UNIDAD 3 Estructura, Organización y Funcionamiento del
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3 44 3.Estructura, Organización y Funcionamiento del Cuerpo Humano A partir del estudio de esta unidad el estudiante identificará la estructura, organización y funcionamiento del cuerpo humano así como los aspectos generales de la fisiología de las membranas biológicas. También relacionará la compartimentalización y composición de los fluidos del organismo para mantener la homeostasis y adquirirá los conocimientos generales de la anatomía descriptiva humana y comprenderá la función de los tejidos, órganos y sistemas del organismo humano. Propósitos de formación A partir del estudio de esta unidad usted podrá identificar la estructura, organización y funcionamiento del cuerpo humano. Criterios de evaluación Para un adecuado desempeño en esta unidad se espera que usted: • Identifique los aspectos generales de la fisiología de las membranas biológicas. • Relacione la compartimentalización y composición de los fluidos del organismo para mantener la homeostasis. • Adquiera los conocimientos generales de la anatomía descriptiva humana. • Adquiera los conocimientos generales sobre la función de los tejidos, órganos y sistemas del organismo humano. Módulo Fundamentación en Biociencias Contenidos Sesión 10. Aspectos generales de la fisiología de las membranas biológicas. Estructura y función de las membranas celulares Para el futuro profesional en la Tecnología de Regencia en Farmacia es de vital importancia conocer cómo las membranas biológicas participan en la homeostasis celular. La estructura y función de las células de nuestro organismo dependen en forma importante de las membranas que separan el interior de la célula de su entorno. En 1972, Jonathan Singer y Garth Nicolson plantearon el modelo del mosaico fluido para la estructura de las membranas, las cuales separan a la célula del medio ambiente y constan de una doble capa de lípidos anfipáticos y proteínas (Grafica 19). A su vez, muchas membranas presentan, en la cara externa, carbohidratos adheridos a los lípidos y a las proteínas. Estos complejos son responsables de muchas funciones especializadas en la célula, por ejemplo, actúan como receptores que responden a señales externas. La composición y las funciones de las membranas se basan en las propiedades de los lípidos y las proteínas que las conforman. La fluidez de las membranas obedece a su contenido de lípidos que, al poseer dobles enlaces, causan alteraciones en el estado semicristalino de la membrana, entre estos lípidos tenemos el colesterol que incide en su fluidez y asó como por la temperatura del medio. Otro componente importante de las membranas son las proteínas que se integran y se extienden a través de la doble capa lipídica. Sin embargo existe otras que se ubican tanto en la capa externa como interna exclusivamente desempeñando diversas funciones como receptores para mensajeros químicos de otras células y, en algunos casos, ayudan a mover sustancias a través de la membrana, es decir, tienen una función de transporte. 45 Módulo Fundamentación en Biociencias Grafica 25. Estructura de la membrana celular. Modelo del Mosaico fluido Tomado de: http://cienciasemillas.galeon.com/aficiones656183.html Sesión 11. Procesos de transporte Como se estudió en la sesión 10, la membrana celular es semipermeable, es decir, pequeñas moléculas que no tienen carga como el agua, el glicerol, el amoniaco, la urea y algunos gases la pueden atravesarla por libre difusión, mientras que otras moléculas como los azúcares no pueden pasar fácilmente, es impermeable a estos compuestos; para poder ingresarlos la célula posee varios tipos de transporte que estudiaremos a continuación los cuales son esenciales para la vida y la comunicación de las células y que se describen a continuación: Transporte activo y pasivo Difusión libre: Es la tendencia de las partículas de cualquier sustancia a separarse espontáneamente de un lugar más concentrado a uno menos concentrado para lo cual no se requiere ningún trabajo y es debido al movimiento de los átomos y las moléculas al azar. 46 Difusión facilitada: Cuando el transporte por difusión es facilitado por las proteínas que integran la membrana. Tal es el caso de los canales proteicos que tienen una abertura polar por donde pueden ingresar iones y otros compuestos hidrofílicos, por ejemplo, los canales iónicos y las porinas. Por otro lado existen las proteínas transportadoras o permeasas que reconocen la molécula que deben transportar uniéndose a ella y que provocan un cambio conformacional para que puedan atravesar la membrana, las anteriores formas de transporte siempre siguen un gradiente de concentración denominado ósmosis. Transportadores transmembrana Existen tres tipos de procesos de transporte que se basan en el número de partículas transportadas y en la dirección del transporte. Módulo Fundamentación en Biociencias Uniporte: Cuando pasa un solo ion o una sola molécula con la ayuda de un canal iónico, como es el caso de la glucosa en las células hepáticas. Sinporte: Cuando se realiza el transporte simultaneo de dos compuestos diferentes, por ejemplo, el transporte de la glucosa junto con los iones sodio en las células epiteliales del intestino. Antiporte: Este es un proceso eléctricamente neutro como ocurre, por ejemplo, en la membrana eritrocitos al intercambiarse desde el interior de la membrana HCO3- contra el Cl-. Sesión 12. Compartimentalización y composición de los fluidos del organismo para mantener la homeostasis. Los líquidos corporales están distribuidos principalmente en dos grandes compartimientos el líquido extracelular y el líquido intracelular. Líquido intracelular: Constituye el 40% aproximadamente del peso total del cuerpo de una persona de 50 Kg. Esto es 28 de los 42 litros de líquido del cuerpo. Líquido extracelular: El líquido extracelular, a su vez, se divide en líquido intersticial y plasma sanguíneo. Adicionalmente existe un pequeño compartimiento de líquido comprendido en el espacio sinovial, peritoneal, pericárdico, intraocular y líquido cefalorraquídeo, denominado líquido transcelular. Los dos mayores compartimientos de líquido extracelular son el líquido intersticial (¾ partes de líquido extracelular) y el plasma (1/4 de líquido extracelular ó 3 litros). 47 El plasma es la porción de sangre que no contiene células. El líquido intersticial está en constante intercambio a través de los poros de las membranas de los capilares. Los otros elementos importantes son los cationes y los aniones. Cationes como el sodio y aniones, como el cloro y el bicarbonato, están aumentados en el líquido extracelular. A su vez, cationes como el potasio y aniones como el PO4 y las proteínas se encuentran en mayor proporción en el líquido intracelular. Módulo Constituyentes de los líquidos extracelular e intracelular La composición iónica del plasma y de los líquidos intersticiales es muy parecida. Esto se debe a que únicamente están separados por membranas en los capilares, que son muy permeables. La principal diferencia entre estos dos compartimientos, como se expresó anteriormente, son los niveles de proteínas que en el plasma se encuentran en una mayor concentración. Fundamentación en Biociencias Los líquidos extracelulares e intersticiales tienen más o menos la misma composición a excepción del plasma, donde las proteínas están más concentradas. Actividad de aprendizaje No. 9 Apreciado estudiante: Recuerde que debe estar atento a la actividad de aprendizaje propuesta por sus docentes. Dependiendo de las indicaciones de su docente, existen unas fechas establecidas y un medio indicado para el envío de la actividad. Muchos éxitos con la realización de esta actividad!! Anotaciones: Módulo Fundamentación en Biociencias 48 Sesión 13. Conocimientos generales de la histología y anatomía descriptiva humana En la sesión 2, se estudió la célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos. Cuando las células se organizan en grupos y se especializan llegan a formar los tejidos, órganos y sistemas. En este segmento realizaremos un recorrido por la “Histología” que el estudio de los diferentes tipos de tejidos que conforman el cuerpo humano: los epiteliales, el conjuntivo, el adiposo, el cartilaginoso, el tejido óseo y el tejido nervioso. Tejido epitelial Está constituido generalmente por células de formas poliédricas, planas o prismáticas que están asociadas. Entre ellas existe escasa materia intercelular. Dentro de sus características se resalta la cohesión que poseen sus células, aspecto que le confiere la capacidad de formar capas celulares continuas que revisten las superficies y cavidades del cuerpo, permitiéndole desempeñar diversas funciones como: Tejido conjuntivo Este tejido cumple las funciones de sostén, relleno, defensa y nutrición, como es el caso de las cápsulas que rodean los órganos y la red interna que soporta las células. También contribuye a la defensa del organismo al poseer células productoras de anticuerpos y células fagocíticas. Morfológicamente presenta diversos tipos de células separadas por una gran cantidad de material intercelular que es producido por ellas. El material intercelular está compuesto por las fibras conjuntivas y la sustancia fundamental amorfa, a su vez rodeadas por un líquido denominado plasma intersticial. Las fibras del tejido conjuntivo son de tres tipos: • Colágenas le otorgan a los tejidos mayor firmeza. • Elásticas se ubican principalmente en fibroblastos formando parte de la dermis y la cápsula de órganos • Reticulares están compuestas por colágeno de tipo III y dan un aspecto de entramado de red tipo malla. Tejido adiposo Se caracteriza por agruparse y almacenar grasas neutras. Dentro de sus funciones más importantes están la de suministrar energía, aislamiento térmico y mantener los órganos en su posición normal. Este tejido se localiza por debajo de la piel moldeando la superficie corporal y crea almohadillas 49 Fundamentación en Biociencias Revestimiento de superficies, por ejemplo: la epidermis. Revestimiento y absorción agua y otras moléculas, por ejemplo: el epitelio del intestino. Secreción, por ejemplo: en las distintas glándulas del cuerpo. Función sensitiva que es propia de los neuroepitelios. Transporte de materiales, por ejemplo: el epitelio bronquial. Módulo • • • • • en las manos y pies. Existen dos tipos de tejido adiposo, que se diferencian por su localización, color, inervación, vascularización y funciones. • Tejido adiposo común • Tejido adiposo pardo Tejido cartilaginoso Se conoce comúnmente como cartílago. Morfológicamente presenta una superficie ligeramente elástica y lisa lo cual permite su desplazamiento. Es de consistencia rígida, pero con menor resistencia que el tejido óseo. Dentro de sus funciones está la de soporte y revestimiento de las articulaciones facilitando los movimientos. 50 Su unidad estructural es el condrocito rodeado de una matriz que está constituida por colágeno y elastina asociada a glucosaminoglicanos, los cuales se unen a proteínas y forman los proteoglicanos de gran viscosidad y de elevado peso molecular que se unen a la matriz de colágeno. Los proteoglicanos le dan rigidez al cartílago y las fibras elásticas y de colágeno son flexibles. El tejido cartilaginoso no posee vasos sanguíneos, por lo cual es nutrido por capilares del tejido conjuntivo que lo rodean o a través del líquido sinovial de las cavidades articulares. Existen tres tipos de cartílago y se clasifican de acuerdo con la abundancia y el tipo de fibra presente en la matriz: Módulo Fundamentación en Biociencias • Cartílago hialino. Contiene una cantidad moderada de fibras de colágeno. • Cartílago elástico. Contiene fibras de colágeno y abundantes fibras de elastina. • Cartílago fibroso. Contiene una gran cantidad de fibras de colágeno. Tejido óseo Es un tejido resistente y es el principal componente del esqueleto, dándole soporte a las partes blandas y protegiendo los órganos vitales como el cerebro, la medula ósea, la caja torácica, entre otros. Todos los huesos están revestidos interna y externamente por las membranas conjuntivas, el periostio y el endostio. Por otro parte, el tejido óseo está constituido por células y una matriz intercelular. Las células son: • Los osteocitos. Se sitúan en cavidades en el interior de la matriz. • Los osteoblastos. Se encargan de producir la parte orgánica de la matriz. • Los osteoclastos. Son células gigantes que tienen como función la resorción del tejido óseo y participan activamente en la remodelación de los huesos. Los canalículos son importantes en el tejido óseo porque gracias a ellos se realiza la nutrición de los osteocitos, comunicándolos con la superficie interna y externa del hueso y con los canales vasculares de la matriz. Tejido nervioso El tejido nervioso está disperso por el organismo. Se entrelaza de tal manera que se crea una gran red de comunicaciones que le permiten realizar funciones como: transmitir y analizar informaciones generadas por los estímulos sensoriales (calor, luz, energía mecánica, etc.) y es quien organiza y coordina de manera directa o indirecta todas las funciones del organismo (funciones motoras, endocrinas, viscerales y psíquicas). El tejido nervioso está formado por dos componentes: • Las neuronas • Células de la glía o neuroglía La función de las neuronas y sus partes se estudiara con mayor énfasis en cuanto se abarque el estudio del sistema nervioso central. Tejido muscular Las células musculares son capaces de generar movimientos al contraerse bajo estímulos adecuados y luego relajarse. Actúa como sistema de amarre y acopla la tracción de las células musculares para que puedan operar en conjunto. Entre los tejidos musculares se encuentran: 51 Muchos éxitos con la realización de esta actividad!! Anotaciones: Módulo Actividad de aprendizaje No. 10. Apreciado estudiante: Recuerde que debe estar atento a la actividad de aprendizaje propuesta por sus docentes. Dependiendo de las indicaciones de su docente, existen unas fechas establecidas y un medio indicado para el envío de la actividad. Fundamentación en Biociencias • Tejido muscular esquelético • Tejido muscular cardíaco • Tejido muscular liso Sesión 14. Fisiología y anatomía El estudiante de regencia en farmacia debe comprender la anatomía y fisiología humana ya que son complementarias en futuros cursos. La anatomía (del griego ana = repetir y tonos = cortar) estudia la estructura y morfología del cuerpo humano. La fisiología, por lo contrario, se aplica al estudio de la dinámica del cuerpo en el funcionamiento de cada uno de sus órganos, sistemas y aparatos. Para comprender este sesión abordaremos generalidades de la osteología (estudio de los huesos), miología (de los músculos), esplacnología (de las vísceras), angiología (estudio del sistema circulatorio), neurología (estudio del sistema nervioso) y estesiología (o estudio de los órganos de los sentidos). 52 Por último estudiaremos el aparato locomotor que constituye el soporte del cuerpo y del resto de los órganos. Está conformado por los huesos que dan sostén, las articulaciones que dan movilidad a las uniones de los diferentes huesos y músculos entre sí o pueden cumplir la función de fijación, como es el caso de los huesos del cráneo que están firmemente unidos para proteger el cerebro. Por último tenemos a los músculos, que son los responsables principales de la movilidad y de la elasticidad. Sistema óseo El esqueleto es el conjunto de piezas duras y resistentes que forman el armazón del cuerpo. Pero algunos huesos también tienen la misión de proteger, como los del cráneo que encierran la masa encefálica y la columna vertebral, que contiene a la medula espinal o contribuyen como órganos pasivos del movimiento estimulado por los músculos y tendones. Para su clasificación el esqueleto humano se ha dividido en tres partes: • Huesos del cráneo • Huesos de la cara • Hueso de región hioidea Módulo Fundamentación en Biociencias Parte 1. Huesos de la cabeza y el cuello (grafica 26) Grafica 26. Huesos de la cabeza y el cuello Tomado del banco de imágenes de España http://recursostic.educacion.es/bancoimagenes/web/ Parte 2. Huesos del tronco • Huesos de la caja torácica • Huesos de la columna vertebral • Huesos de la pelvis Parte 3. Huesos de los miembros • Huesos del miembro superior • Huesos del miembro inferior Sistema articular Los huesos se hallan unidos entre sí gracias a las articulaciones. Las articulaciones de cada grupo de huesos tienen una característica única, pero para su estudio se han agrupado en características comunes. Las articulaciones suelen desempeñar diferentes funciones o simultáneamente una articulación puede desempeñar varias funciones, por lo cual estas funciones se han clasificado en tres grupos: 53 • Puntos apoyo y movilidad de la mecánica esquelética. • Zonas de crecimiento de los huesos. • Superficie de fijación de huesos entre sí, para formar conjuntos elásticos. Tipos de articulaciones Existen diferentes tipos de articulaciones caracterizadas por su desarrollo y origen, como es el caso de la sinartrosis, anfiartrosis, diartrosis. Anfiartrosis: Son articulaciones intermedias entre las dos anteriores, como es el caso de la columna vertebral. Sistema muscular Corresponde a la parte activa del aparato, cuya función permite la dinámica del cuerpo humano, a su vez también su estática; ya que gracias a los músculos se realizan los diversos movimientos del esqueleto y se mantienen unidas todas sus piezas en la posición normal. La unidad elemental de los músculos es la fibra o célula muscular estriada, que se deriva de una célula llamada mioblasto. La membrana que la delimita se llama sarcolema y su citoplasma, Módulo Diartrosis: Cuando la evolución de una zona de tejido intermedio (conjuntivo, cartilaginoso u óseo) provoca la formación de una hendidura, que se denomina cavidad articular, acompañada de una zona periférica que se convierte en un manguito fibroso o cápsula articular. Son características de las articulaciones de movimientos amplios, como es el caso del codo y la rodilla. Fundamentación en Biociencias Sinartrosis: Cuando el tejido óseo de los huesos vecinos se une fuertemente sin posibilidad alguna de movimiento, como es el caso de los huesos del cráneo. sarcoplasma. Esta célula se caracteriza porque tiene una gran cantidad de mitocondrias, quienes aportan la energía necesaria para la contracción muscular. Además de la musculatura esquelética, que se puede contraer voluntariamente, existe el músculo cardiaco de activación autónoma y la musculatura lisa que también trabaja involuntariamente. En todas las fibras musculares la contracción se produce por la acción conjunta de dos proteínas, la actina y la miosina. La miosina es la proteína más importante de las miofibrillas (65%). Está formada por dos cadenas polipeptídicas pesadas idénticas y cuatro cadenas livianas. La actina es el elemento más importante de los filamentos delgados (20 al 25%) de la proteína muscular. 54 Las fibras musculares unidas entre sí por varias capas de tejidos conjuntivos dan origen a los fascículos musculares de tercer orden. La unión de varios de estos da origen al segundo orden y, por último, al músculo formado por varios fascículos musculares de primer orden que se acompañan de tendones. Clasificación de los músculos De acuerdo a la clasificación que hemos realizado de los huesos se distinguen los siguientes grupos musculares. Módulo Fundamentación en Biociencias Parte 1. Músculos de la cabeza y el cuello • Músculos del primer arco mandibular • Músculos del segundo arco hioideo • Músculos de cuello Parte 2. Músculos del tronco • Músculos del tórax • Músculos del diafragma • Músculos abdominales • Músculos de la cintura pélvica • Músculos dorsales del tronco Parte 3. Músculos de los miembros • Músculos del miembro superior (del aparato tronco escapular y los músculos largos y cortos de la mano y dedos) • Músculos del miembro inferior (del muslo y los músculos largos y cortos del pie y los dedos) Fisiología del aparato locomotor El músculo se une por sus extremos tendinosos a los puntos de inserción ósea con la finalidad de poder realizar la contracción, es decir, ejercer una fuerza de tensión que tiende a acortar la distancia entre las inserciones; pero nada de esto es posible sin el impulso nervioso que llega a través de estas fibras nerviosas y que inervan una multitud de fibras musculares, es decir, la contracción muscular en todos sus aspectos depende del control ejercido y regulador de los centros nerviosos que determinan el grado de contracción muscular y el tipo de movimiento. En este momento es importante preguntarnos ¿De qué depende la contracción de un músculo?, la respuesta radica en la amplitud y la energía de contracción del músculo que a su vez depende de la cantidad de fibras musculares que entren en actividad y, en un segundo plano, se puede observar que la excitación y la eficacia de movimientos se logra gracias a la coordinación entre las contracciones de los grupos de músculos que intervienen. Aparato circulatorio La angiología es el estudio de los órganos encargados de la circulación y de los distintos componentes líquidos, como la sangre, la linfa y el quilo. La sangre: Es el medio líquido por donde se transportan los nutrientes y el oxígeno, como también productos de desecho del metabolismo celular. Esto se logra gracias a la circulación sanguínea que se realiza de la siguiente forma: la sangre del corazón va por las arterias a los diferentes capilares ubicados en todos los tejidos, y de estos, por medio de las venas, retorna nuevamente al corazón. No debemos olvidar que la sangre ha realizado previamente un gran recorrido por sistemas como el digestivo, el urinario y los pulmones, entre otros. 55 El corazón: Es un músculo que se encarga de impulsar la sangre con la presión suficiente para que circule a través de los vasos sanguíneos y de esta forma llegar a todas del cuerpo. Está formado por cuatro cavidades, dos aurículas y dos ventrículos. A su vez, el corazón tiene dos movimientos o latidos cardiacos que son necesarios para impulsar la sangre por todo el sistema circulatorio: la sístole (contracción del corazón) y la diástole (dilatación del corazón). Vasos sanguíneos: Son conductos de diferente calibre (gruesos y delgados) cuya función es transportar la sangre. Se dividen en arterias, que nacen en los ventrículos y son las encargadas de transportar la sangre oxigenada. Se caracterizan por ser de paredes resistentes y gruesas. Las arterias principales son: la aorta y la pulmonar, y su tamaño va disminuyendo a arteriolas y sistema capilar. Existen arterias especializadas para nutrir ciertas partes del cuerpo (grafica 27). Módulo A demás de la función de transporte de nutrientes, la sangre es la responsable de mantener la homeostasis gracias a la distribución equilibrada del agua entre el sistema circulatorio, las células (espacio intracelular) y el espacio extracelular. Otra función importante es la de mantener el equilibrio ácido base, en conjunto con otros órganos como los pulmones, el hígado y los riñones. Los glóbulos blancos que se encuentran en la sangre son los encargados de la defensa frente a diferentes microorganismos. Otro componente importante son los anticuerpos que por ella circulan. Para evitar pérdidas de sangre cuando ocurre un daño vascular actúan las plaquetas (coagulación sanguínea o hemostasia). Fundamentación en Biociencias La sangre representa cerca del 8% del peso corporal y está formada por células como los glóbulos blancos, los glóbulos rojos y las plaquetas. Esta fracción de elementos celulares en el volumen total se denomina hematocrito y en una persona de 70 kg equivale al 45%. El otro componente se denominada el plasma sanguíneo, que es una solución acuosa donde están disueltos los elementos formes. Las principales son: • Las carótidas: a la cabeza. • Subclavias: a los brazos. • Mesentéricas: al intestino. • Hepática: al hígado. • Renales: a los riñones. • Ilíacas: a las piernas. • Esplénica: al bazo. 56 Módulo Fundamentación en Biociencias Grafica 27. Aparato circulatorio arterial y venoso. Tomado de: http://fotosdibujosimagenesvideos.blogspot.com/2010/07/imagenes-dibujos-del-aparato.html Las venas: Son los vasos que llegan a las aurículas y transportan CO2. Otra característica importante es que, a diferencia de las arterias, son menos elásticas y tienen unas válvulas que impiden que la sangre descienda o se regrese por su peso. Su grosor también varía desde las minúsculas vénulas, venas, hasta las de mayor grosor llamadas venas cavas, que entran por el lado derecho del corazón. Las principales venas son y vienen de: • • • • Cava superior: de la cabeza. Subclavias: miembros superiores. La vena coronaria rodea al corazón. Cava inferior: piernas, riñones, hígado. Actividad de aprendizaje No. 11 Apreciado estudiante: Recuerde que debe estar atento a la actividad de aprendizaje propuesta por sus docentes. Dependiendo de las indicaciones de su docente, existen unas fechas establecidas y un medio indicado para el envío de la actividad. Muchos éxitos con la realización de esta actividad!! Anotaciones: 57 Sistema linfático Es el encargado de llevar la linfa desde los diferentes órganos del cuerpo y tejidos hasta el sistema venoso. Debemos distinguir entre los vasos linfáticos y los ganglios linfáticos ya que los vasos linfáticos desembocan en los ganglios linfáticos. La parte conductora empieza en la nariz y como órgano accesorio está la boca, sigue con la cavidad nasal, faringe, laringe, tráquea y bronquios. La parte respiratoria la constituyen los pulmones, los cuales están en una membrana denominada pleura. Los pulmones son dos sacos esponjosos y elásticos que descansan sobre el diafragma. Dentro de la fisiología respiratoria existen dos movimientos durante los cuales varían el volumen de aire y son la inspiración y la espiración. La capacidad de los pulmones es de 3 y medio litros. Anatómicamente el pulmón derecho presenta tres lóbulos separados por una cisura y el pulmón izquierdo presenta dos lóbulos y es más pequeño. Módulo El aparato respiratorio consta de dos partes: una conductora del aire y otra la respiratoria (grafica 28). Fundamentación en Biociencias Aparato respiratorio La respiración es el proceso por el cual ingresa aire que contiene oxígeno (02) a nuestro organismo y expulsamos de él aire rico en dióxido de carbono (CO2). Como ya lo estudiamos en una sesión anterior, aplicando la regla del tres un ser vivo puede estar varios días sin comer, dormir o tomar agua, pero no puede dejar de respirar más de tres minutos. Esto demuestra la importancia de la respiración para nuestra vida. 58 Grafica 28. Sistema respiratorio http://bibliotecadeinvestigaciones.wordpress.com/biologia/sistemas-y-aparatos-del-cuerpo-humano/sistema-respiratorio/ Fundamentación en Biociencias Aparato digestivo También conocido como tubo digestivo, está formado por la boca, faringe, esófago, estómago, intestino delgado, intestino grueso y ano. Anexos a estos se encuentran varios órganos glandulares, como las glándulas salivales, el hígado y el páncreas que vierten sus secreciones o jugos digestivos en diferentes porciones del mismo durante la digestión. La fisiología de la digestión comprende una serie de fenómenos que suceden desde la ingestión de los alimentos por la boca y cada una de las diferentes transformaciones (degradación fermentativa) generadas por las glándulas anexas hasta la absorción de los nutrientes en el intestino delgado. Módulo Intercambio gaseoso y transporte de gases La respiración significa captación de oxígeno y liberación de anhídrido carbónico. Este fenómeno de oxidación ocurre en el interior de las células (cadena respiratoria). El intercambio de gases se denomina respiración interna. La sangre venosa llega al pulmón con menos oxígeno del que corresponde a la presión atmosférica, fenómeno que permite que el oxígeno se difunda rápidamente desde el aire alveolar a la sangre. La presión parcial de CO2 en los alveolos es más baja que en la sangre venosa y por tal motivo el CO2 escapa de la sangre venosa al aire del alveolo pulmonar. Como se puede apreciar este intercambio de gases de la sangre que va desde el pulmón a la aurícula izquierda (sangre arterial) tiene la composición adecuada para garantizar el intercambio de gases propios de la respiración interna. Aparato urogenital El aparato urogenital consta de dos partes: la secretora (riñones) y la excretora (cálices, pelvis renal, uréteres, vejiga urinaria y uretra). Anatómicamente los riñones se hallan localizados en la región lumbar a cada lado de la columna vertebral y a juntos llegan dos grandes vasos abdominales: la vena cava inferior a la derecha y la aorta a la izquierda. A su vez, la vejiga y la uretra se alojan en la pelvis. El riñón tiene varias funciones fisiológicas importantes como: la excreción del agua y sustancias hidrosolubles, regulación del equilibrio ácido base (homeostasis), procesos que se encuentran bajo el control hormonal y, por último, interviene en el metabolismo intermedio, principalmente en la degradación de péptidos y aminoácidos y la gluconeogénesis. Los riñones realizan tres funciones importantes en la formación de la orina: la ultrafiltración que ocurre en el glomérulo, la reabsorción de agua y otras moléculas como la glucosa, las proteínas y electrolitos, que sucede en el túbulo proximal y el asa de Henle. La secreción de muchos compuestos sucede en los túbulos renales por medio del transporte activo. Entre los compuestos de desechos están el ácido úrico, la creatinina, hidrogeniones, potasio y algunos fármacos como la penicilina. Estos procesos se logran gracias al trabajo de la unidad funcional del riñón, el nefrón que está formada por los corpúsculos de Malpighi (cápsula de Bowman y glomérulo), túbulo proximal, el asa de Henle y el túbulo distal que se transforma en el túbulo colector; un riñón humano contiene cerca de un millón de nefrones. Sistema nervioso central Para su estudio se ha dividido en dos partes: sistema nervioso central y sistema nervioso periférico (grafica 29). 59 Módulo Fundamentación en Biociencias Sistema nervioso central (SNC): Se caracteriza por poseer la forma de un tallo largo (medula espinal) con un engrosamiento en su parte superior (encéfalo) unidos por un segmento intermedio denominado bulbo raquídeo. Se encuentra alojado en el cráneo y la columna vertebral. Grafica 29. Sistema nervioso. Tomado de: http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/3ESO/Relacor/imagenes/sist_nervioso.jpg La masa encefálica se divide en tres partes: cerebro, cerebelo e istmo del encéfalo. El neuroeje está formado por cerebro, istmo del encéfalo, cerebelo, bulbo raquídeo y médula. Este sistema está protegido por unas membranas no nerviosas denominadas meninges, las cuales constan de varias capas. La más superficial es la duramadre de naturaleza fibrosa gruesa y resistente; la segunda es la aracnoides, de consistencia cerosa y la más profunda es la piamadre de consistencia celulovascular que se adhiere al encéfalo. Sistema nervioso periférico (SNP): Lo constituyen los cordones nerviosos y nervios que parten de la medula ósea de donde se ramifican. Los nervios desempeñan una doble función porque conducen a los centros nerviosos y reciben señales desde la periferia o viceversa. Debido a esta función se han clasificado en nervios centrífugos o sensitivos y nervios centrípetos o motores. 60 Sustancia gris y sustancia blanca: En la morfología del sistema nervioso se resalta la presencia de dos sustancias: la gris y la blanca. La primera está constituida por la unión de células y fibras nerviosas. La sustancia blanca está formada por la asociación de fibras que continúan la medula espinal. Las células que conforman el sistema nervioso se denominan neuronas, las cuales son fácilmente excitables y generan señales eléctricas y en consecuencia reaccionan ante estas señales. Estructuralmente están compuestas por un cuerpo celular (soma) del cual parten numerosas prolongaciones ramificadas, las dendritas y los axones. Módulo Fundamentación en Biociencias Fisiológicamente las neuronas reciben señales a través de las dendritas y las pueden transmitir conduciéndola más lejos a través de de sus axones. Los axones, que pueden alcanzar una longitud más de un metro, están rodeados en la periferia por las células de Schwann, que los cubren con una vaina medular rica en lípidos (vaina de mielina) que les brinda una mejor aislación eléctrica. ¿Y cómo ocurre el impulso nervioso? La transferencia del impulso nervioso tiene lugar en la sinapsis, sitio donde se unen las neuronas aisladas entre sí y que adicionalmente se encargan de unir a estas con las fibras musculares. Las terminaciones nerviosas de los axones son las encargadas de almacenar los neurotransmisores, que son sustancias químicas que sirven de señales y que son liberados por los impulsos eléctricos logrando de esta forma excitar las neuronas vecinas. Químicamente las células nerviosas están conformadas por un alto contenido de lípidos como fosfolípidos, esfingolípidos y glicolípidos en un 50%. Otras células importantes del sistema nervioso son la neuroglia que sirve para el aislamiento y la microglia que son las células fagocíticas. Sistema endocrino o humoral Junto con el sistema nervioso se encargan de regular las actividades orgánicas del cuerpo humano. Las glándulas que constituyen el sistema endocrino segregan sustancias a la sangre, entre las que se encuentran: Glándulas de secreción interna • Tiroides • Paratiroides • Hipófisis • Suprarrenales Glándulas de secreción interna y externa • Páncreas • Ovario • Testículo Estas glándulas poseen conductos secretores (secreción externa) por donde vierten su contenido las cavidades viscerales, y/o producen una secreción interna o endocrina que difunden directamente a los capilares sanguíneos y de estos a torrente circulatorio. Un ejemplo de este tipo es el páncreas. Algunas de sus células se han especializado en producir enzimas digestivas que van por el conducto de Wirsung al intestino y otras células que producen secreciones internas como la insulina que se secreta directamente a la sangre. 61 Los órganos de los sentidos están especializados en la percepción de una sola clase de sensaciones, por lo cual poseen receptores específicos que se dirigen a la corteza cerebral donde se producen las sensaciones o fenómenos de conciencia ante la excitación de los receptores sensoriales, como las fosas nasales que reciben los olores (sentido del olfato), el ojo que recibe la luz (sentido de la vista), el oído que recibe los sonidos (sentido de la audición) la lengua que percibe los sabores (sentido del gusto) y la piel que percibe las sensaciones de tacto (sentido del tacto). Módulo Los órganos de los sentidos El hombre es un ser perfecto pues recibe y capta todos los estímulos de su alrededor, desde el calor intenso hasta el frío extremo a través de la piel. Contempla la belleza de la naturaleza con sus ojos, saborea los más deliciosos platos gracias al sentido del gusto y puede captar los olores más desagradables o dulces a través del olfato, y también disfrutar de los sonidos de la naturaleza por medio de sus oídos. En la medicina el hombre los ha empleado para el diagnóstico de muchas enfermedades. En la antigua Grecia los médicos probaban la orina de sus pacientes para diagnosticar diabetes mellitus. Fundamentación en Biociencias La insulina y otras sustancias producidas por estas glándulas se llaman hormonas, las cuales tienen efectos importantes sobre el metabolismo celular.
