáles son las etapas del parto? Describa. …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 141 5. ¿A qué se denomina episiotomía? …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 6. ¿Cuándo se recurre a una cesárea? …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 142 El SIDA (Síndrome de inmunodeficiencia adquirida) es la etapa final y más grave de la enfermedad del VIH (virus de inmunodeficiencia humana), la cual produce daño severo al sistema inmune. De acuerdo a los Centros para el Control de Enfermedades, el SIDA comienza cuando una persona con infección por VIH tiene un conteo de células CD4 (también denominadas “células T”, un tipo de célula inmune) por debajo de 200. CAUSAS, INCIDENCIA Y FACTORES DE RIESGO El SIDA es la quinta causa de muerte en las personas entre 25 y 44 años de edad en los Estados Unidos. Alrededor de 47 millones de personas en todo el mundo se han infectado con el VIH desde que comenzó la epidemia. El virus de inmunodeficiencia humana causa el SIDA. Este virus ataca al sistema inmune y deja al organismo vulnerable a una gran variedad de enfermedades y cánceres potencialmente mortales. Las bacterias, levaduras, parásitos y virus que generalmente no provocan enfermedades serias en personas con un sistema inmunológico que funciona normalmente, pueden provocar enfermedades mortales en las personas con SIDA. Se ha encontrado el VIH en saliva, lágrimas, tejido del sistema nervioso, sangre, semen, flujo vaginal y leche materna. Sin embargo, sólo se ha comprobado el contagio a otras personas a través de sangre, semen, secreciones vaginales y leche materna. CONTAGIO 1. durante el contacto sexual, ya sea oral, vaginal o anal. 2. por vía sanguínea, mediante transfusiones (en la actualidad muy poco común en .los Estados Unidos) o al compartir agujas. 3. de la madre al niño. Una mujer embarazada puede transmitir el virus a su feto a través de compartir la circulación de la sangre o una madre lactante puede transmitirlo a su bebé por la leche. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 143 Hay otros métodos de transmisión menos comunes como una lesión accidental con una aguja, inseminación artificial por un semen donado y a través de un órgano donado. La infección por VIH no se propaga por contacto casual como un abrazo, por tocar cosas que han sido tocadas con anterioridad por una persona infectada con el virus, ni durante la participación en deportes ni por mosquitos. No se transmite a las personas que donan sangre y órganos. Las personas que donan órganos no entran en contacto directo con los que la reciben. De la misma manera, alguien que dona sangre no tiene contacto con el que la recibe. En todos estos procedimientos se utilizan agujas e instrumentos estériles. Entre los que están en el grupo con mayor riesgo están aquellos que tienen sexo sin protección, los compañeros sexuales de personas que participan en actividades de alto riesgo, los consumidores de drogas intravenosas que comparten las agujas, niños nacidos de madres con VIH y personas que recibieron transfusiones sanguíneas entre 1977 y 1985 (antes del establecimiento de las evaluaciones estándar para buscar el virus en la sangre). El SIDA comienza con una infección de VIH. Es posible que las personas infectadas con el VIH no presenten síntomas durante 10 años o más, aunque si pueden transmitir la infección a otros durante este periodo asintomático. Entre tanto, si la infección no se detecta y se inicia el tratamiento, el sistema inmune se debilita gradualmente y se desarrolla el SIDA. La infección aguda de VIH progresa con el tiempo a una infección asintomático de VIH y luego a infección sintomática temprana con VIH. Posteriormente progresa a SIDA (infección por VIH muy avanzada con conteo de células T por debajo de 200) La mayoría de los individuos infectados con el VIH sin tratamiento progresarán a SIDA. Hay un pequeño grupo de pacientes en los que el SIDA evoluciona muy lentamente o simplemente no evoluciona. A estos individuos se les llama no progresadores y muchos parecen tener una diferencia genética que evita que el virus se adhiera a ciertos receptores inmunes SINTOMAS Los síntomas del SIDA son principalmente el resultado de infecciones que normalmente no se desarrollan en personas con un sistema inmunológico sano. Estas se llaman “infecciones oportunistas” El VIH destruye el sistema inmunológico de los pacientes con SIDA y son muy susceptibles a dichas infecciones oportunistas. Los síntomas comunes: son fiebre sudoración glándulas inflamadas escalofríos debilidad pérdida de peso La infección inicial puede ser asintomática. Algunas personas con infección por VIH pueden permanecer por años sin síntomas entre el tiempo de la exposición y el desarrollo del SIDA. Sin embargo, algunas personas desarrollan lo que se siente como una gripe alrededor de dos semanas después de contraer el virus. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 144 TRATAMIENTO Hasta este momento, no existe cura para el SIDA. Sin embargo, se encuentran disponibles varios tratamientos que pueden retardar la evolución de la enfermedad por muchos años y mejorar la calidad de vida de aquellas que han desarrollado síntomas. La terapia antiviral suprime la replicación del virus VIH en el organismo. Una combinación de varios agentes antiretrovirales, conocida como Terapia Anti Retroviral Altamente Activa (HAART, por sus siglas en inglés), ha sido muy efectiva en reducir el número de partículas de VIH en el torrente sanguíneo (medidas con un examen llamado carga viral), lo que puede ayudar al sistema inmune a recuperarse durante un tiempo y a mejorar los recuentos de células T. A pesar de que ésta no es una cura para el VIH y las personas tratadas con HAART con niveles reducidos de VIH aun pueden transmitir el virus a los demás por las relaciones sexuales o el uso compartido de agujas, el tratamiento es muy promisorio. Hay buenas evidencias de que, si se controlan los niveles de VIH circulante y se mantiene el recuento de CD4 alto (mas de 200), pueden prolongarse significativamente la vida y mejorarse la calidad de vida. Sin embargo, el VIH tiende a tornarse resistente en los pacientes que no toman sus medicamentos a horario cada día. También hay ciertas variedades del virus que mutan fácilmente y pueden hacerse resistentes a la HAART muy rápidamente. En la actualidad están disponibles pruebas genéticas para determinar si el virus es resistente a un medicamento en particular, las cuales pueden ser útiles para determinar la mejor combinación de medicamentos y ajustarla si comienza a fallar. Cuando el VIH se torna resistente a la HAART, se requiere terapia de rescate para tratar de suprimir la variedad resistente de VIH. Se prueban diferentes combinaciones de medicamentos para intentar reducir la carga viral. Desafortunadamente este enfoque no siempre tiene éxito y el paciente por lo general desarrollará SIDA y sus complicaciones. El tratamiento HAART no está exento de complicaciones ya que es una combinación de diferentes medicamentos y cada uno tiene su propio perfil de efectos colaterales. Algunos de estos efectos comunes son: náuseas dolor de cabeza debilidad malestar general acumulación de grasa en la espalda y en el abdomen Cuando se utilizan estos medicamentos a largo plazo se puede aumentar el riesgo de ataque cardiaco porque se afecta el metabolismo de las grasas. Todo médico que prescriba la HAART debe darle un seguimiento cuidadoso al paciente en busca de los posibles efectos asociados con la combinación de medicamentos administrada. Además, deben hacerse exámenes de sangre rutinarios para medir los recuentos de CD4 y la carga viral de VIH cada 3 a 4 meses. El objetivo es alcanzar un recuento de CD4 tan cercano a lo normal como sea posible y bajar los niveles de carga viral de VIH a niveles no detectables. Otros agentes antivirales están en la etapa de investigación muchos medicamentos nuevos están en desarrollo. Factores de crecimiento que estimulan el crecimiento celular, Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 145 como el Epogen (eritropoyetina) y el G-CSF, se utilizan, en ocasiones, para el tratamiento de la anemia y de los bajos conteos de glóbulos blancos asociados con el SIDA. Actualmente no existe una cura para el SIDA, el cual ha probado ser una enfermedad universalmente mortal. En los Estados Unidos, la mayoría de los pacientes sobrevive muchos años después del diagnóstico. La HAART ha incrementado de manera espectacular el tiempo entre el diagnóstico y la muerte. Las investigaciones continúan, tanto en lo relacionado con medicamentos para el tratamiento como en el desarrollo de una vacuna. COMPLICACIONES Cuando un paciente se infecta con el VIH, éste comienza a destruir lentamente su sistema inmunológico, pero la velocidad de este proceso varia de una persona a otra. El tratamiento con HAART puede ayudar a retardar y hasta detener la destrucción de dicho sistema inmunológico. Sin embargo, una vez que el sistema inmunológico está seriamente dañado ya se dice que el paciente ha desarrollado el SIDA, y en ese momento es susceptible a infecciones y cánceres que la mayoría de adultos sanos no adquirirían. Situaciones que requieren asistencia médica: Se debe acudir al médico si existen factores de riesgo para la infección por VIH o si aparecen síntomas de SIDA. Según lo establecido en las leyes, los exámenes y resultados del SIDA son confidenciales y sólo podrán ser revisados por el médico en presencia del paciente. PREVENCION Los pasos siguientes pueden parecer restricciones personales, pero son efectivos y pueden salvar vidas. No consumir drogas intravenosas. Si se hace, no compartir agujas ni jeringas. En la actualidad muchas comunidades tienen programas de intercambio de jeringas en los cuales las jeringas usadas se pueden desechar y se pueden obtener jeringas nuevas estériles gratis. Estos programas también pueden ofrecer referencias para el tratamiento de la adicción. Evitar la exposición a la sangre de heridas o hemorragias nasales cuando se desconoce el estatus del VIH del individuo con la hemorragia. Puede ser adecuado usar ropas de protección, máscaras y gafas de seguridad cuando se ayude a personas lesionadas. Las mujeres que son VIH positivo deben recibir asesoramiento, antes de quedar embarazadas, sobre los riesgos para el bebé y los avances médicos que pueden ayudarles a evitar que el feto se infecte con el virus. El uso de ciertos medicamentos puede reducir significativamente las probabilidades de que el bebé se infecte durante el embarazo. Las prácticas de “sexo seguro” como los condones de látex son altamente efectivas para prevenir la transmisión del VIH. Sin embargo, permanece el riesgo de adquirir la infección aun con el uso de condones. La abstinencia es el único método seguro de prevenir la transmisión sexual del VIH. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 146 La relación entre el hábito de fumar y el desarrollo de numerosas enfermedades graves se encuentra cada vez mas clara. Esto ha provocado un aumento de las consulta en la comunidad sanitaria y de salud mental. Este tipo de dependencia, así como muchas otras, debe ser atendida adecuadamente, ya que la nicotina puede llegar a controlar algunos aspectos importantes del comportamiento de una persona. Al igual que otras sustancia euforizantes (alcohol y cocaína), el tabaco es capaz de producir efectos que intervienen en el estado de animo de la persona y con su privación desencadena un comportamiento de búsqueda de la sustancia. Las personas fumadoras de cigarrillos tienen una expectativa de vida considerablemente disminuida con respecto al resto de la población. Algunos autores han estimado que se pierden 5,5 minutos de vida por cada cigarrillo que se ha fumado. En una persona de 30-35 años de edad que fuma dos paquetes de cigarrillos diarios, la expectativa de vida disminuye entre 8-9 años, en relación a una no fumadora de la misma edad. CONSECUENCIAS No ha podido establecerse ampliamente, a diferencia de otras adicciones, que el tabaquismo provoque trastornos psicológicos importantes, aparte del impulso o la necesidad de consumirlo y lo dificultoso que resulta abandonarlo. El humo del cigarrillo contiene una inmensa cantidad de sustancias tóxicas, entre ellas el monóxido de carbono (CO). El CO tiene gran afinidad por la hemoglobina, componente del glóbulo rojo que transporta el oxigeno a los tejidos, por lo que los glóbulos rojos de las personas fumadoras pierden un 15% de la capacidad de transportar el oxigeno. Esto puede lesionar al corazón y el sistema circulatorio. El alquitrán es una sustancia carcinógena absoluta que provoca y fomenta el desarrollo de diversos tumores. La nicotina produce un aumento de la frecuencia cardiaca, de la presión arterial, del gasto cardiaco y del consumo de oxigeno en los tejidos. El riesgo de padecer un cáncer de pulmón es 10 veces mayor en una persona fumadora, y en los fumadores intensos (2 ó mas paquetes pro día) el riesgo es 15 a 25 veces mayor. Los hijos de madres fumadoras tienen un peso menor al nacer en comparación a los hijos de madres no fumadoras. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 147 TRATAMIENTO Actualmente existe una gran variedad de intervenciones para ayudar al tabaquista a abandonar su hábito, muchos de los cuales tienen mejores resultados a largo plazo, entre los 6 y los 12 meses. Numerosos estudios han demostrado que los tratamientos que incorporan enfoques en el cambio del comportamiento de la persona son los que ofrecen mayor posibilidad de éxito. Últimamente se ha incorporado el uso de terapias de sustitución con nicotina, en forma de chicles y parches. Para que el tratamiento sea efectivo deben cumplirse tres etapas: 1. compromiso a abandonar el hábito y establecimiento de objetivos. 2. cambio inicial: base principal del tratamiento, incluye una terapia de grupo, sustitución con nicotina, técnicas de control del comportamiento y relajación, seguimiento individual, etc. 3. mantenimiento del abandono del hábito: principalmente preparándose para afrontar los síntomas de la abstinencia. En la actualidad el cáncer de pulmón ocupa el primer lugar entre todos los cánceres que afectan al varón. El principal factor de riesgo para el cáncer broncopulmonar es el tabaco, por eso este cáncer es de alta presentación en fumadores, que son el grupo de gente más afectado por este tumor, pero no el único. También otras sustancias químicas como el asbesto y el uranio pueden provocarlo. Entre otros factores que contribuyen al desarrollo del cáncer de pulmón hay que mencionar la contaminación ambiental de las estufas, industrias, automóviles. Otros factores son la polución de las fábricas, factores hormonales de la propia persona que la hacen más susceptible al cáncer y el hecho de tener cicatrices en el pulmón por ej, cirugías, balas, puñaladas, etc. HUMO DE SEGUNDA MANO El hábito de fumar tiene efectos adversos sobre la salud por todos conocidos. Aun así, no pocas personas deciden fumar o bien, siendo fumadoras desde hace mucho tiempo, no logran dejar el tabaco. Es, en definitiva, una decisión personal. Pero algo muy distinto es recibir los efectos del tabaco en forma involuntaria. Quienes se ven obligados a respirar el aire viciado por el humo del cigarrillo se denominan fumadores pasivos, y en la actualidad hay un amplio movimiento internacional para proteger sus derechos. El humo de segunda mano es el que inhala un fumador pasivo. Consiste en una mezcla del humo que producen cigarrillos, pipas o cigarros al quemarse, y el humo que exhalan los pulmones del fumador activo. Se llama también humo ambiental de tabaco, y entre sus componentes hay sustancias fuertemente irritantes. Pero lo más grave es que este humo de segunda mano puede causar cáncer de pulmón también en las personas que no fuman, habiendo sido clasificado como un carcinógeno del grupo A. Especialmente representa un riesgo serio para la salud de los niños pequeños que están en proceso de desarrollo. Entre los más seriamente afectados por esta exposición están los Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 148 bebés y los hijos pequeños de padres fumadores, para quienes aumenta el riesgo de infecciones en el sistema respiratorio inferior, como la pulmonía y la bronquitis. Un importante porcentaje de las infecciones del sistema respiratorio inferior de los bebés y niños menores de 18 meses son provocadas por el humo de segunda mano. También aumenta la posibilidad que estos niños sufran una disminución de la función pulmonar y síntomas de irritación respiratoria, presentado tos, flema o síntomas bronquiales. Los niños asmáticos corren especial riesgo, y el humo de segunda mano puede ser la causa de que muchos niños que no sufren de asma la contraigan. Otros problemas de la exposición al humo de segunda mano son generalmente la irritación de la nariz, los ojos y la garganta. El humo puede afectar el sistema cardiovascular y existen estudios que vinculan la exposición al mismo el comienzo del dolor de pecho. Los fumadores pasivos tienen derecho a actuar para reducir el riesgo causado por el humo de segunda mano. Si bien muchas veces se crearán situaciones incómodas y roces con familiares y amigos debido a este tema, habrá que llegar a un acuerdo con el fumador para que cada uno pueda ejercer su derecho personal sin dañar a los demás. Así y todo, a veces resulta imposible evitar el humo de segunda mano. ¿Qué podemos hacer para disminuir los riesgos? Cuando un miembro de la familia insiste en fumar en el interior de la casa, se debe aumentar la ventilación del lugar donde se fuma. Abrir las ventanas e instalar extractores de aire es una buena opción. En relación a los visitantes, puede hacérseles saber de antemano que el fumar no es bien visto en la casa. Un buen porcentaje de ellos no lo hará, o reducirá el número de cigarrillos durante su visita. En los lugares de trabajo y esparcimiento no debería permitirse fumar, pero en la práctica en muchos de ellos, el cigarrillo es tolerado por quienes usan el espacio común. Estar al tanto de la legislación vigente sobre este tema puede ser de gran ayuda. En general los países y comunas cuentan con reglamentos sobre el hábito de fumar en los espacios públicos. Cualquier ciudadano puede exigir su cumplimiento. Los establecimientos escolares o similares donde concurran niños deberían estar doblemente protegidos. Dentro de los edificios se acostumbra a separar a fumadores de no fumadores, pero si estos espacios pertenecen al mismo ambiente, y no se encuentran asistidos por extractores de Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 149 humo y sistemas de ventilación eficientes, el humo de segunda mano sigue siendo un peligro. Otro ámbito peligroso es la cabina del automóvil. La alta concentración de humo en un compartimiento pequeño y cerrado aumenta considerablemente la exposición de los demás pasajeros. Por último, si Ud. es fumador, está en un buen momento para dejar de serlo. Pensar en los daños que puede causar a los demás, especialmente a sus seres queridos, puede ser una buena motivación para dejar el tabaco. Especialmente si esta embarazada, deje de fumar. A medida que se toma conciencia del peligro de ser fumador pasivo, los fumadores se transforman cada vez mas en un grupo desaprobado socialmente. Aunque dejar el tabaco no es fácil, apóyese en estas motivaciones si su propia salud no es suficiente razón. Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 150 10 Corte por la línea de puntos y envíe 1. Explique el significado de la sigla V.I.H …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 2. ¿Cómo ocurre la transmisión del virus? …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 3. ¿Qué ocurre con los donantes de órganos y sangre? …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………. 4. ¿Qué ocurre con aquellas personas que no inician ningún tratamiento? …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 5. Describa los síntomas …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 6. ¿Qué es el HAART? …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 7. ¿Cuáles son las medidas de prevención de contagio del SIDA? Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 151 …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 8. ¿Considera que el tabaquismo es una adicción? Justifique …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 9. ¿Cuáles son los riesgos de los fumadores? …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 10. ¿A que se llama humo de segunda mano? …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 11. Investigue sobre el cáncer de pulmón. …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 152 BIBLIOGRAFIA CONSULTADA Cuadernillo Biología - CENS- UTN 2010 Adúriz-Bravo y otros, Biología. Anatomía y fisiologías humanas, Santillana Perspectivas. 2006 Bisheimer, Maria y otros, Biología 3, Ediciones Doce Orcas, 2006 Barderi, Maria y otros, Biología 2. Santillana Hoy, 2005 Meinardi y Revel Chion, Biología, Editorial Aique, 2000 Dutey y Nocetti, Biología 3, Editorial Huemul, 1988 Dutey y Nocetti, Biología IV, Editorial Huemul, 1989 Dutey y Nocetti, Educación para la salud, Editorial Huemul, 1994 Zarur, Pedro, Biología 4, Editorial Plus Ultra, 1992 Del Bustio, Delia, Biología 4 Aula Taller, Editorial Stella, 1990 Vattuone, Lucy; Educación para la salud, Editorial El Ateneo, 1997 Bazán, Marcelo y otros, Biología, Editorial Tinta Fresca, 2006 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 153 Biología - CENS nº 451 – Anexo Universidad Tecnológica Nacional 154