BIOLOGÍA - PRESM

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Indice
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Presentación
CAPÍTULO I
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•
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Definición de la biología. Dominios de la biología. El método científico. Características
de los seres vivos. Niveles de organización. Características y composición química
de la materia viviente. Bioelementos. Principios inmediatos inorgánicos y orgánicos.
10
CAPÍTULO II
ViruS. Estrategia biológica y replicación. Enfermedades virales. Teoría Celular. Célula
procariota. Estructura y función. Clasificación. Importancia de las bacterias en el
ecosistema y en la producción de enfermedades.
CAPÍTULO III
Célula eucariótica. Estructura y función. Célula animal y vegetal: semejanzas y
diferencias.
CAPÍTULO IV
Tejidos. Tejidos vegetales. Tejidos animales.
CAPÍTULO V
Nutrición autótrofa y heterótrofa. Fotosíntesis. Respiración celular. Intercambio de
gases en plantas y animales. Sistema respiratorio humano.
CAPÍTULO VI
Sistema digestivo. Estructura y función en invertebrados y vertebrados. Sistema
digestivo y digestión en el hombre.
CAPÍTULO VII
Circulación y transporte. Mecanismos de transporte en vegetales. Sistema circulatorio
en a n im a le s. S istem a circu la to rio humano. C irculación linfática. Sistema
inmunológico. Inmunidad. Sistema excretor
CAPÍTULO VIII
Elementos de coordinación química y nerviosa. Hormonas vegetales. Coordina
química en animales.
-
^
CAPÍTULO IX
Sistema nervioso. Sistema nervioso humano. Órganos sensoriales.
26
6
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
CAPÍTULO X
Reproducción. Reproducción asexual. Reproducción sexual.
170
CAPÍTULO XI
Continuidad de las especies. Dominancia incompleta. Codominancia. Alelos
múltiples.
.191
CAPITULO XII
Genética del sexo. Anomalías de los cromosomas sexuales. Mutaciones. Genética
humana y aconsejamiento genético.
198
CAPÍTULO XIII
Origen de la vida. Evolución y biodiversidad. Teorías acerca de la evolución. Evidencias
de la evolución. Mecanismos de la evolución. Patrones de la evolución. Origen y
evolución de la especie humana. Clasificación de los seres vivientes.
20
CAPÍTULO XIV
Los animales y sus características.
2
CAPÍTULO XV
Los vegetales y sus características. Clasificación. Principales usos. Plantas en
peligro de extinción.
2
CAPÍTULO XVI
Higiene. Tipos de enfermedades. Etapas de una enfermedad infecciosa o infecto
contagiosa. Formas de transmisión de las enfermedades. Vías de infección.
Principales enfermedades infecciosas que afectan al hombre. Enferm edades
bacterianas.
CAPÍTULO XVII
Ecología y recursos naturales. Dinámica de las poblaciones. Ecosistema. Sucesión
ecológica. Equilibrio ecológico.
CAPITULO XVIII
Recursos Naturales Contaminación y sus efectos.
Bibliografía general
APÉNDICE
Aparato locomotor. Características generales. Articulaciones. Sistema M
2
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
12
4.1.
UNMSM
M ovim iento
Es una de las ca ra cte rística s más evidente de los seres vivos; com prende los
movimientos dentro del organism o y los que sirven para desplazarse de un lugar a otro.
4.2.
Irrita b ilid a d y c o o rd in a c ió n
Es la capacidad de los seres vivos para responder de un modo determ inado a
cambios, conocidos como estímulos provenientes de su medio interno y/o externo.
I
La coordinación es la regulación interna de un organismo frente a estímulos externos.
4.3.
C re cim ie n to
Es el resultado de un aumento en las moléculas estructurales a una velocidad tal
que sobrepasa la velocidad con que se destruyen. Los organismos multicelulares crecen
aumentando en número y masa, en tanto los unicelulares pueden aumentar la masa de su
única célula.
4.4.
Adaptación
A través de largos períodos de tiempo han ocurrido cambios, los que han determinado
la evolución de los organismos; a menudo la evolución ha sido adaptativa. La adaptación
es la facultad de desarrollar, durante un tiempo determinado, propiedades estructurales o
funcionales que les permitan subsistir y reproducirse sometidos a las condiciones de un
medio especial.
4.5.
R eproducción
Es una de las características más universalmente reconocidas. Es la capacidad de
los organismos para producir nuevos individuos de su misma especie.
4.6.
M etabolism o
Todas las reacciones químicas que se llevan a cabo en el ser viviente constituyen su
metabolismo. Los procesos metabólicos que comprenden la degradación de los alimentos,
la obtención de energía y el uso de la materia para producir nueva materia viviente son los
responsables del crecimiento, mantenimiento y reparación del organismo.
4.7.
O rganización específica
La organización es una característica común de la vida. Un ser viviente es el producto
de una organización precisa que puede apreciarse desde varios niveles.
5.
NIVELES DE ORGANIZACIÓN
I.
Nivel S ubcelular
•
A tóm ico: Todos los seres vivos se encuentran formados por átomos.
•
M olecular: Formado por la unión de dos o más átomos iguales o diferentes,
por ejemplo la molécula de oxígeno y de agua.
•
M a c r o m o le c u la r: Las macromoléculas resultan de la unión de moléculas
simples y específicas como aminoácidos, nucleótidos, monosacáridos para
formar las proteínas, ácidos nucleicos y polisacaridos, respectivamente.
Q noci
B io lo g ìa
II
A
S o fitf
13
•
Complejos supramoleculares: Surgen como resultado de la interacción
establecida por diferentes macromoléculas. Algunos ejemplos de estos son
los ribosomas, membranas biológicas, nucléolo y cromosomas.
•
Organular: Organelas celulares como el núcleo, mitocondria, lisosomas,
cloroplastos, retículo endoplasmático, etc.
Celular: Es el nivel correspondiente a las unidades estructurales y funcionales
denominadas células; como las células eucariotas y procariotas.
III Tisular: Corresponde a los tejidos. Un tejido es un conjunto de células
diferenciadas estructural y funcionalmente para cumplir funciones específicas.
♦
IV Organológico: Es el nivel correspondiente a los órganos, éstos resultan de la
asociación de un conjunto de tejidos.
t
V Sistèmico: Corresponde a los sistemas. Un sistema es un conjunto de órganos
asociados para cumplir funciones específicas.
VI Individual: El individuo resulta de la integración de los sistemas. Así, tenemos,
que en el hombre resulta de la asociación de más o menos trece sistemas.
VII Población: Se entiende por población al conjunto de individuos de la misma
especie que viven en un mismo espacio y en un momento determinado. Ejemplo,
la población de peces llamados “pericos“ en el litoral limeño en febrero del año
2008.
VIII Comunidad: Es el conjunto de poblaciones que habitan en un lugar y época
determinada.
IX Ecosistema: Conjunto de comunidades que viven interrelacionándose entre si y
con las condiciones físico-químicas, del lugar que habitan. Ejemplo: una laguna.
X Biosfera: Conjunto de espacios de suelo, agua y aire donde existen seres vivientes.
XI Ecosfera: Comprende todos los ecosistemas del planeta.
6.
CARACTERÍSTICAS Y COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MATERIA VIVIENTE
Desde hace 5000 millones de años, el proceso evolutivo ha transcurrido hasta alcanzar
el grado actual de diversidad y diferenciación, lo que ha significado un alto grado de
adaptación y selección. Si consideramos la abundancia relativa de los átomos que
constituyen las biomoléculas, encontramos que sólo 4 elementos (C, H, O, N), representan
más del 99 % de todos los átomos, con la particularidad de que ninguno de ellos, con
excepción del oxígeno, se encuentra entre los 8 elementos más abundantes de la corteza
terrestre: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg.
La capacidad de los átomos de carbono para formar cuatro enlaces covalentes
sencillos y fuertes con otros átomos de carbono o con átomos de otros elementos, posibilita
ia notable complejidad estructural y la diversidad de las moléculas orgánicas (la formación
de enlaces múltiples (dobles, triples) entre estos átomos originando estructuras lineales
ramificadas cíclicas.)
V a„ ¡m>aS fynciones de los s?res vivos Pueden explicarse en términos de procesos fisicos
y químicos Los organismos vivos presentan una estructura compleja y bien orqanizada- la
ma.ena viva os.á representada por moléculas que puodeo a ío a n z l un a to g ,id o de
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
14
UNMSM
complejidad presentando propiedades que no posee la materia inerte. Los elementos
químicos que forman la materia viva se denominan b io g é n ico s o bioelem entos.
7.
BIOELEMENTOS
La composición de la materia viva considera aproxim adam ente 25 de los 109
elementos descritos en la naturaleza y estos pueden ser clasificados según su abundancia
en tres grupos.
7.1.
Bioelem entos prim arios
C, H, O y N son los más abundantes, se les denomina macroelementos o elementos
organógenos. El hidrógeno es el que más abunda junto con el oxígeno, porque ambos
forman parte de la biomolécula más abundante en el organismo, el agua.
7.2.
Bioelem entos secundarios
Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg y Fe su presencia es esencial para el correcto funcionamiento
del organismo. Su ausencia da lugar a enfermedades carenciales.
7.3.
Oligoelementos
Mn, I, Cu, Co, Zn, F, Mo, Se, Cr y otros, aparecen sólo en trazas o en cantidades
ínfimas,
8.
PRINCIPIOS INMEDIATOS INORGÁNICOS Y ORGÁNICOS
Los bioelementos se encuentran formando moléculas más o menos com plejas
denominadas p rin cipios inmediatos.
Los principios inmediatos se clasifican en inorgánicos y orgánicos.
8.1.
P rincipios inm ediatos inorgánicos
8.1.1. Agua
Es el compuesto que se encuentra en mayor proporción en la materia viviente, con
algunas excepciones como los huesos y dientes, puede constituir entre el 50 y el 95% del
contenido en peso de una célula. En ciertos organismos, como las medusas, puede estar
presente en más del 90%.
Sus propiedades físicas y químicas, que son consecuencia de su estructura polar
singular y su concentración elevada, lo hacen un componente indispensable de los seres
vivos, muchas de las propiedades del agua se deben a su capacidad para formar enlaces
de hidrógeno.
El agua desempeña funciones de vital importancia como:
•
Ser solvente universal, ya que disuelve gran número de moléculas como el cloruro
de sodio y los azúcares como la glucosa, por ser estos hidrófilos, vale decir que
poseen cargas positivas o negativas o contienen un número relativamente grande
de átomos electronegativos de oxígeno o nitrógeno.
•
Ser un medio de transporte de las sustancias.
B io l o g ia
Q l^ o c
A
‘b o F i f ì
15
muLiiiiuummmni
•
Soporte en el que se producen la mayor parte de las reacciones bioquímicas,
interviniendo directamente en muchas de ellas. Puede actuar como sustrato o
como producto de muchas reacciones.
•
Regulador térmico ya que para modificar su temperatura un grado debe liberar o
absorber muchas calorías, más que cualquier otro compuesto. Amortigua los
cambios de temperatura.
•
Mantener húmedas las membranas para favorecer el intercambio gaseoso.
•
Tener función mecánica amortiguadora, por ejemplo los vertebrados poseen en
sus articulaciones bolsas de líquido sinovial que evitan el roce entre los huesos.
•
Permitir la realización de los procesos de excreción, eliminándose de esta manera
los productos de desecho.
Por ser una molécula que actúa como dipolo, resultado de la distribución asimétrica
de sus cargas, el agua tiende a adherirse electrostáticamente a grupos positivos y negativos
de las proteínas y otros compuestos, por lo que se le puede encontrar en los organismos
en forma de agua ligada o estructural (5%) y agua libre (95%), por ejemplo, agua metabòlica,
aprox. 300 mi (procedente de la oxidación de los alimentos, cuyo volumen depende del
metabolismo de cada individuo).
8.1.2. Oxígeno
Molécula fundamental para los organismos aeróbicos, es muy reactiva se constituve
como aceptar final de las moléculas de hidrógeno para producir moléculas de aoua m ia
respiración aerobia.
y ’
8.1.3. Anhídrido Carbónico
Producido por la oxidación de los compuestos orgánicos durante la
••
los seres vivos y también por combustión de sustancias oue contPnn Jn reSK
P'racion de
como el petróleo, el carbón o la madera.
Q contengan carbono, tales
C entro P r eu niversitario U N M S M
16
Es indispensable en las plantas para la síntesis de moléculas orgánicas energéticas
a través de la fotosíntesis.
8.1.4. Sales Minerales
Se encuentran disueltas en el protoplasma formando iones en cantidades pequeñas
pero constantes, cualquier cambio en sus concentraciones repercute en la salud del
individuo, por ejemplo un déficit de los iones de calcio en la sangre de los mamíferos puede
producir convulsiones, incluso la muerte. Desempeñan, además, otras im portantes
funciones como en la contracción de los músculos o en la transmisión de los estímulos
nerviosos, y contribuyen a mantener el e q uilibrio osm ótico entre la materia viviente y su
medio. Mediante este equilibrio se consigue regular:
•
El intercambio del agua, el volumen del plasma y de los líquidos extracelulares.
•
La permeabilidad celular y capilar.
•
Las funciones cardíacas, la excitabilidad nerviosa y muscular.
•
El equilibrio ácido-base del protoplasma.
A veces, las sales minerales se encuentran en estado sólido formando parte de las
estructuras del cuerpo, como los huesos de los vertebrados o las conchuelas de los
m oluscos.
8.2.
P rincipio s Inm ediatos Orgánicos
Los seres vivos están formados por moléculas precursoras que originan estructuras
denominadas monóm eros, de cuya unión se forman macromoléculas llamados polím eros
que conforman la materia viva.
8.2.1. Glúcidos
Son las biomoléculas más abundantes en la naturaleza, más de la mitad de todo el
carbono orgánico se encuentra en ellos, se forman durante la fotosíntesis.
Cumplen una amplia diversidad de funciones biológicas, tales como ser fuente de
producción rápida de energía en la célula (glucosa), elementos estructurales (celulosa y
quitina), participar en el reconocimiento y la unión celular.
Los azúcares, almidones y celulosa son los ejemplos más comunes de este tipo de
compuestos. También son llamados carbohidratos o hidratos de carbono: este último
nombre se origina del hecho que todas las moléculas contienen, además del carbono, dos
partes de hidrógeno por una de oxígeno en la misma proporción que el agua
La mayoría de los carbohidratos tienen una unidad básica de 5 ó 6 átomos de
carbono, los cuales están unidos en varias formas para constituir grandes moléculas Los
carbohidratos son divididos en tres clases: monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos,
de acuerdo con el número de unidades de azúcar sencillo que contienen.
•
M onosacáridos: Son los azúcares más simples el número de átomos de
carbono que los constituyen puede variar de 3 a 7, siendo los más comunes los
de 5 carbonos (pentosas) como la ribulosa, la ribosa y la desoxirribosa y los de
6 carbonos (hexosas) como la glu cosa (dextrosa), fru ctosa (levulosa) y
galactosa. Los monosacáridos son solubles en agua y tienen sabor dulce.
B iología
flh o rz .
iA
S o fiñ
Fórmula empírica (CH20)n
Fig. 1.2 Glucosa
Constituyen substratos respiratorios, además intervienen en la síntesis de
disacáridos y polisacáridos. La glucosa es el principal substrato respiratorio en
plantas y animales, se encuentra en la miel y en el jugo de numerosas frutas (Fig.
1.2 ).
Disacáridos: Son el producto de la unión de 2 monosacáridos. Los más
importantes son:
...............
Lactosa
Sacarosa ...............
Maltosa
...............
glucosa + galactosa.
glucosa + fructosa.
glucosa + glucosa. (Fig. 1.3)
ch 2oh
H
OH
a - D - glucosa
Fórmula global:
Fig. 1.3 Maltosa
C
entro
P r e u n iv e r s it a r io
18
UNM SM
*
4
O lig o s a c á rid o s : Son polímeros formados por unas pocas unidades de
monosacáridos, iguales o diferentes, unidas por enlace glucosídico. Cuando se
unen dos monosacáridos se forma un disacárido, si se unen tres un trisacárido;
4
4
4
etc.
Polísacáridos: Son moléculas de alto peso molecular insolubles en agua, no
tienen sabor dulce. Constan de 10 o más monosacáridos unidos. Son formas de
almacenaje de energía.
4
Fórmula global (C6H10O5)n
Los polisacáridos (polímeros de glucosa) más importantes son:
4
4
- Almidón: Sintetizados en las plantas.
- Glucógeno: Sintetizados en los animales y en los hongos (Fig. 1.4).
- Celulosa: Proporciona soporte estructural a las paredes celulares.
i
- Quitina: Constituyente del exoesqueleto de insectos y crustáceos.
Fig. 1.4. Glucógeno
i
19
B io lo g ìa
fín o r
8.2.2. Lípidos
a
S ° f
Forman un grupo químicamente muy heterogéneo que sólo tienen en común
características físicas, en especial su carácter hidrófobo (insolubles en agua y en otros
disolventes polares); sin embargo son solubles en solventes apolares como acetona, éter,
benceno, etc. Son moléculas constituidas por C, H y en menor proporción, Oxígeno; también
pueden tener en su estructura P y N. Son hidrófobos
Funciones de los lípidos:
Reserva de energía, favorecidos por su menor masa y su insolubilidad.
Aislantes, debido a que conducen el calor en forma muy lenta en animales
endotérmicos como en los mamíferos; se almacena debajo de la piel formando
una capa protectora que evita la pérdida de calor por el cuerpo.
Protección, ubicados alrededor de órganos delicados ayudan a protegerlos del
daño físico.
Estructural, forman parte de la membrana celular y de las membranas
intracelulares.
Los lípidos se dividen en:
Lípidos simples. Sólo contienen C, H y O; pertenecen a este grupo los acilgliceroles
(grasas) y las ceras. Las grasas se forman al esterificarse un alcohol (glicerol)
con uno, dos o tres ácidos grasos; los triglicéridos son los más abundantes,
son sustancias de reserva que en los animales aparecen como sólidos (sebos
y mantecas), en los vegetales como líquidos (aceites). Las ceras son moléculas
que se forman de esterificarse un ácido graso con un alcohol lineal. Originan
láminas impermeables que recubren y protegen, principalmente de la humedad,
muchos tejidos y formaciones dérmicas de animales (pelos, plumas,
exoesqueleto de insectos) y vegetales (hojas, tallos jóvenes y frutos). (Fig. 1.5).
Glicerol
q
ácido graso
H -C -O
i
H -C -O -
A
H
~ H
I
o]
II 1
Fig. 1.5 Representación de un lípido simple
20
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
Ac. graso
CH3-(CH2)18-C-0-CH2
CH3-(CH2)14-C-0-CH2
Ac. graso
Fig. 1.6 Representación de un fosfolipide
Esteroides. Su estructura molecular es completamente diferente a las dos
anteriores. Pertenecen a este grupo las hormonas sexuales (testosterona y
progesterona), la vitamina D, el colesterol, los ácidos biliares y las sales biliares.
Estas sustancias tienen función reguladora, estructural y metabòlica (Fig. 1.7).
C o le ste ro l (b id im e n sio n a l)
Hidrógenos no representados
Fig. 1.7 Representación de una molécula de colesterol
8.2.3. Proteínas
Son moléculas constituidas químicamente por C, H, O, N y algunas adicionalmente
otros elementos como P, S, Ca etc. Sus unidades estructurales son los aminoácidos,
moléculas que contienen un radical amino y uri carboxilo lo que les confiere un caracter
anfótero.
21
B io l o g ìa
K k
*
I
AMINO
CARBOXILO
Fig. 1.8 Estructura general de un aminoácido
R
l
H-N-C-C-OH
H-N-C-C-O H
i
i
il
IK
l
l
il
H H O
vjr
H H O
h n
Aminoácido 1
2
Aminoacido 2
R
R
R
H- N- C- C
I
H
i
H
II
O
N - C - C - OH
i
I li
H H O
Dipèptido
Fig. 1.9 Formación de un enlace peptidico
Las proteínas son las moléculas de mayor diversidad funcional. Se clasifican en:
•
Hormonas: Regulan el metabolismo; como por ejemplo la insulina que interviene
en el metabolismo de la glucosa y la hormona del crecimiento que actúa sobre
los huesos, cartílagos y músculo esquelético.
•
Proteínas estructurales: Proporcionan soporte como la alfa queratina en pelos,
plumas y uñas, y el colágeno en tendones, cartílagos y huesos.
•
Proteínas de transporte: Transportan moléculas, la hemoglobina, transporta 0 2
en los vertebrados y la hemocianina, transporta 0 2 en la sangre de algunos
invertebrados.
Proteínas de reserva: Almacenan nutrientes, como la ovoalbúmina del huevo y la
caseína de la leche.
•
Proteínas protectoras: Participan en la defensa contra sustancias extrañas, están
presentes en la sangre de los vertebrados y se denominan anticuerpos.
•
Enzimas: Catalizan las reacciones bioquímicas como la ribonucleasa, que
hidroliza el RNA; la citocromo oxidasa, que cataliza la transferencia de electrones
y la tripsina, que hidroliza algunos péptidos.
tranci LaS enzimas son catalizadores producidas por las células que fa c ilita n
llama sustratffS| qU'm? S d* sustancias- La sustancia sobre la cual actúa la enzima se
productos de la 3 sus ancia 0 sustancias producidas por la acción enzimàtica son los
e f p K 0' ' ^
^
enZimaS
8 la
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
22
UNMSM
Productos de
la reacción
Sustrato
Complejo
ES
Enzima
Fig. 1.10 Acción enzimàtica, mostrando la formación y
desdoblamiento del complejo Enzima-Sustrato
i
* ■
Sustrato + E
E + Productos
Fig. 1.11 Representación del Complejo Enzima-Sustrato
8.2.4. Ácidos nucleicos
Son macromoléculas constituidas por C, H, O, N y P. Son compuestos de gran
importancia biológica, relacionados con la conservación y expresión de la información
genética. Aunque los ácidos nucleicos (AN) se encuentran entre las moléculas más grandes
de los seres vivos, se componen de un pequeño grupo de unidades monoméricas
denominadas nucleótidos, unidos mediante enlaces covalente de tipo fosfodiester.
Los nucleótidos, a su vez, son moléculas capaces de sufrir hid ró lisis
descomponiéndose en tres partes: una base nitrogenada (BN), una pentosa y una molécula
de ácido fosfórico (Fig. 1.12).
Fosfato o
o
0
1
0
II
-CL-
1
O
0
1
1
0
jo C H 2
M oso
u II
O
Fosfato
'B a a
< * ¿ ^ ° > ¿ /*
5 o¿H 2
rribosa
C ÍX H
1-
H
y9 . ^
>C — - ¿ C
o -
I
■O
H '> C —
J i
Ribonucleófido
Base
Desoxi•
1
0
1
H
h
i
Desoxirribonucleótido
Fig. 1.12 Nucleótidos
fìt-'OP.
B io l o g ia
f \ 5 o F í ñ 23
Las bases nitrogenadas pueden ser púricas (derivados de la Purina): Adenina (A) y Guanina
(G); o p.r,m,d,nicas (derivados de la Pirimidina): Citosina (C), Timina (T) y Uracilo (U) En
cuanto a la pentosa, el DNA contiene desoxirribosa, y el RNA, ribosa (Fig 1 13 A) El ácido
fosfórico une a dos nucleósidos consecutivos (un nucleósido está formado por una base
nitrogenada más una pentosa).
O
II
C.
NHo
I
C
•N
CH
/
NH
CH
HoN'
Guanina
II
X
\
/
X
Fig. 1.13 A. Bases Nitrogenadas
z
Uracilo
Fi9-1.13B. Dinucleótido
II
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I
o
w
o
X
X
Timina
ch
II
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NH
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^CH-,
J
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Z
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C
CH
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II
Adenina
NH
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C'
HN
O
X
N
Citosina
24
C e n t r o P r e u n iv e r s ita r io
UNMSM
El ácido desoxirribonucleico (DNA) está formado por dos cadenas de polinucleótidos
complementarias y dispuestas en doble hélice. Las cadenas son complementarias porque
la base nitrogenada Adenina determina en la cadena opuesta la posición de la Timina, y la
Citosina determina en la cadena opuesta la posición de la base nitrogenada Guanina,
carece de Uracilo. La complementación de bases se debe a la formación de enlaces tipo
puente de hidrógeno (Fig. 1.14). Es en doble hélice porque la doble cadena sufre un
engollamiento característico (ver capitulo III).
El ácido ribonucleico (RNA) está formado generalmente por una sola cadena de
polinucleótido y el Uracilo reemplaza a la Timina
Fig. 1.14 Complementación de bases nitrogenadas
25
B io l o g ìa
CAPÍTULO II
ENFE___________
C élula
p r o c a r ió t ic a :
I m p o r t a n c ia
1.
VIRUS
1.1.
Características
E structura
y f u n c ió n , c l a s if ic a c ió n .
de la s b a c t e r ia s en el e c o s is t e m a , s a l u d e in d u s t r
Los virus son complejos supramoleculares infecciosos, cuya principal propiedad
ser parásitos intracelulares obligados, es decir, no pueden realizar función a guna u
la célula que los hospede.
El genoma del virus puede ser DNA o RNA, pero nunca ambos en la misma partícula.
Este ácido nucleico puede estar como una sola hebra o como dos hebras, tanto para virus
DNA como RNA. Dentro de la célula hospedera, el genoma del virus se replica y dirige la
construcción de nuevos virus usando los sistemas celulares del hospedero.
Fuera de la célula, la partícula viral o virión, no lleva a cabo ninguna actividad
metabólica. Los viriones sirven como vehículo de su “material hereditario".
El primer virus descrito como agente patógeno fue el virus del mosaico del tabaco,
en 1892, por Dimitri Ivanoski. Este mismo virus fue cristalizado por Wendell Stanley, en
1935. Desde entonces, se han ido descubriendo nuevos virus y en la actualidad se sabe
que existen muchos virus que infectan a plantas, anímales, hongos, protistas y bacterias.
La estructura de un virus es muy simple, pero a la vez diversa. En realidad se trata de
ácido nucleico rodeado de una estructura protectora hecha de proteína, abarcando un rango
de tamaño que va desde 20 hasta 300 nm. El ácido nucleico viral siempre está dentro de la
partícula, y la estructura proteínica que la rodea se llama cápside. Esta cápside está formada
a su vez por subunidades de proteína, llamadas capsómeros, los cuales se ordenan de
forma particular en torno al ácido nucleico. El ácido nucleico y la cápside en conjunto toman
el nombre de nucleocápside.
Vistos al microscopio electrónico, los virus presentan dos formas principales se
pueden ver como bastones (simetría helicoidal), y otras se observan esféricos (simetría
icosaédrica). Estas dos son las formas más económicas en las que los capsómeros oup
forman la cápside se pueden organizar dejando un espacio interior muy peoueño 1 !
estable y suficiente para que quepa el ácido nucleico viral (Figura 2 2)
Existen algunos virus que no presentan ni simetría icosaédrica
i rica ni helicoidal
propiamente, o que resultan de una combinación de ambas. Estos virus
son llamados virus
complejos o de simetría compleja.
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
26
UNMSM
Fig. 2.1 Estructura de los virus
Muchos virus que infectan animales están rodeados por una bicapa lipídica (llamada
envoltura) que adquieren cuando la nucleocápside sale de la célula infectada. Las envolturas
de tales virus (virus envueltos) contienen proteínas codificadas por el virus que se necesitan
para que la partícula nueva sea infecciosa. Los que no presentan esta envoltura suelen
recibir el nombre de virus desnudos.
VIRUS HELICOIDAL
VIRUS ICOSAEDRICO DESNUDO
Proteínas de
la cápside
VIRUS ENVUELTO
VIRUS COMPLEJO
Cabeza
icosaedrlca
Tallo
Placa basal
cortas
Fig. 2.2. Tipos de virus
Bnxogm
1.2
27
RepJicaciòn viral
El ocio infeccioso óe un víais (F»g 2 3) que lleva a su repiicación. comprende
a Fijación o adsorción deJ virus a la cédula huesped susceptible
b Penetración ingreso del vinón o su ácido nudeico
c
Replicación del aodo nodetco viral
d Ensambla/e el éaóo nucie*co viral ingresa a las cápsides recién formadas y se
construyen tos nuevos virus
e Liberación de partículas virales, a veces oon la sobrevivencia de la célula huésped
y otras con su muerte
VIRUS
Lists y
liberación
Fig. 2.3 Ciclo infeccioso de un virus
13.
Enfermedades virales
Los virus son muy específicos para infectar a la célula huésped,
gasto metabòlico para producir partículas virales nuevas. En la mayoria
virus alteran las funciones de los organismos infectados porque cada vez
de varones infectan las células dei huésped, afectándolas de diferentes
a Oest/uyéndolas
las que hacen ei
de los casos, los
un mayor número
maneras:
b Alterando su forma
c
Alterando la permeabilidad de sus membranas
d Maoendo que las membranas celulares se fusionen unas con otras
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
28
UNMSM
e.
Dejando grandes cantidades de partes del virus en el núcleo y/o citoplasma e
interfiriendo con la célula normal.
f.
Haciendo que programen su propia muerte.
Tanto los virus DNA como RNA pueden causar enfermedades en los animales.
Algunas enfermedades causadas por virus DNA son : viruela, varicela zoster, herpes,
hepatitis B.
Entre las enfermedades causadas por virus RNA se pueden mencionar: gripe, fiebre
amarilla, rubéola, hepatitis A, rabia.
¿Cómo se defiende la célula?
La célula usa proteínas de bajo peso molecular lla m a d a s interferones, que son
sustancias antivíricas producidas por muchas células anim ales com o respuesta a la
infección por virus. Estas proteínas impiden la síntesis de RNA dirigida por el virus o también
obstruyendo el contacto entre RNA vírico y los ribosomas, con lo que logra inhibir la síntesis
de proteínas víricas específicas.
1.3.1. El SIDA
El SIDA o Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida es una c o n d ic ió n causada por
un virus que, en forma progresiva, va dañando al sistema inmune, haciendo que las personas
infectadas sean cada vez más vulnerables a ciertas enfermedades.
El SIDA es definido en 1981 en base a pacientes que presentaban las características
de este síndrome. En 1983, el SIDA es relacionado a un nuevo virus, el cual es identificado
plenamente en 1984: el Virus de la Inmunodeficiencia Humana o VIH, que ataca a ciertas
células del sistema inmune, cuya tarea es la defensa del organismo contra ataques externos.
El VIH ataca, en particular, a un tipo de glóbulos blancos de la sangre conocidos
como linfocitos T auxiliares o células T CD4, (es decir, las células T que poseen el receptor
CD**). Estas células tienen un papel clave en el mecanismo de defensa del cuerpo, ya que
movilizan los elementos del sistema inmune que atacan y destruyen los gérmenes. El VIH
también infecta a otros tipos de células que tienen el receptor CD4, incluyendo las células
de la microglia (sistema nervioso central) y los monocitos de la sangre. El VIH ha sido
encontrado en semen, lágrimas, leche materna, secreciones vaginales y sangre.
El virus tiene como material genético a una cadena de RNA que da lugar a dos
copias idénticas (dímero monocatenario).
El VIH es un virus con envoltura, en la cual destacan las glucoproteinas de la envoltura
viral que son reconocidas por el receptor CD4 de la célula hospedera.
La infección y la multiplicación viral son dos fases distintas: en la prim era una
célula, generalmente un linfocito T auxiliar, es atacado. La envoltura viral entra en contacto
con los receptores de la superficie de la célula hospedera e ingresa en ella por fusión de
La enZ'ma V'ra1, denominada retrotranscriptasa o transcriptasa inversa, utiliza
el RNA de! virus como molde para sintetizar una molécula de DNA viral. En el núcleo de la
célula hospedera se conforma el híbrido DNA viral - DNA celular
P h o t
r
B io l o g ia
Nucleocapside
RNA m onocatenario
Transcriptasa
reversa
gp 120
Fig. 2.4 Estructura general del Virus de la Inmunodeficiencía Humana
Así, el DNA celular del linfocito T es bloqueado por el genoma viral. Se presenta un
período de multiplicación mínima del virus VIH, la cual es frenada en parte por la inmunidad
celular y humoral, la respuesta del hospedador es lenta e imperceptible. Luego, en algún
momento futuro, la replicación se vuelve incontrolable y se produce lisis de los linfocitos T
auxiliares infectados
El VIH es transmitido de una persona infectada a otra sana por los siguientes
mecanismos:
Sexo sin protección.
Sangre y productos sanguíneos infectados.
Uso de agujas o jeringas infectadas.
De la madre al hijo (transmisión perinatal): se estima que 1 de cada 4 niños, nacidos
de madres infectadas, resultan infectados.
El VIH no es transmitido por contacto social ordinario
La forma de identificar a quienes tienen VIH es mediante un examen de suero
sanguíneo que determina si son portadores de anticuerpos contra el VIH (ELISA que es una
30
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
prueba para diagnóstico presuntivo y Western Blot que es una prueba para e! diagnóstico
definitivo).
La infección en cualquier persona es de por vida. Las personas infectadas pueden
transmitir el virus a otras personas, aún cuando solamente sean portadoras y no presenten
las características del síndrome.
La infección inicial por VIH puede estar acompañada de moderados síntomas
parecidos a la gripe. Le sigue un período de latencia, durante el cual el virus parece estar
relativamente inactivo, pero en el que se multiplica; este período puede durar años. Durante
este tiempo, el individuo infectado usualmente se siente bastante bien, pero a medida que
el número de virus aumenta, el número de células T auxiliares o cooperadoras declina y hay
un creciente deterioro del sistema inmune; el organismo es cada vez más vulnerable a
infecciones que normalmente no afectan a quienes tienen su sistema inmune sano.
Según últimos datos, el 50% de las personas VIH positivas llegan a la etapa final o
SIDA, luego de 10 a 12 años. El curso de la enfermedad varía considerablemente de un
individuo a otro.
1.4.
Teoría Celular
La teoría celular sostiene que la célula es la unidad fundamental, tanto de estructura
como de función de toda materia viva. Es una de las teorías unificadoras más importantes
de la Biología. Schleiden y Schwann, en1839, formularon lo siguiente: “Los cuerpos de
todas las plantas y animales están formados de células". Virchow en 1858 acotó: “Sólo
pueden aparecer nuevas células por división de las preexistentes”. El corolario de este
postulado, o sea, "que todas las células que viven actualmente se remonta a los tiempos
más antiguos”, fue señalado por Weismann, alrededor de 1880.
Todas las células presentan ciertas características químicas en común, tales como
tener proteínas, ácidos nucleicos, lípidos y polisacáridos.
Existen dos planes básicos de arquitectura celular, los cuales difieren uno de otro en
muchos aspectos fundamentales. Esos dos tipos de células son los procariotas y los
eucariotas.
1.5.
Célula Procariótica
Las células procariotas carecen de membrana nuclear y su material hereditario está
contenido en una sola molécula de DNA desnuda libre de proteínas. Los únicos organismos
procarióticos que se conocen son las bacterias y las cianobacterias (denominadas antes
algas azul verdosas) todos los demás organismos son eucariotas.
1.5.1. Tamaño
Las bacterias son seres unicelulares microscópicos cuyo tamaño varía de 1 a 10
micrómetros de largo por 0,5 a 2 micrómetros de ancho.
1.5.2. Forma y Agrupaciones
Las células bacterianas son esféricas, abastonadas (cilindricas) o espiraladas. Las
células esféricas se denominan coco s y presentan un ordenamiento en cadenas
(estreptococos) cuando el plano de división celular es uno sólo; en racimos (estafilococos),
cuando el plano de división es en dos sentidos; y en parejas (diplococos). Las células
31
B io l o g ìa
cilindricas y abastonadas se denominan bacilos y en algunas especies presentan un
ordenamiento en pares (diplobacilos) o en cadenas (estreptobacilos). Las células
espiraladas se denominan espirilos y se presentan predominantemente en forma individual.
Las formas espiraladas incompletas se denominan vibriones (bacterias en forma de coma)
(Fig. 2.5).
Diplococos
{S tre p to co ccu s pneum on iae )
Estreptococos
(S treptococcus pyogenes)
Tetracocos
(P e dio coccu s c e re v is ia e )
A
Estafilococos (S tap hylococcus a ureu s)
Figura. Modelos de ordenamiento de los cocos.
(A) Diplococos.
(B) Estreptococos.
(C) Tetracocos.
(D) Estafilococos.
D
Fig. 2.5 Algunos ejemplos de bacterias
1.5.3. Estructura y Función
Pared Celular
La pared celular bacteriana es una estructura rígida y resistente, responsable de la
forma de la célula bacteriana. Se distinguen dos tipos de pared, el denominado tipo
grampositivo y el gramnegativo. En ambos casos la pared está constituida por una capa
basal rígida formada por peptidoglucano. En los grampositivos el peptidoglucano es muy
grueso y a él se asocian proteínas. En los gramnegativos, en cambio, el peptidoglucano es
delgado y sobre él existe otra capa de lípidos asociados a polisacáridos y proteínas.
32
C
entro
P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
Membrana Celular
La membrana celular es una bicapa lipoproteica y presenta unos repliegues internos
que se denominan mesosomas, los que aumentan la superficie de la membrana; sirven de
punto de unión al DNA bacteriano y poseen una serie de sistemas enzimáticos relacionados
a la síntesis de compuestos y la respiración.
Citoplasma
El denso citoplasma de las bacterias contiene cuerpos de inclusión compuestos de
polifosfatos, Iípidos, glucógeno o almidón y algunas veces azufre, pero, carece de
mitocondrias y de retículo endoplasmático, así como de otras organelas membranosas
propias de las células eucarióticas. Otros elementos importantes de las células bacterianas
son los ríbosomas, los cuales son más pequeños y ligeros que los de los eucariotes.
Región Nuclear (Nucleoide)
?
/
✓
✓
Las bacterias no poseen un verdadero núcleo como los eucariotas. El material
genético de las bacterias está conformado por un DNA circular de doble hebra, desprovisto
de proteínas.
Estructuras Variables
Algunas bacterias poseen otras estructuras, además de las indicadas, tales como:
Cápsula
Ciertas bacterias están provistas de una cápsula viscosa externa formada
principalmente por polisacáridos. Esta cápsula constituye una capa protectora adicional a
la pared celular.
Flagelos
Los flagelos le sirven como medios de locomoción. Son apéndices muy delgados
que salen a través de la pared celular y se originan debajo de la membrana celular (Fig. 2.6).
&
* ■
# ■
m
#■
Pili o Fimbrias
Muchas bacterias tienen apéndices filamentosos que no son flagelos. Estos
apéndices son llamados pili y no tienen función en la motilidad bacteriana; pero sí en la
adherencia al sustrato y en el intercambio de material genético durante el apareamiento
bacteriano llamado conjugación (Fig. 2.8).
Esporas
Ciertas especies producen esporas, éstas son cuerpos metabólicamente inactivos
producidos en el último estado de crecimiento celular, y que bajo condiciones apropiadas
germinan produciendo células vegetativas idénticas a las que las originaron. Las esporas
son resistentes a muchos agentes químicos y físicos, por ello constituyen elementos
bacterianos que confieren resistencia a factores adversos (Fig. 2.7).
+
m
»
:
B io l o g ía
1.2.
27
Repiicación viral
El ciclo infeccioso de un virus (Fig. 2.3) que lleva a su repiicación, comprende:
a. Fijación: o adsorción del virus a la célula huésped susceptible.
b. Penetración: ingreso del virión o su ácido nucleico.
c.
Repiicación del ácido nucleico viral.
d. Ensamblaje: el ácido nucleico viral ingresa a las cápsides recién formadas y se
construyen los nuevos virus.
e. Liberación de partículas virales, a veces con la sobrevivencia de la célula huésped
y otras con su muerte.
VIRUS
Fijación
Penetración
Gemación
y liberación
Pérdida
de la
[
^v
Repiicación
Transcripción
* 4
^
Síntesis de
proteínas
CÉLULA
HUÉSPED
4
¿
f
f
^ I Ky
[V j Lisisy
> > liberad^
*
Ensamblaje
Fig. 2.3 Ciclo infeccioso de un virus
1.3.
E n ferm ed ad es virales
Los virus son muy específicos para infectar a la célula huésped,
gasto metabólico para producir partículas virales nuevas. En la mayoría
virus alteran las funciones de los organismos infectados porque cada vez
de viriones infectan las células del huésped, afectándolas de diferentes
las que hacen el
de los casos, los
un mayor número
maneras:
a. Destruyéndolas.
b. Alterando su forma.
c. Alterando la permeabilidad de sus membranas.
d. Haciendo que las membranas celulares se fusionen unas con otras
B i o l o g ía
33
T*
yv
Monotrica
Anfitrica
Lofotrica
Peritrica
Fig. 2.6 Ordenamiento de los flagelos en las bacterias
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
•r
*
\
■T
t
S'
Esporas elípticas
(Bacillus cereus)
*
Esporas esféricas y
terminales
(Clostridium tetani)
Esporas ovaladas
(Clostridium
botulinum)
Fig. 2.7 Esporas bacterianas
E structura de la célula procariotica
c ito p la s m a
y desnudo
Fig. 2.8 Estructura de una célula procariotica
Fuente: Audesirk 2003 - www eagustin net/users
B i o l o g ìa
35
1.5.4. Nutrición
Los requerimientos nutricionales de las bacterias son tan variados que pueden ser
clasificadas de acuerdo a la fuente de obtención de energía y de carbono.
1. Por la fuente de carbono
2. Por la fuente de energía
36
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
1.5.5. Respiración
En cuanto a su capacidad respiratoria, las bacterias aeróbicas usan como aceptor
electrónico al oxígeno; las anaeróbicas son capaces de emplear con este fin desde
hidrógeno gaseoso, amoniaco, nitrito, sales ferrosas o sulfhídricas, hasta los compuestos
orgánicos más diversos.
1.5.6. Reproducción
Generalmente, las bacterias se reproducen asexualmente por división sencilla (fisión
binaria o bipartición). La división celular da por resultado la formación de dos células a partir
de una. Durante la división celular tienen lugar tres acontecimientos claves: a) la duplicación
del DNA, b) La repartición del DNA y c) la formación del septo o tabique transversal. Este
ciclo de la división celular es el equivalente del proceso mitótico de los eucariotas. .Cabe
agregar que los genes bacterianos pueden ser transferidos por conjugación (unión de dos
células bacterianas) y por infección viral llamada transducción. Esto permite a las bacterias
la recombinación genética a pesar de que se reproducen asexualmente.
1.5.7. Clasificación
Los procariotas pertenecen al Reino Monera, éste se subdivide en: Arqueas y
Eubacterias.
Las Arqueas son las células vivas más antiguas que se conocen; viven en ambientes
tan extremos que en ellos no pueden sobrevivir ningún otro tipo de organismos. Comprenden
tres grupos:
Metanógenas, que producen metano en condiciones anaeróbicas.
Halófijas, que habitari regiones de gran salinidad.
Termoacidófilas, que viven en condiciones de alta temperatura y gran acidez.
Las Eubacterias son las moneras más comunes y de evolución reciente; abarcan
una amplia gama de características, de modo que su clasificación es im perfecta.
Comprenden ocho grupos:
-
Bacterias verdes y purpúreas, son fotosintéticas, emplean H2S en vez de H20
como fuente de equivalentes reductores.
-
C ianobacterias, que realizan fotosíntesis de modo sim iliar a las plantas
superiores.
-
Grampositivas, las que se colorean con la técnica de Gram.
Gramnegativas, las que no toman el colorante de Gram.
-
Espiroquetas, las que adoptan la forma de tirabuzón.
-
Rickettsias, bacterias de estricta vida intracelular.
Clamidias, grupo de bacterias muy diminutas; inducen la formación de inclusiones
en el citroplasma o en el núcleo de las células que infectan.
Micoplasmas, son las bacterias más pequeñas que se conocen, miden de 0,1 a
0,2 micrómetros de diámetro y carecen de pared celular.
B io l o g ìa
37
1.5.8. Importancia de las bacterias en el ecosistema, salud e industria
Las investigaciones de Pasteur, entre 1870 y 1880, y otros investigadores que lo
antecedieron y sucedieron, demostraron la importancia de las bacterias como agentes de
putrefacción y de fermentación, así como su rol de agentes productores de en erme a es
en el hombre y otros organismos.
Las bacterias desempeñan un papel clave en los ecosistem as, ya que son
responsables de la mayor parte de la descomposición o degradación de organismos muertos
gracias a lo cual se generan los nutrientes necesarios para las plantas ver des
(fotosintetizadoras); los contaminantes sintetizan compuestos nitrogenados a partir de
nitrógeno atmosférico, o carbohidratos a partir del dióxido de carbono, produciendo asi
nutrientes esenciales para otros organismos a partir de compuestos presentes en la
atmósfera. Las bacterias pueden, también, deteriorar materiales usados por el hombre,
madera, textiles, metales, alimentos; o bien mediante su capacidad metabòlica pueden
transformar la polución de nuestro ambiente en sustancias inofensivas. El control o la
prevención del deterioro de materiales y el control de polucionantes son dos importantes
efectos de la microbiología aplicada.
En cuanto a las bacterias como agentes patógenos, debemos recordar que Lister
fue uno de los primeros en aplicar la teoría de los gérmenes a las técnicas de las
intervenciones quirúrgicas, empezándose a emplear la técnica de antisepsia. Entre las
bacterias patógenas de nuestro medio podemos mencionar a: Mycobacterium tuberculosis
(tuberculosis), Salmonella typhi (fiebre tifoidea); Vibrio cholerae (cólera); Bordetella pertussis
(tos convulsiva); Bartonella bacilliformis (fiebre de La Oroya, verruga peruana); Treponema
pallidum (sífilis) y Neisseria gonorrhoeae (gonorrea).
Las capacidades químicas de las bacterias, en particular, así com o de otros
microorganismos, son también importantes en la industria: tenemos por ejemplo que
algunas bacterias son esenciales para la producción de alimentos tales como el yogurt, la
mantequilla, el queso y una serie de alimentos ferm entados. D rogas ta le s com o
estreptomicina y otros antibióticos son productos de síntesis bacterianas. Las bacterias se
harán más importantes en la producción de sustancias a medida que se vayan identificando
productos bacterianos de relevancia económica ya que pueden manipularse por inqenieria
genetica para producir productos valiosos, como ya lo son algunas hormonas humanas
como la insulina o la hormona del crecimiento; y sustancias interesantes desde el punto de
vista terapeutico como el ¡nterferón, también para producir altos rendimientos de estos
productos, o para descomponer polucionantes del medio ambientP Hp
ipor otros medios como el petróleo insecticidas Z l t 1 «
h I
C" eiim inac'0 "
halocarbonados y plásticos
'"sect,c,das, pesticidas, detergentes, com puestos
38
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
CAPÍTULO III
C
é l u l a e u c a r ió t ic a .
E structura
y
f u n c ió n :
S
is t e m a d e m e m b r a n a s ,
o r g a n e l a s , s ín t e s is d e p r o t e ín a s y c ó d ig o g e n é t ic o .
La
1.
c é l u l a a n im a l y v e g e t a l :
S
e m e j a n z a s y d if e r e n c ia s .
CÉLULA EUCARIÓTICA
Corresponde a los organismos de los reinos: Pratista, Fungi, Plantae y Animalia. Lo
que caracteriza a una célula eucariota es la presencia de núcleo (estructura rodeada por
una doble membrana dentro de la cual éstán los cromosomas que contienen el material
hereditario) y abundantes organelas separadas por membranas en el citoplasma.
2.
ESTRUCTURA Y FUNCIÓN
La célula eucariótica consta de las siguientes partes: m em brana p la s m á tic a ,
compuesta principalmente de lípidos y proteínas, rodea a la célula; citoplasm a, formado
por el citosol o matriz citoplasmàtica, el citoesqueleto; el sistema de membranas o vacuolar
(retículo endoplasmático y aparato de Golgi); además de otras organelas y el núcleo,
donde se encuentra la información genética de la especie.
2.1.
Membrana Plasmática
Está formada por lípidos, proteínas y glúcidos; es una barrera semipermeable y
selectiva para las moléculas que ingresan o salen de la célula, sus características resultan
del contenido de lípidos que la componen. Entre los principales lípidos se encuentran los
fosfolípidos, los glicolípidos y el colesterol.
Las proteínas se disponen en la membrana según el modelo globular del "Mosaico
F lu id o ” propuesto por S inger y N icolson (1972). De acuerdo a este m odelo las
macromoléculas de proteína se encuentran intercaladas dentro de la bicapa lipidica y
sobresaliendo de la membrana, formando una especie de mosaico.
Las proteínas de las membranas celulares pueden ser de dos clases:
Proteínas periféricas, asociadas únicamente a la superficie externa e interna de
la bicapa lipidica.
Proteínas integrales, embebidas en la bicapa lipidica, de modo que parte de su
estructura interactúa directamente con la cadena de ácido graso del fosfolípido, la mayoría
atraviesan la bicapa a intervalos, pudiendo formar "poros hidrófilos".
B io l o g ía
Glucoproteína
Glucolípido
Capa
externa
Colas d e //k *& y
ácido /
graso/
.
/ //
Proteina
Fosfolipido integral
Capa
interna
Colesterol
Proteina
periférica
Proteina
integral
Fig. 3.1 Esquema de la estructura de la membrana,
modelo del “ Mosaico Fluido”
La membrana plasmática juega un papel fundamental para la célula, ya que regula
el pasaje de sustancias manteniendo las diferencias entre la célula y el medio que o ro ea.
Una de las funciones más importantes de la membrana es la de transporte, que se eva a
cabo mediante los siguientes procesos:
2.1.1. Difusión
Las moléculas de un soluto o gas en solución están en continuo m ovim iento y
tienden a distribuirse uniformemente por todo el espacio disponible, moviéndose de las
regiones de mayor concentración a la de menor concentración; esto puede suceder también
a través de la membrana siempre que estos solutos puedan difundir por la bicapa lipídica.
Ej.: oxígeno, anhídrido carbónico, úrea, etc.
2.1.2. Osmosis
Es la difusión de agua a través de una membrana semipermeable, de una región de
alto potencial (agua pura o solución hipotónica) a otra de bajo potencial (solución hipertónica).
2.1.3. Transporte de solutos
Cuando las moléculas de solutos o de iones no pueden atravesar la bicapa lipídica
pueden hacerlo utilizando proteínas integrales como transportadores; éstas son altamente
específicas, lo que quiere decir que para cada sustancia existe su propio transportador El
transporte por medio de transportadores proteicos puede ser de dos maneras pasivo o
activo.
’ H
Difusión facilitada, cuando el transporte se realiza siguiendo la ley de difusión
de la zona de mayor concentración a la de menor concentración; no se qasta
energía. También se le conoce como transporte pasivo. Ej.: glucosa
-
Transporte activo, el transporte va en contra de la nrariiont^
proceso se .eva a cabo coo gas,o de e n e ^ E ) Bomba de Ña T
1
40
2.2.
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
Pared Celular
Estructura propia de la célula vegetal, cuyo principal componente es la celulosa y
otros polisacáridos, predominantem ente hemicelulosa y pectina; en algunos casos se
superponen a ella otras sustancias químicas, como la lignina y la suberina.
La función de la pared celular es principalmente mecánica, es el soporte de la célula
e impide la ruptura de la membrana como resultado de las presiones hidrostáticas que se
producen dentro de la célula. Además, evita el ingreso de organismos patógenos que
podrían penetrar a través de heridas o aberturas naturales. La pared es permeable, es
decir, que debido a la disposición de las fibrillas microscópicas de la celulosa las moléculas
de agua y solutos las atraviesan por simple difusión.
2.3.
Citosol
Medio interno celular (matriz citoplasmàtica) en el que se encuentran las enzimas
que intervienen en la glucólisis y las moléculas responsables de la síntesis de proteínas y
ácidos grasos. En este medio se realizan la ciclosis, movimientos ameboides, clivaje celular,
cambios internos de sol-gel (tixotropía, ya que es un coloide).
2.4.
C itoesqueleto
Es un complejo sistema tridimensional de fibras que se ramifican por el citosol. Lo
conforman los microfilamentos, los filamentos intermedios y los microtúbulos.
Los m icrofilam entos son bandas o filamentos tenues que forman una trama microtrabecular que atraviesa todo el citosol, éstos contienen actina. Son los responsables de la
c iclo sis y el m ovim iento ameboide.
Los fila m e n to s interm edios se encuentran prácticamente en todos los tipos de
células de vertebrados y tienen un diámetro intermedio entre los filamentos de actina y los
microtúbulos. Ejemplo: Queratina (en células epiteliales).
Los m icro tú b u lo s son estructuras de forma tubular constituidas por moléculas de
tu b u lin a (proteina globular); forman una red que mantiene en posición a las organelas,
estabiliza la forma de la célula, da al gel del citosol una estructura más organizada, se
encuentran en el citoplasma o formando parte de cilios, flagelos y centriolos. (Fig.3.2).
jhsf
41
B io l o g ía
2.5.
Ribosomas
fíl^ O C L
fí
S o F l A
Son agregados altamente complejos de RNA y proteínas; están presentes en todas
las células procariotas y eucariotas. Tienen dos subunidades, una mayor y oirá menor (de
diferente peso molecular); pueden estar libres en el citosol o estar unidos al retículo
endoplasmático; también pueden estar en grupos aislados formando los polirribosomas
(polisomas). Participan en la síntesis de proteínas.
subunidad pequeña
---------------------►
subunidad grande
2.6.
Retículo Endoplasmático
Sistema de red de membranas en forma de cisternas que se continúan con la
envoltura nuclear. Es de dos clases: retículo endoplasmático rugoso (R.E.R) que presenta
ribosomas adheridos a su superficie externa (los ribosomas están relacionados con la
síntesis de proteínas); y el retículo endoplasmático liso (R.E.L), carente de ribosomas, con
funciones de detoxificación (detoxifica fármacos y compuestos potencialmente dañinos,
como plaguicidas y herbicidas), síntesis de lípidos y glucogenólisis (hidrólisis del glucógeno
a glucosa).
Ambos retículos participan en la biosíntesis, modificación y en el transporte intracelular
de sustancias.
Ribosomas
Membranas
Fig. 3.3 Retículo Endoplasmático Rugoso
Modificado de: http. //whfreeman.com
42
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
2.7.
UNMSM
Aparato de Golgi
Está compuesto por una asociación de dictiosomas (Fig. 3.4), que contienen pilas
de cisternas curvas asociadas a vesículas, unas formadoras originadas en el retículo
endoplásmico y otras secretoras dirigiéndose a la membrana plasmática, donde por
exocitosis liberan los productos de secreción.
Retículo
endoplasm ático
R.E. Transicional
Vesículas de
transporte
R. E.
interm edio
Cara c is
Cara medial
Cara tra n s
Red de Golgi
tra n s
G ranulos
secretorios
Vesículas
recubiertas
Fig. 3.4 Golgi
2.8.
Lisosom as
Son organelas rodeadas de una membrana; contienen enzimas hidrolíticas ácidas
y son abundantes en células animales. Las sustancias incorporadas a la célula por
endocitosis (fagocitosis y pinocitosis) se degradan encerrándose en una vacuola (fagosoma)
que luego se fusiona con un lisosom a prim ario (gránulo de almacenamiento), y dan como
resultado una vacuola digestiva que toma el nombre de lisosom a secundario; los productos
digeridos dejan el lisosoma por el transporte a través de la membrana penetrando al
citosol; las sustancias no digeridas constituyen cue rpo s re sid ua le s que pueden ser
eliminados por exocitosis o permanecer en la célula (Fig. 3.5). Lo^ lisosomas también
pueden degradar material intracelular, como mitocondrias, ribosomas, proceso que se
denomina autofagia.
B io l o g ìa
43
EXTERIOR
Partícula de
alimento introducida
Dor endocitósis
Fig. 3.5 Lisosomas
2.9.
P eroxisom as
Son organelas que se presentan en forma de vesículas pequeñas y están rodeados
de membrana. Contienen numerosas enzimas oxidasas, que oxidan aminoácidos, ácido
úrico y otros sustratos utilizando 0 2 con formación de H20 2, (peróxido de hidrógeno o agua
oxigenada) el cual es reducido por la catalasa hasta 0 2 y H20.
2.10.
Vacuolas
Sacos o vesículas rodeadas por una membrana denominada to n o p la s to , en los
vegetales tienen función de almacenamiento y regulan la presión osmótica. Acumulan
sustancias de reserva, subproductos del metabolismo y otras sustancias que las plantas
carentes de sistema excretor, deben almacenar internamente. Funcionan como reserva de
agua de la célula vegetal.
2.11.
Plastidios o Plastos
Son organelas celulares de forma discoidal, o esféricas, propias de la célula vegetal;
están envueltos por una doble membrana y se caracterizan por presentar gotitas de lípidos
y DNA en su estroma; generalmente, poseen pigmentos liposolubles.
Los plastidios pueden ser de tres tipos; cloroplastos, cromoplastos y leucoplastos.
Todas las células de las plantas superiores contienen algún tipo de plastidio (aunque los
cloroplastos son estructura! y funcionalmente los más complejos y los más ampliamente
distribuidos).
2.11.1. Cloroplastos
Plastidios de forma más o menos ovoide, que presentan una doble membrana, un
gel fluido homogéneo llamado estroma que contiene gránulos de almidón, lípidos, proteínas,
ribosomas y DNA (Fig. 3.6). La membrana interna se repliega originando estructuras
conocidas como grana constituidas por una serie de capas membranosas apiladas una
sobre otras y que toman el nombre de tilacoides; éstos contienen clorofila y carotenoides
44
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
(pigmentos fotosintéticos). Su función principal es la fotosíntesis. Las reacciones luminosas
de la fotosíntesis tienen lugar en la membrana de los tilacoides y las reacciones de la fase
oscura se realizan en el estroma que contiene las enzimas necesarias.
En los cloroplastos se forma el almidón de asimilación temporal, como
consecuencia de la polimerización de las moléculas de glucosa producidas en la fotosíntesis.
CLOROPLASTO
Membrana
plastídial externa
Membrana
plastídial interna
Estroma
Estroma
Lamela
Tílacoide
Espacio
¡ntermembrana
Granum
(conjunto de
Tilacoides)
Fíg. 3.6 Cloroplasto
2.11.2. Cromoplastos
Plastidios que contienen pigmentos carotenoides como el caroteno (anaranjado),
xantófila (amarillo) y licopeno (rojo). Son responsables de la coloración de las flores, los
frutos como ají, tomate, etc., y en las raíces como la zanahoria.
2.11.3. Leucoplastos
Carecen de pigmento, muchas veces almacenan almidón de reserva, entonces se
llaman am iloplastos como en la papa, maíz, frijol y otros que son fuente de alimentos
energéticos por su alto contenido de almidón. Pueden, también, almacenar proteínas
(proteinoplastos), grasas y aceites (elaioplastos u oleoplastos).
2.12.
Mitocondrias
Organelas de forma variable: cilindrica, esféricas u ovoides. Están compuestas por
doble membrana, la membrana interna se pliega formando las crestas mitocondriales
que se extienden al interior de la mitocondria o matriz. (Fig. 3.7).
Las mitocondrias intervienen en la oxidación de moléculas combustibles (azúcares,
aminoácidos y ácidos grasos) y en la producción de ATP (fosforilación oxidativa); presentan
cierta autonomía, ya que contienen DNA y ribosomas donde se realiza la síntesis de ciertas
proteínas.
&
lo fi.
B io l o g ìa
Matriz mitocondrial
externa
Membrana
externa
Cresta m itocondrial
Espacio
intermembranoso
Matriz m itocondrial
mitocondrial interna
Fig. 3.7 Mitocondria
2.13.
Núcleo
Es la estructura característica de la célula eucariótica y centro de control celular (Fig.
3.8), en él se encuentra toda la información genética del organismo. Brown (1833) reconoció
la constancia del núcleo en vegetales y fue el primero en enunciar el concepto de células
nucleadas como unidades estructurales de los seres vivos.
En la gran mayoría de las células, el núcleo es esférico u ovoide; sin embargo, se
pueden encontrar núcleos de variadas formas. En cuanto a su número, en general, existe
un sólo núcleo; pero algunas células se han diferenciado dando lugar a otras con dos o
más núcleos. El tamaño del núcleo también es variable y está generalmente relacionado
con el tamaño de la célula que lo contiene.
Hpterocromatina
Lámina nuclear .
^Eucromatina
Envoltura nuclear
Retículo endoplásmio rugoso
Nucleolo
pars granulosa
pars fibrosa i i
Centro organizador
nucleolar
Poro nuclear
Fig. 3.8 Núcleo Interfásico
Fuente, rixyo02.mireblog.com
fai unne edu.ar
46
C e n t r o P r e u n i v e r s it a r io
UNMSM
2.13.1. Envoltura Nuclear (Carioteca)
La envoltura nuclear separa el contenido nuclear del citoplasma; está formada por
dos membranas concéntricas separadas por un espacio perinuclear de 100 a 150 a de
espesor. Estas membranas tienen la misma estructura básica que el resto de membranas
celulares y se les considera como una diferenciación del retículo endoplasmático. La
envoltura nuclear externa presenta ribosomas adheridos a la superficie citoplasmática y se
encuentra interrumpida en ciertos puntos por los poros nucleares, a través de los cuales se
realizan los intercambios nucleocitoplasmáticos; los poros funcionan muy selectivamente
debido a la presencia de proteínas en la zona que controlan el pasaje de pequeños iones;
pero, permiten el paso de moléculas relativamente grandes de proteínas y de ácido
ribonucleico (RNA).
2.13.2. Nucleoplasma (Cariolinfa)
Sustancia fundamental, hialina, coloidal que se encuentra ocupando los lugares
carentes de estructura dentro del núcleo; en él se encuentran disueltos: iones, enzimas
propias de la actividad metabólica nuclear así como nucleótidos precursores del DNA y
RNA, y proteínas estructurales del núcleo.
2.13.3. Cromatina (red cromática)
Son estructuras fibrosas constituidas por ácido desoxirribonucleico (DNA) y proteínas
básicas del grupo de las histonas, que se encuentran distribuidas en gran parte del núcleo;
su nombre se debe a que se tiñen intensamente con colorantes básicos. En un núcleo
interfásico, es decir, perteneciente a una célula que no está en división, la cromatina se
presenta como filamentos muy delgados y largos (Eucrom atina) o formando zonas de
condensación temprana (H eterocrom atina) estas últimas generalmente adheridas a la
envoltura nuclear. Cuando la célula entra en división la cromatina se condensa totalmente
formando los cromosomas, cuyo número, tamaño y forma, es característico de cada especie.
Uno de los descubrimientos más importantes en biología celular fue que los núcleos
de las células de un mismo individuo tienen la misma cantidad de DNA, lo que sugirió que
el DNA era la molécula que contiene la información genética de la especie.
2.13.4. Nucléolo
Estructura ovoidal muy refringente, constituida de proteínas y ácido ribonucleico (RNA).
Es la zona de maduración de los precursores ribosómicos y de ensamblaje de las
subunidades ribosómicas.
2.14.
Síntesis de Proteínas y C ódigo Genético
El núcleo cumple funciones vitales para la célula, las cuales están íntimamente
relacionadas con la actividad de los ácidos nucleicos. Las funciones fundamentales del
DNA son: replicación y tra n scrip ció n , la traducción está a cargo del RNA. (Fig. 3.9).
47
B io l o g ía
—
—
Fig. 3.9 Flujo de la información genética
2.14.1. Replicación
La secuencia característica de los nucleótidos es la forma cómo se codifica la
información genética en la molécula de DNA. La replicación consiste en la síntesis de DNA,
que origina dos moléculas exactamente iguales por ser semiconservativa, ya que en las
dos moléculas de DNA sintetizadas, una de las cadenas es antigua y la otra nueva (Fig.
3.10). Esta replicación se lleva a cabo en el período S de la interfase celular.
ADN Polimerasa
I
cadena adelantada
r%
y
v
y
v
/
T
Topoisomerasa
Helicasa
Segmento templado
fragmentos de Okazaki
ADN Polimerasa
Fig. 3.10 Replicación del DNA
http//fai une edu.ar/biologia/ADN
2.14.2. Transcripción
El DNA no interviene directamente en la formación de la proteina
se encarga de la síntesis del RNA, proceso que se lleva a cabo tn m .n l
de « cadenas de una porción del DNA El RNA e f j n a
° 7
' S'n° qU6
T
'
“"a
nucleo,idos, donde I, «mina es reemplazada po, a, uracito. y la d e so xirn b o ía poMa“ bVsa
48
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
/
Núcl eo
UNMSM
'
z /ÍP M W W ilV ,
/ f ) C adena de ADN
H
O
\
^ Pre AR Nm ^
f W
|
T ra nsscrip
c rip cció
ió n
de ADN
INICIACIÓN
Fig. 3.12 Traducción
http://iescarin.ecJu.aragon es
2.14.3. Traducción
Existen vanas clases de RNA: el mensajero (RNAm), el de transferencia (RNAt) y ei
ribosomal (RNAr), formando este último parte de los ribosomas.
La función fundamental del RNA es la traducción. Al producirse la síntesis de RNAm,
el mensaje genético que contiene es llevado al citoplasma donde éste se une a los
ribosomas (RNAr), lugar de la síntesis de proteínas o traducción (Fig. 3.12).
1 1 1 1 ? 111111
Fig. 3.11 Transcripción
49
B io l o g ìa
■ *
Cada 3 nucleótidos de RNAm constituye un codón; es decir, una unidad de codificación
para un aminoácido determinado, de tal manera que al llegar a los ribosomas, los
aminoácidos que previamente se han unido a su respectivo RNAt (que lleva el anticodón)
son unidos con enlaces peptídicos en la secuencia que determina el mensaje genético.
Cada aminoácido tiene por lo menos un RNAt específico. Es también frecuente observar
que la traducción de una molécula RNAm es realizada simultáneamente por varios ribosomas
(hasta 8), llamándose a estas estructuras polirribosom as o polisomas.
*
2.14.4. El código genético
#
■■
Es la correspondencia del triplete o codón del RNAm y el aminoácido que codifica
(Fig.3.13). A medida que los codones son leídos el resultado se expresa en una secuencia
de aminoácidos, que corresponde a la estructura primaria de una proteína, la que
posteriormente induce a formar las estructuras secundaria, terciaria y cuaternaria.
Evidentemente que al controlar la síntesis de proteínas, el núcleo (o específicamente el
DNA) controla todos los procesos metabólicos y reguladores de la célula y la formación de
estructuras, ya que las enzimas son proteínas, así como los transportadores de la membrana
y la mayor parte de las estructuras celulares.
SEGUNDA
U
m
:
BASE
C
A
FENILALANINA
u FENILALANINA
LEUCINA
LEUCINA
p
SERINA
SERINA
SERINA
SERINA
R
LEUCINA
I
M c LEUCINA
E
LEUCINA
R
LEUCINA
A
PROLINA ' HISTIDINA
PROLINA
HISTIDINA
PROLINA
GLUTAMINA
PROLINA
GLUTAMINA
ISOLEUCINA
A ISOLEUCINA
ISOLEUCINA
METIONINA
VALINA
G VALINA
VALINA
VALINA
TIROSINA
TIROSINA
STOP
STOP
TREONINA
TREONINA
TREONINA
TREONINA
ASPARAGINA
ALAN INA
ALANINA
Ac.
Ac.
Ac.
Ac.
a l a n in a
ALANINA
a s p a r a g in a
USINA
LISINA
G
CISTEINA
CISTEINA
STOP
TRIPTOFANO
ARGININA
ARGININA
ARGININA
ARGININA
SERINA
SERINA
ARGININA
ARGININA
ASPARTICO g l ic in a
ASPARTICO GLICINA
GLUTÁMICO
g l ic in a
GLUTÁMICO GLICINA
Fig. 3.13 Código Genético
U
C
A
G T
E
U R
C C
A E
G R
A
U
C
A
G
U
C
A
G
50
3.
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
CELULA ANIMAL Y VEGETAL: Semejanzas y Diferencias
Las células animales y vegetales son de tipo eucarionte, es decir, tienen núcleo y
abundantes organelas separadas por m em branas en el citoplasm a; pero difieren
fundamentalmente en tres aspectos: las primeras poseen centriolo, del que carecen las
células vegetales de especies más evolucionadas; en las células vegetales se encuentran
los plastidios, que faltan en las células animales; finalmente, las células vegetales poseen
una pared rígida de celulosa que les impide cambiar de posición o de forma, en tanto las
células animales suelen tener tan solo una membrana plasmática delgada, con la que
pueden desplazarse y modificar su forma (Fig. 3.14, 3.15).
Membrana nuclear
Lisosomas
3.14 Esquema de una célula animal
Lisosoma
Poro nuclear -,
Aparato
de Golgi
Cartoteca
- Nùcleo
Nucléolo
Ribosoma
Cloroplasto
Retículo
endoplasmático
rugoso
Retículo
endoplasmático
Vacuola
Plasmodesmo
Mitocondna
Pared c e lu la r - /
\
Membrana plasmática
3.15 Esquema de una célula vegetal
http.//images.encarta msn.com
51
B io l o g ia
CAPÍTULO IV
T ejidos . T ejidos V egetales : m e r istem átic o s , p r o t e c t o r e s ,
PARÉNQUIMAS, DE SOSTÉN, CONDUCTORES Y DE SECRECION.
T ejidos anim ales : epitelial , c o n ju n tivo , c a r t ila g in o s o , o
SANGUÍNEO, MUSCULAR, NERVIOSO.
1..
TEJIDOS
IC J IU U O 1
El concepto de tejido no solo incluye las células que se
^ adeterm ¡na
estructuras microscópicas bien definidas sino también a la matriz extrace u
las propiedades del tejido, y el comportamiento de las células que lo cons i uy
2.
TEJIDOS VEGETALES
En una planta vascular adulta encontramos tejidos diferenciados de acuerdo a la
función que desempeñan: tejidos de crecimiento (meristemos), protectores (epiderm is y
peridermis), fundamentales (parénquimas), de sostén (colénquima y e s c le ré n q u im a ),
conductores (floema y xilema). Además, las plantas también presentan estructuras secretoras
donde acumulan sustancias metabólicas que no usan directamente.
2.1.
Tejidos Meristemáticos
Son tejidos de crecimiento que persisten en la planta durante toda su vida y se
caracterizan porque sus células son pequeñas, de paredes delgadas, núcleos grandes y
están en plena división y crecimiento (las plantas tienen un crecimiento ilimitado).
Todos los tejidos que forman el cuerpo de las plantas se originan y diferencian del
tejido meristemático. Se clasifican por su posición en el cuerpo de las plantas en dos tinos
apical y lateral (Fig. 4.1.).
M
Las células m eristem átlcas son m o rfo ló g ica m e n te in d ife re n c ia d a s
especializadas en la función de dividirse ordenadamente <ji,
’ p e ro
diferente a las de cualquier otra célula del cuerpo de la planta Los
^
° 9 'a es
tienen tres funciones básicas que les permiten:
’
menstemos apicales
- autoperpetuarse.
- producir células somáticas (soma=cuerpo).
- establecer los patrones de desarrollo del órgano
2.1.1. Meristemos apicales o prim arios
Se hallan en los extremos de las raírec ,, *„n
el crecimiento longitudinal. (Fig. 4.2).
° S ^yemas) y a partir de ellos se produce
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
(a)
Meristema
apical del tallo
Meristema /r \
lateral
1 '
Meristema
apical de la
raíz
www.liserre.it/img
Fig. 4.1 Posición de los Tejidos Meristemáticos
A) Meristemos apicales del tallo
B) Meristemos apicales de la raíz
C) Meristemos laterales
cilindro central
caliptra
célula inicial
Fig. 4.2 Meristemo Apical
Sección longitudinal del ápice de la cebolla, la flecha señala el meristemo
radical.
53
B
io l o g ía
2.1.2. Meristemos laterales o secundarios
Llamados cambium, aparecen en ciertos tejidos ya algo diferenciados, cuyas células
recuperan su capacidad meristemática y comienzan a dividirse formando nuevas células,
dando lugar a un crecimiento en grosor de los tallos y raíces de plantas leñosas. Los
meristemos secundarios son de dos tipos:
Cambium vascular, que se encuentra localizado entre el floema (corteza interna)
y el xilema (médula o madera), y se encarga de producir tejidos conductores
secundarios (floema hacia el exterior y xilema hacia el interior).
Cambium suberoso, que se inicia en la corteza externa y origina la periderm is,
ue es e (ejido protector de tallos y raíces de plantas leñosas, reem plazando a la
epidermis. (Fig. 4.3).
Epidermis Colénquima
w
r
n
m
Parénquima cortical
m
m
Fibras
Floema
Cambium v a s c u la r
Xilema
Parénquima medular
Cambium interfascicular
Fig. 4.3 Meristemo Secundario
Fuente: Paniagua 2002
El esquema muestra la disposición del meristemo
secundario, también llamado Cambium.
2.2.
Tejidos Protectores
La epidermis y la peridermis son tejidos que cubren los diferentes órganos de las
plantas.
2.2.1. Epidermis
Está formada, generalmente, por una capa de células aplanadas que carecen de
cloroplastos (Fig. 4.4) y cuya pared exterior es más gruesa porque contiene cutina, sustancia
que la hace impermeable. Distribuidas entre estas células epidérmicas se encuentran los
estomas (Fig.4.5), estructuras formadas por dos células llamadas oclusivas o de cierre
con una abertura entre ambas llamada ostiolo, la cual regula la transpiración y permite el
intercambio
gaseoso
pelos, papilas,
etc. entre el aire y la planta; presenta, además, otras estructuras com n
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
Epidermis -
Mesófilo de
Empaliza
Floema
Xilema
Epidermis -
Espacios intercelulares
Estoma
Fig. 4.4 Tejido Epidérmico
Esquema tridimensional que muestra la disposición de las células
epidérmicas y estomas.
Fig. 4.5 Muestra de una sección tangencial de la epidermis
de hojas en dicotiledóneas, mostrando los estomas, (450x).
Fuente Alexander 1992
P.
B iologia
55
2.2.2. Peridermis
^
Es el tejido de protección que reemplaza a la epidermis cuan^ 0^gg A partir del
secundario (en grosor) en los tallos y raíces de plantas leñosas y se
rtas de paredes
cambium suberoso se forma hacia el exterior el súber o corcho (ce u a
suker-cambiumsuberificadas), y hacia el interior, células parenquimáticas. El conjun ,
parénquima constituye la peridermis.
2.3.
Tejidos Fundamentales o Parénquimas
El parénquima forma la médula y el córtex de tallos y raíces, la pulpa de los
es en general el tejido de relleno en cualquier órgano.
En el cuerpo de la planta el parénquima fundamental constituye la masa en la‘
encuentran incluidos todos los demás tejidos. Gracias a la turgencia de sus ce u
para dar solidez general al cuerpo vegetativo.
Puede ser un tejido compacto o tener espacios intercelulares. Las células del
parénquima fundamental tienen forma poliédrica y son isodiamétricas.
uum uum
Las vacuolas están generalmente muy bien desarrolladas; pueden alm acenar
antocianinas, taninos o cristales en células comunes o idioblastos (Fig. 4.6).
Fiq. 4.6 Parénquima fundam ental en tallo de Zea m ays,
maíz (M onocot.)
2 3.1. Parénquim a clorofiliano
Fuente,
w w w .b io lo g ia .e d u .a r / b o t a n ic a
clorofiliano es el tejido fotosintético por excelencia, los cloroplasto se
encargan
E' d e ^cap tare nergía lumínica transformándola en energía química.
ntra especialmente en el mesófilo de las hojas, pero también en tallos
jóvenesSe
y en
general
encu®
'\
.
artes verdes de la planta, a veces aún en la médula,
nera|mente las células del parénquima clorofiliano tienen paredes delgadas,
h ndantes espacios intercelulares que constituyen un sistema bien desarrollado
Dejan aDun
¡ntercambio de gases necesario para permitir la asimilación del dióxido de
56
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
carbono (CO ) Sus células tienen un número variable de cloroplastos, que durante ciertos
momentos del día pueden contener almidón de asimilación Presentan numerosas
vacuolas o una sola (Fig. 4.7).
Fig. 4.7 Parénquima clorofiliano
Fuente: www.biologia.edu.ar/botanica
2.3.2. Parénquima de reserva
Esta parénquima almacena sustancias de reserva que se encuentran en solución o
en forma de partículas sólidas. Los sitios de la célula donde se acumulan estas sustancias
son las vacuolas, los plástidos o las paredes celulares.
El parénquima de reserva se encuentra en raíces engrosadas (zanahoria, remolacha)
tallos subterráneos (tubérculo de papa, rizomas), en semillas, pulpa de frutas, médula y
partes profundas del córtex de tallos aéreos.
En los tallos y raíces de especies leñosas, el citoplasma de las células permanece
activo, el almidón se deposita y se remueve en relación con las fluctuaciones estacionales.
En los órganos de reserva como tubérculos, bulbos, rizomas, las células son
almacenadoras sólo una vez, el protoplasma muere después que se remueven las reservas
durante el crecimiento de otros órganos (Fig. 4.8).
57
B io l o g ìa
Fig. 4.8 Tejido Fundamental o Parenquim ático.
•Microfotografía de células del tejido parenquimático de una hoja de
dicotiledónea mostrando cloroplastos con algunos granulos de almidón.
F uente vvww.biologia.edu.ar/botanica
2.3.3. PARENQUIMAACUÍFERO
Es un tejido especializado en el almacenamiento de agua, se encuentra en forma
abundante en tallos y hojas de plantas suculentas.
Sus células son grandes, a menudo alargadas, con paredes delgadas, vacuolas
muy desarrolladas. Ej: hojas de Agave (Monocotiledoneas.), cladodios de Cactaceae
(Dicotiledóneas.) y algunas epífitas (Fig. 4.9).
Fig. 4.9. Parénquima acuífero en Opuntia (Dicotiledóneas.).
Fotos tomadas con microscopio óptico.
Fuente www.biologia.edu.ar/botanica
2.3.4. PARÉNQUIMA AERÍFERO O AERÉNQUIMA
Este tejido facilita la aireación de órganos que se encuentran en ambientes acuáticos
o suelos anegados. Es un tejido eficiente, porque permite la flotación de determinados
órganos.
58
C e n t r o P r e u n iv e r s ita r io
UNMSM
El aerénquima lo encontramos en angiospermas acuáticas, desde las hojas hasta la
raíz.
Fig. 4.10. Aerénquim a en corte transversal de tallo sumergido de
Polygonum pedersenii (Dicotiledóneas.)
Fuente www biología edu.ar/botamca
2.4.
Tejidos de sostén
Son los tejidos cuyo rol principal es formar el sistema mecánico de soporte o esqueleto
de la planta. Sus células presentan paredes engrosadas en forma parcial o total.
Son de dos tipos:
2.4.1. Colénquima
Tejido de sostén principalmente de los órganos en crecimiento, sus células contienen
protoplasma (células vivas) y presentan sus paredes engrosadas parcialmente con celulosa.
S e localiza debajo de la epidermis de los tallos y el peciolo de las hojas (Fig. 4.11).
Fig. 4.11. Colénquima
Corle transversal del tallo de la hiedra, mostrando el colénquimahaz vascular (HV.) (175x)
Fuente www brol09ia.edu ar/botanica
59
B io l o g ìa
2.4.2. Esclerénquim a
^
Formado por células con paredes engrosadas, duras y lignificadas, q
madurez carecen de protoplasma (células muertas) (Fig. 4.12).
Fig. 4.12 E s c le ré n q u im a
Ubicación del tejido esclerenquimático en un corte
de hoja de palmera, (250x).
2.5.
w á$
pǤ
—
Tejidos Conductores: Xilema y Floema
Son los encargados de conducir el agua y las sustancias nutritivas en la planta^ El
xilema y el floema integran un sistema muy eficiente para que los líquidos (savia) pije| an
fluir con cierta rapidez por toda la planta. Son tejidos muy complejos debido a la iversi a
de células que los integran: conductoras propiamente dichas, parenquimáticas y de sosten.
2.5.1. Xilema
Es el tejido conductor de agua y sustancias minerales absorbidas del suelo hacia
las hojas. Los elementos específicamente encargados de la conducción del agua son las
tráqueas o vasos leñosos, que son conductos formados por células muertas, alargadas y
de paredes lignificadas. Las tráqueas están formadas por células conectadas entre sí
longitudinalmente debido a que las paredes transversales situadas entre célula y célula
desaparecen y forman un tubo largo y continuo. Las tráqueas se diferencian unas de otras
por la forma y estructura del engrosamiento de la pared lignificada; pueden ser anilladas,
espiraladas, aerolar, etc. (Fig.4.13 y 4.14).
2.5.2. Floema
Es el tejido que se encarga de transportar las sustancias nutritivas de las hojas al
resto de la planta. Los elementos conductores son los tubos cribosos o vasos liberianos
que a diferencia de las tráqueas presentan protoplasma; es decir, se trata de células vivas
pero que han perdido su núcleo, por lo que están asociadas con células anexas nucleadas
(Fig.4.13).
Cuando se hace referencia a ambos tejidos, en su conjunto
denominación de tejido vascular, el xilema se ubica en la zona medular, formando la madera
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
en las plantas leñosas (por ejemplo árboles), y el floema está junto al xílema, hacia el
exterior, formando parte de la corteza. Entre ambos se origina el cambium vascular cuando
el tallo es leñoso.
Tráqueas
traqueidas
Pin us
Cucurbita
Tubo criboso
Alnus
Fig. 4.13. Tejidos conductores
A) Xilema con tráqueas y traqueidas, B) Floema con tubos cribosos
Tubo criboso
Vasos del xilema
Fig. 4.14. Tejidos conductores
www h,perbo,anica net/pnnt
Esquema de la disposición del tejido xilemático y
B io l o g ía
2.6.
61
Tejidos Secretores
^
A diferencia de los animales, las plantas no eliminan n i n g u n a clase
rocj u c e n
m e ta b o lis m o ; p ero, e x is te n s is te m a s s e c re to re s e s p e c ífic o s , cé lu as qu^ estruc^uras
sustancias como aceites esenciales, resinas, látex, cristales, alcaloides, e c.
secretoras de las plantas son:
Pelos glandulares, que secretan generalmente aceites esenciales (Fig.
Cavidades secretoras, cavidades que contienen aceites esenciales (Fig.
)
Nectarios, que contienen el néctar de las flores. Los nectarios son 9 ^ n^ ^ So^ros
secretan una solución azucarada llamada néctar que atrae insec os, a
otros
animales. Los azúcares más comunes son sucrosa, glucosa, ruc os
azúcares simples y polisacáridos como maltosa y melobiosa
El néctar puede tener aminoácidos y otros ácidos, así como otros compuestos
orgánicos (Fig. 4.17).
Tubos laticíferos, son células o grupos de células muy vacuolizadas y cuyo jugo
celular constituye el látex, éste es un líquido de aspecto y composicion varia es,
generalmente lechoso, puede ser amarillento o rojizo, contiene principa men e
agua y gomas, también alcaloides, amiloplastos, ceras, etc. (Fig. 4.18)
r ig . 4 . 15 . P elos g la n d u la re s
www.biologia.edu.ar/botanica
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www.sbs.utexas.edu/mauseth
62
C e n tro P reu niversitario UNMSM
w w w .botany utoronto.ca
Fig. 4.17. Nectario
Fig. 4.18. Tubos laticíferos
3.
TEJIDOS ANIMALES
Son cuatro los tejidos fundamentales que intervienen en la conformación del cuerpo
de la mayoría de animales. Estos tejidos son: epitelial, conectivo, muscular y nervioso.
3.1
Tejido Epitelial
Formado por células estrictamente unidas entre si que cubren o revisten un órgano
o un sistema.
3.1.1. Características:
- Poseen escasa matriz extracelular.
- Las membranas de las células contiguas presentan complejos de unión:
a) Zónula ocludens o uniones estrechas.
b) Zónula adherens, o uniones de adherencia.
c) Desmosomas.
d) Hemidesmosomas, que unen las células epiteliales a la membrana basal.
e) Uniones comunicantes (permite el paso de iones).
L.
63
B io l o g ìa
- Es avascular
- Se apoya sobre una membrana basal.
- Se puede originar del ectodermo, mesodermo y endodermo.
3.1.2. Funciones:
P rotección contra lesiones mecánicas, infección por microorganismo
y
(piel).
Secreción, se lleva a cabo por medio de glándulas (glándulas sudorip
Transporte transcelular de moléculas a través de las capas epiteliale
respiratorio).
( P
Absorción, como en el epitelio intestinal y tubo contorneado del riñon.
Reproducción, como en el epitelio germinal del testículo.
Recepción sensitiva: (olfato, gusto)
3.1.3. Clasificación:
Epitelios de revestimiento y glandulares.
3.1.3.1. Epitelios de revestimiento, se clasifican de acuerdo a las formas de las
células y el número de estratos presentes.
-
Epitelios simples, o monoestratificado poseen un solo estrato de células y se
clasifican en:
Epitelio simple plano o escamoso: Formada por una sola capa de células planas.
Ejemplo: pared de la cápsula de Bowman (Corpúsculo de Malpighi-riñón).
Epitelio cúbico simple: Formado por células cúbicas Ejemplo: folículo tiroideo,
túbulos contorneados del nefrón.
Epitelio cilindrico simple: Formadas por células cuya altura es mayor a las otras
dimensiones. Ejemplo: en las vellosidades intestinales.
Epitelio pseudoestratificado: Formado por una capa de células que descansan
sobre la lámina basal, pero no todas llegan a la superficie del tejido. Ejemplo: la
tráquea y laringe.
-
Epitelios estratificados, están formados por dos o más estratos de células que
pueden tener formas diferentes.
Epitelio estratificado plano o escamoso: Las células más superficiales son
planas. Pueden presentar estrato córneo (queratina), como en la epidermis de la
piel o carecer de el como en el esófago. (Fig. 4.19)
ut? id
Epitelio estratificado cúbico: Con células superficiales cúbicas conductos
glandula mamaria.
’ ° ull,Jucios de la
Epitelio de transición: es un tipo de epitelio distinta
el sistema excretor (vejiga urinaria). Las células tienen la fn
e .X clusivamente en
están relajadas y planas cuando están distendidas
013
CUpU'a cuando
I
64
C e n t r o P r e u n iv e r s ita r io
UNMSM
Simple
Seudoestratificado
:4 A M Â
Escamoso
Cuboidal
Cilindrico
Cilindrico
seudoestratificado
{Estratificado]
Escamoso no queratinizado
Cuboidal
Transicional (relajado)
Queratinizado
Cilindrico
Transicional (distenido)
Fig. 4.19. Tipos de epitelio de revestim iento
Fuente: Gardner 1997
f —
3 .1 .3 .2 .
E p ite lio s g la n d u la re s , Sus células están capacitadas para secretar
sustancias. Estos pueden ser según el número de células:
Unicelulares
Glándula de tipo exocrina, constituyen la forma glandular más sencilla. Ejemplo Las
células caliciformes del intestino que secretan moco (mucus).
Multicelulares:
-
Glándulas exocrinas, con conducto excretor, vierten su secreción en la superficie
del epitelio. Ej.: glándulas sudoríparas y salivales.
-
Glándulas endocrinas, sin conducto excretor, sus productos de secreción se
vierten directamente en la sangre. Ej.: tiroides e hipófisis.
-
Glándulas mixtas, formadas por una porción exocrina y otra endocrina (páncreas).
t —
65
B io l o g ìa
Microvellos
Gotas de
Teca J
Mucilago
•»
Núcleo
Base
G lá nd u la s u n ice lu la re s
U ltra-es tru ctu ra célula calicifo rm e
Fig. 4.20. Tejido epitelial glandular
Tubular simple
Tubular simple
ramificada
Tubular
compuesta
'Tubular
simple
enrrollada
Acinar
simple
^ ^ g T ^ A c in a r
compuesta
A cinar
ramificada
T ubulo-acinar
com puesta
Fig. 4.21. Tipos de glándulas
3.2.
T e jid o
Conectivo o Conjuntivo
Es un tejido especializado, con abundante matriz extracelular y gran variedad de
células. Se origina del mesénquima, tejido embrionario que deriva del mesodermo.
3.2.1. Funciones:
*
-
De relleno, llena los espacios existentes entre los órganos.
-
De sostén, proporciona soporte estructural como tejido cartilaginoso y óseo
-
De defensa, ayuda en la defensa y protección del cuerpo por intermedio de sus
células, como los macrófagos, células plasm áticas y células s a n q u in e a s
(neutrófilos).
y
-
Sirve como un medio para intercambio.
-
Forman un sitio para el deposito de grasa.
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
3.2.2. Tipos de Células:
En el tejido conectivo existen los siguiente tipos de células:
Células propias de cada tejido conjuntivo, las que constituyen una población
celular, son las responsables de la formación y mantenimiento del tejido al que
pertenecen, ejemplo: Fibroblastos, condroblastos, lipoblastos y osteoblastos.
Fibroblastos: son células que sintetizan la matriz extracelular del tejido conectivo,
se deriva de células mesenquimatosas indiferenciadas, pueden encontrarse en
estado activo o en reposo, este último conocido como fibrocito. Son de forma
fusiformes, núcleo ovoide.
• Condroblasto: Célula cartilaginosa joven.
• Osteoblasto: célula ósea joven.
• C élulas adiposas: Derivan ta m b ié n de las células m e s e n q u im a to s a s
indiferenciadas, no experimentan división celular, forman el tejido de reserva.
Célula mesenquimatosa
indiferenciada
C o n d ro b la s to
Célula
endotelial
A d ip o cito
Fibroblasto
C o n d ro cito s
Osteoblasto
Célula mesotelial
Osteocito
Fig. 4.22(a). Células propias de cada tejido conjuntivo
Fuente: Gardner 1997
• Células conjuntivas libres: Que llegan a residir en los tejidos conjuntivos,
eritrocitos, glóbulos blancos, macrófagos, mastocitos o células cebadas.
• Macrófagos: Célula fagocítica de los vertebrados, son monocitos que al migrar
al tejido conectivo maduran hasta convertirse en macrófagos.
• Plasmocitos Se derivan de los linfocitos B maduros y son los únicos que
producen anticuerpos.
• Mastocitos o células cebadas: Células con citoplasma repleto de granulos
basófilos que contienen histamina y heparina entre otras. Funcionan en el
sistema inmunológico, iniciando la reacción de hipersensibilidad inmediata
alergia y anafilaxia.
f i
£>oF»\A
67
B io l o g ìa
•'
¡ Célula madre
hemopoyética
V B.Linfocito
Monocito
¿ li Eosinófilo
**î - ?f
m
y
m
k
./V:--
s>‘ ,
-
Macròfago
.
>Ï> r V.v*
a-Jai,
^
-éàKfàì Basófilo
W
- Osleoclasto
r io c i. o '^ y ^ "
Megacariocito
Fig. 4.22(b). Células conjuntivas libres
Fuente Gardner 1997
3.2.3. Matriz extracelular
0 »
M
+ *
Es un complejo de macromoléculas (polisacáridos y proteínas) elaboradas y
secretadas por las células propias del tejido conjuntivo, hacia el espacio intercelular
compuesta por la sustancia fundamental y fibras que resisten fuerza de compresión y
estiramiento.
Las Fibras
Las fibras, que forman la matriz extracelular son:
-
Fibras colágenas, constituidas por la proteína colágeno, no son elásticas y poseen
gran resistencia al estiramiento, existen varios tipos. Son las más abundantes.
-
Fibras elásticas, están constituidas por la proteína elastína y
altamente elásticas.
-
Fibras reticulares, fibras muy finas de colágeno.
m icrofibrilla*
’
68
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
Colágena
Periato
Macrófagos
Fig. 4.23. Tejido conectivo laxo
Fuente Gardner 1997.
3.2.4. Clasificación
3.2.4.1. Tejido Conectivo Embrionario
Tejido conectivo mesenquimatoso: se encuentra sólo en el embrión y está
constituido por células enbebidas en una sustancia amorfa de tipo gel que
contienen fibras reticulares diseminadas.
Tejido conectivo mucoso: Es un tejido conectivo amorfo con matriz de tipo
gelatinoso. Este tejido es conocido también como Jalea o gelatina de Wharton.
3.2.4.2. Tejido conectivo propiamente dicho
-
Tejido conectivo laxo o areolar. Constituido por fibras colágenas y elásticas
finas y numerosas células, separadas por una sustancia fundamental amorfa.
Ejemplo: Dermis superficial. (Fig. 4.23).
-
Tejido conectivo denso. Con mayor número de fibras colágenas. Existe dos
tipos denso regular e irregular. Ejemplo Tendones y dermis profunda
respectivamente.
-
Tejido conectivo elástico. Rico en fibras elásticas.
grandes arterias.
En la túnica media de las
Tejido conectivo reticular. Con fibras reticulares (órganos hematopoyéticos).
69
B io l o g ìa
3.2.4.3.Tejido conectivo especializado
Tejido Adiposo
lip o b la sto s se dife
Existen dos tinos h
° , para ser teJ'do de sostén y servir como almacén de energía. Los
Gn ad,poc'tos ,os Que almacenan ¡ntracelularmente la grasa.
e eji o adiposo blanco y pardo o unilocular y multilocular. (Fig. 4.24).
•
u ' v
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v
Fig. 4.24. Tejido Adiposo
ir i
Fuente Gardner 1997
Tejido cartilaginoso
Es un tejido especial de sostén, de consistencia rígida, resistente. (Fig. 4.25).
Células
C ondroblasto: Células que se encargan de elaborar el cartílago, susta ncia
fundamental y fibras.
Condrocitos: Células cartilaginosas maduras, se alojan en cavidades o lagunas
cartilaginosas (condroplastos o condroceles)
Clasificación
Se conocen tres clases de cartílago:
-
Cartílago hialino, es el más abundante. En el feto constituye la mayor parte del
esqueleto. En fresco se presenta translúcido y de color blanco azulado. En el
adulto se encuentra en la tráquea, bronquios, laringe y cartílago de la nariz (Fig
4.25)
-
Cartílago elástico, rico en fibras elásticas. Abundante en el pabellón de la oroia
epiglotis y conducto auditivo externo. (Fig. 4.25)
oreja,
-
Cartílago fibroso o fibrocartílago, con a b und ante f¡hr,c „ ,•
sustancia fundamental. Se ]e encuerara en los discos inte rverteto ates"'F ig™ 25?
El tejido cartilaginoso hialino y elástico se encuentra n.hior+«
es una membrana conectiva con vasos sanguíneos que n u í r T d iS o ^ r S t e ''0, ^
w
70
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io U N M S M
CARTILAGO HIALINO
CARTILAGO ELASTICO
Pencondrio
Pericondno
-M atriz
interterritorial
Condrocitos
>
e> o
\ c
o ».
Fibras elástica
Laguna sin
condrocitos
Grupo Isógeno
Condrocitos en
lagunas
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FIBROCARTILAGO
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- Condrocito
- S ',
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W-
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.U .'
i - " Fibras de colagei
■ ü : í)
Fig. 4.25. Tipos de Cartílago
F uente: G a rd n e r 1997
Tejido Óseo
Tejido de sostén altamente especializado, se caracteriza por su solidez y gran
resistencia a la tracción.
Funciones
- Proporciona sostén mecánico (costillas).
- Permite la locomoción (huesos largos de las extremidades).
- Proporciona protección (huesos del cráneo).
- Reservorio de sales minerales.
Células
Osteoblastos: Células que se ubican en la periferia del hueso, es la que se encarga
de sintetizar el material orgánico del hueso, colágenos y proteínas.
Osteocitos: Son los osteoblastos atrapados en el hueso mineralizado alojados en
pequeñas cavidades o lagunas óseas (osteoceles u osteoplastos), los que se
comunican entre sí a través de finos canalículos que atraviesan la sustancia
intercelular, permitiendo la nutrición de las células.
Osteoclastos: Células multinucleadas que se encargan de la reabsorción del hueso.
B iología
Canalículos
Laminas
concéntricas
Canal
haversiano
Laguna
Canal haversiano
Conducto de Volkmann
(con vaso sanguíneo)
Fibras de Sharpey
Periostio
Vasos sanguíneos
Láminas circunferenciales
circunferenciales
internas
Cavidad medul
Hueso compacto
Hueso esponjoso
Fíg. 4.26. Sistema de Havers -Hueso compacto-
S u s ta n c ia in te rc e lu la r o m a triz
Fuente: Gardner 1997
ósea
La sustancia intercelular o matriz ósea, en la cual están sumergidas las fibras
colágenas, está formada por una sustancia orgánica, la osteocalcina y pequeñas cantidades
de glucoproteínas. La sustancia orgánica se impregna de sales minerales (fosfato de
calcio y carbonato de calcio) dándole la dureza característica al hueso.
La sustancia intercelular mineralizada forma las laminillas óseas que, conjuntamente
con las células óseas, se disponen alrededor del conducto de Havers del hueso compacto,
constituyendo los sistemas de Havers u osteones.(Fig. 4.26)
El hueso está cubierto por una membrana llamada periostio constituida de tejido
conectivo y vasos sanguíneos que intervienen en la nutrición del tejido óseo.
Tejido Sanguíneo
El tejido sanguíneo o sangre, es una masa líquida que circula por los v a s o s
sanguíneos transportando oxigeno y nutrientes a todas las células del ornante™ ai I
tiempo transporta el C02 y los productos de desecho hacia el exterior Fi ^
sangre se debe a la hemoglobina.
e '0r' El color ro)° de la
^
C e n t r o P r e u n iv e r s ita r io
UNMSM
La sangre consta de dos partes: el plasma, liquido de color amarillento y las células.
A
Plasma
w
Es una mezcla de proteínas, carbohidratos y lípidos, entre las sustancias inorgánicas
el agua constituye el 90% y presenta además varios minerales en forma iónica (calcio,
sodio, potasio, etc.)
Células sanguíneas y elementos formes
Las células o elementos formes son: glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas.
w
Neutrófilo
w
Linfocito
Eosinófilo
Monocito
u
u
i
u
Plaquetas
Basófilo
l
Eritrocitos
(glóbulos rojos)
i
Fíg. 4.27. Células sanguíneas
Fuente Gardner 1997
i
l
i
La mayoría de sus funciones tienen lugar cuando entran a los tejidos. El número
de leucocitos en la sangre periférica en el humano es de 4 a 11x109/litro. A los
leucocitos se les divide en granulocitos y agranulocitos.
t
Células blancas o leucocitos, son células que utilizan la sangre para su transporte,
desde la médula ósea hasta los lugares principales de su actividad.
i
La cantidad de hematíes en el hombre es de 5x106/mm3 y en la mujer 4,5x 106/
mm3. Los hematíes contienen hemoglobina, proteína compleja con un núcleo
HEM La función fundamental de los glóbulos rojos es transporar a los tejidos
del cuerpo oxigeno, el 0 2 se combina con la hemoglobina formando
oxihemoglobina; también transporta bióxido de carbono que se combina con la
hemoglobina formando carbaminohemoglobina.
m
Eritrocitos, glóbulos rojos o hematíes, son células encargadas del transporte
del oxígeno, poseen forma bicóncava de 7 a 8 mieras de diámetro; los eritrocitos
de los mamíferos carecen de núcleo y organelas en la sangre circulante y una
vida de 120 días. En los vertebrados inferiores los eritrocitos presentan núcleo.
73
B io log ía
Entre los primeros tenemos a los;
NEUTRóFiLos.son los más abundantes, ingieren y destruyen a los microorganismos
invasores en los tejidos. Poseen un núcleo con 2 a 5 lóbulos. Constituyen 60 a 70
o de la población total de leucocitos.
o acidófilos son células con núcleo bilobulado con gránulos eosinófilos,
agocitan complejos antígeno-anticuerpo (Ag-Ac). Constituyen menos del 4% de
Eosinófilos
la población total de leucocitos.
Basófilos, son las células menos numerosas (menos del 1%), poseen gránulos
basófilos y un núcleo bilobulado.
Entre los agranulocitos se \nc\uyen a los
ahí ri ^ INF0CIT0S’ células con núcleo ovoide o con form a de riñón, son las células m ás
Un an es d e sPués de los neutrófilos (20-25%) adem ás son los re sp o n sa b le s de la
pues a inmunitaria, existen dos tipos linfocitos B y linfocitos T.
lúe o ^ 0N0CIT0S- son células que se encuentran en la sangre circulante sólo 4 días y
e n ra ° e m '^ ran hac,a eJ tejid o conectivo tra n sfo rm á n d o se en m a c ró fa g o s q u ie n e s se
J ? fa9°citosis, tienen un núcleo en forma de riñón. Constituyen el 3 a 8% de la
población de leucocitos.
¿I I ^"as P*acl uetas- son elementos formes que se originan por fra gm entación de unas
|S
k
f
Ha m a das m e g a c a rio c ito s . In te rv ie n e n d u ra n te el fe n ó m e n o d e la
t^=,aCf0n
i
b
9 \3 san^ re’ a* l,t >erar Ia tromboplastina, que en presencia del calcio y V ita m in a
h
n
a
en tr° mbína’ la que 3 su vez ^ n s f o r m a el fib rin ó g e n o en
coágulo
3.3.
3trapan 3 '0S e,ementos formes de ^ sangre y constituyen el
Tejido Muscular
Es un tejido diferenciado y
especializado, cuyas células o
fibras musculares gozan de la
propiedad de la contractibilidad, que
hace posible los movimientos del
cuerpo. Se consideran dos tipos de
tejido muscular.
Una fibra muscular
Banda I
Una mioftbnlla
Banda A
Sarcómera
Fig- 4.29. Músculo esquelético
Fuente- Gardner 1997.
74
C e n tr o P r e u n iv e r s ita r io
UNMSM
3.3.1. Tejido muscular estriado
El tejido muscular estriado está formado por fibras que tienen cientos de miofibrillas
(elementos contráctiles) que corren paralelamente a lo largo de toda la fibra, alternando
zonas de filamentos gruesos y finos, lo que le da el nombre de estriado.
Mitocondrias
Disco intercalado
Fig. 4.30 Músculo estriado cardiaco.
F ue n te G a rd n e r 1997
Ultraestructuralmente, las miofibrillas se dividen en unidades funcionales
denominados sarcómeros, formados por una banda A (oscura) con filamentos gruesos de
miosina, incluyendo una zona donde los filamentos finos (actina) se solapan con los gruesos
La banda I (clara) es la zona de los filamentos finos (actina), mientas que la linea Z es una
banda oscura en el centro de la banda I (Fig, 4.28).
íl^ ü C L
9
S o fifi
75
B io l o g ìa
SARCÓMERO ESTIRADO
Banda A
Banda H
Banda M
Disco 2
—
y2 B an d a I
n
y2 B an d a I
A c tin a
ATP + Ca2++ Mg2*
M io s in a
>
—
«
SARCÓMERO CONTRAÍDO
Flg. 4.28. El sarcómero y sus componentes
El sarcoplasma, las mitocondrias y los otros elementos están empaquetados entre
las fibrillas.
La contracción muscular, depende del deslizamiento de los miofilamentos de actina
entre los miofilamentos de miosina.
3.3.1.1. Músculo estriado esquelético
Forma los músculos que generalmente se insertan en los huesos del esqueleto.
Las fibras son cilindricas y alcanzan una longitud de 1 a 10 cm. con diámetro de 50 a 60 um.
Su contracción es voluntaria, por lo que se le conoce con el nombre de músculo voluntario;
posee varios núcleos, de forma ovoide y situados en la periferie (Fig. 4.29).
3.3.1.2. Músculo cardiaco
Se encuentra conformando el miocardio, su contracción es involuntaria autónoma
producida por un tejido nodal especial. Las fibras musculares cardiacas son cortas cnn
uno o dos núcleos situados en la parte central de la fibra (Fig. 4.30)
3.3.2. Tejido muscular liso
Las células del músculo liso son alarqadas v fu s ifn rm ^
pos,ción central Alcanzan una longitud de 20 a 200 mieras, pudiendo íe g T r h a s t a t o Í e n d
C e n t r o P re u n iv e rs ita rio
UNMSM
densos
Relajada
Núcleo
Contraída
Fig. 4.31. Músculo Liso
F uente: G a rd n e r 1997.
útero grávido. Su contracción es involuntaria, lenta y sostenida. Se encuentra constituyendo
la musculatura visceral (músculo visceral) (Fig. 4.31).
3.4.
Tejido Nervioso
Es un tejido altamente especializado, cuyas células tienen muy desarrolladas las
propiedades de irritabilidad y conductibilidad. Proviene del ectodermo, a excepción de la
microglia que es de origen mesodérmico.
Las células del tejido nervioso son de dos tipos: la neurona, célula nerviosa
propiamente dicha y las células de neuroglia.
3.4.1
Neurona
Tiene como función recoger la información desde los receptores sensoriales y
procesar la información, generar las señales apropiadas para las células efectoras, transmitir
los impulsos nerviosos y conducir las repuestas que estos estímulos provoquen.
El cuerpo o soma también llamado pericarion, es de forma variable: ovoide, estrellado
ó piramidal. Su tamaño varía de 4 a 140 mieras, tiene un núcleo esférico y central y en el
citoplasma están presentes las neurofibrillas, mitocondrias, gránulos de Nissl y aparato
de Golgi. Los gránulos de Nissl (retículo endoplásmico rugoso) se encuentran en el soma
y las dendritas, pero faltan en el axón.
Las dendritas son cortas, se ramifican como las ramas de un árbol y sus extremos
terminales hacen contacto con otras neuronas. (Fig. 4.32).
B io lo g ìa
Dendritas
Neurona motora
Cono Axónico
Axón
Vaina de mielina
Nodo de
Rama
colateral
Fibra muscular
Fig. 4.32. Unión neurom uscular
/y
Dendritas
Fuente: Gardner 1997.
Dendntas
- Axón
celular
Cuerpo
celular
Axón
Bipolar
(retina)
Unipolar
(seudounipolar)
Multipolar
(motora)
Cuerpo
celular
Piramidal
(hipocampo)
Purkinje
(cerebelo)
F¡g. 4.33. Estructura de la neurona
Fuente: Gardner 1997
70
C e n tro P re u n ive rsita rio U N M SM
El axón o cilindro eje, responsable de la transmisión de señales desde la neurona a
otras células, es una prolongación larga puede medir más de 100 cm, nace de una zona del
cuerpo llamada cono axónico y termina en una ramificación denominada telodendron, cuyos
botones terminales hacen contacto con el soma o dentritas de otras neuronas (sinapsis
axo-somática).
El axón puede estar provisto de envolturas, como la vaina de mielina la cual es la
prolongación de la membrana lipoproteica, de los oligodentrocitos en el Sistema Nervioso
Central (SNC) y las células de Schwann en el Sistema Nervioso Periférico (SNP). La vaina
de mielina se interrumpe de trecho en trecho, constituyendo los nodos o estrangulaciones
de Ranvier.
Las neuronas son de varios tipos: monopolares, bipolares y multipolares, según
presenten una, dos o muchas prolongaciones (Fíg. 4.33).
La reunión de un determinado número de fibras nerviosas (axones) forman un nervio.
3.4 .2. Neuroglia
Es el conjunto de células provistas de numerosas prolongaciones citoplasmáticas
y fibras nerviosas. Las células de la neuroglia son de varios tipos: astrocitos, oligodendrocitos,
microglia y células ependimarias. Los astrocitos cumplen funciones de sostén y nutrición
de las neuronas, los oligodendrocitos, intervienen en la formación de la mielina de las
fibras nerviosas del sistema nervioso central (médula espinal, cerebelo, cerebro), Las
células microgliales tienen el papel de defensa; las células ependimarias tapizan las
cavidades ventriculares del encéfalo y el conducto del epéndimo de la médula espinal
(Fig. 4.34).____________________________________________________________
Vaso
sanguíneo
Astrocito
protoplásmio
Microglia
Pie perivascular
Astrocito
fibroso
Oligodendrocito
Fig. 4.34. Células de la glía
Fuente- Gardner 1997.
79
B io l o g ía
CAPÍTULO V
N u t r i c i ó n a u t ó t r o f a y h e t e r ó t r o f a . F o t o s í n te s is : F a s e lu m ín ic a , fa s e o s c ^ ^
( c i c l o d e C a lv in - B e n s o n ) . R e s p ir a c ió n : R e s p ir a c ió n a n a e r ó b ic a d e l a g l u c ^ ^
F O S F O
R I L A C I Ó N
O X I D A T I V A ,
a n im a l e s .
B A L A N C E
S is t e m a
E N
E R
G
É T I C O
.
I N T E R C A M
r e s p ir a t o r io h u m a n o :
Ó
B I O
D E
G
A
rganos y
S E S
E N
P L A N
f is io lo g í a .
NUTRICIÓN
Se entiende por nutrición al conjunto de procesos por los cu ales los ^ r<^s
captan las sustancias del m edio que los rodea y las transform an en su propia
a
re p arar su constante desgaste.
1.
NUTRICIÓN AUTÓTROFA Y HETERÓTROFA
Lo s s e re s v iv o s p ueden in c o rp o ra r la e n e rg ía a su o rg a n is m o d ire c ta m e n te ,
a p ro v e c h a n d o la luz solar m ediante la foto sínte sis o u sando la e n e rg ía q ue p ro u c e a
o xid ació n de algunos com puestos inorgánicos, com o sucede en las b a c te ria s su u ro s a s
que oxidan el hidrógeno sulfurado form ando azufre y luego su lfatos; las fe rro b a c te ria s q u e
oxidan las sales ferrosas a férricas y las nitrobacterias que oxidan el a m o n ia c o , los n itrito s
a n itratos, y fijan el nitrógeno m olecular; o in d ire c ta m e n te a tra v é s de lo s c o m p u e s to s
o rg án ico s producidos por otros organism os. Estas dos form a s de in c o rp o ra r e n e rg ía d a n
lugar a dos tipos de nutrición: autótrofa y heterótrofa.
La n u tric ió n a u tó tro fa es característica de^aquellos o rg a n is m o s q u e so n c a p a c e s
de e la b o ra r p o r sí m is m o s m o lé c u la s o rg á n ic a s c o m b u s tib le s ( p la n t a s , b a c t e r ia s
quim io sin té tica s y protozoarios holofíticos) a partir de su sta n cia s in o rg á n ic a s , ta le s c o m o
agua, oxígeno, anhídrido carbónico y sales m inerales. La n u tr ic ió n h e te r ó tr o fa c a ra c te riz a
a to d o s los d e m á s o rg a n is m o s q ue d e p e n d e n del m e d io e x te rn o p a ra p r o v e e r s e d e
m oléculas orgánicas com bustibles (anim ales, hongos, b acte ria s h e te ró tro fa s y p ro to z o a rio s
heterótrofos). Entre las m odalidades de nutrición h eterótrofa p u e d e n cita rse :
•
Holozoica: ingestión de materia orgánica compleja, tal como lo hacen los
a n im a le s .
•
2.
Saprófaga: consiste en alimentarse de materia orgánica muerta o putrefacta
disuelta, por absorcion, tal como lo hacen los hongos y las b a c te ria
r
Absorben sus,ancas nutritivas directamente a
FOTOSÍNTESIS
La fotosíntesis es uno de los procesos hinlnm ^
sostenimiento de la vida sobre nuestro planeta va o „ P t S T m3S im P ° rta n te s p a ra el
del reducido grupo de las bacterias quimiosmtéticas ! í ,
0r9anism°s, con excepción
en ultimo termino de las moléculas orgánicas e n s a m b la r e n
h° lofíticos- dependen
en este proceso.
C e n t r o P r e u n iv e r s ita r io
UNMSM
Los órganos fotosintéticos mejor adaptados para la absorción de la luz, intercambio
de gases y fabricación de alimentos son las hojas de las plantas verdes. (Fig. 5.1).
Las hojas obtienen C 0 2 para la fotosíntesis a partir del aire, a través de unos poros
en la epidermis, llamados estomas, los que se abren y se cierran en el momento adecuado
para admitir al C 0 2. En el interior de la hoja hay unas capas de células que, en conjunto,
reciben el nombre de parénquima, que contienen la mayor parte de los cloroplastos y es
aquí donde sucede la fotosíntesis. El cloroplasto tiene una estructura compleja (Fig. 3.6); en
los tilacoides (conforman el grano) se localizan los pigmentos fotosintéticos (clorofilas,
carotenos y xantofilas), siendo el más importante la clorofila.
Es un proceso complejo, mediante el cual los organismos poseedores de clorofila
y otros pigmentos, captan energía del sol y la transforman en energía química (ATP) y en
compuestos reductores (NADPH), y con ellos transforman el agua y el C 02 en compuestos
orgánicos reducidos (glucosa y otros), liberando oxígeno.
HOJA
T E J ID O
VEGETAL
Célula con
cloroplastos
C L O R O F IL A S
Tilacoides
Fig. 5.1 Esquema de la estructura de una hoja
jhsf
Fuente: http: //www.calipedia com-ciencias-vida
81
B io lo g ìa
h 2o
0 „
\ \
NAOPH AOP NADP+ p¡
,
.
r r*
\
; ' CICLO DE CALVIN
,
1
i
i
\
BENSON
\\
AZÚCAR
Fig. 5.2. Esquema general de la fotosíntesis
Fuente: http: //gened.eme.maricopa.edu
2.1.
Fase Lumínica
En las membranas de los tilacoídes, las clorofilas, las moléculas de pigm entos
carotenoides y las moléculas transportadoras de electrones forman complejos muy
especializados: los fotosistemas. Existen dos tipos de fotosistemas el fotosistema I está
°
absorben a 680 „ m. po! eso
r
í ,9as de
^
Cl0,0flla
»
82
C e n tr o P r e u n iv e r s ita r io
UNMSM
Fotosistema II: genera ATP.
Por razones históricas, los fotosistemas se numeran «hacia atrás» y el proceso de
captación de energía luminosa se entiende más fácilmente si se empieza con el fotosistema
La llegada de fotones a las membranas de los tilacoides, donde se encuentran los
pigmentos fotosintéticos, provoca la excitación de la clorofila que capta la energía del fotón
y emite 2e-, que pasarán a través de una serie de proteínas llamadas sistema de transporte
de electrones.
Estos electrones energizados se mueven de un transportador al siguiente, liberando
energía que se utiliza para bombear protones de hidrógeno desde el estroma hasta el
interior de los tilacoides, generando un gradiente de protones. Estos protones vuelven al
estroma a través de la ATPasa y se originan moléculas de ATP; este proceso se denomina
FOTOFOSFORILACIÓN.
El fotosistema II se reduce al recibir electrones procedentes de una molécula de
H20 , que también por acción de la luz, se descompone en hidrógeno y oxígeno, en el
proceso llamado fotolisis del H20. En esta reacción también se libera oxígeno que se
desprende. De este modo se puede mantener un flujo continuo de electrones desde el
agua hacia el fotosistema II y de éste al fotosistema I.
fotón
fotón
2 H20
F o tolisis del agua
Transporte de electrones
Fotosistema I: genera NADPH y ATP
La luz que incide sobre el fotosistema I, hace que se emitan electrones, los cuales
son captados por el sistema de transporte de electrones, hasta llegar a una molécula de
NADP+ que es reducida a NADPH, al recibir dos electrones y un protón H* que también
procede de la descomposición del H20. Los electrones extraídos del fotosistema I son
reemplazados por aquellos que provienen del sistema de transporte del fotosistema II.
Para producir ATP por fotofosforilación, pueden actuar conjuntam ente los 2
fotosistemas (Esquema Z) o solamente el fotosistema I.
B ic lc g IA
flfio e .
p
s t> f
A es
fotofosforilación cíclica ÍDcud6HSer C,G*ica 0 ac,cí,ca. cuando actúan los dos fososistemas y
acíclica se obtiene ATP v
h° actúa eí ^oí°sistema I únicamente. En la fotofosforilación
cíclica sólo se obtiene a t d ^ UC8 9í ^ D P + a NADPH , mientras que en la fotofosforilación
iP y no se libera oxígeno.
*ms¡&íS£%
2 hv
F lu jo de e le c tro n e s n o c í c lic o
F lu jo d e e le c tro n e s c íc lic o
Fuente: www.tareaescolar.net
Fig. 5.3. Fase lumínica de la fotosíntesis
2.2.
Fase Oscura (Ciclo de Calvin-Benson, C3)
La mayoría de las plantas utilizan el ciclo de Calvin para fijar el carbono. La fijación
del carbono ocurre en el estroma a través de una secuencia de reacciones conocida como
el ciclo de Calvin.
En esta fase es captado el carbono energético perteneciente al C 0 2 atmosférico, por
una pentosa: la ribulosa 1,5 difosfato. Para este proceso se requiere de NADPH+H* y el ATP
formándose glúcidos, aminoácidos y ácidos grasos (Fig. 5.4). El almidón sintetizado
durante el día es hidrolizado durante la noche y los azúcares solubles salen de los
cloroplastos para incorporarse a la savia elaborada.
C entro P reu niver sitar io U N M S M
84
6 G ° D
Fig. 5.4. Fase oscura de la fotosíntesis
La fijación del C 02 se produce en tres fases:
1 . El C 02 se fija a una molécula de 5C, la ribulosa 1,5 bifosfato, formándose un
compuesto inestable de 6C, que se divide en dos moléculas de ácido 3
fosfoglicérico conocido también con las siglas de PGA.
2. El ácido 3 fosfoglicérico se reduce a gliceraldehido 3 fosfato, también conocido
como PGAL , utilizándose ATP Y NADPH.
3. Las moléculas de gliceraldehido 3 fosfato formadas siguen diversas rutas- de
cada seis moléculas, cinco se utilizan para regenerar la ribulosa 1 5 difosfato y
hacer que el ciclo de Calvin pueda seguir, y una será empleada para poder
sintetizar moléculas de glucosa (via de las hexosas), ácidos grasos aminoácidos
y en general todas las moléculas que necesita la célula.
85
B io lo g ìa
En el ciclo para fijar el C 02, intervienen una serie de enzimas, y la más conocida
la enzima Rubisco (ribulosa 1,5 difosfato carboxilasa).
3.
RESPIRACIÓN CELULAR
La respiración celular comprende un conjunto de reacciones en las cuales el ácido
pirúvico producido por glucólisis, se desdobla a dióxido de carbono y agua, produciéndose
ATP.
Las células son capaces de producir ATP degradando una gran variedad de
moléculas orgánicas, siendo la más importante la glucosa, la cual si se oxida por completo
en C 0 2 y H20 produce gran cantidad de energía utilizable por la célula en forma de ATP.
(Fig. 5.5).
Este proceso celular puede ser dividido en dos etapas:
Respiración aeròbica, cuando el aceptor de hidrógenos y electrones es el oxigeno.
Respiración anaeróbica, cuando el aceptor de hidrógenos y electrones es una
sustancia diferente al oxígeno y por tanto se realiza en ausencia de éste.
Los procesos metabólicos mediante los cuales los organismos convierten la
energía de las moléculas orgánicas en energía utilizable en forma de ATP cp
denominan GLUCÓLISIS y RESPIRACIÓN.
'
3.1
Glucólisis o Vía de Embden-Meyerhof
Es la vía metabòlica, que se efectúa en el citosol y en condiciones anaeróbicas
convierte una molécula de GLUCOSA en dos moléculas de ÁCIDO PIRÚVICO, con una
ganancia neta de dos ATP y dos NADH+H\
Las mitocondrias no tienen capacidad para importar el NADH+H* formado en el
citosol durante la glicolisis. Entonces el NADH+H+ transfiere sus electrones al FAD a través
de la via del glicerol -3P para producir FADH2 o a través de la via del malato aspartato
produce NADH+H4que puede transferir sus e- y H* a la cadena transportadora de electrones
C e n t r o P r e u n iv e r s ita r io
86
UNMSM
Mitocondria
FERMENTACIÓN
Alcohol <^I
S (® >
Citosol
Fig. 5.5. Respiración celular
3.2.
Fermentación
En algunos microorganismos el NAD+ se regenera normalmente por la síntesis de
LACTATO o ETANOL a partir de PIRUVATO, estos dos procesos se denom inan
fermentaciones.
CO OH
I
H -C -O H
Glucolosis I
ch3
2 Ácido láctico
A
2NAD
2NADH+H
2 Ácido pirúvico
■
Fig. 5.6. Fermentación láctica y alcohólica
87
B io lo g ía
en ácido^áctfco 35 muscu,ares V ,os glóbulos rojos (eritrocitos) convierten el ácido pirúvico
que DrodurpS° S microor9an'smos también utilizan la fermentación láctica, tales como los
rprPi//Q/ao\ n y° ^ urt’ crema acida y queso. Otras células como levaduras (Saccharomyces
cerev/siae), producen etanol y C02 por fermentación alcohólica.
3.3.
Respiración Aeróbica de la Glucosa
en tres e te n a ^ f30100 d8 13 9 l u c o s a h a s t a C 0 2 y H2° La degradación de la glucosa ocurre
y en presen S ? pnmera es ,a 9*ucólisis, en el citosol luego en el interior de la mitocondria
C,a e oxl9eno, el piruvato se descarboxila para posteriormente producir acetil
trirarhnv»L^CetÍL ^ ° ^ entra a ,a segunda etapa (ciclo de Krebs o ciclo de los ácidos
tricarboxmcos o del ácido cítrico).
aenarin^PQ8! CÍCl° d8 Kre^ s se real*zan una serie de descarboxilaciones y deshidroaue tran.nnrf6 V8n 3 ^ C0m0 resu,tado ^ formación de NADH+H* y FADH. (moléculas
transportadora hÜ P|rotones y electrones), los cuales van a ser cedidos a la cadena
transportadora de electrones (CADENA RESPIRATORIA).
ACETIL CoA
2C
CoA
OXALOACETATO
4C
CITRATO 6C
NAD+----- ► NADH
ISOCITRATO 6C
NADH*«----- NAD*
MALATO 4C
CICLO DEL ÁCIDO
CÍTRICO
aCETOGLUTARATO 5C
" co2
N A D H *----- NAD+
i
CoA
SUCCINIL CoA
FAD----- ►FADH,
SUCCINATO
'
^
4C
CoA
Fig. 5.7. Ciclo de Krebs
+ ( ? ') — *• G IP — ►ATP
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
88
3.4.
UNMSM
Cadena Respiratoria
O
Los NADH+hT y FADH2 generados en el ciclo de Krebs transportan H" y e a la
cadena transportadora de electrones, cuyo aceptor final es el 0 2, generándose agua. Esta
transferencia de H* y e' está acoplada a formación de ATP, a este proceso se le denomina
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA.
Por cada NADH+H* que ingresa a esta cadena se forman 3 ATP y por cada FADH2, 2
ATP.
3.5.
Balance Energético
3.5.1. G lucólisis
2 ATP
Glicerol-3P
2 NADH+hT
->
Sistema de
lanzaderas
(4 ATP)
Malato-Aspartato
(6 ATP)
3.5.2. Piruvato -»
Acetil CoA
2NADH+H* -> CADENA RESPIRATORIA
(6 ATP)
3.5.3. Ciclo de Krebs: Por cada piruvato
1 GTP
3 NADH+hT
1 FADH2
1ATP
Cadena
Respiratoria
9ATP
2ATP
2(12ATP)
En conclusión, por cada molécula
moléculas de ATP. Si sigue la lanzadera
total 36 ATP, si por el contrario sigue la
haciendo un total de 38 ATP.
çp
o
r~
O
o
>'
Espacio
intermembrana
Ubiquinona
N A D H -Q
reductasa
Citocromo C
Citocromo
Oxidasa
NAD+H+ H
FADH
Citocromo
reductasa
ATP
sintetasa
2H+1/2
ADP+
Pi
+
H
ATP
Fig. 5.8 Fosforilación oxidativa, mostrando el transporte de electrones
00
CD
90
4.
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
INTERCAMBIO DE GASES EN PLANTAS Y ANIMALES
El intercambio de gases en plantas y animales está relacionado con el ingreso de
materiales nutritivos inorgánicos gaseosos y la salida de catabolitos del mismo estado.
En las plantas superiores, el dióxido de carbono y el oxígeno ingresan por difusión en las
hojas a través de los estomas y, luego de circular libremente y realizarse el intercambio
gaseoso, salen otra vez por difusión a través de los mismos órganos. En las algas estos
gases se difunden del medio acuático a la célula y viceversa a través de la envoltura
celular. El intercambio de gases es un proceso bastante simple en algunos invertebrados
acuáticos como los cnidarios, ya que el oxígeno difunde hacia el interior de las células y el
dióxido de carbono difunde hacia fuera. Los animales superiores tienen estructuras
especializadas que les permiten realizar eficazmente el intercambio gaseoso; así, tenemos
el sistema de tráqueas en los insectos, branquias en los peces, sacos pulmonares en los
anfibios y pulmones en los vertebrados superiores. (Fig. 5.9).
Respiración traqueal
Estigma
Respiración por cutícula
Células de los
tejidos
C02
Agua
Cutícula
Epitelio
Células de
los tejidos
Respiración en branquias externas
Respiración en branquias internas
Branquia
%
Fig. 5.9. Mecanismos respiratorios de algunos seres vivos
B
5.
io l o g ía
91
SISTEMA RESPIRATORIO HUMANO
El aparato respiratorio del hombre (Fig. 5.10) consta de dos pulmones situados en
la cavidad torácica, y los conductos anexos la tráquea, que es la prolongación de la laringe
se bifurca en dos ramas o bronquios que penetran en cada uno de los pulmones.
Dentro del pulmón, cada bronquio se divide formando bronquiolos, los que a su vez
se ramifican repetidamente dando lugar a tubos cada vez más pequeños, que conducen a
las cavidades terminales; los sacos alveolares. En las paredes de los conductos mas
pequeños y en la de los sacos alveolares existen minúsculas cavidades denomina ^
alveolos, e inmediatamente por fuera de las mismas hay una densa red de capJ ^ nar
sanguíneos. Los pulmones se mantienen dilatados a causa de la b a j a presión
que predomina en la cavidad torácica. Al contraerse el diafragma y los múscu os pe^
la cavidad torácica se dilata debido al vacío parcial que se produce, penetra e aire
^ ^
alveolos pulmonares; se realiza el intercambio gaseoso y acto seguido os mu
e
relajan y los pulmones, por su propia elasticidad, experimentan un co apso p
expulsa el aire aspirado en la fase de expansión. El aire que penetra en ^
contiene, aproximadamente, 20% de oxígeno y 0,03% de dióxido de car ono,
el aire expulsado contiene el 16% de oxígeno y 4% de dióxido de carbono.
El dióxido de carbono, procedente de los tejidos, llega por difusión al plasma y de a '
al interior del eritrocito. Parte del gas se va a transportar disuelto, pero, a ma
reacciona con la enzima anhidrasa carbónica dando lugar a que se forme icar on
Vena pulm onar
(al corazón izquierdo) Bronquiolo
Alvéolos
Faringe
Laringe
Tráquea
¿Pulmón
izquierdo
P u lm ó n
d e re c h o
A rteria
pulm onar
(del corazón derecho)
Alvéolo
Bronquio
Pared del
capilar
D iafrag m a C orazón
Flujo de sangre
UNMSM
Fig. 5.10 Sistema respiratorio humano
G lóbul° rojo
P re u n iv e rs ita rio
Bronquiolo
C e n tro
Pared del
alvéolo
93
B io lo g ia
Laringe
fm
mmm
Tráquea
Bronquio
Bronquiolos
Fig. 5.11. Árbol respiratorio
— •
Un tercio de este bicarbonato difunde al plasma y se transporta como tal a los
alveolos. Parte del anhídrido carbónico se une a la he m oglobina formando
carbaminohemoglobina y así es transportado.
C02 + H20 ->
H2C 03 ->
H+ + h c o 3-
Al llegar a los alveolos pulmonares, el proceso es opuesto y el CO se elimina al
exterior al liberarse de la carbaminohemoglobina, Ja anhidrasa carbónica cataliza la reacción
inversa
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
94
UNMSM
CAPITULO VI
S
is t e m a d ig e s t iv o .
D
E structura
ig e s t ió n in t r a c e l u l a r y e x t r a c e l u l a r .
D
1.
y f u n c ió n en v e r t e b r a d o s e in v e r t e b r a d o s .
S
is t e m a d ig e s t iv o h u m a n o .
ig e s t ió n en e l h o m b r e .
SISTEMA DIGESTIVO
Los organismos que no pueden fotosintetizar, y que requieren de energía o moléculas
presintetizadas por otros organismos, son llamados heterótrofos. Los heterótrofos difieren
entre sí por el tamaño de las partículas de la comida que ingieren. Los hongos, por ejemplo,
absorben moléculas alimenticias, mientras que el hombre ingiere el alimento en bloques
y debe descomponerlo en moléculas básicas, para lo cual requiere del sistema digestivo.
Los procesos nutricionales (ingerir y asimilar alimento) se desarrollan en el sistema
digestivo. Este consiste en una cavidad o tubo corporal donde se reducen en forma mecánica
y química los alimentos a partículas y moléculas lo suficientemente pequeñas para poder
ser absorbidas; el sistema digestivo también elimina residuos que no logran ser absorbidos.
Es necesario recalcar que otros sistemas orgánicos colaboran con el sistema digestivo en
los procesos nutricionales, como mostramos a continuación.
Captación de oxígeno
Ingesta de a lim e n to s y agua
—
-
—
-
SISTEMA RESPIRATORIO
N u trie n te s
A gua y sales
;
P
P
é
p
p
p
p
p
p
co.
Eliminación de restos
no digeridos
▼
Eliminación de agua,
sales y desechos
Sistema Digestivo y su relación con otros sistemas
Biología
2.
P
3 o <
95
<'
ESTRUCTURA Y FUNCIÓN EN INVERTEBRADOS Y VERTEBRADOS
í 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1111 i \\ \ \ \
Los animales, por ser organismos heterótrofos, n®°í^!!era les!"para reparar las
constante de agua, oxigeno, compuestos orgánicos y sa es
nresenten estructuras
pérdidas sufridas por el cuerpo y para crecer. De alli c^® en ®
de sustancias nutritivas,
especializadas en la obtención, la transformación y la conduc
así como en la eliminación de los desechos.
El problema fundamental de los organismos multicelulares con
es el de transformar los alimentos obtenidos del medio ambiente en su^ a
atravesar las membranas celulares. Este proceso, que implica a eg
alimentos por medio de transformaciones de tipo mecánico y químico,
digestión.
puedan
, jQS
denom ina
Las transformaciones mecánicas consisten en el desm enuzam iento físico
alimento en partículas más pequeñas con el fin de facilitar los procesos químicos.
La digestión química es la hidrólisis de moléculas, degradación que se lleva a cabo
generalmente dentro de cavidades digestivas de diversa organización.
2.1 .
Digestión Intracelular
. Este tipo de digestión se observa en los protistas y esponjas (Fig. 6.1). Al interior de
las esponjas se encuentran las células en collar coanocitos, las que se encargan de filtrar
del agua las partículas alimenticias que ingresan a la célula por endocitosis. Pequeñas
partículas de alimentos son englobadas en vacuolas. La vacuola, luego, se fusiona con el
lisosoma, cuyas enzimas descomponen el alimento en pequeñas fracciones.
2.2.
Digestión Intra y Extracelular
En los cnidarios (hidras, medusas y anémonas) el sistema digestivo es incom pleto
ya que solo presentan una abertura por donde ingresa el alimento y también se eliminan
los desechos Esta abertura está en comunicación con la cavidad gastrovascular rlnnrio
las células glandulares secretan enzimas que digieren el alimento reriuHónH i
d o nde
pequeñas; luego las células que revístenla cavidad,
3 Pa? ,CU,as
digestión intracelular. Los desechos son eliminados por la misma ah *
X reall2an la
(Fig. 6.1 ).
por la misma abertura de entrada.
En algunos platelmintos como la planaria los óraannc
*•
(de posición medio ventral), faringe e intestino ramificado ai L
! ° S com Pre" den boca
nivel intracelular los restos son eliminados por el ori d o í C° mpletarse la digestión a
capacidad de digerir sus propios órganos en caso 2
' Est° S anima|es tienen la
pueden sobrevivir varios meses sin comer. (Fig. 6.2a )
prolo"9ado. de m odo que
2.3.
Digestión Extracelular
Es la que se realiza fuera de las róh.i,
encarga de impeler |os
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
96
UNMSM
alimentos dentro del esófago, el cual continúa empujándolos hasta el buche, donde se
almacena el alimento temporalmente y va pasando poco a poco a la molleja, aquí se trituran
las partículas alimenticias convirtiéndolas en una materia fina sobre la que a c tú a n las
enzimas de la última región del tubo que es el intestino; en las paredes de éste existen
células secretoras que hacen posible la digestión y otras que se encargan de la absorción
de las sustancias asimilables. El material no digerido sale por el ano. (Fig. 6.2b.).
En los insectos, el tubo digestivo está dividido en tres regiones: anterior, media y
posterior. La boca posee una serie de estructuras articuladas adaptadas a su forma de
alimentación. En el intestino medio y posterior (región media y posterior) se realiza la
absorción. (Fig. 6.2c.).
Tentáculo
AMEBA
seudópodo
ectoplasma
vacuola digestiva
(alimento)
endoplasma
membrana de plasma
fagosoma
Gastrodermis
Epidermis
Cavidad
gastrovascular
vacuola digestiva
(alimento)
vacuola contráctil
h id r a
www infovisual.info
www.ebrisa.com
Fig. 6.1. Digestión intracelular y extracelular
97
B io lo g ía
Intestino
l o m b r iz
Molleja
DE TIERRA
Buche
Cordón
nervioso central
Esófago
Faringe
Boca
G a n g l i o
s u p r a e s o f á g i c o
Boca
(a)
(b)
Insecto
Buche. Almacena
el alimento
Intestino medio.
Absorbe los
nutrientes
Intestino po sterior.
Produce las heces
Esófago
Faringe
Boca
A no
gástricos
Intestino
anterior
Túbulos de M alphigi.
Sistema excretor
(c)
Fig. 6.2 . Tipos de Digestión y Sistemas Digestivos
En las serpientes, el tubo digestivo, al igual que la mayoría de sus órganos internos,
es alargado y se relaciona con la forma longitudinal del cuerpo. Presentan sistema digestivo
completo. El esófago y el estómago son muy distensibles en estos reptiles, lo cual facilita
la ingestión de presas muy voluminosas, sin ninguna dificultad. Para poder deglutir una
presa de gran tamaño, ocurre una dislocación de sus mandíbulas, ya que el maxilar inferior
se separa de su articulación con el cráneo.
En las aves (Fig. 6.3), lo más notable del tubo digestivo es el buche y la molleja. El
buche es una dilatación del esófago que sirve para humedecer y almacenar los alimentos.
El estómago está formado por el proventrículo, que secreta el jugo gástrico, y la molleja
donde se trituran los granos. El tubo digestivo term ina en la cloaca, cavidad donde
desembocan los conductos urinarios y genitales.
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
98
UNMSM
Esófago
Hígado
Buche
Proventrículo
Molleja
Ves
biliar
Páncreas
Intestino
Cloaca
vvvwv.kalipeclia.corn/denaa-vicla
Fig. 6.3. Sistema digestivo de ave
En los mamíferos, el aparato digestivo se modifica según el tipo de alimentación. En
los rum iantes el estómago es compuesto. Las hierbas, ligeramente m asticadas por
grandes molares, pasan por el esófago a la panza o rumen y al bonete o redecilla, donde
las bacterias y protistas realizan una gran degradación de la celulosa. De aquí regresan a
la boca para ser masticadas lentamente (rumia), ya masticadas, las hierbas retornan a la
panza y al bonete, luego pasan al libro (omaso) y finalmente al cuajar (abomaso) donde se
secretan enzimas digestivas, finalmente los alimentos ingresan a los intestinos para su
digestión final y absorción. (Fig. 6.4).
A
99
B io lo g ía
A
3.
SISTEMA DIGESTIVO Y DIGESTIÓN EN EL HOMBRE
A
A
A
A
A
El hombre, como la mayor parte de los animales, tiene una alimentación holozoica.
Nuestras células necesitan que los nutrientes contenidos en los alimentos estén disponibles
en los líquidos de los tejidos en forma soluble. Sin embargo, los alimentos que comemos
son sustancias complejas, con frecuencia insolubles y en su mayor parte formadas por
monómeros unidos por enlaces que para separarse requieren de una molécula de agua;
este desdoblamiento se llama hidrólisis y es producido por enzimas digestivas que son de
naturaleza hidrolítica. Por tanto, el problema que se le presenta al cuerpo humano es
descomponer los productos alimenticios complejos en moléculas pequeñas y solubles,
que puedan atravesar las membranas de las células del aparato digestivo. Este proceso se
llama digestión.
â
â
A
El sistema digestivo del hombre está conformado por los siguientes órganos: boca,
faringe, esófago, estómago, intestino delgado e intestino grueso, así como por glándulas
anexas (salivales, hígado y páncreas). Los órganos situados en el abdomen están fijos a
sus paredes por una membrana llamada peritoneo. (Fig. 6.5.).
#
f
’ f
ft
ft
§
Esófago
Diafragma
7“ Estómago
1
"T Páncreas
Colon
transverso
Intestino
delgado
(ileon)
Colon
descendente
.
..
V/
Fig. 6.5. Aparato digestivo humano
ww* Juniadeandaiuoa.es
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
100
UNMSM
La cavidad abdominal ocupa la región del abdomen, está rodeada por tejidos
musculares en casi toda su extensión a excepción de la parte dorsal media que está
soportada por la columna vertebral; la cavidad abdominal está separada de la torácica por
el diafragma. Es posible identificar la ubicación de las visceras digestivas debido a las
regiones anatómicas del abdomen, que ha sido dividido en 9 cuadrantes. (Fig. 6 .6)
1. Hipocondrio derecho: en esta región se localiza el hígado
y las vías biliares.
2 Región epigástrica o epigastrio: zona del estómago
3. Hipocondrio izquierdo: aquí se localiza el bazo.
4. Región del vacío, flanco, lumbar o lateral derecha, región
del colon ascendente.
5. Región del mesogastrio o umbilical: región del intestino
delgado
Región del vacío, flanco o lateral izquierdo: región del
colon descendente.
7. Fosa Iliaca derecha o Región inguinal derecha: región
del ciego y apéndice.
8. Hipogastrio o región suprapúbica: región de la vejiga
urinaria cuando esta llena.
9. Fosa Iliaca izquierda o región inguinal izquierda: región
del colon sigmoideo o sigma.
6.
Fig. 6.6. Cuadrantes Anatómicos
unefaanatomia.blogspot.com
3.1.
Boca
Cavidad limitada hacia adelante por los labios, hacia atrás se comunica con la
faringe a través del istmo de las fauces. Hacia arriba la bóveda palatina separa la boca de
las fosas nasales, comprende al paladar duro, cuyo componente óseo está constituido por
los maxilares superiores y los dos palatinos, así como el paladar blando, zona muscular
donde se inserta la úvula o campanilla. Las paredes laterales están limitadas por las
mejillas. En la parte inferior comprende a la lengua y al músculo milohioideo reforzado por
los músculos hioglosos y genihiodeos.
Los dientes son órganos duros y blancos. En ellos se distinguen: la corona el cuello
y la raíz. Según su forma y función se clasifican en incisivos, caninos, premolares v molar**
Según su aparición existe una dentición temporal y otra definitiva. Los incisivos J
*¿
presentan corona cortante y raíz única. Los caninos son 4 y presentan corona cónica v ra ií
alargada, los premolares son 8 y presentan corona cuboidea con dos s a l i ó l e
comea, los molares son 12 y tienen una corona gruesa en forma de cubo b r .• ^
do ». El númefo de «en,es de, a d * se .e p s L n .a p i
°
I 4/4 + C 2/2 + PM 4/4 + M 6/6
101
B io lo g ía
numerador indica la dentadura de los maxilares superiores y el denominador la
e maxi ar in erior. Cada diente presenta dos regiones importantes: la corona y la raíz. El
esma e es la cubierta de la corona y esta conformada de depósitos de calcio endurecido,
a raíz esta revestida por el cemento, que es tejido óseo laminar. Tanto la corona como la
raíz es an conformadas por material óseo denominado dentina, en cuyo interior se encuentra
a pupa entaria conformada por vasos sanguíneos, nervios y las células que producen la
óenUna. (odontoblastos)
Estrías de Retzius
en el esmalte
Dentina
Corona
anatómicd
Surco gingival
Epitelio
gingival
Cámara
de la pulpa
Cemento
Ligamento
Periodontal
Alveolo
Canal redicular
— Agujero apical
Fig. 6.7. Estructura dental
La lengua es un órgano musculoso unido, en parte, al maxilar inferior. El órgano
lingual está revestido por una mucosa con papilas gustativas filiformes, fungiformes,
foliáceas y caliciformes; estas últimas dispuestas en V entre la porción bucal y faríngea de
la lengua.
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
102
UNMSM
3.1.1. Glándulas salivales
Son pequeños órganos en forma de racimo encargados de elaborar la saliva. Las
glándulas salivales presenta tres tipos de células: Mucosas, de función secretora, de forma
piramidal con pocas mitocondrias y escaso aparato de Golgí; Serosas, son secretoras, de
núcleo central, abundante aparato de Golgi y microvellosidades en el borde libre; y C élulas
en cesta, ubicadas entre la membrana basal y las células secretoras, al contraerse movilizan
la secreción por lo que facilitan su excreción.
Las principales glándulas salivales son:
Parótidas, situadas cerca al conducto auditivo externo, su conducto excretor
(Stenon) desemboca cerca del segundo diente molar superior.
Submaxilares, cuyo conducto excretor (Warton) se abre en la parte posterior de
la lengua.
Sublinguales, cuyo conducto excretor (Rivinus) se abre cerca al frenillo.
E xisten tam bién, glándulas salivales m enores d is p u e s ta s
citadas.(glándulas labiales, palatinas y molares)
e n tre
las
Las glándulas salivales segregan más de un litro de saliva por día. La saliva contiene
agua, albúmina, mucina, bicarbonatos, sales y una enzima llamada ptialina o amilasa
salival.
3.1.2. Digestión en la boca
Tanto la digestión química como la mecánica de los alimentos se inicia en la boca.
En el adulto humano, los dientes cortan y muelen los alimentos en pequeños fragmentos.
Conforme los alimentos son pulverizados por los dientes, la ptialina o amilasa salival lleva
a cabo la primera fase de la digestión química. Las glándulas salivales producen saliva en
respuesta al olfato, al gusto y al contacto. La ptialina o amilasa salival desdobla a pH neutro
del 5% al 10 % el almidón de los alimentos en maltosa.
Con ayuda de la lengua, los alimentos convertidos en el bolo alim enticio son
comprimidos hacia la faringe y de allí pasan al esófago mediante la deglución.
El reflejo de la deglución, es accionado por el ingreso del alimento en la farinqe y
esto hace que se eleve la laringe de tal forma que se pegue hacia la epiglotis bloqueando
los conductos respiratorios.
3.2.
Faringe
Es un conducto de 14 cm de longitud, situado delante de la columna vertebral
Presenta tres capas: mucosa, muscular y serosa. Se divide en tres zonas:
vertebral-
Rinofaringe, en comunicación con las fosas nasales.
-
Orofaringe, en comunicación con la boca, mediante las fauces.
Laringofaringe, detrás y en comunicación con la larinoe t a fannn
con el oído medio a través de la trompa de Eustaquio
S6 comunica
103
B io l o g ía
3.3.
Esófago
Es un conducto de aproximadamente, 25 cm de longitud, d e s c i e n d e verticalmente
desde la faringe, atraviesa el diafragma y se comunica con el estómago a tra^ s e c^ r ' *
Está conformado por un epitelio mucoso, una capa muscular conformada por ibras es ría
en la parte superior y lisas en la inferior, así como por una capa externa serosa.
3.3.1. Deglución y Peristalsis
La faringe es un órgano que se conecta con la laringe, con la nariz y con la boca. Este
arreglo ocasionalmente causa problemas cuando se atora el alimento. Sin ern arg
normalmente el reflejo de deglución eleva la laringe de tal manera que se cierra a g o is,
conduciendo los alimentos hacia el interior del esófago. Los músculos circu ares que
rodean al esófago se contraen en secuencia por arriba de la masa alimenticia deg u i a,
impulsándola hacia el estómago. Esta acción muscular, llamada peristaltismo, tam !en se
presenta en el estómago y los intestinos, donde ayuda a mover los alimentos a lo largo e
tracto digestivo. El moco secretado por las células que recubren el esófago ayuda a proteger o
de abrasiones y lubrica los alimentos durante su paso.
3.4.
Estómago
Es una dilatación del tubo digestivo, está situado en la cavidad abdominal (en el
epigastrio e hipocondrio izquierdo) entre el esófago y el intestino; presenta una pared anterior
y otra posterior, una curvatura menor (borde derecho) y una curvatura mayor (borde izquierdo).
La zona de comunicación con el esófago se llama cardias, y con el duodeno se llama píloro
(válvula pilórica). Las paredes del estómago están formadas por cuatro capas:
-
Capa mucosa, con numerosas glándulas que producen mucus, jucjo gástrico y
HCI.
-
Capa submucosa, donde se encuentran los nervios y vasos sanguíneos.
-
Capa muscular, formada por fibras longitudinales, circulares y oblicuas.
-
Capa serosa, constituida por tejido conectivo laxo y vasos sanguíneos.
3.4.1. Digestión en el Estómago
El estómago tiene tres funciones principales. En primer lugar, el estómago almacena
alimentos y los libera gradualmente en el intestino delgado a una velocidad adecuada para
su digestión y absorción. De esta manera, el estómago nos permite tomar alimentos en
gran cantidad y con poca frecuencia. La segunda función del estómago es ayudar
ruptura de los alimentos. Además del peristaltismo, sus paredes musculares se
3 3
produciendo movimientos que ayudan a romper grandes fragmentos de alim entos'
^
La tercera función es facilitar la degradación química gracias a la a r '
glandulas presentes en sus paredes. Las glándulas gástricas son de tres tinn« r - í 'aS
Fúndicas (mucosas, parietales, principales y argirófilas) y las Pilóricas (mucosas y céíufas
Las glándulas de las paredes del estómago secretan e n z im a w ntr
que facilitan la degradación química. Éstas incluyen gastrina ácido c S w
sustancias
y moco. La gastrina (una hormona producida por las células c \ o r
" ° 0, PePsir>ógeno
estimula la secreción de
104
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
ácido clorhídrico por células especializadas del estómago (llamadas células parietales u
oxínticas). Otras células liberan pepsinógeno (células principales o cimógenas), el
pepsinógeno es una forma inactiva de la enzima llamada pepsina que digiere proteínas, se
trata de una proteasa, que ayuda al rompimiento de proteínas en cadenas más cortas de
aminoácidos llamadas péptidos. Las condiciones tan ácidas que prevalecen en el estómago
(pH de 1 a 3) transforman al pepsinógeno en pepsina, la cual actúa mejor en medio ácido.
Según se observa, el estómago produce todos los ingredientes para digerirse a sí mismo;
sin embargo, las células que tapizan al estómago producen normalmente una gran cantidad
de moco grueso que cubre la mucosa del estómago y funciona como barrera evitando su
autodigestión.
Las células parietales producen también una glucoproteína denominada el factor
intrínseco de Castle. Este factor se une firmemente a la vitamina B 12, lo que permite que la
vitamina sea reconocida y se una a receptores específicos en el íleon, permitiendo su
absorción. La ausencia del factor intrínseco esta relacionado con cuadros de anemia
perniciosa.
Los alimentos en el estómago se convierten, gradualmente, en un líquido ácido de
consistencia gruesa llamado quimo, el cual contiene alimentos parcialmente digeridos y
secreciones digestivas. Los movimientos peristálticos impulsan el quimo hacia el intestino
delgado.
3.5.
Intestino Delgado
Es un conducto que mide, aproximadamente, 7 metros de longitud. Está unido al
estómago por el píloro y al intestino grueso por la válvula ileocecal. Comprende tres porciones:
duodeno, yeyuno e íleon.
El duodeno es una porción fija cuya longitud promedio es de 25 cm, se localiza en el
hepigastrio tiene la forma de un asa en cuya concavidad se aloja la cabeza del páncreas. A
la ampolla de Vater del duodeno llegan los conductos colédoco, que trae la bilis de la
vesícula biliar, y el de Wirsung que conduce el jugo pancreático.
La pared del intestino está constituida por cuatro capas:
•
Capa mucosa, que presenta numerosos pliegues transversales y vellosidades
intestinales que aumentan la superficie de absorción. En esta capa se encuentran
las glándulas de Lieberkühn. (Fig. 6.8.)
•
Capa submucosa, en la que se encuentran las glándulas de Brunner que seqreaan
mucus, además de vasos y nervios.
y
Capa muscular, constituida por fibras longitudinales externas y circulares internas
Capa serosa, constituida por tejido conectivo laxo y vasos sanguíneos
105
B io lo g ìa
Estómago
Colédoco
Vasos sanguíneos subm ucosos
propia
Vellosidad
Intestinal con
revestim iento
epitelial
Glándula en la
submucosa
G lándula
en la lá m ina
propia
Serosa
Muscular
externa
Capa muscular
longitudinal extema
Capa muscular
circular interna
Submucosa
Muscularis
mucosae
Nòdulo linfoíde
Fig. 6.8. Estructura básica del tracto digestivo
3.5.1
Digestión en el intestino delgado
El intestino delgado tiene dos funciones principales: digerir los alimentos hasta
pequeñas moléculas y absorber estas moléculas para llevarlas a la circulación. La primera
función es efectuada con la ayuda de secreciones digestivas que provienen del hígado, el
páncreas y las células propias del intestino delgado.
serosa
(cumena.
caps de tejido
conectivo delgada)
músculo longitudinal
(capa delgada)
músculo circular
Pliegues circulares
abundantes en la mucosa
(capa gruesa)
vellos
(múitilples
proyecciones
cubiertas de
epitelio en
forma de
dedor
provenientes
de la mucosa)
------ r- mlcrovellos
epitelio
capilares
sanguíneos
tejido conectivo
vaso
linfático
vesículas
arteria
vena
epitelio de un vello
vaso linfático
Vellos en uno de los pliegues,
sección longitudinal
Un vello
Fig. 6.9. Intestino Delgado
voluminosa del organismo, anexa al sistema digestivo; ocupa la porción superior y derecha
del abdomen, debajo del diafragma (Fig. 6.10). La parte superior del hígado es lisa y convexa
y presenta dos lóbulos; la cara inferior plana presenta un surco en forma de H cuya zona
transversal (hilio) sirve de entrada y salida para varios conductos como la vena porta, arteria
hepática, las fibras nerviosas, el conducto hepático y los vasos linfáticos.
Cada lóbulo hepático está formado interiormente por los lobulillos hepáticos que
son las unidades anatómicas y fisiológicas dél hígado. Cada lobulillo está constituido por
células hepáticas, que se ordenan alrededor de una vena central, estas células producen la
bilis.
La bilis, una vez producida, circula por unos canales (conductos biliares) hacia el
conducto hepático, del que deriva el conducto cístico que transporta la bilis a la vesícula
biliar.
Los conductos hepático y cístico se reúnen para formar el conducto colédoco que
desemboca en el duodeno.
La vesícula biliar es un órgano en forma de pera que está adherido a la superficie, en
la cara inferior del hígado.
Acción de la bilis
La función del hígado en la digestión es producir bilis, la cual es almacenada y
concentrada en la vesícula biliar y liberada en el intestino delgado por medio de los conductos
antes mencionados.
La bilis es una mezcla compleja compuesta de sales biliares, agua, fosfolípidos,
colesterol y pigmentos biliares (bilirrubina y biliverdina). Las sales biliares se sintetizan a
partir del colesterol, actuando como detergentes o emulsificantes, que dispersan los glóbulos
de grasa contenidos en el quimo en partículas microscópicas que pueden ser atacadas
fácilmente por la lipasa, enzima que degrada lípidos. Los ácidos biliares se sintetizan a
partir del colesterol y luego se conjugan con 2 aminoácidos glicina y taurina a nivel hepático
transformándose en sales biliares.
3.5.3. Páncreas
Es una glándula alargada situada profundamente por detrás del hígado y del
estómago, es una glándula que esta situada en el epigastrio. Se divide en cabeza (limitada
por el duodeno), cuerpo y cola que se une al bazo por un ligamento. El páncreas está
formado por dos componentes glandulares, uno de secreción externa, que corresponde a
las células secretoras del jugo pancreático, y otro de secreción interna (páncreas endocrino)
constituido por los islotes de Langerhans, que elaboran y vierten la insulina y el glucagon
en la sangre. Esta glándula está recorrida en toda su longitud por el conducto de Wirsung
que lleva el jugo pancreático al duodeno (Fig. 6.10).
3.6.
Acción del jugo pancreático
El páncreas exocrino produce una secreción digestiva llamada jugo pancreático el
cual es liberado en el intestino delgado. El papel del jugo pancreático es neutralizar el
quimo ácido y digerir carbohidratos, lípidos y proteínas. Un litro aproximadamente de jugo
107
B io lo g ìa
Condu
E stóm ago
Intestino
delgado
I
Conducto
pancreático
principal
Páncreas
-, Esfínter
Fig. 6.10. Hígado y páncreas
pancreático es liberado en el intestino delgado cada dia. Contiene agua, bicarbonato de
sodio y diversas enzimas digestivas. El bicarbonato de sodio neutraliza el quimo ácido en el
intestino delgado produciendo un pH ligeramente básico.
Las enzimas pancreáticas desdoblan tres tipos principales de alimentos: la amilasa
desdobla carbohidratos, la lipasa digiere lipidos y varias proteasas separan proteínas y
péptidos. Las proteasas pancreáticas incluyen a la tripsina, la q u im o trip s in a y la
carboxipeptidasa. Estas proteasas son secretadas en forma inactiva y se activan después
de que llegan al intestino delgado. Las nucleasas hidrolizan a los ácidos nucleicos hasta
nucleótidos.
3.7.
Acción del jugo intestinal
La pared del intestino delgado está tapizada por células especializadas en comoletar
el proceso digestivo y absorber las pequeñas moléculas que resultan del mismo. Estas
108
C e n t r o P r e u n iv e r s ita r io
UNMSM
células cilindricas secretan el jugo intestinal que contiene diversas enzimas:
aminopeptidasas, que convierten los péptidos en aminoácidos; nucleotidasas, que
desdoblan los nucleótidos en sus componentes; disacaridasas como la maltasa, lactasa
y sacarasa que hidrolizan los disacáridos correspondientes. Estas enzimas son secretadas
por las glándulas de Lieberkhun. Las glándulas de Brunner (duodeno) producen moco
alcalino.
El intestino delgado es muy largo (7 metros aproximadamente).
Las paredes están plegadas, lo que da lugar a grandes pliegues internos.
Los pliegues presentan numerosas proyecciones como dedos: las vellosidades
intestinales.
Las células epiteliales que cubren las vellosidades presentan microvellosidades
que en conjunto se denominan chapa estriada.
Los mecanismos mediante los cuales esta absorción se lleva a cabo son variables
y complejos. En la mayoría de los casos se gasta energía para el transporte de nutrientes
al interior de las células intestinales. Los nutrientes se difunden fuera de las células
intestinales hacia el líquido intersticial, donde penetran a la circulación.
Cada vellosidad del intestino delgado está provista con un rico lecho de capilares
sanguíneos y un solo capilar linfático llamado vaso quilífero, para llevar los nutrimentos
absorbidos y distribuirlos por todo el cuerpo. La mayor parte de los alimentos entran a la
circulación a través de los capilares; pero, las subunidades de grasa toman una vía diferente,
después de difundirse dentro de las células epiteliales son resintetizadas en grasas, se
combinan con otras moléculas y entonces son liberadas en forma de gotas dentro del
líquido intersticial. Por éste entran al capilar linfático y, finalmente, pasan a la circulación
cuando los vasos linfáticos se vacían en las venas.
3.8.
H orm onas gastrointestinales
Las hormonas gastrointestinales tienen una acción de regulación sobre el proceso
de digestión. A nivel gástrico se había mencionado a la gastrina que induce la secreción de
ácido en el estómago. A nivel intestinal se producen la secretina que induce al páncreas a
secretar bicarbonato; la colescistoquinina que estimula la secreción de enzimas
pancreáticas y la contracción de la vesícula biliar; y el péptido inhibidor gástrico (GIP) que
ante la presencia de ácidos grasos y azúcares en el intestino delgado provoca la inhibición
de los movimientos peristálticos del estómago y la liberación de ácido gástrico.
3.9.
Absorción del agua y formación de las heces en el intestino grueso
Dentro del intestino grueso fluyen los restos de la digestión. Una mezcla de agua,
grasas y proteínas no digeridas, fibras no digeribles como las paredes de las células
vegetales. El intestino grueso contiene una población de bacterias que viven en los
nutrimentos no absorbidos. Estas bacterias se mantienen sintetizando vitamina Bi 2, tiamina,
riboflavina y, de manera muy importante, vitamina K, que de otra manera sería deficiente, a
pesar de una dieta normal. Las células que tapizan el intestino grueso absorben estas
vitaminas, así como los restos de agua y sales.
Luego que la absorción se ha completado, el resultado es la formación de heces
semisólidas que consisten en restos no digeribles y restos de bacterias vivas y muertas,
< ■
< *-*
H
109
B io l o g ía
estas últimas representan el 30% del peso seco de las heces. Las heces se transportan
por movimientos peristálticos hasta que llegan al recto, la expansión de esta cámara
estimula el deseo de defecar. El color característico de las heces se debe a productos del
metabolismo de la hemoglobina, como la estercobilina y la urobilina.
ÓRGANO
SECRECIÓN
A LIM E N T O S SOBRE
LOS QUE A C TÚ A N
E N ZIM A S
PRODUCTOS
BOCA
S A LIV A
A M ILA S A
A LM ID Ó N
M A LTO S A
ESTÓMAGO
JUG O
GÁSTRICO
PEPSINA
P R O TEÍN A
PO LIP É PTID O S
AMI LASAS
LIPASA
A LM ID O N E S
G R ASAS
M A LT O S A , G LIC E R O L
y Á C ID O S G R ASO S
TRIPSINA
P ROTEÍNA
P O LIP É O PTID O S
C ARBO XIPEPTID ASAS
PO LIPÉPTID O S
A M IN Á C ID O S
NUCLEASAS
ÁC ID O S N U C LÉ IC O S
N U C LE Ó TID O S
SAC AR ASA
S AC A R O S A
A Z Ú C A R E S S IM P LE S
MALTASA
MALTOSA
A Z Ú C A R E S S IM P LE S
LACTASA
LA C TO S A
A Z Ú C A R E S S IM P LE S
POLIPÉPTID O S
A M IN O Á C ID O S
NU C LEÓ TID O S
B A S E S N IT R O G E N A D A S
Á C ID O FO SFÓ R IC O ,
P EN T O S A S
JUGO
PANCREÁTICO
IN TESTIN O
DELGADO
JUGO
IN T E S T IN A L
•
AMINOPEPTIDASAS
NUCLEOTIDASAS
.
Tabla 6.1 1 . Principales enzimas digestivas
110
4
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
Vitaminas
Son moléculas orgánicas que tienen las siguientes características:
Compuestos orgánicos relativamente sencillos.
Indispensables para el mantenimiento de la vida, actuando como coenzimas en
gran cantidad de reacciones bioquímicas.
Producidas generalmente por vegetales. Los animales, y en especial el hombre,
no suelen sintetizarlas o, si lo hacen, es en cantidades insuficientes.
Sustancias lábiles, ya que se alteran con facilidad o resisten mal los cambios de
temperatura y los almacenamientos prolongados.
4.1.
Vitaminas Liposolubles
Las vitaminas liposolubles son moléculas lipídicas y, por tanto, presentan las
propiedades características de este tipo de sustancias. Pertenecen a este grupo las
vitaminas A, D, E y K.
4.1.1. Vitamina A (retinol)
Conocida como vitamina antixeroftálmica.
Fuentes. Aparece en vegetales de color amarillo y anaranjado. También se halla en
los huevos y en la leche de vaca.
Acción. Es conocida por su acción protectora de tejidos epiteliales: mucosas, piel.
Además es necesaria para la percepción de la luz.
Déficit. Provoca la aparición de infecciones en los tejidos epiteliales y la xeroftalmia,
caracterizada por un engrasamiento y opacidad de la córnea.
Exceso. Es tóxica y produce una serie de alteraciones, como ahogo, caída de pelo,
debilidad.
4.1.2. Vitamina D (colecalciferol)
La vitamina D engloba a una serie de esteróles.
Fuentes. Arenque, salmón, sardina, extractos de hígado, leche y huevos.
Acción. Regula la absorción de Cat+, a través de la pared intestinal, la concentración
y estabilidad de Ca~ en la sangre y la formación de los huesos.
Déficit. Origina el raquitismo en los niños.
4.1.3. Vitamina E (a tocoferol)
Se la conoce también como tocoferol o vitamina restauradora de la fertilidad.
Fuentes. Alimentos de origen vegetal, sobre todo en los de hoja verde, en semillas,
aceites vegetales y también en la yema de huevo.
Acción. La acción de esta vitamina no ha sido comprobada en el hombre. Su carencia
provoca en algunos animales la aparición de individuos estériles.
111
^ c e s o
Pto.oce trastornos d,9es„»os. «
pi
W ,aT
, d.arr.ae; c „c ,„c a c o n a s da
riñón hígado, corazon, etc.
ha comprobado. rs„ roedores. otre ,a nipo»i.am,nosis prddude. además
de esterilidad, parális.a » distrofia muscular.
Exceso No produce toxicidad.
wa”:ñorrla flora
: :bacteriana
: i intestinal.
*—* - — ■»— ■- produc,da
Acción Actúa en la formación de la protrombina, sustancia necesana para
coagulación sanguínea.
Déficit. La hipovitaminosis favorece la aparición de hemorragias.
Exceso. Atóxico.
4.2.
Vitaminas Hidrosolubles
Solubles en agua, móviles y de gran difusibilidad.
4.2.1. Vitamina C (ácido ascórbico)
Fuentes. Abunda en los cítricos, en las hortalizas y en la leche de vaca.
Acción. Interviene en la síntesis del colágeno, absorción del Fe y refuerza el sistema
inmunitario.
Déficit. Provoca un cuadro de síntomas denominado escorbuto.
Complejo vitamínico B
Este complejo reúne un gran número de vitaminas: vitamina B1 o tiamina, vitamina B2
o riboflavina, vitamina PP o niacina, vitamina B6 o piridoxina, vitamina Bg o ácido fólico,
vitamina B12 o cobalamina, vitamina H o biotina y vitamina W o ácido pantoténico.
4.2.1. Vitamina B1 (Tiamina)
Fuentes. La producen muchas bacterias, hongos (levaduras), vegetales v aparece
con abundancia en la cascarilla de los cereales y legumbres
aparece
Acción. Regula el metabolismo de los glúcidos su forma ar-tiwo
»■
actúa como cofactor de vanas enzimas de, m e t a b o l i s m o t “ r t S S S S " ^
D e . « So carencia prodoce un cuadro de síntomas aenornlnatlo be
4.2.2 Vitamina B2 (Riboflavina)
,0S aliment0S- Es
í ' . r ^ : S
t Origina alteraciones cop™ ,
^
por bacterias, levaduras
nUC,eÓ‘Íd^ V «
FMN (flavin-mono-
'es como el enrojecimiento e irritabilidad de labios, lengua.
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
mejillas y ojos; éstos, además, acusan molestias frente a la luz (fotofobia).
4.2.3. Niacinamida
Esta vitamina también es conocida con los nombres de ácido nicotínico o vitamina
PP (preventina de la pelagra).
Fuentes. Es producida por hongos, por lo que abunda en alimentos obtenidos por
fermentación con levadura. También es abundante en la leche y en la carne.
A cción. Forma parte del NAD (nicotín-adenín-dinucleótido) y del NADP (fosfato de
NAD).
Déficit. Aparición de la pelagra.
Exceso. Su exceso provoca trastornos como sonrojo, quemazón y picazón en la piel.
4.2.4. Vitamina B12 (Cobalamina)
Fuentes. Es producida por las bacterias intestinales.
A cción. Interviene en el metabolismo de formación de proteínas y ácidos nucleicos;
actúa en la eritropoyesis.
D éficit. Provoca anemia denominada perniciosa.
4.2.5. Biotina
Fuentes. Es producida por los vegetales y por las bacterias. Los animales obtienen
la biotina por absorción a través de la pared intestinal en donde la flora bacteriana
también la produce.
A cción. Actúa en reacciones de fijación de C 0 2 (Reacciones de carboxilación).
Déficit. Su carencia origina palidez, descamación de la piel, dolor muscular y anemia.
B io l o g ìa
CAPÍTULO VII
C ir c u la c ió n y t r a n s p o r t e . M e c a n is m o s de t r a n s p o r t e en v e g e t a le s .
S istem a c ir c u la t o r io en
a n im a l e s
. S is te m a c i r c u l a t o r i o h u m a n o : O r g a n o s y
fis io lo g ía . C ir c u la c ió n l i n f á t i c a . S is te m a I n m u n o ló g ic o .
1.
CIRCULACIÓN Y TRANSPORTE
Todos los seres vivos, luego de tomar materia y/o energía del medio ambiente,
necesitan que ésta circule en el interior del organismo para que se cumplan las diferentes
etapas del metabolismo.
2.
MECANISMOS DE TRANSPORTE EN VEGETALES
Las plantas necesitan un eficiente medio de transporte para llevar el agua y los
minerales esenciales a las hojas donde se requieren para la fotosíntesis. Por otro lado, las
sustancias nutritivas, formadas como resultado de la fotosíntesis, deben ser transportadas
hacia los diversos órganos para sus procesos de respiración, tra n sfo rm a ció n y
almacenamiento.
2.1.
Ingreso y Transporte del Agua y Solutos por la Raíz
La absorción del agua tiene lugar principalmente a nivel de los pelos absorbentes
de la raíz. Debido a la presión osmótica, gran parte del agua se difunde a través de las
paredes, que son permeables (simplasto), y de los espacios intercelulares del parénquima
cortical (apoplasto) hasta la endodermis, ésta es una capa de células que presentan las
bandas de Caspari, las cuales son engrosamientos parciales de la pared (Fig. 7.1); estas
bandas impiden la libre difusión.
El agua atraviesa las células de la endodermis por osmosis, así pues, la r a í z funciona
como un osmómetro en el cual la endodermis actúa como una membrana osmóticamente
activa. Los iones ingresan generalmente por transporte activo.
2.2.
Ascenso del Agua por el Xilema
El agua asciende desde las raíces hasta las hojas por los vasos del xilem a
(conductos con paredes lignificadas) (Fig. 7.2). La transpiración, a través de los estomas,
. crea una demanda de agua quizá suficiente para explicar el ascenso continuo del agua
desde la raiz hasta el ápice de la planta, aun en contra de la gravedad. La energía solar,
responsable de la transpiración sería, por lo tanto, el origen del ascenso de la savia bruta.
Este movimiento ascendente del agua es explicado por la "Cohesión-Tensión” según
d? T a, en el proceso de ^ P ^ c i ó n proporciona energía necesaria,
ta
m b a como
nwm o
ÍS 2 por
lastranspiración".
moléculas de agua hacia las hojas. A esta teoria se le conoce
idmoien
arrastre
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
E! agua viaja a través de las
paredes celulares y los espacios
intercelulares
El agua cruza una
m em brana plasm ática
Membrana
plasmática
Endodermis
Pericicio
Elementos
traqueales
r
Las bandas de Caspari impiden que
el agua del apoplasto pase entre las
células endodérmicas e ingrese en
el estele
\
El agua debe entrar primero en
las células endodérmicas vivas;
al ingresar en el simplasto pue­
de evadir las bandas de caspari
Corteza
Endodermis
Médula
Bandas de Caspari
Fig. 7.1. Corte transversal de la raíz
UNMSM
A
^
o r
<
* i *
115
Este mecanismo trabaja de la siguiente manera:
-
Las moléculas de agua que ingresan al xilema se mantienen fuertemente unidas
por puentes de hidrógeno, formándose una columna de agua muy resistente.
Esta «cohesión» entre las moléculas permite mantener unida a toda la columna
de agua dentro del xilema.
-
A su vez, la transpiración que está ocurriendo en las hojas produce una fuerza de
tensión, que proporciona la energía para mover el agua en forma ascendente,
ingresando el agua por osmosis desde el xilema al mesófilo. Esta tensión se
extiende hasta las raíces.
evaporación
en las hojas
cohesión de las
moléculas del agua y
a las paredes del
xilema, mediante los
enlaces de hidrógeno
f/,
¿¿V
m
Y j
el agua penetra en el
cilindro vascular de
Fig. 7.2. Ascenso del Agua
116
2.3.
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
Transporte de la Savia por el Floema
Los materiales orgánicos, producidos como resultado de la fotosíntesis, necesitan
ser transportados a otras regiones de la planta donde se usan para el crecimiento, síntesis,
reproducción o almacenamiento. Se conoce que este flujo de materiales es muy rápido, de
25-200 cm/h, y no se explica por difusión ya que el flujo sería de sólo 0,2 mm/día.
El movimiento descendente de la savia elaborada se explica mediante la «Teoría del
Flujo de Masas», la que está basada en las diferencias de presión osmótica entre las
células de las hojas con fotosíntesis activa y las de las raíces. A esta teoría también se le
conoce como «Modelo de flujo de masas».
La fotosíntesis determina la producción de gran cantidad de azúcares que son
transferidos activamente al interior de las células del floema de las nervaduras foliares;
como resultado de ello el potencial osmótico llega a ser muy bajo y el agua penetra de las
tráqueas del xilema por osmosis.
La presión hidrostática, así producida en el floema, obliga a la savia a descender por
los tubos cribosos hacia las raíces.
Al otro extremo de la planta, en las raíces y tallos, la sacarosa está siendo utilizada
como substrato respiratorio o es almacenada como almidón. El contenido de sacarosa de
estas células es bajo, por lo tanto hay menor presión.
Se establece un gradiente de presión osmótica entre la fuente de sacarosa (en las
hojas) y la zona de utilización (raíces y otros tejidos); como ambos tejidos están unidos por
el floema, los líquidos fluyen desde las hojas a otros tejidos a lo largo de los tubos cribosos
(Fig. 7.3). Es así como los solutos orgánicos pueden ser transportados hacia las raíces de
la planta o hacia las flores, frutos y hojas jóvenes.
Vapor de agua
difundido a través de
los estomas
Evaporación del
agua desde el
Mesofilo de la hoja.
C élu la del
M e s ó filo
V asos
X ilem a
La tensión del agua
en las vasos del
apoplasto en las
células Mesófilo.
La tensión tira la
columna de agua de
arriba hacia abajo
en el xilema de los
vasos de las hojas.
CLas moléculas de
agua cohesionadas en
columnas desde la
raiz hacia las hojas.
Las moléculas de
agua cohesionadas
en columnas desde la
raíz hada las hojas
/
Pelo radica
Movimiento del agua
hacia los pelos
radicales por
osmosis
v------------------
Fig. 7.3. Circulación de agua
\
117
B io lo g ía
SISTEMA CIRCULATORIO EN ANIMALES
3.
En los animales menores de 1mm de diámetro los materiales se transportan al
interior del cuerpo por difusión Sin embargo, en animales de mayor tamaño el sistema
circulatorio se encarga del movimiento de la sangre a través de los vasos, llevando a las
células sustancias nutritivas y 0 2 y recogiendo C 0 2 igualmente transporta sustancias de
desecho como úrea.
3.1.
Sistema Circulatorio Abierto
Es un sistema donde el fluido (hemolinfa) es bombeado por uno o más corazones,
a través de vasos sanguíneos que desembocan en una cavidad denominada hemocele,
dentro de la cual la hemolinfa baña directamente a los tejidos, la que retorna al corazón a
través de los ostiolos. Este sistema se presenta en crustáceos, arañas, insectos y moluscos
(excepto cefalópodos). (Fig. 7.4).
3.2.
Sistema Circulatorio Cerrado
La sangre está confinada a vasos, esto permite un transporte más rápido y mayor
control de su distribución.
B. Molusco
Estómago
Arteria que
se dirige al pie
Branquias
Vena desde el píe
En los moluscos, un sistema de vasos drena los espacios
intercelulares y retorna la sangre al corazón
Fig.7.4. Sistema Circulatorio abierto de los insectos y m oluscos
El bombeo del corazón mantiene una presión alta, y los procesos de vasodilatación
y vasoconstricción aseguran una distribución controlada de la sangre. Este sistema se
presenta en cefalópodos (pulpos, calamares), anélidos, equinodermos y vertebrados. Estos
últimos presentan dos sistemas diferentes de circulación sanguínea.
3.2.1. Circulación simple
La sangre pasa sólo una vez por el corazón durante una circulación completa por el
cuerpo. Se presenta en peces y tiene la desventaja de que la presión sanguínea se va
reduciendo cada vez más hasta que la sangre regresa al corazón (Fig. 7.5.a). Debido a que
por el corazón sólo circula sangre venosa, no hay mezcla de sangre, por lo que la circulación
en los peces es simple y completa.
3.2.2. Circulación doble
pasar ñor
n0|S0, *3 sangre pasa dos veces Por el corazón. Regresa a éste después de
u mones y antes de ser bombeada a los tejidos. Este sistema ayuda a
118
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
mantener una presión sanguínea alta y una circulación más rápida; se presenta en anfibios,
reptiles, aves y mamíferos (Fig. 7.5.b y c).
En los anfibios y reptiles la circulación es doble e incompleta, en cambio en las aves
y mamíferos la circulación es doble y completa.
b) anfibios
c) 3ves
Fig. 7.5. Circulación Simple y Doble
4.
SISTEMA CIRCULATORIO HUMANO
4.1.
Vasos Sanguíneos
V
mamíferos
Tom ado de Starr - T aggart B iología
unidad y diversidad de la vida
En una circulación cerrada hay 3 tipos de vasos:
-
Arterias, vasos que nacen del corazón y conducen sangre a los d ife re n te s te jid o s .
-
Venas, vasos que recogen sangre de los órganos y la llevan al c o ra zó n .
Capilares, son los más pequeños y unen arterias con venas.
El estudio histológico de las arterias y venas m uestra que p re s e n ta n tre s tú n ic a s :
íntima, media y adventicia (Fig. 7.6) (Tabla 7.1).
Endotelio
119
B io lo g ía
C aracterística
A rte ria s
Venas
C ap ilares
• Pared muscular
Gruesa
Delgada
Ausente
• Tejido elástico
Abundante
Escaso
Ausente
• Lumen (diámetro)
Pequeño
Grande
Grande
• Permeabilidad
No
No
Sí
• Válvulas
Aorta,
pulm onar
En todas
Ausentes
• Transporte de
sangre
Sacan sangre
del corazón
Llevan sangre
al corazón
Unen
arterias a venas
• Contenido de 0 .
en la sangre
Oxigenada,
excepto art.
pulm onar
Desoxigenada,
excepto
pulm onar
Cambia:
vena oxigenada a
desoxigenada
• Presión
Alta
Baja
Reducida
• Movimiento
Rápido
Lento
Lento
Tabla 7.1. C ara c te rís tic a s de los v as o s s a n g u in o s
4.2.
Corazón
El corazón, en sí mismo consta, principalmente de músculo cardíaco ricam ente
abastecido con vasos sanguíneos (arterias coronarias) también contienen tejido conectivo
que le confiere resistencia y ayuda a evitar el desgarramiento muscular.
Se divide en cuatro cavidades, dos aurículas o atrios y dos ventrículos.
Las aurículas reciben la sangre que pasa luego a los ventrículos. La aurícula derecha
y el ventrículo derecho constituyen el corazón derecho que recibe la sangre de la cabeza y
el cuerpo, la cual desemboca en la aurícula derecha a través de las venas cavas. En la
pared de la aurícula derecha se sitúa el nodulo sinusal o atrial (marcapaso No. 1).
La aurícula y el ventrículo izquierdo constituyen el corazón iz q u ie rd o que recibe la
sangre de la circulación pulmonar, la que desem boca a tra vés de las cu atro ve n a s
pulmonares en la aurícula izquierda.
Los ventrículos, son cámaras bombeadoras de paredes gruesas. El ve n trícu lo
derecho es menos musculoso que el izquierdo, pues sólo im pulsa sangre hasta los
pulmones a diferencia del ventrículo izquierdo que impulsa la sangre a la cabeza y el cuerpo
hasta las extremidades.
El septo o tabique separa el corazón derecho del izquierdo, se divide en dos partes
no separadas: la superior o tabique interatrial, y la inferior o tabique interventricular Este
último es especialmente importante, ya que por él discurre el fascículo de His que Dermite
llevar el impulso a las partes más bajas del corazón.
Válvulas
Separan una cavidad de otra, evitando que exista flujo retrógrado. Están situadas en
S
“
" S
’
10 * ^ '< ™ ™ i e e l < , r , s) y. entre los v , ntr¡eu, „ s » las
120
C entro P reuniversitario
UNMSM
1. Válvula tricúspide, separa la aurícula derecha del ventrículo derecho.
2. Válvula pulmonar (sigmoidea), que se encuentra entre el ventrículo derecho y la
arteria pulmonar.
3. Válvula mitral o bicúspide, que separa la aurícula izquierda del ventrículo izquierdo.
4. Válvulas aórtica (sigmoidea), se encuentra entre el ventrículo izquierdo y la arteria
aorta.
Para evitar que las válvulas se inviertan bajo la presión de la sangre, se unen a
músculos papilares de la pared ventricular por fibras conocidas como cuerdas tendinosas.
aorta
artería pulmonar (hacía el
pulmón izquierdo) vá|vulas sem¡lunares
vena cava superior
arteria pulmonar
(hacía pulmón
derecho)
atrio izquierd
venas pulmoríare
(provienen del pulmón derech
venas pulm onares
provienen del
pulmón izquierdo)
atrio
derecho
válvula
atrioven tricu lar
(bicúspide)
válvula
atrioventricular
(tricúspide)
ventrículo izquierdo
ventrículo
derecho
vena cava
inferior
1septum
ventricular
^septum m iocardio
aorta descendente
(hacia la parte inferior
del cuerpo)
Fig. 7.7. Corazón humano
4.2.1. Latido cardíaco
El corazón es miogénico, el latido se inicia en el músculo cardíaco y no necesita de
un impulso nervioso de fuera. El latido se inicia en el nodulo sinusal (NS) que se encuentra
en la aurícula derecha, determina la frecuencia básica (marcapaso). Esta señal se transmite
fì/io e
0
S o F t f
121
B io l o g ía
hacia el Nodo Auriculo Ventricular (NAV) situado en la base de la aurícula derecha, (figura
7.8)
El corazón humano se contrae 70 veces/min. El latido se compone de sístole
(contracción del corazón) y diàstole (relajación del corazón).
El sistema nervioso autónomo regula al latido cardiaco. Así, la acetilcolina, liberada
por las terminaciones nerviosas del sistema parasimpàtico disminuye la frecuencia del
latido cardiaco; y la norepinefrina, que es liberada por las terminaciones nerviosas del
sistema simpático, acelera la frecuencia del latido cardiaco.
Nodo
senoauricular
(NS)
Nodo
auriculoventricular
(AV)
Haz de His
Fibras de Purkinje
Fig. 7.8. Latido Cardiaco
4.2.2. Ciclo cardíaco
Es un conjunto de fenómenos eléctricos, mecánicos y hemodinámicos que ocurren
en el corazón durante una sístole y una diástole. Dura aproximadamente 0,9 s. Presenta 4
fases:
-
Fase de llenado ventricular. Se inicia cuando se abren las válvulas aurículoventriculares (AV). La sangre pasa de aurícula a ventrículo debido a la diferencia
de presiones; al final de la fase las aurículas se contraen impulsando la sangre
con más fuerza. Dura 0,5 s.
Fase de contracción isovolumétrica. Las válvulas AV y sigmoideas están cerradas,
el ventrículo en este momento es una cámara cerrada. El corazón empieza a
contraerse acortando la distancia entre la punta y la base, la presión ventricular
aumenta; pero no entra ni sale sangre. Dura 0,1 s.
122
C e n t r o P r eu n iv er s itar io
UNMSM
Fase de eyección. Llega un momento en que la presión del ventrículo supera a la
presión de las grandes arterias pulmonar y aorta, es en este instante que se
abren las válvulas sigmoideas y sale la sangre. Dura 0,2 s.
Fase de relajación isovolumétrica. La sangre sale hasta que la presión en las
grandes arterias supera a la del ventrículo y se cierran las válvulas sigmoideas.
El ventrículo es ahora una cámara cerrada que se está relajando con un volumen
de sangre que no varía. Simultáneamente, está entrando sangre a la aurícula
hasta que la presión en la aurícula supera a la del ventrículo y se abren las
válvulas AV; estamos de nuevo en la fase de llenado. Dura 0,1 s. (Fig. 7.9).
Fase final de la diàstole
Sístole auricular
C IC L O
C A R D IA C O
---------------------
Sístole ventricular
I
« ------------ -
Contracción ventricular
isovolumétrica
www. carampagne.cl
Fig. 7.9 Corazón humano: Ciclo cardíaco
4.2.3. Ruidos cardíacos
-
Primer ruido, se produce por el cierre de las válvulas bicúspide y tricúspide, y
coincide con el comienzo de la sístole.
-
Segundo ruido, se produce por el cierre de las válvulas semilunares, y coincide
con el final de la sístole.
123
B io l o g ìa
rm rrrm i
4.2.4. Pulso arterial
Es la distensión de la pared elástica de
onda, ocurre 70 veces/min.
las arterias que se transmite en forma de
4.2.5. Presión arterial
Consiste en la fuerza ejercida por la sangre contra las paredes de los vasos
sanguíneos; la presión es directamente proporcional a la fuerza de contracción cardiaca,
volumen de sangre y resistencia periférica. En el hombre, los valores promedio de presión
son:
4.3.
-
Presión sistòlica = 120 mm Hg
-
Presión diastólica = 80 mm Hg
Plan General del Sistema Circulatorio de los Mamíferos
El propósito del sistema circulatorio es llevar sangre a las diferentes partes del
cuerpo. Para este objetivo, a cada órgano le llega una arteria desde el corazón y una vena se
encarga de regresar la sangre. Usualmente estas arterias y venas son nom inadas
anteponiendo el nombre del órgano al adjetivo apropiado, por ejemplo: cada riñón tiene una
arteria y vena «renal» (Fig. 7.10).
vena yugular
vena subclavia
cabeza y
cuello
brazos
arteria pulmonar pulmones
vena cava
vena hepática
vena porta hepática
A.D.
A.l.
V.D.
V.l.
hígado
=^ T ~
estómago e
intestinos
vená renal
arteria carótida
arteria subclavia
vena pulmonar
I
I
i
1
M ----------- -i
arteria aorta
arteria hepática
arteria gástrica y
mesentérica
^ ____ arteria renal
riñones
vena genital
gónadas
____ f?rteria_genital
vena iliaca
piernas
arteria iliaca
Fig. 7.10. Esquema del Sistema Circulatorio de los Mamíferos
i
i
i
i
i
i
i
i
Ai
i
\
124
4.4.
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
Funciones de la Sangre
Su principal función es el transporte de:
Gases respiratorios: 0 2, transportado por la hemoglobina en los eritrocitos C 02,
transportado como ion bicarbonato en el plasma.
Productos de la digestión: glucosa, aminoácidos, vitaminas.
-
Sales: Ca, I, Fe, etc.
Productos excretorios: úrea.
Hormonas.
Calor: el calor metabólico es transportado desde el hígado y los músculos a
todas las partes del cuerpo.
4.4.1. Coagulación sanguínea
Si se rompe un vaso, se debe prevenir la pérdida de sangre porque la presión
sanguínea puede disminuir de forma peligrosa. Por otro lado, no debe ocurrir coagulación
durante la circulación normal, el coágulo puede cortar la administración de sangre a un
órgano vital y producir la muerte por trombosis.
Por las consideraciones anteriores, el proceso de coagulación es complejo e
involucra varias etapas:
5.
-
Las células dañadas y plaquetas, liberan tromboplastina.
-
En presencia de Ca+* y Vit. K, la tromboplastina convierte a la protrombina del
plasma en trombina.
-
La trombina convierte al fibrinógeno soluble en fibrina insoluble.
-
La fibrina forma una red de hilos que atrapan glóbulos rojos que forman un
coágulo debajo del cual se lleva a cabo la reparación de la herida.
CIRCULACIÓN LINFÁTICA
El líquido intersticial que se acumula fuera de los capilares sanguíneos es recuperado
hacia el torrente sanguíneo gracias al sistema linfático. Cuando este líquido ingresa a los
vasos linfáticos se le denomina linfa. El sistema linfático se encarga de eliminar el exceso
de líquido intersticial retomándolo hacia la sangre, transporta grasas desde el intestino
delgado hacia la circulación sanguínea y ayuda a combatir las infecciones mediante los
ganglios linfáticos.
Este sistema está formado por los ganglios linfáticos, que se distribuyen por varios
puntos del cuerpo como las axilas, el cuello, la ingle etc. Los ganglios actúan como filtro
para materia particulada como los microorganismos, evitando que lleguen a la circularan
general. Es el lugar donde los glóbulos blancos se activan para la defensa del cuerpo
125
6.
SISTEMA INMUNOLÓGICO
El hombre dispone del Sistema inmunológico para destruir los agentes extraños o
antígenos. Este sistema es el responsable de la conservación del «yo biológico».
Antígenos, son elementos que, introducidos en el organismo, inducen una respuesta
inmune especifica, por ejemplo la producción de anticuerpos. Los antigenos (Ag) pueden
penetrar en el organismo por vía respiratoria, digestiva o cutánea. Los antigenos más
C e n t r o P r eu n iv e r s it a r io U N M S M
b a r t e r i Í IT n Z T '™ * ^
^
S® encuen,ran en ci^ o s componentes de virus,
bacterias, protozoos, hongos, parasitos, toxinas y venenos de tamaño suficiente y
compos,con apropiada, los tumores y las células neoplásicas, los trasplantes y las células
o moléculas transfundidas de animales no idénticos genéticamente.
Los antigenos pueden ser reconocidos por sus respectivos anticuerpos mediante
una sene de pruebas inmunoserológicas, las que se emplean para el diagnóstico de
enfermedades producidas por bacterias, virus, hongos y parásitos.
6.1
Componentes del Sistema Inmunológico
El sistema inmunológico consta de seis componentes principales, tres de los cuales
son diferentes tipos de células y los otros tres, son proteínas solubles Estos seis
componentes pueden encontrarse en la sangre, en la linfa y en los fluidos biológicos.
A.
Células: granulocitos, monocitos y linfocitos
En los mamíferos, son producidas por la médula ósea. Las tres categorías de células
inmunológicas son granulocitos (neutrófilos), monocitos/macrófagos y linfocitos.
Los granulocitos son las células con núcleo más abundantes en la sangre Estas
células fagocitan los antígenos que penetran en el cuerpo, sobre todo si estos
antigenos han sido recubiertos por anticuerpos (ínmunoglobulinas). Una vez
ingeridos, los antígenos suelen ser destruidos por las potentes enzimas de los
granulocitos.
Los m onocitos constituyen un pequeño porcentaje de las células sanguíneas;
cuando se encuentran localizados en los tejidos, experimentan cambios físicos y
morfológicos, y reciben el nombre de macrófagos. Los monocitos también ingieren
sustancias extrañas, interaccionan con las Ínmunoglobulinas y contienen enzimas
potentes dentro de su citoplasma. Sin embargo, los monocitos alteran a los antígenos,
haciendo que la respuesta inmune de los linfocitos. sea más fácil y más eficaz.
En algunos aspectos, los linfocitos son las células más importantes del sistema
inmunológico. Existen dos tipos de linfocitos: los linfocitos B y T. Los linfocitos B
maduran en la médula ósea y después de una exposición al antigeno se transforman
en células plasmáticas, que son las únicas que producen anticuerpos (proteínas
denominadas Inmunoglobulinas) por lo cual son responsables de la Inm unidad
Humoral
m
Los linfocitos T, maduran en el timo y son responsables de la Inmunidad Celular es
decir, atacan y destruyen directamente a los antígenos (Linfocitos T asesinos);
suprimen la respuesta inmunológica global (Linfocitos T supresores) y amplifican
y regulan a los otros componentes del sistema inmunológico (L in fo c ito s T
cooperadores). Los linfocitos secretan gran variedad de proteínas o citoquinas. Los
linfocitos T constituyen el 70% de todos los linfocitos.
d
Los linfocitos T y los linfocitos B tienen la capacidad de recordar, desde e! punto de
vjsta bioquímico, una exposición previa a un antígeno específico; de manera que si
la exposición es repetida puede producirse una destrucción más rápida del antígeno
(memoria inmunológica).
d
Las células del sistema inmune se encuentran en los g a n g lio s lin fá tic o s
(componentes del Sistema linfático), el bazo, las amígdalas palatinas y el apéndice.
*■
m
m
*
%
*
*
B iología
B.
¡ A lM O fc .
^
= >® H
Proteínas: Anticuerpos, citoquinas y proteínas del com plem ento
Se encuentran en mayor concentración en el plasma sanguíneo.
inm unoglobulinas se combinan de manera específica con un i
contribuyen a su eliminación.
Las citoquinas son compuestos solubles, responsables en
regulación de la respuesta inmunológica. Si son secretadas por os i
el nombre de Mnfoquinas; si son secretadas por los monoci o ,
m onoquinas. Algunas citoquinas amplifican o incremen an
inmunológica que está en curso, otras hacen que las célu as pr
pueden suprimir una respuesta inmunológica en funcionamiento.
a n tíge n o y
^
^
rec¡ben
denominan
^ re spuesta
otras
Las proteínas del complemento forman una fam ilia de com puestos, ^ ueJ
las inmunoglobulinas, actúan para propiciar una respuesta inmuno ogica
Una vez que un anticuerpo se une específicamente a su antígeno, as pr
complemento pueden unirse al complejo fo rm a d o , facilitando que as
inmunológicas lleven a cabo la fagocitosis o causen la lisis de las ce u as in
.
Esta inmensa diversidad, la capacidad de recordar (memoria inmunológica), la
especificidad de la respuesta inmune y la capacidad sui generis de iscriminar
entre lo propio y lo extraño son características propias del sistema inmunológico.
6.2.
La Respuesta Inmunológica
Los seis componentes del sistema inmunológico actúan como un todo para
desarrollar una respuesta inmunitaria eficaz. El proceso básico es el siguiente (Fig. 7.12):
cuando un antígeno patógeno, por ejemplo una bacteria, consigue superar la primera línea
de defensa del cuerpo, por ejemplo la piel, es detectado y atacado por los granulocitos y los
monocitos. Si no es la primera vez que ese antígeno ingresa, lo más probable es que ya
existan anticuerpos que lo ataquen y neutralicen, ayudados por las proteínas del
complemento.
Los fagocitos que han ingerido al Ag. interaccionan con los linfocitos T cooperadores,
estos activan rápidamente a los linfocitos T asesinos o a los lin fo c ito s B y como
consecuencia estos últimos se diferencian en células plasmáticas o plasmocitos muy
especializados en la producción de anticuerpos contra el Ag. invasor. Si todo funciona, el
sistema inmunológico supera a la bacteria, de manera que la enfermedad está bajo control,
en este momento se ponen en funcionamiento mecanismos autorreguladores supresores
que detienen la respuesta inmunológica; las citoquinas tienen gran importancia en este
proceso supresor. Cuando la infección ha llegado a su fin una parte los linfocitos B ahora
llamados células memoria, quedan circulando en la sangre. La próxima vez que el antíqeno
ingrese al cuerpo las células memoria producirán anticuerpos para destruir el antígeno
Si el sistema inmunológico no está autorregulado de una manera adecuada «
pueden originar otras enfermedades de naturaleza inmunopatológica como art'rm!
reumatoidea, lupus eritematoso, vitÍligo, psoriasis, alergias, etc
liS
Las mmunodeficiencias congénitas (primarias) o adquiridas
■ x.
una adecuada respuesta inmune y exponen al organismo a una serie de »n f
im P'den
y oportunistas, varian desde anormalidades beniqnas ha<=ta H f
Patogenos
incompatibles con la vida. En los últimos años, la inmunodeficiencia'que I T " T * S6VeraS
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
atención ha sido el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) producida por el Virus
de la Inmunodeficiencia Humana (VIH).
Lugar de
enlace
Anticuerpo
Célula*B
Bacteria con
antigeno en
su superficie
Célula
productora de
anticuerpos
Enlace con el
antígeno en la bacteria,
la cual es destruida
por el macrofago
Célula de
memoria
Fig. 7.12. Respuesta inmunológica
7.
Alexander^
INMUNIDAD
Es la capacidad de un organismo para resistir al ataque de agentes patógenos.
Existen dos clases de inmunidad:
A.
ACTIVA, como consecuencia de una respuesta inmune adecuada, puede ser de dos
tipos:
-
Natural: como resultado de una infección. Por ejemplo, luego de una enfermedad
como sarampión, varicela, hepatitis A, etc.
-
Artificial: se logra por la aplicación de vacunas (inmunoprevención), el individuo
no sufre la enfermedad. La vacuna contiene el o los antígenos apropiados que
son administrados como:
Microorganismos vivos atenuados: han perdido su virulencia durante el
proceso de preparación de la vacuna, pero mantienen sus antígenos. Ejemplo:
Vacunas del sarampión, polio, rubéola, varicela, parotiditis, fiebre amarilla,
tuberculosis (BCG o Bacilo de Calmette y Guérin), tifoidea (se encuentra en
evaluación).
Productos de los microorganismos patógenos: toxinas convertidas en
toxoides («atenuadas»). Ejemplo: tétanos, difteria, y cólera (en evaluación).
Por tecnología de DNA recombinante: consiste en aislar los
genes
responsables de codificar antígenos inmuno estimulantes e insertarlos en el
DNA de un organismo «vector», de ese modo se logra producir grandes
cantidades del antígeno que posteriormente es empleado como vacuna. Ejemplo:
la vacuna para la hepatitis B.
B io l o g ía
B.
PASIVA: es una inmunidad temporal y consiste en el pasaje de
específicos elaborados por otro organismo. Puede ser de dos tipos.
Natural: cuando los anticuerpos pasan de la madre al feto o a través
materna al recién nacido.
-
8.
Artificial: es la inyección de anticuerpos específicos contra a n t'^ 0n^ tjO^ (j j COS)
toxoides tetánico y diftérico, o contra venenos de serpientes (suero
ta m bién
o de arañas, Estos anticuerpos, generalmente, se elaboran en ca a
se pueden utilizar anticuerpos purificados de origen humano.
SISTEMA EXCRETOR
La excreción es el proceso mediante el cual los organismos eliminan sus deS^ ,
metabólicos. En los seres humanos esos desechos se acum ulan en form a de orina,
o lágrimas. Solamente los materiales resultantes de las actividades m etabólicas que ocur
en la estructura celular del organismo pueden ser considerados como productos excre ono
La excreción tiene como fin mantener el equilibrio interno de todo ser vivo.
Los principales productos excretorios son el C 0 2, el agua y el nitrógeno. El exceso de
am inoácidos producidos en la digestión de proteínas no se almacena, el NH2 es co nve rtid o
en NH3 y el resto de la molécula es oxidada para producir energía. El amoníaco es altam ente
tóxico y debe eliminarse rápidamente.
Los organismos multicelulares convierten el amoníaco en úrea o ácido úrico, la úrea
se elimina con la orina mientras que el ácido úrico forma cristales insolubles. Las células,
como producto de su metabolismo, producen sustancias que deben ser eliminadas por un
sistema excretor, el cual tiene como principales funciones las siguientes:
Excreción de desechos nitrogenados: úrea, ácido úrico y amoníaco.
8.1.
Osmorregulacíón, para mantener el balance de agua y solutos en el organismo.
Ejemplos en algunos organismos
Los animales y otros organismos viven en una variedad de hábitats, por lo tanto
deben enfrentar diferentes problemas de balance de agua.
8.1.1. Protozoarios
Debido a su tamaño, su superficie está en relación a su volumen, esto permite que
los productos de desecho difundan rápidamente a través de la membrana plasmática
Los protozoarios de agua dulce son hipertónicos en relación al medio que la rodea
de esta manera el agua entra constantemente a la célula por osmosis' el exceso de aauá
es eliminada a través de la vacuola contráctil, proceso que requiere gasto de energía
8.1.2. Hidrozoarios
La hidra es un celentéreo que vive en estanques de agua dulce y reoresonta ,
,
de organización tisular en el reino animal. Su cuerpo está formado por dos r a o S S
i i
una capa externa o epidermis y una interna o gastrodermiccélulas:
encuentra lejos de la superficie, la excreción se hace Dor difñciA
.nm9una célu|a se
eliminan los desechos del metabolismo.
esta manera se
130
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
8.1.3. Platelmintos
a
Canal excretor
Células
del tùbulo
Poro
excretor
Células
flamígera
Núcleo
b
r Los líquidos corpo­
rales ingresan en el
espacio cerrado por
, la célula flamígera. J
... y son conducidos por los túbulos
hacia el poro excretor por el movi­
miento rítmico de los cilios de esta
célula
8.1.4. Anélidos
Fn rada anillo de la lombriz de tierra se presentan un par de órganos especializados
t
¿«tni son túbulos abiertos por ambos extremos, de los cuales el
llamados nefri
■
g| ce|orna por medio de un embudo ciliado Alrededor de cada
interno esta cone
canilares lo que permite que puedan eliminarse los desechos
,ÚWO se dispone una raede
^ q jp ^ ^
^
^ ^
^
^
acumulados en la co
n l¡m x¡ 8e reabsorbe agua y oirás suslancias como glucosa.
el embudo pasa a tra
concentran y se expelen fuera del organismo (Fig 7 14)
mientras que los residuos inumc
lllll
Fig. 7.13 (a) Aparato excretor y (b) protonefridios de planaria
w w y y u iiiu u i
Presentan un sistema excretor primitivo denominado protonefridio, constituido de
células flamígeras, las cuales están dispuestas por separado. La agitación de una borla
ciliar de estas células especiales impulsan el fluido (agua y desechos metabólicos) a
través de los túbulos excretores y hacia el exterior del cuerpo. La agitación de los cilios se ha
comparado a la oscilación de la llama, de donde le viene el nombre a estas células (Fig.
B io l o g ìa
131
celoma
(contiene
liquido celómico)
intestino
nefridios
nervioso ventral
nefrostoma
poro
excretor
Fig. 7.14 Nefridios de lombriz
http.laciencia/biologia/fisiología
8.1.5. Insectos
Su sistema excretor consiste de un grupo de tubos con el extremo distal cerrado que
se proyecta en la cavidad del cuerpo (hemoceloma). Estos túbulos de Malpighi desembocan
en la unión del intestino medio y posterior. Las células del insecto liberan ácido úrico, el cual
es tomado activamente por los túbulos en donde este ácido precipita como cristal y que
luego pasa al recto para ser eliminado (Fig.7.15).
Fig. 7.15 Túbulos de Malpighi en insectos
132
C
entro
P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
8.1.6. Peces
Teleósteos de agua dulce. Debido a que sus fluidos tienen una concentración de
sale s m a yor al del m edio que los rodea (h ip e rtó n ic o s ), el agua entra
constantemente por osmosis al cuerpo del pez a través del epitelio branquial.
Para eliminar el exceso de agua hay gran producción de orina y excreción de
amonio por los riñones y otros solutos por las branquias, estos solutos son
reemplazados por acción de las células de la sal que se encuentran en las
branquias y en menor grado por la dieta.
Teleósteos m arinos. Sus fluidos son hipotónicos con respecto al agua de mar
que tiene mayor concentración de sales; es por esto que pierde agua por osmosis
y sales a través de las branquias. Sus riñones están adaptados para producir
muy poca orina; presentan pocos corpúsculos de Malpighi que son de pequeño
tam año.
8.1.7. A nfibios
La mayoría de anfibios viven en agua dulce o cerca de ella por lo que producen una
gran cantidad de orina y conservan sales. Los anfibios que viven en ambientes terrestres
secos han reducido la permeabilidad de la piel al agua, poseen grandes vejigas urinarias,
que se llenan de orina diluida antes de entrar al periodo de estivación (periodo en el cual
hay una actividad metabòlica muy reducida, en épocas de sequía), y esta orina la usan
como reservorio de agua durante ese largo periodo.
8.2.
S istem a U rinario Humano
8.2.1. Ó rganos
Los riñ o n e s son dos órganos sólidos en forma de pallar localizados en la parte
superior de la pared abdominal posterior por detrás del peritoneo y usualmente están
rodeados de grasa. Cada riñón mide de 7 a 10 cm de largo por 2,5 a 4 cm de ancho, y están
abastecidos con sangre de la arteria renal y drenada por la vena renal. La orina producida
por los riñones es eliminada a través de los uréteres para su almacenamiento temporal en
la vejiga urinaria, el vaciamiento de la vejiga se llama micción y está controlado por el
sistema nervioso autónomo.
Los riñones presentan dos regiones diferenciadas: (Fig. 7.17)
E x te rio r o corteza, que contiene los corpúsculos de M alpighi y tú b u lo s
contorneados.
Interna o médula, que contiene las asas de Henle y los túbulos colectores.
Estas estructuras de la médula están agrupadas en pirámides que se proyectan
en la pelvis.
Cada riñón contiene 1 millón de nefrones (unidad funcional). El nefrón presenta las
tes nartes' corpúsculo renal o de Malpighi (glomérulo + cápsula de Bowman), tùbulo
So n to rn e a d o proximal, asa de Henle y tùbulo contorneado distal. Desemboca en el tùbulo
colector (Fig. 7.18).
133
B iologìa
Venas
renales
Riñón
"1
Cálices
I j a ggsaaj
Arterias
renales
Riñones
Pélvis
renal
Arteria renal
Venal renal
Médula
Uréteres
Uréter
Corteza
Uretra
Vejiga
urinaria
Fig. 7.16 Sistema urinario humano
Fig. 7.17 El riñón: regiones
8.2.2. Fisiología
Para la formación de la orina se verifican, principalmente, tres procesos: filtración,
reabsorción y secreción.
-
Filtración. Los nefrones de ambos riñones producen por minuto 125 mi de filtrado,
lo que hace 180 litros de filtrado al día. Esta gran velocidad de filtración da lugar
a que toda la sangre del'cuerpo se filtre unas 30 veces en 24 horas. La presión
sanguínea es muy alta en los riñones (también en los capilares del glomérulo)
esta diferencia de presión hace que las sustancias de la sangre se filtren a la
cápsula de Bowman.
Casi toda la sangre es filtrada: agua, sales, glucosa, aminoácidos, ácidos grasos,
úrea, etc. Sólo las células sanguíneas y las proteínas no pueden atravesar los
capilares del glomérulo (Fig. 7.19).
-
Reabsorción: El 99% del filtrado suele reabsorberse en los túbulos originando
de esta manera 1,5 litros de orina concentrada/dia. En el túbulo contorneado
proximal se reabsorbe 80% del filtrado, llevando de regreso hacia la sangre
agua, glucosa, aminoácidos. En el túbulo contorneado distal se reabsorben los
iones de Na* y HC03 a cambio de K+y H* que son excretados dependientes de la
aldosterona, esto acidifica la orina, asimismo se absorbe el agua por acción de
la vasopresina.
-
Secreción: Algunas sustancias pasan de la sangre al filtrado, principalmente por
un mecanismo de transporte activo; ejemplos de estas sustancias son- creatinina
acido úrico, iones H+, etc.
’
134
C entro P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
tu b u lo c o le c to r
tù b u lo d ista l
/
tù b u lo p ro xim a l
c á p su la de
Bow m an
g lo m é ru lo
ram a d e la
ve n a ren a i
a sa de Henle
ca p ila re s
Fig. 7.18 Nefrón
0
La s a n g re llega
a la n e fro n a
Filtración en los
capilares del glomérulo
le
M
i
Paso del liquido
filtrado
R e a b s o rc ió n de
s u s ta n c ia s ú tile s
<
Secreción do sustancias
de fa ssngre hacia el
ifquido filtrado
t
Fig. 7.19 Formación de la Orina
/
135
B io l o g ia
CAPÍTULO VIII
C o o rdinació n en los o r g an is m o s .E lementos de co o rdinac ió n q u ím ic a . H o rm onas
VEGETALES. COORDINACIÓN QUÍMICA EN ANIMALES. GLÁNDULAS ENDOCRINAS.
S istem a I n m u n o ló g ic o . R esistencia a las e n fer m ed ad es .
1.
e l e m e n t o s d e c o o r d in a c ió n q u ím ic a y n e r v io s a
La habilidad para responder a los estímulos es una característica de todos los
organismos vivos. En los animales pluricelulares superiores la coordinación entre las
distintas partes del organismo se efectúa por medio de señales nerviosas y hormonales.
Las plantas no sólo necesitan para crecer agua y nutrientes del suelo, luz solar y bióxido de
carbono atmosférico. Ellas, como otros seres vivos, necesitan hormonas para lograr un
crecimiento armónico, esto es, pequeñas cantidades de sustancias que se desplazan a
través de sus fluidos regulando su crecimiento, adecuándolos a las circunstancias. En las
plantas no existe sistema nervioso, de modo que la coordinación entre células, tejidos y
órganos sólo puede realizarse por vía química, mediante las hormonas (fitohormonas).
2.
HORMONAS VEGETALES
Son compuestos químicos que actúan regulando el crecim iento, desarrollo y
metabolismo, a muy bajas concentraciones, y a diferencia de muchas hormonas animales,
no son específicas de órganos ni acciones, actúan sobre muchos órganos y ejercen múltiples
acciones.
Cuando la planta germina, comienzan a actuar algunas sustancias hormonales que
regulan su crecimiento desde esa fase temprana: las fitohormonas, llamadas giberelinas,
son las que gobiernan varios aspectos de la germinación; cuando la planta surge a la
superficie, se producen las hormonas llamadas auxinas, las que aceleran su crecimiento
vertical, y, más tarde, comienzan a aparecer las citocininas, encargadas de la multiplicación
de las células y que a su vez ayudan a la ramificación de la planta. Estas hormonas actúan
en concierto, por consiguiente es importante el balance hormonal, para lograr respuestas
específicas. Se conocen varias clases de fitohormonas, algunas son principalm ente
estimulantes o promotoras del crecimiento y desarrollo (auxinas, giberelinas, citocininas)otras son principalmente inhibidoras (ácido abscísico, etileno).
2.1.
Auxinas
Las auxinas son un grupo de sustancias químicas cuyo representante más común
es el acido mdolacético (IAA). Se produce en el ápice de los tallos y raíces (meristemo
apical).
Funciones:
-
Estimulan el crecimiento de la célula actuando a nivel de la pared.
-
Estimulan la división celular.
136
C entro P reuniversitario
UNMSM
Producen respuestas fototrópicas y geotrópicas del tallo y raíz respectivamente.
(Fig. 8.1).
Estimulan la formación de etileno.
Estimulan la síntesis de RNA y proteínas.
Estimula la ramificación de las raíces, la diferenciación de los tejidos conductores
(xilema y floema).
Estimulan y regulan el desarrollo del fruto.
tapa opaca
r
tapa
transparente
W manguito
opaco
(a)
Extremidad
doblada
hacia la luz
(b)
Coleóptilo
en crecimiento
pero cubierto
(C)
Extremidad
doblada
hacia ia luz
(d)
Extremidad
doblada
hacia la luz
Fig. 8.1. Experimentos de fototropismo de Charles y Francis Darwin,
muestra el fototropism o de las plantas por acción de las fitohorm onas
auxinas frente a la luz solar
Modificado AndesirK, 2003
2.2.
Giberelinas
Durante la década de 1930, T. Yabuta y T. Hayashi aislaron un compuesto activo del
hongo Gibberella fujikoroi, al que denominaron Giberelina.
Las giberelinas son sustancias activas de naturaleza química similar, la más
conocida es el ácido giberélico ( G A 3 ) . Se sintetizan en los em briones y te jid o s
meristemáticos.
Funciones
2.3.
-
Alargamiento de las células y del tallo, éste es un efecto similar al del IAA; pero no
idéntico (actúan ambas).
-
Estimulan la floración.
-
Estimulan la síntesis de enzimas hidrolíticas en la sem illa activando la
germinación (avena, maíz, etc.).
Citocininas
En 1913, Gottlieb Haberlandt, en Austria, descubrió un compuesto desconocido
presente en tejidos vasculares que estimulan la división celular que causan la formación
B io l o g ía
137
del cambium del corcho y la cicatrización de las heridas en tubérculos cortados de papa.
Estas habrían sido las que se conocen ahora como Citocininas. Las citocininas se
encuentran en gran cantidad en tejidos de división activa como los que intervienen en la
germinación, formación de frutos, semillas y en todas las zonas de crecimiento (yema).
Funciones
- Promueven la división celular en presencia de auxinas.
- Previenen la senescencia, evitando la formación de enzimas degradativas.
2.4.
Ácido abscísico (ABA)
Conociendo la existencia de auxinas que hacen crecer a la planta por agrandamiento
de sus células y la presencia de citocininas que favorecen la división celular, tendríamos la
posibilidad de lograr plantas con crecimiento ¡limitado, pero esto no sucede así, la planta
contiene también inhibidores, sustancias que actúan cuando las condiciones dejan de ser
favorables para el crecimiento ya sea por escasez de agua o por frío.
Todos hemos observado que en invierno las plantas dejan caer sus hojas y que,
aunque el invierno no sea muy crudo, debido a la escasez de agua, la planta suelta su
follaje. Las sustancias responsables de la caída de las hojas y frutos se llama ácido
abscísico.
En 1963, en California, Frederick T. Addicott y col. identificaron y caracterizaron
químicamente por primera vez al ácido abscísico, al estudiar los componentes responsables
de la abscisión de los frutos del algodón. ABA es un inhibidor del crecimiento, su principal
acción es la de inhibir la acción de la giberelina estimulando el letargo y la senescencia; su
efecto se manifiesta en la caída de las hojas y frutos, debido a la formación de una capa de
escisión que promueve la abscisión. Inhibe la síntesis de RNA y es agente del cierre de
estomas cuando hay sequía.
2.5.
Etileno
En la antigua China ya se sabia que los frutos maduran con más rapidez en un
recinto donde se quema incienso. Pero, recién en 1934 R. Gane demostró que las plantas
sintetizan etileno, el cual es un producto secundario del metabolismo de los frutos Su
principal efecto es estimular la maduración de los frutos. Inhibe el crecimiento de la raiz El
dióxido de carbono inhibe su acción.
El etileno es considerado como la “hormona” de la maduración, en muy pequeñas
cantidades, son capaces de provocar una reducción del período de conservación Hp i ™
“
a ñ s p o n T "'8'
madl,' aCi6n ° Pro''“ ar al,W8cl0" es i l ó g i c a s durarte la conservación
Algunos efectos del etileno son:
Senescencia acelerada y amarillamiento en algunos frutos inmaduros.
Aceleración de la maduración de los frutos
conservación.
-
Manchas foliares.
Pardeamiento en pulpa.
a
mates) durante la manipulación y
138
3.
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
COORDINACIÓN QUÍMICA EN ANIMALES
Está a cargo del sistema endocrino el cual se encarga de regular las funciones del
organismo como crecimiento, metabolismo, reproducción, conducta, etc. El sistema
endocrino (SE) y el sistema nervioso (SN) interactúan de manera dinámica con el fin de
mantener el equilibrio del medio interno.
3.1.
Principios de Control Endocrino
3.1.1. Las Glándulas Endocrinas
Se encargan de secretar hormonas, no tienen conducto hacia el exterior y las
hormonas pasan directamente a la sangre. La mayoría de glándulas endocrinas trabajan
bajo la influencia de una glándula maestra, la pituitaria o hipófisis.
El hipotálamo se encuentra en la base del cerebro, detecta el nivel de hormonas en
la sangre, controla las funciones de la pituitaria y actúa como el puente entre el SN y SE (Fig.
8.3)
Sistema Endocrino
Hipotálamo
Cuerpo
Pineal
Tiroides y
Paratiroides
Corazón
Timo
Fig. 8.3 Principales glándulas endocrinas en el hombre
139
B iologìa
El sistema endocrino es esencial para importantes funciones del organismo:
Mantenimiento de la homeostasis: por ejemplo, la glicemia se mantiene en
rasgos independientemente de la ingesta de alimentos, gracias a la estrecha
acción de las hormonas insulina y glucagón.
Respuesta a circunstancias externas: así la adrenalina permite la inmediata
disponibilidad de energía.
Ejecución de diferentes programas fisiológicos cíclicos y de desarrollo, como la
maduración, diferenciación sexual, la menstruación y el embarazo, que son
controlados por las hormonas sexuales.
3.1.2. Hormonas
Son mensajeros químicos, sintetizados por el sistema endocrino en respuesta a
ciertas señales internas o externas del organismo, entre las que destacan las del sistema
nervioso. Los mensajes químicos hormonales son reconocidos específicamente en as
células por receptores.
-
Regulan la actividad de un órgano determinado.
-
Son efectivas en pequeñas cantidades.
-
Actúan en órganos específicos llamados «órgano blanco u órgano diana».
Naturaleza química de las hormonas más comunes
-
Aminas (derivados de aa): adrenalina, noradrenalina y tiroxina.
-
Oligopéptidos: oxcitocina, antidiurética y glucagon.
-
Proteínas: prolactina, FSH, LH, TSH, ACTH, SH, timosina e insulina .
-
Esteroides (derivados de colesterol): estrògeno, progesterona,
cortisona y aldosterona.
testosterona,
Naturaleza de la acción hormonal
La sangre transporta hormonas a los tejidos, pero sólo las células específicas son
afectadas, las que poseen moléculas receptoras en su superficie. La hormona y su receptor
específico tienen formas moleculares complementarias.
Cuando el complejo hormona-receptor (H-R) se encuentra en la membrana, induce
la producción de una sustancia llamada segundo mensajero (AMPc) que tiene un efecto
específico dentro de la célula; por ejemplo la síntesis de proteínas, la activación de enzimas,
etc. Otro mecanismo involucra receptores intracelulares, cuando la hormona ingresa a la
célula blanco se forma el complejo H-R que activa ciertos genes para síntesis de proteínas
especificas (enzimas), las que modifican la función de la célula (Fig. 8.2)
Las principales glándulas endocrinas en el hombre, analizadas en el texto son- el
sexuates K lt T n
9'ándulas tiroides * Paratiroides, el páncreas, los órganos
sexuales (ovarios en las mujeres y testículos en el hombre) y las glándulas suprarrenales
Otros organos que secretan hormonas son la glándula pineal, el L o etc ^ P ^ 6" 3'68'
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
(A)
Hormona proteica
primer mensajero
segundo mensajero
Núcleo
/
receptor
adenilato-ciclasa
Hormona esteroidea
membrana celular
(B)
Receptor
ribosoma
Fig. 8.2 Mecanismos de acción hormonal
Se muestran dos mecanismos de acción hormonal.
(A) Unión de las hormonas a receptores de superficie y
(B) Unión de hormonas a receptores intracelulares.
UNMSM
141
B io l o g ía
4.2.
Glándulas
4.2.1. Cuerpo Pineal
Situado en la cara posterior del tálamo, secreta el aminoácido modificado llamado
melatonina; modulada por la luz interviene en importantes funciones como la de regular los
ciclos reproductores estacionales (ciclos circadianos) del hombre y los animales, el sueño,
la vigilia, puede regular el inicio de la pubertad y la adaptación a las estaciones. Estimula la
actividad inmunológica y previene las enfermedades cardíacas y degenerativas. Alivia y
protege de los efectos negativos del estrés.
4.2.2. Timo
Voluminoso en la infancia, involuciona después de la pubertad. Produce la hormona
de naturaleza proteica denominada timosina, la cual estimula la maduración de células del
sistema inmune. Es la zona de maduración de los linfocitos T.
4.2.3. Glándula Pituitaria
La hipófisis humana pesa de 0,5 a 0,8 g y se localiza en la silla turca del esfenoides
en la base del encéfalo. Consta de dos componentes principales: la adenohipófisis y la
neurohipófisis. (Fig. 8.4).
La adenohipófisis o lóbulo anterior está constituido por la pars distalis, pars tuberalis,
(porción del tallo pituitario) y la pars intermedia, que es rudimentaria en el hombre.
La neurohipófisis está constituida por el lóbulo posterior y el tallo infundibular que
)ién forma parte del tallo pituitario. El tallo pituitario es importante por dos razones:
-
P1
l« I n n
. ---_l _ I _________________ __ £. X _ I _ ___ ____
1
Contiene
los axones ede
las neuronas procedentes
del encéfalo que residen
en
los núcleos supraópticos y paraventriculares del hipotálamo. Estos axones
transportan a las hormonas neurohipotalámicas reguladoras y terminan en el
lóbulo posterior.
C ÉLU LAS
NEUROSECRETORAS
H IP O T Á L A M O
H IP Ó F IS IS
TALLO
Hormonas vertidas a las sangro
Fig-8.4 Hipotálamo e Hipófisis
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
142
Estimula la síntesis de
proteina y el crecimiento
del hueso
UNMSM
Estimula la
producción de leche
Estimula la
secreción de
tiroxina
Hipófisis
anterior
Estimula la producción
de gametos y la producción
de hormonas sexuales
Estimula la
secreción de
cortiso
Fig. 8.5 Estructura de la hipófisis
La hipófisis consta de dos componentes principales: la adenohipófisis,
que se diferencia de la bolsa de Rathke, y la neurohipófisis, que deriva del diencèfalo.
-
El tallo pituitario contiene también el sistema portal vascular a través del cual
varias hormonas hipotalámicas reguladoras son transportadas al lóbulo anterior.
La adenohipófisis produce seis hormonas:
-
Hormona del crecimiento (SH), promueve el crecimiento del esqueleto y los
músculos, controla la síntesis de proteínas.
-
Hormona estimulante de la tiroides (TSH), estimula la producción de tiroxina por
la glándula tiroides.
-
Hormona adrenocorticotrópica (ACTH), estimula la producción de hormonas,
por la corteza adrenal (especialmente glucocorticoides).
-
Hormona folículo estimulante (FSH), estimula el desarrollo de folículos ováricos
y la producción de espermatozoides.
-
Hormona luteinizante (LH), determina la ovulación, la producción de testosterona
por las células de Leydig y de la progesterona por el cuerpo lúteo.
-
Prolactina (PRL), estimula la producción de leche en la etapa final de la gestación.
B iolo gia
143
La n e u ro h ip ó fis is almacena dos hormonas producidas por las células
neurosecretoras del hipotálamo:
-
Hormona antidiurética (HAD), estimula la reabsorción de agua por los túbulos
renales y de esta manera reduce el volumen de orina. Actúa a nivel del túbulo
contorneado distal y túbulo colector. Si disminuye la ingesta de agua o se pierde
agua por sudor se incrementa la presión osmótica y ésta es detectada por
osmorreceptores en el hipotálamo, los cuales a través de impulsos nerviosos
estimulan la liberación de HAD por la glándula hipófisis; la hormona llega por vía
sanguínea hasta los túbulos del riñón y estimula la reabsorción de agua del
filtrado, de esta manera se produce poca orina y más concentrada.
-
Oxcitocina (OXCT), induce el parto, estimulando la contracción del útero, además,
estimula la expulsión de leche de las mamas. La glándula mamaria está
constituida por alvéolos de células que segregan la leche por pequeños conductos
llamados galactóforos, la oxitocina actúa sobre las células de actividad contráctil
contenidos en las paredes de estos conductos, estimulándolos a contraerse.
4.2.4. Glándula Tiroides
Se encuentra en el cuello cerca a la laringe, esta glándula produce la hormona
tiro xin a que estimula el crecimiento en mamíferos jóvenes y controla la velocidad del
metabolismo. La exposición a un frío severo, el estrés emocional y el hambre estimulan la
secreción de la hormona. La calcitonina es una hormona producida también por la glándula
tiroides, interviene en la regulación del calcio, y su actividad principal es reducir la
concentración de calcio en la sangre al inhibir su liberación ósea. La calcitonina produce
una disminución de los niveles de calcio en sangre (hipocalcemia) y reduce el dolor óseo.
(Fig. 8.6 ). Las anormalidades que se presentan por alteración en la secreción de tiroxina
son:
lúalera oom
In h ib e n la lib e ra c ió n
de c a lc io p o r el h u e s o
A lta c o n c e n tra c ió n
de c a lc io en sa n g re
C a lc ito n ii
H o rm o n a
p a ra tiro id e a
Baja
c o n c e n tra c ió n de
c a lc io en sa n g re
E s tim u la la lib e ra c ió n
del c a lc io p o r el h u e s o
Io n e s de
c a lc io
uscann edu aragon es
Fig. 8.6 Estructura de la tiroides y paratiroides
La tiroides y paratiroides se localizan frente de la laringe en el cuello.
144
C
entro
P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
H ipotiroidism o, disminución en la actividad de la tiroides.
C retinism o, ocasiona retardo físico y mental en mamíferos inmaduros.
Mixedema, se presenta en adultos con pereza mental y física, diminución del
metabolismo y obesidad.
Bocio, crecimiento exagerado de la glándula como resultado de la hipoactividad.
H ipertiroid ism o, aumento en la actividad de la tiroides, se presenta con nerviosismo,
hiperactividad, irritabilidad, aumento en el metabolismo, frecuencia cardíaca, frecuencia
respiratoria, temperatura, pérdida de masa corporal y generalmente está acompañada de
exoftalmia.
4.2.5. Glándula Paratiroides
Son 4 pequeños cuerpos ovales embebidos en la parte posterior de la glándula
tiroides (Fig. 8.6). Producen la hormona parathorm ona que mantiene el nivel de Ca*+
sanguíneo, a una concentración suficientem ente alta como para perm itir el norm al
funcionamiento de la actividad nerviosa y muscular. La parathormona eleva el nivel de Ca++
en la sangre de tres maneras:
-
Aumenta la tasa de absorción de Ca~ del intestino.
-
Aumenta la tasa de reabsorción de Ca~ por los riñones a expensas de los iones
fosfato.
-
Promueve la liberación de las reservas de Ca~ de los huesos.
La parathormona es un péptido que trabaja de manera antagónica a la calcitonina
(producida por la tiroides), que reduce los niveles de Calcio en sangre.
La baja producción de hormona paratiroidea conduce a desórdenes nerviosos y a la
contracción incontrolable de los músculos conocido como tetania.
4.2.6. Glándulas Suprarrenales
Se encuentran sobre los riñones. (Fig. 8.7). Presentan dos zonas:
Corteza. Constituye el 80% de la glándula, sus hormonas tienen un efecto lento y de
largo plazo en el metabolismo, función renal, balance de sal y presión sanguínea. Todas las
hormonas producidas son esteroides formadas a partir del colesterol, se llaman corticoides
y se pueden agrupar en:
Glucocorticoides: involucrados en el metabolismo de la glucosa, el principal es
el cortisol producido en respuesta al estrés: shock, dolor físico y emocional, frío
intenso, infección, etc. Esta hormona combate el estrés aum entando la
concentración de glucosa en sangre y la velocidad de formación de glucógeno en
el hígado.
M m eralocorticoides: involucrados en el metabolismo mineral; este grupo de
hormonas incluye la aldosterona, que regula la retención de agua controlando la
distribución de Na*, y otros minerales en los tejidos. La aldosterona incrementa
la reabsorción de Na* y Ch en los riñones a expensas de los iones K* que son
perdidos en la orina.
145
B io l o g ìa
MEDULA
CORTEZA
Riñón izqu ie rdo
Riñón derecho
Fig. 8.7 Glándulas Suprarrenales
Médula. Sus hormonas preparan al organismo para la acción: luchar o huir ante el
enemigo o una situación de estrés. La hormona más importante producida es la adrenalina,
cuyos efectos son: dilatación de los bronquios, mayor frecuencia cardíaca, aumento de la
atención mental, dilatación de las pupilas, etc.
4.2.7. Páncreas
La porción endocrina del páncreas está constituida, por 1 a 2 millares de islotes de
Langerhans. En el páncreas humano representan de 1 a 2% de su peso están diseminados
en todo el órgano; pero, más concentrados en la cola del mismo (Fig. 8.8). Los islotes son
cúmulos muy vascularizados constituidos por diferentes tipos celulares:
Las células alfa producen la hormona glucagón, mientras que las células beta
secretan la hormona insulina; ambas actúan de manera antagónica. El glucagón estimula
la glucogenólisis, (degradación del glucógeno a glucosa). La insulina inicia la glucogénesis,
conversión de la glucosa a glucógeno.
El nivel normal de glucosa es de 90 mg en 100 cm cúbicos de sangre, valor que debe
mantenerse constante.
continuamp^t^namiento de carbohidratos en mamíferos fluctúa debido a que no se come
largos períodos P n^8 8
^ ,a cantidad de carbohidratos varia de ingesta a ingesta. Hay
células metabolizan rn n r0 S8
orbe carbohidratos de los intestinos. Sin embargo, las
inuamente y necesitan un abastecimiento constante de glucosa.
146
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
Algunas horas después de la ingesta, la glucosa es absorbida por los intestinos y llevada
por la vena porta hepática al hígado. El hígado almacena la glucosa estimulado por la
insulina, normalmente existe una reserva de 8-1 Og % respecto al peso húmedo del tejido
hepático de glucógeno hepático suficiente para abastecer de glucosa al organismo por 12
horas. Entre comidas, el nivel de glucosa sanguínea disminuye por debajo de lo normal y el
glucagóreC° nV'er*e ^ ar*8
Su a*mac®n ^e glucógeno a glucosa, esto es, promovido por el
La insulina cumple otra importante función, aumenta la tasa de transporte de glucosa
a r3ves e la membrana de células musculares y adiposas. Cualquier deficiencia en la
pro uccion e insulina genera la diabetes mellitus con un aumento del nivel de azúcar
anguineo potencialmente peligroso pudiendo causar ceguera e insuficiencia renal.
j
«
Hígado
Vesícula
biliar
*
*
m
Estómago
t i
Colédoco
fw
Páncreas
ü j
Páncreas
D uodeno
(1ra. parte del
in te s tin o delgado)
Conducto pancreático
Colédoco
Esfínter de Oddí
Fig. 8.8 Páncreas
^
med umich edu
B io l o g ìa
C A P ÍT U L O IX
S is te m a n e r v io s o h u m a n o : ó r g a n o s y f is io lo g í a .
Ó r g a n o s de lo s s e n t id o s :
T a c t o , V is t a , O íd o , O lfa to y G u s t o .
1.
SISTEMA NERVIOSO
1.1.
Sistema Nervioso en Invertebrados
Al estu diar el sistem a nervioso a lo largo de la escala zoológica, se ap recia un
aumento en su complejidad estructural y fisiológica.
Hay anim ales que carecen de sistema nervioso (las e s p o n ja s ), la m ayoría de ellos
lo presentan. Podem os distinguir tres modelos básicos de sistem as nerviosos:
• Reticular
• G anglionar o segmentado
• Encefálico.
El s iste m a re tic u la r se presenta en animalés simples como los cnidarios (hidras,
aném onas de mar, corales, medusas) como una red n e rv io s a ubicada en el cuerpo del
animal y a través de la cual fluye la información que se genera por aplicar un estím ulo en
cualquier punto del cuerpo del animal.
El siste m a g a n g lio n a r se presenta en animales de cuerpo alargado y segm entado
(lom brices, artrópodos). Los cuerpos neuronales se agrupan (c e n tra liz a c ió n ) form ando
ganglios que se ubican, por pares, en los segmentos. Los ganglios se comunican entre sí
por haces de axones y hacia el extremo cefálico del cuerpo constituyen un ce re b ro p rim itiv o .
El s is te m a e n c e fá lic o es propio de los vertebrados. Es más com plejo y esta
representado por un en cé fa lo (cerebro, cerebelo y médula oblonga) encerrado en una
estructura ósea (cráneo) y por un órgano alargado, la m édula esp inal, encerrada en la
colu m na vertebral. Al encéfalo y a la médula espinal la información entra y/o sale a través
de los nervios llamados pares craneanos y nervios raquídeos, respectivamente.
En los Poríferos (esponjas), el sistema nervioso es sumamente elemental y se haya
constituido por efectores aislados, que responden directamente, sin necesidad de asociarse
a receptores, no poseen células u órganos nerviosos definidos.
Los cn id a rio s (hidra, actinia, medusa) poseen ya un esbozo de sistema nen/ioso,
aunque de una morfología y funcionamiento primitivo. Las unidades celulares, llamadas
protoneuronas, forman una red nerviosa por todo el organismo, situada en la epidermis o
debajo de ella y que se extiende por todo el cuerpo; pero, carecen de ganglios centrales.
Hay células epiteliales modificadas que actúan como receptores y otras células epiteliomusculares que se contraen lentamente para modificar la forma del cuerpo (Fig. 9.1-A). En
148
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
las hidras hay un mecanismo sensorial neuromotor. Las medusas poseen un sistema
nervioso rudimentario formado por pequeños ganglios y fibras nerviosas que les sirven
como órgano de sensibilidad, también poseen órganos de los sentidos como las manchas
oculares.
En los gusanos planos (planaria) aparece por primera vez el sistema nervioso de
simetría bilateral; poseen dos ganglios nerviosos anteriores, que emiten prolongaciones
en la región cefálica, y dos cordones nerviosos principales que se dirigen hacia atrás, de
estos últimos salen ramas laterales para las diferentes partes del cuerpo. (Fig. 9.1-B).
Los invertebrados, con un mayor nivel de complejidad, poseen un sistema nervioso
más centralizado de posición ventral, con dos cordones paralelos unidos por ramas
transversales y una gran cantidad de ganglios como en los anélidos que consta de un par
de ganglios cerebroideos (supraesofágicos e infraesofágicos), una doble cadena nerviosa
con ganglios y una serie de neuronas aferentes (sensitivas) y eferentes (motoras) bien
diferenciadas. En los artrópodos es semejante sólo que los dos cordones están fusionados,
pero todavía visibles.
En cambio, el sistema nervioso de los moluscos consiste de tres pares de ganglios
bien diferenciados, y en los cefalópodos los ganglios se han agrupado para formar centros
nerviosos de gran complejidad.
Los equinodermos tienen un sistema nervioso radial siguiendo la simetría del
cuerpo. (Fig. 9.1 C)
1.2.
Características del Sistema Nervioso
Fig. 9.1 Sistemas nerviosos de los animales
A. Hidra, red nerviosa por todo el cuerpo. B. Gusano plano, ganglios en la región
cefálica, dos cordones nerviosos. C. Equinodemos, anillos nerviosos alrededor de la
boca, nervio medio en cada brazo. D. Molusco bivalvo, tres pares de ganglios y
conectivos. E. Anélido, un cerebro ganglionar en el extremo anterior, doble cordón
nervioso ventral macizo, ganglios segmentarios y nervios. F. Artrópodo, el sistema
nervioso es semejante a la lombriz de tierra. G. Vertebrado, encéfalo en la cabeza, cordón
nervioso dorsal, único y hueco con pares de nervios segmentarios.
B io l o g ìa
149
%
»
»• M 9 m
«
m m w
Es el principal centro coordinador y el sistema que relaciona los impulsos que
entran y salen del organismo. Adapta las actividades del individuo a su ambiente y conserva
la integridad del cuerpo.
Los rasgos más característicos del tejido nervioso son la irritabilidad, que es la
cualidad inherente a todo protoplasma de reaccionar frente a los estímulos, y la conductividad
o capacidad de transmitir la energía liberada por un estímulo de un lugar a otro.
Todo organismo vivo es excitable o irritable, debido a ello los organismos son
sensibles a los cambios o estímulos de su ambiente externo e interno. Todas las respuestas
orgánicas, desde las más simples de una ameba hasta las funciones corporales o los
procesos mentales más complejos del hombre, son consecuencia de la excitabilidad.
Por otro lado, cualquier ser vivo manifiesta adaptaciones al medio en que vive y
responde a los estímulos que sobre él actúan, pero solamente en aquellos que poseen un
sistema nervioso las respuestas son rápidas, coordinadas y de mayor complejidad. La
excitación producida por los estímulos en los receptores es transmitida por sistemas o vías
de conducción (nervios) hacia los centros nerviosos (médula, cerebro), en donde se elaboran
las respuestas.
Esta respuesta es conducida por otras vías hasta alcanzar otra estructura encargada
de materializarla, que se denomina efector (generalmente músculo). En el sistema nervioso,
los elementos celulares o neuronas se hallan conectadas entre sí (sinápsis) y con
transmisión unidireccional del impulso nervioso.
I l l l l l l t
La disposición de este tipo de organización, siguiendo el curso del impulso nervioso,
es: receptor-vía aferente-centro-vía eferente-efector. Este camino constituye un arco reflejo.
Sobre esta unidad funcional se basa la actividad tanto del sistema nervioso central
como del sistema nervioso autónomo, como se verá más adelante (Fig. 9.2).
Este reflejo simple incluye, la neurona sensitiva que presenta term ina cio ne s
nerviosas sensibles al dolor en la piel, que llega a la médula espinal.
La neurona sensitiva estimula a una neurona de asociación en la médula espinal la
cual a su vez estimula a una neurona motora, también localizada en la médula
El axón de la neurona motora, lleva los potenciales de acción hacia los músculos v
hacen que éstos se contraigan y retiren la parte corporal del estímulo dañino.
150
C entro P reuniversitario
UNMSM
1.2.1. Sinapsis
Médula espinal
Neurona de asocjación
Raíz
dorsal
Nervio
espinal
Raíz
ventral
Nèurona sensorial
I
/
Materia
Materia
blanca
9ns
Neurona motora
Fjg. 9.2 Esquema de un arco reflejo
Está exclusivamente formado por neuronas dispuestas ordenadamente, las cuales
verifican solas las funciones nerviosas. Entre cada par de neuronas relacionadas por su
función o entre una neurona y una célula efectora o entre un receptor sensorial y una
neurona existe un delicado contacto o sinápsis que permite el paso de los impulsos nerviosos
en una dirección, del axón de una neurona a la dendrita o soma de otra neurona.
En la sinápsis no hay continuidad, lo que existe es contigüidad debido a que entre la
membrana presináptica (pie terminal) y la membrana postsináptica (cuerpo de otra neurona)
Yicte un espacio estrecho de 200 A de ancho (hendidura sináptica). Cuando el impulso
i
l sinápsis las vesículas se unen a la membrana y liberan el neurotransmisor al
93
3
3
i' n<; rpceDtores
reaccionan con el transmisor e inician el impulso siguiente
espacio sinapucu.
luo
k
a través de la membrana postsinaptica (Fig. 9.3).
151
;
%
1.2.2. Impulso Nervioso
^
Sinapsis neuronal
D endritas
.4?
Núcleo
/
Bóton
terminal
Vaina de mielina
Axón
Célula de
Schwann
Cuerpo
celular.
Base de axón
Nóduío
de Ranvier
Vesículas smápücas
Proyección
presináptica densa
Hendidura sináptica
Densidad postsináptica
Axosomático
Axodendritico
Fig. 9.3 Sinapsis
La terminación de la célula presináptica contiene numerosas esferas
rodeadas de membrana (llamadas vesículas sinápticas) que contienen el
neurotransmisor. La célula postsináptica poseen receptores de membrana para el
neurotrasmisor.
152
C
entro
P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
w
u
m
La conducción del impulso nervioso tiene una base iónica, y el cambio de la
permeabilidad de la membrana (del axón) a los iones Na+ y K+ genera una variación del
potencial de acción. Por otro lado, en la fibra nerviosa en reposo el exterior tiene una carga
positiva y el interior carga negativa (es decir, la fibra está polarizada). Cuando pasa el
impulso, las dos cargas se neutralizan una con la otra, entonces se produce un período
refractario (0,001 a 0,005 de segundo), durante el cual la fibra despolarizada no puede
transmitir otros impulsos.
v
Representa un estado especial de la excitabilidad de la célula nerviosa, que puede
indicarse como un estado de excitación propagada (onda de excitación). El impulso nervioso
se mueve a lo largo de las fibras nerviosas a una velocidad constante, conservando la
misma intensidad en todo su recorrido.
Los cambios químicos que se producen durante este tiempo, restablecen la
polarización y la fibra puede conducir de nuevo (Fig. 9.4).
i
En las fibras nerviosas mielínicas (que poseen envoltura de mielina), los cambios
de permeabilidad de la membrana, responsables de la conducción, parecen tener lugar en
los nodos de Ranvier solamente. Este tipo de conducción de «brincar» de nodo a nodo, se
llama «conducción saltatoria».
Las fibras nerviosas mielínicas conducen con mayor velocidad los impulsos nerviosos.
Éstos se transmiten a una velocidad de 6 a 12 m por segundo en la langosta, de 28 a 30 m/
seg. en la rana y alcanzan los 120 m/seg. en los mamíferos.
0
O
Propagación
'- + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
+ + + + + + + + - f ¡ 7—
mmiyiyifriniinmi
Tj f
Axón
*
-----------------------------------------------—
;
-
.......
P + + + + + + + + ++ + ++ + + + + + + ++ + + + + + + +
A
B
'
Propagación
(
Fig. 9.4 El impulso nervioso
Esquema que ilustra la transmisión de la corriente nerviosa. A. Nervio en estado de
reposo (cargas positivas en la parte externa y cargas negativas en la parte interna). B.
Fase sucesiva de la conducción de corriente nerviosa con la onda de despolarización de
la membrana, junto con el potencial de acción propagada a lo largo del trayecto.
153
B io l o g ía
2.
SISTEMA NERVIOSO HUMANO
2.1.
Sistema Nervioso Central y Sistema Nervioso Periférico
En todos los vertebrados el sistema nervioso presenta el mismo origen embrionario
(ectodermo) y es siempre único, hueco y de posición dorsal respecto al tubo digestivo.
Básicamente, el sistema nervioso se divide en:
f
I
*
Sistema nervioso central (SNC) comprende al encéfalo, situado anteriormente, y
la médula espinal con la cual se continúa.
Sistema nervioso periférico (SNP) constituido por los nervios craneales, que
nacen en el encéfalo, y los nervios raquídeos o espinales, que tienen su origen
en la medula espinal. Comprende también el sistema nervioso autónomo o
vegetativo, que a su vez se divide en simpático y parasimpàtico. (Fig. 9.5).
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#
i
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O
O
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*
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I
Fig. 9.5 División del sistema nervioso
Este diagrama muestra las principales partes del sistema nervioso, sus
subdivisiones y función.
154
C entr o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
Los órganos que conforman el encéfalo, así como la médula espinal están
constituidos por sustancia gris y sustancia blanca. La sustancia gris está conformada por
los cuerpos de las neuronas y es central en la médula espinal y periférica en el cerebro y
cerebelo, la sustancia blanca está constituida por fibras nerviosas mielínicas, ocupa una
posición periférica en la médula y central en el cerebro y cerebelo (Fig. 9.6).
SUSTANCIA
BLANCA
2.1.2. Sistema Nervioso Central
- Encéfalo
Se llama encéfalo a la porción superior, dilatada de la médula espinal. En el hombre
esa dilatación es tan considerable que se pierde la semejanza con la médula espinal, pero
en los animales inferiores esta relación es evidente. Embriológicamente el cerebro se
desarrolla a partir de tres dilataciones primarias que se producen en el extremo anterior del
tubo neural. Éstas originan el cerebro anterior, el medio y el posterior. Los cerebros anterior
y posterior se subdividen de manera que el encéfalo del adulto tiene seis regiones
principales: el bulbo, la protuberancia y el cerebelo en el cerebro posterior; el cerebro
medio; el tálamo e hipotálamo y el cerebro en el cerebro anterior.
- Cerebro Humano
El cerebro es el órgano más voluminoso, complejo e importante del sistema nervioso.
Pesa aproximadamente 1200 gramos. La cisura interhemisférica lo divide en dos
hemisferios unidos por el cuerpo calloso. Externamente, cada hemisferio cerebral presenta
surcos y cisuras. Las cisuras de Silvio, de Rolando y perpendicular externa, lo dividen en
cuatro lóbulos: frontal, parietal, temporal y occipital (Fig. 9.7 y Fig. 9.8). En el interior de cada
hemisferio cerebral existe una cavidad llamada ventrículo lateral. La sustancia gris se
encuentra en la corteza cerebral con aproximadamente 106 de neuronas distribuidas en
B io l o g ìa
155
seis capas, en ellas se integran las más importantes funciones superiores de los animales.
Inmersas en la sustancia blanca cerebral se encuentran unas masas de sustancia gris, los
núcleos basales, cuya función es servir de estación de relevo para neuronas motoras
procedentes de la corteza y, además, modular las respuestas motoras cerebrales.
Circunvolución cingulada
(interviene en el comportamiento
de supervivencia)
Cuerpo calloso
ti ' ' '
»
•
Lóbulo occipital
i
Lóbulo
frontal
(control de
procesos físicos
automáticos)
Cerebelo
pituitaria o
Tálamo
hipófisis Estación repetidora
de información)
Tallo cerebral
Fig. 9.7 El encéfalo
Un corte a lo largo de la línea media del encéfalo humano
muestra algunas de sus principales estructuras.
Cisura de
Rolando
Movimiento de
la
Área de la
sensibilidad general
psico-sensitiva
Lóbulo parietal
Lóbulo frontal
Centro de la comprensión
escritas
Centro del
lenguaje
_ isura
perpendicular
externa
Área
psico-visual
de Silvio
auditiva
-----
. I. Ób'.llo tf?rnpr>¡pj.»
psico-auditiva
\
Centro de la comprensión
de las palabras habladas
Área visual
d
F¡9' 9,8 La corteza cerebral h um an a
Regiones estructurales y funcionales de la corteza cerebral h
El mapa de la corteza cerebral derecha sería parecido aT v ,
m3na lzctuierda.
lenguaje están menos desarrollados en el ía d o T re c h o ^
hab'3 V 6'
C e ntr o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
\
156
\
Funciones del Cerebro
U
T
T
En la corteza cerebral existen zonas o localizaciones sensitivas y motoras. Las zonas
sensitivas son las que reciben las impresiones captadas por los receptores periféricos y
las zonas motoras son las que emiten los impulsos destinados a la actividad muscular.
\
Los complejos fenómenos de la conciencia, inteligencia, memoria, discernimiento
e interpretación de las sensaciones tienen su base fisiológica en las actividades de las
neuronas de los hemisferios cerebrales.
- Hipotálamo
Lleva información sensorial que provienen de las vías sensitivas (auditiva y visual),
que van a la corteza cerebral. Este órgano actúa como filtro de los informes sensitivos y sólo
deja pasar aquellos que tienen importancia.
- Cerebelo
Consta de dos hemisferios cerebelosos. La sustancia gris forma la corteza
cerebelosa que cubre a la sustancia blanca. Las funciones más importantes del cerebelo
son las siguientes:
-
Refuerza la energía de las contracciones musculares. El animal sin cerebelo
presenta los músculos flácidos, con contracciones no enérgicas. Hay atonía
(disminución del tono muscular) y astenia (debilidad muscular).
Interviene en el mantenimiento de la postura y del equilibrio. Un individuo con
lesiones cerebelosas camina como si estuviera ebrio (ataxia).
Es el órgano de la coordinación de movimientos. Una lesión del cerebelo causa
la dismetría cerebelosa, que consiste en la falta de medida en los movimientos
que tiendan a alcanzar un fin.
- Bulbo Raquídeo y Protuberancia
El bulbo raquídeo es la porción del neuroeje comprendida entre la médula espinal y
la protuberancia. La protuberancia o «puente» de Varolio es una masa nerviosa situada en
la superficie anterior del bulbo (Fig. 9.7). Tanto el bulbo como la protuberancia constituyen
porciones indispensables para la vida porque en ellos se localizan importantes centros
nerviosos que presiden una serie de funciones vitales.
-
Centro moderador del corazón y de la respiración.
-
Centro de la función digestiva: Succión, secreción salival, deglución, secreción
gástrica.
-M édula Espinal
Se dispone a continuación del bulbo raquídeo y se extiende hasta la región lumbar
/filum terminal) En una sección transversal se observa que consta de sustancia gris situada
en el centro la cual adopta la forma de una H, se distinguen las astas anteriores y posteriores
T
- Tálamo
T
Controla funciones como la ingestión de sólidos y líquidos, temperatura corporal,
presión sanguínea. Funciones neuroendocrinas, estados emocionales, impulso sexual,
apetito, sed, sueño. Del hipotálamo parte el tallo hipofisiario.
—
»
i
157
è
B io lo g ìa
i
unidas por la comisura gris, en cuyo centro se encuentra el conducto del epéndimo por
donde circula el liquido cefalorraquídeo (Fig. 9.6). La sustancia blanca se dispone en la
periferia rodeando a la sustancia gris y formando los cordones, dorsal, laterales y anterior,
cada uno formado a la vez por haces de fibras nerviosas mielínicas, conectadas con varias
partes del encéfalo, con nervios espinales y neuronas de asociación. La médula espinal
cumple dos funciones:
I
m
-
Conductora (sustancia blanca).
-
Ser el centro de movimientos reflejos (sustancia gris).
2.1.3. Sistema Nervioso Periférico
#
Está formado fundamentalmente por nervios que van a las diferentes regiones del
cuerpo. Un nervio está formado por un conjunto de fibras nerviosas envueltas con tejido
conectivo que conducen impulsos nerviosos aferentes desde las terminaciones sensitivas
a la médula y al cerebro y estímulos eferentes a los músculos y las glándulas.
*
También comprenden los ganglios que se encuentran a lo largo del trayecto de los
nervios, y en los cuales están los cuerpos de las neuronas sensitivas (Fig. 9.2).
Nervios Raquídeos
L »
Son pareados y están presentes en todos los segmentos del cuerpo. Poseen dos
raíces, una ventral, que sale del borde ventral (asta anterior) de la médula espinal. La raíz
dorsal entra a la médula en un punto más alto de su pared lateral. Las dos raíces se unen
para formar el tronco principal de donde parten ramas (Fig. 9.2).
En ciertas regiones (frente a los miembros pareados) las ramas de los nervios se
agrupan para formar plexos (plexo braquial y plexo lumbosacro).
Las fibras aferentes y eferentes suelen dividirse en somáticas y viscerales. Las
fibras aferentes somáticas llevan sensaciones de la piel y los músculos. Las fibras aferentes
viscerales llevan impulsos de las estructuras sensitivas y otros órganos internos
Las fibras eferentes somáticas inervan a músculos estriados del cuerpo y miembros
Las fibras eferentes viscerales inervan la musculatura visceral del intestino y qlándulas
Estos cuatro componentes se unen y forman el nervio raquídeo. En el hombre son 11 nar«*
(8 cervicales, 12 dorsales, 5 lumbares y 6 sacros).
pares
Nervios Craneales
Son los nervios que se origina en el encéfalo. Son 12 pares en i™ uor+ k .
superiores y 10 pares en los vertebrados inferiores (peces) La m llr
C e b ra d o s
aunque algunos son sólo sensoriales y otros mixtos. Las rara,~iQr! .. yor'a son motores,
nervios craneales están señaladas en la Tabla 9 1
st|cas y funciones de los
✓
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
158
Número y nombre
Del nervio
I. Olfatorio
| II. Óptico
III. Óculomotor
í
(principalmente en el hombre)
Sensitivo: olfato
Sensitivo: vísta
Motor: movimientos del globo
ocular, iris, cristalino y párpados
Motor: rotación del globo
ocular.
Sensitivo: sensibilidad de la
frente, cuero cabelludo,
Parte superior y lados de ía párpado superior, lados de la
nariz y dientes.
cabeza, cara, mandíbula y
Motor: movimientos de la
diente.
lengua y músculos mastica­
torios.
Ojo: músculo rectoi externo del Motor: rotación del globo ocular
globo ocular.
Sensitivo: gusto.
Lengua (2/3 anteriores) mús Motor:expresión facial, masticar,
culos de la cara de la
Movimientos del cuello.
masticación y cuello
V. Trigémino
VI. Abductor
I
VII. Facial
VIII. Acústico
IX. Glosofaríngeo
X. Vago (neumogástrico)
XII. Hipogloso
Función
Ojo: músculo oblicuo superior
del globo ocular
IV. Troclear
XI. Espinal
Distribución
(conexiones Externas)
Epitelio olfatorio de la cavidad
nasal
Retina del ojo
Ojo: músculos del globo ocular,
iris, cristalino, párpado superior
UNMSM
Oído interno: (1) Órgano de Sensitivo.
Corti en la cóclea; (2)
(1) auditivo.
conductos semicirculares
_(2) equilibrio.
Lengua (1/3 posterior),
Sensitivo: tacto y gusto.
membrana mucosa/músculos Motor: movimientos de la
de la faringe.
faringe.
Sensitivo: cuerdas vocales,
Faringe, cuerdas vocales,
pulmones. Motor: faringe,
pulmones, corazón, esófago,
cuerdas vocales, pulmones,
estómago e intestino
esófago, estómago, corazón;
inhibe los latidos del corazón.
Músculos del paladar, laringe, Motor: músculos de la faringe,
cuerdas vocales y cuello
laringe y cuello.
Músculos de la lengua y cuello Motor: movimientos de la
lengua.
Tabla 9.1. Los pares de nervios craneales
Los doce pares de nervios craneales, distribución y funciones.
B io l o g ìa
Sistema Nervioso Autònomo o Vegetativo
Está compuesto por la porción toracolumbar (simpático) y la porción craneosacra
(parasimpàtica). El simpàtico comprende dos cadenas longitudinales de ganglios
conectados entre sí. Después de unirse con las fibras que salen de la médula forman un
plexo, del cual se distribuyen por varios órganos; por ejemplo los nervios del plexo celiaco
dan ramas al estómago, hígado, etc. Otras fibras comunican con músculos erectores de
los pelos, glándulas sudoríparas y vasos sanguíneos. El parasimpàtico comprende fibras
de ciertos nervios craneales, que van al iris (III), a las glándulas y mucosas bucales (VII y IX)
y al corazón, pulmones, estómago, e intestino delgado superior (X o vago). Estos dos
sistemas actúan antagónicamente (Fig. 9.9).
v Sistema nervioso
parasim pàtico
T Sistema nervioso
sim pático
Iris
Iris
Ok
Glandula
lagrimal
i"ßV -
\
Glandula
Salival <
^
Corazón
$
r ìv * Glandula
lagrimal *
R v --'
V• í
:
- '- s
~ - T i, - w f o * *
Glandula
Salival « -
V
.'i W
Pulmón
Pulmón
S
S
s
Estómago
íí
Páncreas
Intestino
delgado
4
5
✓
Colon
V
Vejiga ^
Q
n
h
8
:
.
vr ,f
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cS
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-2
Cadena
gangliomar
del simpático
tI
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V
it
Intestinodelgado
Colon
c »-
•o ro
; •i O<Hi>2.E
m
Gónadas
i
Estómago
M ~ o Páncreas
* * '
Vejiga
%rs
Gónadas 4 *
Nervio
pélvico
c
:9 ro
® §
w
Fig. 9.9 Sistema nervioso autónomo (simpático-parasimpático)
Esquema del sistema nervioso autónomo. El parasimpàtico está representado a la
izquierda y el simpático a la derecha.
Acciones de los dos Sistemas
•
Sistema simpático
- Contracción de los vasos sanguíneos cutáneos.
- Contracción de los músculos erectores del pelo, produciendo la piel de gallina.
- Secreción de las glándulas sudoríparas.
- Dilatación de la pupila.
- Reducción de la secreción de la saliva.
- Aceleración del ritmo cardiaco.
160
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
- Dilatación de los bronquios.
- Elevación del nivel glucémico.
- Elevación de la presión arterial.
Sistema parasimpático
La estimulación de los componentes del parasimpático producen efectos que,
en general, son antagónicos a los provocados por el sistema simpático.
- Es vasodilatador.
- Origina constricción de la pupila.
- Incrementa la secreción salival.
- Retarda el ritmo cardiaco.
- Constriñe los bronquios.
- Baja la presión arterial.
En general, el sistema simpático excita mientras que el parasimpático, o vago,
inhibe. El normal funcionamiento de una viscera se debe a la acción continua y
conjunta de estos sistemas que establecen un equilibrio dinámico entre ellos.
2.1.4. Meninges
Tanto la médula espinal como el encéfalo están cubiertos por una serie de
membranas de tejido conectivo denominadas meninges, que son las siguientes:
duramadre, la más externa; la aracnoides, intermedia; y la piamadre, la más interna y que
se adhiere a la superficie de la médula y encéfalo. Entre la aracnoides y piamadre existe un
espacio subaracnoideo por donde circula el líquido cefalorraquídeo (Fig. 9.10).
Médula espinal
Axón
Ganglio raquídeo
Neurona sensitiva
Dendrita
Interneurona
Vía ascendente
Vía piramidal
Sinapsis
Impulso
nervioso
Neurona motora
Músculo
l-.'ì__ Receptores
cutáneos
Unión neuromuscular
A.P.: Asta anterior-motora
A.A.: Asta posterior-sensitiva
>
'
Piel
Fig. 9.10 Corte transversal de la médula espinal.
B
161
io l o g ìa
3.
ORGANOS SENSORIALES
Los órganos sensoriales u órganos de los sentidos relacionan a los organismos
con el medio exterior y permiten recibir información sobre su ambiente. Son estructuras
complejas constituidas por receptores sensoriales y otro tipo de células.
Los órganos de los sentidos son la vista, el oído, el olfato, así como el sentido del
equilibrio, el gusto y el tacto.
3.1.
Receptores Sensoriales
Los receptores sensoriales son estructuras que reaccionan o responden a
información acerca de cambios en el ambiente interno o externo. Consiste en terminaciones
neuronales o células especializadas en estrecho contacto con neuronas.
Tipos de receptores
Los receptores se clasifican según el tipo de estimulo que los activa. Los cinco tipos
de receptores son:
1. M e c a n o rre c e p to re s , se activan mediante presión o cam bios de presión,
participan en el tacto, audición, control de la presión arterial.
2. Fotorreceptores, se activan por la luz y participan en la visión.
3. Quimiorreceptores, se activan por sustancias químicas y participan en el olfato,
el sentido del gusto, la detección de oxígeno y el dióxido de carbono para controlar
la respiración.
4. Termorreceptores, se activan por cambios de temperatura, presentes en la piel.
5. Nociceptores, se activan por presión o temperaturas extremas o sustancias
químicas nocivas, presentes en la piel.
3.2.
Sentido del Tacto
Receptores de la piel
La piel conliene muchos receptores cuya información nos proporciona la sensación
del tacto (Fig 9 11). Son de tres tipos:
1. Mecanorreceptores. Corpúsculo de Meissner, responden a estímulos mecánicos
tales como el tacto o presión. Corpúsculo de Ruffini de adaptación íen a v
responden al contacto con objetos pesados y presión continua
2. Termorreceptores. Corpusculo de Krause, de adaptación lenta y responden a,
3. Nociceptores Corpúsculo de Paccim responde a « « m ,
Terminaciones nen/iosas libres que detectan el dolor
lntensos de presión.
162
C e n tr o P r eu n iv er s itar io
UNMSM
Capa có rn e a
Corpúsculo
de Pacini
C o rp ú s c u lo
de M e is s n e r
Músculo erector
G lá n d u la sebácea
G lá n d u la s u d o ríp a ra
B ú lb o p ilo s o
C. de P a cin i
Piel: fragmento esquematizado
Terminaciones
nerviosas libres
C o rp ú s c u lo de R u ffin í
C o rp ú s c u lo de Krause
Vfas de la s e n s ib ilid a d
Fig. 9.11 Receptores de la piel
Una muestra de los receptores que se encuentran en la piel (que consta de epidermis y dermis), por
debajo de la piel se encuentra el tejido subcutáneo, el cual responde a estimulo mecánicos,
temperatura y dolor.
B io l o g ìa
3.3.
163
Sentido de la Vista
El Ojo: Fotorreceptores
La visión es una de las funciones más complejas del organismo. Las estructuras
relacionadas con la función visual son: el globo ocular, el nervio óptico y la región posterior
del cerebro. (Fig. 9.12).
La visión implica la siguiente secuencia de procesos:
La luz atraviesa la córnea, el humor acuoso, el cristalino, el humor vitreo y se forma
la imagen en la retina, luego el nervio óptico transmite impulsos nerviosos a las zonas
visuales de la corteza cerebral.
En la re tin a , estructura fotosensible del ojo de los vertebrados, encontramos entre
otras células, los conos y bastones. Los conos permiten la percepción diurna de los colores,
ya que presentan pigm entos visuales como la eritropsina (rojo), cianopsina (azul), y
cloropsina (verde). Los bastones son responsables de la visión en la oscuridad o penumbra
gracias al pigmento rodopsina, que se sintetizan en presencia de vitamina A.
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
(a)
UNMSM
humor vitreo
esclerótica
ligamento
coroides
vasos
sanguíneo
humor acuoso
nervio
óptico
músculo ciliar
punto ciego
(disco óptico)
CAPAS DE LA RETINA
(b)
(fotorreceptores)
bastones
conos
axones de la célula ganglionar
9ue provienen del n e r v io \
óptico
¿ a
tg r
«
O
:a y -tí
coroides
1
r
neuronas de
integración
discos de membrana que
contienen las moléculas
de fotopigmento
Fig. 9.12 Ojo humano
(a) Estructura anatómica del ojo humano, (b) La retina humana tiene
fotorreceptores, como los conos y bastones.
%
N
*
B iología
*
3.4.
Sentido del Oido
Oído: Receptor de la audición (mecanorreceptores)
■ *
Generalmente sólo asociamos al oido con la audición; sin embargo, en los
vertebrados la principal función del oído es también ayudar a mantener el equilibrio, e cua
al igual que la audición se ubica en el oído interno. Aunque muchos vertebrados carecen
oído externo o medio, todos tienen oído interno.
La secuencia de procesos implicados en la audición pueden resumirse como sigue.
■»
Las ondas sonoras entran en el conducto auditivo externo, la membrana
vibra, el martillo, yunque y estribo vibran, la intensidad de las vibraciones es amp i ica a,
ventana oval vibra, las vibraciones son transmitidas por el líquido hacia la membrana asi ar,
son estimuladas las células ciliadas en el órgano de Corti de la cóclea o caracol en e oí o
interno, las cuales chocan con la membrana tectorial. Este contacto físico determina que
las células ciliadas (alrededor de 24,000) descarguen impulsos nerviosos que son
conducidos hasta el cerebro a través del nervio auditivo. (Fig. 9.13).
« •
C onducto auditivo
Hueso tem poral
Yunque
C anales
s e m ic irc u la re s
N e rvio
a u d itiv o
M artillo
Pabellón
a u o ricu la r
Estribo
Tímpano
Trompa Cóclea
de Eustaquio
Fig. 9.13 Estructura del oído (externo, medio e interno) humano
3.5.
Sentido del Olfato
La Nariz: Receptores olfatorios (Quimiorreceptores)
En los vertebrados terrestres, la olfación ocurre generalmente en el epitelio nasal.
En el ser humano, el epitelio olfatorio se encuentra en el techo de la cavidad nasal.
Las células olfatorias son células nerviosas especializadas cuyos axones se
extienden hacia arriba uniéndose para formar los nervios olfatorios que llegan al bulbo
olfatorio, de donde sale el impulso hacia el cerebro.
166
C e n tro P re u n iv e rs ita rio UNMSM
El olfato depende de miles de quimiorreceptores localizados en la pared superior de
las cavidades olfatorias. Las células olfatorias son neuronas ubicadas en el epitelio olfatorio.
Célula de Schwann
f | f
*§ ¡Su
* m il
Dendrita
Vesícula olfatoria
Cilios olfatorios
Microvellosidades,
Conducto de la glándula de Bowman
Fig. 9.14 Receptores olfatorios
3.6.
Sentido del Gusto
Lengua: Receptor gustativo (quimiorreceptor)
El sentido del gusto detecta las sustancias químicas de los sabores mediante
quimioreceptores, localizados en corpúsculos o yemas gustativas presentes en la lengua,
paladar, faringe y laringe. Los corpúsculos gustativos, situados sobre la lengua, se hallan
en papilas gustativas que contienen cientos de corpúsculos gustativos.
Un botón gustativo tiene aproximadamente 0,03 mm de diámetro y está formado por
un grupo de células que rodean una pequeña cavidad con un orificio en la superficie de
lengua llamado poro gustativo (Fig. 9.16). Detectan moléculas disueltas en la saliva.
Se reconocen cuatro sabores básicos: dulce, agrio, salado y amargo. El sabor amargo
se detecta mejor en la parte posterior de la lengua, el sabor agrio se reconoce a lo largo de
los bordes de la lengua, los sabores dulce y salado se identifican en los dos tercios anteriores
(j0 |g lengua. Aunque la máxima sensibilidad de cada uno de los sabores se localiza en una
zona dada de la lengua humana, no todas las papilas se restringen a una sola categoría de
sabor. (Fig. 9.15).
Generalmente el sentido del gusto y el olfato trabajan juntos para crear un efecto
combinado cuando es interpretado por la corteza cerebral.
* * %* » i » i 111 i i i i 111 j 111 /
Cuando respiramos, las sustancias olorosas ingresan a las zonas nasales y llegan
asta el epitelio olfatorio y las células receptoras se estimulan, conduciéndose este estimulo
acia la corteza cerebral, donde se interpreta como sensación olfatoria. Existen más de 50
proteínas receptoras en la membrana de la células olfatorias. Cada una de éstas reacciona
con una sustancia química específica al reconocer la molécula que viene con el aroma.
(Fig. 9.14).
M
167
B iolo gìa
Salado
Agrio
Amargo
Fig. 9.15. Localización de los sabores básicos de la lengua
Poro gusta
Microvellosidad
Pared del
poro gustativo
Fibra
nerviosa
sensorial
N
Célula tipo I
, Célula
basai (tipo IV)
Fig. 9.16. Receptores del gusto
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
168
UNMSM
CAPÍTULO X
R
e p r o d u c c ió n a s e x u a l
.- R
e p r o d u c c ió n s e x u a l
:
r e p r o d u c c ió n
s e x u a l en
PLANTAS CON FLO R E S , R E P R O D U C C IÓ N S E X U A L EN A N IM A L E S C O N E S P E C IA L R E F E R E N C IA
AL H O M B R E , G A M E T O G É N E S IS EN A N IM A L E S , F E C U N D A C IÓ N , P A R T E N O G É N E S IS ,
A N IM A L E S O V ÍP A R O S , O V O V IV ÍP A R O S Y V IV ÍP A R O S , D E S A R R O L L O E M B R IO N A R IO ,
M E T A M O R F O S IS , C IC LO S V IT A L E S .
1.
REPRODUCCIÓN
Es el medio natural de perpetuación de la especie. M ediante esta fu n ción, los
organismos vivientes forman nuevos individuos semejantes a ellos mismos.
Tipos
•
Asexual
Es aquella en la que interviene un solo progenitor sin participación de gam etos.
♦
Sexual
Cuando los nuevos individuos resultan de la unión de dos células d ife ren tes
llamadas gametos.
1.1.
REPRODUCCIÓN ASEXUAL
Las plantas y algunos anim ales de organización sencilla, así com o to d o s los
o rg a n ism o s u n ice lu la re s, se re pro duce n d ire c ta m e n te de sus p ro g e n ito re s , sin la
intervención de células sexuales o gametos. Se conocen varias formas de reproducción
asexual.
Formas de reproducción asexual.
1.1.1. En organismos unicelulares
Ocurre en bacterias, amebas, paramecios, otros protozoarios y en ciertos hongos
En esta forma de reproducción la célula se divide originando dos o más células hijas
Puede ser de tres tipos:
• Por división binaria
Es típica en las bacterias, donde por una estrangulación en el plano medio se
producen dos nuevos organismos. También se realiza este tipo de reproducción en ciertos
protozoarios, como en el Paramecium caudatum, donde el macronúcleo se agranda
aparentemente sin ningún cambio visible, el núcleo alargado se constriñe en la parte media
y simultáneamente se produce la citocinesis.
169
B iología
• Por gemación
Se forman dos núcleos, uno de ellos se desplaza hacia la membrana y forma una
especie de yema que se rodea de citoplasma, formándose dos células de diferente tamaño.
Ej. en las levaduras (Fig. 10.1.b).
Por esporas
Consiste en una serie de divisiones del núcleo que se rodean de citoplasma, se
forma la membrana de cada una y al romperse la membrana de la célula original, quedan
en libertad numerosas células llamadas esporas. Ej. Plasmodium (Fig. 10.1.C).
a
b
V«k
*
&■> í *
<JK
FiS 101 U S
,0rmaS *
«
o rgan¡sm os
u n lc e lu |a r e s .
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
170
UNMSM
1.1.2. En organismos pluricelulares
1.1.2.1. En plantas y hongos
rizom a
Tallo brotando
i i i i i t 11
Estolones
11
Es una forma de reproducción asexual de las plantas pluricelulares, debido a que
forman yemas y éstas tienen una gran capacidad de desarrollo, de tal manera que cuando
se separan de la planta de la cual forman parte, y encuentran condiciones favorables,
pueden originar una nueva planta. En forma natural, las plantas se reproducen generalmente
a través de tallos especializados para ese fin como los estolones de la fresa, los bulbos de
la cebolla, los tubérculos de la papa, los rizomas de las gramíneas, etc. (Fig. 1 0 .2 ).
Artificialmente se usan a menudo segmentos de tallos con yemas laterales, siendo éstas
consideradas como unidades de reproducción vegetativa, aprovechadas en la agricultura y
jardinería en forma de esquejes, estacas y acodos.
c ■
• Reproducción vegetativa
Tubérculo Raíz
Raíz
Tubérculos
11
Bulbo
M
WWW. kalipedia corn/kaiipediarnedicadenaas natu
11
Bulbos
Acodos
F¡g. 10 .2 . Reproducción vegetativa.
A ^ f o e
fl
s o r / r t
• Reproducción por esporas
/ ^
Formas de reproducción asexual en la que se forman las esporas dentro de las
estructuras especializadas llamadas esporangios; generalmente al romperse el esporangio
las esporas son dispersadas y si caen en un medio apropiado originarán un nuevo individuo.
(Fig. 10.3). Esto sucede en algas, hongos, liqúenes, musgos, helechos y plantas superiores
en su fase asexual. Las esporas son células que se reproducen por mitosis, para formar un
nuevo organismo.
Esporangios
Reproducción
asexual
,
E sporangióforo
Haploide
Eaporangioapora» (n)
Esporangio
N t
...
-i
/
Estolón
■ #
G am etangios
— »
Progametangios N «
M
Núcleo
Haploide
M eio tis
(d u rante la
g erm in ación )
i
troducclón sexual
■ *
Zlgosporanglo
/ con núcleos
A
diploides
/ ''C
/
i#
Fig. 10.3. Reproducción por esporas
1.1.2.2.En animales
En los animales, existe la reproducción
sexual y asexual . La reproducción asexual puede
ser por gemación y por regeneración.
• Gemación
Una porción relativamente pequeña y poco
diferenciada del progenitor crece y forma una
yema, la que se transforma en un nuevo individuo,
tal como sucede en la hidra, esponjas, etc.
• Regeneración
■*
*
Si el cuerpo del animal es dividido en dos a
más partes, cada una se transforma en otro
individuo, tal como ocurre en las planarias. (Fig.
10.4).
F ig . 10.4. La planaria se reproduce
asexualmente dividiéndose en
dos partes, cada una de las
cuales crece y forma un nuevo
individuo completo.
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
172
2.
UNMSM
Ciclo celular
Aun cuando ciertas células se encuentren en continua división, como es el caso de
los tejidos proliferativos, requieren de un tiempo de recuperación de materiales denominado
interfase, antiguamente se creía que era la fase de reposo, pero en realidad durante la
interfase se realiza la mayor parte de la actividad metabòlica de la célula preparándose para
la siguiente división.
La síntesis de DNA divide a la interfase en tres períodos: G1 o prerreplicativo, S
donde ocurre la síntesis de DNA, y G2 o posrreplicativo; e inmediatamente se produce la
división celular (Fig. 10.5).
G2
profase
j
m etafase I
^
anafase
/
®
telofase
I
ñ
G1
Fig. 10.5. Ciclo Celular
2.1.
Mitosis
Proceso de división característico de los eucariontes donde ocurren cambios visibles
en el núcleo, se le divide en las siguientes fases:
• Profase.
La cromatina se condensa convirtiéndose en fibras dobles visibles al microscopio
óptico; el nucléolo va desapareciendo; si hay centriolos se dirigen hacia los polos de la
célula.
Durante la Prometafase, los cromosomas continúan su condensación y se dirigen
hacia el plano ecuatorial, la envoltura nuclear no es visible.
• Metafase.
La cromatina llega a su máxima condensación, se han formado los cromosomas.
Los centriolos han llegado a los polos, se ha constituido el huso acromático (estructura
microtubular), no se observan nucléolos.
B
^^
io l o g ìa
Es en este período cuando se hacen los estudios morfológicos de los cromosomas.
Cada cromosoma esta constituido por dos fibras gruesas longitudinales llam adas
cromátides, las fibras están unidas en un punto llamado centròmero. A partir de éste se van
a unir a la fibras del huso. Según la posición del centròmero los cromosomas se clasifican
en: metacéntricos (centròmero en la parte media), subm etacéntricos (brazos casi iguales),
acrocéntricos (centròmero casi terminal), telocéntricos (centrómeros terminales, un solo
brazo) (Fig. 10.6).
Telocéntrico
Acrocéntrico
Submetacéntrico
Metacèntrico
Fig. 10.6. Tipos de Cromosomas
■Anafase
Las fibras del huso se acortan, los centrómeros se dividen, se separan las crom átides
dirigiéndose a los polos respectivos.
• Telofase
Los cromosomas se van descondensando llegando a los polos respectivos donde
se forman los nuevos núcleos. Inmediatamente se produce la citocinesis o división del
citoplasma, que en la célula animal es por estrangulamiento y en la vegetal por form ación
de la placa celular (fragmoplasto).
La mitosis mantiene constante el número de cromosomas de las células som áticas
(número diploide = 2n). Es responsable del crecimiento de los organism os m ulticelulares
y la reproducción de los organismos unicelulares eucarióticos (Fig. 10.7).
INTERFASE
Centrosoma
(con centholos pares)
Nucleolo
c
Envoltura
nuclear
Cromatina
(duplicada)
Membrana
plasmática
METAFASE
Placa
m etafàsica
PROFASE
(con centriolo* pares)
H u so a c ro m á tic o A s te r
te m p ra n o
Fragmentos
de la envoltura
Centromero
nuclear
Cromosoma, compuesto con
sus dos cromatides hermanas
Cinetocoro
Noclnetocoro
m icrotubulo
Cinetocoro
m icrotubulo
ANAFASE
t e l o f a s e y c it o c in e s is
celular
C entro
Formación
del nucleolo
P r e u n iv e r s it a r io
Huso
Cromosomas
hijos
Form^riA« ^ i
S S S iS S Í
Fig 10.7. M itosis
UNMSM
Centrosoma en un
polo del Huso
B io l o g ìa
175
2.2. Meiosis
Todo organismo m ulticelular que se reproduce sexualm ente está formado por dos
tipos de células: somáticas y germ inativas, las primeras forman el cuerpo del individuo y se
dividen por mitosis, las germ inativas, se encuentran en órganos especializados llamados
gónadas, éstas se dividen por meiosis. El proceso meiótico tiene por objeto recombinar el
material genético y reducir a la mitad el número crom osóm ico (número haploide = n) para
la formación de los gametos. Consta de dos divisiones celulares sucesivas la primera (I)
reduce a la mitad el número crom osóm ico (reduccional) y la segunda (II) es una especie de
mitosis con células haploides (ecuacional).
— MEIOSIS I
• PROFASE I
Es la fase más compleja y larga de la meiosis, se le subdivide en:
Leptoteno. Se inicia la condensación de los cromosomas los cuales
como filamentos aparentem ente simples.
se observan
C igoteno. Apareamiento de los cromosomas homólogos (se forman los bivalentes).
P aquiteno. Los cromosomas se condensan, se inicia el intercambio cromosómico
(crossing-over). Se puede apreciar que cada uno de los cromosomas están formados
por dos cromátides que apareadas forman las tetradas.
D iploteno. Los cromosomas se separan ligeramente pero están unidos en puntos
llamados quiasmas, que marcan citológicamente los lugares donde se produjeron
intercambios entre cromátides homologas.
D ia c in e s is . Los quiasm as se van trasladando a los extrem os del cromosoma
(terminalización).
• METAFASE I
Las tetradas se ordenan en el plano ecuatorial, se ha formado el huso acromático,
los centriolos, están en los polos.
•ANAFASEI
Se separan los cromosomas homólogos dirigiéndose a los polos celulares.
•TELOFASEI
Han llegado los cromosomas a los polos respectivos, se forman los núcleos, cada
uno de las cuales tiene número haploide de cromosomas (n), pero cada cromosoma esta
formado por dos cromátides.
A continuación se produce la citocinesis e inmediatamente la segunda división (no
hay interfase).
— MEIOSIS II
La <jivislón ecuacional se lleva a cabo en forma simultánea en ambas células hijas,
provenientes de la primera división.
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
176
UNMSM
• PROFASE II
La cromatina se condensa; si hay centriolos, se separan y comienzan a migrar, la
envoltura nuclear va desapareciendo paulatinamente.
• METAFASE II
Los cromosomas se ordenan en el plano ecuatorial, los centriolos han llegado a los
polos, se establece el huso acromático.
•ANAFASE II
Los filamentos del huso se acortan, las cromátides de cada cromosoma se separan
dirigiéndose a los polos respectivos.
•TELOFASE II
Los cromosomas llegan a los polos, se forman los nuevos núcleos.
A continuación se produce la d to cinesis, originándose de esta manera cuatro células,
cada una de las cuales tiene el número haploide de cromosomas (n), y están constituidos
de una sola cromátide (Fig. 10.8); estas células son las que constituirán posteriormente los
gam etos.
___
Profase I
Metafase I
Anafase I
Telofase I
Profase II
Metafase II
Anafase II
Telofase II
Fig. 10.8 M eiosis
177
B io l o g ìa
3.
REPRODUCCIÓN SEXUAL
3.1.
R eproducción sexual en plantas con flo re s
En las plantas con flores los gametos masculinos se forman en los granos de polen
y los gametos femeninos en el saco embrionario.
A
Partes de una flo r
Una flor típica está constituida por cuatro tipos de hojas florales que son los sépalos,
pétalos, estambres y los carpelos que forman el pistilo (Fig. 10.9).
El órgano reproductor femenino es el pistilo en cuyo ovario se forman los óvulos y
dentro de estos el saco embrionario. El órgano reproductor masculino es el estambre en
cuyos sacos polínicos se form an los granos de polen. G eneralm ente los órganos
reproductores están protegidos por la corola (conjunto de pétalos) y el cáliz (conjunto de
sépalos) externamente.
Todas las piezas flo ra le s se insertan en la parte superior (receptáculo) de un tallito
(p edú nculo ) (Fig. 10.9). Las flores pueden ser h e rm a frod itas o unisexuales según lleven
los dos órganos sexuales o solamente uno: femenino o masculino.
Los sépalos. Constituyen el cáliz, primera envoltura de la flor, generalmente es
de color verde y tiene la forma de una hoja.
Los pétalos. En conjunto forman la corola, segunda envoltura. Son de diversos
colores, para atraer a los insectos.
•
Los estam bres. Forman en conjunto el androceo, el cual tiene dos partes el
filamento y la antera. La antera generalmente está constituido por cuatro sacos
polínicos.
El p istilo . Forma en conjunto el gineceo, el cual puede ser un pistilo. Ejemplo:
«flores de arveja», o varios pistilos. Ejemplo: «flores de fresa». El pistilo comprende
tres partes: el ovario, el estilo y el estigma. (Fig. 10.9).
B.
G am etogénesis Vegetal
C o n s is te en la fo rm a c ió n de las c é lu la s re p ro d u c to ra s y se d iv id e en
m icrogam etogénesis y macrogametogénesis.
M icrogam etogénesis
Es el proceso de formación de gametos masculinos. Se inicia dentro de los
sacos polínicos, donde se forman los microsporocitos que por meiosis darán 4
microsporas y estas por mitosis forman los granos de polen (microgametofito)
que contiene los núcleos espermáticos y el núcleo vegetativo o núcleo del tubo
(Fig. 10.10).
M acrogam etogénesis o M egagam etogénesís
Proceso que se produce dentro del óvulo, dando como resultado el saco
embrionario (gametofito femenino), que contiene la oosfera (gameto femenino).
Dentro del ovario se forman los óvulos, el óvulo consta de la núcela en la parte
central, protegida por dos tegumentos: primina y secundina, dejando una abertura,
el m icrópilo. Una célula de la núcela se diferencia desarrollando más que las
C entr o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
ANGIOSPERMAS: Monocotiledóneas y Dicotiledóneas
estigma
antera
1
filamento^]- estambre
FLOR
estigma"!
f— gineceo
esporofito
céí.
madre
de la
megáspo ra
-
cubierta
seminal
gaspora
cional
; tubo
polínico
saco
2-nucleado
saco
embrionario
maduro
Fig. 10.9 La flor
saco
4-nucleado
saco
8-nucleado
">"W
I
- ..........
179
B io lo g ía
Microsporocito
Meiosis I
Meiosis II
M icrosporas
Cariocinesis I
Núcleo
generativo
Núcleo
tubular
C ariocinesis II
^ranos de polen
Núcleos
espermáticos
Núcleo del
tubo
Fig. 10.10. Microgametogénesis
otras y posteriormente será la célula madre de la macrospora o macrosporocito,
la que por meiosis producirá cuatro macrosporas haploides, tres de ellas
degeneran y la que sobrevive crece y el núcleo se divide por mitosis, dando ocho
núcleos, que se polarizan, constituyendo el saco e m b rio n a rio (gametofito
femenino) (Fig. 10.11).
La disposición de las células dentro del saco embrionario es la siguiente: La o o sfe ra
o núcleo ovular (gameto femenino) y las 2 sinérgidas cerca al micrópilo, en la parte opuesta
las 3 antípodas y en el centro una célula binucleada, porque los dos núcleos polares se
fusionan formando el núcleo secundario.
Polinización
Es el proceso mediante el cual los granos de polen son transoortadn*
.
anteras de los estambres hasta el estigma. Puede ser directa n
, desde las
el grano de polen cae sob.e el es.,gma de te m i ™ Z T ,, e „ T s eo¿ Z * ^
estigma de otra flor. En la polinización cruzada el polen es transD ortaii ™ . • C38 S°
el
o aves pequeñas como el Dlcaflor. El poten *
pegajosa, el liquido estigmático.
stigma por una sustancia
180
C e n tr o P r e u n iv e r s it a r io
«
Megasporocito
UNMSM
«i
‘C
5 -O
Megasporas
o
o
<j>V antip°da,es
^ fusión de
núcleos polares
núcleo del
huevo
0 -J — sinérgidas
Saco embrionario
inmaduro
Saco embrionario maduro
Megagametofito
Fig. 10.11. Macrogametogénesis
Fecundación
/
Cuando el líquido del estigma penetra en el grano del polen, éste se hincha y se
produce el tubo polínico, el cual crece, atraviesa el estilo y avanza hasta llegar al óvulo. Éste
penetra por el micrópilo hasta el saco embrionario. Por el tubo polínico viajan los núcleos
espermáticos o gametos masculinos, uno de los cuales se une con la oosfera y forma el
embrión y el otro se une al núcleo secundario y forma el endospermo o tejido nutricio,
puesto que intervienen dos gametos masculinos; el proceso se llama fecundación doble.
Después de la fecundación, se desarrolla el embrión dentro del óvulo,
transformándose en semilla. El embrión que está envuelto por los tegumentos se origina
del saco embrionario y sus primeras hojas son los cotiledones que pueden ser uno
(monocotiledoneas) o dos (dicotiledóneas). El resto de la sustancia nutritiva (endospermo)
que sirve de alimento al embrión, se almacena en los cotiledones como en el fréjol o se
mantiene separado como en el maíz.
Simultáneamente el ovario se transforma en fruto (pericarpio).
El pericarpio tiene tres partes:
i
Exocarpio, membrana extema (cáscara)
Mesocarpio, en frutos carnosos es la parte comestible.
Endocarpio, la parte que está en contacto con la semilla.
Los frutos pueden ser secos como las legumbres y cereales, o carnosos como e(
melocotón, la palta, etc.
181
B io l o g ía
Cubierta
Plúmula
Radícula
Micropilo
Endocarpo
Cotiledón
Semilla
Endocarpo
Endocarpo
Plúmula
Radícula
Fig. 10.13. Frutos y Semilla
3.2.
Reproducción sexual en animales con especial referencia al hom bre
Los animales que tienen reproducción sexual están provistos dei u
n
.
reproductor que se diferencia en cuanto a su morfología y función, en mascu ino
_
es decir que requieren de dos progenitores. Sin embargo, existen organismos e
r„ ¡ a
que poseen órganos masculino y femenino en el mismo individuo, esta con icion es p
de animales inferiores. En estos organismos existe la autofecundación como en las emas
o también, los dos individuos hermafroditas se acoplan y mutuamente se fecundan como
sucede en la lombriz de tierra. En los organismos unisexuales tenemos como ejem plo el
sistema reproductor humano, por ser uno de los más representativos de los vertebrados.
A.
Sistema Reproductor Masculino
Las gónadas de los machos de los mamíferos son los testículos, que tienen doble
función: la producción de espermatozoides y la secreción de testosterona. Los testículos se
localizan fuera de la cavidad del cuerpo en un saco llamado escroto. Los testículos se
desarrollan dentro de la región pélvica y descienden justo antes del nacimiento o poco
tiempo después. En el escroto la temperatura es 1 a 2 grados más baja que la temperatura
normal del cuerpo.
La producción de espermatozoides empieza en la pubertad (entre los 12 a 14 años).
Los espermatozoides se producen y maduran dentro de unas estructuras llamadas tubos
seminíferos. Un espermatozoide maduro se compone de tres partes: la cabeza que presenta
el núcleo, la parte media con mitocondrias y el flagelo o cola, una vez liberado, su vida es
muy corta porque tiene poco citoplasma.
Alrededor de los tubos seminíferos existen células intersticiales, siendo un grupo de
éstas las células de Leydig, que se encargan de elaborar la horm ona m asculina la
testosterona,responsable del desarrollo de las características sexuales se cu nda rias
masculinas: tono de voz más grave, mayor crecimiento muscular y distribución del vello
corporal, incluyendo la barba.
Los espermatozoides maduros pasan desde el testículo hacia el epidídímo una
serie de tubos plegados donde se almacenan, antes de salir del epidídímo adauíeren l l
capacidad de moverse y fecundar. Un tubo largo llamado vaso deferente conecta
epidídímo con el cuello de la uretra que se encuentra dentro del pene (órgano urogenital)
182
C
entro
P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
Las vesículas seminales, la próstata y las glándulas de Cowper son glándulas que
secretan el fluido sem inal y que, adem ás de ser el m edio de tra n s p o rte de los
espermatozoides, contienen sustancias básicas que ayudan a neutralizar las condiciones
ácidas de la uretra masculina y la del tracto reproductor femenino y fructuosa, fuente de
energía para los espermatozoides. En una eyaculación el hombre libera el semen con
aproximadamente 300 millones de espermatozoides (100 millones/ml) (Fig. 10.14).
V egija
p ró sta ta
v e s íc u la
s e m in a l
u re tra p ro s té tic a
u re tra m e m b ra n o sa
a m p o lla
u re tra peneana
c o n d u c to
e y a c u la d o r
c u e rp o s c a ve rn o so s
- g lá n d u la
b u lb o re tra l
c u e rp o e s p o n jo s o
c o n d u c to d e fe re n te
c o n d u c tillo s e fe re n te s
en la ca b e za d el
e p id id im o
túbulos rectos
e p id id im o
c o n d u c to
e p id id im a r io
glande
— re te te s tis
m ú s c u lo d a rto s
tú n ic a in te rn a
tú n ic a a lb u g ín e a
tubulo*
sem inifero*
porción
terminal da
lo* tùbulo*
sem inifero*
s a lid a d e l c o n d u c to
d e fe re n te de la c o la
del e p id id im o
testículo
Fig. 10.14. Sistema reproductor m asculino
Sistema Reproductor Femenino
Las glándulas sexuales de la mujer son los ovarios, los cuales se encuentran en la
región pélvica, la temperatura corporal no afecta la producción de óvulos. En los ovarios se
desarrollan los ovocitos y las células foliculares secretan hormonas sexuales femeninas.
Cada ovario tiene muchos folículos. Un folículo es una estructura que contiene un ovocito
más las células foliculares.
La ovogénesis se inicia antes del nacimiento; al nacer, la niña ya tiene todos sus
ovocitos, pero no están maduros y se les llama, por ello, ovocitos inmaduros o células
primordiales. Su maduración y liberación se inicia en la pubertad, entre los 9 y 16 años.
Además de producir gametos, los ovarios producen dos hormonas: el estrògeno y la
progesterona, el estrògeno influye en el desarrollo de las características sexuales
secundarias en la pubertad el desarrollo de las glándulas mamarias, el ensanchamiento
de la pelvis y la redistribución de la grasa del cuerpo.
Empezando en la pubertad, la mujer libera un ovocito maduro de uno de sus ovarios,
aproximadamente en cada ciclo mestruai. La liberación de un ovocito se llama ovulación.
La menopausia es el momento en que la mujer deja de liberar óvulos (entre los 40 a 50
años).
B
183
io l o g ìa
Después de la ovulación, el ovocito es transportado hacia el oviducto o trompa de
Falopio por la acción de células ciliadas que revisten la abertura del oviducto (fimbri), que
tiene forma de embudo; a pesar de no estar unidas directamente a los ovarios, las trompas
proveen un trayecto desde el ovario hasta el útero.
El útero o matriz, es un órgano muscular fuerte donde se desarrolla el embrión. El
cuello o cerviz es la parte inferior del útero y lo comunica con la vagina. Esta última es un
tubo muscular que recibe el semen durante la cópula y sirve como conducto de nacimiento
(Fig. 10.15).
O viducto o
trom pa de Faiopio
Ovario
Trompa
uterina
Cuerpo
uterino
V .ji9 a
urinaria
S in fisi«
p u b iana
M onte de
V enu s
C litoris
U retra
L a b io s
m e n o re s
V a g in a
L a b io s
M ayo res
Ano
Recto
M onte da V e n u s
Prepucio del Clitoris
Orificio uretral
Labio* mayores
Labios menores
Orificio vaginal
Periné
Hlmen
Vestíbulo
«no-vulvar
Ano
Fig. 10.15. Sistema reproductor femenino
184
C e n t r o P r e u n iv e r s ita r io
UNMSM
• Ciclo Menstrual
Comprende el desarrollo y liberación del ovocito maduro, y el desprendim iento
periódico del revestimiento de útero (endometrio). El ciclo menstrual está relacionado
con el hipotálamo, la pituitaria, los ovarios y el útero. Dura aproximadamente 28
días.El ciclo menstrual tiene 4 etapas. La primera es la menstruación, durante la
cual se elimina el endometrio con perdida abundante de sangre por la vagina. Esta
etapa dura de 4 a 6 días.
Cuando termina la menstruación, empieza la etapa folicular. La hormona folículo
estimulante (FSH) producida por la hipófisis promueve el desarrollo de los ovocitos
dentro de algunos folículos de un ovario Por lo general sólo un folículo madura
totalmente, a medida que los folículos crecen (por aumento de células foliculares)
estas secretan la hormona estrògeno que hace que la pared uterina inicie su
engrosamiento a fin de recibir el óvulo fecundado Dura entre 9 a 10 días (endometrio
en fase proliferativa).
Una etapa muy corta del ciclo es la ovulación o liberación del óvulo. La hormona
luteinizante (LH) y el folículo estimulante (FSH), secretadas por la pituitaria estimulan
la ovulación. La fecundación ocurre dentro de las 48 horas después de la ovulación
en el tercio anterior de la trompa de falopio
Después de la ovulación, comienza la etapa del cuerpo lúteo, la hormona luteinizante
hace que el folículo se convierta en cuerpo amarillo o cuerpo lúteo, que secreta la
progesterona. Esta hormona hace que el revestimiento del útero se haga más grueso
(día 15 al 20 del ciclo) endometrio en fase secretora.
A medida que el cuerpo lúteo degenera (si no hubo fecundación), el endometrio se
pierde durante la menstruación. Si hay fecundación, el corion, una membrana
embrionaria, produce una hormona especial que es la gonadotropina coriónica, que
evita la degeneración del cuerpo lúteo, manteniendo el nivel de progesterona. La
menstruación no ocurre y no madura otro óvulo. La gonadotropina coriónica se
produce durante los 3 primeros meses del mes del embarazo aproximadamente
(esta es la hormona que se detecta en algunas pruebas del embarazo), el tiempo
que termina la producción de gonadotropina coriónica, luego la placenta ya formada
produce suficiente gonadotropina (progesterona) como para mantener el embarazo
(Fig. 10.16).
3.3.
Gam etogénesis en animales
Consiste en la formación de gametos (Fig. 10.17); este proceso pasa por 3 fases:
proliferación, crecimiento y maduración; el evento principal es la división meiótica.
• E s p e rm a to g é n e s is
Es la formación de gametos masculinos o espermatozoides. Se efectúa a nivel de
los tubos seminíferos de los testículos.
\
• O vogénesis
Se llama así al conjunto de procesos que interviene en la formación de los óvulos.
Se lleva a cabo en los ovarios
B io l o g ía
€
• O
Q
■ ©
F o lículo
óvulo
Maduración
del folículo
Ovulación
D e g e n e r a c ió n
Cuerpo
lúteo
del c. lúteo
37°C r
Tem peratura co rp o ra l
36° C
H orm ona L u te in iz a n te
Estradiol
P rog esteron a
H orm ona
fo líc u lo estim ulan te
Fase Lútea
Fase F o licu la r
M e n s tru a c ió n ]
10 11 12 13 14 1516 17 18 19 20 21 22 23
24 25
26 27 28
Días del ciclo m en strual
Fig. 10.16.
WWWsantillana.com
186
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
ESPERMATOGENESIS
UNMSM
OOGENESIS
ESPERMATOGONIA
/ . fÀ
OOGONiA
I
ESPERMATOCITOI
OOCJTO1
-
J
MEIOSIS I
MEIOSIS 11
0
\
ESPERMATOZOIDE
0
>
OVULO
Fig. 10.17. Gametogénesis en los animales superiores
3.4.
Fecundación
Es el proceso por el cual se unen los gametos femenino y masculino, es decir, óvulo
y espermatozoide. El gameto masculino lleva los genes del padre, y el gameto femenino,
los de la madre. Hay dos clases de fecundación:
• Externa
Cuando los gametos son fecundados en el medio ambiente, este tipo es muy común
en los animales de vida acuática como los equinodermos, cnidarios, muchas
especies de peces, así como también en los anfibios, etc.
• Interna
Cuando los espermatozoides son depositados en el sistema reproductor de la
hembra, como ocurre en los mamíferos, aves, reptiles y algunos peces, etc. Esta
clase de fecundación se realiza generalmente con la ayuda de un órgano copulador
o pene.
Como resultado de la fecundación se forma el huevo o cigoto, que al desarrollarse
dará origen a un nuevo individuo.
3.5.
Partenogénesis
El óvulo se desarrolla sin la intervención del espermatozoide; es decir, no existe
fecundación. Este tipo de reproducción ocurre en muchos insectos, como en la abeja, sus
óvulos no fecundados dan origen a los zánganos (individuos machos).
187
B io l o g ía
3.6.
Animales Ovíparos, Ovovivíparos y Vivíparos
Formado el cigoto, de acuerdo a si permanece o no dentro de los órganos
femeninos, los animales pueden ser
3.7.
•
Ovíparos. Cuando los huevos son eliminados e incubados en el ex
embrión obtiene su material nutritivo enteramente de la yema
Son ovíparos la mayoría de peces, anfibios, mayoría de rep i es y
•
O vovivíparos. Cuando los huevos son retenidos en los
femeninos para su desarrollo. Son ovovivíparos ciertos tiburones, a g
(El embrión se alimenta del vitelo del huevo).
•
Vivíparos. Cuando el embrión obtiene casi todo su alimento de la
desarrolla dentro del útero materno. Ej.: en los mamíferos con exc
monotremas.
os reptiles
Helios
Desarrollo embrionario
Al producirse la fecundación y, por consiguiente, la formación del cigoto, se inician
una serie de procesos que dan como resultado un individuo semejante a sus progeni ores,
este desarrollo se incia con la segmentación, mórula, la formación de la blástula (blastocis o),
luego se anida en el útero transformándose en gástrula y finalmente se produce a
diferenciación.
• Formación de la Blástula
<3^.
Cu
o
El huevo o cigoto se divide por mitosis en dos células denominadas blastómeros
(segmentación), cada uno de los cuales se vuelve a dividir en 2, resultando en total
4. Una tercera división da como resultado 8 células y así sucesivamente se dividen
en 1G, 32, 64, etc. Las células resultantes o blastómeros disminuyen en tamaño,
pero sin aumentar el volumen inicial, lo que era inicialmente el cigoto. Estas divisiones
originan un pequeño cuerpo que tiene el aspecto de una mora y por eso se llama
mórula. Las divisiones continúan, las células del centro de la mórula migran a la
perifer.a y forman una esfera con una cavidad en el centro denominada blastocele
En este momento el embrión recibe el nombre de blástula (Flg. 10.18)
vO
• Formación de la Gástrula
Cl
Constituye una reacomodación de las células de la blástula por m ovim iento v
plegamiento de diversas regiones celulares, para así originar la capa ex erna o
ectodermo y la interna o endodermo y una cavidad llamaría
. - externa o
un orificio llamado blastoporo. Posteriormente se forma una ,¡¡rU enteron' que tiene
mesodermo, situada entre el ectodermo y el endodelmo (Fig. 10 X )
" amada
Ci
O
z
Algunos animales como los cnldarios detienen su de sarm é
^ •
en la etapa de gástrula didérmica.
aesarrollo embrionario quedando
• Diferenciación
Los tejidos embrionarios de la náctmio
para constituir los diversos tejidos, f o r m a n d o T e o ^ diferenciarse V se agrupan
los mam,feros de cada tejido embrionario se fon°anS| o ? an° S' y '° S S¡Stemas E"
man los Sl9uientes sistemas-
¡
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
188
Estado de 2 células
Estado de 4 células
Trompa
de Falopio
Mprula¿.<
Fertilización
■Ovario
^ 9 0 8 0 6 ^ ^ 6 / Cuerpo
___
Lúteo
Desarrollo
folicular
Ovocito
’ Ovulación
Fig. 10.18.
Im plantación
Fecundación
Espermatozoides
>
Ovulo
Etapa de
dos células
C é lu la s q u e
fo r m a r á n e l
y T r o fo b la s t o
e m b r ió n •
■
Primera
División celular
División
celular posterior
Formación
Del blastocisto
Fig. 10.19. Formación del blastocisto
ECTODERMO
MESODERMO
ENDODERMO
Piel, pelos, uñas
Sistema muscular
Sistema digestivo
Sistema nervioso
S. circulatorio
Sistema respiratorio
Órganos de los
S. óseo
sentidos
S. excretor
S. reproductor
3.8.
M etam orfosis
Cuando un individuo nace es semejante al adulto, pero más pequeño, como sucede
con los mamíferos, aves y reptiles, se dice que presenta desarrollo directo. Sin embargo,
existen animales que deben pasar por una serie de cambios para llegar a su forma adulta,
fenómeno que se conoce como desarrollo indirecto o metamorfosis. Es común en muchos
insectos, anfibios, etc.
3.9.
Ciclos vitales
Todos ser vivo cumple un ciclo vital: nace, crece, se reproduce, envejece y muere.
189
B iologìa
CAPÍTULO XI
C ontinuidad de las es p e c ie s : M en d e l y la s le y e s de l a h e r e n c ia - d o m in a n c ia
IN C O M P L E T A - A L E L O S M Ú L T IP L E S - C O D O M IN A N C IA .
1.
CONTINUIDAD DE LAS ESPECIES
La mitosis y la meiosis son procesos biológicos que permiten que la información
genética pase de célula a célula y de generación a generación, asegurando así la continuidad
de las especies. Pero el conocimiento de las divisiones mitótica y meiótica fue limitado, y el
estudio de su papel en la herencia no se desarrolló y refino sino hasta el siglo XX. En 1865,
un monje austríaco, Gregor Mendel (1822-1884), en una Reunión de la Sociedad de Historia
Natural de Brünn dio a conocer los resultados de ocho años de estudio y análisis, pero su
trabajo prácticamente quedó en el olvido durante 34 años. Cuando a com ienzos del siglo
XX se conoció a ciencia cierta sus experimentos, fue considerado como una nueva y notable
dificultad a vencer. Esto resultó ser el principio del estudio de la GENÉTICA: la ciencia de la
herencia y la variación, como una rama definida de las Ciencias Biológicas.
1.1.
TERMINOLOGÍA
Fenotipo: características observables de un individuo, resultantes de la interacción
entre el genotipo y el ambiente en que ocurre el desarrollo.
•
G enotipo: suma total de la información genética contenida en un organism o. Se
refiere también a la constitución genética de un organism o con respecto a un
locus o algunos loci génicos en consideración.
•
Locus: región específica de un cromosoma donde se encuentra un gen. (Plural
Loci).
Gen (Gene), es la unidad básica de la herencia, es un segm ento de ADN
responsable de alguna característica en particular o de alguna fu n d ó n especifica
Está ocupando un determinado locus en un cromosoma.
•
A le lo (a le lo m o rfo ): una de las posibles form as a lte rn a tiva s de un qen se
representa con letras.
’
o a r S S
l l : « e aaa ”
l ' « T c S a o eEÍe t e
P
"
° r9a" iSm° ^
P° S6e d ° S atelos ¡9 uales
° r9a" iSm° W
P° See d° s alelos aíferen,es
u"
. generación parental o progenitora.
de un cruzamiento.
S89Unda y lercera generación filial, respectivamente, a partir
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
Codominancia: caso en el que un alelo no domina al otro y viceversa; ambos se
expresan en un individuo heterocigoto.
Línea pura: un linaje que mantiene su estado de homocigosis con respecto a
uno o varios genes durante muchas generaciones.
Híbrido: producto de un cruzamiento entre individuos de líneas puras diferentes.
Gen dominante: aquel gen que cuando está presente siempre se expresa, ya
sea en estado de homocigosis o heterocigosis.
Gen recesivo: aquel gen que sólo se expresa al estado de homocigosis.
Alelos múltiples: cuando existen más de 2 formas alternativas de un gen que
ocupa un locus genético específico.
Genoma: es el conjunto de todos los genes que contiene un juego completo de
cromosomas en un núcleo haploide.
Par de cromosomas homólogos, cada
uno en estado no duplicado (la mayoría
de las veces, uno de ellos es del padre
y el otro de la madre)
Locus genético (plural, loci), ubicación de
un gen específico en un tipo de
cromosoma.
Par de alelos (cada uno es una forma
molecular determinada de un gen), en loci
correspondientes pares de cromosomas
homólogos.
Tres pares de genes (en tres loci de este
par de cromosomas homólogos): es lo
mismo que tres pares de alelos.
Fig. 11.1 Cromosomas homólogos
y Taggart. R. Biología la unidad y diversidad de la vida 10a edición Ed Thomson México 2004
191
B io l o g ía
1.2.
Mendel y
las
Leyes de la H erencia
Para valorar la genética, es una ayuda el saber com o llegó Mendel a sus conclusiones,
quien, no sabía nada acerca de los genes, de la mitosis y de la meiosis. Su razonam iento
estuvo basado totalmente en sus observaciones y experim entos, y en su pensam iento que
ha sido considerado genial. Tengam os pre se n te las c a ra c te rís tic a s de la c ie n c ia : la
observación, la elaboración de la hipótesis, la experim entación y la interpretación. Todo
esto se presenta en el trabajo de Mendel.
Mendel realizó numerosos experimentos con la «arveja» Pisum sativum , planta que
se cultiva con facilidad y produce un gran número de descendientes en muy corto tiem po. Él
había observado m uchas ca racterísticas co n tra s ta n te s en e sta s p la ntas, las que fue
seleccionando cuidadosamente hasta elegir siete (Fig. 11.2.).
• Superficie o textura de la semilla (lisa o rugosa)
• Color de la semilla (amarilla o verde)
• Longitud del tallo (largo o corto)
• Posición de las flores (axiales o terminales)
• Color de las flores (púrpuras o blancas)
• Color de las vainas (verdes o amarillas)
• Forma o aspecto de las vainas (infladas o constreñidas)
Como señalamos líneas arriba, Mendel no sabía acerca de los genes, por lo que él
menciona en su trabajo que estas características se deben a "factores" que se encuentran
en los gametos del organism o. Mendel dedujo e n to n ce s los s ig u ie n te s p o s tu la d o s o
principios:
1. Los factores se encuentran en parejas en cada organism o.
2. Cuando hay dos factores distintos, uno de los factores domina sobre el otro, a
este ultimo se le denomina recesivo.
3. En la formación de los gametos, los factores se separan o segregan al azar.
4 azar e n ' s ' g a S r 165
* * Cr° m° SOmas
ho™ logos se distribuyen al
estos postulados se han estabecido las denominadas Leyes de Mendel.
192
C e n t r o P r e u n iv e r s ita r io
RASGO
FORMA DOMINANTE
Forma
de la
semilla
lisa
Color
de la
semilla
amarilla
..........................
verde
1.2.1
Æ
amarilla
é
púrpura
Tamaño
de la
planta
i
compnmida
Color
de la
flor
Ubica­
ción
de la
flor
m
verde
Forma
de la
vaina
Color
de la
vaina
FORMA RECESIVA
rugosa
,<f9 í r ‘
UNMSM
'*
.
blanca
f
en las
uniones
de las
O B c ík c !;h° las axial
)t¡ > ^
alta (de
1.8 a 2
metros)
>V
£
M
r
J . r
en las
puntas
de las
ramas
enana
(de 0.2
a 0.4
metros)
¿
r
i
terminal
ú '
, C
Fig. 11.2. Los siete
caracteres estudiados
por Mendel
T.
Modificado de Audesirk 2003
Primera Ley: (Ley de la Segregación)
«Al cruzar dos líneas puras que difieren en un mismo carácter, en la primera
generación todos los descendientes exhibirán la variación dominante; y al cruzar los híbridos
de la F1 entre sí, la variación dominante se presentará en la proporción de 3/4: 1/4 con
respecto al recesivo» (Tabla 11.1. y Fig. 11.3.).
F2
(Número)
Carácter*
Fi
F2
(Porcentaje)
Dominante Recesivo Total
Dominante Recesivo
74,7
75,1
25,3
24,9
75,9
24,1
75,9
24,1
74,7
25,3
73,8
26,2
74,0
26,0
74,9
25,1
Semillas: lisas o rugosas
Todas lisas
5 474
1 850
7 324
Semillas: amarillas o verdes
Todas amarillas
6 022
2 001
8 023
Flores: púrpuras o blancas
Todas púrpuras
705
224
929
Flores: axiales o terminales
Todas axiales
651
207
858
882
299
1 181
Vainas: infladas o constreñidas Todas infladas
Vainas: verdes o amarillas
Todas verdes
428
152
580
Tallos: largos o cortos
Todos largos
787
277
1 064
Total o promedio
14 949
5 010 19 959
* El rasgo dominante se escribe primero
Tabla 11.1. Resultados de Mendel en los cruces entre plantas “ de arveja”
193
B io l o g ìa
»
pAútoPdirtteadón .!
/
/
f
*
^
T ip o * d e g a m e t o s m a s c u lin o *
(b)
Tipo» de
g a m e to s
fe m e n in o s
B b
B B
©
G
©
p
V
y
B b
bb
Fig. 11.3. Herencia del color de la Flor en Pisum sativum
Audesirn 2003
1.2.2. Segunda Ley: (Ley de la Segregación Independiente)
«Al cruzar dos individuos que difieren en dos o más caracteres, estos se transmiten
romo si estuvieran aislados unos de otros, de tal manera que en la segunda generac.on
tos genes se recombinan en todas las formas posibles». Esta ley se conoce también como
Principio de la recombinación independiente (Fig. 11.4).
1.3.
CRUCE DE PRUEBA
Mendel realizó cruzamientos de prueba para apoyar sus predicciones. E stos
cruzamientos se realizan cuando un individuo muestra dominancia para una característica,
pero se desconoce su genotipo (puede ser AA o Aa), y para averiguarlo se le cruza con el
individuo homocigoto recesivo correspondiente (aa). Dependiendo de los resultados de la
cruza, se podrá determinar si el individuo es homocigoto dominante o heterocigoto.
2.
DOMINANCIA INCOMPLETA
En la dominancia incompleta o herencia interm edia, ninguno de los a le lo s
involucrados domina totalmente al otro, razón por la cual los híbridos presentan un fenotipo
intermedio al que producen los individuos homocigotos recíprocos. La proporción
característica para tos fenotipos y genotipos es de 1 : 2 : 1 para los individuos de F tal como
ocurre en las flores de las plantas «buenas tardes», «boca de dragón» o «dogo»2(Fig 11 5)
/4 íÍo e
B io l o g ía
3-
Æ S o fifl
195
CODOMINANCIA
Drodiirt^icS° 60 ^ ^ Ue '° S a'e*os c*e un 9en son responsables de la producción de dos
a iPln
9 enicos diferentes y détectables, y ocurre una expresión conjunta de ambos
ía n ■
® e eroc'9 ° t° . En los humanos esta condición se presenta en el sistema
sanguíneo MN y en el sistema ABO.
GENOTIPO
FENOTIPO
GRUPOM
4.
LMLN
GRUPO MN
LNLN
GRUPO N
ALELOS MÚLTIPLES
El número máximo de alejos que cualquier individuo diploide posee en un locus
genético es de dos,'uno en cada uno de los cromosomas homólogos. Pero dado que un
gen puede cam biar a formas alternativas por el proceso de mutación, teóricamente es
posible un gran número de alelos en una población de individuos. Cuando existen mas de
2 form as alternativas de un gen, estamos frente a un caso de alelos múltiples. En el hombre
el ejemplo mejor conocido de alelismo múltiple es el sistema de grupos sanguíneos ABO.
Los grupos sanguíneos ABO están determinados por tres alelos, simbolizados por:
Ia , lB e i
Ia y lB son codominantes, es decir que cuando los dos están presentes en un
individuo, los dos se expresan totalmente. Los alelos recesivos se expresan cuando el
individuo es homocigótico (¡i) .
En el siguiente cuadro se observa la relación de fenotipos y genotipos:
GRUPOS SANGUÍNEOS
FENOTIPOS
grupo A
GENOTIPOS
Ia Ia , Ia i
grupo B
|B ,B
grupo AB
|A ,B
grupo O
ii
,B ¡
C e n t r o P r e u n iv e r s ita r io
196
UNMSM
C A PITU LO XII
G
-
e n é t ic a d e l
h e r e n c ia
s e x o : H e r e n c ia lig a d a ai s e x o -
in f l u e n c ia d a
h e r e n c ia r e s t r ic t a a l s e x o
p o r e l s e x o - ANOMALÍAS DE LOS C R O M O SO M A S
sexuales
- MU I ACIONES.
1.
GENÉTICA DEL SEXO
1.1.
Determinación de! sexo
El sexo es un carácter biológico que está genéticam ente determ inado. La
determinación cromosómica del sexo se produce en el momento en que se forma el huevo
o cigote, lo cual se conoce como determinación primaria. En el sistema XY, los machos son
heterogaméticos porque se forman dos tipos de espermatozoides (X e Y) y las hembras
son homogaméticas porque forman ovocitos de un solo tipo.
Como se observa en la fig. 12.1, un individuo macho produce la mitad de sus
gametos con el cromosoma X y la otra mitad con el Y. Las hembras producen todos sus
gametos con el cromosoma X. Por lo tanto, la mitad de sus posibles cigotos tendrán un
cromosoma X materno y un cromosoma X paterno y se desarrollarán como hembras. La
otra mitad de cigotos recibirán un cromosoma X materno y el cromosoma Y paterno,
desarrollándose posteriormente como machos.
| Me i os ¿s]
Fig. 12.1. Determinación del
sexo
Óvulo.'
Cigotos
femeninos
Cigoius
masculinos
B
197
io l o g ìa
>
Los cromosomas humanos X e Y difieren en tamaño .(Fig 12.2). El cromosoma Y es
pequeño, contiene pocos genes; uno de estos genes es el responsable de la determinación
del sexo masculino y de la formación de los órganos reproductivos: los testículos. En
ausencia de este gen se forman los ovarios.
I
El cromosoma X es de mayor tamaño y presenta mas de 2000 genes, y como este
cromosoma está presente en hombres y mujeres, dichos genes pueden expresarse en
ambos sexos.
►
I
Región diferencial
del cromosoma X
»
Región diferencial
del cromosoma Y
i
P
li
X
U
Y
#
*
i
0
blogs.ideaI.es/blogriles/eltercero/74633_cromosomajpg
*
Fig. 12.2. Cromosomas sexuales
*
1.2.
*
*
*
Herencia ligada al sexo
En 1910 Thomas Morgan descubrió que los genes localizados en la región diferencial
del cromosoma X siguen un patrón diferente a las leyes mendelianas. (Fig. 12.3).
✓
Morgan descubrió este mecanismo al estudiar la herencia del color de ojos en las
«moscas del vinagre» o «moscas de la fruta» D rosophila melanogaster. En estas moscas
el color normal de los ojos es rojo mate; sin embargo Morgan encontró un macho de ojos
blancos al que cruzó con una hembra de ojos rojos de línea pura, obteniendo una
descendencia de ojos rojos, lo que le sugirió que el gen para blanco era recesivo con
respecto al rojo; esto fuá confirmado con los cruces que realizó (Fig. 12.3). Al gen recesivo
blanco se le denominó w (del inglés white) y al alelo dominante que determina el color
rojo: W
✓
Al comparar la descendencia de los cruzamientos recíprocos observó que la expresión
fenotipica se manifestaba en diferente proporción en los sexos, lo que indicaría que el
caracter estaría ligado al sexo.
*
*
198
C e n t r o P r e u n iv e r s ita r io
UNMSM
C ro m o s o m a X co n a la lo de tipo salvaje
f
C ro m o s o m a X con a le lo p a ra ojos b la n c o s
/ — C ro m o s o m a Y (n in o ú n a le lo )
H « r r * t> r a
H e m b ra
h o m o o g o ta
p a ra ojo?
b in aco s
M a c h o h em icig o to
p a ra ojos blan co s
h o m o c g o ti
p a ra ojos rojos
M acho
h e m ic ig o to
p a ra ojo s rojos
fl O
O '□
P:
E s p a rm a to z o id a s
Todas las hijas
j T od as los hijos
son ham tcigo
IOS con ojos
l rojos
son h e ie ro c ig o tas co n ojos
rojos
----------NT
( T o d a s los hijos
son h e m lc lg o tos co n ojo s
b la n c o s
,
T o d a* las hijas ¡
son hetaroo»gotas con ojos
ro jo s___
'hr
Purves. Sadava. Orians. Heller. Vida, la ciencia de la Biología 6a edición Ed Médca Panamericana Buenos Aires 2003
Fig. 12.3. (A): Cruzamiento de una hembra de ojos rojos con
un macho de ojos blancos. (B): Cruzamiento de una hembra de
ojos blancos con un macho de ojos rojos.
1.3.
Herencia ligada al sexo en humanos
En ios humanos, los cromosomas sexuales son los cromosomas X e Y. Estos
cromosomas presentan un segmento homólogo donde se encuentran genes que regulan
las mismas características (herencia parcialmente ligada al sexo); un segmento diferencial
del cromosoma X donde se localizan los genes ginándricos, como los responsables de la
ceguera nocturna, daltonismo y la hemofilia ( herencia ligada al sexo); y un segmento
diferencial en el cromosoma Y donde se encuentran los genes holándricos como el de la
diferenciación testicular y el de la hipertricosis (herencia restricta al sexo).(Fig 12.4)
ceguera nocturna
hemofilia
retinitis
pigmentosa
ceguera para
los colores
daltonismo
segmento homólogo
Q
l a
p
m
w
segmento diferencial del X
3
segmento diferencial del Y
hipertricosis
Fig. 12.4 Cromosomas sexuales humanos X e Y
199
B io l o g ìa
D a lto n ism o . Consiste en la incapacidad de distinguir determ inados colores,
~ i _______________ r - ~ ___________ ,.n n o n rPPPc;ÍVO l o c a l i z a d o e n
HOMBRE
MUJER
XDXD: visión normal
XDY: visión normal
X°Xd: normal/portadora
XdY: daltònico
XdXd: daltónica
Ejemplo:
Pareja: varón de visión normal y mujer portadora del gen del daltonismo
(XoY x XDXd)
Genes de la madre
Genes
XD
Xd
Xo
Xo Xo
Xo Xd
Hijas, 100% de visión
normal (50% portadoras)
Y
Xo Y
Xd Y
Hijos, 50% de visión
normal y 50% daltónicos
del
Hemofilia. Se caracteriza por la incapacidad de coagular la sangre debido a la
mutación de uno de los factores proteicos. Igual que en el daltonismo se trata de un carácter
recesivo, y afecta fundamentalmente a los varones ya que estudios realizado s en
poblaciones humanas indican una incidencia casi nula para las mujeres. Los genotipos y
fenotipos posibles son:
MUJER
HOMBRE
XHXH: normales
XHY: normal
XHXh: normal/portadora
XhY: hemofílico
XhXh: hemofílica
Ejemplo:
v
v
v
%
%
v
t
l
padre
Pareja: varón hemofílico y mujer norma! con genotipo homocigote (X» Y x X ^ ” )
Genes de la madre
Genes
XH
XH
Xh
XHXh
XHXh
Y
X” Y
X* Y
del
padre
H|jas, normales pero
portadoras
Hijos normales
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
200
1.4.
UNMSM
Herencia Restricta al Sexo
Se transmite mediante el cromosoma Y, por lo que solamente los varones resultan
afectados.
Síndrome de sólo células de Sertoli. Es producido por un gen que altera las etapas
tempranas de la espermatogénesis, provocando azoospermia con lo que se altera la fertilidad
del varón.
Hipertricosis. Formación anormal de pelos en el pabellón de la oreja, regida también
por un gen holándrico que se localiza en la región diferencial del cromosoma Y. Esta afección
es común en ciertas zonas de la India (Fig. 12.5).
,
.i i luie^uiar mes w orapress.com /2008/ob/hipertricosisjpg
Fig. 12.5 Hipertricosis en pabellón auditivo externo
1.5.
Herencia Influenciada por el sexo
En este tipo de herencia, los responsables de los fenotipos que presentan machos
y hembras son genes autosómicos pero su expresión depende de la constitución hormonal
del individuo; así el individuo heterocigoto puede presentar un fenotipo en un sexo y el
fenotipo alternativo en el otro sexo. Este es el caso de la calvicie humana :
GENOTIPO
FENOTIPO
(HOMBRE)
FENOTIPO
(MUJER)
BB
Calvo
Calva
Bb
Calvo
No calva
bb
No calvo
No calva
...
B
201
io l o g ía
ANOMALÍAS DE LOS CROMOSOMAS SEXUALES
exnrpQ
ano|Tial'as cromosómicas son detectadas en el cariotipo, las que luego son
a as en a fórmula cromosómica. En esta fórmula primero se coloca el numero total
dPQ r0T
0maS’ lue^ ° *os crom°som as sexuales, y luego se señala si hubiera algún
^
9 ° crornosómico. Así por ejemplo, la fórmula cromosómica de un varón normal es
*
y el de una mujer normal 46.XX.
Entre las anomalías de los cromosomas sexuales, o gonosomas, podemos citar
como ejemplos el Síndrome de Turner, el Síndrome de Klinefelter y el Síndrome de la
metahembra (mujer triple X).
Síndrom e de Turner. Se trata de una malformación que afecta la expresión del
sexo en mujeres: baja estatura, infantilismo sexual, cuello alado, ausencia de
caracteres sexuales secundarios, amenorrea (falta de menstruación) y esterilidad.
Sólo hay un cromosoma X, por lo que el cariotipo tiene 45 cromosomas y se
representa por 45,X (Fig. 12.6).
i
_
Estatura baja
-
C uello ancho
V
4
r
Tórax en escudo
> j
i
\--\
V' '
\
\
\
\
<í \ jÁ
K
Ovarios
rud im e n ta rio s
! L
t *
) )
7
8
lf
fí
) (
{ !
\ /
\i
i
\ -i-l------------Lunares m arrones
)\
Ü
Pechos po co
desarrollados
y pezones
m u y separados
i
*
21
1/
Ì
M
I\
X *
16
17
;* ..
22
v
{ 4
^
18
*
1
Cromosoma sexual
.
(b ) S ín d ro m e de T u rn e r (4 5 ,X)
Fig. 12.6 Fenotipo del síndrome de Turner
Síndrome de Klinefelter. Malformación que afecta a los varones- talla alta
terminan su desarrollo sexual, ginecomastia (aumento de volumen de mamas}
y aspecto feminoide. Se trata de una alteración numérica de gonosomas n o í
exceso (generalm ente hay tres gonosom as, XXY), el c a rio tip o tiene 47
cromosomas en vez de 46 (Fig, 12.7). Se representa por 47,XXY
Síndrome Triple X. Se trata de mujeres casi normales en las que el análisis de
su cariotipo ha revelado la existencia de uno, dos o tres gonosom as m
supernumerarios. A pesar de que su fenotipo no es constante suele t
í
generalmente a una variable deficiencia mental con trastorno « v
i asociado
llevar a la esterilidad, aunque generalmente
^
PUGde
presentan 47 cromosomas. Se representa por 47,XXX
Comunmente
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
202
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UNMSM
\
r
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»s <*•
H
* *
17 1i "
H I»
Crwwonw«tvurtt»
(a) Sindrome de Klinefelter (47.XXY)
Fig. 12.7 Fenotipo de! sindrome de Klinefelter
3.
MUTACIONES
La mutación (definición clásica) es el cambio en una característica de un organismo
que se puede presentar súbita y espontáneamente y que puede tra nsm itirse a la
descendencia. La unidad genética capaz de mutar y, por tanto, responsable de la función
alterada es el gen. A nivel molecular la unidad capaz de mutar consiste en un par de bases.
En sentido estricto, las mutaciones consisten en el cambio, pérdida o adición de un par de
bases. Es decir, una mutación es un error en la secuencia del DNA; a nivel de bases es la
denominada mutación puntiforme o gènica. Cuando la mutación es una modificación en la
estructura, o en el número de cromosomas, es llamada mutación crom osom ica.
4.
GENÉTICA HUMANA Y ACONSEJAMIENTO GENÉTICO
La genética humana estudia los caracteres hereditarios de la humanidad y el papel
que juegan en el desarrollo y en la vida del individuo. El estudio experimental de la herencia
en el hombre encuentra una dificultad fundamental: es imposible planear y llevar a cabo
cruzamientos entre individuos que poseen determinados caracteres. Este limite hace que
el método básico de la Genética Humana sea el estudio de genealogías o pedigrís que
permiten estim ar la probabilidad de aparación de un determinado carácter. No obstante,
últimamente esta rama ha progresado espectacularmente y ello se ha debido, sobre todo
a cuatro factores:
1) El descubrimiento de técnicas que permiten examinar directamente la estructura
de los cromosomas.
2) El progreso de técnicas bioquímicas que permiten el estudio directo de las
enzimas, cuya estructura está determinada por los genes; los genes actúan en el
organismo por medio de enzimas.
B iología
203
^
^
en^°
técnicas para el cultivo de tejidos humanos en el laboratorio.
n u m p r L n ! ° ^ métodos matemáticos que permiten el análisis estadístico de
num erosos datos con ayuda de computadoras.
p a d re s , e la b o ra c ió 11 ri asesor'a 9 en®tica incluye un diagnostico de los genotipos de los
metabó'licos Los apnP| e, Un arbo1 9 enealó9¡co y pruebas genéticas para transtornos
ello oor eipm nin ,
'
ayudan a predecir el riesgo de transtornos genéticos, y para
1izan programas de tamizado genético o de diagnostico prenatal.
a e n é tirn *^a *m ente’ ca^ e destacar que el Proyecto Genoma Humano ha elaborado el mapa
Ihq
6 nues*ra esPec¡e, es decir; la ubicación de los aproximadamente 25 000 genes
.
cro n iosom as humanos. Asi por ejemplo se ha determ inado que el ADN de los
m anos es idéntico en un 99% de las personas; que el 97% del ADN tendría funciones no
conocí as, y que sólo el 2 o 3% nos diferencia del chimpancé.
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
204
UNMSM
C A PÍTU LO XIII
O r ig e n de l a V id a . E v o lu c ió n y B io d iv e r s id a d : T e o r ía s : L a m a r c k , D ar w in ,
D e V r ie s y D o b z h a n s k y . E v id e n c ia s de l a e v o lu c ió n
M
e c a n is m o s de l a e v o l u c ió n :
C
1.
E s p e c ia c ió n . P a t r o n e s
d e l a e v o l u c ió n .
l a s if ic a c ió n de l o s s e r e s v iv ie n t e s .
ORIGEN DE LA VIDA
La historia del Universo y la Tierra, desde el punto de vista geológico y biológico, nos
indica el recorrido de la materia viva. Se presume que la Tierra se originó hace 4,600
millones de años y que su atmósfera primitiva contenía, probablemente, agua, metano,
amoníaco, hidrógeno y un- escaso porcentaje de anhídrido carbónico. Con el tiempo, tanto
el hidrógeno como el amoníaco y el metano se perdieron, de modo tal que la atmósfera se
hizo cada vez menos reductora.
Una serie de eventos, como los cambios tectónicos, pertenecientes a la construcción
o estructura en la corteza terrestre y los cambios en la temperatura, además de la formación
de una atmósfera primitiva, condujo a la formación de grandes moléculas y, posteriormente,
a los primeros organismos vivos. Otro factor (tal vez el más importante) es la fotosíntesis,
proceso por el cual las plantas verdes convierten la energía solar en energía química para
su crecimiento y desarrollo, la fotosíntesis ha sido responsable de la acumulación de
oxígeno en nuestra atmósfera. Se puede hacer esta breve referencia histórica debido a ios
conceptos actuales de la evolución química de compuestos inorgánicos a compuestos
orgánicos y de evolución biológica, que se estableció como consecuencia lógica de una
serie de procesos en las unidades vivientes.
A pesar de una serie de interrogantes, el problema del origen de la vida ha sido
motivo de distintas teorías, entre las más importantes tenemos:
1.1.
Teoría de la Generación Espontánea (Abiogénesis)
Propuesta por Aristóteles, se fundamenta en la idea de que la vida surge de la
materia inanimada o sustancias en putrefacción: lombrices del lodo, gusanos de la carne
putrefacta, ratones de desechos variados, insectos a partir de los tejidos animales y vegetales
etc. Newton, Harvey, Descartes y Van Helmont entre otros creyeron en esta teoría.
Fue Francisco Redi, en el siglo XVII, quien demostró que las larvas que parecían
surgir de la carne descompuesta no eran sino el resultado de los huevos puestos por las
moscas (Fig. 13.1). En el siglo XVIII Lázaro Spallanzani encontró que caldos vegetales y
otras sustancias orgánicas, sometidos a altas y prolongadas temperaturas en recipientes
herméticamente cerrados, nunca desarrollaban microorganismos y cuando los recipientes
se abrían al aire contaminado, en los caldos hervidos se desarrollaban microorganismos.
En el siglo XIX los experimentos de Pasteur (Fig. 13.2) demostraron que los resultados
obtenidos anteriorm ente por otros investigadores se debían a contam inación por
microorganismos, refutando de manera absoluta el concepto de generación espontánea.
WAYWYYVVWAl 1 1 l i l i li! li J/<
205
B io l o g ìa
A
syZfcyj
Alexander 1992
1.2.
Fig. 13.1. Experimento de Redi
Fig. 13.2 Experimento de Pasteur
Teoría Quimiosintética (Biogénesis)
Intenta explicar el problema considerando los procesos que implican la evolución
química. Oparin propuso, a fines de 1923, que este proceso se llevó a cabo en tres etapas:
en la primera, ciertas moléculas orgánicas predominaban en el mar primitivo; en la segunda,
algunas moléculas adquirieron funciones catalíticas para resistir los cambios ambientales;
y en la tercera, aparece la organización molecular que implicaba capacidad de autorregulación
de los sistemas vivientes.
Un acercamiento a la hipótesis de Oparin fue probada en 1953 por Miller y Urey (Fig.
13.4) quienes diseñaron un aparato que simulaba las condiciones de la Tierra primitiva,
con una atmósfera rica en CH4 H20, H2y NH3 (Fig. 13.3). Sometieron esta atmósfera a una
descarga eléctrica, que representaba relámpagos; las sustancias producidas o sintetizadas
eran aminoácidos, formaldehído, ácido acético, cianuro de hidrógeno y otras.
1.3.
Teoría Cosmogónica o de la Panspermia
La teoría cosmogónica o de la Panspermia sostiene que en el universo existen
gérmenes de vida en reposo que se desarrollan cuando encuentran condiciones propicias.
Plantea que esporas bacterianas fueron las que colonizaron la Tierra primitiva.
Una propuesta más para resolver el problema del origen de la vida la presentó
Svante Arrhenius, en 1908. Su teoría se conoce con el nombre de panspermia. Según ésta,
la vida llegó a la tierra en forma de esporas y bacterias provenientes del espacio exterior
que. a su vez, se desprendieron de un planeta en el que existían.
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
206
UNMSM
A esta teoría se le pueden oponer los siguientes argumentos:
Se tiene conocimiento de que las condiciones del medio interestelar son poco
favorables para la supervivencia de cualquier forma de vida.
Además, se sabe que cuando un meteorito entra en la atmósfera, se produce
una fricción que causa calor y combustión destruyendo cualquier espora o bacteria
que viaje en ellos.
-
Tampoco soluciona el problema del origen de la vida, pues no explica como se
formó ésta en el planeta hipotético del cual se habría desprendido la espora o
bacteria.
*
*
i
Com«ni«
BÄCtncj
-
m
* -
—
Agua twvternJo
m
*■
Fig. 13.3. Atmósfera primitiva
Agua con amtnoácK
* Fig. 13.4. Aparato usado por Miller y Urey
2.
EVOLUCIÓN Y BIODIVERSIDAD
La vida en la Tierra apareció aproximadamente hace unos 3800 millones de años y
a partir de ese momento evolucionó para alcanzar el conjunto de formas vivientes, desde
las más sencillas hasta los organismos más complejos. Esta diversidad biológica en
número (se calcula que sobrepasa los 5 millones de especies) incluye a los miembros de
los cinco Reinos; en este contexto se consideran los procesos y/o interacciones que se
presentan en los ecosistemas. Las diversas formas vivientes se distribuyen en las distintas
regiones del mundo alcanzando heterogeneidad morfológica, en su forma de vida, hábitat
y comportamiento. La diversidad biológica está íntimamente ligada a los procesos evolutivos,
ya que se origina a partir del cambio evolutivo que ocurre en las poblaciones. Representa el
conjunto de modificaciones de los organismos que se producen en una población a través
de las generaciones.
r
t a
t a
t a
207
B io lo g ía
3.
TEORÍAS ACERCA DE LA EVOLUCIÓN
La evolución está referida a los procesos de c a m b io en las poblaciones, nos explTe
el porqué de la gran diversidad biológica y la relación de parentesco que¡exi
organismos vivientes. La idea principal de las Teorías de la E v o iu c io n es qu
pueden sufrir cambios biológicos a través de las generaciones.
3.1.
Las ideas de Lamarck
Lamarck (1809), en su libro Filosofía Zoológica, sugirió que
io s
e v e n t o s
e n
lavida¡de
un organismo pueden permitirle cambios. Los órganos que se usa a n r t p s a r r o l l ó la
más que los que no se usaban (Hipótesis del uso y desuso de las pa es),
’r ipsarr0||0 <je|
Teoría de la herencia de los caracteres adquiridos. Un ejemplo casico e
cuello de las jirafas (Fig. 13.5).
Alexander 1992
Fig. 13.5
De acuerdo con Lamarck, las jirafas de cuello corto (izquierda) estiraban
sus cuellos para alcanzar las hojas. Esto hizo que sus cuellos se alargaran.
3.2.
Las ideas de Darwin
En 1859, Charles Darwin publicó el libro Sobre el Origen de las Especies y consideró
que los organismos vivientes son el resultado de un proceso de d e scend encia con
modificaciones, a partir de especies preexistentes, mediante un cambio gradual a través de
un mecanismo denominado selección natural, el cual intenta explicar las causas del cambio
evolutivo (Fig. 13.6). Este mecanismo fue planteado al mismo tiempo por A. R Wallace En
la Teoría de la evolución por selección natural se plantea que las poblaciones tienden a
producir más descendientes de los que el ambiente puede mantener dando luqar a la
lucha por la existencia entre los organismos. En esta lucha por la supervivencia aauéllos
con caracteres heredables que representen mejores adaptaciones, podrán sobrevivir v
reproducirse en clara ventaja que aquellos menos adaptados. Las variaciones ventaiosas
se irán acumulando a lo largo del tiempo. Si una población rnn petoe \
•
oslada reproductivam ente da otra poblac” “ S
l
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» a b o n e s quedase
(especiación)
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C
208
entro
P r e u n iv e r s it a r io
P c r a s s io r o s tn s
UNMSM
P. ¡nom ata
Fig. 13.6. Los pinzones de Darwin
3.3.
Las ideas de De Vries
Este notable científico describió a las m utaciones como variaciones hereditarias
discontinuas que provocan cambios amplios, fácilmente reconocibles. Su material de estudio
fueron plantas del género Oenothera. No consideró a la selección natural como la principal
causa de la evolución.
3.4.
Ideas modernas de la evolución
Dobzhansky (1937), en su libro La Genética y el Origen de las Especies, modificó la
teoría propuesta por Darwin al incluir principios genéticos (Teoría moderna de la evolución).
En su obra afirma que los procesos de selección natural están ligados a la genética de
poblaciones. En esta teoría se define la evolución como el cambio en la estructura genética
de una población, es decir, como se combinan los alelos de un mismo gen o de genes
diferentes en los individuos, y las frecuencias de dichas combinaciones. Trabajó con
poblaciones de diferentes especies de Drosophila.
4.
EVIDENCIAS DE LA EVOLUCIÓN
4.1.
Paleontología
Se refiere al estudio de los fósiles (restos o impresiones de organismos primitivos
preservados en rocas, ámbar o hielo). Basándose en el registro fósil se puede reconstruir
la morfología de organismos y el ambiente en que vivieron, permitiendo la comparación con
las formas de vida que actualmente existen.
B
209
io l o g ìa
4.2.
Anatom ía comparada
Es la fuente más importante de datos a favor de la evolución. Esta ciencia considera
a las hom ologías como el patrón de comparación que permite relacionar y reconstruir la
filogenia de los distintos taxones. Las estructuras que son similares en diferentes clases
de organismos y que sirven para cumplir distintas funciones, se denominan estructuras
hom ologas, por ejemplo, a medida que los distintos grupos de organismos vertebra os
evolucionaron de una forma ancestral, el patrón óseo básico se modificó. (Fig. 13. ).
Alexander 1992
Fig. 13.7. La anatomía comparada permite establecer criterios de analogía y
homología entre las especies. Las extremidades anteriores de un lagarto,
una ballena, un perro y un ave son homologas, pues en realidad
constituyen modificaciones de un mismo tipo de extremidad.
4.3.
Embriología comparada
Las semejanzas en el desarrollo embrionario de distintos organismos constituyen
una evidencia en el proceso evolutivo (Fig. 13.8). Por ejemplo, en algún momento los
vertebrados poseen una notocorda (tejido que aparece en la zona dorsal), que en el adulto
es reemplazada por una columna vertebral (en peces sin mandíbula, la notocorda permanece
en el adulto). La existencia de esta estructura en los vertebrados indica una relación evolutiva
entre los distintos grupos.
Las semejanzas en los patrones de desarrollo muestran que estas etapas tempranas
de desarrollo (las divergencias más saltantes se pueden observar en los últimos momentos
de la diferenciación final) están controladas por genes similares, y que los orqanismos
descienden de una forma ancestral común.
Pez
Salamandra
Tortuga
Pollo
Cerdo
Conejo
Ternero
Fig. 13.8
Embriones de ocho vertebrados diferentes en estados similares de desarrollo
4.4.
Bioquímica comparada
La similitud bioquímica de los seres vivos es uno de los rasgos más notables de la
vida. En los organismos eucariontes el estudio del citocromo-c (pigmento respiratorio), ha
revelado interesantes similitudes en la composición de aminoácidos en el hombre, conejo,
pingüino, serpiente, atún y polilla (varían de 104 a 112 aminoácidos, dependiendo del
organismo en el que se encuentre). Probablemente la semejanza más notable es la
presencia del DNA y su interacción con el código genético. Este conocimiento permite el
análisis de los genes estableciendo el orden de las bases en el DNA; así, se puede
confirmar la estrecha relación evolutiva que existe entre los organismos. A mayor similitud
bioquímica entre los distintos organismos se considera una relación evolutiva más cercana.
4.5.
Citogenética comparada
Tiene como objeto el estudio de la estructura cromosómica, ésta revela diferencias
que distinguen a una especie de otra, al igual que las estructuras homologas, mientras
más relacionadas, sus conjuntos cromosómicos o cariotipos serán más similares. Por
ejemplo, los cariotipos del orangután, gorila y chimpancé son prácticamente indistinguibles
(2n = 48) y a su vez son muy similares al del hombre (2n = 46).
211
B iolo gía
4.6.
Biogeografía
Se encarga del estudio de los patrones de distribución geográfica de los organismos
vivos, considerando la evolución de las distintas áreas geográficas y la de su diversidad
biológica. Utiliza fundamentos de filogenia para reconstruir la historia natural de la 1 ierra y
de los taxones. Los criterios ecológicos, geológicos, poblacionales, genéticos y distributivos
son utilizados para interpretar las relaciones filogenéticas área-taxa.
5.
MECANISMOS DE LA EVOLUCIÓN
5.1.
Especiación
Es el proceso mediante el cual evolucionan nuevas especies a partir de especies
ancestrales, (Fig. 13.9). Este proceso ocurre por la oportunidad que tienen las poblaciones
de adaptarse de acuerdo a los cambios ambientales. De esta manera, las variaciones
pueden ser heredables entre los miembros de una población (éstas se expresan en el
fenotipo, provienen de alelos distintos de la misma especie), progresivamente los miembros
del grupo se separan y posteriormente sufren un aislam iento geográfico (cuando una
barrera física no permite el contacto entre las poblaciones). Luego, por a is la m ie n to
reproductivo y, como consecuencia de ello, sus genes se hacen incompatibles (aislam iento
genético).
Fig. 13.9. Especiación en el caballo
Alcxandoi 1992
212
6.
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
PATRONES DE LA EVOLUCIÓN
Las evidencias y cálculos consideran que desde que apareció la vida en la Tierra,
han existido desde 1 500 hasta 15 000 millones de especies. La mayoría de ellas se han
extinguido (se estima que el 99% de las especies que han vivido, en la actualidad ya no
existen). Es importante considerar que las especies no aparecen ni se extinguen a un ritmo
fijo. En la historia de la Tierra han aparecido repentinamente nuevos organismos; en otros
tiempos, muchas especies o grupos completos de especies relacionadas han desaparecido
rápidamente. El registro fósil muestra evidencia que el ritmo del cambio evolutivo ha variado
notablemente. En la historia de la Tierra han ocurrido hasta cinco extinciones masivas, los
períodos más importantes son el Pérmico y el Cretácico, hace 250 y 65 millones de años,
respectivamente. La extinción en masa (desaparición súbita de muchas especies, en un
período corto de tiempo) es muchas veces seguida por períodos de radiación adaptativa
(evolución rápida de muchas especies nuevas, usualmente en pocos millones de años).
7.
ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA ESPECIE HUMANA
Charles Darwin publicó en 1871 El origen del hombre, libro en el que abordó la
evolución humana. Planteó la hipótesis de que el hombre y los simios comparten un ancestro
común basándose en sus estudios de morfología y patrones de conducta comparadas. A
más de 130 años de esta publicación las evidencias fósiles sobre el origen del ser humano
consisten mayormente en unos pocos dientes y fragmentos de huesos, siendo raros los
fósiles completos de cráneos y huesos. Sin embargo, las investigaciones realizadas en las
últimas décadas han permitido a los científicos que estudian la evolución humana
(paleoantropólogos) inferir no sólo la estructura sino también los hábitos de los seres
humanos primitivos.
Los mamíferos evolucionaron de un tronco de reptiles primitivos semejantes a los
mamíferos durante el período Triásico, hace 202-245 millones de años atrás.
Los mamíferos primitivos
linajes principales:
tenían el tamaño de un ratón. Se ramificaron en tres
Los monotremas (como el actual ornitorrinco) son ovíparos pero nutren con leche a
la progenie luego del nacimiento.
Los marsupiales (como los actuales canguros) son vivíparos, pero sus crías nacen
diminutas y crecen en una bolsa o marsupio.
Los placentarios (la mayoría de los mamíferos actuales),
conexión nutritiva (la placenta) entre el útero y el embrión.
llamados así por su
Luego del final de la extinción Cretácica, hace 65 millones de años (período en el
cual los dinosaurios fueron elim inados) los m a m íferos, como uno de los grupos
sobrevivientes, experimentaron una explosiva radiación adaptativa durante la era cenozoica.
Entre los placentarios esta radiación originó: los carnívoros, los ungulados, los
roedores, y grupos tales como ballenas, delfines, murciélagos, insectívoros (como las
musarañas actuales) y primates. Los mayores Órdenes de los mamíferos se desarrollaron
en este período, incluyendo al Orden Primates, al cual pertenecemos los humanos.
Nosotros somos mamíferos, placentarios y miembros del Orden de los primates.
B
io l o g ia
a la vidV\Vho! ^C
'ÓVì ' ^
213
*°S ^ rimates comenzó cuando las primitivas musarañas se adaptaron
d
COm^ 'nac^ n
*as adaptaciones de los primates que incluyen: grandes cerebros,
alt^ L 'leJ"ram'onlas' estructura social, visión estereoscópica y de color, brazos y manos
amen e esarrollados, dientes versátiles y postura erecta los colocan entre los mamíferos
mas avanzados (por lo menos juzgando desde una perspectiva antropocéntrica).
Los primates tienen modificaciones en el antebrazo, sus dos huesos largos son el
rae io ( el mismo lado que el pulgar) y el cùbito. Pueden moverse en tal forma, que el radio
ro a por encima del cùbito permitiendo a la mano describir un semicírculo sin necesidad de
mover e codo ni el brazo. Muchos primates pueden también rotar libremente el brazo en la
a icu ación del hombro. Estas dos adaptaciones ofrecen ventajas para la vida en los árboles.
Los primates tienen cinco dígitos en sus extremidades. Están capacitados para asir
o je os con sus dedos en lo que se conocen como movimiento prensil. Una segunda
mo i icación produjo uno de los dígitos oponibles (el pulgar), permitiendo que las puntas
de los dedos y el pulgar se toquen.
La postura erguida permitió a los primates tanto la observación de sus alrededores
como la utilización de las manos para otros propósitos. Los homínidos, el lir.^o que lleva a
os umanos, cambió la forma y tamaño de la pelvis, fémur y rodillas lo que permitió el
ipedismo (caminar en dos piernas). El cambio de cuadrúpedo a bípedo procedió en
estadios, culminando el proceso en los humanos, que pueden caminar o correr en dos
piernas.
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
214
UNMSM
Muchas etapas de la evolución de los primates son evidentes en los dientes y
mandíbulas.
Primero, el cambio en la geometría de la mandíbula redujo el hocico a una cara
plana.
Segundo, los cambios en número y distribución de los dientes incrementó la eficiencia
de los mismos para aprovechar los alimentos.
Tercero, hace un millón y medio de años la dieta cambió para incluir además de
frutas y vegetales a la carne.
Luego de mas de diez años de excavaciones en el desierto de Yurab, de la actual
República de Chad (África Central), una misión franco-chadiana descubrió en el año 2001
el cráneo, prácticamente completo, de lo que puede considerarse el registro mas antiguo
de la familia humana. Su antigüedad ronda los 6-7 millones de años (Mioceno1tardío). Este
fósil, atribuible a un homínido, lleva por apodo Toumai (nombre que se les da a los niños
nacidos en la estación seca y que en goran, el idioma de la zona,.significa esperanza de
vida), se piensa que se origina en el crucial intervalo en el cual el linaje que lleva a los
actuales human( ^ diverge del que lleva a los chimpancés. Pertenece a un nuevo género y
especie ^ hr í iido: Sahelanthropus tchadensis.
Hasi
ace algunos años, se pensaba que los arborícolas dieron lugar a los
homínidos. Hoy consideramos a los arborícolas como ancestros de los orangutanes. La
línea de les homínidos parte de un antecesor todavía desconocido.
En ausencia de la evidencia fósil, la evidencia bioquímica y el ADN sugieren una
separación de los homínidos de los hominoides hace aproximadamente 6 a 8 millones de
años atrás.
LOS HOMÍNIDOS
Los homínidos (Familia Hominidae) incluyen a la especie humana actual y a sus
ancestros. La Paleoantropología ha establecido, en la evolución de los homínidos, que
desde la separación de los monos superiores ( orangután, gorila y chimpancé) y la especie
humana, sólo se reconocen los principales géneros Australopithecus y Homo entre la gran
cantidad de fósiles humanos hallados.
Los primeros homínidos, probablemente, aparecieron en lo que hoy en día es África
del Este. Los fósiles más antiguos, que los biólogos aceptan como verdaderos homínidos,
se han encontrado en Tanzania y Etiopía. Estos fósiles registran la existencia de varias
especies del género Australopithecus.
El Australopithecus afarensis (Fig. 13.12a) vivió hace aproximadamente 3,7 millones
de años. Al esqueleto más completo de A. afarensis le han puesto el apodo de "Lucy",
hembra que murió, aproximadamente, a la edad de 20 años. Sus dientes y sus mandíbulas
eran más de forma de antropoide que humana y su cerebro era pequeño Sin embargo, una
característica la separaba de los primates primitivos: era bípeda.
Los paleoantro pólo gos han podido id e n tifica r los restos fósiles de seis
australopitecinos. Puede que el Australopithecus africanus, que era, aproximadamente del
tamaño de "Lucy”, viviera desde hace más de 3 millones de años hasta hace, más o menos,
1,5 millones de años. El Australopithecus robustus, una especie más grande que A. africanus,
vivió desde hace, aproximadamente 2,5 millones de años hasta hace un poco más de 1
B io l o g ìa
Fig. 13.12a. “ L ucy” es el esqueleto más
com pleto que se ha encontrado de
A u s t r a lo p it h e c u s a fa re n s is .
Alexander 1992
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
millón de años. El Australopithecus boisei, que se conoce por unos pocos fósiles
incompletos, vivió hace alrededor de 2 millones de años.
Algunos de los australopitecinos vivieron al mismo tiempo. Debido a esto, no todos
los científicos están de acuerdo en que fueron cuatro especies diferentes. Por ejemplo,
algunos piensan que A. afarensis y A. afncanus eran la misma especie. Otros ponen a A.
robustus en un género separado Fuera o no A. robustas un australopitecino fue,
probablemente, una ramificación de la evolución de los homínidos. Es posible que A.
afarensis o A afncanus, o ambos, sean antecesores de los seres humanos.
El siguiente género homínido fue Horno, (Fig. 13.12b) el género al cual pertenecen
los seres humanos modernos. Los miembros primitivos de este género tenían el cerebro
más grande que los australopitecinos y sus dientes eran más parecidos a los de los seres
humanos modernos. Hay evidencia de que H. habilis usaba herramientas. Este homínido
vivió hace cerca de 2 millones de años. Por lo tanto, apareció cuando todavía vjvía el A
africanus.
Los científicos han dado el nombre del Homo erectus a los fósiles de homínidos que
fluctúan entre las edades de 1,5 a 0,5 millones de años. Esta especie es un homínido
encontrado fuera de África, en la distante China y Java. El tamaño de su cerebro vanaba
desde un volumen de 800 cm3 hasta 1300 cm3. Los más grandes eran más o menos del
tamaño promedio del cerebro de los seres humanos modernos: de unos 1400 cm3. Junto
con los restos fósiles de H. erectus hay restos de hogueras. El uso controlado del fuego es
una indicación de inteligencia. En adición a esto, H. erectus hacia hachas de piedra y otras
herramientas.
Uno de los esqueletos más completos que se ha descubierto presumiblemente de
un Homo erectus, es el del "niño de Turkana” (Kenya) que habría tenido entre 10 y 12 años
y data de hace 1,5 millones de años. Presentaba una altura de 1.65 mts y una capacidad
craneal de 880 cc.
No hay evidencia que demuestre qué le ocurrió finalmente, a H. erectus, los últimos
fósiles que se conocen de él son de hace, aproximadamente, 500 mil años. En algún
momento, entre este tiempo y hace 100 mil años, apareció una nueva especie, (considerada
subespecie), Homo sapiens neanderthalensis, (los Neanderthales), se extendieron desde
Europa hacia Asia Central. Tienen muchas características en común con los seres humanos
modernos Ellos se paraban erectos y usaban herramientas sencillas de piedra. En el
clima en que vivían, es casi seguro que usaban ropa, probablemente hecha de las pieles
de los animales. Los Neanderthales eran también diferentes a los seres humanos de hoy
en día en algunos aspectos. Tenían el cerebro un poco más grande que el nuestro y tenían
cráneos gruesos con la frente bien baja. Estos seres humanos primitivos principalmente
eran cazadores. Vivían en cuevas, en familias. Hay evidencia de que enterraban a sus
muertos.
Los Neanderthales se extinguieron hace aproximadamente 28,000 años, poco
después de la aparición de los seres humanos modernos (Homo sapiens sapiens). Las
dos subespecies coexistieron durante varios miles de años. Sin embargo, por alguna razón
los Neandertales murieron.
A medida que desaparecían los Neanderthales fueron reemplazados por un grupo
conocido como los Hombres Cro-Magnon. Este grupo de Homo sapiens son semejantes
físicamente a los seres humanos modernos Homo sapiens sapiens. Los Cro- Magnones
^11
WWW
216
B io l o g ìa
217
eran cazadores-recolectores y hacían una variedad de herramientas de piedra. En las
cuevas donde vivían producían obras de arte representando a los animales que cazaban.
La evidencia fósil que se ha recogido sugiere que los seres humanos se desarrollaron
de antecesores primates primitivos. Sin embargo, no se conoce el paso exacto desde
estos antecesores hasta los seres humanos modernos. Se han presentado varios modelos,
pero los científicos no están de acuerdo en cuanto a su exactitud. Esto se puede reflejar,
entre otros, en la Figura 13.13.
Esquema II
Esquema
9-
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0)
1c
H. sapiens
H. sapiens
H. erectus
H. erectus
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A. robustus
A. robustus
H. habilis
3
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H. habilis
A. africanus
A. africanas
I
A. a fare n sis
X
A. afarensis
Fig. 13.13. Rutas que delinean el desarrollo humano propuestas por los
paleoantropólogos Donald Johanson (Esquema I) y Richard Leakey (Esquema II).
8.
CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVIENTES
El hombre desde épocas muy antiguas expresó su preocupación frente a la diversidad
de las cosas y los seres vivos que lo rodeaban. En un principio comenzó a observar y
diferenciar plantas y animales que despertaron su curiosidad o que le eran útiles o dañinos,
después les puso nombre y los ordenó, clasificándolos de acuerdo al desarrollo de las
ciencias naturales.
8.1.
Taxonomía
El término taxonomía es una palabra compuesta y de origen griego que significa “ley
o norma de ordenación". La Taxonomía es la ciencia de la clasificación de los seres vivos.
Carlos Linneo, naturalista escandinavo, en el siglo XVIII estableció un sistema de clasificación
y una nomenclatura universal, asi como descripciones concisas. Una de las razones para
« o S 3
Sf r6S vivos es el deseo del orden y dé la organización. Esta ordenación
(Dlurai H p lv 0ns U|l0 3 13 clasificaclón de los seres vivos en distintas categorías o taxa
(plural de taxon) Las pnncipales categorías son:
218
C entro
P reu n iv ersita rio
UNMSM
Reino
Phylum
Clase
Orden
Familia
Género
Especie
La especie es la unidad fundamental de la clasificación y constituye un grupo de
organismos similares, con estructura y función idénticas, que en la naturaleza sólo se
reproducen entre sí y tienen un ancestro común.
Las especies se agrupan en géneros, los géneros relacionados entre sí en familias,
las familias en órdenes, las órdenes en clases, las clases se agrupan en divisiones o phyla
(singular = Phylum) y éstos en reinos.
Además de estas categorías principales se reconocen otras adicionales, como por
ejemplo para la especie: subespecie, variedad o raza. Y en otras categorías se intercalan
los prefijos super, sub, infra, etc.
El carácter jerárquico del sistema taxonómico, en el que’ cada una de las categorías
superiores incluye varias categorías del orden inmediato inferior, es consecuencia necesaria
de un origen por evolución.
8.2.
Nomenclatura
Los nombres científicos, establecidos también por Linneo, se basan en una
nomenclatura binaria para el género y la especie, utilizándose palabras de origen latino:
esto tiene como finalidad reconocer en cualquier parte del mundo una determinada especie,
ya que cada idioma tiene sus propios nombres para las especies de plantas y animales.
Por ejemplo, el ave nacional «gallito de las rocas» tiene como nombre científico Rupicola
peruviana, y la «cantuta», flor nacional, Cantua buxifolia. Tradicionalmente los seres vivos
fueron clasificados en tres Reinos: Protista, Vegetal, y Animal. Whittaker, en 1969, propuso
la disposición de los organismos en cinco reinos: Reino Monera, Reino Protista, Reino
Fungi, Reino Plantae y Reino Animalia.
Cabe mencionar que la separación de los organismos procariotas y los organismos
eucariotas primariamente unicelulares en los dos primeros reinos ya había sido propuesta
por varios autores.
La clasificación de los seres vivos, basada en sus relaciones evolutivas, es una de
ias diversas maneras en que los organismos pueden ser realmente clasificados, y es ésta
la que tiene actualmente mayor aceptación (Fig. 13.10).
Actualmente, en base a los estudios de filogenia y bioquímica de microorganismos,
se considera una nueva categoría superior al reino: el Dominio. Cari Woese (1990) propone
la existencia de tres dominios:
B io lo g í a
a)
Bacteria (Eubacteria): microorganismos unicelulares procariontes. Presentan pared
con peptídoglicano y están en todos los habitat.
b)
Archaea (Archaeobacteria): microorganismos unicelulares procariotas. Suelen estar
presentes en condiciones extremas. Su pared no presenta peptídoglicano.
c)
Eucarya: Agrupa a los animales, hongos, plantas y protistas.
Reino Plantae
Reino Animalia
Reino Fungi
Fanerógamas
■K-t
N iv e l
Pluricelular
Grupos
menores de
Protozoos
m
Nivel Eucariota
Unicelular
Ciliados
*
*
i *
Reino Protista
Am eboldes
«y r
Nivel Procariota
Reino Monera
Fig. 13.10. Mapa filogenètico de los organismos actuales,
basado en el concepto de cinco reinos.
C
220
entro
P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
CAPÍTULO XIV
Los a n im a le s
y s u s c a r a c t e r í s t i c a s . - O r g a n is m o s de v id a p a r a s i t a r i a .
I n s e c t o s t r a n s m is o r e s d e e n f e r m e d a d e s . - A n im a le s ú t i l e s a l h o m b r e .
A n im a le s en p e l i g r o de e x t in c ió n .
1.
LOS ANIMALES Y SUS CARACTERÍSTICAS
Son organismos eucariontes, multicelulares y heterotróficos, algunos se alimentan
de plantas y se denominan herbívoros, los que se alimentan cazando a otros animales
reciben el nombre de carnívoros. La mayoría posee movimiento, las células nerviosas
coordinan las diferentes partes del cuerpo, excepto en esponjas.
El reino animal comprende 20 a 30 phyla diferentes, los invertebrados (carecen de
columna vertebral) constituyen el 95% de todas las especies de animales conocidas,
agrupados aproximadamente en 10 phyla, (Porifera, Cnidaria, Ctenophora, Platyhelmintes,
Rotifera, Nematoda, Mollusca, Annelida, Arthropoda y Echinodermata). El 5% restante lo
constituyen otros phyla, entre ellos el Phylum Hemichordata; Phylum Chordata, Subphyla
Urochordata, Cephalochardata y Vertebrata, este último subphylum incluye animales con
columna vertebral, destacando aquí la presencia de los seres humanos.
1.1.
Clasificación
Phylum Porifera “ Esponjas” : Carecen de tejidos, presentan cuerpo formado por
dos capas de células, con cavidad interna (espongiocele), digestión intracelular, se
reproducen sexual y asexualm ente (gemación), todos los adultos son sésiles (sin
movimiento), esqueleto de materia orgánica fibrosa o mineral (espiculas), todos acuáticos
siendo la mayoría marinos.
p o ro e s c u rre n te
e s p ic u la s
p o ro c ito
p o ro s
in c u rre n te s
p o ro c ito s
p o ro c ito s
c o a n o c ito s
n ú c le o del
c o a n o c ito e s p ic u la s
am ebocito
w
§
r
Fig. 14.1. «Esponja simple»
221
B iología
“ Medusa”
“ Hidra”
w
19
*
Phylum Cnidaria (Coelenterata) «Celenterados»: Organismos acuáticos, libres o
sésiles, presentan simetría radial, con dos formas (pólipos y medusas). Cuerpo con
tentáculos y células con nematocistos, un sólo orificio para el ingreso de los alimentos y
salida de las sustancias de desecho.
*
*
*
Fig. 14.2.
Phylum Ctenophora “ Tenóforos” : Organismos parecidos a cnidarios, de cuerpo
globoso con 8 filas de peines planos formados por fusión de cilios largos, presentan un par
de tentáculos, son netamente marinos y de profundidad.
14.3. “ Peine de mar”
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
222
UNMSM
Phylum Platyhelminthes “ Platihelmintos” : Son de simetría bilateral, cuerpo aplanado
dorsoventralmente, carecen de sistema circulatorio, algunos con sistema nervioso formado
por un par de ganglios anteriores y cordones nerviosos, poseen protonefridios, hermafroditas
y la mayoría son parásitos. Las formas parásitas no tienen sistema digestivo ni boca.
“ Tenia”
Scólex de tenia
Fig. 14.4.
Phylum Rotífera “ Rotíferos” Son organismos pluricelulares, con discos de cilios
retráctiles en el extremo cefálico, sistema digestivo completo con estructura que le sirve
para triturar (mastax), la mayoría son de agua dulce.
Fig. 14.5. “ Rotífero”
Phylum Nematoda “ Nematodos” : Se encuentran en todos los ambientes (vida libre)
y también parásitos (plantas y animales), con cuerpo cilindrico cubierto por cutícula, sistema
digestivo con dos orificios (boca y ano), la mayoría con sexos separados (dioicos).
B iología
Fig. 14.6. “ Lombriz intestinal”
Phylum Annelida “ gusanos segmentados” : Cuerpo cilindrico dividido en muchos
segmentos iguales, con respiración cutánea, simetría bilateral, sistema circulatorio cerrado,
se encuentran en todos los ambientes y también hay parásitos, existen especies dioicas y
monoicas, poseen nefridios.
“ Sanguijuela”
Fig. 14.7. “ Lombriz de tierra”
Phylum Mollusca “ M oluscos” : Generalmente tienen concha externa y cabeza
definida, se encuentran en diversos ambientes, algunos presentan rádula ( “lengua” con
dientes), presentan branquias filamentosas, la mayoría con pie muscular ventral, tienen
membrana delgada que cubre el cuerpo, denominada manto que secreta el carbonato de
Calcio, pueden ser monoicos y dioicos, presentan desarrollo indirecto.
“ Caracol”
“ Bivalvo”
Fig. 14.8. Moluscos
Phylum Arthropoda
Presentan cuerpo segmentado, apéndices articulados, exoesqueleto quitinoso,
sistema digestivo completo, sistema circulatorio abierto.
Clase Crustacea “ Crustáceos” : Cuerpo dividido en cefalotórax y abdomen, apéndices
articulados (dos pares de antenas y 5 pares de patas), con respiración branquial, sistema
circulatorio abierto, sistema digestivo completo, sistema excretor formado por las glándulas
antenales, sexos separados, generalmente marinos.
«Langostino»
«Cangrejo»
Fig. 14.9. Crustáceos
Clase Hexapoda “ Insectos” : Apéndices articulados (3 pares de patas, 1 par de
antenas), cuerpo dividido en cabeza, tórax y abdomen, pueden tener alas o ser ápteros, con
diferentes tipos de aparato bucal (masticador, picador chupador, lamedor); respiración
traqueal, de vida libre o parasitaria, con desarrollo indirecto, la mayoría con metamorfosis.
«Libélula»
«Termita»
«Abeja»
«Piojo»
«Escarabajo»
«Chirimacha»
«Mariposa»
«Zancudo»
«Pulga»
«Mosca»
Fig. 14.10. Insectos
225
B io l o g ía
Clase Arachnida “ A rá cn id o s” : Comprende arañas, garrapatas, escorpiones. Cuerpo
dividido en cefalotórax y abdomen, 4 pares de patas, respiran por pulmones en forma de
libro o por traqueas, desarrollo directo, todos son depredadores.
«Araña»
«Escorpión»
«Garrapata»
Fig. 14.11. Arácnidos
C la s e C h ilo p o d a “ Q u ilo p o d o s ” : Cuerpo alargado, aplanado con numerosos
segmentos con un par de patas por segmento excepto el primero y los dos últimos, son
carnívoros, con sexos separados, antenas largas, con glándulas de veneno.
Fig. 14.12. «Ciempiés»
Clase Diplopoda “ D iplópodos” : Cuerpo más o menos cilindrico, segmentado con
dos pares de patas por segmento la mayoría herbívoros. Antenas cortas.
F ig . 14.13. « M ilp ié s »
226
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
\
\
\
w
Clase Onychophora “ Peripatos” : Parecidos a gusanos más ó menos cilindricos,
con segmentación interna, cuerpo cubierto por una cutícula fina, un par de antenas, un par
de patas carnosas por segmento.
Fig. 14.14. «Peripato»
Phylum Echinodermata “ Equinodermos”
C uerpo generalm ente espinoso con simetría pentarradial, locomoción por
ambulacros que constituyen parte del sistema acuífero. Todos marinos.
«Estrella de Mar»
«Erizo de Mar»
«Estrella frágil»
Fig. 14.15. Equinodermos
Phylum Hemichordata “ Hemicordados”
Cuerpo con aspecto de gusano dividido en tres regiones (lóbulo pre oral o probóscide,
collar, tronco) , sedentarios y marinos.
Fig. 14.16. «Balanogloso»
Phylum Chordata “ Cordados” : Presentan hendiduras branquiales, cordón nervioso dorsal
y notocorda.
B io l o g ìa
227
celulosa u bp hylum U rochordata “ Tunicados” : Cuerpo en forma de barril, con túnica de
larval
^
6S 60 es*a<^° ac*u^o, monoicos. Notocorda y cordón nervioso, sólo en estado
«Ascidia»
«Larva de ascidia»
Vista interna
Fig. 14.17. Tunicados
S u b p h y lu m C ep halo chord ata “ C e fa lo co rd a d o s” : Cuerpo alargado, aplanado
lateralm ente, tienen vida libre, marinos.
Fig. 14.18. «Anfioxo»
S ubphylum Vertebrata
C on colum na vertebral, generalm ente con 2 pares de extrem idades. S istem a
circulatorio cerrado. Sistema digestivo completo. Dimorfismo sexual.
Clase Pisces “ Peces” : Con esqueleto óseo o cartilaginoso, con aletas y escam as,
respiración branquial. Son poiquilotermos. Algunos poseen vejiga natatoria y línea lateral.
«Tiburón Azul»
«Pampanito»
«Bonito»
F ig . 1 4 .1 9 . P e c e s
228
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
Clase Amphibia “ A nfibios” :
Presenta la piel lisa, húm eda, con m uchas glándulas, respiración por sacos
pulmonares y cutánea en los adultos, branquial en larvas, con metamorfosis, (desarrollo
indirecto). Son poiquilotermos.
«Rana arbórea»
«Salamandra»
Fig. 14.20. Anfibios
Clase Reptilia “ Reptiles” :
C aracterizada por presentar piel seca, cuerpo cubierto de escam as córneas,
respiración pulmonar, con sexos separados, fecundación interna, ovíparos u ovovivíparos,
desarrollo directo. Son poiquilotermos.
«Tortuga»
«Serpiente»
« C o c o d rilo »
F ig . 14.21. R e p tile s
« L a g a rtija »
229
B io l o g ia
Clase Aves “ A ve s” :
P res en ta cuerpo cubierto de plumas, los miembros anteriores transformados en
alas, respiración pulmonar, con sacos aéreos, la boca en forma de pico, sexos separados.
Son hom oterm os.
«Grulla»
«Pingüino»
«Gallito de las
rocas»
Avestruz
«Pájaro
ca rp in te ro »
«Loro»
«Pelicano»
«Cóndor»
Fig. 14.22. Aves
C e n t r o P r e u n iv e r s ita r io
230
UNMSM
Clase Mammalia “ Mamíferos” :
Caracterizada por la presencia de glándulas mamarias, cuerpo cubierto de pelos
(vello, lana, cerda, crines, púas) temperatura constante (homotermos), fecundación interna.
Vivíparos con excepción de los monotremas.
«Ornitorrinco»
«Canguro»
«Murciélago»
«Gorila»
«Delfín»
«Oso de anteojos»
«Jaguar»
«Hombre»
Fig. 14.23. Mamíferos
231
B io l o g ía
ANTROPODOS TRANSMISORES DE ENFERMEDADES
Los insectos pertenecen al Phylum Arthropoda y constituyen más de los dos tercios
del Reino Animal. Son pocas las especies que afectan al hombre y animales domésticos,
ocasionando daños que pueden ser:
Directos
Por ejemplo, al contacto de la piel con larvas de algunas polillas se pueden
producir alergias por las sustancias tóxicas de sus pelos urticantes; otros, como
el «gusano tornillo» pueden horadar la piel y el tejido subcutáneo de animales
domésticos y el hombre, ocasionando miasis, los ácaros viven formando galerías
en la piel causando la sarna.
Indirectos
Por la transmisión de organismos patógenos causantes de enferm edades.
La transmisión puede ser:
Mecánica, en este caso los agentes patógenos se adhieren al vector y no sufren
cambios, así ocurre con la «cucaracha» y la «mosca común» que transmiten
agentes patógenos causantes de diarrea infantil, infecciones gastrointestinales,
parásitos
y poliomielitis.
Biológica
Son aquellos en los que el agente patógeno se multiplica o cambia de estado en
su ciclo de vida dentro del vector, veamos algunos ejemplos:
V E C TO R
EN FER M EDA D
A G E N TE CA USAL
Chirim acha
“mal de Chagas”
Trypanosoma cruzi
Piojo
“tifus epidém ico”
Rickettsia prowaseki
Pulga
“peste bubónica”
Yersinia pestis
Titira
“uta», “verruga peruana”
Zancudo
“paludism o” o “m alaria”
Leishmania peruviana
Bartonella bacillifornis
Plasmodium vivax P. malariae
P. falciparum
F ig . 1 4 .2 4 .
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
232
UNMSM
ANIMALES UTILES AL HOMBRE
Desde su aparición, el hombre ha utilizado a los animales de muy diversas formas:
como fuente de alimento, obteniendo a partir de ellos materiales para la confección de sus
vestidos, viviendas, armas y diversos utensilios, tam bién algunos anim ales han sido
utilizados desde tiempos inmemoriales como medio de transporte. Algunos ejemplos: toro/
vaca, oveja, conejo, cuy, cerdo, tortuga carey, anchoveta, lobo marino fino, nutria, vicuña,
guanaco, caballo, burro, cochinilla, abeja, gusano de seda.
SUPERVIVENCIA ANIMAL
ANIMALES EXTINTOS Y EN PELIGRO DE EXTINCIÓN
El único animal cuya extinción ha sido debidam ente registrada en el Perú es la
«Chinchilla» Chinchilla chinchilla , que sin embargo, sobrevive como animal doméstico en
todo el mundo. Hasta el momento se ha determinado que en nuestro país hay 105 especies
de la fauna natural terrestre y acuática amenazadas o en peligro de extinción. Doce especies
de mamíferos, 11 de aves y una de reptiles se encuentran en peligro.
Fig. 14.25. «Chinchilla»
ESPECIES EN VIAS DE EXTINCION:
Son aquellas que están en peligro mediato o inmediato de desaparición, cuya
supervivencia ya no es posible, a no ser que los factores causantes del desequilibrio
cambiasen radicalmente. Entre estas especies tenemos: «Mono choro de cola amarilla»,
«Mono coto de Tumbes», «Gato marino», «Nutria del noroeste», «Lobo de río», «Pinchaque»’
«G uanaco», «Suri», «Pingüino de Humboldt», «Pava de ala blanca», «P arihuana» y
«Cocodrilo de Tumbes».
w*« >
«Pinchaque»
«Pava de ala blanca»
F ig . 14.26.
«Mono choro de cola
amarilla»
233
B io l o g ì a
ESPECIES EN SITUACION VULNERABLE
Son aquellas que por exceso de caza, pesca, destrucción del hábitat o por otros
factores, son susceptibles de pasar a la situación de especies en vías de extinción. Entre
estas especies figuran: «Frailecillo», «Machín negro», «Machín blanco», «/Armadillo gigante»,
«Vicuña», «Zambullidores» de Junín y Titicaca, «Gallito de las rocas» Rupicola peruviana,
«Pelicano peruano», «Piquero común», «Guanay», «Charapa», «Taricaya», «Tortuga verde»,
«Boa», «Concha de abanico» y «Anchoveta».
«Anchoveta»
Fig. 14.27.
UNMSM
CAPÍTULO XV
L as
P
p l a n t a s y s u s c a r a c t e r ís t ic a s : c l a s if ic a c ió n .
r in c ip a l e s u s o s
:
l a n t a s a l im e n t ic ia s , m e d ic in a l e s , u t il iz a d a s p o r e l h o m b r e in d u s t r ia l
o artesanalm ente.
1.
P
P
l a n t a s e n p e l ig r o d e e x t in c ió n
.
LAS PLANTAS Y SUS CARACTERÍSTICAS
El reino Plantae comprende organismos generalmente multicelulares, eucarióticos,
con pared celular y cloroplastos, por consiguiente autótrofos fotosintetizadores. Se reproducen
asexualmente en forma vegetativa o formando esporas (células reproductoras) y sexualmente
formando gametos. Las plantas presentan alternancia de generaciones bien definidas,
con dos tipos de plantas, una produce gametos y la otra esporas. La forma diploide produce
por meiosis esporas haploides, que se dividen y crecen hasta formar plantas haploides
maduras. Estas plantas producen gametos que se fusionan para producir un cigoto que
dará origen a la planta diploide.
2.
CLASIFICACIÓN
2.1.
Plantas sin semillas
2.1.1. Algas
Las algas son plantas acuáticas muy simples, su cuerpo no está diferenciado
en órganos, no poseen raíz, tallo ni hojas, todo su cuerpo se denomina talo, tampoco
presentan mayor diferenciación de sus tejidos. Todas las algas contienen clorofila y
pigmentos carotenoides; pero la dominancia de alguno de ellos determina la variedad de
colores que presentan, lo cual es un carácter importante para la clasificación, así tenemos:
• División Clorofita (Algas verdes)
En general, se considera que las plantas complejas evolucionaron a partir de algas
muy similares a las algas verdes. Sus pigmentos predominantes son las clorofilas, por eso
tienen un color verde brillante y sus formas pluricelulares son filamentosas o laminares
(Fig. 15.1 y 15.2).
• División Crisofita (Algas pardo-doradas)
En este grupo se encuentran las diatomeas, organismos unicelulares, planctónicos,
generalmente suspendidos en el mar o en agua dulce. Las diatomeas se caracterizan
especialmente por su pared celular determinada por un caparazón incrustado de sílice, de
diversas formas y estructura; maravillosamente ornamentada (Fig. 15.3).
• División Rodofita (Algas rojas)
Los organismos de esta división se clasifican así porque poseen el pigmento rojo
llamado ficoeritrina (pigmento complejo proteico) que enmascara a la clorofila. Directa o
LLLLLI ( 1111111111 i « t « 11 «
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
234
B io l o g ía
indirectamente constituyen una fuente de detritus y alimento para los animales marinos,
forman una parte importante del fitoplancton o también son fuente de alimento humano,
una especie muy conocida en nuestro medio es la Chondracanthus chamissoi yuyo de os
mares. (Fig. 15.4)
Fig. 15.1 Algas verdes Muestra de algas verdes de forma
filamentosa o laminar
Esporofito (2n)
Germinación
del cigoto (2n)
Esporas (n)
MITOSIS
Cigoto (2n)
>
MEIOSIS
/
Fecundación (2n)
"y '*
Gameto
masculino (n)
Gameto
femenino (n)
Germinación de
las esporas (n)
v ■<.m
Gametofito
masculino (n)
y
Gametofito
Y ' femenino (n)
Fig. 15.2 Ciclo de vida de Ulva
Se puede observar la alternancia de generaciones, el esporofita es
diploide y por meiosis produce esporas haploides, mientras que los
gametofitos masculino y femenino son haploides y producen gametos por
mitos's. la fusión de estos gametos da como resultado un cigoto diploide que
desarrolla en una planta esporofltica.
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
Fig. 15.3 Algas pardo-doradas: Vista
microscópica de las
llamadas Diatomeas.
UNMSM
Fig. 15.4 Algas Rojas. Algunos ejemplares
de un alga que pertenece a la División
Rodofita
Alexander 1992.
• División Feofita (Algas pardas)
Esta división está integrada por algas marinas cuyo color pardo característico es
debido a la presencia de pigmentos como el caroteno y la ficoxantina. Son las algas más
grandes y resistentes, algunos de los sargazos gigantes son los equivalentes acuáticos de
los árboles y algunas especies llegan a alcanzar más de 100 m de longitud. Presentan
tejidos más o menos diferenciados y adoptan estructuras semejantes a plantas superiores:
filoide (forma de hoja), cauloide (forma de tallo), rizoide (forma de raíz). La mayoría de algas
pardas grandes son bentónicas, es decir, están ancladas en el fondo (unen sus rizoides a
las rocas). Muchas tienen flotadores que les sirven para mantenerse cerca a la superficie
(Fig. 15.5).
Fig. 15.5 Algas pardas
237
B io l o g ia
2.1.2. Musgos
División Briofita (Musgos)
Los musgos son plantas terrestres dispersas por todo el planeta. La adaptación de
estas plantas a la vida terrestre es en algunos aspectos, bastante incompleta. Tal vez por
ello son de tam año muy reducido (miden unos cuantos m ilím etros) y viven en sue os
húm edos, en caídas de agua, muros viejos y en la corteza de los árboles. Se pue en
diferenciar dos tipos de Briofitas: las hepáticas, denominadas así por la forma de su ta o,
que es lobulado en form a de hígado, y los musgos foliares cuyo cuerpo v e g e ta ivo
generalm ente es ramificado, dividido en "tallito”, “hojita" y “rizoide"; éstos últimos son una
especie de raíz que se adhiere al sustrato. Sus tejidos aún no están bien diferencia os, no
tien en verd a d ero s tejidos conductores. Las plantitas de m usgo son los o rgan ism os
haploides que producen gam etos y por reproducción sexual se form an las capsu as
(diploides), en las cuales por meiosis se forman las esporas (células reproductoras
asexuales) que se desarrollan formando una nueva plantita haploide Así se lleva a ca o a
alternancia de generaciones. (Fig. 15.6)
Esporangio maduro
liberando esporas (n)
producidas por meiosis
Cofia
Esporangio (2n)
Esporófito (2n)
F ila m e n to o
seta
Gametófito (n)
----- producen
Anterozoide
nadando hasta
los arquegonios
Anteridio
(dentro se
|\
Esporas (n) \r r
anterozoídes)
Espora
i
germinando!
Esporofito en
crecimiento
Gametófito (n)
Gametófito (n) con esporófito (2n)
Gametófito (n)
Fig. 15.6 Ciclo de vida de un musgo,
se muestra la alternancia de generaciones diploide y haploide
Alexander 1992.
238
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
2.1.3.
UNMSM
Helechos
• División Pteridofita (Helechos)
A partir de los helechos las plantas ya tienen tejidos bien diferenciados, por eso se
les llama traqueofitas. Presentan órganos diferenciados en raíz, tallo y hojas. En los helechos,
lo mismo que en las plantas superiores, la planta es diploide y por meiosis produce esporas,
las que formarán el gametofito, organismo haploide denominado prótalo. En el prótalo se
forman los gametos femenino y masculino, y se produce la fecundación, dando como
resultado una nueva planta diploide y así se lleva a cabo la alternancia de generaciones
(Fig. 15.7).
i
i
t
1
«
«
*- ■ ..
\
7
NUEVA PLANTA
DE HELECHO
(2N)
m
m
—
7
EMBRIÓN
FECUNDADO
(2n)
.
I
ARQUEGONIOS
(FEMENINO)
p
»
W
'■ M
ANTERIDIOS
MASCULINO
GAMETOFITO O
PROTALO
(n)
Fig. 15.7 Ciclo de vida de un helecho,
mostrando la alternancia de generaciones.
Alexander 1992.
Los helechos tienen un tallo subterráneo (rizoma) de donde se originan las raíces y
las hojas (frondes), en algunas de estas se forman los soros, dentro de ellos se generan
las esporas por meiosis. A diferencia de las plantas superiores los helechos carecen de
semillas y no tienen flores.
2.2.
Plantas con semillas. Espermatofitas (esperma = semilla, fitos = planta)
Son plantas con flores y semillas, se les denomina también fanerógamas o
plantas superiores. Comprenden las siguientes divisiones:
r
t a
239
B io l o g í a
2.2.1. División Gymnosperma
Plantas con semillas al descubierto, ya que sus flores carecen de pistilo,
sus óvulos se forman sobre las hojas carpelares, por lo que no tienen fruto. El grupo más
representativo lo forman las coniferas, que son plantas leñosas con hojas pequeñas,
aciculares como en el pino o escamosas como en el ciprés; las hojas carpelares donde se
encuentran las semillas se disponen en cono, lo mismo que los estambres, son unisexuales
(Fig. 15.8). Muchas de estas plantas son introducidas, útiles por su madera, su resina así
como plantas ornamentales en parques y cementerios. En Lima tenemos a las araucarias
y los conos de pino, que se utilizan como arbolitos de navidad y adornos navideños,
respectivamente.
Gametofito masculino
(contiene gameto masculino)
Granos de polen
esporas masculinas
Óvulo fecundado
luego se transforma
en semilla. Contiene
al embrión (2n)
(n)
Flores
femeninas
Flores masculinas
en la parte baja
Semilla germinada
origina una planta
Esporofita diploide
Fig. 15.8 Ciclo del vida del “ p in o ” . Muestra la inflorescencia fem enina y
m asculina del “ p in o ”
Alexander 1992
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
240
UNMSM
2.2.2. División Angiosperma
Estas plantas se caracterizan porque tienen sus semillas dentro del fruto debido a
que sus flores presentan pistilo (hojas carpelares unidas) y los óvulos se forman dentro del
ovario (Fig. 15.10). Los frutos están conformados principalmente por los carpelos. Tienen
flores completas que pueden ser hermafroditas o unisexuales.
Las angiosperm as se dividen en dos clases, las m onocotiledóneas y las
dicotiledóneas, que se diferencian por su estructura embrionaria, por la forma de sus flores
y por la anatomía de sus órganos vegetativos (Fig. 15.9). Las diferencias son las siguientes:
El embrión de las monocotiledóneas tiene una hoja embrionaria (cotiledón) y las
dicotiledóneas tienen dos hojas embrionarias.
En las monocotiledóneas, las piezas florales se disponen en ciclos de tres o
múltiplos de tres; en las dicotiledóneas el número es de cuatro o cinco.
Las hojas de las m onocotiledóneas tienen nervaduras paralelas; en las
dicotiledóneas las nervaduras son ramificadas.
Las monocotiledóneas no tienen crecimiento secundario, m ayorm ente son
herbáceas, mientras que las dicotiledóneas presentan cambium (meristemo
secundario).
TALLOS
Embriones
H ojas
fijk
J&SL \
\t \ \ ,
Dicotiledóneas
Flor
(pétalos)
Grano de
polen
Normalmente
cuatro o cinco
(o m útiplos)
Tres poros
o
hendiduras
Haces
vasculares
dispuestos
radialmente
V
Dos
cotiledones
Nervadiura
normalm ente
ramificé ida
M onocotiledóneas
Haces
vasculares
dispersos
Nervaduras
Un
paralelas
cotiledón
a. *>:■
tres o
m últiplos
de tres
Fig. 15.9. Monocotiledónea y Dicotiledónea
Un
poro
241
B io l o g ía
rrrrrrfffi l u w w w w w v
Como ejemplos típicos de monocotiledóneas se tienen a los pastos, cereales,
plátano, piña, sábila, orquídeas, etc. Son ejem plos de dicotiledóneas las
legumbres, papa, diente de león, etc., (Fig. 15.11).
La mayor diversidad en las plantas superiores se encuentra en las angiospermas,
consideradas éstas como las más evolucionadas, su cuerpo tiene los órganos
y tejidos bien diferenciados. El cuerpo vegetativo está formado por raíz, tallo y
hojas. Los órganos reproductores son los estambres y pistilos, generalmente
protegidos por los sépalos y pétalos (Fig. 15.12).
grano
de polen
maduro
$
núcleos
esperm áticos
núcleo tub ular
Granos de polen
se posan sobre
el estigma
fusión del núcleo
esperm ático con dos
núcleos polares
(s9cundario)(3n)
estigma
tegum entos
estilo
núcleos
espermáricos
núcleo
tubular
fusión del núcleo
esperm ático
con la oosfera
Fertilización
dentro del óvulo
ovario
huevo o
cigoto
(2n)
carpelo
r f
núcleos polares dentro de la
célula endospérm ica prim aria
Fig. 15.10. Polinización y doble fecundación
en las angiospermas
242
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
rtmtnt <*»
UNMSM
*
rt» frtnei
F r u t o « y ■ • r n t t la «
H o ..
htnütn
- In fl< x * » c * r > c lj
L H o ja
.
CEBADA
p r in c ip a '« «
O c o ro n a rla »
PAPA
MAÍZ
DIENTE DE LEÓN
Fig. 15.11. Ejemplos de monocotiledóneas como la cebada y el maíz (A)
y dicotiledóneas como la papa y diente de león (B)
B io l o g ia
Apice del vástago.
Prim ordios foliares
RAÍZ
T A LL O
Yemas axilares
LOEMA
PELOS R A D ítA L E S
EPIDERMIS
APICE DE LA RAIZ
COFIA DE LA RAIZ
9-15.12. Planta completa de una dicotiledónea (corte longitudinal)
244
C
C U A D R O
Plantas
O rgano que
se u t i l i z a
R a íz
utilizadas
en
entro
la A l i m e n t a c i ó n
Introducidas
( c o s m o p o l i t a s)
Nativas
( de A m é r i c a )
yuca
c a m ot e
UNMSM
N ° 1
Com posición
principal
zanahoria
g lú c id o s
nabo
p o rte in a s
vit a m in a s
I
j
g lú c id o s
I
a rra c a c h a
Tal l o
P r e u n iv e r s it a r io
p a p a (fig 1 5 . 1 0 )
oca
ra b a n ito
c a ñ a de a z ú c a r
proteínas
maca
e s p á rra g o
b e te rra g a
vit a m in a s
j
m in e ra le s
j
g lú c id o s
p ro te ¡n a s
j
o llu c 0
m as h ua
a c h ira
Semi l l as
z a p a lio
p ¡m e n tón
calabaza
p a Ita
plátano
n a ra n ja
l í p i d os
a Ig a rrob o
c h irim o y a
p e p in o
pac ae
u va s
m a nz a na
fre s a s
coco
d á tile s
m e l oe o tó n
s a n d ¡a
mel ón
a c e itu n a
m a ra c u y á
vil a m in a s
m in e ra le s
„
g ra n a d illa
a g u aj e
p l á t a n o ( i ngui r i )
t om at e
c a ig u a
aj í (ro c o t o )
lú c u m a
p iñ a
t una
tumbo
capulí
L e g u m br es :
fre jo I
p a lia r
maní
tarhui
C e re a le s
m a íz (fig . 1 5 . 1 0 )
Pseudocereales:
q u in u a
cañigua
yuyos
p a ic o
h u a c a ta y
murta
I
I
L e g u m br e s :
a rvej a
garbanzo
l entej a
soya
haba
C e re a le s :
a rroz
t r i go
cebada
a ve n a
g lú c id o s
proteínas
l i pi d os
vita m in a s
1
m in e ra le s
i
(fig. 15.11)
k i w ic h a
H o j a s y f i o re s
|
acelga, alcachofa
e s p in a c a
a p io
p o ro
col
lechuga
b ro c o li
hinojo
(fig
15
13)
ic o I i f I o r
•c
ebolla
a jo
aI f a Ifa
jb e r r o (fig
15
14)
p ro t e In a s
vit a m i n a s
m in e ra le s
j
¡
f f f f f t t
Frutos
ÁN oí2
b,°u°o,a
3.
P
bofífi
245
PRINCIPALES USOS
Recordemos que el laboratorio natural más pequeño y completo que existe en el
mundo es la célula vegetal Allí se realizan una serie de procesos metabólicos por los que
la planta sintetiza moléculas orgánicas combustibles como almidones, azúcares, proteínas,
lípidos, etc., que nos sirven de alimentos; parte de la m ateria prima de nuestra ropa, vivienda
y otros (celulosa, hemicelulosa, pectina, lignina, súber, caucho, etc.) provienen de las plantas
También se producen sustancias consideradas como productos vegetales secundarios,
entre éstos se encuentran los principios activos, que son sustancias químicas capaces de
producir efectos fisiológicos en el hombre y en los anim ales. Algunos de estos principios
aún no han sido estudiados, otros ya han sido purificados y aislados; estos compuestos
pertenecen a los alcaloides, glucósidos, aceites esenciales, gomas, resinas, mucílagos y
sustancias antibióticas. La planta, al no tener un sistema excretor especializado, acumula
estas sustancias en estructuras secretoras adaptadas, que pueden ser simples células
almacenadoras, espacios de origen lisígeno, pelos secretores, etc.
Los vegetales también son fuente de vitaminas y bioelementos como el Mg, Ca, P,
Fe, Si, Co, etc., que nuestro organismo necesita para m antener su equilibrio energético, la
carencia de uno de ellos produce alteraciones en la salud.
Todas las plantas de una u otra forma son útiles al hombre, lo importante es saber
utilizarlas adecuadamente. De acuerdo a su utilidad podemos clasificarlas de la siguiente
manera:
"~
i;:
3.1.
Plantas Alim enticias
Se consideran así a aquellas que almacenan moléculas orgánicas como glúcidos,
proteínas y lípidos en órganos especiales y que el hombre aprovecha por ser alimentos
energéticos, además de contener vitaminas y minerales. Nuestro país aportó al mundo
muchas de estas plantas que fueron domesticadas y mejoradas por nuestros antepasados;
así, cuando llegaron los españoles, encontraron una rica flora nativa conform ada por
especies totalmente desconocidas para ellos y, tal como lo refieren los primeros cronistas,
de regreso a su país llevaron frutos, semillas y plantas enteras, introduciendo así en Europa
especies como el maíz, la papa, fréjol, pallar, maní, yuca, camote, tomate, etc., y otras poco
conocidas que no se adaptaron a otros ambientes como la quinua, kiwicha, oca, olluco,
mashua y maca (Cuadro N° 1). Como alimento para el ganado tenemos plantas forrajeras
como los pastos, la alfalfa y los tréboles.
3.2. Plantas Medicinales
Los conceptos modernos acerca de las plantas curativas em pezaron en Europa, en
el siglo XVI, desde entonces el progreso fue lento. Actualmente hay un resurgimiento del
interés por las plantas medicinales, a pesar de la extraordinaria producción de drogas
sin eticas para el control de las enfermedades; esto se debe a los efectos tóxicos que
dichas drogas en nuestro organism o y al conocim iento actual de muchas
sustancias curativas que se extraen de las plantas.
Tamooco
a la extracción
Las
™edicinales Peruanas no han sido todavía estudiadas en forma integral,
qü6 norme el uso Y comercialización de éstas, lo que da lugar
ed'da de 135 Piantas silvestres ^
podría conducir a su extinción
farmacológica ha sido^nrnh
60 medicina contienen principios activos cuya actividad
a a y que se usan en la industrialización de fármacos; por otro
246
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
lado la medicina tradicional usa plantas no validadas, ni química ni farmacológicamente,
inclusive muchas no están determinadas botánicamente; pero no por eso dejan de tener
valor, pues lo importante es conocer las plantas y la fuente de información correcta porque
los conocimientos empíricos de nuestros antepasados son la base de toda investigación
científica. A continuación mencionamos algunas plantas y sus propiedades medicinales:
Relajantes del sistema nervioso
Como valeriana, manzanilla y toronjil (para el corazón).
C icatrizantes
Como sábila, confrey, sangre de grado, col.
Desinfectantes
Como verbena, llantén, manzanilla.
Hipotensoras
Como ajo, caigua, maíz morado, perejil, maracuyá.
Litolíticas
Son las que desintegran los cálculos renales o de la vesícula, entre éstas
tenemos a la chancapiedra, cáscara de papa y frutos de tuna, piña, fresas y uva.
Hipertensoras
Como el kión que en pequeñas cantidades normaliza la presión arterial. Es
necesario mencionar algunas familias importantes, cuyas especies tienen
propiedades genéricas a ellas; así, por ejemplo, muchas plantas de la familia de
las B rassicácea s (= C ru c ífe ra s ) se c a ra cte rizan por te n er p ro p ied a d es
antioxidantes o antimutagénicas, entre éstas tenemos: col, coliflor, brócoli, berro,
rabanito, nabo, maca, entre otras.
Fig. 15.12 Salvia de Flores rojas
Fig. 15.13 Hinojo, rama con sus
umbelas compuestas
B io l o g ìa
247
En la familia de las Rubiáceas encontramos plantas que se caracterizan por contener
alcaloides, asi, tenemos a la cascarilla o árbol de la quina (Cinchona officinalis) (Fig. 15.15)
que es el remedio más eficaz para curar el “paludismo” o “malaria”, muy común en la selva.
La uña de gato (Linearía tom entosa) es un desinflamante comprobado, la investigación
acerca de las propiedades de esta planta continúa. El huito es un árbol de la selva amazónica
con propiedades anticonceptivas según los nativos (Ferreyra, 1990). El café, árbol de lugares
cálidos cuyas semillas contienen cafeína.
A c tu a lm e n te se están in d u s tria liza n d o las p lan tas m ed icin ales valid ad as ,
comercializándolas en forma de cápsulas, pastillas o sim plemente las hojas y corteza
deshidratadas o liofilizadas, reemplazando a fármacos de origen químico, hecho que es
muy importante como una alternativa en la curación de enferm edades y alteraciones
primarias como son los resfríos, indigestiones, inflamaciones simples por traumatismos,
heridas, etc.
248
3.3.
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
Plantas utilizadas por el hombre, Industrial o Artesanalm ente
Muchas plantas de la Clase Monocotiledonea presentan abundante fibra (tejido
esclerenquimático) en sus tallos y hojas, esto les da cierta flexibilidad o dureza, lo que
permite múltiples aplicaciones. Entre estos vegetales tenemos a las palmeras, cuyas hojas
son utilizadas para la fabricación de cestos, esteras y otros objetos de uso doméstico y
también para la navegación. El fruto del cocotero se emplea para la confección de botones
y con el aceite de la semilla se fabrican jabones, velas, etc.; las fibras de este fruto se usan
para hacer sogas, felpudos, etc. La totora y los juncos, que crecen en las márgenes de los
ríos y lagunas, tienen hojas semejantes a las Gramíneas (largas y lineales), muy fibrosas,
por lo que se utilizan para confeccionar canastas, esteras, canoas y otros objetos de uso
doméstico e industrial desde época prehispánicas. El ágave y la fourcroya son plantas
nativas de hojas carnosas (pencas) arrosetadas, que cuando se secan proveen unos hilos
gruesos y fuertes que se denominan cabuya y sirven para hacer sogas; los tallos de estas
plantas son muy livianos cuando están secos, por lo que se les utiliza para las construcciones,
de la misma forma que el carrizo, que es una gramínea de tallo hueco tam bién tiene
múltiples aplicaciones.
Dentro de las dicotiledóneas podemos mencionar al algodonero (Fig. 15.16), utilizado
principalmente en la industria textil, el girasol (Fig. 15.17), cuyas semillas se industrializan
para la fabricación de aceite vegetal y las plantas maderables como el cedro, guayacán,
hualtaco, eucalipto, etc.
Fig. 15.16. “ A lgodonero” , rama mostrando sus flores y fruto
i
i
i
i
«
«
«
«
m
249
B i o l o g ía
Fig. 15.17. “ Girasol” , planta con su inflorescencia
4.
PLANTAS EN PELIGRO DE EXTINCIÓN
Desde hace varios lustros vivimos en una ép o ca d e crisis delI medie> ambtotte; el
equilibrio natural se ha ido alterando en algunas regiones y ha afectado a va
de plantas y animales.
En nuestro país se han ido perdiendo grandes extension es de bos^ e ^
avance de la “civilización1’, como se
evidente en la costa norte e caso
hualtaco y el guayacán, entre otros vegetales, en peligro de extinción, o m ls™ °
apreciar con los árboles maderables de la selva como el cedro, la caoba, e or
otros.
h a c e
bi^ °
p
,
Asimismo, la sobreexplotación y la ausencia de estudios científicos
trayendo
como consecuencia la casi extinción de vegetales como el quinual (queñoa), a uya
raimondu, el huarango, la lupuna, la leche caspi, las orquídeas, el quishuar, etc. Por es as
y otras razones, la vegetación como los pastos, bosques y malezas se deben manejar en
forma adecuada, pues sin la cobertura de los vegetales no habrán suelos estables y férti es.
Nosotros, como parte integrante del ecosistema, debemos participar en su defensa y
conservación.
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
250
UNMSM
CAPÍTULO XVI
H
F
ig ie n e .
T
ip o s d e e n f e r m e d a d e s
. E
tapas de u n a
o r m a s d e t r a n s m is ió n d e e n f e r m e d a d e s
. V
enferm edad
ía s d e i n f e c c i ó n
in f e c c io s a
. P
.
r in c ip a l e s
ENFERM EDADES IN FEC C IO SAS QUE AFECTAN AL H O M B R E . H lG IE N E DE LAS
EN FERM EDADES IN F E C C IO S A S .
1.
HIGIENE
Es la ciencia que enseña a conservar la salud, procurando el buen funcionamiento
de los órganos del cuerpo y dictándonos normas para evitar las enfermedades.
Aunque los términos «salud y enfermedad» se utilizan corrientemente, merecen una
atención especial, pues su significado trasciende los alcances que habitualmente se les
asigna. Desde el punto de vista de la Biología, salud es un estado de equilibrio orgánico u
homeostático, por tanto, enfermedad es la pérdida de este equilibrio.
La Organización Mundial de la Salud (OM S) define la salud como un estado de
completo bienestar físico, mental y social y no sólo la ausencia de enfermedad.
1.1.
Virulencia y patogenicidad son términos que se definen como la capacidad de un
agente patógeno de producir una enfermedad. Esta definición permite dividir a los
patógenos en dos grupos:
1.2.
V irulentos o patógenos: son los organismos que originan enfermedades. Dentro
de esta denominación quedan incluidos los virus, las bacterias, los hongos, los
protozoarios y los helmintos.
1.3.
A virulentos (apatógenos): son los organismos que han perdido la capacidad de
producir una enfermedad.
1.4.
S aprofitos:
2.
TIPOS DE ENFERMEDADES
Los que naturalmente no poseen la capacidad de hacer daño.
Los tipos de enfermedades pueden clasificarse desde varios puntos de vista:
A)
Por la rapidez con la que aparecen y por su duración
Agudas: Se manifiestan rápidamente, pero son de corta duración (Ejemplo la
gripe).
C rónicas: se desarrollan con lentitud y duran mucho tiempo, en ocasiones toda
la vida (Ejemplo la artritis).
B io l o g ì a
B)
251
Por la frecuencia:
-
Esporádicas: Sólo se producen algunos casos en la población. Ejemplo, derrame
cerebral.
-
Endém icas: Exclusivas de una región concreta, donde se registran casos de
manera habitual (ejemplo, el paludismo en las zonas tropicales).
E pidém icas: Afectan un número elevado de personas en un período corto de
tiempo.
Si la epidemia afecta a muchos países, o incluso a todo eJ planeta, se denomina
pandem ia.
C)
Por su origen:
- Infecciosas: Son causadas por microorganismos patógenos
- No infecciosas: No son provocadas por microorganismos.
A
Enferm edades No Infecciosas
C arenciales: producidas por falta de algún principio nutritivo en la alimentación.
Ej. raquitismo por falta de vitamina D y calcio, el escorbuto por falta de vitamina C.
Fun cion ales: debidas al mal funcionamiento de los órganos del cuerpo. Ej.
gigantismo, diabetes, sordera, taquicardia.
D egenerativas: debido al mal funcionamiento de algunos órganos que se van
desgastando con el paso de los años. Ej. arteriosclerosis por endurecimiento de
las arterias, cirrosis por destrucción del hígado.
O cupacionales: ocasionadas por la clase de trabajo o actividad que realiza un
individuo. Ej. Saturnismo en mineros que trabajan en minas de plomo.
Congénitas: ocasionadas por anomalías hereditarias. Ej. Hemofilia, daltonismo,
polidactilia, síndrome de Down.
B.
Enferm edades Infecciosas
Causadas por agentes patógenos (protozoos, hongos, bacterias, virus, rickettsias,
helmintos y artrópodos) que se propagan de un organismo a otro. Ej. la amibiosis, la
tuberculosis, el cólera, la rabia, la sarna, la tiña.
La etiología infecciosa de las enfermedades fue establecida por Robert Koch al
realizar una serie de ensayos, formulando la Teoría Microbiana de la enfermedad, al fijar los
límites que permitieran establecer el papel que cumple un microorganismo, como agente
causal de una enfermedad. De esta manera estableció los siguientes postulados:
1.
El germen al que se señala como agente causal de una enferm edad, debe
encontrarse siempre en este tipo de enfermos.
Debe cultivarse en estado puro y mantenerse en traspasos sucesivos en el laboratorio
en forma indefinida.
El microorganismo debe reproducir la enfermedad en animales de experimentación,
ser reaislado de sus lesiones y mantenerse puro en cultivo.
C e n tro P re u n iv e rs ita rio UNMSM
252
4.
Tanto el hombre como los animales de experimentación deben formar anticuerpos
contra el germen y reaccionar específicamente con él in vivo e in vitro.
I
Animal enfermo
U
Es importante señalar que algunas enferm edades como la lepra, la sífilis, la
bartonelosis, etc., no cumple con todos los postulados ya que el germen no ha sido
posible cultivarlo, ni mantenerlo en el laboratorio.
U
U
Muerte del animal
I
»
fe*
U
Cultivo del
organismo
de la enfermedad
I
Reaislamiento y cultivo
de los organismos de la
enfermedad
I
Observación de los
organismos de la
enfermedad
Examen de los
organismos de
la enfermedad
I
Inoculación del
organismo de la
enfermedad a un
animal saludable
I
Alexander 1992.
3.
ETAPAS DE UNA ENFERMEDAD INFECCIOSA O INFECTO CONTAGIOSA
El proceso de una enfermedad infecciosa se da en tres etapas o períodos:
Período de incubación: Se denomina al tiempo comprendido entre el ingreso del
agente patógeno en el huésped suceptible hasta la aparición de los primeros
síntomas. En este tiempo los patógenos se multiplican activamente. El período
de incubación varía de acuerdo con la enfermedad.
Período de desarrollo: Es cuando aparecen los síntomas característicos de la
enfermedad como una consecuencia de la defensa del organismo invadido por
los patógenos.
Período de convalecencia: Cuando la infección es vencida sobreviene la
convalecencia. El organismo se recupera lentamente. En este período se deben
extremar los cuidados, guardar reposo y alimentarse adecuadamente para evitar
recaídas o nuevas infecciones. Cuando no ocurre este período, el individuo muere.
I
Fig. 16.1. Postulados de Koch
253
B io l o g ìa
4
FORMAS DE TRANSMISIÓN DE LAS ENFERMEDADES
D irecta: es el paso de los agentes patógenos del sujeto enfermo al sano
mediante el contacto personal . Ej. Sarna, resfrio común y tuberculosis
Indirecta: puede ser a través del aire, agua, alimentos. En esta ícrma de
transmisión intervienen los llam ados vectores de enferm edades que son
anim ales (piojo, ganado, m oscas, m urciélagos) que transportan agentes
patógenos. Esta transm isión puede ser m ecánica a través de moscas y
cucarachas y biológica por pulgas, piojos, chinches, mosquitos.
Zoonosis: cuando la enfermedad que ocurre principalmente en animales, puede
transmitirse ocasionalmente al hombre. Ej. La fiebre malta, la toxoplaomosis, la
tuberculosis. (Fig. 16.2).
5.
VÍAS DE INFECCIÓN
Corresponde a los lugares por donde ingresan los patógenos al hcspecf,ro.
Via oral o digestiva: a través del agua y/o los alimentos contaminac
pueden
penetrar en el organismo los patógenos causantes de enfermedades, ;,omo la
amibiosis, la tifoidea, la poliomielitis, la teniosis, la fasciolosír y el có; -ra.
Via nasal o respiratoria: al hablar y a través de la tos, el esto: jd o y el \.sputo de
sujetos enfermos, se proyectan finas gotas de saliva portado > 4z • tógenos.
Al aspirar estos gérmenes se puede contraer ia gripe, sarampión, ^ convulsiva,
difteria, tuberculosis.
Ho«p*4a<jor ammal
Pífl- 16 .2 . Formas de Transmisión de las enfermedades
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
254
UNMSM
Vía cutánea: por las picaduras, heridas o por las simples escoriaciones de la
piel pueden adquirirse el ántrax, el tétano, la malaria, la uta y la rabia.
Vía sexual: las relaciones sexuales con personas enfermas es la forma de
adquirir enfermedades venéreas como sífilis, gonorrea, VIH-SIDA, hepatitis B,
trichomoniosis, etc.
6.
PRINCIPALES ENFERMEDADES INFECCIOSAS QUE AFECTAN AL HOMBRE
Las enfermedades de acuerdo a la naturaleza del agente causal pueden ser: virales,
bacterianas, micóticas y parasitarias.
6.1.
Enfermedades virales
ENFERMEDAD
TIPO
VIRUS
VÍA DE INFECCIÓN
MECANISMOS DE TRANSMISIÓN
GRJPE
RNA
ORAL/RESPIRATORIA
E S P U T O /U S O DE PRENDAS
POLIOMELIT1S
RNA
ORAL
ALIMENTOS / A G U A / PRENDAS
RABIA
RNA
CUTÁNEA
MORDEDURA DE ANIMALES
SARAMPION
RNA
O R A L / N A S A L/
USO DE PRENDAS CON
CONJUNTIVA/OCULAR
SECRECIONES NASALES Y DE
GARGANTA
6.1.1. Gripe
Enfermedad cosmopolita. Los virus que la producen se encuentran en las vías
respiratoria y esputos de los enfermos, en los que pueden vivir hasta catorce días si no se
dejan desecar, por lo que se propaga directamente por el enfermo o indirectamente por los
esputos.
El período de incubación varía de 10 a 12 horas hasta 4 días y para su tratamiento se
recomienda guardar cama dos o tres días, abrigarse bien para evitar complicaciones.
6.1.2. Sarampión
Es una de las enfermedades más comunes en los niños, el virus ingresa por vía
nasal, oral y especialmente por la conjuntiva ocular La enfermedad se inicia con síntomas
semejantes a un resfrío fuerte, tos frecuente y ojos enrojecidos y llorosos. La fiebre sube y
baja al iniciarse la enferm edad, más tarde, se m antiene alta¡ a los cuatro .dias
aproximadamente aparece una erupción en las mucosas de la boca y en forma de manchas
rosadas detrás de las orejas, cara, cuello, tronco y extremidades. Esta erupción va
haciéndose más débil hasta que desaparece al cabo de cinco o seis días. (Fig. 16.3).
Cuando el sarampión está mal curado pueden sobrevenir bronconeumonía y
trastornos cerebrales tipo encefalitis. El tratamiento del sarampión debe estar a cargo del
médico quien indicará los cuidados oportunos. El enfermo permanecerá en cama al menos
durante una semana después de aparecer la erupción, y los objetos usados por él serán
desinfectados para evitar el contagio. También es conveniente que personas con tos o
resfrio no se acerquen al niño, ya que podrían contagiarlo y sufrir bronconeumonía.
*
*
*
255
B io l o g ì a
i
I
I
I
I
A i i o c
I
p
I
S o r 'a
»
*
Fig. 16.3. Niño con sarampión
Alexander 1992
I
6.1.3. Poliomielitis
*
Es una enfermedad producida por un virus que ingresa por vía digestiva y afecta el
sistema nervioso central, produciendo principalmente parálisis de las extrem idades
inferiores del cuerpo.
»
Los primeros síntomas son fiebre, náuseas y vómitos y un cierto dolor en la espalda
y extremidades. Después de algunos días puede desaparecer la fiebre y quizá se presenten
algunos síntomas de meningitis. Al final se manifiestan parálisis sucesivas en diferentes
músculos, siendo los más afectados los de las extremidades inferiores.
»
*
Al cabo de unas cuatro o seis semanas el proceso de la enfermedad es más grave,
produciéndose deformaciones y atrofias musculares.
6.1.4. Rabia
Enfermedad producida por el virus de la rabia, que afecta perros, gatos, murciélagos,
ratas y al hombre de cualquier edad, constituyendo un peligro para la salud de las personas.
El virus se encuentra en la saliva de los animales y se transmite por la mordedura de
un animal rabioso. El período de incubación es de 4 a 13 semanas, pudiendo prolongarse
hasta 6 meses.
256
6.2.
C e n t r o P r e u n iv e r s ita r io
UNMSM
E N F E R M E D A D E S B A C T E R IA N A S
ENFERMEDAD
AGENTE
VÍA DE INFECCIÓN
MECANISMOS DE
TRANSMISIÓN
TOS FERINA
B ordetella p e rtu s is
O RAL/
RESPIRATORIO
ESPUTO/SECRECIONES
FIEBRE TIFOIDEA
Salm onella typhi
ORAL
ALIMENTOS /AGUA
COLERA
Vibrio ch o le ra e
ORAL
ALIMENTOS/AGUA
BARTONELOSIS
B a rtonella b aciliform is
CUTÁNEA
PICADURA MOSQUITO
M yc o b a c te riu m
O R A L / NASAL
ESPUTO / SECRECIONES
SEXUAL
CONTACTO SEXUAL
TUBERCULOSIS
tuberculosis
SÍFILIS
Treponem a pallid um
6.2.1. Tuberculosis
Su distribución es mundial, producida por el Mycobacterium tuberculosis, o «bacilo
de Koch». Afecta todos los tejidos del hombre y de los animales, pero de preferencia se
localiza en los pulmones, produciendo la tuberculosis pulmonar o tisis; en el tubo digestivo,
produce la tuberculosis intestinal; en las meninges, ocasiona la meningitis tuberculosa.
La principal fuente de contagio es el hombre enfermo que arroja millones de bacilos
al toser, estornudar, expectorar y al hablar, contaminando el aire y los objetos próximos a él.
Las personas sanas que respiran este aire adquieren la enfermedad por vía directa. La
transmisión indirecta se realiza por vectores mecánicos (moscas y cucarachas) que
diseminan la bacteria al posarse en los esputos, trasladando el bacilo a los alimentos.
También se puede adquirir la tuberculosis al consumir leche fresca sin hervir.
6.2.2. Tos ferina
La tos ferina, tos convulsiva o coqueluche es producida por la Bordetella pertusis,
que afecta la tráquea, bronquios y bronquiolos y que se transmite por contacto directo con
personas enfermas o por medio de objetos contaminados con secreciones nasales.
El período de incubación es de diez a catorce días, después del cual empieza una
tos semejante a la de cualquier catarro normal; esta fase es la más peligrosa por el contagio.
Poco a poco se va incrementando y se hace más fuerte durante la noche y puede producir
vómitos, llegando al período convulsivo, en el que se producen verdaderas crisis de tos muy
fuerte y persistente, que termina con una inspiración ruidosa conocida como «gallo». El
período de convalecencia dura una o dos semanas.
6.2.3. Fiebre tifoidea
Se transmite básicamente por el agua, siendo la fuente de infección los enfermos
que eliminan bacilos de Salmonella typhi por las heces y ia orina También puede ser
transmitida por alimentos que se consumen crudos, como frutas y legumbres que hayan
sido regadas con aguas contaminadas o que han sido manipuladas por personas enfermas.
La fiebre tifoidea se presenta con dolores de cabeza, fiebre y gran postración y puede
complicarse con perforaciones y hemorragias intestinales.
B io l o g ía
257
6.2.4. Cólera
Enfermedad ocasionada por el Vibrio cholerae que es patógena sólo para el hombre.
Esta no es una infección invasiva, los patógenos nunca llegan a la sangre, permanecen
localizados dentro del intestino. Allí se multiplican, sufren lisis y liberan la toxina del cólera,
la cual es absorbida por las células epiteliales estimulando la hipersecreción de agua y
cloruros en el intestino delgado, inhibiendo la absorción del sodio. Como resultado se
presenta una diarrea severa.
6.2.5. B artonelosis
Conocida como «fiebre de la Oroya», «verruga peruana» y es producida por Bartonella
bacilliform is, que es transmitida por la picadura de un mosquito del género Lutzom yia
conocido como «titira». La infección es frecuente en los valles interandinos y se caracteriza
por la aparición de una anemia grave debida a la destrucción de los glóbulos rojos con
aum ento en el tamaño del bazo y del hígado y hemorragias de los ganglios linfáticos.
Luego, aparece una lesión epitelial vascular granulomatosa, conocida como «verruga» que
se presenta en brotes sucesivos, dura alrededor de un año y produce pocas reacciones
sistémicas y ninguna muerte.
6.2.6. Sífilis
Producida por el Treponema pallidum. Se transmite por contacto sexual y la lesión
infecciosa se localiza en la piel o las mucosas de los órganos genitales. La lesión primaria
es extragenital (generalmente bucal), lo que indica que el patógeno puede penetrar a través
de mucosas intactas o a través de pequeñas escoriaciones de continuidad de la epidermis.
Después de 2 a 10 semanas de la infección aparece una pápula en el sitio de
entrada y se desintegra para formar una úlcera de base limpia y dura («chancro duro»). Esta
lesión cura espontáneamente, pero de 2 a 10 semanas más tarde se desarrollan lesiones
secundarias: pápulas húmedas y pálidas en la región anogenital, axilas y boca. Estas
lesiones también sanan espontáneamente.
Aproximadamente el 30% de individuos evolucionan hacia la recuperación total sin
tratamiento, en otro 30% la infección permanece latente y en el resto la enfermedad evoluciona
hacia el «período terciario», caracterizado por el desarrollo de lesiones granulom atosas en
la piel, huesos e hígado y cambios degenerativos en el sistema nervioso central.
6.3.
ENFERMEDADES MICOTICAS
Los hongos que invaden el tejido superficial queratinizado (piel, cabello pelo uñas)
reciben el nombre de «derm atofitos». Algunos hongos in fe c ta n ’ tejidos internos del
organismo, afectando órganos vitales, como el corazón y los pulmones; son las denom inadas
micosis profundas, por lo general con diagnóstico grave.
6.3.1. Pie de atleta
Es una micosis producida, principalmente, por Candida aibicans y por varias e s o e r i^
de Trichophyton. Afecta los pliegues interdigitales. ocasionando prurito entre los d e d o s T e
desarrollo de pequeñas vesículas que se rompen y descargan un liquido La niel de In ,
espacios se macera y se pela, apareciendo fisuras propensas a infectarse con bacterias
Cuando la micos.s se vuelve crónica, la descamación y el a o r i e t a m i ^ Z .
D,a ctenas
manifestaciones principales. La infección prolongada de los Dies h are n
i
S- ° n '3S
tornen de color amarillo, frágiles, se engrosen o se desmenucen(16 4)
^
“
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
258
UNMSM
Fig. 16.4. “Pie de atleta”
6.3.2. Tiña del cabello
La infección es causada por Microsporum o por Trichophyton, afecta a los niños y por
lo general cicatriza de manera espontánea en la pubertad. La infección comienza sobre el
cuero cabelludo, con desarrollo subsiguiente hacia abajo de la pared queratinizada del
folículo piloso invadiendo la diáfisis del pelo volviéndolo tan frágil que se rompe dentro del
folículo o en la superficie del mismo, por eso en la zona afectada se observa la caída del
cabello.
6.4.
ENFERMEDADES PARASITARIAS
6.4.1. Entamoebiosis o Amibiosis
Es producida por la Entamoeba histolytica , que se localiza en la mucosa del intestino
grueso, ulcerándola. También puede trasladarse al hígado, pulmones, cerebro, piel, etc.
Las personas se infectan al consumir alimentos y/o agua contaminados con heces
humanas infectados con quistes de E. histolytica. También tiene importancia la participación
de transmisores mecánicos en el transporte de formas infectantes.
El individuo parasitado presenta evacuaciones diarreicas m ucosanguinolentas
(disentería) acompañado de dolor abdominal, falta de apetito, perdida de peso y malestar
general.
6.4.2. Enfermedad de Chagas o Trypanosom iosis
Causada por Trypanosoma cru zi , transmitida por el chinche Triatoma infestans
conocido como «chirimacha». El hombre se infecta cuando la picadura del chinche se
contamina con las heces del vector por el hábito de defecar mientras se alimentan.
Los parásitos viven en la sangre del hombre, multiplicándose luego en el corazón,
hígado, bazo, etc. Las manifestaciones más importantes de la enfermedad son: edema de
los párpados, hepatomegalia e insuficiencia cardíaca.
« « a
B io l o g ía
25g
Los chinches adquieren el parásito al succionar sangre de un vertebrado infectad»
que puede ser el hombre, cuy, rata, perro, etc. (Fig. 16.5)
Fig. 16.5. Enfermedad de Chagas
6.4.3. Malaria o Paludismo
Producida por protozoarios del género Plasmodium. Se conocen 3 especies: P. vivax,
P. malariae y P. falciparum, y transmitida por la picadura de zancudos del género Anopheles.
Los zancudos hembras se alimentan de sangre y al picar a un sujeto enfermo adquieren al
parásito. Posteriormente, los plasmodios pasan a las glándulas salivales del insecto y al
picar a otra persona le inoculan los parásitos. (Los machos son fitófagos).
Los parásitos al ingresar al individuo se multiplican en el hígado, pasando luego a
invadir los glóbulos rojos de la sangre. (Fig. 16.6).
La enfermedad se caracteriza por accesos intermitentes de escalofríos, fiebre y
abundante sudoración (paroxismo palúdico). Estos accesos palúdicos duran entre 8 y 12
horas, a intervalos de 48 (malaria terciana) o 72 horas (malaria cuartana). Los accesos
febriles se acompañan de destrucción progresiva de glóbulos rojos debilidad y aumento
del tamaño del bazo.
Para el tratamiento del enfermo, se utilizan medicamentos antipalúdicos derivados
de la quinina.
260
C
entro
P
r e u n iv e r s it a r io
U N M S M
el mosquito hembra
Anopheles, pica al
humano e ingiere
gametocitos, que se
convierten en gametos
m
gameto hembra
u
gameto macho
la fertilización produce un
cigoto que penetra la pared
del estómago del mosquito
y forma un oocisto
I
m
los esporozoitos
se desarrollan
en el oocisto
ruptura sincronizada de lo^bf^tjsculos rojos
sanguíneos liberando los merozoitos y sus
toxinas causan la fiebre recurrente de la malaria
Fig. 16.6. Malaria o Paludismo
9.4.
Taeniosis
solitaria
^ Cl 8 P?r 3 , Ut° S de Taenia solium y/o Taenia saginata conocidas como «tenias
innprir ra rn ^ 116
oca lzan en el intest¡no delgado del hombre. La infección se realiza al
T <lanin-t \ CrU* 3 °
coc*da de cerdo (teniosis por T. solium) o de vacuno (teniosis por
9
ta) conteniendo formas larvarias llamadas cisticercos. (Fig. 16.7).
con la<5h^°m^re in^ec*ac*0, después de 2 a 3 meses, elimina huevos de estas tenias junto
diarrp
eces* ©s cuando presenta síntomas como aumento del apetito, baja de peso,
, sensación de hambre debido a la competencia por los nutrientes con el hospedero.
tf
los merozoitos se reprodu
en los corpúsculos rojos
sanquíneos los cuales expl
liberando nuevos merozoitos*
que infectan a más
corpúsculos rojos sanguíneos
f
ft
ft
ft
emergen del hígado
como merozoitos y
entran a los corpúsculos
rojos de sangre
ft
los esporozol
hígado y se d
varias etapas
ft
algunos merozoitos se
hacen gametocitos
ff'
f
ta saliva con esporozoitos
es inyectada al humano
ff"
I
los esporozoitos se
liberan y migran hacia
la glándula salival
261
B io l o g ìa
eí cerdo come
alimento
contaminado por
h*c*4 mtsetòdas
« 'orman
tr
*
mí ceroo
las larvas migran por los
vasos hasta el músculo
de! certic
ias lar.ts
•cisionanen«i
4 ¿ ■£'■■■ '
mteatino d«i cerdo
Fig. 16.7. Taeniosis y cisticercosis
9.5.
Cisticercosis
Causada por la forma larvaria Cysticercus cellulosae de la T. solium. El hombre
adquiere la enfermedad al consumir alimentos y/o agua contaminados con huevos de la
tenia, que al llegar al duodeno se desenquista dejando libres los embriones que, atraviesan
la pared del intestino y por vía sanguínea o linfática, se localizan en músculos, tejido nervioso,
ojos, etc.
Los cisticercos, localizados en el cerebro, producen alteraciones sensoriales y
motores (neurocisticercosis). En el ojo, se ubican debajo de la retina o en el humor vitreo.
Los síntomas se presentan después de uno o varios años después que ha ingresado el
parásito y varían de acuerdo a su localización.
En la transmisión es importante la autoinfección, debido a malos hábitos higiénicos
inetestmo0rSOnaS ^
ta8nÍ0S¡S y también P °r destrucción de los proglótidos grávidos en el
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
262
9.6.
UNMSM
Hidatidosis
Causada por la hidátide, que es la forma larvaria de la «tenia del perro». Se localiza
de preferencia en hígado alterando sus funciones, causando hepatomegalia, dolor, dispepsia
e ictericia; cuando se ubica en los pulmones provoca accesos de tos, dolor torácico, fiebre,
etc.
Los perros parasitados albergan la tenia adulta de Echinococcus granulosus, que al
eliminar huevos en las heces, infectan al hombre cuando éste acaricia al perro ó cuando
ingiere agua y/o alimentos contaminados con excretas de perros parasitados (Fig. 16.8).
Fig. 16.8. Hidatidosis
Botero y David y Restrepo Marcos.
9.8.
Ascariosis
%
Causada por el nemátodo Ascaris lumbñcoides , conocido como "lombriz intestinal",
que se localiza en el intestino delgado ocasionando cólicos, obstrucción intestinal, vómitos,
bloqueo de vías biliares, etc., (Fig. 16.7).
Por los hábitos higiénicos, los niños son los más afectados, se infectan al consumir
alimentos y/o agua contaminados con huevos embrionados del gusano, de los que salen
larvas que atraviesan la mucosa intestinal, migran al hígado, corazón, pulmones,
estableciéndose finalmente en el intestino delgado. Las hembras depositan los huevos
que salen al exterior junto con las heces y cuando caen en suelos húmedos embrionan
formándose la larva infectante.
La migración de las larvas por los pulmones provocan manifestaciones alérgicas,
ataques asmáticos y edema en los labios.
B io l o g ía
263
Fig. 16.9. Ascariosis (Ascarís lum bricoides)
9.9.
Oxiuriosís o Enterobiosis
Causada por el nemátodo Oxyuris verm icularis o Enterobius verm icularis que se
localiza en el ciego y porciones adyacentes del intestino grueso, principalmente en niños,
que se infectan al ingerir o inhalar los huevos de este parásito (Fig. 16.9).
Fig. 16.10. Oxiurosís
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
264
UNMSM
Cuando el niño infectado duerme, las hembras grávidas migran a la región perianal
para depositar sus huevos, provocando este desplazamiento prurito anal. Cuando el niño
se rasca, en las uñas se adhieren los huevos y los gusanos adultos, que luego al llevarse
los dedos a la boca o comerse las uñas, pueden reinfectar al mismo hospedero o infectar
a otros. En la transmisión debe considerarse la retroinfección, que consiste en que algunas
larvas liberadas en la región perianal pueden ingresar al recto y de ahí al colon, donde se
convierten en adultos.
Las personas infectadas, además del fuerte escozor, presentan insom nio e
irritabilidad, anorexia, pérdida de peso, inestabilidad emocional, rechinar de dientes y
enuresis. En las niñas los parásitos migran a la vulva o trompas de Falopio causando
vulvovaginitis.
9.10.
Sarna o Rasca rasca
Causada por el ácaro Sarcoptes scabiei denominado «arador de la sarna». Se
localiza en brazos, muñecas, espacios interdigitales, antebrazos, axilas, muslos, vientre,
mamas, región inguinal y genitales externos, en donde los ácaros construyen galerías en la
piel, pero sin llegar a atravesar la capa córnea, causando lesiones cutáneas. (Fig. 16.10).
La sarna provoca intensa picazón en los afectados, sobre todo durante la noche y al
rascarse producen heridas que se pueden infectar con otros patógenos. Esta enfermedad
se transmite por contacto directo con una persona parasitada, por uso de ropa de cama u
objetos contaminados.
B iologìa
9.11.
265
Pediculosis
El agente causal es Pediculus humanus, con dos variedades: capitis y corporis. El
piojo de la cabeza (P. humanus capitis) se localiza en el pelo y en el cuero cabelludo del
individuo, mientras el piojo del cuerpo (P. humanus corporis) se adhiere a los hilos de la
ropa.
Estos ectoparásitos se alimentan de sangre varias veces al día y su presencia se
manifiesta por escozor intenso que da lugar a rascado. Los huevos o liendres son fijados al
pelo o a los hilos de la ropa con una sustancia, denominada "cemento".
La infestación ocurre por contacto directo con el pelo de una persona parasitada,
uso de peines, toallas u otras prendas de vestir. Los piojos del cuerpo son también vectores
del tifus exantemático (causado por Rickettsia prowaseki) y del tifus recurrente (ocasionado
liendres
Fig. 16.11
Piojos y liendres
Higiene de las Enfermedades Infecciosas
Profilaxis: Son las reglas que se deben seguir para evitar la enfermedad. Esta
profilaxis puede ser tomada en forma individual y colectiva.
Seis son los postulados de la Profilaxis:
1.
Diagnóstico precoz de la enfermedad
2.
Aislamiento del enfermo
3.
Destrucción de los microorganismos patógenos
4.
Destrucción de los vectores
5.
Protección del sano mediante inmunizaciones
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
6.
UNMSM
Declaración obligatoria de la enfermedad infecciosa
Tuberculosis
Profilaxis individual
Alimentación sana, abundante y balanceada
1.
2.
Habitación bien ventilada, evitar el hacinamiento de personas en habitaciones
3.
Evitar el uso del alcohol
4.
Cuidar el período de convalecencia de cualquier enfermedad infecciosa
5.
Destrucción del bacilo y de las moscas
6.
Evitar la fatiga física por exceso de trabajo
7.
Ingerir leche pasteurizada y/o bien hervida
8.
Vacunación de los niños
Profilaxis colectiva
1.
Control periódico de la población
2.
Adecuar un número de camas en los hospitales para hospitalización de los
enfermos
3.
Visitar a las familias, en donde se haya presentado un caso de tuberculosis
4.
Educar al público en fábricas, colegios
5.
Aseo y barrido de calles en las primeras horas de la mañana
6.
Reglamentar el trabajo en talleres y en las minas, de los niños y mujeres
Malaria y Verruga Peruana
1.
Tratamiento del enfermo
2.
Eliminación de los mosquitos vectores
3.
Protección del hombre sano
4.
Evitar pernoctar al aire libre en lugares de transmisión
5.
Protección de viviendas con mallas metálicas
6.
Usar mosquiteros durante las horas de reposo
7.
Aplicación de insecticidas
8.
Destrucción de cuerpos de agua
Sífilis y otras Enfermedades Venéreas
1.
2.
Educación sexual sobre el peligro de las relaciones sexuales sin protección
Información acerca de los mecanismos de transmisión de las enfermedades
venéreas
3.
Obligatoriedad del certificado de salud prematrimonial
4.
Control riguroso de la prostitución por la autoridad competente
5.
Realizar el diagnóstico precoz a fin de efectuar el tratamiento
6.
Control y tratamiento periódico de las personas infectadas
Gripe, Sarampión, Tos Ferina
El enfermo deberá permanecer aislado
«
«
*
»
*
*
B io l o g ìa
2.
El enfermo guardará cama
3.
Abrigarse bien para evitar complicaciones
4.
Evitar contacto con personas enfermas
Evitar el uso de toallas, pañuelos", u otros objetos contaminados con
secreciones nasales o de garganta de los pacientes
6.
La vacuna contra el sarampión y la tos ferina es la mejor prevención
Fiebre Tifoidea, Cólera, Poliomielitis
1
Evitar el consumo de alimentos crudos regadas con aguas contaminadas
2.
Hervir el agua de bebida
3.
Mejorar los hábitos alimenticios
4.
No consumir alimentos, dulces de lugares poco higiénicos'
5.
En la polio la vacunación es la mejor prevención
6.
Mantener los servicios higiénicos limpios y aseados
7.
Lavarse las manos antes de ingirir alimentos y después de defecar.
1.
Vacunación de los perros
2.
Vacunación del hombre cuando ha sufrido mordedura de perros, gatos, etc.
3.
Vacunación preventiva cuando viaja a zona endémica.
4.
Evitar el contacto con perros callejeros
Rabia
E n fe r m e d a d e s M icóticas, Sarna y Pediculosis
1.
Evitar el contacto con personas infectadas
2.
Aislamiento de personas infectadas
3.
Evitar el uso de prendas de vestir, peines u otros objetos de personas
*
infectadas
4.
Tratamiento del individuo
5.
Hervir las prendas de vestir y de cama
6.
Bañarse y lavar el cabello frecuentemente
7.
Mejorar la higiene personas y de las prendas de vestir
8.
Evitar el contacto con pisos infectados en las piscinas, duchas, gimnasios
A m ibiosis, C isticercosis, H idatidosis, Fasciolosis, A scariosis, O xiuriosis
1.
Adecuada disposición de excretas
2.
Lavado de manos antes de consumir alimentos
3.
Lavado de manos después de defecar
4.
Lavado de frutas y verduras
5.
En fasciolosis no consumir berros, ni lechugas de zonas endém icas y tomar
medidas de control de los caracoles
6.
En hidatidosis tratamiento de perros infectados y evitar la m atanza clandestina
del ganado
268
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
7.
Hervir el agua antes de consumirla
8.
Practicar adecuadam ente los hábitos higiénicos
9.
Tratam iento de los individuos parasitados
10.
Controlar los vectores mecánicos como cucarachas y moscas
11.
En oxiuriosis, hervir la ropa de cama y ropa interior del parasitado y cortarse
las uñas
Taenlosis
1.
Evitar ingerir carne cruda, o mal cocida, de cerdo o de vacuno.
E n fe rm e d a d de C h ag as
1.
Aplicar medidas de control contra los chinches vectores
2.
Tener precaución con las transfusiones sanguíneas
3.
Mejoramiento de la vivida
4.
Tener cuidado con' los reservorios
269
B io l o g ía
CAPÍTULO XVII
E
c o l o g ía y
R
ecursos
S
1.
N
aturales.
u c e s ió n
E
D
in á m ic a d e l a s
c o l ó g ic a .
E
q u il ib r io
P
E
o b l a c io n e s .
c o l ó g ic o
E
c o s is t e m a .
.
EC O LO G ÍA Y RECURSOS NATURALES
La Ecología es la ciencia m oderna a través de la cual se conoce y entiende el
ecosistem a. La palabra ecología fue creada por el biólogo alem án E. Haeckel en 1868, a
partir de las palabras griegas: o icos, que quiere decir casa, y lo g o s que significa ciencia o
tratado. Ecología etim ológicam ente es la ciencia del h áb itat. En términos científicos la
Ecología es la ciencia que estudia las condiciones de existencia de los seres vivos y las
interacciones de todo tipo que existen entre dichos seres vivos y el medio. Utiliza los m étodos,
conceptos y resultados de las Ciencias Biológicas e incluso de la M atem ática, la Física y la
Q uím ica. Esto último no impide considerar a la Ecología como una disciplina independiente,
pues muchos de sus conceptos, problemas y métodos son consustanciales a esta ciencia.
Su cam po de investigación abarca todos los aspectos vitales de los organismos, su posición
sistem ática, sus reacciones frente al ambiente y entre sí y la naturaleza física y quím ica de
su entorno inanimado. La Ecología juega actualmente un rol muy importante que perm ite
conocer, proteger, conservar y mejorar el ambiente y los seres que en él viven.
2.
D INÁ M ICA DE LAS POBLACIONES
2.1.
D efinición de Población
Se entiende por población a un conjunto de individuos de una misma especie limitado
espacial y temporalmente. Cuando nos referimos a una población tenem os que especificar
el tipo de individuos o especie y definir sus límites en el tiempo y en el espacio, así por
ejemplo, podemos referirnos a la' población de “Anchovetas” (E ngraulis ringens) del m ar
peruano en el año 2009. La población es un sistema biológico que tiene estructura y función.
La estructura es el modo en que están distribuidos en el espacio los individuos que la
forman y la función se refiere a la capacidad que tiene la población de crecer, desarrollarse
y m antenerse en un ambiente variable. Una población funciona por un proceso continuo de
adicionar y sustraer individuos. Los individuos entran en la población por n atalid ad e
inmigración y la dejan por muerte y emigración. s
2.2.
D inám ica de Poblacion es
Se define como el estudio de los cam bios en el núm ero de individuos de una
población y de las causas que producen estos cambios.
La población crece debido fundam entalm ente a dos factores: natalidad (núm ero
proporcional de nacimientos en un lugar y tiempo determinados) e* inmigración (individuos
que llegan procedentes de otras poblaciones). La población decrece por dos factores
principales: m ortalidad (número proporcional de muertes en un lugar y tiempo dados^i v
em igración (salida de individuos hacia otros biotopos).
y
270
C e n t r o P r e u n iv e r s ita r io
UNMSM
La natalidad depende de la proporción de individuos fértiles, de la fecundidad de la
especie y de I3S condiciones am bientales abióticas La mortalidad está en función de la
edad de los individuos que la form an y de las con diciones am b ien tales (parásitos,
depredadores, alimento). La migración depende sobre todo del grado de aislamiento del
biotopo De la acción conjunta de estos factores depende ei que la población sea creciente,
decreciente o estable. La tasa de crecimiento es el parámetro que ños indica la evolución
de una población y se define así:
TASA = (N + I) - (M + E)
Donde:
N: Natalidad
I: Inmigración
M: Mortalidad
E: Emigración
Si:
N + I > M + E, tasa > 0, entonces la población crece.
N + I = M + E, tasa = 0, entonces la población está en equilibrio.
N + I < M + E, tasa < 0, entonces la población decrece.
Natalidad, mortalidad, emigración e inmigración son factores que influyen en la
densidad de una población. Numéricamente, la densidad es el resultado de las relaciones
mutuas entre estos cuatro factores.
3.
ECOSISTEM A
El ecosistema es la unidad funcional básica de la Ecología, incluye a la vez a los
seres vivos y al medio en que viven, con todas las interacciones existentes entre ellos. Una
laguna es un ejem plo típico de ecosistem a, en ella se distinguen dos conjuntos que
interactúan entre si: el primero es el medio físico y químico, formado esencialmente por el
agua y las sustancias disueltas, que constituyen el medio en el que viven los organismos
acuáticos. Este medio o biotopo es el conjunto de factores abióticos de la laguna. El segundo
conjunto está formado por los seres vivos que han encontrado en la laguna las condiciones
am bientales adecuadas para vivir y reproducirse. El conjunto de estos seres vivos se
d e n o m in a b io c e n o s is . E ntre estos seres vivos existen num erosas relaciones de
interdependencia: tróficas, de competencia, de simbiosis, etc. La biocenosis y su biotopo
son dos conjuntos indisolublem ente ligados e interaccionantes, el resultado de esta
interacción es un sistema más o menos estable que recibe el nombre de ecosistema.
El ecosistema presenta una cierta homogeneidad desde el punto de vista topográfico,
climático, zoológico, botánico, edafológico, hidrológico y geoquímico. La mayor parte de jos
ecosistemas se han formado a lo largo de un proceso de evolución y son consecuencia de
los m ecanism os de adaptación entre las especies y su medio. Los ecosistemas es an
d o ta d o s de a u to rre g u la c ió n y son c a p a c e s de resistir, hasta ciertos lim ites,
modificaciones del medio y las variaciones bruscas de la densidad de las poblaciones.
271
B io lo g ía
3.1.
Factores Interaccionantes del Ecosistema
3.1.1. Factores abióticos
Constituyen
edáficas que rigen
de los organismos
e incluso producir
el conjunto d e ‘condiciones físico-químicas, climáticas,
el ecosistema. Influyen en la distribución, abundancia y carac eris
^
en los diferentes hábitats; sus cambios pueden afectar a las es^ec'
su desaparición. Los factores abióticos tam bién intervienen en
mecanismos que regulan el ritmo biológico. Algunos ejemplos:
Radiación solar: es la fuente de energía que sostiene la vida, proviene del sol en
forma de energía radiante o lumínica y es transformada a energía química
potencial por los productores, a través del proceso fotosintético.
Tem peratura: determina el desarrollo y distribución de plantas y animales. La
tem peratura ambiental es consecuencia de la transformación de la energ ía
radiante y se expresa como calor. En términos generales, los seres vivos no
pueden subsistir más que en un intervalo de temperatura comprendido en re
cero y cincuenta grados centígrados, en el que es posible una actividad metabo tea
normal. Hay notables excepciones como algunas bacterias que viven en aguas
termales a noventa grados centígrados o cianofitas que viven en lugares con
temperaturas superiores a los ochenta y cinco grados centígrados.
Los animales homotermos, como las aves y mamíferos, cuando la tem peratura
sube o baja aproximadamente diez grados centígrados, reajustan su sistem a
por medio de mecanismos reguladores internos que mantienen una tem peratura
• constante. Los mamíferos se defienden dei calor mediante el sudor y del excesivo
frío desarrollando tejido adiposo o abundante pelo. Los animales poiquilotermos,
como los peces, entre otros, dependen de la temperatura ambiental para regular
su m etabolism o y pueden ser euriterm os (soportan am plio s ran g o s de
temperatura) o estenotermos (soportan pequeños rangos de tem peratura).
•
Aire: es una porción limitada de la atmósfera formada por una mezcla de gases
en las siguientes proporciones: oxígeno, 21%; nitrógeno, 78%; bióxido de carbono,
0,03%; argón y otros gases 0,1%. El aire ejerce una presión denominada p resión
atm osférica que es igual a 1 kilogramo por centímetro cuadrado al nivel del mar,
valor que va disminuyendo conforme se asciende y como consecuencia la
concentración de oxígeno baja ocasionando en el hombre el "mal de altura” que
es una afección frecuente cuando se viaja a la sierra. Cabe recordar que él aire
sirve como medio de dispersión de semillas y esporas.
•
Suelo capa externa muy delgada de la litosfera; proporciona soporte nutrientes
y espacio a todos los seres vivos terrestres. Como soporte permite el desarrollo
de las raíces de las plantas, sirve de apoyo a los animales que se dP* m ™
___ ±. _
. .
.
ó l w a I n c n;iÉ » f o r m a n n a l o r í a c
r'/~vrv>^>
sobre él
y a los que forman galerías. Como
nutrientes
brinda
el aouac ^ H l d ¿ a n
sales minerales que necesitan los seres vivos; además, es depositario ri
desechos y como espacio proporciona un lugar para vivir
SUS
El suelo está formado por diversos minerales originados del
por materia orgánica (humus) formada por restos de o rn a n *
,• 9 eo|ogico y
agua proveníame ae la «avia o negó, a,re proceáeme d e lT e e S
a<,ernáS de
por microorganismos vegetales y animales Los s u e l o * n, m
9aseoso y
arcillosos, calizos y humiferos, los dos últimos favorecen
6den ser silíceos,
u
ia agricultura.
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
272
UNMSM
3.1.2. Factores bióticos
Conformado por el conjunto de seres vivos que se desarrollan en el ecosistema •
y que interactúan con los factores abióticos para modificarlos y alcanzar un am biente
estable. Por ejemplo, cuando en la “colmena" la temperatura ambiental sube durante los
días de verano, las abejas baten intensamente las alas haciendo descender la temperatura;
durante el invierno las abejas se reúnen formando una masa compacta sobre los panales,
a fin de reducir, en la medida de lo posible, las pérdidas de calor. El microclima de la
colmena es, por lo tanto, mucho más estable que el del exterior.
3.2.
Flujo de la m ateria/energía en el ecosistem a
3.2.1. Niveles tróficos
En el ecosistema se establece un flujo de materia/energía que va desde las plantas
verdes o productores, los animales o consumidores y desintegradores. Por ejem plo el
productor (“ichu” en la Puna) alimenta a los consumidores herbívoros (mariposas, ratones,
vicuña) y estos a su vez a los carnívoros (lagartija, puma) que a su vez alimentan a los
carroñeros (cóndor) y desintegradores (coleopteros, moscas, bacterias). (Fig. 17.1 y 17.2).
Entre éstos existen eslabones o niveles tróficos o alimenticios que se ordenan de la siguiente
m anera:
t
*
Prim er nivel trófico: formado por micro y macroplantas o productores.
S e g u n d o n ivel tró fic o : formado por anim ales herbívoros (co n su m id o res
primarios).
•
T ercer nivel trófico: formado por animales carnívoros, se alim entan de los
herbívoros (consumidores secundarios).
Cuarto nivel trófico: cuando se da el caso, existe este nivel formado por carnívoros
que se alimentan de otros carnívoros.
A estos niveles hay que agregar el formado por los desintegradores, detritívoros o
saprófagos, que descom ponen los restos de organism os m uertos o los productos
resultantes del metabolismo de los niveles anteriores, realizando un auténtico reciclaje de
nutrientes al tiempo que elaboran nuevos productos y forman el suelo.
■
►
273
B iología
►
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%2.
-
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...
*
V ig . 17.2 Ciclo alimentario acuático.
3.3.
Ciclos biogeoquimicos
Un aspecto importante de las transferencias de materia en los ecosistemas reside
en la existencia de circuitos a través de los cuales son reciclados los diversos elem entos.
Los seres vivos precisan de unos cuarenta elementos para realizar la síntesis de su
protoplasma. Los más importantes son carbono, nitrógeno, hidrógeno, oxígeno, fósforo y
azufre. A los mencionados elementos se añaden otros, necesarios en m enor cantidad:
calcio, hierro, potasio, magnesio, sodio, etc. Éstos pasan alternativamente de la m ateria
viva a la inorgánica, recorriendo circuitos más o menos complejos que reciben el nombre
de ciclos biogénicos o biogeoquimicos. Se reconocen dos tipos de ciclos: los gaseosos,
en los que la atmósfera es la reserva esencial del elemento (carbono, nitrógeno, agua); y
los sedimentarios, cuando el elemento es almacenado en forma de sedim ento sólido
(fósforo, azufre).
3.3.1. Ciclo del carbono
I
La figura 17.3 explica el ciclo del carbono. Los microorganismos heterótrofos producen
dióx,do de carbono por la respiración de moléculas orgánicas obtenidas de los c u e rn o s cU>
las plantas y de los cuerpos y excreciones animales.
<-uefpos ae
3.3.2. Ciclo del nitrógeno
La figura 17 4 explica el ciclo del nitrógeno Los m irrrw n ^ m o
fundones esenciales diversas en el ciclaje del nitróaeno a
l
d es em p eñ an
que la mitad del nitrógeno fijado hoy dia sobre la tierra pq pi
|6
blosfera Se calcula
humanas: ,a fijación industrial y ia s ' plantaciones^
* d° S aCt'V'dades
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
274
UNMSM
Atmósfera
Nutrientes
Nutrientes
Restos orgánicos ■
Restos orgánicos p|L
^
Descomposición por
microorganismos
-___
I
Fig. 17.3 Ciclo del Carbono
Nitrógeno libre
i
Proteínas
anim ales
A tm ósfera
Proteínas
vegetales
Desnitrificación
,
''4.* ' ?
Nitritos
«4 .
Fig. 17.4 Ciclo del nitrógeno
Amoniacos
275
B io l o g ia
3.3.3. Ciclo del fósforo
La figura 17.5 explica el ciclo del fósforo. El fósforo es por lo general el nutriente
limitante de los organismos que viven en ambientes acuáticos. Gran parte del fósforo que
llega a los océanos deja de estar al alcance de los organismos terrestres durante largos
períodos. Una vez en el mar sólo existen dos mecanismos para el reciclaje del fósforo
desde el océano hacia los ecosistemas terrestres: mediante las aves marinas (guano de
las islas, rico en fósforo) y mediante la actividad del hombre cuando explota la roca fosfatada.
]
Cadáveres
y excrementos
de animales
Aves m arin as
Depósitos
de excrementos
(guano)
P lantas
D epósito del
fó sfo ro en el suelo
w
'
Fósforo transportado
H A ta n m w n m
Peces
Depósito de fósforo en el m ar
Fig. 17.5. Ciclo del fósforo
3.4.
Flujo de energía en los ecosistemas
Todo ser vivo se alimenta hasta cubrir sus requerimientos de energía. Los organismos
utilizan la energía para dos propósitos fundamentales: mantenimiento y crecimiento.
Entre los requerimientos para el mantenimiento una parte de la energía se gasta en
el metabolismo basal (nivel mínimo de gasto energético requerido para mantener vivo al
organismo), otra parte para la regulación de la temperatura corporal en el caso de los
homotermos y una porción más pequeña de energía en la actividad involuntaria o de reposo,
tal como la implicada en los movimientos corporales menores o en la actividad muscular
mínima. Por otro lado, tenemos que se requiere energía para el crecimiento (formación de
nuevos tejidos) y también para la formación de productos sexuales (reproducción).
Sólo una pequeña parte de la energía es utilizada por el organismo para realizar sus
funciones vitales, gran parte de ella se disipa como calor. El flujo de energía se realiza en un
solo sentido (Fig 17.6) y se explica mediante las leyes de la termodinámica, que son
conceptos fundamentales de la física.
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
276
Energía
Calor
radiante
<
Fotosíntesis
Respiración
celular
Respiración
celular
Calor
Respiración
celular
Cabohidratos
Calor
' (energía química alm acenada)
i c
Plantas
(autótrofos)
Animales
(heterótrofos)
Fig. 17.6. Flujo de energía en un solo sentido
3.4.1. Primera ley
La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma. Por ejemplo, la energía
radiante se transforma en energía química por la fotosíntesis, y ésta, en m ecánica
(movimiento) y en eléctrica (impulso nervioso), etc.
3.4.2. Segunda ley
La transformación de una forma de energía a otra nunca es 100% eficiente, en cada
paso, gran parte de ella se disipa como calor. La eficiencia de transferencia de la energía
promedio (producción neta de un nivel a producción neta en el nivel siguiente) es de
aproximadamente 10%. Tomemos como ejemplo una planta que recibe 1000 calorías de
energía radiante del sol en un día determinado. Los experimentos han mostrado que unas
100 calorías solamente son utilizadas para producir material vegetal y mantener su vida,
mientras que el resto se disipa como calor en el aire circundante. Supongamos que ahora
un herbívoro, digamos una vaca, comiera dicha planta, entonces obtendría 10 calorías. Sin
embargo, la vaca ha de mantener su propio metabolismo y retener además alguna energía
para la acción muscular que le permita moverse en busca de más hierba. La producción
neta de la vaca, su ganancia utilizable de energía, sería sólo de aproximadamente una
caloría. Así, pues, por cada 10 calorías comidas por un herbívoro, solamente una queda
disponible para el carnívoro. Y los consumidores terciarios, reciben menos todavía. De la
caloría disponible, los carnívoros sólo pueden utilizar, para aumento de peso, una décima
parte, es decir 0,0001 calorías de las 1000 calorías originales. La ventaja de los herbívoros,
en materia de energía, es una razón importante de que haya tanto más herbívoros que
carnívoros. Es obvio que el hombre, susceptible de ocupar en la cadena de alimentos las
posiciones primaria, secundaria y terciaria, utiliza la energía solar con mayor eficiencia
cuando es un consumidor primario, esto es, cuando come vegetales.
B io l o g ía
3.5.
"
277
R elaciones Interespecíficas
.
►
La interacción de dos especies diferentes puede t^ner sobre cada una de ellas una
influencia nula, favorable o desfavorable. Los diferentes tipos de combinaciones son.
________________
3.5.1. Neutralism o
I
No hay beneficio ni perjuicio para ninguno de los dos organismos, las dos especies
son independientes, no tienen ninguna influencia entre sí, por ejemplo una lombriz de tierra
y un insecto.
3.5.2. M utualism o
r
^
r
En este caso cada especie necesita para sobrevivir, crecer y reproducirse, la presencia
de la otra. Las dos especies viven en simbiosis. Por ejemplo los liqúenes que resultan e
la asociación de un alga verde o una cianobacteria, que proporciona la clorofila para la
fotosíntesis y un hongo que aporta la humedad.
3.5.3. Com petencia
r
Cada especie actúa desfavorablemente sobre la otra. La competencia aparece con
la lucha por los alimentos, refugios, lugares de puesta, etc. A las dos especies se les llama
competitivas.
^
£)
*
p
3.5.4. Cooperación
'
Las especies forman una asociación que no les es indispensable, pudiendo vivir
am bas por separado, pero les reporta alguna ventaja. También se utiliza el térm ino
protocooperación, que parece indicar un acto de voluntad y premeditación. La nidificación
colectiva de varias especies de aves es un buen ejemplo de cooperación que les permite
defenderse más eficazmente de sus depredadores.
3.5.5. Comensalismo
f
£
W
9
A
%
W
f
^
W
^
La asociación comprende una especie comensal que resulta beneficiada y otra
hospedante que no saca ninguna ventaja. Los organismos comensales ejercen unos sobre
otros coacciones de tolerancia recíproca. El transporte epibiótico de un organismo pequeño
por otro más grande, como la rémora transportada por el tiburón, es un ejem plo de
comensalismo.
3.5.6. Amensalismo
La especie llamada amensal resulta inhibida en su crecimiento o reproducción
mientras que la otra, la inhibidora, no resulta alterada. Un ejemplo de este tipo de reía '
son los animales ovinos, que al buscar alimento desentierran'lombrices que son r
>1°°
por aves ya que la lombriz resulta perjudicada sin que se beneficie el ovino
omidas
3.5.7. Parasitismo
La especie parásita, generalm ente más pequeña, inhibe el cre rim io n ,
reproducción de su hospedero y a veces le provoca la muerte i
k , , culm ier|to o la
patógenos son un buen ejemplo.
'
S Dacterias y parásitos
3.5.8. Depredación
En este caso, existe una especie depredadora que ataca a otra
alimentarse a su costa. Por ejemplo los tiburones que atacan peces ^ ^
7
13 Pr8Sa Para
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
278
3.6.
UNMSM
R elacion es in traespecíficas
El incremento de individuos de una misma población (se entiende de una m isma
especie), produce, en algún momento, competencia o disputa por las mismas cosas que
no se encuentran en cantidades suficientes. Así, tenemos que la competencia se realiza en
todos los niveles tróficos para obtener materia y energía. El aum ento de una población
puede controlarse naturalmente por:
3.6.1. Territorialidad
Es la tendencia de los organismos a ocupar cierto territorio. Por ejem plo las aves y
los peces defienden sus lugares de nidificación.
3.6.2. Predominio social
La ap a rició n de je ra rq u ía s sociales con individuos d o m in a n te s e in d iv id u o s
dom inados corresponde a este tipo de competencia intraespecífica. Un buen ejem plo lo
encontramos en el “abejorro común", en este insecto sucede que las larvas de tres años
impiden el crecimiento de las larvas de uno y dos, lo cual explica por qué las eclosiones de
los adultos alados no ocurre más que de tres en tres años.
3.6.3. C o m p en sació n
Se da en el cuidado de las crías propias y ajenas. En la especie llamada com únm ente
"pingüino emperador" algunos individuos actúan como nodrizas, cuidando sus crías y las
de otros, mientras que los demás adultos se encuentran pescando.
3.6.4. Sociedades
En algunas especies se produce una diferenciación morfológica de acu erdo a la
función que realizan sus miembros, por ejemplo en las abejas, hormigas, com ejenes, etc.
Así tenem os que en las abejas existe la reina, las obreras y los zánganos.
3.6.5. M igraciones
Es otra forma de m antener el equilibrio de la población para aprovechar m ejor el
alimento y el espacio existente. Por ejemplo, la migración del salmón dasde el mar hasta
las nacientes de los ríos donde depositan sus huevos. Existen las llamadas “migraciones
sin retorno", como las que realizan los “lemmings" de Escandinavia y Canadá que migran
hacia el mar muriendo despeñados en el trayecto y ahogados en su mayor parte.
3.7.
H ábitat y nicho ecológico
El hábitat es el lugar donde se encuentra y desarrolla una especie dada. Por ejemplo,
el “Paiche" es un pez que vive en las aguas negras y cálidas de algunas lagunas amazónicas,
lugar que constituye su hábitat.
Las especies que viven en un hábitat determinado tienen un régimen alimenticio
conocido u “ocupación” que es la función natural de la especie dentro del ecosistema. Es
decir, tienen una “profesión con la cual se ganan la vida . La combinación de función y
hábitat se designa como nicho ecológico, a través del cual se conoce la posición trófica de
la especie y por lo tanto sus relaciones con otras especies. Así por ejemplo al afirmar que
el “Paiche” (Arapaim a gigds) es un depredador de peces pequeños que vive en lagunas
am azónicas, nos estam os refiriendo a su nicho ecológico.
279
B iología
4.
SUCESIÓN ECOLÓGICA
Una característica fundamental de la biocenosis es su dinamismo. La observación
de un campo de pasto abandonado durante varios años muestra la progresiva invasión de
un matorral de arbustos que se convierte luego en un bosque de pinos, que finalmente
cede el paso a árboles de madera dura. La biocenosis es función de su biotopo y,
recíprocamente, éste se encuentra influido por ella. Teniendo en cuenta la variabilidad de
los factores climáticos, geológicos y bióticos la evolución de la biocenosis aparece como
un fenómeno obligatorio, más o menos rápido, según los casos. En tal sentido, la sucesión
se define como la serie de cambios a través de los cuales los ecosistemas van pasando a
medida que transcurre el tiempo. Este fenómeno se caracteriza por lo siguiente:
Es un proceso ordenado, orientado en una cierta dirección y previsible.
Es consecuencia de las modificaciones impuestas al medio por las mismas
comunidades o por fenómenos de competencia interespecífica.
Acaba en una biocenosis clímax, en la cual la biomasa alcanza su valor máximo:
la diversidad es también muy elevada y las relaciones entre los organismos son
muy numerosas.
La sucesión ecológica puede ser:
Evolutiva. Se inicia cuando los organismos vivos emergen del agua e invaden la
tierra. Los liqúenes que invaden las superficies rocosas de la orilla del mar es un
buen ejemplo de este tipo se sucesión.
Primaria. Se inicia en una área despoblada, sin vida o donde la fauna y flora
preexistente ha desaparecido por algún acontecimiento geológico. El bosque
amazónico es un buen ejemplo.
Secundaria. Se presenta cuando se destruye una comunidad natural de plantas.
Las nuevas plantas que se desarrollan constituyen una sucesión ecológica
secundaria. La aparición de nuevas plantas en los espacios que se dejan por la
tala de árboles maderables en la amazonia es un ejemplo de sucesión ecológica
secundaria.
Roca
desnuda
Liqúenes
Musgos
Estadios pioneros
Hierbas
Gramas
Arbustos
Pinos, nogales
robles
Estadios intermedios
Robles, nogales, arces,
álamos y hayas
Comunidad clímax
Tiempo (cientos de años)
Fig. 17.7 Un ejemplo de sucesión ecológica primaria
C entro P reuniversitario
UNMSM
EQUILIBRIO ECOLÓGICO
5.
Es el estado por el cual el ecosistema tiene tendencia a adquirir una gran madurez,
es decir, a evolucionar hacia una mayor complejidad y estabilidad.
El equilibrio ecológico hace posible el desarrollo y dinamismo de las poblaciones,
de tal manera que se cumplan todos los ciclos bioenergéticos dentro de las diferentes
cadenas alimenticias que existen en el ambiente.
5.1.
Causas del desequilibrio ecológico
Generalmente, la intervención humana rompe el equilibrio ecológico. La actividad
del hombre desde la formación de las primeras civilizaciones, y en una progresión constante,
ha tendido a romper el equilibrio ecológico. En las últimas décadas se ha alcanzado una
enorme potencialidad destructiva sobre el medio ambiente, como lo atestiguan los múltiples
problemas relacionados con la degradación ecológica que hoy afecta a nuestro planeta.
La ruptura del equilibrio ecológico es peligrosa cuando por ejemplo:
•
Se destruyen grandes campos de cultivo para destinarlos al incremento de las
urbanizaciones. Así, por ejemplo, se han destruido ecosistemas típicos como
los “Pantanos de Villa”, las “Lomas de Atocongo”, etc.
•
Se tala, caza y pesca indiscriminadamente, tal como ocurre en la Amazonia y en
el Mar Peruano.
•
Se utilizan, indiscriminadamente, pesticidas para eliminar animales y plantas
considerados como perjudiciales así tenemos que en el valle de Cañete la intensa
UUIUlllllllllll
Fig. 17.8. Un ejemplo
de sucesión ecológica secundaria
281
B iología
lucha química contra las plagas del algodón causó el incremento del número de
insectos perjudiciales y más resistentes, que ocuparon los nichos ecologico
vacíos dejados por los insectos que atacaban el algodon.
5.2.
I
1
t>
Implicancias de la Explosión Demográfica
El galopante crecimiento .demográfico que actualmente se observa en la esP®c'®
humana es un fenómeno fundamental sobre el que es preciso insistir si Prete" d ® ^°®
comprender la naturaleza de las cada vez más numerosas agresiones que se•cometen
contra la naturaleza. Algunas estimaciones de la evolución demográfica mundial daran una
idea de su importancia:
i
6000 antes de nuestra era...............5 millones de personas.
»
Año 1000...................................... 250 millones de personas.
Año 1850.................................... 1100 millones de personas.
Año 1930..... .............................. 2000 millones de personas.
Año 1950.................................... 2500 millones de personas.
Año 1975.............. ..................... 4000 millones de personas.
*
Estimación año 2000................ 6000 millones de personas.
*
El tiempo de la duplicación de la población ha pasado de 2500 años en el Neolítico
a 100 años en 1900 y a 35 años en 1980. Si este crecimiento exponencial continúa
acabaremos por vislumbrar unas perspectivas de pesadilla: 12 000 millones de habitantes
en el 2025 y 150 000 millones en el 2150 es decir, una densidad de 1000,habitantes/Km2.
*
Todos los problemas que actualmente se plantean en lo concerniente a la protección
del medio natural están cada vez más relacionados con la explosión demográfica humana
que viene, además, acompañada por la dilapidación de los recursos naturales a una
velocidad que ha sufrido una notable aceleración a lo largo del siglo XX. El crecimiento de la
población se produce a un ritmo mucho más rápido que el de los rendimientos agrícolas, lo
que reduce a la nada los esfuerzos de numerosos países por alimentar a todos sus
habitantes.
El aumento de los rendim ientos agrícolas no puede co n se g u irse de fo rm a in d e fin id a
Las cifras recopiladas por Odum (1973) muestran que para d u p lica r el re n d im ie n to de los
cultivos hace falta m ultiplicar por 10 la cantidad de a bo n o, de p e s tic id a s v de e n e ra ía
sobrepasares.Pf° ^ reSi^ n eW° nenCia'
2
desarrollo f e t T Í b l a a o ^ ^
* - o / l i L t e s n o
p o X
sobre e' crecimiento y el
especifica: la capacidad de reproducirse a un cierto ritmn i , ! h
h
° B d a Población
Opuesta a ella está la mortalidad o lonapviriaH r • •
tamt)ien llamada potencial biótico.
del ambiente.
mortal'd^ o longevidad fisiologica que se conoce como resistencia
las co n d e n e :
S 4* ^ 1?0 ha he^ o posible mejorar
en el aumento de la densidad poblacional, hasta llegar a lím ite * h '0“ 00; '° qU® S® expresa
"e9ar a llmites de explosión demográfica.
V
C en tr o P r e u n iv e r s ita r io
282
c a p ít u l o
R
ecursos
N aturales. C
C
o n s e r v a c ió n .
Á
UNMSM
XVIII
reas
N
aturales
P
r o t e g id a s .
o n t a m in a c ió n a m b ie n t a l
1.
RECURSOS NATURALES
1.1.
Conservación de los recursos naturales
Los recursos naturales son todo aquello proveniente de la naturaleza que el hombre
puede aprovechar para satisfacer sus necesidades. Se clasifipan en:
Inagotables: se incluyen las fuentes de energía infinita como el sol, la nuclear y
otras de origen cósmico.
No renovables: son los que no pueden ser sustituidos una vez usados, como los
minerales y también la energía fósil como el petróleo y la hulla.
Renovables: son de dos clases, los primeros, llamados también renovables
aparentes, son capaces de formarse, reciclarse o autodepurarse; pero no de
reproducirse, éstos son el suelo, el agua y el aire. Los segundos llam ados
recursos renovables verdaderos, porque tienen la capacidad de reproducirse,
son los seres vivos.
La preservación y conservación de los recursos naturales debe contemplar, entre
otros, los siguientes aspectos:
Conservación de los suelos.
Conservación de las especies y de los ecosistemas.
Creación de áreas naturales protegidas.
Control de la superpoblación y enfermedades.
En la mayor parte de las ocasiones, la protección aislada de una especie es muy
difícil. Se necesita la conservación del conjunto, es decir, del ecosistema donde ella vive. La
conservación del ecosistema puede justificarse por numerosas razones, dentro de las que
destacan:
Estéticas. La conservación de paisajes de gran belleza, o de especies notables
que en ellos se encuentran, es tan justificable, desde el punto de vista estético,
como la conservación de antiguos monumentos.
C ientíficas y prácticas. La diversidad de los seres vivos, resultado de una larga
evolución, constituye una de las más importantes condiciones para la estabilidad
de la biosfera a lo largo del tiempo. El empobrecimiento de los ecosistemas, por
dism inución del número de individuos o de las especies, com promete su
estabilidad. Las regiones naturales deben ser objeto de protección, puesto que
283
B iología
suministran el medio de mejorar las razas domésticas, de d e scu brir productos
químicos y sustancias medicinales, etc
1,2.
Áreas naturales p rotegidas
j
i# S
Hip, naíses Con mayor diversidad biológica en el mundo. Por
2
protección de nuestra riqueza natural.
=SSS
Las Áreas Naturales protegidas generan beneficios am bientaies socia le s y
económicos tanto a nivel local como nacional, promoviendo el
ad ecualo c e 'ps ®sPaao
naturales protegidos sin comprometer la conservación de la diversidad b.ologica y sus
recursos asociad o s.
La concepción de un sistema de áreas naturales protegidas considera que sus
elementos hacen un todo ordenado, que interactúa y funciona orgánicamente.
is ema
tiene como base el ambiente físico (las áreas naturales protegidas con sus componentes
bióticos y abióticos) y el componente social (administración central, gobiernos regionales,
ONG, organizaciones de base, agencias de cooperación técnica, etc.). Ese conjunto forma
el SINANPE
Las principales Áreas Naturales Protegidas por el Estado peruano se definen como:
Parque Nacional
Área reservada por el Estado, destinada a la protección con carácter intangible
de las asociaciones naturales de la flora y fauna silvestres y de las bellezas
paisajísticas que contienen. No se pueden utilizar directamente los recursos
naturales. Un Parque Nacional se ha establecido para conservar zonas donde la
naturaleza se conserve inalterable como un ejemplo de lo que fue el paisaje
peruano antes de la intervención humana. Es de gran extensión y se permite el
turismo y la investigación. Un Parque Nacional protege varios ecosistemas. En el
país se han establecido doce Parques Nacionales (Fig. 18.1).
Reserva Nacional
Area reservada por el Estado, destinada a la protección y propagación de especies
de la flora y fauna silvestres cuyo aprovechamiento sea de interés nacional La
uti 'zaaon de sus productos será potestad del Estado. Si una Reseiva Natural es
doble^so del^áre^En5u n a 'R e s^rv^N a tL ira l^^ " mitaci0nes que re9ulen el
recursos; pero en forma controlada a r
eiisten
Re
Santuario Nacional
h
1 8 1?
pueden utilizar directamente los
eV" !“ ' SU
E" »' Pe™
Área reservada por el Estado y destinada a
una especie o una com unidad determ inada h
^
C° n ca ra cte r de in ta n g ib le ,
las form aciones naturales de interés c íp J t
p la n la s V/o a n im a le s, asi c o m o
c,ent,f,co y p a is a jís tic o . Un S a n tu a rio es
284
C e n t r o P r e u n iv e r s ita r io
COLOMBIA
ECUADOR
BRASIL
MC4<VM««lM744hMl
«CttU*»<•»«41JA»J
a m M pi# (M eoo m
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MATA n e AOEAS MATURALE S
* * o t e « > as oei. i* fm j
CHILE
Fig. 18.1 Áreas naturales protegidas en el Perú.
No están consideradas las áreas naturales protegidas desde 2001
UNMSM
:
B iologia
285
generalmente un área pequeña, en la que está prohibido utilizar los recursos
naturales, pero se permite el turismo y la investigación. Existen siete Santuarios
Nacionales (Fig. 18.1).
Santuario H istórico
Area reservada por el Estado, destinada a proteger con carácter de intangible un
escenario natural en el que se desarrolló un acontecimiento glorioso de la historia
nacional. Puede ser un campo de batalla, un monumento arqueológico u otro
lugar histórico. En el Perú existen cuatro Santuarios Históricos (Fig. 18.1).
^
W
Existen, además, las llamadas Zonas Reservadas que administrativamente están a
la espera de una categorización adecuada o representan futuras ampliaciones de unidades
de conservación ya existentes.
^
En la actualidad, las Áreas Naturales Protegidas por el Estado peruano son:
£
^
®
£
»
0^
^
^
1.2.1.. Parques Nacionales
P.N. CUTERVO
Finalidad:
Proteger las grutas de San Andrés y su colonia de S te a to rn is p e ru v ia n u s
«guacharo»
Proteger la flora y fauna del lugar, en especial la colonia de los guácharos Steatornis
caripensis
Conservar la belleza escénica de la cordillera de los tarros
Fecha de creación: 08.09.61
Departamento: CAJAMARCA
P.N. TINGO MARIA
Finalidad:
El objetivo principal del parque es proteger la flora, la fauna y las bellezas escénicas
que allí se encuentran, como son la Bella Durmiente, la cueva de las Lechuzas, las
aguas medicinales de Jacintiflo y la cascada de la quinceañera.
*
Fecha de creación: 14.05.65
Departamento: HUANUCO
P.N. MANU
Finalidad:
&
J |r
Conservar muestras representativas de diversidad biológica de la selva tropical
del sudeste del Perú.
Contribuir al desarrollo regional mediante la investigación
Fecha de creación: 14.07.02
Departamentos: CUSCO Y MADRE DE DIOS
$
PN. HUASCARAN
.....................................................
F in a lid a d
2
C onservar la gran riqueza de flora y fauna, nevados y bellezas p aisajística s Varios
de los picos nevados com o A lpam ayo, H uandoy y la P irám ide y lagunas de esta
C entro P reuniversitario
286
FECHA DE
í ÁREA NATURAL PROTEGIDA
UNMSM
¡UBICACIÓN
CREACIÓN
p ar q u e s n a c io n a l e s
1 CUTERVO
05-08-06
! CAJAMARCA
i TINGO MARIA
14-05-65
¡HUÁNUCO
MANU
29-05-73
] CUSCO Y MADRE DE DIOS
HUASCARÁN
01-07-75
¡ ANCASH
CERROS DE AMOTAPE
22-07-75
j TUMBES Y PIURA
RÍO ABISE0
11-08-83
I SAN MARTÍN
YANACHAGA CHEMILLEN
29-08-86
I PASCO
BAHUAJA SONENE
04-09-00
MADRE DE DIOS Y PUNO
CORDILLERA AZUL
21-05-01
SAN MARTÍN, LORETO, UCAYALI Y
OTISHI
14-01-03
20-11-04
ALTO PURUS
ICHIGKAT MUJA
CORDILLERA DEL CÓNDOR
H W b K R R S F - - 5*
¡ HUAYLLAY
U
- ■■
-—
CALIPUY
10-08-07
UCAYALI Y MADRE DE DIOS
AMAZONAS
•
• SANTUARIOS NAC!ONA_ES
07-08-74
PASCO
__________
LAGUNAS DE MEJIA
AM PAY
TUMBES
i MANGLARES
■■ ...-- ----DE ---TABACONAS NAMBALLE
| MEGANTONI
.
M H B B E m m
'
CHACAMARCA
PAMPAS DE AYACUCHO
MACHU PICCHU
BOSQUE DE POMAC
‘
! HUANUCO
j JUNÍN Y CUSCO
i
PAMPA GALERAS BARBARA
08-01-81
24-02-84
23-07-87
02-03-88
20-05-88
18-08-04
- ' V ' ^ Í Í bH B
LA LIBERTAD
AREQUIPA
APURIMAC
TUMBES
CAJAMARCA
CUSCO
SANTUARIOS HISTÓRICOS
07-08-74
---------------------------- JUNIN
14-08-80
AYACUCHO
08-01-81
CUSCO
01-06-01
LAMBAYEQUE
RESERVAS NACIONALES
18-05-07
AYACUCHO
D'ACHILLE
JUNÍN
07-08-74
JUNÍN Y PASCO
PARACAS
ICA
LACHAY
25-0975
21-06-77
: TITICACA
31-10-78
SALINAS Y AGUADA BLANCA
CALIPUY
PACAYA SAMIRIA
TAMBOPATA
ALPAHUAYO MISHANA
TUMBES
09-08-79
08-01-81
04 02-82
04-09-00
16-01-04
10-08-07
LIMA
PUNO
AREQUIPA Y MOQUEGUA
LA LIBERTAD
LORETO
MADRF
DF DIOS
IHRFTO
u TUMBES
---- J
B io lo g ìa
287
OTRAS ÁREAS NATURAL ES PROTEGIDAS
Refugio de vida
FECHA DE CREACIÓN
UBICACION
silvestre
LAQUI PAMPA
11-07-06
LAMBAYEQUE
LOS PANTANOS DE VILLA
01-09-06
LIMA
RESERVAS COMUNALES
YANESHA
28-04-88
ELSIRA
22-06-01
PASCO
HUANUCO, PASCO Y
UCAYALI
AMARAKAERI
09-05-02
MADRE DE DIOS Y CUSCO
MACHIGUENGA
14-01-03
CUSCO
ASHANINKA
14-01-03
JUNÌNY CUSCO
PURUS
20-11-04
UCAYALI Y MADRE DE DIOS
TUNTAIN
10-08-07
AMAZONAS
. f c
BOSQUES DE PROTECCIÓN
A.B.CANAL NUEVO IMPERIAL
19-05-80
LIMA
PUQUIO SANTA ROSA
02-09-82
LA LIBERTAD
PUI PUI
SAN MATIAS SAN CARLOS
31-01
JUNIN
85
PASCO
PAGAIBAMBA
20-03-87
CAJAMARCA
ALTO MAYO
19-06-87
SAN MARTIN
COTOSDECAZA
EL ANGOLO
01-07-75
PIURA
SUNCHUBAMBA
22-04-77
CAJAMARCA
zois AS RESERVADAS
CHANCAYBANOS
14-02-96
CAJAMARCA
GUEPPI
03-04-97
LORETO
SANTIAGO COMAINA
10-08-07
AMAZONAS Y LORETO
CORDILLERA COLAN
01-03-02
AMAZONAS
CORDILLERA HUAYHUASH
24-12-02
ANCASH, HUANUCO Y LIMA
PAMPA HERMOSA
12-03-05
JUNIN
PUCACURO
21-04-05
LORETO
AYMARA LUPACA
21-01-06
PUNO
SIERRA DEL DIVISOR
11-04-06
LORETO Y UCAYALI
HUMEDALES DE PUERTO VIEJO
31-01-08
LIMA
H
H
9
CORDILLERA ESCALERA
ÁREAS DE CONSERVACIÓN REGIONA>L
25-12-05
SAN MARTIN
HUMEDALES DE VENTANILLA
20-12-06
LIMA
ALBUFERA MEDIO MUNDO
25-01-07
LIMA
288
C en tr o P r eu n iver s ita r io
^
ü
CHAPARRI
ü
ü
27-12-01
CAÑONCILLO
11-09-04
LA LIBERTAD
PACLLON
15-12-05
ANCASH
HUAYLLAPA
15-12-05
LIMA
SAGRADA FAMILIA
25-11-06
PASCO
HUIQUILLA
01-12-06
AMAZONAS
SAN ANTONIO
10-03-07
AMAZONAS
ABRA MALAGA
10-03-07
CUSCO
JIRISHANCA
25-03-07
HUANUCO
ABRA PATRICIA - ALTO NIEVA
18-10-07
AMAZONAS
BOSQUE NUBLADO
17-01-08
CUSCO
UNMSM
l s
LAMBAYEQUE
Fuente: Ministerio de agricultura Enero 2008
cordillera que son mundialmente reconocidos por su belleza, lo que convierte a
esta región de montañas en un atractivo internacional.
Fecha de creación: 01.07.75
Departamentos: ANCASH
P.N. CERROS DE AMOTAPE
Finalidad
El objetivo principal del Parque Nacional Cerros de Am otape es proteger
muestras representativas de la diversidad biológica existentes en la ecorregión
Bosque Seco Ecuatorial y del Bosque Tropical del Pacífico tal como especies
peligro de extinción, como el cocodrilo de Tumbes Crocodylus acutus y la nutria
noroeste Lutra longicaudis.
las
del
en
del
Fecha de creación: 22.07.75
Departamentos: TUMBES Y PIURA
P.N. RIO ABISEO
Finalidad
El objeto principal es conservar sus am bientes naturales y las especies que
contienen. Río Abiseo alberga la diversidad del bosque de montaña mejor
conservado, si como la selva de neblina, protege especies amenazadas o en peligro
de extinción como Oso de anteojos Tremarctus ornatus, al mono choro cola amarilla
Lagotrix flavicauda. Los estudios florísticos permiten destacar la presencia de
orquídeas. En su parte alto-andina se encuentran pajonales de gramíneas y
pequeños bosques aislados de leñosas.
Fecha de creación: 11.08.83
Departamentos: SAN MARTÍN
B io lo g ìa
289
P.N. YANACHAGACHEMILLEN
Finalidad
Proteger las cuencas altas de los afluentes de los ríos Palcazú, H u a n c a b a m b a y
Pozuzo, a fin de garantizar la producción sostenida en los valles adyacentes y evi ar
desastres naturales por la erosión de las tierras de protección, y también ve ar por
la cantidad y calidad del agua.
Conservar áreas naturales que constituyan una zona de seguridad para las
comunidades nativas Yaneshas establecidas en las cercanías del Parque
Nacional.
Fecha de creación: 29.08.86
Departamentos: PASCO
P.N. BAHUAJASONENE
Finalidad
Entre los objetivos principales están el de conservar las bellezas paisajísticas de
la selva sur y proteger la única muestra existente en el Perú de las sabanas húmedas
tropicales y su flora y fauna silvestres, especialmente el ciervo de los pantanos y el
lobo de crin. Este Parque alberga poblaciones intactas de varias especies de fauna
silvestre amenazada como son: la nutria gigante o lobo de río (P te ro n u ra
b ra s ilie n s is ), el perro de monte (Speothos ve n a ticu s), el ca im á n n e g ro
(Melanosuchus niger) y el águila harpía (Harpía harpyja).
Fecha de creación: 17.07.96
Departamentos: MADRE DE DIOS Y PUNO
P.N, CORDILLERA AZUL
Finalidad:
Conservar hábitats amenazados, como los pantanos de altura, com unidades
biológicas en roca ácida, bosques esponjosos y bosquecillos enanos, cerros de
piedras rojizas erosionadas, bosques de colinas y laderas, lagos aislados, arroyos
y riachuelos de altura.
Fecha de creación: 22.05.01
Departamentos: SAN MARTÍN, LORETO, UCAYALI Y HUÁNUCO
P.N. OTISHI
Finalidad:
Conservar y proteger muestras representativas del bosque húmedo hp ia
central de la cordillera de Vilcabamba . Es una región habitada oor
Machiguenga y algunas gmpos ^ ¡ 0^
^
^ u ^ t e s p"* t ° Ashaninka V
paisajística como o! puente natural de Pa»„ontsl y el sistema déTa?a,alasbell<,Za
Fecha de creación: 15.01.03
Departamentos: JUNÍN Y CUSCOExtens,ón (Ha): 305 973.05
29 0
C entro P reuniversitario
UNMSM
P.N. ALTO PURUS
Finalidad
Son la protección de la gran diversidad biológica y de los ecosistemas, además
de la conservación y protección de la extraordinaria belleza paisajística. Este
Parque Nacional contribuye también a ampliar las medidas en defensa del
ámbito territorial de los grupos étnicos en aislamiento voluntario, cuyos territorios
ancestrales se encuentran ubicados principalmente en las cabeceras de las
cuencas de los ríos Alto Purús, Alto Yura y Las Piedras.
Fecha de creación: 20.11.04
Departamentos: UCAYALI
Aves piedra .
P.N. LA CORDILLERA DEL CÓNDOR O «ICHIGKAT MUJA» («MONTAÑAS SAGRADAS»)
Finalidad
Dentro de los objetivos se encuentra la conservación de la única muestra de la
Ecorregión de el Bosque montano de la Cordillera Real Oriental, así como la
conservación de la diversidad biológica y los procesos de la Cordillera del Cóndor,
protección de las cabeceras de cuenca de la Cordillera del Cóndor para garantizar
la calidad y cantidad de agua que utilizan las comunidades ubicadas en su entorno,
entre otras.
Fecha de creación: 10.08.07
Departamentos: AMAZONAS
291
B io l o g ía
1.2.2. Reservas Nacionales
»
I
»
i
R.N. PAMPA GALERAS BARBARA D’ACHILLE
Finalidad:
Conservar y proteger especies como La vicuña (Vicugna vicugna) que es la especie
más representativa y abundante en Pampa Galeras otra especie importante es el
guanaco (Lama guanicoe), que al igual que la vicuña es uno de los cam élidos
sudamericanos que se encuentran en estado silvestre. Otros mamíferos presentes
en la reserva son: el zorro andino o átoc (Pseudalopex culpaeus), la vizcacha
(Lagidium peruanum), la taruca (Hippocamelus antisensis), la muca (D idelphis
marsupialis) y la comadreja’ (Mustela frenata).
Fecha de creación: 18.05.67
Departamento: AYACUCHO
R.N. JUNIN
£
Finalidad:
Conservar de manera integral el ecosistema que involucra la flora y fauna silvestre y las
ellezas escénicas del lago, así como contribuir al desarrollo social y económico
e a región a través del aprovechamiento sostenible de sus recursos naturales
renovables.
Fecha de creación: 07.08.74
^
A
^
Departamento: JUNIN
R.N. PARACAS
Finalidad:
p
Conservar ecosistema marino costero, albergando una gran variedad de fauna
característica.
^
Fecha de creación: 25.09.75
Departamento: ICA
l
Lobos marinos en
la Reserva de Paracas
292
C entro P reuniversitario UNMSM
R.N. LACHAY
Finalidad:
*
Proteger el ecosistema de lomas y su flora y fauna asociadas.
Fecha de creación: 21.06.77
*
Departamento: LIMA
\
\
\
Lomas de Lachay
R.N. TITICACA
Finalidad:
Protege la integridad del lago mas alto del mundo y su dinámica ecológica, junto
con las costumbres ancestrales de las poblaciones aledañas.
Fecha de creación: 31.10.78
Departamento: PUNO
R.N. SALINAS Y AGUADA BLANCA
Finalidad:
Proteger hábitats que ofrecen condiciones óptimas para el desarrollo de poblaciones
de vicuña (Vicugna vicugna), taruca (HippocameJus antisensis), parihuanas
(Phoenicopterus ruber chilensis), Proteger bosques de queñual (Polylepis).
Fecha de creación: 09.08.79
Departamento AREQUIPA
m
293
B iología
R.N.CALIPUY
Finalidad:
Proteger un relicto de población silvestre de guanacos ( Lama guanicoe).
Fecha de creación: 08.01.81
Departamentos: LA LIBERTAD
R.N. PACAYASAMIRIA
Finalidad:
Conservar ecosistemas representativos de la selva baja de la Amazonia peruana y
preservar su diversidad genética.
Proteger especies de flora y fauna que en otras áreas de la Amazonia como el lobo
de río (Pteronura brasilensis) y paiche ( Arapaima gigas).
Fecha de creación: 04.02.82
Departamentos: LORETO
R.N. TAMBOPATA
Finalidad:
Proteger ecosistemas representativos de las Provincias Biogeográficas Amazónica
Subtropical y Yunga Subtropical, de alta diversidad biológica. Proteger la flora, la
fauna y los procesos ecológicos de una muestra de la selva sur amazónica del
Perú. Generar procesos de conservación con la población en el ámbito de la
Reserva, con la finalidad de usar sosteniblemente los recursos como los castañales
y el paisaje para la recreación. Contribuir al desarrollo sostenible de la región y del
país, a partir del conocimiento de la diversidad biológica y del manejo de los diversos
recursos.
Fecha de creación: 04.09.00
Departamentos: MADRE DE DIOS
Guacamayos en la R.N. de Tambopata.
294
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io U N M S M
*
R.N. ALLPAHUAYO - MISHANA
*
Finalidad:
Conservar la singularidad variabilidad de ecosistemas que existen en el área
aledaña al río Nanay y a la comunidad de Mishana. Contiene ecosistemas únicos
de la amazonia peruana, como los bosques de varillal y chamizal, albergando
numerosas especies de flora y fauna.
^
*
ti
Fecha de creación: 16.01.04
Departamentos: LORETO
%|
Finalidad:
««i ««
R.N. TUMBES
^
«
Creada para la conservación y protección de especies en su mayoría endémicas,
esta zona protegida, perteneciente a la importante Reserva de Biosfera del Noroeste,
significa un nicho de vida a muchas especies que, como el cocodrilo americano,
cuya cantidad ya no alcanza la veintena, esperan poder sobrevivir.
Fecha de creación: 11.07.06
Departamentos: Tumbes
1.2.3. Santuarios Nacionales
S.N. HUAYLLAY
1
in
1
Departamento: PASCO
1
Fecha de creación: 07.08.74
1
Proteger las formaciones geológicas del Bosque de Piedra de Huayllay, asi como
su flora y fauna nativa.
1
Finalidad:
‘Coro de monjas" en el bosque de piedra de Huayllay
295
B io logìa
S.N. CALIPUY
Proteger un rodal denso de Puya Raimondi, que constituye un valioso potencial
biótico para la especie, y a las poblaciones de guanaco.
Fecha de creación: 08.01.81
Departamento: LA LIBERTAD
S.N. LAGUNAS DE MEJIA
Finalidad:
Conservar un refugio único en la región costera del país para las aves migratorias
’ de otros continentes en su ruta migratoria Norte-Sur.
Conservar el hábitat para las especies endémicas en peligro de extinción, así
como importantes asociaciones de flora y fauna silvestre propia de los ecosistemas
acuáticos del litoral.
Fecha de creación: 24.02.84
Departamento: AREQUIPA
S.N. AMPAY
Finalidad:
Conservar con carácter de intangible un relicto de Intimpas (Podocarpus glomeratus),
único en su género en el departamento de Apurímac. Proteger la cuenca hidrográfica
del río Pachachaca.
Fecha de creación: 23.07.87
Departamento: APURIMAC
S.N. MANGLARES DE TUMBES
Finalidad:
Proteger el bosque de manglar, único ecosistema representativo del norte peruano
económfca.3 ^
^
d'versidad de ¡"vertebrados acuáticos de im portancia
! S X S í S L ) a' ,a“ " a
V'aS 1,6 ex,inci6n “ m° el
a ™ ,lc .n o
Fecha de creación: 02.03.88
Departamento: TUMBES
S.N. TABACONAS-NAMBALLE
Finalidad:
Conservar una muestra representativa del páramo
'
extinc,ón como r —
Departamento: CAJAMARCA
C
2 96
entro
P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
s .n . m e g a n t o n i
Conservar, con carácter de intangible, los ecosistemas que se encuentran en las
Montañas de Megantoni, los cuales incluyen 10 zonas de vida que albergan bosques
intactos, fuentes de'agua (como las cabeceras de los ríos Timpía y Ticumpía) y
altos valores culturales y biológicos, así como especies en vías de extinción,
especies de distribución restringida y especies nuevas para la ciencia, manteniendo
intacto el corredor entre el gran Parque Nacional Manu y el complejo de áreas
naturales protegidas de Vilcabamba.
Fecha de creación: 18.08.04
Departamento: CUSCO
1.2.4. Santuarios Históricos Nacionales
S.H. CHACAMARCA
Finalidad:
Conservar el escenario histórico donde tuvo lugar la batalla de Junín
Ccnservai !os restos arqueológicos pertenecientes a la Cultura Pumpush que en
él . ' or »entran.
Feche
, creación: 07.08.74
Departamento: JUNIN
S.H. PAMPA DE AYACUCHO
Finalidad:
Proteger el patrimonio natural e histórico del escenario de la Batalla de Ayacucho.
Conservar las manifestaciones culturales y artesanales de las poblaciones
aledañas; brindar facilidades pars que el público utilice el área para su recreación
y cultura.
Quinua - Pampa de Ayacucho.
Fecha de creación: 14.08.80
Departamento: AYACUCHO
S.H. MACHUPICCHU
Finalidad:
Proteger las especies en vías de extinción, como el oso de anteojos ( Tremarctos
ornatus) y el gallito dé las rocas (Rupicula peruviana), así como los complejos
arqueológicos presentes.
Fecha de creación: 08.01.81
Departamento: CUSCO
S.H. BOSQUE DE POMAC
Finalidad:
Conservar la unidad paisajística- cultural que conforma el bosque de Pomac con el
complejo arqueológico de Sicán; la calidad natural de la formación de bosque seco
tropical.
Fecha de creación: 03.06.01
Departamento: LAMBAYEQUE
B io l o g ía
3.
«
m
CONTAMINACIÓN Y SUS EFECTOS
Contaminar equivale a ensuciar, corromper, profanar, infiltrar inmundicias, según el
Diccionario de la Real Academia de la Lengua. En términos ecológicos, la contaminación
ambiental es la alteración desfavorable de nuestro entorno, como subproducto total (o en
gran parte) de las actividades humanas y a través de los efectos directos o indirectos que se
derivan de los cambios en la distribución de la energía, los niveles de radiación, la constitución
química y física y la abundancia de los organismos. Estos cambios pueden afectar al
hombre directamente o a través del abastecimiento de agua, de los productos alimenticios
que requiere y de los bienes materiales que le posibilitan el disfrute de la naturaleza.
Contaminación del río Mantaro por relaves mineros
Los contaminantes son subproductos normales de la actividad del hombre, quien
también es parte del ecosistema. Por un lado están los desechos orgánicos e inorgánicos
de sus procesos metabólicos, digestivos y, de sus actividades enfocadas a la producción
de alimentos, a hacer confortable su vivienda y vestirse adecuadamente. El problema no es
la elaboración natural de los subproductos, sino deshacerse de ellos. Los residuos
formados por la actividad humana, tanto de origen doméstico como industrial, constituyen
en la actualidad un serio problema para la supervivencia de la humanidad y demás seres
vivos.
Las actividades del hombre sobre el ambiente están ocasionando:
C ontam inación a tm o sfé rica por gases y partículas procedentes de los
combustibles industriales: (monóxido de carbono, dióxido de carbono, derivados
sulfurosos, sólidos en suspensión. Sustancias como el dióxido de carbono y los
clorofluoro-carbonos (aerosoles) están vinculados a los cambios climáticos
(efecto invernadero) y a los problemas del agotamiento del ozono atmosférico,
respectivamente.
298
C
entro
P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
Contaminación de las aguas marinas y continentales por vertidos de todo tipo:
relaves m ineros, petróleo, aguas servidas, productos de desecho de la
producción de papel, mercurio como desecho de la explotación del oro y
salinización de las aguas continentales debido a las perforaciones en busca de
petróleo.
Contaminación por pesticidas organoclorados, que envenenan la cadena trófica
y se acumulan en el tejido adiposo de los animales.
Lluvias ácidas que amenazan !a vida de los bosques debido al incremento del
S 0 2 en la atmósfera.
Deforestación de amplias zonas del planeta, entre ellas la Amazonia.
La d e s e rtiz a c ió n y e ro s ió n de los suelos, como resultado de políticas
inadecuadas y torpes de explotación agraria.
Emisión de partículas radiactivas debido a los subproductos de la industria
nuclear.
C ontam inación por el uso indiscrim inado de detergentes que aceleran la
eutrofización de las aguas continentales.
La protección de los recursos naturales no significa el retorno a situaciones pasadas
(proteccionismo). Hacerlo estaría en contra de uno de los principios básicos de la ecología:
el cambio dinámico y adaptativo. La solución radica en que el hombre debe aprender a
ordenar los cambios que él mismo induce como parte natural e integral del ecosistema. El
hombre debe reconsiderar el lugar que ocupa en la naturaleza y revisar sus actitudes hacia
el medio ambiente en general.
«
-
299
B iología
>
APÉNDICE
A parato locomotor . C ar a c te r ístic as . E l m o v im ie n to . S is te m a ó s e o .
T ipos de huesos . S istema m u sc u la r . E s t r u c t u r a y f u n c ió n .
1.
APARATO LOCOMOTOR
El aparato locomotor está conformado por el esqueleto, las articulaciones y los
músculos. También se le conoce como sistema osteoartromuscular porque incluye a los
huesos del esqueleto, donde se insertan los músculos que permiten el m ovim iento, y
estos huesos a su vez se unen entre ellos por lás distintas articulaciones.
1.1.
Características generales
Como su nombre indica, su principal función es la locomoción o desplazamiento, y
podríamos enumerar sus funciones como:
Mover los segmentos del cuerpo.
Formar las principales cavidades (craneana, torácica, pelviana) que contienen
los distintos órganos.
Sostener al cuerpo y resistir a la presión y el peso.
1.1.1. Sistema Óseo o Esqueleto
El esqueleto humano consta de 206 huesos, aunque en este número no coinciden
todos los anatomistas. El esqueleto es simétrico, es decir, que la parte de la izquierda del
eje central (columna vertebral) es igual a la de la derecha. El esqueleto de un hombre de
talla promedio pesa de 4,7 a 6,5 kg, y el de una mujer, de 3,1 a 4,7 kg. El esqueleto femenino
presenta diferencias con el masculino, de una manera especial en la configuración de la
pelvis. El conjunto de huesos funciona como un sistema pasivo, de sostén así com o
función de palanca en el movimiento.
’
como
tres „p e ? h“ eS° S 5° " l8S PaneS SÍ"idaS V máS dUr“
del
™ animal- Se presentan
C
300
entro
P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
TIPO
FUNCIÓN
UBICACIÓN
EJEMPLOS
Huesos largos
Movimiento. Brin­
dan palanca para
el movimiento.
Miembros superiores e
inferiores.
H ú m e ro , T ib ia ,
Clavícula, Cubito,
Radio.
Huesos Planos
P ro te c c ió n
de
órganos (el cráneo
al cerebro)
Rodean cavidades que
co n tribu yen a fo rm a r
(cráneo, pelvis,- tórax)
E scápu la (o m ó ­
p la to ),
fro n ta l,
Ilíaco, esternón.
Huesos Cortos
Resistencia al pe­
so o la presión.
C olum na
v e rte b ra l,
carpo y tarso.
Cuerpo vertebral,
Escafoide, Astrá. galo.
Los huesos largos tienen la parte media llamada cuerpo o díáfisís, y extremos más
engrosados llamados epífisis. Los huesos del esqueleto se pueden separar según la
región donde se encuentran.
301
B io l o g ia
Occipital
Temporal
Cigomático
Clavícula
Mandíbula
Vértebras cervicales
Omóp
Vértebras dorsales
Costillas
Húmero
Radio
Pelvis
Cubito
Vértebras
lumbares
Sacro
Metacarpianos
Fémur
Falanges
Cóccix
Tibia
Peroné
Matatarsianos
Calcáneo
Fig. 19.1 Vista Posterior del esqueleto humano
302
C
entro
P r e u n iv e r s it a r io
Frontal
UNMSM
Parietal
Huesos de la
nariz
Temporal
Cigomático
Maxilar superior
Columna cervical
Maxilar inferior
o mandíbula
Clavícula
Esternón
Omóplato
Costillas
Húmero
Radio
Columna
dorsal
Cúbito
Vértebras
Meta
Columna
lumbar
Sacro
Cóccix
Pelvis
Falanges
Rótula
Fémur
Peroné
Tibia
Matatarsianos
Falanges
Fig. 19.2 Vista frontal del esqueleto humano
303
B io l o g ia
Hueso
frontal
Hueso parietal
Hueso temporal
Huesos propios
nasales
Esfenoides
Hueso malar
Orificio
piriforme
Cornetas
nasales
Vómer, tabique
nasal óseo
Hueso maxilar
-M andíbula
Fig. 19.3 Vista anterior del cráneo hum ano
Hueso
parietal
Hueso frontal
Hueso
esfenoides
Huesos propios
nasales
Órbita
Hueso
tem poral
r
Hueso
occipital
Orificio
piriforme
Conducto
auditivo
externo
Hueso malar
Mandíbula
Fig. 19.4 Vista lateral del cráneo
i
i
n
i
n
n
i
i
n
i
i
i
i
i
Fig. 19.5 Corte lateral del cráneo
B
305
io l o g ìa
Hioides
Laringe
Asta mayor
Asta menor
Cuerpo
Fig. 19.7 Hueso Hioides y su posición relativa
C entr o P r e u n iv e r s it a r io
______ I
^
VII
Vértebra
cervical
Vértebra
cervical
Vértebra
dorsal
XII
Vértebra
dorsal
Vértebra
lumbar
V
Vértebra
lumbar
Sacro
Coxis
Fig. 19.8 Vista anterior de la columna vertebral
UNMSM
B
307
io l o g ìa
Tubérculo anlenor—3 ^
' ^
Superficie
articular
superior
Apófisis
transversa
Foramen
transversarium
Tubérculo posterior
Apófisis espinosa
Fig. 19.9 Primera y segunda vértebras cervicales: atlas (izq.) y axis (der.)
Tubérculo posterior de la
apófisis transvers
Forame
r
Tubérculo posteriorde la apófisis
transversa
Cuerpo
Apófisis articular
superior
Apófisis articular
inferior
Apófisis espinosa
Superficie articular superior
Cuerpo
Tubérculo anterior
la apófisis transversa
Tubérculo
la apófisis transversa
Apófosis
espinosa
Fig. 19.10 Vista superior y lateral de vértebras cervicales
C entro P reuniversitario
Apófisis articular superior
UNMSM
Hemifaceta para la
cabeza de la costilla
Faceta para la parte
articular del tubérculo
de la costilla
Hemifaceta para la costilla
cabeza de la costilla
Apófisis
espinosa
Apófisis articular inferior
Fig. 19.11 Vista lateral de una vértebra dorsal
Apófisis
articular
superior
Apófisis
costiforme
Cuerpo
vertebral
Apófisis
articular
inferior
Fig. 19.12 Vista anterior de una vértebra lumbar
B io l o g ía
Apófisis Articular
superior
Apófisis
costiforme
Cuerpo
vertebral
Apófisis
espinosa ‘
Apófisis articular
inferior
Fig. 19.13 Vista lateral de una vértebra lumbar
C e n tr o P r eu n iv er s itar io
Vértebra
cervical
Vértebra
dorsal
Vértebra
cervical
XII
Vértebra
dorsal
Vértebra
lumbar
V
Vértebra
lumbar
Sacro
Coxis
Fig. 19.14 Vista lateral de la columna vertebral
UNMSM
311
B io l o g ía
Articulación acromio­
clavicular
i
I Costilla
Clavicula
Apófisis coracoides
t
Acromion
I
Cabeza del húmero
Cuello del húmero
II Costilla
Cartílago costal
Escápula u omóplato
»
Esternón
Diáfisis humeral
#
#
.0
Fig. 19.15 Vista anterior de la cintura escapular
VII Vértebra
cervical
*
*
I Costilla
Esternón
*
Apédice
xifoides
Cartílagos
costales
I Vértebra
lumbar
IX
Costilla
XI
Costilla
XII
Fig. 19.16 Vista anterior de los huesos del lorax0 0 5 1 '" 3
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
abeza humeral
Troquiter
Troquin
Cuello del húmero
*
«
«
«
«a
Diàfisis humeral
«a
Epitroclea
«
Epicóndilo
«
Troclea
humeral
Fosa
olecraneana
Cóndilo
humeral
Fig. 19.17 Vistas anterior y posterior del humero
Codo
Olécranon
Cabeza del
radio
del radio
Diàfisis
radiai
Diàfisis
cubital
«
Apófisis
estiloides
del radio
Apófisis
estiloides
del cùbito
Muñeca
Fig. 19.18 Vista anterior del cubito y radio
313
B io l o g ìa
Grande
Semilunar
Escafoides
Piramidal
Pisiforme
Ganchoso
Trapecio
Trapezoide
\ / A
Û
¿ T v U fe'
J
AU,
Y, r v /
/? Falange —
j
Falangina —i- ;
m
Falangeta—
V
DORSAL
Escafoides
Grande
Trapezoide
Semilunar
Trapecio
Piramidal
>
I
Carpo (8)
Pisiforme
Ganchoso
Metacarpo
(5)
I
I
I
Falanges
(14)/
I
v
PALMAR
Fig. 19.19 Vista dorsal y ventral (palmar) de los huesos de la mano
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
Espina
ciática
Cavidad
articular
para la
cabeza
femoral
Isquion
f e m e n in a
Cresta
Iliaca
Sacro
Pubis
Orificio
obturador
MASCULINA
19.20 Pelvis femenina y masculina (llamada también cintura pélvica
Diáfisis
del fémur
Cóndilo
femoral
interno
Cóndilo
femoral
externo
Cara
Cara anterior
de la rótula
VISTA ANTERIOR
de la rótula
VISTA POSTERIOR
Fig. 19.21 Vistas anterior y posterior del fémur y la rótula
U B I
Trocánter
mayor
Cabeza del
fémur
Cuello del
fémur
trocánter menor
B io l o g ia
Ligamentos
Cóndilos
femorales
cruzados
Menisco interno
Menisco
externo
Tibia
Cabeza del
peroné
VISTA ANTERIOR (SIN RÓTULA)
Fig. 19.22 Vista anterior de la articulación de la rodilla sin la rótula
Calcáneo •
Tarso
(7 huesos)
Astràgalo
Escafoides
Cuña medial (1),
intermedia (2) y
lateral (3)
Metatarso
(5 huesos)
Falanges
(14 huesos
Falangeta J ?
IL
'* *
VISTA DORSAL
VISTA PLANTAR
Fig. 19.23 Vista dorsal y plantar de los huesos del pie
C entro P reuniversitario
316
Rodilla
UNMSM
Meseta
tibial
beza del
peroné
Diáfísis de la
tibia
Diálisis del
peroné
Tobillo
VISTAANTERIOR
Maléolo interno
Muléolo externo
VISTA POSTERIOR
Fig. 19.24 Vistas anterior y posterior de Tibia y Peroné
1.2.1 Cabeza
Los huesos de la cabeza forman una especie de caja ósea, el cráneo, constituido
por ocho huesos (frontal, occipital, etmoides, esfenoides, dos parietales y dos temporales)
que se sueldan entre sí por medio de suturas, uniones que no permiten el movimiento. La
función del cráneo es proteger al encéfalo.
Los huesos de la cara son catorce y se dividen en dos: la mandíbula o maxilar
superior y el maxilar inferior. Trece huesos forman el maxilar superior.
1.2.2 Tórax
El esqueleto comprende un eje flexible, la columna vertebral, y la caja toráxica, con
las co stilla s (7 pares verdaderas, 3 pares falsas y dos pares flotantes) y el esternón
(dividido en manubrio, de posición superior, cuerpo, de posición media y apéndice xifoides,
de posición inferior). En el interior del tórax se alojan órganos importantes, como el corazón
y los pulmones.
La columna vertebral está formada por 33 huesos pequeños, las vértebras, que
permiten la realización de movimientos diversos como inclinar la cabeza, elevar el mentón,
etc. Estas vértebras se unen entre sí por discos intervertebrales. Las vértebras son 7
cervicales, que se encuentran a nivel de la nuca, 12 dorsales, en la zona media de la
espalda, 5 lumbares, a la altura de los riñones, el sacro, que se forma de la fusión de
vértebras, y el coxis, formado por 4 vértebras finales.
Numerosos músculos, que se fijan a las vértebras, posibilitan dichos movimientos.
Otros se insertan en las costillas exteriormente, provocando una dilatación de la caja torácica
317
B io lo g ìa
en los movimientos de inspiración.
1.2.3 Pelvis
La pelvis es un anillo de huesos que transmite el peso del cuerpo
P huesos
través de las caderas. Sostiene el abdomen y esta forma a p
sQbre |QS 5 rganos
coxales (ilion que forma la cadera, isquion dorsal e inferior y p
sexuales).
1.2.4 Miembros
Los m iem bros superiores e inferiores están unidos al tronco, por medio ^mhros
cinturas. La cintura escapular (formada por el omóplato y la clavícu a) pai'- o > ■
superiores, y la cintura pélvica (formada por el ilíaco, hueso formado poi re*:
soldados) para los miembros inferiores.
*
La extremidad superior está dividida en 4 segmentos: hombro (cintura escapular),
brazo, antebrazo y mano. El brazo está formado por el húmero, mientras que el antebrazo
posee al cúbito (interno) y radio (externo).
Los huesos de la mano son numerosos. Estructuralmente la mano se divide en
carpo (8 huesos, 4 en la primera fila o proximal: Escafoides, Semilunar, Piramidal y Písiforme,
4 en la segunda fila o diptal: Trapecio, Trapezoide, Grande y Ganchoso), m etai arpo (5
huesos: del primero -p uiga r- al quinto -meñique-) y falanges (14 huesos 3 del seyundo índice- al quinto dedo -meñique-, y 2 en el primero -pulgar-). En resumen, s f ' ^
.tructura
de 27 huesos movidos por 37 músculos voluntarios. Una de las principales Ld. .vjterísticas
de la mano humana es la oposición del dedo pulgar, que se ubica en posición opuesta a los
otros 4 dedos
La extremidad inferior está formada por 4 segmentos: cadera, muslo, pierna y pie. La
cadera es la articulación de la cabeza del fémur con el hueso coxal.
El muslo consta del fémur que es el hueso más largo, grande y pesado del cuerpo
humano. En su parte distal, forma la articulación de la rodilla con la rótula y la tibia
Los huesos de la pierna son la tibia (interna y anterior) y el peroné (externo y posterior)
La parte superior de estos huesos se une a la rótula y el fémur, mientras que los maléolos
inferiores, se unen al pie.
(
El pie está formado por 26 huesos, más de treinta músculos y más de cien liaampntno
Está dividido en 3 segmentos: tarso (7 huesos), metatarso (5 huesos) y las falanoes r 4
huesos).
y
1.3.
Articulaciones
Las articulaciones son las zonas de unión entre dos o más huesos F
móviles y permiten-que los músculos tiren de los huesos, describiend
9 enera|. son
de movimientos controlados. Hay otras articulaciones de movimipntn iim (Uüa am Plia gama
movimiento.
limitado y algunas sin
1.3.1 Estructura de las articulaciones
En las articulaciones, los extremos de los huesos están rec b
para evitar la fricción. La articulación de esta forma realiza su fun U 'en° S por un cartHago
lugar .gracias a los ligamentos.
Cl0n ^ se mantiene en su
318
UNMSM
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
La «almohadilla» protectora en los extremos de los huesos está formada por
cartílago, además de una membrana fina y resbaladiza llamada sinovia, la cual secreta un
liquido viscoso que actúa como lubricante y nutre al cartílago. El cartílago y la sinovia
constituyen la cápsula articular.
La estabilidad de la articulación depende de los ligamentos, que son cordones de
fibras de tejido conectivo, poco elástico, pero muy resistente.
1.3.2 Tipos de articulaciones por el grado de movilidad
Articulaciones móviles (diartrosis): dan flexibilidad al esqueleto, como el hombro o
l-a cadera, adaptando el cuerpo a muchas posiciones.
Articulaciones semirígidas o semimóviles (anfiartrosis): como las que conectan
las vértebras de la columna, con movimientos limitados.
Articulaciones inmóviles (sinartrosis): llamadas también rígidas, como las de los
huesos del cráneo, o suturas.
1.3.3 Tipos de articulaciones por la dirección del movimiento
¿i
Las diartrosis permiten varios tipos de movimiento, y por ello se diferencian en:
a rtic u la c io n e s esféricas (hombro, cadera), que permiten movimiento en muchas
direcciones diferentes; articulaciones en bisagra, que permiten movimiento en dos
direcciones, como en las piernas (rodilla); articulaciones en pivote, que permiten giros en
dos direcciones (muñeca).
1.3.4 Movimientos que permiten las articulaciones
Deslizamiento: hacia delante, hacia atrás y hacia los lados, sin movimientos
angulares ni rotatorios. Ejemplos: los del carpo y el tarso.
A n g u la re s: aumentan y disminuyen el ángulo entre dos huesos. Estos
movimientos se realizan en las articulaciones del codo, los dedos, la rodilla, la
cadera, el tobillo, etc. Se distinguen cuatro tipos:
Flexión: disminución del ángulo.
Extensión: aumento del ángulo.
t
Abducción: aleja el hueso de la línea media.
Aducción: acerca el hueso a la línea media.
Rotación: movimiento del hueso alrededor de su propio eje (articulación del
atlas con el axis: movimiento producido al decir «no» con la cabeza).
Circunducción: el extremo distal de un hueso se mueve en un círculo, mientras
que el extremo proximal permanece estable (el hueso traza un cono en el aire y
se producen movimientos simultáneos y sucesivos de flexión, extensión,
abducción y rotación, como por ejemplo el movimiento en círculo con el brazo
estirado; intervienen las articulaciones del hombro, muñeca, cadera y tobillo).
Movimientos especiales, referidos a ciertas articulaciones:
Inversión y eversión: movimiento de la planta del pie hacia dentro y afuera,
respectivamente, por la articulación del tobillo.
319
B io l o g ía
Protacción y retracción: movimiento de la mandíbula o de los
delante o hacia atrás, respectivamente.
■ Supinación y pronación: rotación hacia arriba o hacia abajo, respecti
la palma de la mano por la articulación radio-cubital.
Diducción: movimiento de oposición del pulgar a los demás dedos
que permite formar una pinza con el pulgar y los otros de os.
1.4.
Sistema Muscular
1.4.1 Características
Consiste en el conjunto de músculos de nuestro cuerpo. Los músculos que recubre\
el esqueleto tienen como funciones fundamentales: permitir el movimiento, ar or
cuerpo y proporcionar calor y energía.
El cuerpo humano posee más de 600 músculos que cubren los huesos y se unen
a estos por los tendones, que poseen gran resistencia a la tensión. P rin cip a lm e n te
proporcionan el movimiento voluntario del cuerpo, aunque poseen movimientos reflejos.
Así, el músculo liso y el músculo estriado cardiaco no ejercen su movimiento por un control
consciente por parte del individuo. El tejido muscular esquelético estriado está com puesto
por fibras que contienen bandas alternantes claras y oscuras, visibles en el microscopio y
perpendiculares al eje longitudinal de la fibra. El músculo esquelético, a diferencia del
anterior, es voluntario, ya que puede relajarse o contraerse conscientemente.
Los tendones están formados por tejido conjuntivo fibroso o tejido tendinoso, se
caracterizan por ser blancos y duros mientras que el vientre muscular es rojo y menos duro.
Al vientre muscular llegan nervios sensitivos y motores. Al tendón sólo llegan nervios
sensitivos. A ambos llegan vasos sanguíneos.
El tono muscular es el estado de contracción o semitensión que presenta un músculo
normalmente inervado y vascularizado, en estado de reposo. El tono muscular es responsable
de las posturas. El tonp es un fenómeno reflejo. Depende del estado emocional del individuo
Los músculos pueden ser agrupados como:
Voluntarios: esqueléticos
•
Involuntarios: visceral (liso), cardíaco y desde ciertos puntos de vista tamh¡¿
esquelético.
wmDien el
1.4.2 Propiedades de los músculos
Contractibilidad (acortamiento del músculo): el músculo resoondP a i
recibido reduciendo su longitud, aumentando su qrosor DPrn qíp,
•
e stim ulo
a
«i Feiu sin variar su volumen
Elasticidad (relajación, vuelve a su estado inicial)- permite al
forma original cuando se interrumpe el estimulo que provocó su c o n tr^c c tó ^0 reC° brar la
Excitabilidad (despolarización por el potencial de acción V la « k
al estímulo nervioso o a otros estímulos artificiales rnm n J
Dra muscular es sensible
ciertos estímulos químicos.
'
mo la acci° " de la electricidad o
320
1.4.3 Los músculos por su forma
Músculos largos: una de las dimensiones predomina sobre las otras dos. Su
estructura se basa en un vientre y dos o más tendones El vientre continúa en
cada extremo, con un tendón casi cilindrico de longitud variable. A veces el extremo
superior del músculo presenta dos, tres o cuatro tendones en cuyo caso se
denominan músculos bíceps, tríceps o cuadríceps, respectivamente. El extremo
inferior también puede ser simple o terminar en dos, tres o cuatro tendones:
músculos bi, tri, o cuadricaudales. Los músculos largos se encuentran casi
exclusivamente en los miembros.
Músculos anchos: en ellos predominan dos dimensiones; se encuentran con
frecuencia en el tronco, formando sus paredes.
Músculos cortos: en estos, las tres dimensiones alcanzan aproximadamente
igual longitud. Se sitúan alrededor de la columna vertebral, en la cara y alrededor
de los orificios naturales formando anillos que rodean el orificio y permiten la
apertura o él cierre de los mismos. Son los llamados esfínteres o músculos
orbiculares.
1.4.3 Los músculos y el movimiento
Algunos músculos trabajan juntos para producir movimientos complejos en los
que están implicados dos o más desplazamientos. Por ejemplo, los movimientos de
circunducción implican simultáneamente flexión, extensión, abducción, aducción y rotación.
Existen músculos que colaboran en la ejecución de un movimiento y reciben el
nombre de agonistas o sinérgicos. Si lo que ocurre es que algún músculo se opone a la
acción del otro, estos dos músculos son antagonistas. Este movimiento se produce con
los músculos de la espalda, y también entre tríceps y bíceps en algunos de los ejercicios
con pesas que realizan los culturistas.
Los músculos esqueléticos, que participan activamente en casi todos los aspectos
del movimiento se pueden clasificar en tres. Los de la parte anterior de las extremidades
y los de la espalda son músculos extensores. Su función es enderezar los miembros y el
cuerpo, actuando sobre las articulaciones correspondientes. Se relacionan con la postura
corporal y se oponen a la gravedad.
Los músculos de la parte posterior de las extremidades son flexores. Su función es
doblar los miembros de las articulaciones y participan, principalmente, en la marcha.
Los músculos que llevan los miembros hacia el lado opuesto a la línea media
reciben el nombre de abductores, mientras que los que los llevan hacia la línea media son
los aductores.
Los músculos rotadores mueven un hueso alrededor de su eje longitudinal. Si la
acción a realizar es la rotación de la palma de la mano hacia arriba, se dice que son
supinadores, mientras que se denominan pronadores a los que hacen que la palma de la
mano se coloque hacia abajo.
Los músculos elevadores y depresores, elevan y bajan, mientras que esfínteres y
dilatadores, comprimen y dilatan, respectivamente.
321
B io l o g ía
El movimiento se basa en el funcionamiento integral y
gs d
articulaciones y los músculos. El aparato locomotor utiliza las leyes físicas
una f0rma
precisa y perfecta.
Uno de los sistemas más claramente utilizados es el sistema de p
tres géneros que definen estos movimientos:
Palanca de primer género. El punto de apoyo se encuentra e^ ^ la ^ ba|ancín
fuerza y la resistencia. Es el mismo movimiento que se e ec u
. atr¿s /a\
y lo practicamos cuando movemos la cabeza hacia ade an e y
afirmar con la cabeza).
Palanca de segundo género. En este caso el peso o resistencia se sitúa e
la potencia y el punto de apoyo, por ejemplo, la posición del pie cuan
t
ponemos de puntillas.
Palanca de tercer género. Movimiento realizado cuando fortalecemos los bíceps.
La fuerza se aplica entre el peso y el punto de apoyo que es el cuerpo.
1.4.4 Funciones de los músculos
•'
Dar movimiento
Almacenar glucógeno
Producir calor.
Sostener el cuerpo.
La función de los músculos está directamente relacionada con su situación anatómica.
Los m úsculos de la cabeza se dividen en dos grandes grupos: m a s tic a d o re s
(temporales, maseteros y pterigoideos) y los músculos cutáneos: occipital y frontal, que
participan en el fruncido del ceño; el orbicular de los párpados que abre y cierra el ojo y el
superciliar, que baja las cejas. La nariz posee 4 haces musculares y la boca 11 músculos
como el orbicular de los labios que por contracción cierra la boca.
Los músculos del cuello más importantes son el estemocleidomastoideo (insertado
en esternón, clavícula y apófisis mastoide del temporal), que permite flexión anterior v
lateral de la cabeza, los de la región hioidea (8) que intervienen en la deglución
Los músculos del tronco en su parte posterior se dividen en varios om n n * i ^
superficiales, el trapecio (sostiene cabeza y levanta los hombros) v el d o rs a l anr - h l
,
el brazo hacia dentro y hacia atrás, son antagonistas de los pectorales? nZ ° ^
3230
romboides y serratos, mas profundos. Los ¡ntertransversos eso noSo' ?nt
3 '° S
coxígeos refuerzan las articulaciones vertebrales.
’
mterespinosos y
Los músculos del tórax más importantes son inc
.
los brazos al tronco y levantan tórax y costillas), los serratos v In« T (
tan y ^ e x im a n
separa el tórax del abdomen.
'ntercostales. El diafragma
Los músculos del abdomen más importantes son p>i
^ ,
con cart,lagos costales permitiendo la flexión anterior del tranrn\ f abdomen (u"e pubis
las ultimas costillas con la pelvis.
tronco) y |os oblicuos, que unen
322
C
entro
P r e u n iv e r s it a r io
UNMSM
Los m ú sculos del brazo se ordenen en dos planos, anterior y posterior,, formando
grupos antagónicos. En la región anterior, el más conocido es el bíceps braquial, mientras
que en la región se sitúa su antagónico, el tríceps braquial. Ambos se insertan en húmero
y omóplato por arriba, y en cúbito y radio por debajo. Al contraer el bíceps, el antebrazo se
flexiona. Al extender el antebrazo, el tríceps es el que se contrae
Los m ú scu lo s del antebrazo, más de veinte, entre el codo y la muñeca, siendo los
más conocidos los supinadores, que colocan la palma de la mano hacia arriba y hacia
adelante, y los pronadores que la colocan hacia abajo y hacia atrás. También son importantes
los flexores de los dedos.
Los m ú sculos de la m ano son 37, aunque en la propia mano solo se hallan cerca
de veinte. Son cortos y unidos a los huesos por los tendones. Los demás proceden del
antebrazo.
Los m úsculos de la pelvis relacionan los huesos coxales con el fémur de la pierna.
Los glúteos cubren la cintura pélvica, forman las nalgas y permiten adoptar la posture
erguida.
Los m úsculos del m uslo son 11. En su cara anterior se hallan el sartorio (músculo
más largo del cuerpo que une la espina iliaca anterosuperior y la cara interna de'la tibia,
permitiendo a la cadera flexión, abducción y rotación y a la rodilla flexión y rotación interna)
y el cuadríceps crural (se inserta por arriba en la pelvis y el fémur, por abajo en la rótula y
tibia, permitiendo la extensión de la pierna). En la cara anterior del muslo destaca el bíceps
femoral (se origina en isquion y fém ur-y termina en el peroné, siendo antagónico del
cuadríceps, es decir, permite la flexión de la pierna).
Los m úsculos de !a pierna son 14, situándose en su parte posterior los gemelos
(se originan en fémur y terminan en el calcáneo del pie a través del tendón de Aquiles) y el
soleo, que permiten a la persona ponerse en puntas de pie.
Los m úsculos del píe son más de treinta, e involucran a 26 huesos y más de un
centenar de ligamentos. Se encuentran entre los metatarsianos y también en la planta del
pie. Algunos vienen de la parte inferior de la pierna. Permiten la flexión y extensión de los
dedos. Mantienen el equilibrio del cuerpo y lo proyectan hacia delante. Un ejemplo de la
complejidad del movimiento que involucra a estas estructuras es el hecho de que cada
paso dado por la persona incluye 23 acciones sucesivas, musculares, óseas y articulares,
que se llevan a cabo* en medio segundo.
323
B
io l o g ìa
Músculo occipito frontal
Músculo temporo parietal
Músculo masetero
Músculo buccinador
Músculo orbicular de los ojos
Músculo orbicular de la boca
Músculo esternocleidomastoideo
Clavícula
Músculo deltoides
Músculo pectoral mayor
Músculo pectoral mayor
Músculo deltoides
Músculo bíceps braquial
Músculo bíceps braquial
Músculo serrato anterior
Músculo oblicuo externo
del abdomen
Músculo braquiorradial
Músculo recto anterior
del abdomen
Músculo flexor radial del carpo
Músculo flexor superficial
de los dedos
Músculo Iliopsoas
Músculo flexor cubital del carpo
Músculo sartorio
Tendones de los músculos
flexores de los dedos
Músculo adductor largo
Músculo cuadríceps
Músculo grácil
Rótula----- —p
Tendón rotuliano — —4 * /
,'vj l./-'
Músculo tibial anterior
Músculo gastrocnemio
Músculo soleo
Músculos extensores de los dedos
Tendones de los músculos
extensores de los dedos
VISTAANTERIOR
Fig. 19.25 Vista anterior de los m úsculos del cuerpo hum ano
*
*
k
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
324
UNMSM
*
ifl
%
Musculo occipito frontal
Músculo temporo parietal
Músculo occipitofrontal
Músculo esternocleidomastoideo
Músculo trapecio
Músculo trapecio
Músculo deltoides
Músculo deltoides
Músculo redondo mayor
Músculo tríceps braquial
Músculo dorsal ancho
Músculo extensor
radial largo del carpo
Músculo flexor cubital del carpo
Músculo extensor
radial corto del carpo
Músculo extensor de los dedos
Músculo extensor del V dedo
Músculo gluteo mayor
Musculo semitendido
Músculo vasto lateral
Músculo semimembranoso
Tendones de los músculos
extensores de los dedos
Músculo grácil
Rombo poplíteo
Músculo bíceps femoral
Músculo gastrocnemio
Musculo soleo
Músculo peroneo largo
Músculo peroneo largo
Tendón de aquiles
Hueso calcáneo
VISTA POSTERIOR
Fig. 19.26 Vista posterior de los músculos del cuerpo
*
325
B io l o g ìa
Músculo
occipitofrontal
Músculo
temporo parietal
Músculo
orbicular
de los ojos
Músculo S*.
orbicular
de la boca
Músculo
esternocleidomastoideo
VISTA LATERAL
Fig. 7.21 Vista lateral de los músculos de la cabeza
Músculo occipito frontal
Músculo temporo parietal
Músculo orbicular de los ojos
Músculo masetero
Músculo orbicular de la boca
Músculo buccinador
Músculo
esternocleidomastoideo
Clavícula
VISTA ANTERIOR
Fig. 19.27 Vista anterior de músculos de cabeza y cuello
C e n t r o P r e u n iv e r s it a r io
326
Músculo
esternocleidomastoideo
Clavícula
Músculo deltoides
Músculo pectoral
mayor
Músculo bíceps
braquial
Músculo serrato
anterior
__ Músculo oblicuo
externo del abdomen
Músculo recto
anterior del abdomen
VISTA ANTERIOR
Fig. 19.28 Vista anterior de músculos de hombro y tórax
UNMSM
..............
327
B io l o g ìa
Músculo
esternocleidomastoideo
Músculo deltoides
Músculo deltoides
Músculo redondo mayor
Músculo Dorsal ancho
v is t a p o s t e r i o r
Fig. 19.29 Vista posterior de músculos de hombro y tórax
C e n tr o P r e u n iv e r s it a r io
328
Músculo pectoral
mayor
Músculo deltoides
Músculo bíceps braquial
Músculo braquiorradial
Músculo flexor
radial del carpo
Músculo flexor
superficial de los dedos
Músculo flexor
cubital del carpo
Tendones de los músculos
flexores de los dedos
VISTAANTERIOR
Fig. 19.30 Vista anterior de músculos de brazo y mano
UNMSM
329
B iología
Músculo trapecio
— Músculo deltoides
Músculo dorsal ancho
Músculo tríceps braquial
Tendón del músculo tríceps braquial
Tendón extensor radial largo del carpo
Tendón extensor radial corto del carpo
Músculo flexor cubital del carpo
úsculo extensor de los dedos
Músculo extensor del quinto dedo
Tendones de los músculos extensores
de los dedos
VJ\
V 1 'v f \
VISTA POSTERIOR
Fig. 19.31 Vista posterior de músculos de brazo y mano
C entr o
P reuniversitario
UNMSM
330
Músculo Iliopsoas
Músculo sartorio
Músculo aductor
largo
Músculo grácil
Músculo cuadríceps
Rótula
Tendón
rotuliano
Músculo tibial anterior
Músculo
gastrocnemio
Músculo soleo
Músculo extensores
de los dedos !
Tendones de
los músculos
VISTA ANTERIOR
Fig. 19.32 Vista anterior de músculos de la pierna
B io lo g ìa
Músculo glúteo
Músculo
semitendinoso
Músculo
semimembranoso
Músculo vasto
lateral
Músculo bíceps
femoral
Músculo grácil
Rombo poplíteo
Músculo
gastrocnemio
Músculo
soleo
Músculo
peroneo
largo
Tendón de Aquiles
Hueso calcáneo
VISTA POSTERIOR
Fig. 19.33 Vista posterior de músculos de la pierna
C entro P reuniversitario
UNMSM
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