Sistema óseo, el esqueleto | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
El número total de huesos que posee un determinado animal varía con su edad porque muchos huesos se fusionan entre sí durante el proceso de osificación.
El número de estructuras esqueléticas diferentes en una persona es de 208 huesos cuyos tamaños oscilan desde el fémur (el hueso más largo del esqueleto) a los diminutos huesos del interior del oído (donde se halla el hueso más pequeño del esqueleto, que es el estribo en el oído medio).
Como vemos, hay varios tipos de huesos:
Largos, como los del brazo o la pierna Cortos, como los de la muñeca o las vértebras Planos, como los de la cabeza.
El cuerpo humano es una maravillosa y compleja estructura formada por varios sistemas funcionales, sostenidos o protegidos por una armazón dura compuesta de más de doscientos huesos, un centenar de articulaciones y más de 650 músculos, todo actuando coordinadamente. Gracias a la colaboración entre huesos y músculos, el cuerpo humano mantiene su postura, puede desplazarse y realizar múltiples acciones.
El conjunto de huesos y cartílagos forma el Esqueleto.
El hueso es un tejido sorprendente, ya que combina células vivas (osteocitos) y materiales inertes (sales de calcio). De esta unión, surge la fuerza, pero también la ligereza y la resistencia de los huesos. Los huesos se están renovando constantemente.
División del Sistema Óseo
Para hacer más comprensible el estudio del cuerpo humano, éste se ha dividido en: Cabeza, Tronco y Extremidades.
En el cuerpo humano existen 208 huesos:
26 en la columna vertebral
8 en el cráneo
14 en la cara
8 en el oído
1 hueso Hioides
25 en el tórax
64 en los miembros superiores
62 en los miembros inferiores
Huesos de la cabeza
La cabeza se une a la parte superior de la columna vertebral. Los huesos del cráneo son anchos curvos. Forman una fuerte bóveda que protege al cerebro.
La cabeza esta constituida por el cráneo y la cara. Es una sucesión compleja de huesos que protegen el encéfalo y a otros órganos del sistema nervioso central. También da protección a los órganos de los sentidos, a excepción del tacto que se encuentra repartido por toda la superficie de la piel.
Los huesos del cráneo son 8 y forman una caja resistente para proteger el cerebro.
Los huesos de la cara son 14. Entre ellos los más importantes son los maxilares (superior e inferior) que se utilizan en la masticación.
Huesos del Tronco
A la cabeza le sigue el tórax. Éste está formado por veinticuatro costillas.
Las costillas se unen todas por detrás a la columna vertebral. Por delante, se unen al esternón solamente veinte de ellas, mediante un tejido especial que es más blando que los huesos y que recibe el nombre de cartílago. Unidas de esta manera, las costillas forman una jaula protectora para el corazón y los pulmones.
En la parte superior del tórax, a ambos lados, se encuentran las clavículas por delante y los omóplatos por detrás.
Las clavículas se unen a la parte de arriba del esternón por uno de sus extremos. Sus otros extremos se unen a los omóplatos, formando los hombros, donde nacen los brazos.
La clavícula y el omóplato, que sirven para el apoyo de las extremidades superiores.
Las costillas protegen a los pulmones, formando la caja torácica.
Columna vertebral
La columna vertebral es el eje del esqueleto, es un pilar recio, pero flexible. Todos los huesos están unidos a ella directa o indirectamente. La columna vertebral está formada por huesos pequeños, que reciben el nombre de vértebras.
En el ser humano la columna vertebral está constituida por 33 vértebras, que son, según su número y localización:
7 cervicales (la 1ª llamada Atlas y la 2ª Axis)
12 dorsales o torácicas
5 lumbares
5 sacras (sin articulación entre ellas pues están fundidas y componen el hueso llamado Sacro)
4 coccígeas (sin articulación entre ellas pues están fundidas y componen el hueso llamado cóccix. Tampoco existe articulación entre el sacro y el cóccix; según teorías evolutivas sería la reminiscencia del rabo o cola correspondiente a otras especies animales).
Esta distribución siempre es así, salvo en las anomalías denominadas lumbarización ysacralización.
Las vértebras están perforadas en el centro, y todas juntas forman un canal protector, donde se aloja la médula espinal, que forma parte del sistema nervioso.
Los huesos de las extremidades son largos. Son órganos de sostén.
Clavícula, omóplato y húmero formando la articulación del hombro.
El húmero, en el brazo. El cúbito y el radio en el antebrazo.
El carpo, formado por 8 huesecillos de la muñeca.
Los metacarpianos en la mano. Las falanges en los dedos.
El hueso de cada muslo es el fémur. Esos dos huesos son los más largos del cuerpo.
La pelvis y el fémur, formando la articulación de la cadera. La rótula en la rodilla. La tibia y el peroné, en la pierna. El tarso, formado por 7 huesecillos del talón. El metatarso en el pie. Las falanges en los dedos.
Un conjunto de huesos que forma la pelvis (ilion, isquión y pubis), se une a la parte inferior de la columna vertebral. La pelvis sostiene los intestinos y otros órganos internos del abdomen. La parte superior de la pelvis es lo que comúnmente llamamos caderas. A ambos lados de la parte inferior de aquella nacen las piernas.
Algunas características de los huesos:
La dureza de los huesos se debe a que contienen gran cantidad de calcio. Este es proporcionado a los huesos por las células vivas que hay en el interior de ellos.
Las células que forman el tejido de los huesos obtienen el calcio de la leche y de otros alimentos, ricos en este mineral.
Los huesos están cubiertos por una sustancia mineral, pero no por eso son partes sin vida del cuerpo. Los huesos viven porque crecen. La parte viva está constituida por las células.
(Ir a Enfermedades de los huesos)
Los huesos nos sostienen
La estructura de un edificio sostiene paredes y techos y protege lo que se guarda en su interior. Del mismo modo, las funciones de los huesos en el esqueleto son múltiples:
Sostienen al organismo y protegen a los órganos delicados, a la vez que sirven de punto de inserción a los tendones de los músculos.
El interior de los huesos largos aloja la medula ósea, un tejido noble que fabrica glóbulos rojos y blancos.
Sostienen las partes blandas del cuerpo y le dan consistencia a éste.
Son el apoyo de los músculos y permiten producir los movimientos.
El esqueleto humano es, por lo tanto, la estructura o el armazón que sostiene y protege el edificio de nuestro cuerpo.
Pero no olvidar que hay una diferencia entre las piezas del armazón humano y las estructuras de un edificio: las primeras son partes vivas del cuerpo.
Las articulaciones
Los huesos se mantienen unidos por medio de las articulaciones o coyunturas. Hay articulaciones fijas, como las de los huesos del cráneo y de la cara, exceptuando la mandíbula inferior, que necesita moverse para masticar los alimentos.
Las vértebras, los huesos de las piernas y brazos están unidos mediante articulaciones movibles.
Los huesos se mantienen unidos por ligamentos. Además, hay unas glándulas que segregan un líquido parecido a la clara de huevo, que evita el roce de un hueso con otro. Ese líquido se llama sinovial, y las glándulas, bolsas sinoviales.
El aparato digestivo está formado por varios órganos:
Todos estos órganos, funcionando entrelazadamente, forman el TUBO DIGESTIVO o TRACTO DIGESTIVO.
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Sistema o aparato reproductor masculino
En la especie humana, el hombre produce los gametos masculinos o espermatozoides. Estas células trasmiten al nuevo ser la información genética aportada por el padre.
Las estructuras más importantes del sistema reproductor masculino son los testículos, el epidídimo, los conductos deferentes, la uretra, las vesículas seminales, la próstata y el pene.
Testículos
Son dos órganos cuya función es la producción de espermatozoides. Se encuentran suspendidos en un saco externo formado por la piel, denominado escroto. La función del escroto es mantener a los testículos en un medio más frío que el del interior de la cavidad abdominal. Para que los espermatozoides se produzcan normalmente se requiere de una temperatura 30°C menor que la temperatura corporal (37°C).
En el interior de los testículos existen unos 250 lóbulos o compartimentos, que contienen unos delgados tubos muy enrollados y apretados llamados túbulos seminíferos. Cada túbulo seminífero tiene un diámetro extremadamente pequeño y mide aproximadamente unos 80 centímetros de longitud. Son las estructuras específicas en que se producen los espermatozoides dentro del testículo.
Funcionamiento de los testículos. En el interior de los testículos y más exactamente en los túbulos seminíferos, se produce lahormona testosterona. (Ver: Hormonas sexuales) Esta hormona determina las denominadas características sexuales secundarias, y que son:
Crecimiento de la estructura del esqueleto. Es común observar en los varones, alrededor de los 12 años, un aumento importante de su estatura. Esto se debe al crecimiento de los huesos por el aumento del tejido óseo que provocan la acción de la hormona del crecimiento o somatotrofina y la testosterona. Se produce también un ensanchamiento de los hombros que dan la apariencia de un cuerpo más robusto que el de la mujer.
Los huesos del cráneo también crecen y provocan el crecimiento de la nariz, de la mandíbula y de la frente; la cara, en su conjunto, se ve más alargada en comparación con la redondeada que tenía el niño.
Desarrollo de la musculatura. El varón experimenta un aumento importante de su volumen corporal, debido al desarrollo de los músculos, más notorio en la zona pectoral y abdominal, en los bíceps y en las piernas.
Cambios en el tono de la voz. La voz cambia de un tono agudo a otro más grave, por la maduración de la laringe y de las cuerdas vocales. En este período de cambio, es frecuente que aparezcan los conocidos "gallitos", porque el tono de la voz sube y baja involuntariamente mientras se está hablando. El desarrollo de la laringe es más notorio en los hombres porque se produce además un abultamiento en la zona delantera del cuello, que da origen a la llamada, comúnmente, "manzana de Adán", tan característica en los varones.
Cambios en la piel y en la distribución del vello.La piel del adolescente varón va engrosando, aumenta la actividad de las glándulas sebáceas y, como consecuencia, aparecen las llamadas "espinillas" y el característico acné juvenil. Estas erupciones desaparecerán cuando el cuerpo se adapte a los cambios hormonales, originados por una mayor producción de testosterona. Aparece también abundante vellosidad en zonas del cuerpo del varón donde antes no existía: el vello facial (bigote y barba) que da la oportunidad de comenzar a afeitarse; vello en el resto del cuerpo, especialmente en las piernas, región pectoral y, más abundante, en las axilas y en la zona púbica.
La extirpación de los testículos en la pubertad hace que no se desarrollen ninguna de las características sexuales secundarias en el varón (Eunucoidismo), ya que se extrae la fuente de testosterona del individuo, además no existe la producción de espermios por lo que el individuo queda infértil.
Regulación hormonal. El funcionamiento de los testículos está controlado por una glándula cuyo nombre es adenohipófisis. Esta glándula ubicada en la base del cerebro, produce dos hormonas: la hormona folículo estimulante (HFE), que regula la producción de espermatozoides y la hormona luteinizante (HL) que controla la producción de la testosterona.
La producción de espermatozoides en el hombre está regulada por la acción de hormonas, que se mantiene constante desde la pubertad hasta la edad adulta.
Epidídimo
Es el órgano conformado por un tubo enrollado cuya longitud aproximada es de 7 centímetros. Se encuentra unido a los testículos por detrás de ellos y su función es e1 almacenar temporalmente los espermatozoides producidos en los tubos seminíferos para permitirles que adquieran movilidad. Este proceso se conoce con el nombre de capacitación, y requiere que los espermatozoides permanezcan 18 horas en el epidídimo, para completarse sólo cuando éstos ingresan al sistema reproductor femenino, donde puede ocurrir la fecundación del óvulo.
Conductos deferentes
Éstos son la prolongación del tubo contenido en el epidídimo. Su función es almacenar los gametos masculinos y transportarlos desde el testículo hasta otra porción tubular denominada uretra.
Uretra
Es un conducto que transporta los espermatozoides desde los conductos deferentes hasta el pene, para permitir su excreción.
La uretra es también el conducto por el que se elimina la orina.
Vesículas seminales
Son dos glándulas que vierten a los conductos deferentes el semen, líquido viscoso en el que flotan los espermatozoides. El semen contiene agua y nutrientes como la fructosa, un tipo de azúcar que sirve de fuente energética para posibilitar el movimiento de los espermatozoides en su camino hacia el óvulo femenino.
Próstata
Se denomina así a una glándula que segrega sustancias específicas, las cuales, al mezclarse con el semen producido por las vesículas seminales, favorece la supervivencia de los espermatozoides una vez que ingresan al sistema reproductor femenino y ocurre la fecundación del óvulo.
Pene
El pene es el órgano copulador por el cual los espermatozoides son depositados en la vagina. Está formado por un tejido esponjoso que al llenarse de sangre se separa del cuerpo en un proceso denominado erección. El pene erecto tiene la posibilidad reproductiva de introducir los espermatozoides del varón dentro del sistema reproductor femenino, función que se realiza durante elacto sexual o cópula.
En la capacidad de introducir espermas no tiene ninguna influencia el tamaño del pene.
Respecto a este punto, no existe ninguna encuesta científica ni estudio que indique algún tamaño como promedio ni menos como ideal, habiendo algunos de pocos centímetros hasta otros de quince o dieciséis. No existe tampoco ninguna correlación entre el tamaño del pene en estado de flaccidez y su estado de erección. Esto significa que un pene pequeño puede alcanzar, proporcionalmente, mayor longitud que otro de más tamaño.
Sistema endocrino
El sistema endocrino está formado por una serie de glándulas que liberan un tipo de sustancias llamadas hormonas; es decir, es el sistema de las glándulas de secreción interna o glándulas endocrinas.
Una hormona es una sustancia química que se sintetiza en una glándula de secreción interna y ejerce algún tipo de efecto fisiológico sobre otras células hasta las que llega por vía sanguínea.
Las hormonas actúan como mensajeros químicos y sólo ejercerán su acción sobre aquellas células que posean en sus membranas los receptores específicos (son las células diana o blanco).
Las glándulas endocrinas más importantes son:la epífisis o pineal, el hipotálamo, la hipófisis, la tiroides, las paratiroides, elpáncreas, las suprarrenales, los ovarios, los testículos.
Sistema endocrino.
Mecanismos bioquímicos de acción hormonal
En el organismo humano existen las Células diana, también llamadas células blanco, células receptoras o células efectoras, poseen receptores específicos para las hormonas en su superficie o en el interior.
Cuando la hormona, transportada por la sangre, llega a la célula diana y hace contacto con el receptor “como una llave con una cerradura“, la célula es impulsada a realizar una acción específica según el tipo de hormona de que se trate:
• Las hormonas esteroideas, gracias a su naturaleza lipídica, atraviesan fácilmente las membranas de las células diana o células blanco, y se unen a las moléculas receptoras de tipo proteico, que se encuentran en el citoplasma.
De esta manera llegan al núcleo, donde parece que son capaces de hacer cesar la inhibición a que están sometidos algunos genes y permitir que sean transcritos. Las moléculas de ARNm originadas se encargan de dirigir en el citoplasma la síntesis de unidades proteicas, que son las que producirán los efectos fisiológicos hormonales.
• Las hormonas proteicas, sin embargo, son moléculas de gran tamaño que no pueden entrar en el interior de las células blanco, por lo que se unen a "moléculas receptoras" que hay en la superficie de sus membranas plasmáticas, provocando la formación de un segundo mensajero, el AMPc, que sería el que induciría los cambios pertinentes en la célula al activar a una serie de enzimas que producirán el efecto metabólico deseado.
Control hormonal
La producción de hormonas está regulada en muchos casos por un sistema de retroalimentación o feed-back negativo, que hace que el exceso de una hormona vaya seguido de una disminución en su producción.
Se puede considerar el hipotálamo, como el centro nervioso "director" y controlador de todas las secreciones endocrinas. El hipotálamo segrega neurohormonas que son conducidas a la hipófisis. Estas neurohormonas estimulan a la hipófisis para la secreción de hormonas trópicas (tireotropa, corticotropa, gonadotropa).
Estas hormonas son transportadas a la sangre para estimular a las glándulas correspondientes (tiroides, corteza suprarrenal y gónadas) y serán éstas las que segreguen diversos tipos de hormonas (tiroxina, corticosteroides y hormonas sexuales, respectivamente ), que además de actuar en el cuerpo, retroalimentan la hipófisis y el hipotálamo para inhibir su actividad y equilibran las secreciones respectivas de estos dos órganos y de la glándula destinataria.
Los órganos endocrinos también se denominan glándulas sin conducto o glándulas endocrinas, debido a que sus secreciones se liberan directamente en el torrente sanguíneo, mientras que las glándulas exocrinas liberan sus secreciones sobre la superficie interna o externa de los tejidos cutáneos, la mucosa del estómago o el revestimiento de los conductos pancreáticos.
Las hormonas secretadas por las glándulas endocrinas regulan el crecimiento, desarrollo y las funciones de muchos tejidos, y coordinan los procesos metabólicos del organismo.
Los tejidos que producen hormonas se pueden clasificar en tres grupos: glándulas endocrinas, cuya función es la producción exclusiva de hormonas; glándulas endo-exocrinas, que producen también otro tipo de secreciones además de hormonas; y ciertos tejidos no glandulares, como el tejido nervioso del sistema nervioso autónomo, que produce sustancias parecidas a las hormonas.
Hipófisis
La hipófisis, está formada por tres lóbulos: el anterior, el intermedio, que en los primates sólo existe durante un corto periodo de la vida, y el posterior. Se localiza en la base del cerebro y se ha denominado la "glándula principal". Los lóbulos anterior y posterior de la hipófisis segregan hormonas diferentes.
1. El lóbulo anterior o adenohipófisis. Produce dos tipos de hormonas:
Hormonas trópicas; es decir, estimulantes, ya que estimulan a las glándulas correspondientes.
• TSH o tireotropa: regula la secreción de tiroxina por la tiroides
• ACTH o adrenocorticotropa:controla la secreción de las hormonas de las cápsulas suprarrenales.
• FSH o folículo estimulante: provoca la secreción de estrógenos por los ovarios y la maduración de espermatozoides en los testículos.
• LH o luteotropina: estimula la secreción de progesterona por el cuerpo lúteo y de la testosterona por los testículos.
Hormonas no trópicas, que actúan directamente sobre sus células blanco.
• STH o somatotropina, conocida como "hormona del crecimiento", ya que es responsable del control del crecimiento de huesos y cartílagos.
• PRL o prolactina: estimula la secreción de leche por las glándulas mamarias tras el parto.
2. El lóbulo medio segrega una hormona, la MSH o estimulante de los melonóforos, estimula la síntesis de melanina y su dispersión por la célula.
3. El lóbulo posterior o neurohipófisis, libera dos hormonas, la oxitocina y la vasopresina o ADH, que realmente son sintetizadas por el hipotálamo y se almacenan aquí.
• Oxitocina: Actúa sobre los músculos del útero, estimulando las contracciones durante el parto. Facilita la salida de la leche como respuesta a la succión.
• Vasopresina: Es una hormona antidiurética, favoreciendo la reabsorción de agua a través de las nefronas.
Ver: PSU: Biología; Pregunta 07_2006
El encéfalo
El hipotálamo, porción del cerebro de donde deriva la hipófisis, secreta una hormona antidiurética (que controla la excreción de agua) denominada vasopresina, que circula y se almacena en el lóbulo posterior de la hipófisis. La vasopresina controla la cantidad de agua excretada por los riñones e incrementa la presión sanguínea. El lóbulo posterior de la hipófisis también almacena una hormona fabricada por el hipotálamo llamada oxitocina. Esta hormona estimula las contracciones musculares, en especial del útero, y la excreción de leche por las glándulas mamarias.
La secreción de tres de las hormonas de la hipófisis anterior está sujeta a control hipotalámico por los factores liberadores: la secreción de tirotropina está estimulada por el factor liberador de tirotropina (TRF), y la de hormona luteinizante, por la hormona liberadora de hormona luteinizante (LHRH).
La dopamina elaborada por el hipotálamo suele inhibir la liberación de prolactina por la hipófisis anterior. Además, la liberación de la hormona de crecimiento se inhibe por la somatostatina, sintetizada también en el páncreas. Esto significa que el cerebro también funciona como una glándula.
Glándulas suprarrenales
Son dos pequeñas glándulas situadas sobre los riñones. Se distinguen en ellas dos zonas: la corteza en el exterior y la médulaque ocupa la zona central.
1. Corteza: Formada por tres capas, cada una segrega diversas sustancias hormonales.
• La capa más externa segrega los mineralocorticoides, que regulan el metabolismo de los iones. Entre ellos destaca la aldosterona, cuyas funciones más notables son facilitar la retención de agua y sodio, la eliminación de potasio y la elevación de la tensión arterial.
• La capa intermedia elabora los glucocorticoides. El más importante es la cortisona,cuyas funciones fisiológicas principales consisten en la formación de glúcidos y grasas a partir de los aminoácidos de las proteinas, por lo que aumenta el catabolismo de proteinas. Disminuyen los linfocitos y eosinófilos. Aumenta la capacidad de resistencia al estrés.
• La capa más interna, segrega andrógenocorticoides, que están íntimamente relacionados con los caracteres sexuales. Se segregan tanto hormonas femeninas como masculinas, que producen su efecto fundamentalmente antes de la pubertad para, luego, disminuir su secreción.
2. Médula: Elabora las hormonas, adrenalina y noradrenalina. Influyen sobre el metabolismo de los glúcidos, favoreciendo la glucógenolisis, con lo que el organismo puede disponer en ese momento de una mayor cantidad de glucosa; elevan la presión arterial, aceleran los latidos del corazón y aumentan la frecuencia respiratoria. Se denominan también "hormonas de la emoción" porque se producen abundantemente en situaciones de estrés, terror, ansiedad, etc, de modo que permiten salir airosos de estos estados. Sus funciones se pueden ver comparadamente en el siguiente cuadro:
Adrenalina
Noradrenalina
Incremento de la fuerza y frecuencia de la contracción cardíaca
Incremento de la fuerza y frecuencia de la contracción cardíaca
Dilatación de los vasos coronarios
Dilatación de los vasos coronarios
Vasodilatación general
Vasoconstricción general
Incremento del gasto cardíaco
Descenso del gasto cardíaco
Incremento de la glucogenolisis
Incremento de la glucogenolisis
(en menor proporción)
Tiroides
La tiroides es una glándula bilobulada situada en el cuello. Las hormonas tiroideas, la tiroxina y la triyodotironina aumentan el consumo de oxígeno y estimulan la tasa de actividad metabólica, regulan el crecimiento y la maduración de los tejidos del organismo y actúan sobre el estado de alerta físico y mental.
La tiroides también secreta una hormona denominada calcitonina, que disminuye los niveles de calcio en la sangre e inhibe su reabsorción ósea.
Glándulas paratiroides
Las glándulas paratiroides se localizan en un área cercana o están inmersas en la glándula tiroides. La hormona paratiroidea o parathormona regula los niveles sanguíneos de calcio y fósforo y estimula la reabsorción de hueso.
Las gónadas
Las gónadas (testículos y ovarios) son glándulas mixtas que en su secreción externa producen gametos y en su secreción interna producen hormonas que ejercen su acción en los órganos que intervienen en la función reproductora.
Cada gónada produce las hormonas propias de su sexo, pero también una pequeña cantidad de las del sexo contrario. El control se ejerce desde la hipófisis. (Ver: Hormonas sexuales)
Ovarios: Los ovarios son los órganos femeninos de la reproducción, o gónadas femeninas. Son estructuras pares con forma de almendra situadas a ambos lados del útero. Los folículos ováricos producen óvulos, o huevos, y también segregan un grupo de hormonas denominadas estrógenos, necesarias para el desarrollo de los órganos reproductores y de las características sexuales secundarias, como distribución de la grasa, amplitud de la pelvis, crecimiento de las mamas y vello púbico y axilar.
La progesterona ejerce su acción principal sobre la mucosa uterina en el mantenimiento del embarazo. También actúa junto a los estrógenos favoreciendo el crecimiento y la elasticidad de la vagina. Los ovarios también elaboran una hormona llamada relaxina, que actúa sobre los ligamentos de la pelvis y el cuello del útero y provoca su relajación durante el parto, facilitando de esta forma el alumbramiento.
Testículos: Las gónadas masculinas o testículos son cuerpos ovoideos pares que se encuentran suspendidos en el escroto. Las células de Leydig de los testículos producen una o más hormonas masculinas, denominadas andrógenos. La más importante es la testosterona, que estimula el desarrollo de los caracteres sexuales secundarios, influye sobre el crecimiento de la próstata y vesículas seminales, y estimula la actividad secretora de estas estructuras. Los testículos también contienen células que producen gametos masculinos o espermatozoides. (Ver: Hormonas sexuales)
Páncreas
La mayor parte del páncreas está formado por tejido exocrino que libera enzimas en el duodeno. Hay grupos de células endocrinas, denominados islotes de Langerhans, distribuidos por todo el tejido que secretan insulina y glucagón.
La insulina actúa sobre el metabolismo de los hidratos de carbono, proteínas y grasas, aumentando la tasa de utilización de la glucosa y favoreciendo la formación de proteínas y el almacenamiento de grasas. El glucagón aumenta de forma transitoria los niveles de azúcar en la sangre mediante la liberación de glucosa procedente del hígado.
Placenta
La placenta, un órgano formado durante el embarazo a partir de la membrana que rodea al feto, asume diversas funciones endocrinas de la hipófisis y de los ovarios que son importantes en el mantenimiento del embarazo.
Secreta la hormona denominada gonadotropina coriónica (o gonadotrofina) , sustancia presente en la orina durante la gestación y que constituye la base de las pruebas de embarazo.
La placenta produce progesterona y estrógenos, somatotropina coriónica(una hormona con algunas de las características de la hormona del crecimiento), lactógeno placentario y hormonas lactogénicas.
Ver: PSU: Biología;
Pregunta 07_2006
Pregunta 05_2007
Otros órganos
Otros tejidos del organismo producen hormonas o sustancias similares. Los riñones secretan un agente denominado renina que activa la hormona angiotensina elaborada en el hígado. Esta hormona eleva a su vez la tensión arterial, y se cree que es provocada en gran parte por la estimulación de las glándulas suprarrenales.
Los riñones también elaboran una hormona llamada eritropoyetina, que estimula la producción de glóbulos rojos por la médula ósea.
El tracto gastrointestinal fabrica varias sustancias que regulan las funciones del aparato digestivo, como la gastrina del estómago, que estimula la secreción ácida, y la secretina y colescistoquinina del intestino delgado, que estimulan la secreción de enzimas y hormonas pancreáticas. La colecistoquinina provoca también la contracción de la vesícula biliar.
En la década de 1980, se observó que el corazón también segregaba una hormona, llamada factor natriurético auricular, implicada en la regulación de la tensión arterial y del equilibrio hidroelectrolítico del organismo.
La confusión sobre la definición funcional del sistema endocrino se debe al descubrimiento de que muchas hormonas típicas se observan en lugares donde no ejercen una actividad hormonal. La noradrenalina está presente en las terminaciones nerviosas, donde trasmite los impulsos nerviosos.
Los componentes del sistema renina-angiotensina se han encontrado en el cerebro, donde se desconocen sus funciones. Los péptidos intestinales gastrina, colecistoquinina, péptido intestinal vasoactivo (VIP) y el péptido inhibidor gástrico (GIP) se han localizado también en el cerebro. Las endorfinas están presentes en el intestino, y la hormona del crecimiento aparece en las células de los islotes de Langerhans. En el páncreas, la hormona del crecimiento parece actuar de forma local inhibiendo la liberación de insulina y glucagón a partir de las células endocrinas.
Metabolismo hormonal
Las hormonas conocidas pertenecen a tres grupos químicos: proteínas, esteroides y aminas.
Aquellas que pertenecen al grupo de las proteínas o polipéptidos incluyen las hormonas producidas por la hipófisis anterior, paratiroides, placenta y páncreas.
En el grupo de esteroides se encuentran las hormonas de la corteza suprarrenal y las gónadas.
Las aminas son producidas por la médula suprarrenal y la tiroides.
La síntesis de hormonas tiene lugar en el interior de las células y, en la mayoría de los casos, el producto se almacena en su interior hasta que es liberado en la sangre. Sin embargo, la tiroides y los ovarios contienen zonas especiales para el almacenamiento de hormonas.
La liberación de las hormonas depende de los niveles en sangre de otras hormonas y de ciertos productos metabólicos bajo influencia hormonal, así como de la estimulación nerviosa.
La producción de las hormonas de la hipófisis anterior se inhibe cuando las producidas por la glándula diana (target) particular, la corteza suprarrenal, la tiroides o las gónadas circulan en la sangre. Por ejemplo, cuando hay una cierta cantidad de hormona tiroidea en el torrente sanguíneo la hipófisis interrumpe la producción de hormona estimulante de la tiroides hasta que el nivel de hormona tiroidea descienda. Por lo tanto, los niveles de hormonas circulantes se mantienen en un equilibrio constante.
Este mecanismo, que se conoce como homeostasis o realimentación negativa, es similar al sistema de activación de un termostato por la temperatura de una habitación para encender o apagar una caldera.
La administración prolongada procedente del exterior de hormonas adrenocorticales, tiroideas o sexuales interrumpe casi por completo la producción de las correspondientes hormonas estimulantes de la hipófisis, y provoca la atrofia temporal de las glándulas diana. Por el contrario, si la producción de las glándulas diana es muy inferior al nivel normal, la producción continua de hormona estimulante por la hipófisis produce una hipertrofia de la glándula, como en el bocio por déficit de yodo.
Bocio
La liberación de hormonas está regulada también por la cantidad de sustancias circulantes en sangre, cuya presencia o utilización queda bajo control hormonal.
Los altos niveles de glucosa en la sangre estimulan la producción y liberación de insulina mientras que los niveles reducidos estimulan a las glándulas suprarrenales para producir adrenalina y glucagón; así se mantiene el equilibrio en el metabolismo de los hidratos de carbono.
De igual manera, un déficit de calcio en la sangre estimula la secreción de hormona paratiroidea, mientras que los niveles elevados estimulan la liberación de calcitonina por la tiroides.
La función endocrina está regulada también por el sistema nervioso, como lo demuestra la respuesta suprarrenal al estrés.
Los distintos órganos endocrinos están sometidos a diversas formas de control nervioso. La médula suprarrenal y la hipófisis posterior son glándulas con rica inervación y controladas de modo directo por el sistema nervioso. Sin embargo, la corteza suprarrenal, la tiroides y las gónadas, aunque responden a varios estímulos nerviosos, carecen de inervación específica y mantienen su función cuando se trasplantan a otras partes del organismo. La hipófisis anterior tiene inervación escasa, pero no puede funcionar si se trasplanta.
Se desconoce la forma en que las hormonas ejercen muchos de sus efectos metabólicos y morfológicos. Sin embargo, se piensa que los efectos sobre la función de las células se deben a su acción sobre las membranas celulares o enzimas, mediante la regulación de la expresión de los genes o mediante el control de la liberación de iones u otras moléculas pequeñas.
Aunque en apariencia no se consumen o se modifican en el proceso metabólico, las hormonas pueden ser destruidas en gran parte por degradación química. Los productos hormonales finales se excretan con rapidez y se encuentran en la orina en grandes cantidades, y también en las heces y el sudor.
Ciclos endocrinos
El sistema endocrino ejerce un efecto regulador sobre los ciclos de la reproducción, incluyendo el desarrollo de las gónadas, el periodo de madurez funcional y su posterior envejecimiento, así como el ciclo menstrual y el periodo de gestación. El patrón cíclico del estro, que es el periodo durante el cual es posible el apareamiento fértil en los animales, está regulado también por hormonas.
La pubertad, la época de maduración sexual, está determinada por un aumento de la secreción de hormonas hipofisarias estimuladoras de las gónadas o gonadotropinas, que producen la maduración de los testículos u ovarios y aumentan la secreción de hormonas sexuales. A su vez, las hormonas sexuales actúan sobre los órganos sexuales auxiliares y el desarrollo sexual general.
Pubertad femenina.
En la mujer, la pubertad está asociada con el inicio de la menstruación y de la ovulación. La ovulación, que es la liberación de un óvulo de un folículo ovárico, se produce aproximadamente cada 28 días, entre el día 10 y el 14 del ciclo menstrual en la mujer. La primera parte del ciclo está marcada por el periodo menstrual, que abarca un promedio de tres a cinco días, y por la maduración del folículo ovárico bajo la influencia de la hormona foliculoestimulante procedente de la hipófisis.
Después de la ovulación y bajo la influencia de otra hormona, la llamada luteinizante, el folículo vacío forma un cuerpo endocrino denominado cuerpo lúteo, que secreta progesterona, estrógenos, y es probable que durante el embarazo, relaxina.
La progesterona y los estrógenos preparan la mucosa uterina para el embarazo. Si éste no se produce, el cuerpo lúteo involuciona, y la mucosa uterina, privada del estímulo hormonal, se desintegra y descama produciendo la hemorragia menstrual. El patrón rítmico de la menstruación está explicado por la relación recíproca inhibición-estimulación entre los estrógenos y las hormonas hipofisarias estimulantes de las gónadas.
Si se produce el embarazo, la secreción placentaria de gonadotropinas, progesterona y estrógenos mantiene el cuerpo lúteo y la mucosa uterina, y prepara las mamas para la producción de leche o lactancia. La secreción de estrógenos y progesterona es elevada durante el embarazo y alcanza su nivel máximo justo antes del nacimiento. La lactancia se produce poco después del parto, presumiblemente como resultado de los cambios en el equilibrio hormonal tras la separación de la placenta.
Ver: PSU: Biología; Pregunta 07_2006
Con el envejecimiento progresivo de los ovarios, y el descenso de su producción de estrógenos, tiene lugar la menopausia. En este periodo la secreción de gonadotropinas aumenta como resultado de la ausencia de inhibición estrogénica. En el hombre el periodo correspondiente está marcado por una reducción gradual de la secreción de andrógenos.
Trastornos de la función endocrina
Las alteraciones en la producción endocrina se pueden clasificar como de hiperfunción (exceso de actividad) o hipofunción (actividad insuficiente). La hiperfunción de una glándula puede estar causada por un tumor productor de hormonas que es benigno o, con menos frecuencia, maligno. La hipofunción puede deberse a defectos congénitos, cáncer, lesiones inflamatorias, degeneración, trastornos de la hipófisis que afectan a los órganos diana, traumatismos, o, en el caso de enfermedad tiroidea, déficit de yodo. La hipofunción puede ser también resultado de la extirpación quirúrgica de una glándula o de la destrucción por radioterapia.
Acromegalia o crecimiento desmesurado de partes del cuerpo.
La hiperfunción de la hipófisis anterior con sobreproducción de hormona del crecimiento provoca en ocasiones gigantismo o acromegalia, o si se produce un exceso de producción de hormona estimulante de la corteza suprarrenal, puede resultar un grupo de síntomas conocidos como síndrome de Cushing que incluye hipertensión, debilidad, policitemia, estrías cutáneas purpúreas, y un tipo especial de obesidad. La deficiencia de la hipófisis anterior conduce a enanismo (si aparece al principio de la vida), ausencia de desarrollo sexual, debilidad, y en algunas ocasiones desnutrición grave.
Una disminución de la actividad de la corteza suprarrenal origina la enfermedad de Addison, mientras que la actividad excesiva puede provocar el síndrome de Cushing u originar virilismo, aparición de caracteres sexuales secundarios masculinos en mujeres y niños.
Las alteraciones de la función de las gónadas afecta sobre todo al desarrollo de los caracteres sexuales primarios y secundarios.
Las deficiencias tiroideas producen cretinismo y enanismo en el lactante, y mixedema, caracterizado por rasgos toscos y disminución de las reacciones físicas y mentales, en el adulto. La hiperfunción tiroidea (enfermedad de Graves, bocio tóxico) se caracteriza por abultamiento de los ojos, temblor y sudoración, aumento de la frecuencia del pulso, palpitaciones cardiacas e irritabilidad nerviosa.
La diabetes insípida se debe al déficit de hormona antidiurética, y la diabetes mellitus, a un defecto en la producción de la hormona pancreática insulina, o puede ser consecuencia de una respuesta inadecuada del organismo.
Sistema nervioso |
El sistema nervioso, uno de los más complejos e importantes de nuestro organismo, es un conjunto de organos y una red detejidos nerviosos cuya unidad básica son las neuronas. Las neuronas se disponen dentro de una armazón con células no nerviosas, las que en conjunto se llaman neuroglia.
Esquema general del sistema nervioso. |
El sistema nervioso tiene tres funciones básicas: la sensitiva, la integradora y la motora.
La función sensitiva le permite reaccionar ante estímulos provenientes tanto desde el interior del organismo como desde el medio exterior.
Luego, la información sensitiva se analiza, se almacenan algunos aspectos de ésta y toma decisiones con respecto a la conducta a seguir; esta es la función integradora.
Por último, puede responder a los estímulos iniciando contracciones musculares o secreciones glandulares; es la función motora.
Para entender su funcionalidad, el sistema nervioso como un todo puede subdivirse en dos sistemas: el sistema nervioso central (SNC) y el sistema nervioso periférico (SNP).
El SNC está conectado con los receptores sensitivos, los músculos y las glándulas de las zonas periféricas del organismo a través del SNP.
Este último está formado por los nervios craneales, que nacen en el encéfalo y losnervios raquídeos o medulares, que nacen en la médula espinal. Una parte de estos nervios lleva impulsos nerviosos hasta el SNC, mientras que otras partes transportan los impulsos que salen del SNC.
El componente aferente del SNP son células nerviosas llamadas neuronas sensitivaso aferentes (ad = hacia; ferre = llevar). Conducen los impulsos nerviosos desde los receptores sensitivos de varias partes del organismo hasta el SNC y acaban en el interior de éste.
El componente eferente son células nerviosas llamadas neuronas motoras o eferentes ( ex = fuera de; ferre = llevar). Estas se originan en el interior del SNC y conducen los impulsos nerviosos desde éste a los músculos y las glándulas.
Clasificación anatómica del sistema nervioso
Está formado por dos divisiones principales:
El sistema nervioso central está formado por el encéfalo, que comprende el cerebro, cerebelo, la lámina cuadrigémina (con lostuberculos cuadrigéminos) y el tronco del encéfalo o bulbo raquídeo, y por la médula espinal.
Los tubérculos cuadrigéminos constituyen un centro de reflejos visuales. Los tubérculos son cuatro y se dividen en dos superiores y dos inferiores. En la región interior de dichos tubérculos se encuentra la glándula hipófisis, alojada en la "silla turca" del hueso esfenoides y que controla la actividad del organismo.
Esquema simplificado del sistema nervioso. |
Clasificación funcional
Funcionalmente, el sistema nervioso periférico se divide en:
El sistema nervioso somático está compuesto por:
Nervios espinales, 31 pares de nervios que envían información sensorial (tacto, dolor) del tronco y las extremidades hacia el sistema nervioso central a través de la médula espinal.
También envían información de la posición y el estado de la musculatura y las articulaciones del tronco y las articulaciones para el control de lamusculatura esquelética.
Nervios craneales, 12 pares de nervios que envían información sensorial procedente del cuello y la cabeza hacia el sistema nervioso central. Reciben órdenes motoras para el control de la musculatura esquelética del cuello y la cabeza.
El sistema nervioso vegetativo o autónomo se compone de centros bulbares y medulares, así como de dos cadenas de 23 ganglios situados a ambos lados de la médula espinal, y preside las funciones de respiración, circulación, secreciones y en general todas las propias de la vida de nutrición. Los órganos inervados funcionan con entera independencia de nuestra voluntad; por esto se les llama sistema autónomo.
Atendiendo al origen y función de las fibras nerviosas el sistema nervioso autónomo se divide en dos grandes grupos:
Sistema Nervioso Simpático: sus fibras se originan en la médula dorsolumbar y su función es descargar energía para satisfacer objetivos vitales.
Sistema Nervioso Parasimpático: sus fibras nacen en los centros bulbares y sacro e interviene en los procesos de recuperación, se encarga del almacenamiento y administración de la energía.
Ambos sistemas tienen funciones antagónicas y complementarias.
Neurona, ganglios, nervios conforman el tejido nervioso. |
El nervio más importante del sistema parasimpático se llama neumogástrico y sale del bulbo raquídeo.
Tejido Nervioso
Los órganos que integran el Sistema Nervioso están formados fundamentalmente por el tejido nervioso cuyos elementos constitutivos son las neuronas y células gliales que dan origen a la sustancia gris formada por los cuerpos neuronales y el neuropilo, y la sustancia blanca, formada por las fibras nerviosas o axones y sus vainas.
Desde un punto de vista funcional, la sustancia gris forma centros de procesamiento de la información y en la sustancia blanca se agrupan las vías de conducción aferentes y eferentes y las vías de comunicación de dichos centros entre sí.
La información llega a los centros superiores desde la periferia, pasando por una serie de centros intermedios, y lo mismo sucede con las respuestas que desde los centros superiores llegan a la periferia atravesando un número variable de centros de procesamiento.
Neurona
La unidad anatómica y funcional del tejido nervioso es la neurona, célula altamente especializada cuyas propiedades de excitabilidad y conducción son la base de las funciones del sistema.
Puede distinguirse en ella un soma o cuerpo celular en el que se hallan los diversos orgánulos citoplasmáticos: neurosomas (mitocondrias), aparato de Golgi, grumos de Nissi (ergatoplasma), neurofibrillas, etc. y un núcleo voluminoso.
Del cuerpo celular arrancan dos tipos de prolongaciones, las dendritas y un axón.
Las dendritas se ramifican en ramas de segundo y tercer orden, cuyo calibre disminuye a medida que se alejan del cuerpo neuronal.
El axón es único y su calibre generalmente uniforme en toda su longitud, se ramifica sólo en la proximidad de su terminación.
Existe una gran variabilidad en cuanto al tamaño de las células nerviosas: los granos del cerebelo miden unas 5 u de diámetro, mientras que las grandes pirámides de la corteza cerebral miden unas 130 u.
Nervios
Sus elementos constitutivos fundamentales son los axones, que se hallan rodeados de tejido conectivo.
Los axones conducen impulsos nerviosos desde o hacia el sistema nervioso central. En el SNC pueden distinguirse neuronas motoras, cuyos axones lo abandonan para incorporarse a los nervios y alcanzar a los efectores (glándulas, músculos, otras neuronas) y neuronas sensitivas, ubicadas en los ganglios espinales, a las que llegan los impulsos de la periferia, que luego continúan para ingresar en el SNC.
Cada nervio tiene una labor. |
Según esta distinción, se denomina a los axones: motores y sensitivos. La mayoría de los nervios son mixtos, ya que poseen ambos tipos de axones.
Ganglio
Interpretación gráfica de un entorno neuronal. |
Se denomina ganglio al conjunto de células nerviosas que se encuentran en el curso de los nervios, es, por lo tanto, masa de sustancia gris.
Los ganglios del sistema neurovegetativo se dividen en cervicales, que son tres; dorsales, que son generalmente doce; lumbares o abdominales, que son cuatro pero pueden ser tres o cinco; simpático sacro, que son cuatro y a veces cinco.
Células gliales
La células gliales (o glía) son células del sistema nervioso que se encargan principalmente de funcionar como soporte para las neuronas. Además, intervienen de forma activa en el procesamiento cerebral de la información.
De forma estrellada y con numerosas prolongaciones ramificadas, estas células vienen a ser el "pegamento" del sistema nervioso, porque envuelven al resto de las estructuras del tejido (neuronas, dendritas, axones, capilares) mediante delgadas lengüetas que se interdigitan entre ellas, formando una cerrada trama (la neuroglia).
Además, las glías proporcionan a las neuronas los nutrientes y el oxígeno que necesitan, separan a unas neuronas de otras, las protegen de patógenos o las eliminan cuando las neuronas mueren.
Neuroglia
Las neuronas del sistema nervioso central están sostenidas por algunas variedades de células no excitables que en conjunto se denominan neuroglia ( neuro = nervio; glia = pegamento). Estas células en general son más pequeñas que las neuronas y las superan en 5 a 10 veces en número (50 por ciento del volumen del encéfalo y la médula espinal).
Hay cuatro tipos principales de células neurogliales, los astrocitos, los oligodendrocitos, la microglia y el epéndimo.
Las meninges
Todo el eje encefaloespinal se halla envuelto y defendido por tejido conectivo fibroso que forma las meninges: la duramadre, lapiamadre y la aracnoides.
La duramadre es una cubierta gruesa y resistente que, a nivel del cráneo, está adherida a la tabla interna de la calota y a nivel medular está rodeada por el espacio epidural.
Debajo de la duramadre se encuentra la aracnoides, estructurada por un tejido conectivo dispuesto en forma de una tela de araña.
El conectivo se halla tapizado por el epitelio plano, que por el lado encefálico se ancla sobre la piamadre, la cual sólo se halla separada del tejido encefálico por una delgada membrana basal, que apoya sobre prolongaciones gliales.
En la aracnoides circula el líquido cefalorraquídeo y se disponen los vasos sanguíneos encefálicos.
La reacción a un pinchazo: un acto reflejo. |
Acto reflejo y acto voluntario
Se denomina acto reflejo a toda impresión transformada en acción, sin la intervención de la voluntad ni de la conciencia.
En él intervienen dos corrientes nerviosas: una sensitiva, que va del sentido que recibe la impresión al centro nervioso (médula espinal) y otra motora, que es respuesta a la primera, que va del centro nervioso a la glándula o músculo.
Ejemplo: al recibir un pinchazo, la impresión dolorosa es recogida por los corpúsculos sensoriales de la piel y transmitida por los nervios táctiles al centro nervioso (médula espinal) en donde, sin darnos cuenta, se produce una corriente motora (respuesta) que va a los músculos de la piel y mueve la parte herida para apartarla del instrumento punzante.
Todo esto se hace sin intervención de la voluntad.
Los actos reflejos se producen con mucha frecuencia en nuestra vida diaria.
El acto voluntario es idéntico al anterior, pero añade unas corrientes intermedias, o sea que, cuando la corriente sensitiva llega a la médula, en vez de producirse la corriente motora, prosigue la sensitiva hasta llegar al cerebro; allí nos damos cuenta de la sensación dolorosa y su causa. Es entonces cuando la voluntad establece una corriente motora (movimiento voluntario) y el miembro herido se aparta de la causa de la sensación dolorosa, o queda en suspenso dicha corriente y se siguen sufriendo los efectos dolorosos: todo depende de nosotros, de nuestro libre querer.
El acto voluntario es idéntico al anterior, pero añade unas corrientes intermedias, o sea que, cuando la corriente sensitiva llega a la médula, en vez de producirse la corriente motora, prosigue la sensitiva hasta llegar al cerebro; allí nos damos cuenta de la sensación dolorosa y su causa. Es entonces cuando la voluntad establece una corriente motora (movimiento voluntario) y el miembro herido se aparta de la causa de la sensación dolorosa, o queda en suspenso dicha corriente y se siguen sufriendo los efectos dolorosos: todo depende de nosotros, de nuestro libre querer.
El cerebro y el sistema nervioso. |
Pero hay otra modalidad de acto voluntario cuando la corriente motora parte directamente del cerebro sin que haya llegado a él una corriente sensitiva, sino por una idea que allí mismo se ha formado y que induce a la voluntad a establecer la corriente motora necesaria para verificar el acto que se ha pensado.
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