Enciclopedia De Conocimientos Fundamentales

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ENCICLOPEDIA DE CONOCiMiENTOS FUNDAMENTALES UNAM SIGLO XXI

U n iv e r s id a d N a c io n a l A u t ó n o m a

de

M é x ic o

Dr. José Narro Robles Re c t o r

Dr. Sergio M. Alcocer Martínez de Castro Se c r e t a r i o G e n e r a l

Lic. Enrique Del val Blanco S e c r e t a r i o Ad m i n i s t r a t i v o

Mtro. Javier de la Fuente Hernández S e c r e t a r i o d e De s a r r o l l o In s t i t u c i o n a l

M.C. Ramiro Jesús Sandoval S e c r e t a r i o d e Se r v i c io s a l a C o m u n id a d

Lic. Luis Raúl González Pérez Ab o g a d o G e n e r a l

Dra. Estela Morales Campos C o o r d i n a d o r a d e Hu m a n id a d e s

Dr. Carlos Arámburo de la Hoz C o o r d i n a d o r d e l a In v e s t i g a c i ó n C i e n t í f i c a

Mtro. Sealtiel Alatriste C o o r d i n a d o r d e D i f u s ió n C u l t u r a l

Enrique Balp Díaz Di r e c t o r G e n e r a l d e C o m u n i c a c i ó n So c i a l

ENCiCLOPEDiA DE CONOCiMiENTOS FUNDAMENTALES UNAM- SiGLO XXi

ENCICLOPEDIA DE CONOCIMIENTOS FUNDAMENTALES UNAM-SIGLO XXI VOLUM EN 4

Química |Biología |Ciencias de la salud

Química

Biología

Ciencias de la salud

Kira Padilla Martínez

Luís Felipe Jiménez G.

Malaquías López Cervantes

(coordinadora)

(coordinador)

(coordinador)

Adela Castillejos Salazar

luisa Alba Loís

Ricardo Antonio escamilla Santiago

maríbel espinosa Hernández

Arturo Argueta villamar

José Alberto García Aranda

Ana martínez vázquez

eduardo Adolfo Delgadillo Cárdenas

Xaviera García González

Kira Padilla martínez

maría Cristina Hernández Rodríguez

Patricia M. Herrera Saint-leu

Ana maría Sosa Reyes

Luis Felipe Jiménez García

José Antonio Irízar Rojas

Juan José morrone lupi

ma. Asunción Lara Cantú

Ricardo noguera Solano

Rubén Lisker Yourkowitzky

Juan S. núñez Farfán

malaquías López Cervantes

Irene Quiroz Amenta

verónica montes de o c a Zavala

Rosaura Ruiz Gutiérrez

Guillermina n t e r a Rey

maría del Refugio Saldaña García

Reyna Lizette Pacheco Domínguez

maría Josefina Segura Gortares

enrique Pedernera Asteguíano

maría de lourdes Segura valdez

Astrid Posadas Andrews Arturo Ruiz Ruisánchez marcia villanueva Lozano Édgar Zenteno Galindo Rosa maría Zúñiga Sánchez

if Í¡Í S llsp lfe

^v H^v lI vemt|un° si9.10.

M éxico, 2010

editores

Enciclopedia de conocimientos fun dam en tales: UNAM-Siglo XX I / coord. Jaime Labastida y Rosaura Ruiz. - México : UNAM ; Siglo XXI, 2010. v. ; 27 cm. Incluye bibliografías Contenido: v. 1. Español, Literatura - v. 2. Filosofía, Ciencias sociales, Arte - v. 3. Historia, Geografía - v. 4. Química, Biología, Ciencias de la salud - v. 5. Matemáticas, Física, Computación. ISBN 978-607-02-1760-9 (UNAM obra completa) ISBN 978-607-03-0225-1 (Siglo XXI obra completa) 1. Enciclopedias y diccionarios. I. Labastida, Jaime. II: Ruiz, Rosaura. III. Universidad Nacional Autónoma de México. 036.1-scdd20

Biblioteca Nacional de México

ENCiCLOPEDiA DE CONOCiMiENTOS FUNDAMENTALES UNAM-SiGLO XXI

C o o r d i n a c i ó n g e n e r a l |Jaime Labastida C o o r d i n a c i ó n a c a d é m i c a |Rosaura Ruiz C o o r d i n a c i ó n o p e r a tiv a |Alfredo Arnaud C o o r d i n a c i ó n e d i t o r i a l |Rosanela Álvarez y José María Castro Mussot D is e ñ o d e l a e n c ic l o p e d i a |María Luisa Martínez Passarge P o r t a d a s |Ricardo Martínez VOLUMEN 4

C o o r d i n a c i ó n e d i t o r i a l |Ivonne Murillo, Gabriela Parada F o r m a c i ó n |Ivonne Murillo, Gabriela Parada C o r r e c c i ó n |Luis Felipe Brice, Gerardo Castillo, Kenia Salgado, Felipe Sierra As i s t e n c i a e d i t o r i a l |Consuelo Yerena (Biología), Astrid Posadas y Marcia Villanueva (Ciencias de la salud) Il u s t r a d o r e s |Raúl Cruz, Luis Greaves, Hassan Hernández, Roberto López, Alejandro Ordóñez P ORTADA |Ricardo Martínez Mujer con niño, 1994 ENCiCLOpEDiA DE CONOCiMiENTOS FUNDAMENTALES UN A M -SiGLO XX i

1a edición |2010 D.R. © octubre 2010 para los textos de la Enciclopedia, u n i v e r s i d a d Na c i o n a l Au t ó n o m a d e M é x i c o Ciudad Universitaria, Coyoacán, 04510 México, D.F, D.R. © octubre 2010 para las características editoriales de la presente edición, Un i v e r s i d a d Na c i o n a l Au t ó n o m a d e M é x i c o Ciudad Universitaria, Coyoacán, 04510 México, D.F. Si g l o XXI Ed i t o r e s , S.A. d e C.V. Av. Cerro del Agua 248, Romero de Terreros, Coyoacán, 04310 México, D.F, La coordinación general agradece la colaboración y el apoyo de las siguientes dependencias de la UNAM: Escuela Nacional Preparatoria, Colegio de Ciencias y Humanidades; Consejo Académico del Bachillerato; Facultad de Filosofía y Letras, Facultad de Ciencias, Facultad de Ciencias Políticas y Sociales, Facultad de Economía, Facultad de Derecho, Facultad de Medicina, Facultad de Química, Facultad de Contaduría y Administración; Instituto de Ecología, Instituto de Biología, Instituto de Geografía, Instituto de Investigaciones Filosóficas, Instituto de Matemáticas, Instituto de Física, Instituto de Investigaciones en Materiales, Instituto de Investigaciones Históricas; Dirección General de Cómputo y de Tecnologías de Información y Comunicación, Dirección General de Divulgación de la Ciencia, Dirección General de Actividades Cinematográficas, Dirección General de Televisión Universitaria, Dirección de Literatura; Centro Universitario de Estudios Cinematográficos; revista ¿Cómo Ves?, Gaceta UNAM.

de la obra: 978-607-02-1760-9 Siglo XXI de la obra: 978-607-03-0225-1

ISBN UNAM ISBN

ISBN UNAM vol. 4: ISBN

978-607-02-1781-4 Siglo XXI vol. 4: 978-607-03-0240-4

Reservados todos los derechos. Ni la totalidad ni parte de esta publicación pueden reproducirse, registrarse o transmitirse por un sis­ tema de recuperación de información, en ninguna forma y por ningún medio, sea electrónico, mecánico, fotoquímico, magnético, electroóptico, por fotocopia, grabación o cualquier otro, sin permiso previo por escrito de los editores. Impreso y hecho en México.

RICARDO MARTÍNEZ Ciudad de M éxico, 28 de octubre de 1918 |11 de enero de 2009

Pareja, 2003 |óleo/tela |100 X 200 cm

Mujer con palma, 1995 |óleo/tela |175 X 200 cm

D esde m uy joven y a lo largo de su vida R icardo m artín ez n u n ca dejó su oficio. Lentam ente pasó de los paisajes geom étricos, bodegones y retratos a la figura humana. D otad os de u n pod er m onu m en tal que recuerda a la escultura p recolom b in a, sus desnudos — en los que colores, gradaciones y m atices logran u n todo sin fó n ico — son ficciones, form as casi abstractas, religiosas, mágicas, no nacidas de la realidad. A m anera de h o m en aje, los editores de la E nciclopedia de conocim ientos fu n d am en tales

unam

se honran en m ostrar en sus portadas cinco pinturas de este creador mexicano.

Siglo x x i

PRESENTACIÓN

ENCICLOPEDIA DE CONOCIMIENTOS FUNDAMENTALES JOSÉ NARRO ROBLES RECTOR DE LA UNAM

E

l conocimiento es el camino a la libertad y la justicia. Entre más nociones y valores ci­ viles conforman nuestro bagaje, más amplios serán nuestros horizontes, más diversas

nuestras opciones, mayor nuestra posibilidad de elegir y más responsable nuestro compor­ tamiento. En la sociedad contemporánea, el saber se convierte en patrimonio insustituible, en factor de impulso para el desarrollo de un país y en herramienta fundamental para el progreso individual de sus habitantes. Poseer los fundamentos básicos de cada área y disciplina constituye un valor agregado para el ejercicio profesional y una sólida base para la continuación de estudios superiores. Con esta visión, como parte de su función histórica de transmitir, generar y divulgar las ciencias, las humanidades y las artes, la universidad Nacional Autónoma de México (UNAM ) pone en circulación la Enciclopedia d e conocimientos fundam entales. Esta obra adquiere una importancia primordial en tiempos en que los retos que enfren­ ta la nación en el ámbito educativo son mayúsculos. más de 33 millones de mexicanos ma­ yores de quince años se encuentran en situación de rezago educativo. Somos un país cuyo nivel promedio de escolaridad apenas rebasa los ocho años de estudio, además de que es considerable el número de jóvenes que desafortunadamente no tiene cabida en el sistema educativo y que tampoco encuentra espacio en el mercado de trabajo. u na faceta que ejemplifica las insuficiencias del sistema se expresa en el hecho de que sólo dieciocho de cada cien alumnos que ingresan a la educación básica logran concluir los estudios superiores. el resto, 82 por ciento, abandona en algún momento su preparación. el problema es particularmente grave en el tránsito del bachillerato a los estudios profesiona­ les y en los primeros semestres de la licenciatura. e n esto radica parte de la trascendencia de esta E nciclopedia, elaborada por académicos de bachillerato, licenciatura y posgrado de la UNAM y

editada por destacados especialistas de Siglo XXI.

el que dos instituciones de profunda raigambre mexicana, líderes nacionales y regiona­ les en sus ámbitos de acción unan sus esfuerzos y experiencias para hacer posible la Enciclo­ p ed ia de conocimientos fu ndam en tales es la expresión genuina del compromiso que com ­ parten de contribuir a la construcción de un méxico mejor. Gracias a esta colaboración, tanto nuestros estudiantes de la escuela Nacional Prepara­ toria como del Colegio de Ciencias y Humanidades tendrán a su disposición, en sus res­ pectivos planteles, ejemplares de esta obra, esencial para su formación media superior.

Es además un propósito de la UNAM y de Siglo X X I Editores el que este material esté al alcance del público más amplio y diverso, como una referencia invaluable y fuente básica de los saberes que como mínimo requiere todo individuo en materia de ciencias, de humani­ dades, de ciencias sociales, de lenguas y de matemáticas. Representa para nuestra casa de estudios una enorme satisfacción refrendar, mediante la Enciclopedia de conocimientos fu ndam entales, su vocación de servicio a la sociedad a la que se debe, además de contribuir con este legado a la construcción del país democrático, justo y equitativo que todos deseamos y por el que tantas generaciones han luchado.

ENCICLOPEDIA DE CONOCIMIENTOS FUNDAMENTALES JAVIER DE LA FUENTE SECRETARIO DE DESARROLLO INSTITUCIONAL, UNAM

E

l fortalecimiento de la educación media superior y la divulgación del saber hacia el público en general figuran entre las múltiples prioridades de la universidad Nacio­

nal Autónoma de México ( UNAM ), pues constituyen un compromiso para enfrentar tanto los rezagos en materia educativa como las exigencias en el ámbito profesional de la sociedad contemporánea. Nuestra máxima casa de estudios contribuye de manera constante a en­ frentar los desafíos de nuestro tiempo con estrategias y soluciones concretas. Éste es el sen­ tido y el espíritu de la Enciclopedia d e conocimientos fundam entales. Profesores e investigadores de los tres niveles educativos de la UNAM , especialistas en filosofía, ciencias sociales, artes, literatura, lengua española, historia, geografía, química, biología, ciencias de la salud, matemáticas, física y computación, se dieron a la tarea de es­ tablecer, de manera conjunta, cuáles serían los saberes indispensables de cada área con los que debe contar todo ciudadano mexicano de nuestro tiempo para enfrentar su realidad co­ tidiana. A ellos se sumaron destacados asesores de Siglo XX I Editores, muchos de ellos acadé­ micos reconocidos de la UNAM , que revisaron, adaptaron y perfeccionaron los contenidos de este proyecto el resultado de este magnífico esfuerzo académico colegiado y conjunto es la obra que hoy ve la luz. Al abordar un total de trece disciplinas, el material que tiene usted en sus ma­ nos resulta esencial tanto para el desarrollo académico como para el ejercicio profesional de estudiantes que inician su formación superior, maestros de educación media superior, y to­ do ciudadano adulto. en su totalidad, constituye un material invaluable para fomentar el conocimiento interdisciplinario, poner a su alcance y enriquecer su cultura general. el primer tomo, orientado a las Lenguas, se aproxima a la literatura a través de la lectura, las figuras y los géneros literarios como el mito, el relato, la poesía, el teatro y el ensayo. Plan­ tea además temas específicos respecto al español, en torno a la lengua y la comunicación, los textos narrativos, expositivos, argumentativos, orales y monográficos, así como las nuevas formas de leer y escribir en el siglo actual. el segundo tomo de esta Enciclopedia está dedicado a las Humanidades. Aborda, en el ám­ bito de la filosofía, temas de razonamiento lógico, conocimiento y verdad, lenguaje, ciencia y tecnología, existencia y libertad, política y sociedad, artes y belleza. e n el terreno de las ciencias sociales propone una introducción a la sociología, la antropología, la política, el de­ recho, la economía y la administración. en cuanto al arte, plantea cuestiones torales sobre el

sentido social de esta actividad, la estética, la creación, la interpretación y la apreciación, complementadas con entrevistas a destacados creadores mexicanos. el tercer volumen se enfoca a la historia de méxico, su multiculturalidad, la conquista, la primera y la segunda integraciones planetarias de nuestro país y su organización en el si­ glo x x . en cuanto a la geografía, aborda la dimensión territorial de los recursos naturales, la organización del territorio, la población en el espacio geográfico, los riesgos naturales y entrópicos, los procesos políticos y el territorio mexicano. el cuarto tomo está dedicado a las Ciencias. e n el dominio de la química, ofrece nocio­ nes sobre la historia de esta disciplina, las mezclas y sustancias, los átomos, las moléculas y los iones, el lenguaje de esta ciencia, los enlaces, las reacciones químicas y su energía, la estequimetría, los ácidos y bases, las reacciones de óxido-reducción, la química y el entorno. en materia de biología, aborda su concepto como ciencia, explica sus particularidades en los ámbitos celular, molecular y bioquímico, y define aspectos de la genética, de la evolución, de la ecología y de la relación de esta ciencia con la sociedad. en lo que toca a las ciencias de la salud, plantea una introducción a los conceptos de la salud y la enfermedad, expone las fun­ ciones vitales básicas, el inicio de la vida, y las etapas de crecimiento y desarrollo desde la infancia hasta la vejez. el volumen cinco ofrece conocimientos fundamentales en matemáticas, sus orígenes y su función en la actividad humana, y su expresión en la naturaleza. e n materia de física, aborda la mecánica, la electricidad y el magnetismo, la óptica, la física de fluidos y la termo­ dinámica, en una lógica de lo grande a lo pequeño. Finalmente, ofrece nociones básicas de computación referentes a la algorítmica, la programación, la información, la abstracción, las computadoras, las redes, el multimedia y las aplicaciones de esta especialidad. A los contenidos de cada uno de estos cinco tomos, Siglo X X I editores ha añadido una antología de textos esenciales y paradigmáticos de autores clásicos en su respectiva especia­ lidad cuya contribución universal constituye hoy una referencia obligada para el desempe­ ño cotidiano, sea cual sea nuestra actividad. Así, el lector tendrá acceso a fragmentos de la obra de Platón, Aristóteles, Galileo, Newton, Descartes, Humboldt, Darwin, einstein, o c ­ tavio Paz, entre muchos otros. Cada tomo de la Enciclopedia cuenta adicionalmente con un DVD , en el que se ofrece ma­ terial didáctico complementario sustentado en fuentes especializadas de la UNAM , con el fin de ampliar el aprendizaje de sus usuarios. esta obra combina el uso de herramientas tradi­ cionales con las posibilidades que ofrecen las nuevas tecnologías, para contribuir, con ello, a que alumnos, maestros y ciudadanos en general cuenten con elementos que les permitan insertarse a la nueva sociedad del conocimiento.

e n c ic l o p e d ia de c o n o c im ie n t o s f u n d a m e n t a l e s r o s a u r a r u iz COORDINADORA ACADÉMICA DEL PROYECTO ENCICLOPEDIA DE CONOCIMIENTOS FUNDAMENTALES, UNAM-SIGLO XXI

L

os múltiples programas que la universidad nacional Autónoma de méxico (UNAM ) ha concebido y puesto en marcha permiten hacer frente — con un espíritu innovador y con

la calidad académica que la distinguen— a los grandes rezagos de la educación media supe­ rior y superior del país, y promover el mejoramiento de la calidad educativa en todos sus ámbitos. La formación integral de los alumnos y de todo individuo, por medio de la adquisición de conocimientos y del desarrollo de habilidades, resulta hoy más que nunca indispensable, tanto para satisfacer los requerimientos de la educación superior como para formar ciudada­ nos socialmente responsables. Para ello se requiere dotarles de saberes pertinentes para el ejercicio profesional o la continuación de su formación académica y, en ambos casos, para en­ sanchar su espectro de alternativas de respuesta y solución a los desafíos que plantea la vida cotidiana. Como antecedente de esta Enciclopedia, la UNAM desplegó un ambicioso programa de acciones compartidas encaminado a ofrecer una novedosa propuesta para actualizar los con­ tenidos temáticos de las disciplinas que comparten los dos subsistemas del bachillerato de la UNAM . A partir de la reflexión, la integración de diversos esfuerzos y la reelaboración de los procesos de enseñanza — en función de los cambios y exigencias de nuestra sociedad dentro de un contexto global— , fueron seleccionados los saberes básicos de trece disciplinas, enten­ didos como herramientas para el desarrollo personal y profesional de todo ciudadano. el objetivo final de este proyecto ha sido el de contribuir a la formación de ciudadanos críticos, con un pensamiento lógico, capaces de enfrentar problemáticas y de plantear solucio­ nes. Todo ello en el entendido de que una educación sustentada en la acumulación informa­ tiva resulta obsoleta en los albores del siglo x x i, y de que es preciso impulsar la apropiación de una cultura general y el desarrollo de habilidades estratégicas para capacitar a hombres y mujeres de modo que aprendan en forma propositiva y significativa a lo largo de la vida. Los temas considerados en cada una de las disciplinas que conforman esta Enciclopedia han sido establecidos y acotados en razón de su relevancia y pertinencia, tanto dentro del con­ texto académico como en congruencia con las exigencias del entorno contemporáneo; se sustentan así en el avance y desarrollo reciente de cada disciplina y en su potencial como ins­ trumento de transformación.

Se reafirma en este sentido la trascendencia del trabajo colegiado, crítico y plural de los docentes e investigadores que han hecho posible este proyecto, con el que la UNAM contri­ buye a elevar la calidad e innovar en los procesos de enseñanza-aprendizaje, además de re­ frendar su compromiso con los jóvenes de nuestro país. La obra resultante de este ejercicio académico — esta Enciclopedia de conocim ientos fu ndam en tales— , pone énfasis en un pro­ ceso formativo sustentado en la profundización, la reflexión, la cabal comprensión y asimi­ lación del conocimiento, en contraste con una perspectiva basada en la acumulación progre­ siva de información. Lo que hoy tenemos a la vista es, pues, el resultado del esfuerzo colectivo en el que con­ vergen el compromiso universitario, la experiencia académica, la visión transformadora y la voluntad creativa de quienes participaron en esta Enciclopedia. el que el fruto de este proyecto esté disponible en las bibliotecas y los hogares mexicanos es ya un motivo de orgullo y satisfacción. el que su contenido se convierta en coadyuvante del mejoramiento individual y social de quien se beneficie de él, es la aspiración máxima de todos los que lo hemos hecho posible.

ENCICLOPEDIA DE CONOCIMIENTOS FUNDAMENTALES JAIME LABASTIDA DIRECTOR GENERAL SIGLO XXI EDITORES

L

a Enciclopedia que el lector tiene en sus manos es diferente a las que se podría llamar habituales. Lo es en diversos aspectos fundamentales, sin duda alguna. e n primer tér­

mino, tiene carácter temático. esto significa que tiene un orden distinto al que poseen otras enciclopedias. l a nuestra no responde a un orden alfabético. e n segundo término, su temá­ tica guarda estrecha relación con las disciplinas académicas de la educación media superior: su orden, por consecuencia, lo determina la estructura lógica a la que responden estas disci­ plinas, que van de lo general y lo básico a lo particular y específico. Nuestra voz española enciclopedia viene de una expresión helena, lo sabe todo mundo, ev KÚxXog n a iS e ía , la educación en círculo; con otras palabras, educación total, completa. ¿una educación total? ¿un saber o un conjunto de saberes de carácter universal? ¿Quién, el día de hoy, pedagogo, científico o filósofo, aspira a tanto? el cúmulo de los conocimientos es ya de tal naturaleza que nadie puede creer que existan nada ni nadie que estén en condi­ ciones de dar (o de poseer) la totalidad de los conocimientos que proporcionan las huma­ nidades, la ciencia y la tecnología en sus avances constantes en las más diversas disciplinas. Si resulta imposible abarcar la totalidad del conocimiento humano en una publicación de esta naturaleza, ¿qué pretende, pues, una enciclopedia como ésta, propia, en lo fundamental, para los estudiantes de educación media superior o para un público amplio? Ya se ha dicho que se trata de una enciclopedia temática, cuyo orden responde al que tienen las disciplinas científicas y humanísticas del sistema escolar del bachillerato. ese orden no es arbitrario ni se deriva de una mera convención, como la que posee el alfabeto; no va, pues, desde la A hasta la Z, sino desde nuestra lengua, el español, hasta una técnica actual, el sistema de cómputo. Hegel hacía notar el carácter convencional y arbitrario de las enciclopedias y por esa causa exigió de su Enciclopedia de las ciencias filosóficas una estructura que respondiera al sistema, o sea, que fuera lógica, racional. l a edad moderna ha producido al menos dos enciclopedias paradigmáticas. la s dos in­ tentaron la síntesis más completa del conocimiento de la época. Es posible que lograran su objetivo: iluminaron las conciencias para siempre. Sin embargo, como dijo Heráclito, nuevas aguas corren tras las agu as: el conocimiento no puede estancarse. La Encyclopaedia B ritannica, pues de ella se habla, se editó por primera vez en 1757. era una modesta publicación en tres volúmenes, pero poseía el carácter que la haría famosa: conjugaba el texto escrito con

la descripción gráfica de aquello a lo que el texto hacía referencia. el día de hoy, la Encyclop a e d ia Britannica la forman al menos 29 gruesos volúmenes. l a otra enciclopedia paradigmática se debe al talento y la valentía de aquel inmenso filó­ sofo que se llamó Denis Diderot. Es la publicación más importante del siglo xvill, el siglo llamado de la s luces. l a conocemos todavía con el nombre de la Gran Enciclopedia. l a imprenta democratizó la razón e hizo posible la expansión de la cultura y el conoci­ miento. l a sabiduría, que hasta ese momento había sido propiedad privada de unos cuan­ tos y se transm itía de modo oral o, de modo igualmente trabajoso, a través de la copia manuscrita de gruesos volúmenes en los monasterios europeos, de súbito pudo entrar en las casas de todos los hombres. e l círculo del conocimiento posible adquirió una dimensión hasta ese momento desconocida y luego, desde el siglo x ix , el hecho de que lo mismo el pa­ dre que la madre estuvieran obligados, por la nueva situación económica, a emplearse en actividades productivas, hizo nacer la escuela moderna. mientras que los hijos de los aristó­ cratas recibían enseñanzas por parte de preceptores privados en sus casas, los hijos del pue­ blo acudían a las escuelas públicas. Ambos podían estudiar en los nuevos instrumentos: los libros que las imprentas reproducían por miles de ejemplares. P aideia es voz asociada al niño (pais, paidós). Es la educación de los niños, desde luego. Produjo, en nuestra lengua, la palabra pedagogía que, en sentido amplio, quiere decir edu­ cación y, ya lo dije, en el caso de la voz enciclopedia pretende una educación total y, por lo tanto, imposible. Pero si a una enciclopedia temática moderna le es imposible abarcar la totalidad de los conocimientos humanos, ¿qué pretende ésta, que la UNAM y Siglo X X I ofrecen a los lecto­ res? l a nuestra pone el acento en el m étod o: sus autores son conscientes de que tan impor­ tante es el resultado como el proceso que condujo hacia él. Aquí, el acento no está puesto en la m em oria sino en la form u lación de problemas, porque m étodo, ya se sabe, es una palabra formada a partir de la voz griega odós, cam ino. Tan decisivos son el camino como el lugar de la llegada. Saber preguntar, saber indagar, saber establecer dudas, saber organizar los cono­ cimientos, saber que no se sabe, crear, inventar, interrogar al mundo contemporáneo, duro y exigente como pocos, con una pasión que brota — si hemos de creerle a José Gorostiza— de aquella soledad en llam as que es la inteligencia, es uno de los propósitos de nuestra E nci­ clopedia. De allí que los textos de las diversas disciplinas vayan acompañados de antologías o reu­ nión de textos — muchos de ellos clásicos— que no pretenden sino complementar, enri­ quecer e invitar a los lectores a profundizar en temas, autores, creaciones, teorías, corrientes del pensamiento: la sabiduría actual es una herencia, una acumulación de los siglos ante­ riores. Antes que respuestas, tenemos dudas y preguntas.

ÍNDICE

QUÍMiCA

QUíMKA Los autores

1

Agradecimientos

2

Introducción

3

TEMA 1 LA QUÍMICA ANTES DE LA QUÍMICA

5

1.1 De los griegos a la química moderna

5

1.2 la s sales

6

1.3 Lavoisier y el descubrimiento del oxígeno

8

1.4 De nuevo los átomos

9

1.5 L os científicos y la ciencia

10

TEMA 2 MEZCLAS Y SUSTANCIAS

11

2.1 observar, clasificar y medir

11

2.2 e l chocolate

12

2.3 ¿Qué tiene que ver la historia del chocolate con la capacidad de clasificar?

13

2.4 nada es cien por ciento puro

14

2.4.1 mezclas y sustancias

14

2.5 Materiales, mezclas y sustancias... en pocas palabras 2.5.1 etiquetas 2.6 Mezclas 2.6.1 Su composición 2.7 ¿Es realmente ligero el refresco bajo en calorías? 2.7.1 Separación o purifiación

15 15 15 15 17 17

2.8 Métodos de separación

18

2.8.1 Cristalización

19

2.8.2 Destilación

19

2.8.3 Filtración

20

2.8.4 Extracción

20

2.8.5 Cromatografía

20

2.9 Mezclas en la vida diaria

20

2.10 Separar, ¿hasta dónde?

21

2.11 Sustancias únicas e inigualables

21

2.11.1 Sus características

21

2.11.2 u n poco más acerca de las propiedades físicas

21

2.12 Ünicas... pero se transforman (propiedades químicas)

22

2.12.1 Separando al agua

23

2.12.2 ¿Cómo se sabe que una sustancia se transformó en otra?

23

2.13 Y todo esto, ¿para qué?

24

TEMA 3 DE ÁTOMOS, MOLÉCULAS E IONES

25

3.1 El mundo más allá del microscopio

25

3.2 ¿De qué está formada la materia?

26

3.3 Investigación indirecta

27

3.4 ¿Cómo distinguir cada sustancia?

28

3.5 Sustancias compuestas

30

3.5.1 Minas de oro

31

3.6 Los modelos en la ciencia 3.6.1 Modelos atómicos 3.7 La masa de los átomos 3.7.1 Historia de otros modelos atómicos

32 33 33 33

3.8 El modelo actual del átomo (protones, electrones y neutrones)

34

TEMA 4 LENGUAJE

37

4.1 El lenguaje de la química

37

4.2 Breve historia de la nomenclatura química

38

4.2.1 Primeros símbolos de la materia

38

4.2.2 Los primeros símbolos de sustancias elementales y compuestos

40

4.3 En busca de un orden: la tabla periódica

40

4.3.1 Las triadas de Dobereiner

40

4.3.2 La hipótesis de Prout

40

4.3.3 Mendeleiev, padre de la tabla moderna

41

4.4 Las fórmulas químicas actuales

43

4.4.1 La estructura nanoscópica de las sustancias

43

4.4.2 Las ecuaciones químicas

44

TEMA 5 LOS ENLACES

5.1 Las sustancias y sus propiedades

45 45

5.1.1 Peculiaridades de sustancia: diferencias entre los sólidos

47

5.1.2 Temperaturas de fusión y modelos de interacción

47

5.1.3 La física de las sustancias

50

5.1.4 Todos son de carbono

51

5.2 Interacciones entre moléculas

52

5.2.1 Aunque todo lo que huele es molecular, no todas las sustancias moleculares huelen 5.3 Polaridad y electrones compartidos

53 54

5.3.1 La temperatura de ebullición de los líquidos

55

5.3.2 Cómo se disuelve la sal en el agua

57

5.3.3 Miscibilidad

58

TEMA 6 LAS REACCIONES QUÍMICAS Y SU ENERGÍA

6.1 La importancia de la química 6.1.1 De reacciones y reactivos

61 61 63

6.1.2 Al buen observador... muchos cambios

63

6.1.3 ¿Cómo se sabe que ocurren los cambios químicos?

64

6.2 Las propiedades de las sustancias y los cambios químicos

65

6.2.1 Antoine Lavoisier

66

6.2.2 La importancia de reconocer a las sustancias y sus cambios

66

6.3 Representaciones: ¿reacción o ecuación?

66

6.3.1 La reacción química a través de los átomos

67

6.3.2 La reacción química más conocida

68

6.3.3 La conservación de la m a s a . en pequeña

69

6.3.4 Oxidación de metales

70

6.3.5 No todo lo que brilla es oro, ni toda la materia reacciona

71

6.4 La energía

71

6.4.1 El modelo sub-microscópico de energía química

75

6.4.2 ¿En qué unidades se mide la energía?

76

6.4.3 Enlazando y desenlazando

77

TEMA 7 ESTEQUIOMETRÍA

79

7.1 Antecedentes históricos

79

7.2 La cantidad de sustancia y su relación con otras magnitudes 7.2.1 Cantidad de sustancia, magnitud química

83 83

7.3 Estequiometría en reacciones completas

85

7.4 Concentración

86

TEMA 8 ÁCIDOS Y BASES

89

8.1 Ácidos y bases

89

8.1.1 Ácidos y b a s e s . ¿dónde?

90

8.1.2 Características macroscópicas de ácidos y bases

91

8.2 Construyendo modelos

92

8.2.1 Modelo de Arrhenius

92

8.2.2 Modelo de Bronsted-Lowry

93

8.3 Escala de pH y métodos de medición

95

TEMA 9 REACCIONES DE ÓXIDO-REDUCCIÓN (REDOX)

97

9.1 Números de oxidación

98

9.2 Agentes oxidantes y reductores

99

9.3 Las pilas y los potenciales redox

100

TEMA 10 LA QUÍMICA Y EL ENTORNO

103

10.1 Antioxidantes y alimentos

103

10.2 Señales químicas

106

10.3 Química sexual

108

Glosario

111

Bibliografía

113

APÉNDiCE

QUÍM ICA

José Antonio Chamizo

119

Química mexicana

B iO L O G ÍA

BiOLOGÍA

Los autores

137

Agradecimientos

139

Introducción

141

TEMA 1 LA BIOLOGÍA ES UNA CIENCIA

143

1.1 El objeto de estudio de la biología

144

1.1.1 ¿Es posible definir la vida?

144

1.1.2 ¿Qué caracteriza a los seres vivos?

147

1.1.3 Niveles de organización

149

1.2 Concepciones sobre la ciencia

151

1.2.1 ¿Qué es la ciencia?

151

1.2.2 Historia de la biología

159

1.2.3 Caracterización y métodos de investigación en la biología

166

1.3 l a biología y sus grandes generalizaciones

168

1.3.1 Teoría celular

169

1.3.2 Teoría de la evolución

172

1.3.3 Toería del gen

175

TEMA 2 BIOLOGÍA CELULAR, MOLECULAR Y BIOQUÍMICA

181

Introducción

181

2.1 Biología molecular de la célula

182

2.1.1 Tipos de células

182

2.1.2 organización y funciones de la célula

186

2.1.3 l a célula y su relación con el ambiente

197

2.1.4 el interior de la célula

201

2.1.5 Estruturas celulares y movimiento

225

2.1.6 Ciclo de vida de la célula

227

2.2 Multicelularidad

232

2.2.1 Matriz extracelular

232

2.2.2 uniones celulares

234

2.3 Reproducción de los individuos

237

2.3.1 Reprodución asexual

237

2.3.2 Origen de la reproducción sexual

238

TEMA 3 GENÉTICA

241

Introducción

241

3.1 Biología molecular del gen

241

3.1.1 Descifrando la configuración molecular del gen

242

3.1.2 El gen en acción

251

3.2 Biología genómica

261

3.2.1 Biotecnología y organismos transgénicos

261

3.2.2 El genoma de las especies biológicas

264

TEMA 4 EVOLUCIÓN

269

Introducción

269

4.1 El cambio de las especies a través del tiempo

270

4.1.1 ¿Qué es la evolución biología? 4.2 Evidencias de la evolución

270 272

4.2.1 La evolución como un hecho y como una teoría

272

4.2.2 El registro vivo de la evolución: proteínas y ADN

274

4.3 Evolución de la vida en la Tierra

274

4.3.1 Precámbrico: Arqueano y Proterozoico

279

4.3.2 Paleozoico

279

4.3.3 Mesozoico

280

4.3.4 Cenozoico

282

4.4 El evolucionismo

284

4.4.1 Antecedentes

284

4.4.2 Charles Robert Darwin

286

4.4.3 El origen de las especies

288

4.4.4 Alfred Russel Wallace

290

4.4.5 Después de Darwin y Wallace

290

4.4.6 Síntesis moderna

291

4.5 Variación en la naturaleza

294

4.5.1 El significado evolutivo de la variación

294

4.5.2 Expresión de la variación

296

4.5.3 Fuentes de la variación

302

4.6 Procesos evolutivos 4.6.1 Selección natural

304 304

4.6.2 Endogamia

310

4.6.3 Migración

310

4.6.4 Deriva génica

311

4.6.5 Especiación

313

4.6.6 Adaptación

318

4.6.7 Coevolución

320

4.7 Patrones evolutivos

321

4.7.1 Sistemática

321

4.7.2 Biogeográfica

324

TEMA 5 ECOLOGíA

327

5.1 ¿Qué es la ecología?

328

5.1.1 Definición

328

5.1.2 niveles de estudio de la ecología

329

5.1.3 Historia

329

5.2 e l ambiente

331

5.2.1 Caracterización del ambiente

331

5.2.2 Adaptación al ambiente

332

5.2.3 variación en el ambiente

332

5.2.4 el nicho ecológico

334

5.3 la s poblaciones

336

5.3.1 Distribución espacial

337

5.3.2 Crecimiento poblacional

340

5.4 Comunidades

344

5.4.1 estructura

345

5.4.2 Diversidad

346

5.4.3 Patrones ambientales

346

5.4.4 organización

347

5.4.5 Interacciones entre especies

352

5.5 ecosistemas

361

5.5.1 Flujo de energía

361

5.5.2 Productividad primaria y secundaria

362

5.5.3 Ciclos biogeoquímicos

363

5.5.4 Regiones biogeográficas del mundo

371

5.5.5 ecosistemas de méxico

372

5.5.6 Provincias biogeográficas de méxico

378

5.5.7 ecología urbana

381

TEMA 6 BIOLOGíA y sOCIEDAD

385

6.1 Relaciones entre sociedad y naturaleza

386

6.1.1 Diversidad natural y diversidad cultural

386

6.1.2 l a domesticación y el desarrollo cultural

391

6.1.3 Saberes ambientales y diálogo de saberes

396

6.2 medio ambiente y desarrollo sustentable

399

6.2.1 Cambio ambiental global

399

6.2.2 l a agenda ambiental del planeta

405

6.2.3 Desarrollo sustentable y educación ambiental

411

6.3 Biología, tecnología y sociedad 6.3.1 ¿Qué es el enfoque ciencia, tecnología y sociedad?

413 413

Glosario

421

Bibliografía

429

APÉNDICE

BIOLOGÍA

James D. Watson

435

La doble hélice Charles Darwin

440

El origen de las especies p or medio de la selección natural

CIENCIAS DE LA SALUD

Los autores

493

Agradecimientos

495

Introducción

497

TEMA 1 SALUD Y ENFERMEDAD

499

1.1 L os conceptos de salud y enfermedad

499

1.2 Historia natural de la enfermedad

501

1.3 organización social y salud

503

1.4 Perspectiva histórica y situación actual de los principales problemas de salud en México

505

1.4.1 mortalidad

506

1.4.2 Morbilidad

508

1.4.3 Determinantes de los principales problemas de salud en méxico

509

1.4.4 Conclusiones

510

TEMA 2 FUNCIONES VITALES BÁSICAS

512

2.1 Sistema cardiovascular

515

2.1.1 Corazón

515

2.1.2 Circulación

517

2.2 Sistema respiratorio

520

2.2.1 ventilación pulmonar

520

2.2.2 Difusión de gases

522

2.2.3 Transporte de gases

523

2.2.4 Regulación de la respiración

523

2.3 Sistema inmunológico

523

2.3.1 Hematopoyesis

524

2.3.2 Componentes sanguíneos

524

2.3.3 Respuesta inmune

526

2.4 Sistema digestivo

527

2.5 Sistema endocrino

531

2.5.1 Hipófisis

533

2.5.2 Tiroides

534

2.5.3 Paratiroides

535

2.5.4 Suprarrenales

536

2.5.5 Páncreas

536

2.5.6 Testículos

537

2.5.7 ovario

538

CIENCIAS DE LA SALUD

2.6 Sistema reproductor

539

2.6.1 Sistema reproductor femenino

539

2.6.2 Sistema reproductor masculino

541

2.7 Sistema urinario 2.8 Sistema nervioso

542 544

2.8.1 Sistema nervioso central

546

2.8.2 Sistema nervioso periférico

549

2.9 Funciones de la vida de relación

552

2.9.1 La vista

552

2.9.2 El oído

554

2.9.3 el tacto

556

2.9.4 el olfato

558

2.9.5 el gusto

559

2.10 Sistema locomotor

560

2.10.1 Sistema óseo

560

2.10.2 Sistema muscular

564

TEMA 3 INICIO DE LAVIDA

567

3.1 Reproducción celular en el ser humano

567

3.1.1 Mitosis

567

3.1.2 meiosis

569

3.2 Formación de células sexuales o gametos

569

3.2.1 espermatogénesis

569

3.2.2 ovogénesis

570

3.3 Ciclo menstrual

571

3.4 Fecundación

572

3.4.1 Diagnóstico de embarazo 3.5 Inicio del desarrollo del embrión 3.5.1 embarazo gemelar

573 574 575

3.6 Implantación

575

3.7. el desarrollo fetal

577

3.8. l a placenta

577

3.8.1 Transporte de gases y nutrientes

578

3.8.2 metabolismo

579

3.8.3 Secreción endocrina

579

3.9 micro, macro y matroambiente durante el embarazo

581

3.10 Cambios en la mujer embarazada

581

3.11 Cuidados durante el embarazo

583

3.11.1 Requerimientos alimentarios durante el embarazo

584

3.12 Riesgos durante el embarazo

584

3.12.1 Factores genéticos

584

3.12.2 Factores ambientales

587

3.13 el nacimiento 3.13.1 Indicaciones para una cesárea 3.14 examen físico del recién nacido 3.14.1 Cuidados de transición

590 591 592 592

3.14.2

Características fundamentales del recién nacido

593

3.15 La alimentación del recién nacido

594

3.16 Salud mental: desarrollo de vínculos de apego entre el bebé y los padres

595

3.17 Principales causas de morbilidad y mortalidad del recién nacido

596

3.17.1

Muerte de cuna

596

TEMA 4 NIÑEz, cREciM IENTo Y DEsARRoLLo

597

4.1 Crecimiento y desarrollo durante la infancia

597

4.1.1 Fases del crecimiento

599

4.1.2 Aprendizaje en la infancia

601

4.2 Alimentación infantil

603

4.2.1 Requerimientos nutricionales

603

4.2.2 Nutrimentos energéticos

604

4.3 Enfermedades de la infancia

609

4.4 Desnutrición infantil

610

4.5 obesidad infantil

613

4.6 Deshidratación infantil

615

4.6.1 Hidratación oral 4.7 vacunación

615 616

4.8 Salud mental en la infancia

617

4.9 Principales causas de morbilidad y mortalidad en la niñez

619

TEMA 5 A D oLEscEN cIA

621

5.1 Cambios hormonales y físicos durante la adolescencia

622

5.1.1 Cambios en la distribución corporal de hombres y mujeres

622

5.1.2 Cambios hormonales en la adolescencia

623

5.1.3 Acción de las gonadotropinas en el varón

623

5.1.4 Acción de las gonadotropinas en la mujer

623

5.2 Funciones mentales superiores del adolescente

624

5.2.1 operaciones formales 5.3 Desarrollo biopsicosocial del adolescente

624 625

5.3.1 Búsqueda de la identidad

625

5.3.2 Sentido de pertenencia

625

5.3.3 Autoconcepto y autoestima

625

5.3.4 Identidad sexual

626

5.4 Embarazo durante la adolescencia

628

5.5 Métodos anticonceptivos

629

5.5.1 Métodos naturales de anticoncepción

630

5.5.2 métodos anticonceptivos de barrera

631

5.5.3 métodos anticonceptivos hormonales

631

5.5.4 Dispositivo intrauterino (DIÜ)

632

5.5.5 métodos quirúrgicos o definitivos

632

5.6 Infecciones de transmisión sexual 5.6.1 Sida 5.7 Salud mental en la adolescencia

633 637 638

5.7.1 Trastornos de la alimentación

638

5.7.2 Depresión

641

5.7.3 Trastorno de ansiedad

642

5.7.4 Abuso de sustancias adictivas

643

5.8 Principales causas de mortalidad en la adolescencia

650

TEMA 6 VIDA ADULTA

651

6.1 Madurez física y emocional en la vida adulta

651

6.1.1 Adultez joven

652

6.1.2 Adultez intermedia

652

6.1.3 Adultez tardía

652

6.2 Integración familiar

652

6.2.1 La familia y su labor educadora

653

6.2.2 Socialización en la familia

653

6.2.3 Tipos de familias

654

6.2.4 madres trabajadoras y familias monoparentales

655

6.2.5 violencia y maltrato familiar

655

6.3 Climaterio 6.3.1 Trastornos generales durante el climaterio

657 658

6.4 Andropausia

658

6.5 Enfermedades cronicodegenerativas

659

6.5.1 modificaciones en el estilo de vida 6.6 Salud en el trabajo

660 661

6.6.1 Agentes físicos

662

6.6.2 Agentes químicos

664

6.6.3 Agentes biológicos

666

6.6.4 Agentes mecánicos

666

6.6.5 Control de exposición a riesgos laborales

666

6.7 Principales causas de morbilidad y mortalidad en la vida adulta

667

TEMA 7 VEJEZ

668

7.1 Envejecimiento y vejez

668

7.1.1 Gerontología y geriatría

669

7.2 Aspectos sociales y demográficos de la vejez

669

7.3 Salud y enfermedad en la vejez

670

7.4. Enfermedades cronicodegenerativas

672

7.4.1 Diabetes mellitus

672

7.4.2 Hipertensión arterial sistémica

674

7.4.3 Cáncer

675

7.4.4 osteoporosis

676

7.4.5 Enfermedad vascular cerebral

677

7.4.6 Demencia

677

7.4.7 otras enfermedades de la vejez

679

7.5 Automedicación y polifarmacia

679

7.6 e l anciano y la familia

680

7.6.1 Cuidados que requiere un anciano enfermo o discapacitado

680

7.7 Muerte y duelo

681

7.7.1 Tanatología y cuidados paliativos

681

7.7.2 El proceso de duelo

681

7.8 Principales causas de mortalidad en la vejez

682

Glosario

683

Bibliografía

695

APÉNDICE

CiEN CiA S DE LA SALUD

William Harvey Del movimiento del corazón y de la sangre en los animales

701

v Av.

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QUÍMICA LOS AUTORES

Ingeniera química, Facultad de Química, u n a m |Profesora de carrera titular C definitiva tiempo completo |Labora en la u n a m desde 1973 |

ADELA CASTiLLEJOS SALAZAR

Actualmente directora de Docencia en Cómputo en la Dirección General de Cómputo y Tecnologías de Información y Comunicación, u n a m .

Química farmacéutica bióloga, u n a m |Maestra en ciencias químicas biológicas en el área de Toxicología, ip n |Profesora de carrera de tiempo completo en

MARiBEL ESPiNOSA HERNANDEZ

la e n p plantel núm. 2 “Erasmo Castellanos Quinto”, u n a m |Reconocimiento Distinción Universidad Nacional para Jóvenes Académicos en Docencia en Educación Media Superior (Ciencias Exactas y Naturales) 2007, u n a m .

Licenciada en química, Facultad de Química, u n a m | Maestra y doctora en Ciencias, División de Ciencias Básicas e Ingeniería,

ANA MARTÍNEZ VÁZQUEZ

Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa | Investigadora titular C, Instituto de Investigaciones en Materiales, u n a m .

Licenciada en química, maestra en ciencias (fisicoquímica) por la u n a m | Doctora en didáctica de las ciencias experimentales por la Universidad de Valencia |

KiRA

p ADÍLLA

MARTíNEZ

Profesora-investigadora en la Facultad de Química de la u n a m .

Licenciada en química, maestra y doctora en Ciencias Químicas

ANA MARíA

por la u n a m |Profesora de carrera de tiempo completo en el

So SA REYES

Colegio de Ciencias y Humanidades, plantel Sur, u n a m .

AGRADECIMIENTOS

L

as autoras agradecen a la Facultad de Química de la u n a m , en especial a la doctora Laura Gasque Silva, así como a la señora Rosario (del laboratorio C-3) por las facilidades presta­

das en la elaboración de los experimentos. Parte del material que se incluye en esta edición fue tomado y modificado de los libros Conocimientosfundam entales de química, vols. 1 y 2, por ello las autoras queremos darle el reco­

nocimiento que corresponde a: Enrique Bazúa Rueda, Nahieli Greaves Fernández, Cristina Rueda Alvarado y Luis Miguel Trej o Candelas, cuyas aportaciones fueron fundamentales para la elaboración de los libros.

p. xxvi, Cristales de agua | © Latin Stock México.

QUÍMICA INTRODUCCIÓN KIRA PADILLA MARTÍNEZ

L

a química es la ciencia que estudia a la materia y los materiales; su composición, propie­ dades y cómo sintetizarlos. Sin embargo, la química se consideró como una ciencia exacta

a partir de que se empezó a hacer uso de la balanza para la cuantificación de los experimentos.

Antes de ello, la química era mucho más cualitativa y su principal desarrollo proviene del trabajo artesanal y de la medicina. En el primero se encuentran los herreros, cocineros, alfa­ reros, agricultores, artistas (escultores y pintores), etc., y en el segundo, los curanderos y los médicos interesados en obtener mejores medicamentos. De hecho, muchas de las técnicas ana­ líticas utilizadas hoy en día fueron desarrolladas por estos dos grupos. La química como cien­ cia no es sólo una serie de desarrollos experimentales; también tiene un lenguaje propio que es utilizado en otras áreas de la ciencia y que ayuda a la comunicación; al mismo tiempo se han desarrollado modelos de explicación. Estas tres grandes áreas se dividen en el nivel macroscó­ pico, el nivel nanoscópico (modelos) y el lenguaje (representaciones). Y la forma en cómo en­ tendemos a uno tiene que ver con cómo entendemos a los demás. Para un químico es funda­ mental conocer y comprender estos tres niveles de explicación, ya que pasamos de uno a otro con gran facilidad. Sin embargo, para las personas que apenas se están aproximando a la quí­ mica significa un grado de dificultad grande. La química se encuentra en todas partes; existen procesos químicos naturales como la respiración, la fotosíntesis, el crecimiento de los seres vivos (un conjunto de procesos quí­ micos) etc., y también existen procesos químicos controlados por el hombre como la fabri­ cación de papel, la síntesis de nuevos materiales, etc. Sin embargo, los conceptos que dan explicación a los diversos fenómenos químicos son siempre los mismos: mezcla, sustancia, átomos, molécula, redes, interacciones electrostáticas, reacción química (reacciones ácidobase, de óxido reducción, de síntesis, etc.), estequiometría (forma en la que cuantificamos a la química) y fundamentalmente el lenguaje. Por ello, las siguientes páginas están organiza­ das para hacer a la química comprensible a cualquier lector, y para ello partimos desde una perspectiva histórica de lo que es y ha sido el desarrollo de la química. Posteriormente estu­ diamos las mezclas partiendo de la premisa “todo lo que nos rodea son mezclas”, por tanto qué son las mezclas y qué se puede hacer para separarlas. Es decir, cómo obtenemos la mate­ ria prima de estudio de los químicos: las sustancias; también desarrollamos una nueva vi­ sión de los fenómenos macroscópicos que nos rodean. En el tema 3 empezamos a construir modelos. El primero: el átomo. Es decir, se empieza a construir el nivel nanoscópico que ayuda

a explicar el nivel macroscópico. El tema 4 está dedicado al lenguaje, pues saber hablar en tér­ minos químicos es fundamental para todo aquel que estudia esta ciencia. En el tema 5 se estu­ dia a las sustancias como tales y se construyen modelos (interacciones electrostáticas) para explicar las propiedades macroscópicas de éstas. El tema 6 está dedicado a comprender lo que es la reacción química, así como a los fenómenos que surgen a partir de ella. El tema 7 está de­ dicado a la cuantificación tanto de las reacciones químicas como a la obtención de las fórmu­ las; considerando a la cantidad de sustancia como la magnitud química. En los temas 8 y 9 es­ tudiamos dos fenómenos fundamentales en la vida cotidiana: las reacciones ácido-base y las reacciones óxido reducción. Sus fundamentos y los fenómenos en donde ocurren. Finalmente, el tema 10 está dedicado a contextualizar todo lo aprendido y tomar conciencia de que, como se dijo anteriormente, la química está en todas partes. Las autoras de este libro deseamos que se tome conciencia de que la química es una ciencia indispensable para el desarrollo de la vida y el cuidado de nuestro planeta. Sin embargo, tam­ bién queremos que se comprenda que la química no es buena ni mala; somos los seres huma­ nos, a través de nuestras decisiones, quienes hacemos que la química sea beneficiosa o perjudi­ cial para nosotros, para los demás y para el planeta.

LA QUÍMICA ANTES DE LA QUÍMICA

tem a

1

El laboratorio del alquimista, obra de 1571, pintura de Johannes Stradanus | © Latin Stock México.

1.1 DE LOS GRIEGOS A LA QUÍMICA MODERNA os primeros en intentar entender la naturaleza de la materia fueron los filósofos griegos;

L

ellos propusieron, con base en sus reflexiones, la existencia de partículas homogéneas e

indivisibles que constituían toda la materia y marcaban la diferencia entre las sustancias . Sin embargo, la idea de los átomos permaneció abandonada aproximadamente 21 siglos. Durante

ese tiempo surgieron otras teorías para entender el comportamiento de la materia, como la de Aristóteles (250 a. C.), quien consideraba a la materia compuesta de aire, tierra, agua y fuego. Creía que a partir de la combinación de estos cuatro elementos se generaban todas las sustan­ cias perceptibles. Sin embargo la química, como ciencia en constante evolución, tiene sus orígenes a princi­ pios de la Edad Media en Alejandría, en donde confluyeron las tradiciones griega, egipcia y oriental (chinas e hindúes). A esta química primigenia se le conoce como alquimia. Era una

actividad empírica, es decir, funcionaba a partir de en­ sayo y error. Aunque la alquimia no se considera una ciencia, durante esa época se perfeccionaron muchas metodologías que actualmente son fundamentales en la química; además, se aislaron las primeras sustancias, se obtuvieron las primeras aleaciones metálicas y se dieron los primeros pasos hacia la medicina farma­ céutica. Fueron los alquimistas medievales quienes prepa­ raron ácidos y desarrollaron técnicas para autentifi­ car oro. Uno de los objetivos de la alquimia era obte­ ner la piedra filosofal, pues existía la idea de la Grabado representando a Aristóteles (384-322 a.C) |© Latin Stock México.

transfiguración de los materiales. Se creía que la piedra filosofal ayudaría a convertir en oro a otros metales considerados “enfermos” como el plomo. La obtención y tratamiento de metales también tuvo mucho auge durante ese periodo, lo cual dio como resultado la posibilidad de que se fabricaran nuevas herramientas y armas más resistentes. Debe recordarse que quien tuviera el mejor armamen­ to tendría superioridad sobre sus enemigos. El desarrollo de la imprenta permitió la difusión de todos estos conocimientos. Pero, a pesar de ello y de los avances metodológicos, la alquimia no se considera una ciencia porque no creaba explicaciones abstractas para los fenómenos; además, tampoco era cuantitativa por­ que no se tenían las herramientas adecuadas para ello. Durante esa etapa, Teofrasto Paracelso (1493-1541) —quien era iatroquímico, es decir, un alquimista, médico y curandero del siglo x v i— impulsó el uso de sustancias específicas para la cura de cada enfermedad, promoviendo con ello el desarrollo de técnicas para extraer dichas sustancias de plantas e incluso de animales. También en ese tiempo empezó a comprenderse que la ciencia (aunque no se le llamaba así) no era absoluta, definitiva ni estática, sino que se encuentra en constante evolución. De esta forma, la alquimia comenzó a transformarse en una actividad racional, donde las explicaciones abstractas y lo concreto fueron valorados para dar explicaciones del mundo, lo cual dio lugar al nacimiento de la química.

1.2 LAS SALES En la Francia del siglo xviii, se inició una clasificación de los materiales, entre los considerados sales —por ser solubles— y los considerados tierras —por ser insolubles—. La clasificación de las sales empezó a constituir un ámbito de estudio, pues se pretendía que pudiera ser el resulta­ do de la combinación tanto de sales (por ejemplo, espíritu de vitriolo y sal de tártaro), como de una sal ácida y una tierra alcalina, o de una sal ácida y un metal. Es decir, las sales permiten el intercambio de cuerpos que responden a categorías en principio distintas. El iatroquímico alemán Georg Ernst Stahl (1660-1734) consideraba que lo único que la física y la química podían estudiar era la “corrupción”, la descomposición de un cuerpo vivo tras su muerte. Así pues, propone una serie de fundamentos que se volverían tradicionales, como mixtión, principio y afinidad. Según Stahl, lo propio de la química es la unión mixtiva o mixtión, que debe distinguirse de la agregación, es decir, la mera unión mecánica o, como se conoce en la actualidad, mezcla. La mixtión, en cambio, implica una propiedad que sólo puede analizarse cuando existe un cambio en las propiedades.

Stahl reconoce dos principios de combi­ nación para todos los mixtos (compuestos): el agua y la tierra. De esta última identifica tres tipos: la tierra vitrificable (minerales), la tierra flogística o flogisto (ligera e inflama­ ble) y la tierra mercurial o metálica (que pro­ porciona a los metales su maleabilidad y brillo). Esta clasificación fue propuesta en función de la teoría de afinidad, según la cual, lo similar presenta una unión mixtiva con lo similar. Sin embargo, Stahl muestra ciertas dudas referentes a la tierra mercurial. Consi­ deraba que los metales al corroerse se com­ portaban como la madera y el carbón al ser quemados. En este sentido, los metales ar­ dían lentamente y la corrosión les hacía per­ der su “flogisto" así como se lo hacía perder al carbón mineral la combustión. Sin embargo, el metal podía regresar a su estado primitivo a través de la reabsorción de flogisto que procedía del carbón vegetal. En este sentido, Stahl creía que toda materia inflamable contenía flogisto y éste se desprendía y perdía en la atmósfera du­ rante la combustión. Una aportación importante de Stahl fue su explicación para la combustión y recuperación de azufre, cuya transformación cíclica confirmó su creencia de que el azufre era un mixto que con­ tenía flogisto y el principio de acidez, al cual denominó ácido universal porque creyó que estaba contenido en todos los ácidos.

Azufre combustiónt ácido universal + flogisto Ácido universal + sal de tártaro (carbonato de potasio)-------------- ► - tártaro vitriolado Tártaro vitriolado + carbón vegetal-------------- ►azufre

Stahl consideraba que estas transferencias de flogisto se llevaban a cabo en los metales, el azufre y los ácidos, pero no era posible realizarlas con sustancias orgánicas. Esto lo llevó a inte­ resarse más por la química mineral o inorgánica que por la orgánica. A pesar de que no cono­ cía la importancia del aire en los cambios químicos, su trabajo marcó la diferencia entre la química orgánica y la inorgánica. La teoría del flogisto de Stahl explicaba los fenómenos de combustión, y se argüía que este proceso llegaba a su fin debido a que el aire sólo podía absorber cantidades limitadas de flogis­ to. Cuando esto sucedía, Stahl consideraba que tenía “aire flogisticado" También creía que la combustión podía concluir debido a que las sustancias tenían cantidades limitadas de flogisto. Consideraba evidente que el flogisto no podía permanecer en la atmósfera, pues de lo contra­ rio los procesos de respiración y combustión no serían posibles. Además, propuso que el flogis­ to era absorbido por las plantas y por el carbón vegetal, de tal forma que era posible establecer en la naturaleza un ciclo del flogisto, el cual representaba el vínculo entre los tres reinos natu­ rales: animal, vegetal y mineral. A finales del siglo xvm , este ciclo se transformó en la teoría de la fotosíntesis.

Georg Ernst Stahl (1660-1734) |© Latin Stock México.

El problema de la teoría del flogisto era que si en los procesos de combustión se perdía flogisto, en principio debería tenerse una disminución de la masa; sin embargo, se observaba todo lo contrario: las sustancias ganaban masa.

1.3 LAVOISIER Y EL DESCUBRIMIENTO DEL OXIGENO Para muchos, Antoine-Laurent Lavoisier (1743-1794) es el creador de la quí­ mica moderna. Nació en París, casi 50 años antes del inicio de la Revolución francesa, que marcó un hito en la historia moderna del mundo occidental, y cinco años después de iniciada ésta fue condenado a muerte en la guillotina por un tribunal revolucionario, al ser declarado culpable de un complot que “favorecía a los enemigos de Francia” Lavoisier es considerado el padre de la química moderna porque sistema­ tizó las investigaciones de muchos otros científicos e hizo énfasis en el uso de la balanza y en las determinaciones precisas. También echó por tierra la teoría del flogisto propuesta por Stahl. Se le atribuye el descubrimiento del oxígeno, el cual fue hallado, al mismo tiempo, por el químico inglés Joseph Priestley (1733-1804), quien haciendo experimentos con óxido de mercurio, obtuvo oxígeno, al que llamó aire desflogisticado, porque descubrió que puede ser res­ pirado y permitía que las maderas incandescentes ardieran, fenómeno que no era posible en prescencia del flogisto. El hallazgo del oxígeno hizo famoso a Lavoisier, pues fue él quien primero publicó sus resultados y, contrario a la teoría del flogisto, no lo identifica como Priestley, como aire desflogisticado, sino que lo llama oxígeno y lo reconoce en muchas otras sustancias. Para nombrar al oxígeno, Lavoisier utilizó dos raí­ ces griegas ófyq (oxys) (ácido, literalmente “punzante”, por el sabor de los ácidos) y -yevqq (-genes) (“generador, que engendra”), porque creyó que el oxí­ geno era un constituyente indispensable de los ácidos. Lavoisier leía las investigaciones de sus colegas y tuvo la inteligencia y habilidad para comprender que muchas hipótesis eran similares. A partir de estos trabajos, realizó experimentos con los cuales logró sustentar la revolu­ cionaria teoría de la combustión. Antes de esta teoría, todos los científicos hablaban del flogisto. Lavoisier pensaba que éste y otros términos utilizados en la época eran anticuados y no se ajustaban a las nuevas teorías, en especial a la de la combustión. Por ello consiguió que sus colegas le apoyaran rompien­ Antoine-Laurent Lavoisier (1743-1794) |© Latin Stock México.

do con la nomenclatura tradicional, al escribir el libro M étodo de nomenclatura química, diri­ gida por Lavoisier y publicado en 1787. Desde ese año, esta obra constituye la base de la no­ menclatura actual.

La nomenclatura propuesta por Lavoisier todavía contenía un gran número de figuras. Lo que se ve en el cuadro actualmente se escribiría así: Fe + 2H2O + 3O2 + 4N2O Se dice que uno de los principales méritos de Lavoisier fue usar la balanza de manera me­ tódica, pero realmente en los laboratorios de química de esa época ya era un instrumento

común utilizado por muchos científicos. Además de él, otros como el físico y químico británico Henry Cavendish (1731-1810) también la usaron. Los científicos contem­ poráneos de Lavoisier no habrían avanzado en sus inves­ tigaciones si no hubiera sido por el habilidoso trabajo de los expertos fabricantes franceses de balanzas, quienes las hacían cada vez más finas y precisas. Lavoisier validaba sus experimentos con la balanza, al grado que pesaba cada uno de los instrumentos, sustan­ cias y materiales que utilizaba, algo realmente revolucio­ nario para la época. Sin embargo, él nunca enunció la “ley

Henry Cavendish (1731-1810) | © Latin Stock México.

de conservación de la materia”como la conocemos ahora. La historia le atribuye ese mérito, posiblemente en recom­ pensa por su violenta muerte. Su interés por la conserva­ ción de la materia proviene, probablemente, de su expe­ riencia como cobrador de impuestos del imperio, pues él

Existen indicios de la ley de la conservación de la

suponía que el comercio internacional era un sistema de

materia desde los griegos, con Tales de Mileto y He-

intercambio y de flujo, en el cual la cantidad de riqueza se

ráclito. Después fue retomada por Bacon y Kant,

mantiene constante.

quienes influyeron en los enciclopedistas franceses.

Sus revolucionarias propuestas científicas las condensó en un libro que publicó el mismo año del estallido de la Revolución francesa y tituló Tratado elemental de química. Su texto estaba dirigido a principian­ tes, “aquellos que no están contaminados con las viejas teorías del flogisto” En la introducción de su tratado, Lavoisier desdeña a la historia de la química: “en lugar de observar las cosas que queerrores que se han convertido en prejuicios que hemos vuelto principios, en este punto sólo

Representación esauemática de átom-os 1 , 1 y moléculas, según Ddton |© Latín Stock

existe la posibilidad de olvidar todo lo aprendido y volver al origen de nuestras ideas...”

México.

ríamos conocer, las imaginábamos. De suposición falsa en suposición falsa, hemos acumulado 0

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1.4 DE NUEVO LOS ÁTOMOS

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O En el siglo x ix resurgió la idea de los átomos, pero no como consecuencia de la reflexión, sino del trabajo experimental cuantitativo de un gran número de científicos con las sus­ tancias conocidas hasta entonces. En 1803, John Dalton propuso una hipótesis atómica en la que consideraba que cada elemento estaba formado por el mismo tipo de partículas indivisibles con una masa caracte­ rística. Es decir, cada sustancia considerada como elemento, estaba formada por pequeñísimas partículas indivisibles

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1.5 LOS

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LA CIENCIA

Al analizar el desarrollo de la química desde sus inicios, puede observarse que la mayoría de los estudiosos o científicos involucrados, en su momento, han supuesto que toda la materia se comporta más o menos de la misma forma, es decir, cualquier fragmento grande o pequeño de cualquier material obedece ciertas reglas fundamentales. Así, el trabaj o constante y sistemático de algunos químicos famosos se ha dedicado a tratar de descubrir esas reglas comunes a toda la materia. ¿Para qué? Para comprender mejor cómo funciona y predecir cómo se comportará una sustancia bajo ciertas circunstancias. Además, para proponer nuevas ideas han partido de aquellas que otros plantearon antes. De esta manera, las nuevas ideas que explican y predicen mejor los fenómenos complementan o sustituyen a las anteriores. La química es una ciencia experimental dedicada al estudio de los materiales. Todo lo que nos rodea y nosotros mismos estamos hechos de diversos materiales. Así pues, la importancia de la química en los procesos biológicos y tecnológicos es fundamental.

MEZCLAS Y SUSTANCIAS

TEMA

2 © Latin Stock México.

2.1 OBSERVAR, CLASIFICAR Y MEDIR as personas siempre toman decisiones sobre los materiales que consumen; por ejemplo,

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deciden qué perfume usan, o si beben chocolate o café. También saben que hay alimen­

tos sabrosos y cosas, venenosas o apestosas. No se necesita conocer mucho de sustancias para decidir si un perfume es irresistible o si la sopa sabe mal; la simple prueba o degusta­ ción permite saberlo. Además de decidir sobre los materiales que les gustan o de agruparlos de acuerdo con sus preferencias, las personas también los mezclan. Hacen pasteles de chocolate, le agregan chí­ charos a la sopa, evitan la cebolla y el ajo en algunos alimentos, no beben refrescos de cola porque tienen cafeína y ésta las altera, y les agrada la ropa de algodón porque es suave. Al cla­ sificar la materia se hacen mezclas, aunque a veces pueden ser erróneas, porque algo que sabe bien cuando está aislado se convierte en algo repugnante al mezclarse con otra cosa, o al revés. Así se va por la vida, entre aciertos que causan placer y equivocaciones que molestan o hacen daño. Entre los materiales hay unos muy populares y que le agradan a casi todos, mientras que otros no gustan a casi nadie. Todas las sensaciones de disfrute o sufrimiento se producen por­ que actúa alguna sustancia en el organismo, por lo que la respuesta a los gustos populares tiene que estar asociada a la química y sus reacciones.

El chocolate y su importancia social Los aztecas atribuían al chocolate propiedades místicas. “Es tan santo el chocolate que de rodillas se muele, juntas las manos se bate y viendo al cielo se bebe”.

El chocolate se hace con cacao, conocido científicamente como Theobroma cacao, que significa “alimento de los dioses" En sus orígenes, era una bebida reservada para la élite gobernante de los mayas. Cuando los españoles llegaron a México, los aztecas domina­ ban gran parte del territorio y su economía se basaba, en parte, en el uso de las semillas de cacao como moneda. Los nobles aztecas lo consumían y lo consideraban afrodisíaco, prohibiéndoles a las mujeres que lo bebieran. Las semillas de cacao viajaron a Europa con to do y su reputación de levanta pasiones. En Europa, hombres y mujeres bebían chocolate y en el siglo xvm el gran seductor Casanova afirmó que el chocolate era su bebida favorita. El nombre chocolate deriva del vocablo azteca xocóatl, que significa agua amarga. Era una bebida elaborada a partir de una mezcla de agua, cacao, vainilla, canela, chile y otros ingredientes, que usaban los aztecas con fines religiosos. Después se endulzó para agradar a los paladares europeos. Los antiguos mexicanos hacían bolas de chocolate y en el si­ glo xvii, varias congregaciones de monjas preparaban tabletas con azú­ car, canela y almendras. En 1876 el químico suizo Henri Nestlé lo mez­ cló por primera vez con leche para atenuar su sabor. Pese a lo que Casanova afirmaba, el chocolate no es afrodisíaco, pero sí produce sensación de bienestar. La responsable de ello es una sustancia conocida como feniletilamina. En estado puro, es un líquido aceitoso que huele a pescado, y puede prepararse en el laboratorio a partir de amoniaco. Cuando a una persona se le inyecta feniletilamina, aumenta su nivel de glucosa en la sangre y su presión sanguínea. La combinación de estos dos efectos produce una sensación de bienestar y de estar más despierto. Al parecer, el chocolate también desencadena la liberación de dopamina, la sustancia química del cerebro responsable de la sensación de

Mujer azteca espumando cacao. Reproducción perteneciente alfolio 3-r del Códice Tudela |© .

felicidad, y actúa igual que anfetaminas como el éxtasis. El cuerpo se deshace de la feniletilamina utilizando una enzima llamada monoamino oxidasa. Cuando las personas no toleran la feniletilamina es porque no producen cantida­ des suficientes de dicha enzima y esta sustancia se acumula en su organismo. El exceso de feniletilamina en el organismo hace que se contraigan las paredes de los vasos sanguíneos del cerebro y se produzcan dolores de cabeza violentos conocidos como migrañas.

2.2 EL CHOCOLATE Su consumo divide a la población entre aquéllos a quienes les encanta, y quienes no lo toleran e incluso les hace daño. Para muchos es una sabrosa golosina que les produce una sensación de bienestar cuando la ingieren. El chocolate causa placeres extraños. Hay quienes dicen que es afrodisíaco, y que hasta produce alucinaciones. Incluso existe la idea de que las personas curan su soledad comiendo chocolates. Sin embargo, hay individuos que no lo toleran. De acuerdo con su nivel nutrimental, el chocolate se caracteriza por su elevado contenido energético. Si bien la base para la preparación de una tableta de chocolate es la manteca de ca­ cao, las distintas proporciones de la misma (amargo, entre 50 y 90%; semidulce o con leche,

menos del 50%, y blanco, por lo menos 20%), la mezcla de diferentes cantidades de azúcar y leche, además de la incorporación de otros ingredientes como nueces, pasas, avellanas, entre otros, permiten la existencia en el mercado de una gran variedad de tipos y sabores de este producto. La preferencia por un tipo u otro de chocolate depende de la mezcla de ingredientes, así como del gusto y estilo de cada persona. No es esencial reconocer las sustancias responsables de la euforia que provoca el chocolate para poder disfrutarlo, pero es importante la información acerca de las mismas si se quiere comprender por qué causan esa sensación de alegría y bienestar. Antes de que se hicieran los análisis quími­ cos del chocolate, nadie se imaginaba que una sustancia aceitosa con olor a pescado, como la feniletilamina, fuera la respon­ sable de los efectos placenteros y desagra­ dables del chocolate; es más, al probarlo no se percibe esta sustancia. De hecho, ninguna tableta de chocolate huele a pescado. Resulta importante identificar las sus­ tancias responsables de los distintos efectos del chocolate, porque todo lo que contenga feniletilamina provocará los mismos efectos. Algunas otras sustancias identificadas en el chocolate y en especial en la manteca de cacao, son la serotonina, la teobromina y la cafeína. Todas ellas actúan a nivel del sistema nervioso central mejorando el estado de ánimo de quien lo consume. Por supuesto, una persona puede identificar empíricamente las sustancias que le causan malestar sin mayor conocimiento, pero cabe recordar que esto permite modificarlas y tratar de controlar sus efectos.

2.3 ¿q u é tiene q u e v e r l a h is t o r ia del c h o c o la t e c o n l a ca p a c id a d DE c la s if ic a r ? En cualquier actividad cotidiana suele clasificarse naturalmente y eso permite hacer corre­ laciones, descubrir comportamientos comunes y conocer y reconocer propiedades de los materiales, a fin de analizarlos, tratarlos y mezclarlos. Fue clasificando y analizando como se reconoció la sustancia del chocolate que causa euforias y jaquecas. Mientras mejor se conozcan los objetos, mejor se clasificarán. Por ejemplo, para ordenar diferentes plantas es necesario partir de algún criterio: sus hojas, si tienen flores o su tamaño. Al experimentar con las plantas es posible descubrir las sustancias que contienen, para así sa­ ber si son comestibles, medicinales o venenosas, y entonces poder clasificarlas en distintos gru­ pos según las sustancias que contengan. Uno de los objetivos de la química, o más bien de las personas que se dedican a ella, con­ siste en estudiar el comportamiento y las características de las sustancias para entenderlas, modificarlas e incluso imitarlas. Así, para estudiar cualquier material se observan general­ mente todas sus características y después se clasifica. Entre los muchos criterios para hacerlo está su composición; por ejemplo, si en ella se observa una sola sustancia o una mezcla de varias.

Los chocolates son una mezcla de diferentes sustancias y dependiendo del tipo de chocolate es el tipo de mezcla |© Latin Stock México.

2.4 NADA ES CIEN POR CIENTO PURO Se escucha con frecuencia que ciertas prendas están confeccionadas cien por ciento con al­ godón, que el agua embotellada es totalmente pura o que algunas alhajas son de oro puro. Estas son frases hechas que se usan para destacar alguna de las propiedades de determina­ dos productos, pero prácticamente todos los materiales están hechos de la mezcla de varias sustancias. En ocasiones es fácil distinguir las mezclas porque pueden observarse claramente las partes que las constituyen; pero muchas veces resultan difíciles de analizar porque parecen una sola sustancia. Por ejemplo, cuando se observa una muestra de sal con arena no hay duda de que es una mezcla; sin embargo, el agua de mar no parece serlo porque no es posible distinguir los gases y sales disueltas en ella. Claro, si se prueba sabe distinto que el agua dulce. Incluso el agua dulce que consideramos potable es también una mezcla porque sigue teniendo sales y gases disueltos, aunque en menor proporción que el agua de mar.

2.4.1 Mezclas y sustancias En general, los materiales cotidianos son mezclas de dos o más sustancias. Como ejemplos de sustancias están el oxígeno, el cloruro de sodio, el oro, la fructosa y el agua. Algunos autores se refieren a sustancias puras para hacer énfasis en que las sustancias no están mezcladas con otras. Lo correcto es llamarlas solamente sustancias. Así cuando, por ejemplo, al mencionar el agua o la sustancia agua se hace referencia al agua pura, sin nada disuelto en ella; y cuando se menciona la sustancia oro se hace referencia al oro que no está mezclado con ninguna otra sustancia. El oro generalmente se encuentra en la naturale­ za como una mezcla; sin embargo, los lingotes de oro no contienen ningún otro componente y por ello son tan valiosos. En la naturaleza casi no existen sustancias, pues gene­ ralmente están formando mezclas. Son pocas las sustan­ cias aisladas que se encuentran en forma natural: la sal, que los químicos llaman cloruro de sodio, es un ejemplo. El oro generalmente se encuentra en la naturaleza como una mezcla; sin embargo, los lingotes de oro no contienen ningún otro componente y p o r ello son tan valiosos |© Latin Stock México.

Contrario a lo que muchos piensan, es más fácil encontrar sustancias aisladas en los pro­ ductos sintéticos (los elaborados por el hombre) que en los naturales. Un ejemplo es el nailon empleado en la fabricación de ropa, tiendas de campaña y paracaídas. Es más, los materiales que se encuentran en la naturaleza son en general mezclas mucho más complejas que las pro­ ducidas sintéticamente.

agua cara El agua 100% pura es aquella que no tiene nada disuelto en ella. El agua potable no es 100% pura porque contiene muchas sales y algunos gases disueltos. Es decir, es una mezcla donde la sustancia agua es la más abundante. Obtener agua pura es muy caro y complicado; 300 mL de la misma cuestan aproximadamente 300 pesos.

2.5 MATERIALEs, MEzCLAs Y s u s t a n c ia s ... e n p o c a s p a l a b r a s Las oraciones se hacen con palabras. Hay ora­ ciones graciosas, groseras, románticas e inclu­ so que riman. Todo depende de las palabras utilizadas en ellas. Entre más palabras se co­ nozcan, más puede expresarse con el lenguaje. Las palabras pueden usarse aisladas, pero es difícil encontrar palabras aisladas en un libro. Cada palabra tiene un significado que la carac­ teriza y la hace única. Por analogía, puede decirse que en la vida cotidiana las personas están ro­ deadas de una gran variedad de materiales formados por mezclas de distintas sustancias, y que cada sustancia tiene propiedades que la caracterizan y la hacen única. Estas sustancias pueden utilizarse en forma aislada, pero generalmente se encuentran mezcladas en la naturaleza.

El nailon es una sustancia sintética que sirve para fabricar desde medias hasta hilos de pescar | © Latin Stock México.

2.5.1 Etiquetas La mayoría de los empaques indican los ingredientes que contiene cada producto. En muchos casos las etiquetas contienen informa­ ción referida a su composición. Así puede saberse si los productos empacados son mezclas de distintas sustancias o son sólo sustan­ cias. Por ejemplo, si se revisa la etiqueta de un blanqueador para ropa, puede saberse que este producto está formado por una mez­ cla de al menos dos sustancias: hipoclorito de sodio y agua. Muchas etiquetas de productos muestran la información nutri­ mental del mismo, lo que también indica el tipo de mezcla.

Muchas etiquetas de productos muestran la información nutrimental del mismo, lo que también indica el tipo de mezcla | © Ivonne Murillo.

2.6 MEZCLAs 2.6.1 su composición La composición de una mezcla es la cantidad relativa de cada una de las sustancias que la forman. Es impor­ tante conocer esa composición porque de ella depen­ den sus propiedades. Puede haber mezclas de las mis­ mas sustancias pero en distinta cantidad y esto cambia sus propiedades. Las bebidas alcohólicas son un ejemplo claro de una mezcla de la que es importante conocer la composición, porque uno de los factores que determina el grado de embriaguez que provocan dichas bebidas es la cantidad de alcohol etílico que contienen. En las bebidas alcohó­ licas la cantidad de alcohol se indica en grados. Si una bebida tiene un grado de etanol muy alto, ingiriéndola en menos cantidad se obtienen los mismos efectos que con otra que contenga menos etanol.

Las piedras semipreciosas están form adas por mezclas de diferentes sustancias |© Latin Stock México.

el temido alcoholímetro El alcohol y el volante no son buenos compañeros. Las probabilidades de tener un acci­ dente automovilístico aumentan por lo menos seis veces cuando se ha bebido, porque el cerebro y los reflejos están deprimidos. Con el propósito de atenuar este problema se ins­ tauró la prueba del alcoholímetro. Desde que se aplica esta medida, el núme­

Las responsables de la "cruda"

ro de artimañas para obtener una calificación aprobatoria (aun cuando el evaluado no pueda mantenerse en pie) ha ido en aumento. Ni tomar antiácidos, ni usar enjuagues bucales, ni masticar granos de

La composición de las bebidas alco­ hólicas también es importante para la “cruda” del día siguiente; las sustancias responsables de los malestares se pre­ sentan en algunos vinos de mala calidad y se llaman taninos.

café o ponerse una moneda bajo la lengua, engañan al alcoholímetro, por­ que el nivel de etanol (alcohol etílico) que mide no es el que se tiene en la boca, sino el que se libera en cada exhalación. La cantidad de etanol que se exhala es pequeña, pero es directamente proporcional a la cantidad que hay disuelta en la sangre. El temido aparato mide la cantidad de corriente que se genera cuando se lleva a cabo una reacción química específica del etanol,

por lo que la presencia de otras sustancias con propiedades diferentes no altera en abso­ luto su veredicto.

Los seres humanos vivimos mezclados entre mezclas. Las sustancias son difíciles de encon­ trar naturalmente y también de obtener en forma artificial. En cualquier tipo de mezclas la composición es primordial y, al igual que con las bebidas alcohólicas, la concentración es de­ terminante. La característica principal de las mezclas es su composición variable, es decir, la cantidad relativa de cada una de las sustancias puede cambiar. Una mezcla contiene dos o más sustan­ cias, y la composición de una mezcla es la cantidad de cada una de las sustancias que contiene. La composición de las mezclas no es siempre igual. Por ejemplo, hoy día podemos encontrar El agua que se encuentra en la naturaleza presenta mezclas de composición variable. De esta forma el agua de mar es diferente a la de un río o una laguna | © Ivonne Murillo.

diferentes tipos de leche: entera, ligera, deslactosada, para bebés, para mujeres, para adultos mayores, y para los de cuarenta y tantos. Todas estas mezclas tienen prácticamente el mis­ mo aspecto, pero su composición es distinta. Algunas tienen menos grasa, otras tienen más hierro o no tienen lactosa, pero todas son leche porque su composición en términos generales es muy parecida. El agua que se encuentra en la naturaleza presenta mezclas de composición variable. De esta forma el agua de mar es diferente de la del río o de la laguna. Las propiedades de una mezcla, como la densidad, la temperatura de ebullición o la temperatura de solidificación, son una combinación de las propiedades in­ dividuales de las sustancias que la com­ ponen; es decir, cuando aumenta o dismi­ nuye la cantidad de cualquiera de ellas, las propiedades de la mezcla también cambian. Esto significa que la composi­ ción de las mezclas determina sus propie­ dades. Por ejemplo, la única diferencia

entre un refresco bajo en calorías y uno normal de la misma marca es el endulzante y eso hace que cada una de las mezclas tenga propiedades distintas.

2.7 ¿Es REALMENTE LIGERO EL REFREsCO BAJO EN CALORIAs? Si bien la receta es la misma, la cantidad (en gramos) de azúcar que se utiliza para endulzar un refresco normal es mayor que la cantidad de edulcorante o sustituto del azúcar que se requiere para endulzar las bebidas bajas en calorías. Esto se debe a que los sustitutos tie­ nen un sabor mucho más dulce que el azú­ car común. Aunque la cantidad de endul­ zante utilizado en estos refrescos es diferente, las latas en que se venden contienen exacta­ mente el mismo volumen de bebida (350 mL por lata). Por ejemplo, si se comparan las etiquetas de un refresco de cola normal con un refresco bajo en calorías (presenta­ ción light), puede apreciarse que el conteni­ do de azúcar reportado en el primer caso es de 37 g para 355 mL de producto, mientras que en el segundo caso la cantidad de susti­ tuto de azúcar (este puede variar, pero en general es sacarina, aspartame, xilitol, sucralosa, neotame, etc.) es de 24 mg/100 mL, que equivale a 85.2 mg o 0.0852 g para 355 mL de refresco. Si se establece la diferencia del contenido de azúcar entre ambas bebidas, para la presentación de refresco normal es casi 400 veces mayor que la presentación light. No obs­ tante, aunque la cantidad del resto de los ingredientes en su formulación sea la misma, en ambas presentaciones de refresco, el tipo y la cantidad de endulzante empleado en cada caso hace que la composición de la mezcla sea variable. Por lo tanto, aunque los dos refrescos se presentan como una mezcla de casi las mismas sustancias, sus propiedades y características son diferentes. El aspartame es uno de los edulcorantes más utilizados en la industria alimentaria, debido a que es 180 veces más dulce que el azúcar de caña. El consumo de sustitutos del azúcar causa controversia, pero baste decir que el daño generalmente depende más de la dosis que del veneno.

2.7.1 separación o purificación Ya que casi todas las cosas están hechas de mezclas de varias sustancias, no resulta sorprenden­ te saber que entre las actividades más importantes de los químicos está precisamente la de se­ parar mezclas. Lo hacen para identificar las sustancias que componen una mezcla y así saber cuánto hay de cada una en cierto material, o para aislar las sustancias y poder utilizarlas por separado. Una vez que las identifican pueden descubrir muchas de sus propiedades. Cuando se forma una mezcla las sustancias que la componen mantienen sus propiedades originales. Como las sustancias en una mezcla sólo están incorporadas una a otra, en principio pueden separarse por medios sencillos sin cambiar su identidad. Por ejemplo, la sal en una

Uno de los edulcorantes más utilizados en la industria alimentaria es el aspartame (izquierda), que es 180 veces más dulce que el azúcar (derecha) | © Herman Padilla.

mezcla de agua con sal sigue siendo la misma y puede separarse evaporando el agua. Al sepa­ rarlas, el agua y la sal conservan sus propiedades originales. En la industria petrolera se utiliza la destilación como proceso de purificación. En la ima­ gen se muestra una refinería petrolera. Si se reconocen los componentes de algunas mezclas pueden evitarse efectos adversos. Un ejemplo de esto es el alcohol medicinal, una mezcla que contiene etanol pero puede contener pequeñas cantidades de metanol, otro alcohol que puede dejar ciegas a las personas si lo in­ gieren en grandes cantidades. Para evitar su consumo, los fabricantes de alcohol medicinal le agregan otras sustancias malolientes y con sabor desagradable. Si no pudieran identifi­ carse las sustancias y conocer sus propieda­ des, no se tendrían razones para no consumir metanol y habría una gran cantidad de per­ sonas ciegas. También se separan las mezclas para ob­ tener uno o varios de sus componentes como cuando se desala agua de mar para obtener agua y sal para consumo humano, o cuando se obtiene gasolina a partir de petróleo. Las mezclas se separan con base en algu­ na de sus propiedades. Existen varios méto­ dos para separar los componentes de una mezcla sin alterar sus propiedades. Estos pro­ cedimientos se denominan métodos físicos y consisten en identificar y aprovechar las ca­ racterísticas de la sustancia que se quiere se­ parar de las demás. Por ejemplo, para separar algunas de las sustancias del petróleo se aprovecha que cada En la industria petrolera se utiliza la destilación como proceso de purificación. En la imagen se muestra una refinería petrolera | © Latin Stock México.

una tiene temperatura de ebullición distinta. Si la mezcla se calienta, poco a poco cada compo­ nente se evapora a diferente temperatura y es posible condensarlos por separado. De esta for­ ma se pueden aislar y recuperar algunos de los componentes. La sal y la arena pueden separarse sabiendo que la sal es soluble en agua y la arena no. La propiedad que se utiliza para la separación es la solubilidad. En el caso del vinagre, la tempera­ tura de ebullición es la propiedad que puede utilizarse, ya que el ácido acético y el agua que forman la mezcla tienen distintas temperaturas de ebullición y, por ello, pueden separarse me­ diante destilación. Para la mezcla de limadura de hierro con arena puede utilizarse un imán, en el que se quedará pegado el hierro pero no la arena. La propiedad que se usa en este caso es el magnetismo de uno de los componentes de la mezcla.

2.8 MÉTODOS DE SEPARACIÓN Si todo está hecho de mezclas y cada una de ellas está compuesta por un número finito de sus­ tancias, al separar todos los componentes de una mezcla es posible obtener las sustancias aisla­ das. Esto depende de lo efectivas que sean las técnicas de separación utilizadas y de los méto­ dos disponibles para detectar los componentes de la mezcla. Mientras más parecidas son dos sustancias entre sí más difícil es separarlas. Entre los métodos de separación más comunes se encuentran los siguientes:

2.8.1 Cristalización Es útil cuando quiere separarse una sustancia disuelta en un líquido. Para ello se calienta la mezcla hasta que se evapora parcialmente el disolvente y la disolución se concentra. Al enfriarse, la sustancia menos soluble se solidifica separán­ dose de la mezcla. Este proceso de separación se utiliza en las salinas para obtener sal común a partir del agua de mar. En este caso la evaporación del agua se logra por la radia­

La sal que se consume en las cocinas se obtiene a través de un proceso de cristalización |© Herman Padilla.

ción solar.

2.8.2 Destilación Sirve para separar líquidos con diferente temperatura de ebullición. Cuando una mezcla líqui­ da alcanza su temperatura de ebullición, parte de ella se evapora. El vapor formado tiene mayor cantidad del componente más volátil (el que hierve a menor temperatura) que la mezcla origi­ nal. Este vapor se enfría para condensarlo. El líquido así obtenido tendrá una composición di­ ferente al original. La humanidad ha utilizado desde hace mucho tiempo la destilación para obtener bebidas con mayor contenido de etanol, por ejemplo brandy a partir del vino. Entre las bebidas destiladas se encuentran también el tequila, el whisky, el ron y el vodka.

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(Gas LP): d e 1 a 4 átom os ► d e carb o n o . Es g as para co nsum o dom éstico.

G as licuado

Gasolina: de 5 a 12 átomos ► d e ca rb o n o . Se usa para los auto m ó viles. Reform ación C atalítica

Turbosina: de 5 a 12 átom os de carbono. Es el co m b u stib le de los aviones.

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D iesel para transp o rte: d e 8 a 16 átom o s de ►carb o n o . Se utiliza en los cam io n es d e carga y tra n sp o rte foráneo.

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Diesel para calentam iento: d e 8 a 16 átom o s de ► carbono. Se usa en baños p ú b lico s , tin to re ría s y cale facció n ind ustrial.

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o o - Petróleo crudo

A ceites lu b ricantes: d e 16 a 20 á tom o s d e carbono. ► Son los c o m p o n e n te s base para la fo rm ulació n d e a ceites lu b ricantes. Parafinas y ceras: con más de 16 átom os de carbono. C o m bu stó leo : más de 16 á to m o s d e carb on o. Su uso p rincip al es en la g en era ció n de energía e léctrica y en la cale facció n industrial. A sfalto: más de 20 átomos d e carbono. Se utilizan en el p a v im e n to d e calles y carreteras.

L S C atalítico

C o q u e d e p etróleo: fo rm a d o por carbón ►elem en ta l en un 80% . Se usa en la gen eració n d e energ ía eléctrica.

En la industria petrolera se utilizan torres de destilación para separar las diferentes sustancias que componen al petróleo.

2.8.3 Filtración Se utiliza para separar un sólido de un líquido. Consiste en hacer pasar la mezcla por un papel filtro que se encuentra en un embudo. El sólido se queda atrapado en el filtro mientras el líqui­ do pasa al recipiente que se encuentra bajo el embudo.

2.8.4 extracción Se usa para separar una sustancia disuelta en un líquido. Se coloca la mezcla en un embudo de separación y se le agrega un líquido en el que la sustancia de interés es muy soluble. El lí­ quido agregado debe ser inmiscible (no incorporable) con la mezcla, de tal modo que se formen dos fases. Al agitar los líquidos se favorece que la sustancia entre en contacto con el líquido agregado y abandone la mezcla original. Ésta se deja reposar hasta que se separan las fases. Entonces se abre la llave del embudo para separar el líquido más denso. El líquido donde quedó disuelta la sustancia de interés se elimina por evaporación. Este método de separación es muy utilizado para la extracción de esencias naturales usadas en la industria de la perfumería.

2.8.5 Cromatografía Es muy utilizada para separar una mezcla de varias sustancias. Consiste en disolver la mezcla en un gas o un líquido (fase móvil) y pasar esta mezcla por un sólido (fase estacio­ naria). La diferente afinidad de cada sustancia con cada una de las fases, la móvil o la es­ tacionaria, provoca que las sustancias avancen a distinta velocidad sobre el sólido y se separen. Aunque cada uno de los métodos descritos puede parecer sencillo, el uso combinado de varios de ellos permite la separación de mezclas muy complejas y constituye la base de algunas de las principales industrias en nuestro país, por ejemplo, la metalúrgica, la petroquímica, la farmacéutica y la alimentaria.

2.9 m e z c la s en l a v id a d ia r ia A continuación se presentan algunos ejemplos donde se utiliza la separación de mezclas en la vida cotidiana: • El barbasco es un arbusto del que se obtuvo el ingrediente para fabricar pastillas anticon­ ceptivas que permitieron a las mujeres tener realaciones sexuales sin temor a embarazarse. En México se descubrió el principio activo, lo que propició el desarrollo de la industria química mexicana. • Los análisis clínicos permiten conocer la concentración de varias sustancias y la presencia de organismos patógenos, y con ello identificar enfermedades y decidir un tratamiento adecuado. • El plomo es un metal muy tóxico cuando se ingiere junto con la comida. El análisis de, por ejemplo, muestras de pescado permite detectar si está contaminado con plomo para evitar su consumo.

2.10 SEPARAR, ¿HASTA DÓNDE? Puede separarse una mezcla hasta tener cada una de las sustancias aisladas. Pero una sustancia aislada ya no puede separarse en otras por ningún método. Mediante el uso de una o varias técnicas de separación es posible obtener una sustancia completamente aislada, aunque es muy probable que una vez aislada, una sustancia vuelva a mezclarse con otras que se encuentren por ejemplo en el aire. En la práctica se obtienen materiales que tienen un cierto grado de pureza. Así, una mues­ tra de oro puede tener un 90% de pureza, lo cual indica que cada cien gramos contienen no­ venta gramos de oro y los diez restantes corresponden a otras sustancias que están mezcladas con el metal.

2.11 s u s t a n c ia s ú n ic a s e in ig u a la b le s 2.11.1 Sus características Las sustancias tienen ciertas propiedades fí­ sicas y químicas. Entre las físicas están el co­ lor, la temperatura de ebullición y de fusión, la conductividad eléctrica, la solubilidad en agua y la densidad. Estas propiedades son ca­ racterísticas de cada sustancia, por lo que nos permiten identificarlas. Las propiedades físicas de las sustancias se pueden medir y observar sin modificarlas. Es posible saber la temperatura de fusión del hielo sin cambiar las propiedades del agua. La única diferencia entre hielo y agua es su apa­ riencia, porque uno es sólido y la otra es lí­ quida, pero ambos son la misma sustancia. El agua se puede congelar y descongelar muchas veces y siempre será la misma sustancia. Es muy difícil que dos sustancias tengan las mismas propiedades físicas. Por ejemplo, la temperatura de ebullición del agua es de 100 °C a nivel del mar y el hielo del refrigera­ dor se funde a 0 °C, lo mismo que un iceberg. El agua es la única sustancia que tiene esa temperatura de ebullición y de fusión. Con base en esto puede sospecharse que dos sustancias son en realidad la misma cuando tienen propieda­ des iguales.

2.11.2 Un poco más acerca de las propiedades físicas Las propiedades físicas de las sustancias son características que pueden percibirse a través de los sentidos. Cada sustancia tiene un conjunto de propiedades que la hacen única y la distin­ guen de otras sustancias. Dentro de estas características pueden distinguirse: color, olor, sabor, dureza, rugosidad, lustre, brillo, ductibilidad, maleabilidad, viscosidad, conductividad eléctrica,

El agua es la única sustancia que se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados de agregación. Esto la hace única e inigualable | © Latin Stock México.

entre otras. Algunas de estas propiedades, que presentan la diversidad de sustancias, son co­ nocidas también como propiedades intensivas porque independientemente de la cantidad de masa o tamaño de muestra permanecen sin cambio; algunas de ellas como la solubilidad en agua o disolventes orgánicos, la capacidad calorífica específica, la temperatura de fusión, la temperatura de ebullición, la viscosidad y la densidad, se pueden medir y determinar sus va­ lores a nivel experimental para hacer una identificación más fina del tipo de sustancia de la que se trata cuando se ha separado de una mezcla, o simplemente para hacer la distinción de si es una mezcla o una sustancia. Las propiedades que dependen de la cantidad de masa reciben el nombre de extensivas y entre ellas se pueden citar como ejemplos a la masa y el volumen.

2.12 ÚNICAS... PERO SE TRANSFORMAN (PROPIEDADES QUÍMICAS) No hay nada que pueda hacerse al agua o a cualquier sustancia para transformarla en otra, a menos que se lleve a cabo una reacción química. Las propiedades químicas de las sustancias indican cómo y con qué otras sustancias son capaces de reaccionar. Por eso se dice que las propiedades químicas de las sustancias involucran cambios químicos, lo cual significa que para observarlas se necesita transformar la sustancia en otra u otras sustan­ cias diferentes. Después de un cambio químico cada nueva sustancia tendrá propiedades químicas y físi­ cas diferentes de las que le dieron origen. Por ejemplo, para formar los famosos cristales blan­ cos de cloruro de sodio, es necesario hacer reaccionar el sodio (un metal plateado, blando, con temperatura de fusión de 97.54 °C que es muy reactivo al contacto con el agua) con el cloro (un gas amarillo-verdoso altamente tóxico, de olor picante, con una temperatura de ebullición de -33.97 °C). Otro ejemplo es la nitroglicerina, uno de los explosivos más conocidos. Es un líquido aceitoso de color amarillo claro que al ser golpeado se descompone químicamente y de forma explosi­ va en nitrógeno, dióxido de carbono, agua y oxígeno. Cuando ocurre la detonación, la sustan­ cia original se transforma en otras sustancias. Todo el tiempo están ocurriendo reacciones químicas. Un ejemplo cotidiano es cuando las personas se tiñen el cabello. En estos casos se producen diversos olores, el más fuerte pro­ viene del amoniaco, una sustancia que reacciona con la cubierta del cabello para permitir que otra sustancia, el peróxido de hidrógeno (agua oxigenada), penetre en el interior del pelo y reaccione químicamente con la melanina que da color al cabello, haciendo que pierda su tono oscuro.

El olor del cloro Cuando de blanqueadores se trata, seguramente se piensa en el cloro y se recuerda la botella que se encuentra en el baño o en la lavandería. Sin embargo, resulta que el cloro es una sustancia gaseosa de color amarillo verdoso y bastante venenosa. En la botella etiquetada como cloro en realidad hay una disolución de hipoclorito de sodio en agua. Este hipoclorito de sodio es una sustancia que continuamente se descompone generan­ do, entre otras sustancias, el cloro. En cuanto se forma, el cloro escapa de la botella y así se percibe su olor característico. La disolución de hipoclorito de sodio es en realidad una mezcla de dos sustancias: el hipoclorito de sodio y el agua.

El sodio reacciona violentamente con el agua | © Herman Padilla.

2 .12.1 separando al agua Para que el agua se transforme en otras sustancias se necesita un proceso químico. El más común se conoce como electrólisis y puede realizarse conectando un cable a cada una de las terminales de una pila (de 9 volts) e introduciendo el extremo opuesto de cada cable en una mezcla de agua con sulfato de sodio. El sulfato de sodio sólo sirve para conducir la corriente eléctrica a través de la disolución y permitir que se formen dos nuevas sustancias. Las sus­ tancias que se producen así son gases, hidrógeno y oxígeno, y se observan en cada terminal de los cables. El flujo de burbujas continúa hasta que no queda más agua o hasta que se ago­ ta la energía de la pila. Cada uno de estos gases tiene características únicas. El oxígeno es una sustancia indispensable para la vida y tiene propiedades oxidantes. Sin él, los combustibles no funcionarían. El hidrógeno es un gas muy inflamable, que se vuelve explosivo cuando está en presencia de oxígeno. Al igual que el oxígeno, el hidrógeno combinado químicamen­ te con otras sustancias (como el agua) es indispensable para los procesos vitales.

2.12.2 ¿Cómo se sabe que una sustancia se transformó en otra? Cambios químicos Son los que más les interesan a los químicos. Les importa saber y predecir cómo reaccionan las sustancias unas con otras. Por ejemplo, les interesa que puede obtenerse sal a partir de ácido clorhídrico y sosa, y que en esta reacción se desprende energía. En un cambio físico las sustancias se conservan. Cuando ocurre un cambio químico se forman nuevas sustancias. Una forma sencilla para determinar que ha ocurrido un cambio químico, es identificando algunos cambios de tipo macroscópico como: color, olor, estado de agregación (formación de un sólido o la formación de un gas) e incluso un aumento o dis­ minución en la temperatura (la liberación o absorción apreciable de energía).

Mario Molina, un conocedor de las sustancias y sus reacciones Mario Molina fue galardonado con el Premio Nobel de Química en 1995. Sus investiga­ ciones se refieren a las sustancias, sus propiedades y sus reacciones químicas. Sus hallazgos alertaron de los efectos nocivos de algunas de esas sustancias en la atmósfera. ¿Qué hizo Mario Molina que es tan importante? Las costumbres cambiaron drásticamente durante el siglo xx. Inició sin refrigeradores, computadoras y desodorantes y actualmente la humanidad no puede prescindir de ellos. Se in­ ventaron nuevas sustancias, como los freones (o cloro-fluorocarbonos), que aparentemente son inocuas, y por sus bondades y aplicaciones se fabricaron en grandes cantidades. Estas sustancias son muy estables, es decir, no se descompo­ nen y casi no reaccionan con otras; además no son biodegradables por lo que se acumulan y difunden en la atmósfera llegan­ do a las capas superiores, a la estratosfera, donde llegan los rayos ultravioleta (uv) del Sol. Los rayos uv no llegan hasta la super­ Mario Molina es ingeniero químico por la Universidad Nacional Autónoma de México. El Premio Nobel es la condecoración más importante para un científico y para los mexicanos es un orgullo que un compatriota lo haya recibido |© Latin Stock México.

ficie terrestre porque se detienen en la estratosfera, en lo que se conoce como la capa de ozono. Ésta regula la cantidad de rayos uv que pasan a las capas inferiores. Los freones se encuentran con los rayos uv y bajo estas condiciones reaccionan con el ozono. Al re­ accionar éste, su concentración disminuye. Un aumento en la radiación uv es nocivo para los seres vivos. Mario Molina descubrió que los freones dañan la capa de ozono, y como consecuencia de su trabajo muchos países firmaron el Protocolo de Montreal, en el que se com­ prometieron a detener la fabricación y uso de los freones. Ya se están observando los be­ neficios de esta medida, porque la concentración de ozono en la estratosfera se está restableciendo, aunque su recuperación total tardará todavía alrededor de treinta años.

2.13 Y TODO ESTO, ¿PARA QUÉ? Clasificar y analizar las propiedades de la materia, a fin de estudiarla y entender sus cambios químicos, entender cómo cambia e identificar si las modificaciones son físicas o químicas; todo esto lo hacen los químicos para saber de qué están hechas las cosas, reconocer sus funciones y tener explicaciones que los lleven a entender el comportamiento de la materia y de las reacciones químicas. Los profesionales de la química esencialmente: • Analizan la materia para reconocer las sustancias que la forman y determinar sus propie­ dades. • Sintetizan o fabrican nuevas sustancias, buscando que tengan las propiedades deseadas. • Crean modelos para explicar las propiedades de las sustancias y sus cambios químicos. Así, analizando, sintetizando, creando modelos, los químicos han producido materiales maravillosos que permiten a los seres humanos vivir mejor.

DE ÁTOMOS, MOLÉCULAS E IONES

TEMA

3

Arcoíris |© Latin Stock México.

3.1 EL MUNDO MÁS ALLÁ DEL MICROSCOPIO na forma de distinguir las cosas es a través del olfato. Por ejemplo, el chorizo frito se

U

distingue a leguas porque tiene un olor característico inconfundible, sobre todo cuan­

do se está cocinando. De la misma forma, si alguien se aplica perfume puede identificarse fácilmente. Las flores tienen un olor que las caracteriza y las hace únicas, como las rosas, los jazmines, las gardenias o las diminutas “huele de noche”, que huelen delicioso y, de verdad,

sólo de noche. El aroma de las flores, que a veces los humanos no perciben, es precisamente lo que atrae a los insectos y a las aves. Esto es importante porque los insectos y las aves ayu­ dan a la polinización de las plantas. Las aguas negras desprenden gases malolientes capaces de apestar colonias enteras. El olor es una de las propiedades que permite distinguir a la materia. Para explicar por qué huelen las cosas y para entender distintas propiedades de la materia, es necesario saber de qué está formada.

3.2 ¿DE QUE ESTA FORMADA LA MATERIA? Una de las principales actividades de la química consiste en separar mezclas hasta obtener sustancias aisladas y aprovechar sus propiedades individuales, o bien juntarlas para conseguir mezclas con propiedades útiles o interesantes. Otra de las actividades importantes de la química consiste en explicar las propiedades de las sustancias en términos de su estructura interna. La materia está formada por átomos. Esta idea, que pudiera parecer sencilla, constituye quizás uno de los avances más importantes de la humanidad, pues hoy en día es la herramienta más poderosa con la cual se cuenta para expli­ car, cuantificar y predecir el comportamiento de la materia. No ha sido fácil aceptar la discontinuidad de la materia, pues nuestros sentidos sugieren, por ejemplo, que el aire y el agua parecen fluidos continuos. Así, aunque se dice que los anti­ guos griegos propusieron el concepto por primera vez, la idea era más bien filosófica y no fue sino hasta principios del siglo x ix cuando se aceptó como parte del conocimiento cien­ tífico. Tan útil es la idea de los átomos que Ri­ chard Feynman, considerado uno de los más importantes científicos en la historia de la hu­ manidad y uno de los físicos más prestigiados del siglo xx, decía que, ante un holocausto, si sólo pudiera dejar un mensaje grabado en una roca, para que los habitantes de la Tierra pudieran alcanzar rápidamente los conoci­ mientos de la ciencia actual, escribiría: “La ma­ teria está hecha de átomos" Esto da una idea de la importancia del descubrimiento. La idea de los átomos se utiliza para expli­ car las diferencias y semejanzas entre todas las sustancias. Por ejemplo, el estado de agre­ gación de una sustancia puede entenderse usando esta idea. Así, el comportamiento de Muchos perfumes están hechos de extractos de flores |© Kira Padilla.

un gas puede explicarse suponiendo que las partículas (átomos o moléculas) están muy sepa­ radas, mientras en un líquido se encuentran más juntas, y en el sólido están aún más cercanas e interaccionan más entre sí. Para explicar las propiedades de las sustancias, en términos de su estructura, se dice que es­ tán formadas por átomos organizados en estructuras definidas y nada más, de modo que entre los átomos sólo hay vacío, es decir, no hay nada. Así, hasta ahora, todas las propiedades macros­ cópicas (masa, volumen, color, sabor, etc.) sólo pueden explicarse suponiendo o aceptando que las sustancias están hechas de átomos. Para reconocer la estructura interna de la materia se realizan investigaciones indirectas.

3.3 INVESTIGACIÓN INDIRECTA Es prácticamente imposible reconocer directamente la existencia de los átomos. Por ello, los quí­ micos y los físicos realizan un tipo de investigación llamada investigación indirecta, la cual consiste

Los estados de agregación de las sustancias se deben a las interacciones entre ellas.

en buscar respuestas sobre lo que no puede verse, a través del comportamiento de lo que sí puede observarse. Se hace investigación indirecta cuando, por ejemplo, se mantienen los ojos cerrados y se trata de adivinar la forma de un objeto a través del tacto, o cuando se observa la cara de una persona y se deduce por su expresión que está triste o alegre, incluso sin haber platicado con ella. Los antiguos indios americanos investigaban indirectamente cuando advertían que venía el tren porque percibían las vibraciones en las vías antes de escuchar el ruido de la máquina. Los hom­ bres prehistóricos de los clanes nómadas la utilizaban para cazar, imaginando a su presa y hacia dónde se encaminaba a partir de las huellas. En estas actividades de investigación indirecta los que ya eran expertos pocas veces fallaban, pero los principiantes podían fracasar muchas veces. Lo mismo sucede ahora con las personas que investigan indirectamente la estructura de la materia. La investigación indirecta es falible, pero lo realmente importante es que con ella se desarro­ llan habilidades como la imaginación. Algo también relevante de la investigación indirecta es que permite explicar fenómenos naturales de difícil comprobación, como por ejemplo el fenómeno físico que explica cómo se forma un arcoíris.

Así se forma el arcoíris Un arcoíris es siempre increíble. No importa cuántos se hayan visto, siempre que aparece uno maravilla, sorprende y por ello suele ser tema de conversación. Los arcoíris aparecen y desaparecen, permitiendo ver lo que a simple vista no se ob­ serva. Cuando se forman pueden verse los colores de la luz que siempre son arcos,

d

nunca líneas rectas, ni cubos, ni círculos. Para que se forme un arcoíris tiene que

á

estar lloviendo con Sol. Se forma porque la luz solar pasa por las gotas de agua y se descompone en sus colores originales, pues la luz blanca es la mezcla de todos los colores. La forma de arco se debe a que la Tierra es redonda. Estas explicado-

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nes que parecen tan simples, se obtuvieron a través de experimentos muy sen­ cillos de investigación indirecta realizados por Isaac Newton hace tres siglos. Él creía que la luz tenía una naturaleza corpuscular (constituida de partículas) y estaba formada de colo­ res. Para demostrarlo hizo pasar un rayo de luz blanca por un prisma octagonal y el rayo se descompuso en los colores del arcoíris. De esta forma explicó el fenómeno natural y demostró su teoría.

El experimento de difracción de la luz blanca ayudó a explicar cómo se form an los colores del arcoíris.

3.4 ¿c ó m o d is tin g u ir c a d a s u s t a n c ia ? Todas las cosas que existen están hechas de sustancias. Desde el virus más pequeño y el veneno usado por una hormiga para defenderse, hasta los huesos de los vertebrados están constituidos por sustan­ cias con propiedades únicas que permiten caracterizarlas y distinguirlas. Las propiedades de las sus­ tancias dependen del tipo, la cantidad y la manera como se acomodan los átomos que las forman. Todas las sustancias están conformadas por átomos. Un átomo es la mínima parte de la mate­ ria que puede combinarse para formar sustancias. Las propiedades de las sustancias dependen del tipo y el número de átomos, y de la forma en que éstos se unen. El agua y el agua oxigenada, por ejemplo, tienen distintas propiedades porque tienen el mismo tipo pero distinto número de átomos. La fórmula del agua, reconocida por todos, porque aparece hasta en los anuncios de cre­ mas faciales, es H2O. Esto significa que tiene dos átomos de hidrógeno (H) por uno de oxígeno (O). La fórmula del agua oxigenada (peróxido de hidrógeno) es H2O2, lo cual significa que por cada dos átomos de hidrógeno hay dos de oxígeno. Como sus fórmulas son distintas sus propie­ dades son diferentes. El oxígeno que se respira también es una sustancia distinta al agua y a cualquier otra sustancia que pueda contener átomos de oxígeno en su estructura. Para poder estudiarlas más fácilmente, las sustancias se clasifican en elementales y compuestas. Las elementales están formadas por un solo tipo de átomos. Las compuestas son aquellas que contienen átomos diferen­ tes. El oxígeno que respiran los seres aeroEl agua y el agua

bios (O 2) es una sustancia elemental porque sólo contiene átomos de oxígeno (O). Como

oxigenada son diferentes sólo por un átomo de

sustancias elementales están también el argón, el nitrógeno, el diamante y el hierro. El agua .

.

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es una sustancia compuesta porque contiene átomos de hidrógeno y de oxígeno. Otros ejem­ plos de sustancias compuestas son el agua oxigenada, el cloruro de sodio, la fructosa y el ácido acetilsalicílico. Todas ellas están formadas por átomos diferentes. Todas las sustancias, ya sean elementales o compuestas, están formadas por átomos. El nú­ mero, el tipo y la forma como se acomodan los átomos que constituyen las sustancias determi­ nan sus propiedades.

3.4.1 el ozono, ¿bueno o malo? El oxígeno (O2) y el ozono (O3) son sustancias elementales porque tienen el mismo tipo de áto­ mos. Las dos sólo contienen átomos de oxígeno. Como cada una de sus moléculas tiene distinto número de átomos, sus propiedades son diferentes. Algunas de esas propiedades se encuentran en el siguiente cuadro. Número de átomos

Estado

Sustancia

p o r entidad

de agregación

Color

Olor

Reactividad

Oxígeno respirable

2

Gas

Incoloro

Inodoro

Oxidante

Ozono

3

Gas

Azul pálido

Olor acre

Extremadamente oxidante

El oxígeno y el ozono son dos sustancias diferentes. En el ozono, cada molécula está for­ mada por tres átomos de oxígeno enlazados, mientras que en la del oxígeno sólo hay dos. Esto hace que el ozono sea más oxidante que el oxígeno. Ahí radica el daño que puede ocasionar. Al tener un átomo de oxígeno más, también es oxidante y reacciona con muchas otras molé­ culas y las modifica. Dentro de esas moléculas se encuentran las proteínas que forman, por ejemplo, nuestra piel. En un ambiente con una alta concentración de ozono, las personas pue­ den sufrir irritación de las fosas nasales y los ojos, precisamente por la capacidad oxidante del ozono. Esto sucede cuando se encuentra en la atmósfera, cerca de la superficie terrestre. En la estratosfera la situación es diferente. Allá arriba llega la radiación ultravioleta (uv) del Sol. La capa de ozono de la estratos­ fera evita que esa radiación llegue a la super­ ficie terrestre. Esto es posible porque la ra­ diación uv del Sol convierte al ozono (O3) en oxígeno (O2) y en un átomo de oxígeno sin enlazar, como se ilustra a continuación:

O3 + luz UV ^ O2 + O Así es como se elimina la radiación uv del Sol. Durante la fase oscura (la noche), el átomo de oxígeno, que reacciona fácilmente, se combina con el ozono de la estratosfera para formar oxígeno (O2): O3 + O ^ 2O2 De esta forma se impide que la radiación uv alcance la superficie terrestre y se evitan los daños que ésta puede producir. Esto es muy importante porque la energía de la radiación uv es muy alta y al interaccionar con la materia ocasiona que se rompan los enlaces entre los átomos de sustancias tan importantes como las proteínas del cuerpo humano. Al romperse las proteí­ nas de la piel, por ejemplo, puede producirse cáncer de piel. Por eso, cuando los niveles de ozo­ no en la ciudad de México son elevados, se daña la salud de sus habitantes. Es grave el daño que sufre la capa de ozono, debemos cuidarla. Las sustancias que dañan la capa de ozono se llaman clorofluorocarbonos. Son sustancias muy estables, que suben sin modificarse desde la atmósfera donde se producen hasta la estratosfera donde está el ozo­ no. Cuando la luz uv interacciona con estas sustancias, se produce una reacción en la que se descompone el ozono, lo cual disminuye la capa que protege a todos los seres vivos de la Tierra. Sin esta protección, la radiación uv llega libremente a la atmósfera y perjudica la salud humana. Por eso es importante no usar productos que contengan clorofluorocarbonos. Se han determinado los niveles de radiación uv peligrosos para la salud del ser humano. Como ejemplo, en el siguiente cuadro se muestran datos de la calidad del aire de la ciudad de México. El índice uv es una medida que determina la exposición al Sol sin riesgo. El índi­ ce uv igual a 5 indica que la exposición sin riesgo debe ser de entre 30 y 60 minutos, depen­ diendo del tipo de piel (la piel blanca es más delicada). PM 10 (del inglésparticulate matter) son partículas sólidas que están en el aire y que tienen un diámetro menor a 10 |im (micrómetros).

El ozono y el oxígeno molecular son sustancias form adas por átomos de oxígeno, pero el primero tiene tres y el segundo tiene dos, característica que los hace sustancias distintas.

CALIDAD DEL AIRE 23/03/2010 A LAS 14:20 H Zona

Ozono

PM10

Noroeste

98

59

Noreste

97

94

Centro

102

38

Suroeste

99

43

Sureste

75

38

Índice UV

9

Fuente: Secretaría del M edio Am biente del DF, 14:20 h: .

3.5

s u s t a n c ia s c o m p u e s t a s

El agua es una sustancia compuesta por dos tipos de átomos diferentes: oxígeno e hidrógeno. Lo que históricamente ha asombrado a los científicos, incluyendo a John Dalton (1776-1844), iniciador de la teoría atómica moderna, ha sido la forma en que estos átomos están combina­ dos entre sí para constituir el agua. Esta combinación química precisa le da al agua sus propie­ dades características, no sólo químicas sino también físicas, y son las que apreciamos con los sentidos. Toda el agua, ya sea de mar, río o laguna, siempre tendrá la misma proporción o com­ posición de hidrógeno y oxígeno. El hecho de que el agua esté formada por átomos de hidrógeno y oxígeno no significa que pueda descomponerse en sus partes fácilmente. Por ejemplo, es imposible separar esta sustan­ cia compuesta hirviéndola simplemente. El agua no se descompone cuando se hierve. Sigue John Dalton propuso el prim er modelo de combinación de átomos | © Latin Stock México.

siendo agua. El agua no es una sustancia elemental porque está formada de dos tipos de átomos: hidrógeno y oxígeno. Tampoco es una mezcla porque no pueden separarse sus componentes (hidrógeno y oxígeno) por medios físicos sencillos. El agua es un ejemplo de una sustancia compuesta; sin embargo, el agua que bebemos es una mezcla de sales y gases disueltos. Las sales pueden separarse a través de la destilación. Así se produce el agua destilada que, aunque no tiene sales, sigue siendo una mezcla porque contiene gases disueltos. Tener agua pura, sin nada disuelto es muy difícil y costoso. En el Instituto de Investigaciones en Materiales de la u n a m se fabrica agua pura, para lo cual se destila y después se desioniza. Aunque dos sustancias compuestas estén formadas por los mismos átomos, como el agua y el agua oxigenada, tienen propiedades diferentes. La diferencia está en la proporción en que se encuentran sus átomos. Existen más de diez millones de sustancias compuestas en el mundo, muchas de ellas identificadas por personas dedicadas a la química. Cada sustancia compuesta está formada por átomos, de al menos dos tipos, unidos entre sí por enlaces químicos. El tipo de átomos y la forma en que se unen da a la materia propiedades características. Entre los millones de sustancias que existen en la Tierra, hay algunas con las cuales la hu­ manidad está familiarizada porque son de uso común. Dos de ellas son la sacarosa y el etanol. La sacarosa es lo que se vende como azúcar y el etanol está en todas las bebidas alcohólicas. Ambas son sustancias compuestas porque están formadas de carbono, hidrógeno y oxígeno como se indica en el próximo cuadro, donde también se observan algunas de sus propiedades. Con estos dos ejemplos puede verificarse que dos sustancias compuestas por los mismos áto­ mos no tienen las mismas propiedades.

Sustancia

Etanol

Átomos de

Átomos de

Átomos de

Estado de

carbono

hidrógeno

oxígeno

agregación a T y P *

/molécula

/molécula

/molécula

atmosférica

Color

Olor

Usos

ebullición

2

6

1

Líquido

Incoloro

Dulzón

Como bebida estimulante y desinfectante

78.4 °C

12

22

11

Sólido

Blanca

Sin olor

Para endulzar alimentos

186 °C

Temperatura de

C 2H 6 O

Sacarosa C 12H 22 O 11

* T = temperatura; P = presión.

3.5.1 Minas de oro En los minerales, el oro puede encontrarse de muchas formas: elemental como oro metálico o formando compuestos como telurio de oro, telurio de oro y plata, o combinado con otros ele­ mentos. Como antes no había aparatos para determinar si las muestras contenían oro, se utili­ zaban algunas técnicas de análisis de elementos, con las cuales se obtienen las masas de cada elemento presente en la muestra. Las masas se comparaban con compuestos de oro conocidos de los que se encuentran en los minerales de la mina: el telurio de oro y la petzita. En el siguien­ te cuadro se presentan datos que permiten ejemplificar la forma en que se reconoce la compo­ sición de una muestra a partir de datos conocidos.

Masas de los elementos en la muestra Muestra

m telurio /m oro

Masa de oro (g)

Telurio de oro

129

43.6

56.4

Petzita

129

25.4

32.9

Muestra 1

129

13.1

16.9

-

16.5

13.5

-

7.6

9.9

Muestra 2 Muestra 3

81.8 129

Masa de telurio (g)

Masa de plata (g) 41.7

12.5

Con los datos de las masas de oro, plata y telurio, pueden obtenerse las razones de masas (m telurio/moro) que indican la proporción de un componente con respecto de otro. En una sustancia hay una proporción definida de los átomos que la forman. Entonces puede inferirse que en una sustancia la razón de masas de los elementos está definida. Si tenemos dos sustancias iguales, las razones de masas de los elementos serán las mismas para las dos sustancias. De acuerdo con los ejemplos del cuadro puede pensarse que las muestras 1 y 3 corresponden al telurio pero no así la muestra 2, ya que la relación entre las masas de oro y telurio es distinta; sin embargo, la muestra 3 contiene además plata, por lo que no puede ser telurio de oro y puede clasificarse como petzita.

Joseph Proust, en 1802, descompuso diferentes sustancias constituidas por cobre, níquel, hierro y zinc que obtuvo tanto de la naturaleza como de los laboratorios. Concluyó que no importaba de dónde provinieran las sustancias compuestas, pues si la sustancia es la misma, siempre tienen una composición constante de los átomos que las conforman | © Latin Stock México.

Algunas minas de oro se encuentran al aire libre y otras son subterráneas | © Latin Stock México.

Anteriormente se mencionó que el agua y el agua oxigenada son sustancias diferentes. Esa diferencia se basa precisamente en la proporción hidrógeno-oxígeno. El agua tiene una pro­ porción 2:1 y el agua oxigenada tiene una proporción 2:2. Esto es lo que las hace diferentes y les da sus propiedades químicas y físicas. Es decir, las hace ser sustancias diferentes. Lo mismo sucede con estos minerales.

3.6 LOS MODELOS EN LA CIENCIA Los modelos en la ciencia son como los cochecitos utilizados para jugar, que representan de alguna manera a un coche real. Cuando se habla de un modelo se hace referencia a una repre­ sentación de la realidad, o de lo que se espera que sea la realidad. Los modelos se crean para encontrar ex­ plicaciones. La teoría atómica es un modelo que permite explicar muchas de las cosas que se ven e incluso se huelen, como el aroma de los perfumes y algunos gases y su dispersión olorosa por todo un cuarto. El modelo de los átomos no ha sido siempre el mismo. El pri­ mero fue el de los antiguos griegos, cuando Demócrito, en el siglo v antes de nuestra era, dijo que la materia estaba formada por partí­ Demócrito fu e el primero en proponer la existencia de los átomos |© Latin Stock México.

culas muy pequeñas e indivisibles llamadas átomos; sin embargo, no consideraba que pu­ dieran existir diferencias entre ellos. Este pri­ mer modelo era puramente filosófico, es de­ cir, era una formulación intelectual que no se había comprobado experimentalmente. Después vinieron otros, como el modelo atómico de Dalton, en 1808, donde se representa a los átomos como bolas de billar, indivisibles también, pero con la diferencia de que en este modelo se considera la existencia de átomos con masas distintas, lo que explicaba la existencia de sustancias diferentes. Hoy el modelo del átomo es más completo y capaz de explicar más hechos, y por lo mismo más complejo. El modelo actual del átomo incluye entre sus postulados la idea de la energía cuantizada, con la cual las personas que la entienden y la utilizan pueden explicar mejor lo que les rodea.

ELEM ENTS

3.6.1 Modelos atómicos M odelo de Dalton

o ©

El primer modelo que se desarrolló en la química para explicar cómo se com­ binaban las sustancias fue desarrollado por John Dalton, en 1808. Este mo­ delo considera cinco puntos fundamentales:

• o

Hydro5cn

T ^

Stwntian

-Asote

$

Baiyces

Carbou

%

Oxy^tn

O i™

1. Todas las sustancias están formadas por átomos. 3. Todos los átomos que forman una sustancia elemental son idénticos y tienen la misma masa. Así, un átomo de cobre es idéntico a otro de co­ bre y tiene la misma masa. Un átomo de cobre es distinto a uno de pla­

© © ©

ta, y también su masa es diferente. 4. Cada sustancia está formada por un número fijo de los diferentes

©

&

Z in c

;

PhospkorusQ © 2. Los átomos son indivisibles y no pueden crearse ni destruirse.

o»

Coppcr só

Sulpliur

< D Lcad

Magnesia

©

(p

Silver /(/o

Lrme

24

^3^ Gold

)QB

Soda

n

( p ) Platina

¡go

Potash 4 * Q

Merca ry

/¿ /

átomos que la conforman. 5. Si sólo es conocida una sustancia compuesta formada por dos tipos de átomos, a menos que haya una razón para pensar lo contrario, será del tipo binario AB. Si hay más de una sustancia compuesta, una será binaria AB y la otra ternaria A2B o A B2. Para crear su modelo, Dalton representó cada átomo con una figura como las que se mues­ tran a la derecha.

3.7 LA MASA DE LOS ATOMOS En el modelo atómico de Dalton se establece que los átomos tienen masa. A esa masa la lla­ mamos masa atóm ica y es una característica que los distingue. La masa atómica varía de­ pendiendo del tamaño del átomo; entre más grande sea, mayor será su masa. La masa ató­ mica de Dalton es diferente a las masas comunes porque es relativa. Esto quiere decir que la masa de todos los átomos está relacionada con la del más pequeño de ellos, la del hidrógeno. Por ser el átomo más pequeño se dice que su masa es igual a 1. Así, la masa relativa de Dalton se refiere a “cuántas veces más masa tiene un átomo con respecto a la del hidrógeno” Dalton utilizó un método experimental para determinar las masas atómicas y realizó reac­ ciones que le permitieron obtenerlas experimental­ mente con base en la razón de masa de las sustancias. Con este mismo método hoy sabemos que la masa del oxígeno es 16 veces más grande que la masa del hidrógeno, y la del nitrógeno 14 veces mayor.

3.7.1 Historia de otros modelos atómicos Con el modelo atómico de Dalton es posible imaginar a los átomos como bolas de billar, indivisibles y extre­ madamente pequeñas. John Dalton postuló su modelo

Representaciones atómicas según John Dalton | © Latin Stock México.

Actualmente, las masas atómicas toman como referencia al átomo de carbono; sin embargo, la aproximación de Dalton para su determinación fue bastante acertada, pues se sabe que la masa atómica del hidrógeno tiene un valor de 1.0007 uma (unidad de masa atómica) y que la del cobre es 63.5 uma.

en 1808. Una serie de investigaciones posteriores demos­ traron que los átomos no son como bolas de billar. Entre los trabajos más importantes sobre la teoría atómica se encuentra el publicado en 1811 por Amadeo Avogadro, quien encontró que las ideas del átomo de Dalton no eran del todo correctas. En 1860, durante su presentación en la primera conferencia de química llevada a cabo en Karlsruhe, Alemania, Stanislao Cannizzaro recuperó las ideas de Avogadro, mientras se acumulaban evidencias que suge­ rían que los átomos portaban cargas eléctricas. En 1897 comenzó el llamado Siglo de la Física con el descubri­ miento del electrón por J. J. Thomson. En él se confirmó que, en efecto, los átomos están formados por partículas cargadas eléctricamente que pueden separarse. Esto llevó

Protones

Neutrones

Electrones

a la científicos a poder romper el átomo, lo que más tarde se aplicó al diseño de la bomba atómica. Entre 1911 y 1918, Ernest Rutherford descubrió los protones y dedujo la existencia de los núcleos atómicos. En 1913, Niels Bohr

Representación esquemática del átomo de Bohr

propuso una teoría del átomo de hidrógeno que marcó el inicio de una nueva era en la historia de la física. Según esta teoría, el átomo está constituido por un núcleo de carga positiva donde se concentra la mayor parte del átomo. Los electrones, negativos, permanecen dando vueltas alrededor del núcleo como en distintas órbitas. Este modelo es también conocido como mode­ lo planetario por su semejanza con el Sistema Solar (el Sol es el núcleo en el átomo y los elec­ trones, los planetas). En 1926, Erwin Schrodinger explicó que no eran exactamente órbitas las que trazaban los electrones e introdujo la idea de orbital, la representación gráfica que se usa actualmente para explicar las características de los átomos. El orbital puede relacionarse con la probabilidad de hallar a los electrones que se encuentran cerca del núcleo. De los tres tipos de partículas suba­ tómicas, el neutrón fue el más difícil de hallar debido a su falta de carga. No puede detectarse fácilmente y por eso su descubrimiento tardó mucho más; fue hallado en 1932 por James Chadwick. Actualmente, la idea cualitativa del modelo propuesto por Schrodinger, o modelo cuántico, como se conoce comúnmente, es imaginar que en el átomo hay un centro o núcleo, donde se encuentran los protones y los neutrones, y dispersos alrededor del núcleo, como en

El modelo cuántico es representado como una nube de densidad electrónica.

una nube, se encuentran los electrones. Cada modelo ha servido en su momento para explicar fenómenos químicos y físicos. Cuando surge una nueva propuesta, la condición para ser aceptada por la comunidad científica es que su poder explicativo sea mayor al de la propuesta anterior.

3.8 EL MODELO ACTUAL DEL ÁTOMO (PROTONES, ELECTRONES y n eu tro n es) Con todos estos descubrimientos hoy se sabe que los átomos están formados por partículas aún más pequeñas llamadas subatómicas que son los electrones, los protones y los neutrones. Los electrones tienen carga negativa. Los protones tienen carga positiva. Los neutrones no tie­ nen carga. Un átomo tiene el mismo número de protones que de electrones, con lo cual su carga total es cero. Por eso se dice que los átomos son neutros. En el cuadro siguiente se encuen­ tran los valores de la carga (cuya unidad de medida es el coulomb) y la masa de cada una de las partículas subatómicas.

Partícula subatómica

Masa (en gramos)

Carga (en coulombs)

Electrón

9.10 x 10-28

- 1.60 x 10-19

Protón

1.67 x 10-24

+ 1.60 x 10-19

Neutrón

1.67 x 10-24

0

La mayor parte de la masa de un átomo se encuentra en el núcleo, pero éste sólo ocupa una pequeña parte del volumen total del átomo. El radio atómico mide alrededor de 100 picómetros, mientras el radio del núcleo alcanza solamente 5 x 10-3 picómetros (unidad utilizada para medir cosas muy pequeñas; se abrevia pm y equivale a 1x 10-12 m). Pueden apreciarse los tamaños re­ lativos del núcleo y el átomo si se piensa en el Estadio Azteca de la ciudad de México y se coloca una canica en el centro de la cancha, ésta no podría apreciarse en una vista aérea. El estadio sería el átomo y la canica, el núcleo. Los protones están en el núcleo, junto con los neutrones. Sin éstos en el núcleo, los protones se repelerían unos a otros (por­ que tienen la misma carga) y no podrían formarlo. De alguna manera, los neutrones neutralizan la repulsión entre los protones que tienen cargas igua­ les. Los neutrones fueron difíciles de descubrir porque, al no tener carga, no pueden detectarse con campos eléctricos y magnéticos. James Chadwick ganó el premio Nobel en 1935 por descubrir los neu­ trones. Antes de este descubrimiento en 1932, no podía explicarse la rela­ ción entre la masa de los átomos. Se sabía que el átomo más ligero era el del hidrógeno, con sólo un protón y un electrón, mientras el helio tenía dos elec­ trones y dos protones. Con esto se esperaba que la masa del helio fuera el doble de la del hidrógeno. Sin embargo, la masa del helio resultó cuatro veces más grande que la del hidrógeno. Ahora ya sabemos que los átomos están formados por electrones, pro­ tones y neutrones, y cada una de estas partículas tiene una masa determinada. El número de masa de un átomo se define como la suma de los neutrones más los protones. Contrario a lo que pensaba Dalton, los átomos no son como bolas de billar. Las propiedades de los átomos son diferentes porque contienen distintas cantidades de protones, electrones y neutrones. El modelo del átomo establece que el número de protones es la característica principal de los átomos. Por eso se dice que el número de protones es como la huella digital del átomo. Así, el hidrógeno tiene un protón y todos los átomos que tengan un protón serán hidrógeno. El helio tiene dos protones, el litio tiene tres, el berilio tiene cuatro, el boro tiene cinco, el carbono tiene s e i s , y así sucesivamente. Si cambia el número de protones, cambia el átomo. Otra característica de los átomos es que tienen el mismo número de electrones y protones. Esto hace que cada átomo sea eléctricamente neutro, pues los electrones tienen carga eléctrica negativa, los protones tienen carga eléctrica positiva y los neutrones no tienen carga. Así, las pro­ piedades macroscópicas de las sustancias pueden explicarse por medio del modelo atómico. Los electrones pueden desprenderse de los átomos si se aplica suficiente energía como para vencer la atracción que el núcleo ejerce sobre ellos (como tienen cargas contrarias se atraen). Los protones y los neutrones no pueden desprenderse fácilmente, porque éstos se encuentran en el núcleo y se necesita mucha energía para separarlos. Ésta es una de las razones por las cuales se decidió que el número de protones determinara la identidad del átomo. Los átomos tienen el mismo número de electrones que de protones, pero pueden perder y ganar electrones. Cuando se ganan o pierden electrones se forman iones. Si se añaden electrones al átomo neutro, habrá más electrones que protones. Como los electrones son negativos, habrá más cargas negativas

El núcleo atómico no es un indicativo del tamaño del átomo; éste es determinado tanto por el número de protones como de electrones.

que positivas y el átomo será negativo. Al áto­ mo que tiene carga negativa se le llama anión. Cuando se le quitan electrones al átomo neu­ tro, se tiene un exceso de carga positiva. A este átomo positivo se le conoce como catión. Un ejemplo es el átomo de sodio, el cual tiene 11 protones y 11 electrones; sin embargo, el so­ dio puede perder fácilmente un electrón, lo que da como resultado un catión sodio 1+, que tiene 11 protones, pero sólo 10 electro­ nes; es decir ya no es eléctricamente neutro, tiene carga positiva. Otro ejemplo es el áto­ Representaciones esquemáticas del ión sodio (Na+) y del átomo de sodio (Na). Nótese que el ión es más pequeño.

mo de cloro, el cual tiene 17 protones y 17 electrones; no obstante, el cloro acepta un electrón, quedando con 17 protones y 18 electrones; es decir, se forma un anión cloro 1-. Tampoco es eléctricamente neutro, ahora tiene carga negativa. Se pueden ganar y perder uno o más electro­ nes, pero no pueden ni ganarse ni perderse protones. De esta forma se generan sustancias car­ gadas positiva (si perdieron electrones) o negativamente (si ganaron electrones). En el cuadro se muestran algunos ejemplos para ilustrar este punto.

Núm.

Electrones

Electrones

Átomo

Núm. protones

electrones

perdidos

ganados

Nombre

Hierro

26

24

2

0

Catión

7

10

0

3

Anión

Rubidio

37

36

1

0

Catión

Oro

79

79

0

0

Átomo neutro

Yodo

53

54

0

1

Anión

Níquel

30

28

2

0

Catión

Nitrógeno

LENGUAJE

TEMA

4

Tabla periódica de los elementos |© unam.

4.1 EL LENGUAJE DE LA QUíMiCA

E

n la química, al igual que en las matemáticas o en la música, se utilizan una serie de símbolos y signos universales propios y exclusivos. Todos ellos conforman un código que permite

formular un mensaje y hacerlo comprensible y lo más sencillo posible para todo el mundo. El lenguaje de la química contiene nombres de sustancias elementales y compuestas, símbolos para representar sustancias elementales, combinaciones de símbolos y signos para tipificar sustancias compuestas, organizaciones de varios símbolos y signos en ecuaciones químicas para esquematizar cambios químicos, definiciones de términos e incluso diagra­ mas y gráficas.

Para los expertos en esta ciencia es imprescindible un lenguaje común. De otra manera, el intercambio de información, fundamental en la sociedad del conocimiento, sería casi imposible. Diferentes representaciones del dióxido de carbono.

Hoy día, los químicos de todos los países pueden entenderse gracias a este lenguaje común. El lenguaje químico a veces resulta complicado para el novato, ya que puede emplearse para representar la materia y sus cambios en diferentes niveles. Así los símbolos, las fórmulas, las ecuaciones y las gráficas pueden referirse a lo macroscópico, que corresponde a lo que podemos ver, tocar, oler o sentir, pero también se utilizan para representar el mundo nanoscópico de los átomos, las moléculas y los iones que subyace en todo lo tangible. Quien sabe química puede emplear este lenguaje para explicar un fe­ nómeno pasando de lo macro a lo nano con facilidad. Un experto en química, con tan sólo reconocer el aroma del etanol, puede pensar en una sustancia líquida, in­ colora, de sabor agradable, volátil e inflamable y, al mismo tiempo, imaginarse un conjunto de moléculas en movimiento que se acercan a su nariz, formadas por átomos de carbono, oxígeno e hidrógeno en un arreglo específico. Además, para representarlo gráficamente usará al menos una fórmula: C H C H O H .

4.2 BREVE HISTORIA DE LA NOMENCLATURA QUÍMICA El tipo y la cantidad de símbolos y nombres empleados en química han aumentado de forma paralela al avance de las técnicas de laboratorio y las teorías sobre la estructura de la materia. Así es como antes la mayoría de símbolos y signos se utilizaban para representar principal­ mente lo macroscópico.

4.2.1 Primeros símbolos de la materia El agua Uno de los primeros materiales representados por las culturas más antiguas fue el agua. En la antigua Mesopotamia (2000 a.C.) ésta se representaba con una línea horizontal ondulada. En el antiguo Egipto el jeroglífico para el agua era una línea horizontal zigzagueante, que parece imitar las pequeñas ondas de la superficie del agua. En el sistema de los cuatro elementos de los griegos (300 a.C.) encontramos que © signifi­ ca agua,

tierra, O fuego y O aire. Estos símbolos evolucionaron con el paso del tiempo. Así,

en la Edad Media, el agua se representaba comúnmente con un círculo vacío, mientras los primeros alquimistas la representaban por medio de los símbolos 0 ,

P ü y

.

Al conocerse cada vez más sustancias se hicieron los primeros intentos por clasificarlas. Representación del agua en la antigua Mesopotamia (a). Representación del agua en los jeroglíficos egipcios (b).

Es así como Zósimo (siglo iv) llama espíritus a las sustancias que podían destilarse (^ ^ ) como el mercurio o azogue

S

0 - 0 , + G O , § , y or5). El vidrio plata

R

, hierro

U

cobre

?

/^

^_ ''í>k

, el azufre 9 , el amoniaco 4 “ y el arsénico (

, estaño

,

,

,

se clasificaba entre los siete metales conocidos (oro O ,

^"F

, plomo

b

y mercurio

S

), porque todos ellos pueden

fundirse. A mediados del siglo xviii, cuando ya se reconocían varias sustancias como elementales o compuestas, el símbolo para el elemento oxígeno era O , el del hidrógeno era O y el de la sus­ tancia compuesta agua era O O . Entonces, Antoine-Laurent Lavoisier (1743-1794) creó las bases de la nomenclatura actual, junto con otros químicos franceses importantes de aquel siglo, como Antoine Fourcroy, Claude-Louis Berthollet y Louis-Bernard Guyton de Morveau. En 1787, sus trabajos se resumieron en la publicación de Lavoisier titulada M éth od e d e n om en clatu re

chim ique, que contiene un conjunto sistemá­ tico de reglas para nombrar las sustancias co­

Conforme los alquimistas europeos del

nocidas hasta ese momento, una lista donde

siglo xiv perfeccionaron técnicas como

se clasifican las mismas, así como su repre­

la destilación, aprendieron a elaborar

sentación en forma sencilla y abreviada, con

ácidos cada vez más poderosos: aqua

el propósito de unificar el lenguaje utilizado

fortis o espíritu de nitro (ácido nítrico),

en la química.

espíritu de sal (ácido clorhídrico), espíri­

Esta obra constituyó una revolución, pues

tu de vitriolo (ácido sulfúrico), etcétera.

Lavoisier elaboró una lista donde clasificaba las sustancias elementales y las compuestas que se conocían hasta ese momento. Lo que permitió a los químicos ponerle un nombre distinto a cada tipo de sustancia. A las sustancias elementales se les dio un nombre único, que podía tener varios orígenes. El nombre podía deberse a sus propiedades químicas; por ejemplo el término oxígeno, propuesto por Lavoisier, significa en griego generador de ácidos. Otras sustancias se nombraron por sus características físicas; por ejemplo, el tungsteno, aislado del mineral scheelita significa piedra pesada (tung quiere decir pesado y sten, piedra). Otros nombres procedían de la tradición alquímica (carbono) y de algunos otros mitos y creencias (arsénico, cobalto).

El nombre arsénico viene del griego Arsenikos, que significa hombre valiente. El nombre cobalto viene del alemán Kobold, que significa espíritu endemoniado.

Las sustancias compuestas fueron designadas con nombres binarios, es decir, formados de dos palabras, utilizando las raíces de los nombres de las sustancias elementales para in ­ dicar una composición química. Así, a la sustancia conocida hasta ese momento como tár­ taro vitriolado, arcano duplicado o sal policresta de Glaser se le llamó sulfato de potasa. Se eliminaron entonces los múltiples sinónimos utilizados para denominar una misma sus­ tancia y se estableció el criterio de nombrar a las sustancias compuestas por su composición

M ÉTH O DE D E

.

NOMENCLATURE C HI M IQ UE , Prvpofic par MA1. D£ M q r v e j p , í j t ' O U H f i , Be a t HOL ET , Ü DE Fovnciior. ON Y A J O IN T Un nouvfau Syrtéme de Caracteres Chimiqucs, idapréi 1 oetcfe NomCnclaiurc, par MM. H assehfratz te Adet.

química. Con el paso del tiempo se hicieron diversas modificaciones a las propuestas de Lavoisier; sin embargo, es importante señalar su influencia en la nomenclatura química moderna. Muchos de los términos asignados por él aún se conservan y su método para nombrar las sustancias ha

A PARIS, Citx C ttciiit , Litarte, rué fc hSccl SopcTO. M. DCC. L X X X V IÍ. ¿«i U Ptir&f, de tAciJtw, ¿a Stiuta.

perdurado. Además, el uso de raíces y vocablos (prefijos y sufijos) que indican la proporción re­ lativa de las sustancias elementales en una sustancia compuesta, sigue siendo la base de una parte considerable de la terminología de la química inorgánica.

De sulfatos, sulfitos y otros azufres con oxígeno En la época de Lavoisier se propuso el término “ácido sulfúrico” para un compuesto de azufre con oxígeno y para sus sales el nombre genérico de “sulfatos”; mientras con el término “ácido sulfuroso” fue designado un compuesto de azufre con menor cantidad de oxígeno y sus sales se denominaron “sulfitos” Como puede verse, el prefijo sulf (o sulfu r) se usa para indicar que se trata de compuestos de azufre y se utilizan diversos sufijos, como ico, oso, ato, ito, para indicar la proporción de oxígeno.

Antes de la publicación de Méthode de nomenclature chimique se usaban los términos alquímicospara nombrar a las sustancias. Los aprendices de química realizaban esfuerzos enormes para aprender los nombres de un número cada vez mayor de sustancias.

4.2.2 Los primeros símbolos de sustancias elementales y compuestas A principios del siglo xix, el químico sueco Jons Jacob Berzelius (1779-1848) propuso una nueva notación para las sustancias elementales. En ella se partía de las iniciales del nombre en latín y se seguía con otra letra presente en el nombre cuando dos sustancias elementales te­ nían la misma inicial. Esta propuesta sigue utilizándose actualmente porque es muy sencilla y lógica, y porque además tuvo el aval de otro importante e influyente hombre de ciencia, John Dalton (1766-1844), quien por ese entonces era presidente de la Real Sociedad Inglesa de Ciencias, la academia científica con más prestigio de esa época.

4.3 En BusCA De

un o

RDEN: La Ta b l a PERIÓDICA

Los avances de la química hicieron cada vez más fácil aislar elementos de sus compuestos, de tal forma que el número de elementos conocidos aumentó y con ello los intentos por clasificar­ los. En todos estos esfuerzos prevalecía la idea de que las propiedades físicas y químicas de los elementos, de algún modo, estaban relacionadas con la masa atómica de sus átomos.

4.3.1 Las triadas de Dobereiner En 1817, el químico alemán Johann Wolfgang Dobereiner (1780-1849) propuso una clasifi­ cación basada en el hecho de que el estroncio tiene una masa atómica relativa aproximada­ mente igual a la media de las masas del calcio y del bario, elementos con los que posee un comportamiento químico similar. Dobereiner presentó más grupos como éste, a los que de­ nominó triadas: Cl 35.45

Br 79.9

I 126.9

Ca 40.08

Sr 87.62

Ba 137.33

S 32.07

Se 78.96

Te 127.6

Li 6.94

Na 22.99

K 39.1

La idea de las triadas sugería la existencia de algún orden numérico subyacente, que podría servir para acomodar los elementos de una forma sistemática.

4.3.2 La hipótesis de Prout De manera casi simultánea a la propuesta de las triadas, en 1815, William Prout (1785-1850) afirmó que el hecho de que la masa atómica de numerosos elementos fuera un múltiplo entero de la masa del hidrógeno indicaba que los elementos se componían de múltiples hidrógenos, sugiriendo que posiblemente el hidrógeno era la unidad esencial de la materia. Los intentos por confirmar o refutar la hipótesis de Prout impulsaron los experimentos encaminados a de­ terminar con mayor precisión las masas atómicas de los elementos.

4.3.3 Mendeleiev, padre de la tabla moderna Hacia 1860 en el Primer Congreso Internacional de Química, celebrado en Karlsruhe, Alema­ nia, el químico Stanislao Cannizaro (1826-1910) propuso aprovechar las propiedades físicas de los elementos para establecer correctamente sus masas atómicas relativas. En ese mismo congreso se encontraba el ya reconocido químico ruso Dimitri Mendeleiev (1834-1907), quien tomando en cuenta los valores de las masas atómicas corregidas por Cannizaro propuso la primera tabla periódica de los elementos. La propuesta de Mendeleiev tomaba en cuenta, no sólo las masas atómicas, sino también propiedades físicas como volumen atómico, color, gra­ vedad específica y propiedades químicas como su reactividad en agua (tanto del elemento como de sus óxidos) y en ácidos o bases, entre otras. Mendeleiev ordenó los elementos en ocho grupos, según se observa en la siguiente tabla.

Periodo

Grupo I

Grupo II

R2O

RO

Grupo III

Grupo IV

r 2o 3

RH,

Grupo V

ro2

RH,

Grupo VI RH,

ro3

RH, r 2o 7

Grupo VII Grupo VIII RO4

R2O5 1

H=1

2

Li = 7

Be = 9.4

B = 11

C = 12

N = 14

O = 16

F = 19

3

Na = 23

Mg = 24

Al = 27.3

Si = 28

P = 31

S = 32

Cl = 35.5

4

K = 39

Ca = 40

- = 44

Ti = 48

V = 51

Cr = 52

Mn = 55

5

(Cu = 63)

Zn = 65

- = 68

- = 72

As = 75

Se = 78

Br = 80

6

Rb = 85

Sr = 87

¿Yt = 88

Zr = 90

Nb = 94

Mo = 96

- = 100

7

(Ag) = 108

Cd = 112

In = 113

Sn = 118

Sb = 122

Te = 125

J = 127

8

Cs = 133

Ba = 137

¿Di = 138

¿Ce = 140

-

-

-

-

9

(-)

-

-

-

-

-

-

-

10

-

-

¿E r=178

¿La=180

Ta = 182

W = 184

-

Os = 195, Ir = 197 Pt = 198, Au = 199

11

(Au) = 199

Hg = 200

Tl = 204

Pb = 207

Bi = 208

-

-

12

-

-

-

Th = 231

-

U = 240

-

Algo muy importante que hizo Mendeleiev, y de ahí lo valioso de su tabla, fue la predicción de la existencia de elementos no conocidos hasta entonces, para los cuales dejó espacios. Lo interesante es que no sólo predijo el lugar que les correspondería en la tabla, sino además las propiedades de sustancias que aún no se conocían.

Fe = 56, Co = 59 Ni = 59, Cu = 63

Ru = 104, Rh = 104 Pd = 106, Ag = 108

-

Una vez determinado que la diferencia fundamental entre los distintos tipos de áto­ mos era su número atómico se hicieron algu­ nas modificaciones en la ubicación de algunas casillas y ahora los elementos se encuentran acomodados con base en este número. La ciencia se caracteriza por su evolución Dimitri Mendeleiev es considerado el padre de la tabla periódica moderna no sólo porque propuso un orden, sino porque también hizo predicciones válidas sobre elementos no conocidos |© .

constante. Aunque pareciera que Mendeleiev descubrió el arreglo perfecto, los conocimien­ tos sobre la estructura del átomo avanzan y persisten los debates sobre si ésta será la mejor manera o la más útil de acomodar a los ele­ mentos. Es así que a la fecha se han propuesto arreglos alternativos de la tabla periódica, al­ gunos tridimensionales, que seguramente no reconocería ni el mismo Mendeleiev. La tabla periódica está dividida en diferen­ tes casillas, las cuales contienen información básica relativa al átomo que se está representando. Por ejemplo, la casilla del hidrógeno, contiene el símbolo H con un número 1 pequeño en la es­

Tabla periódica de los elementos. Representación actual.

quina superior izquierda. En cambio la casilla del flúor contiene el símbolo F con un número 19 en la misma esquina que la casilla anterior. A nivel macroscópico esto significa que cualquier conjunto de átomos de flúor tendrá 19 veces más masa que otro conjunto igual de átomos de hi­

drógeno. A nivel nanoscópico esto significa que un átomo de flúor tiene 19 veces más masa que un átomo de hidrógeno. Esta conclusión que parece tan sencilla, constituyó un avance fundamental en el desarrollo de la química. El n úm ero atóm ico, que se encuentra en la esquina inferior iz­ quierda de cada casilla, corresponde al número de protones que tiene un átomo. Es el número que lo define; si éste cambia, cambia el átomo. Por ejemplo, el número atómico del hidrógeno es 1 porque tiene un protón, el del helio es 2 porque tiene dos protones, el del litio es 3 por­ que tiene tres protones, y así sucesivamente.

4.4

Cada casilla nos proporciona información fundamental sobre cada elemento. En algunos casos, como el carbono, aparece más de un número de oxidación.

l a s f o r m u l a s q u ím ic a s a c t u a l e s

Hoy día las sustancias elementales se siguen representando con los símbolos químicos que propusiera Berzelius. Mientras que las sustancias compuestas se representan usando fór­ mulas. En la fórmula química se escriben los símbolos de los ele­ mentos que forman el compuesto indicando su proporción me­ diante el uso de subíndices. Así la proporción de átomos de hidrógeno y oxígeno en el agua (H2O) es de 2 a 1. Es importante señalar que la fórmula no proporciona ninguna información sobre el arreglo de los átomos en la sustancia.

Sím bolo quím ico del hidrógeno

h 2o 2

Cuando un átomo pierde o gana electrones porque los cedió o re­ cibió de otro átomo, adquiere una carga eléctrica y entonces se dice

Símbolo quím ico del oxígeno

Subíndice q ue indica que hay dos átom os de hidrógeno

que se forma un ión. Si el ión tiene carga positiva se denomina catión

Com o no tien e un subíndice escrito, significa que hay un átom o d e oxígeno

y si la carga es negativa se llama anión. Para representar los iones se usa el símbolo químico con un superíndice que indica su carga. Así, por ejemplo, Mg2+simbo­ liza al catión “magnesio dos más" A veces un conjunto de dos o más átomos puede también perder o ganar electrones y formar así iones poliatómicos o iones compuestos, como por ejem­ plo, amonio (NH4+), hidroxilo (OH-) y carbonato (CO32)-.

La molécula de agua está form ada p o r dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.

Una forma de agrupar los compuestos es por el número de elementos presentes en la fórmula; si tienen dos, tres o cuatro sustancias elementales diferentes, respectivamente, los compuestos pueden clasificarse en binarios, ternarios y cuaternarios. También pueden clasificarse por un ele­ mento en común o por un grupo específico de átomos llamado grupo funcional. De acuerdo

La i u p a c (Internacional Union of Pure and Applied Chemistry) es

con esto, las sustancias pueden clasificarse en

el organismo internacional encargado de establecer la normas para

óxidos metálicos, óxidos no metálicos, hi-

nombrar las sustancias compuestas, así como de revisar y actualizar

dróxidos, hidrácidos, hidruros, sales, oxácidos,

en forma periódica la nomenclatura química con el propósito de

entre otros.

manejar un lenguaje químico lo más sencillo y general posible.

4.4.1 La estructura nanoscópica de las sustancias Hay ocasiones en que conocer el tipo y las proporciones en que se encuentran los átomos en las sustancias no es suficiente para explicar, por ejemplo, alguna de sus propiedades. En estos casos es necesario indicar con dibujos cómo se acomodan en el espacio los átomos o iones que for­ man las sustancias.

La estructura de una sustancia, a diferen­ cia de su fórmula, no sólo describe los átomos que la constituyen, sino cómo se unen entre sí, cómo están dispuestos en el espacio e incluso qué tan fácilmente pueden reaccionar. Hay diferentes formas de representar la estructura de una misma sustancia, algunas sólo indican qué átomos están unidos; otras Las estructuras muestran las diferentes representaciones utilizadas para el benceno (C6H6).

más complejas indican también su posición en el espacio tridimensional y las más sofisticadas consideran incluso la distribución de los electrones alrededor de los núcleos. En la figura de la izquierda se muestran las representaciones estructurales para el benceno. Y en esta figura se muestran diferentes representaciones para el caso del agua.

¿Cuál de estas representaciones es la correcta? De acuerdo con el premio Nobel Roald Hoffman todas lo son o ninguna lo es.

4.4.2 Las ecuaciones químicas Una ecuación química describe una reacción química e indica cómo se combinan las sustan­ cias elementales y compuestas para formar nuevas sustancias. Por ejemplo, la ecuación quími­ ca que representa la reacción de combustión del metano con el oxígeno es:

F órm ula qu ím ica

I n d i c a q u e el m e t a n o

Fórm ula qu ím ica

Fórm ula q u ím ica

F órm ula q u ím ica

del m e ta n o o

se c o m b in a con

del ox íg e n o

del dióxido d e

del agua

g a s natural

Las ecuaciones químicas proporcionan diferente tipo de información, desde la composición de las sustancias y su estado de agregación hasta la cantidad en la cual reaccionan.

Re a c t iv o s

\

el o x í g e n o

ca rbono

i

CH.(g) + 2 O2(g)

Pr o d u c t o s

t

/

\

Estado d e ag reg a ció n

C o e fi c ie n t e indica

I n d i c a el a n t e s y

C o e f i c i e n t e i n d i c a el

E stado d e

d e la s u s t a n c i a

el n ú m e r o d e

el d e s p u é s e n

n ú m e ro d e partes o

a g re g a c ió n del

c o m p u e s ta (g=gas)

p a rte s o m oléculas

u n a reacción

m oléculas d e ag u a

a g u a ( l= l í q u i d o )

d e oxígeno q u e

quím ica

q u e se form an

reaccionan

( s e le e: p r o d u c e )

En las ecuaciones químicas siempre se usa una fle c h a que indica el antes y el después. A la iz­ quierda de esa flecha se escriben los símbolos o fórmulas de los reactivos que se tienen antes de la reacción y a la derecha, los de los productos que se forman una vez que ésta se lleva a cabo. El signo m atem ático + se emplea para separar cada una de las sustancias que se encuen­ tran en un mismo lado de la ecuación (reactivos o productos). Junto a cada fórmula se escribe entre paréntesis el estado de agregación de la sustancia; es decir, si es sólida (s), líquida (l), gaseosa (g) o se encuentra en disolución acuosa (ac); es decir, disuelta en agua. Los coeficientes que se escriben antes de cada reactivo indican la cantidad relativa de las sustancias que reaccionan y de los productos que se obtienen.

LOS ENLACES

TEMA

5

Tetrámero |© Itzia Padilla y Efrén García, ipn .

5.1 LAS SUSTANCiAS Y SUS PROPiEDADES

H

ay miles y miles de sustancias en el mundo: naturales y artificiales, tóxicas e inocuas. Se sabe que cada sustancia tiene ciertas propiedades, pero ¿de qué depende esto?

Para responder a esta pregunta debe entenderse cómo y qué tan fuertemente interaccionan

los átomos que forman una sustancia, para que unas veces se mantengan unidos y otras no; además se debe analizar cómo y con qué fuerza interaccionan los átomos que forman una sus­ tancia con los de otra sustancia, para que al ponerse en contacto se modifique su estructura.

De la forma en que interaccionan los átomos y las moléculas en las sustancias dependen propiedades como las temperaturas de fusión y ebullición, la solubilidad y la conductividad. Estas propiedades hacen únicas a las sustancias y les imponen características particulares. A fin de comprender la estructura interna de las sustancias debe entenderse cómo están unidos los átomos que las forman. Lo más sencillo es analizar un modelo para explicar los es­ tados de agregación de la materia. Para ello es importante tener presente que las sustancias pueden estar formadas de átomos iguales o diferentes. Así pues, en un sólido los átomos o los conjuntos de átomos de la sustancia están lo bastan­ te cerca unos de otros, y esta cercanía provoca que casi no puedan moverse, por el espacio tan reducido y las interacciones que suelen ser fuertes. Esta característica de los sólidos hace que tengan una forma definida. En un líquido los átomos o los conjuntos de átomos están más se­ parados entre sí y pueden moverse más; por eso el líquido puede adoptar la forma del recipien­ te. En un gas los átomos o los conjuntos de átomos están muy separados unos de otros y pue­ den recorrer todo el volumen del recipiente que los contiene. Una analogía para comprender lo anterior consiste en imaginar que en un cuarto comple­ tamente vacío se encuentran cinco personas. Cada una de ellas puede recorrer la habitación a sus anchas, su comportamiento es entonces semejante al de las sustancias en el estado gaseoso. Si el cuarto va llenándose de personas, llegará un momento en que ya no podrán moverse y sólo podrán estar en un solo lugar, como las sustancias en el estado sólido.

Modelo del movimiento de átomos o moléculas y sus cambios al agregar energía.

Las interacciones entre los átomos o conjuntos de átomos de una sustancia cambian en cada estado. En el gaseoso las interacciones entre ellos son muy débiles, porque están muy se­ parados unos de otros. Por el contrario, en el sólido están muy cerca y las interacciones son fuertes. En el líquido las interacciones son menos fuertes que en el sólido, porque la distancia que separa a los átomos o al conjunto de átomos es intermedia entre el estado sólido y el gaseoso. También la temperatura influye en el movimiento de los átomos o de los conjuntos de átomos; cuando es más alta ellos se mueven a mayor velocidad. En el modelo propuesto para entender los estados de agregación de la materia hay más in­ teracciones y más fuertes en el líquido que en el gas. Si se consideran dos sustancias denomina­ das A y B, donde las interacciones en la sustancia A son más fuertes que en la sustancia B, y ambas están en estado líquido, la temperatura de ebullición del líquido A será mayor que la del líquido B, porque la temperatura a la que hierve un líquido depende de la magnitud de las in­ teracciones entre los átomos o los conjuntos de átomos que lo forman. Con este mismo modelo es posible explicar las diferencias entre las temperaturas de fusión de los sólidos, las cuales también tienen que ver con la magnitud de las interacciones entre los átomos o conjuntos de átomos que forman las sustancias.

5.1.1Peculiaridades de sustancia: diferencias entre los sólidos A través de la relación macroscópica entre temperatura y movimiento en átomos y conjunto de átomos, y la relación nanoscópica entre ellos es posible entender que una sustancia sólida se convierta en líquida (como cuando se funde la cera de una vela) o un líquido se convierta en gas (como cuando se hierve el agua); sin embargo, esto no explica completamente por qué hay sólidos que se funden a baja temperatura y otros necesitan temperaturas más altas. De hecho, tampoco explica por qué diferentes sustancias presentan distintos estados de agrega­ ción a la misma temperatura; por ejemplo, la cera que es sólida, el nitrógeno del aire que es un gas y el agua que es líquida a temperatura ambiente. Para entender estas diferencias es necesa­ rio comprender cómo es la estructura interna de cada sustancia. Las temperaturas de fusión y de ebullición, mediante las cuales una sustancia pasa del esta­ do sólido al líquido y del líquido al gaseoso, respectivamente, indican cómo es su estructura interna. También es un indicio de la fuerza con la que están unidos los átomos o los conjuntos de átomos que la forman.

5.1.2 temperaturas de fusión y modelos de interacción En el siguiente cuadro se muestran las temperaturas de fusión de diversas sustancias sólidas, algunas de ellas son elementales y otras son compuestas. Además, todas ellas se encuentran en estado sólido a temperatura y presión ambiente. Se observa que estos sólidos presentan tempe­ raturas de fusión muy distinta, y para explicar estas diferencias es posible suponer modelos basados en las interacciones entre los átomos y los conjuntos de átomos que los conforman. Para sólidos con una temperatura de fusión alta es conveniente considerar que las interaccio­ nes entre los átomos que los conforman son fuertes y forman redes cristalinas. Así cada átomo está interaccionando con muchos átomos, como en una red. Por ello se requiere una gran can­ tidad de energía para romper dichas interacciones. En cambio, sustancias como el azufre, la sacarosa o el ácido esteárico, con temperatura de fusión baja (menor a 400 °C), se considera que presentan interacciones entre los conjuntos de átomos. Estas interacciones, además de ser menores en número, tienen menor energía, por lo que se rompen a bajas temperaturas. Sustancia Hidroxi-fosfato de calcio (sustancia compuesta que forma nuestros huesos, Ca5(PO4)3OH),

Temperatura de fusión

1600°C

Carbono-diamante

= 4000°C

Carbono-grafito

= 4000°C

Cloruro de sodio

801 ° C

Azufre

115.21 ° C

Hierro

1534°C

Azúcar (sacarosa) Ácido esteárico

185.85 ° C 69.9 ° C

Para explicar las propiedades de cada sustancia no basta con saber qué tipo de átomos la componen; hay que saber también la forma en que están unidos. Es importante asimis­ mo reconocer que una muestra pequeña de cualquier sus­ tancia (una gota de agua, la cabeza de un alfiler o un granito de sal) está formada de una cantidad enorme de átomos. La sal de mesa, cuya temperatura de fusión es muy alta, se conoce con el nombre científico de cloruro de sodio. Esta sus­ tancia está formada por iones cloruro (Cl-) y por iones sodio (Na+). La interacción entre los iones se explica utilizando una de las leyes de la física, según la cual las cargas contrarias se atraen y las iguales se repelen. Por eso se utiliza un modelo en el que se supone que cada ion positivo está rodeado de iones negativos y viceversa. Así, cada ión se une a varios de los que lo rodean y, a su vez, cada uno de ellos está unido a otros tan­ tos, de tal forma que con la unión de miles y miles de millones de iones se construye una red cristalina bastante difícil de se­ Representación esquemática de la estructura cristalina del cloruro de sodio (NaCl). Cada ion Na+ (verde) está unido a seis Cl- (azul), y cada Cl- está unido a seis Na+. Cada línea representa una unión.

parar porque todos los iones están unidos entre sí. Esto explica la alta temperatura de fusión de la sal de mesa. Como el cloruro de sodio, existen muchas otras sustancias con la propiedad de formar re­ des y por eso tienen temperaturas de fusión altas, mayores de 400 °C. Así, la formación de redes explica la temperatura de fusión alta, pero ¿por qué las sustancias que forman redes no se fun­ den todas a la misma temperatura? Hay de redes a redes, es decir, unas se funden a temperaturas más altas que otras. El tipo de interacción y el número de interacciones entre átomos, iones y moléculas explican qué tan alta es la temperatura de fusión. En el diamante, por ejemplo, cada átomo de carbono está unido a otros doce. Esta red le proporciona una gran dureza y altísima temperatura de fusión. En contraste, en el grafito cada átomo de carbono está unido a otros tres y sus propiedades son diferentes de las del diamante. En condiciones extremas de altísimas o bajísimas temperaturas, cualquier sustancia puede hacerse sólida, líquida o gaseosa, incluyendo el oro o el diamante, por ejemplo. La interacción que mantiene unidos a los átomos se llama enlace. El enlace que mantiene unidos a cualquier par de átomos depende de los electrones de valencia de cada átomo, que son los más alejados del núcleo. Estos electrones determinan la capaci­ dad de reacción de cada átomo y por este motivo dependen de ellos todas las propiedades químicas de las sustancias. Los átomos permanecen unidos debido a que el núcleo positivo de un átomo atrae a los electrones negativos del otro átomo con el cual se une. En ocasiones extremas, esta atracción es tan fuerte que los electrones de valencia se transfieren de un átomo a otro, y se forma un anión (ión con carga negativa). El átomo con un electrón menos se queda como catión (ión con carga positiva). De esta forma se tienen iones positivos y negativos. Uno de los modelos utilizados en física sirve para explicar la in­ teracción de cargas y establece que las cargas iguales se repelen y las contrarias se atraen. Con los cationes y los aniones ocurre lo mismo porque se encuentran cargados. Los aniones repelen a los aniones,

Los electrones de valencia se encuentran en el último nivel energético.

pero atraen a los cationes. Los cationes también se repelen entre sí. Así, la única forma de acomodamiento es que un anión se una con un catión. Cada catión es­ tará rodeado por aniones y cada anión por cationes, con lo cual se va formando una red. Entre

los casos extremos de este fenómeno, está el cloruro de sodio, donde los cationes (Na+) y anio­ nes (Cl-) se acomodan en una inmensa red en la que cada ión cloruro se une a uno de sodio. Como esta red está formada de iones, se le conoce como de tipo iónico. Una vez conocidas las causas de algunas propiedades como la temperatura de fusión y ebu­ llición es posible explicar algunas de las diferencias entre sustancias como la sal y el azúcar. La sal es una sustancia que forma redes iónicas, en tanto el azúcar es una sustancia que no contie­ ne iones. Aunque ninguna de las dos conduce corriente eléctrica en estado sólido y ambas son

Las interacciones iónicas se form an a partir de la interacción entre los iones.

solubles en agua, solamente una de ellas conduce electricidad en disolución acuosa. Este fenó­ meno se explica con el modelo de las cargas en movimiento, con el cual es posible inferir el modelo de iones propuesto para sustancias como la sal. En el azúcar no hay iones y al no existir movimiento de cargas no puede conducirse la electricidad. Cuando se mide la conductividad de los cristales de sal resulta que no conduce, debido a que en el sólido los iones están unidos entre sí y no pueden moverse. De esta manera, la conductividad eléctrica también proporciona información sobre la estructura interna de las sustancias.

5.1.3 La física de las sustancias Se escucha con frecuencia que los metales son buenos conductores de la electricidad. Según la teoría electromagnética, para que exista flujo de electricidad en una sustancia debe también haber un movimiento de cargas positivas o negativas o de ambas. El movimiento de las cargas permite explicar el fenómeno de la conductividad eléctrica en los metales y también el tipo de interacción que existe en estas sustancias. La explicación más común es que los átomos que forman las sustancias metálicas se unen en una red cristalina compartiendo sus electrones de valencia. Esto ocurre entre muchos átomos. Los electrones de valencia en las sustancias metá­ licas pueden desplazarse sobre una red de millones de átomos y es esto lo que los caracteriza como buenos conductores de la electricidad. A este modelo se le conoce como “modelo de la nube electrónica" Cuando se coloca un metal en un paso de corriente eléctrica, la movilidad electrónica del metal permite que exista un flujo de electrones.

Ca ti on es

El ec tro ne s

Representación esquemática del modelo de red metálica.

La conductividad eléctrica también permite explicar el modelo de iones para las redes ió­ nicas, pues éstas, a pesar de no conducir la electricidad cuando están en estado sólido, sí lo ha­ cen cuando se disuelven en agua. Por ejemplo, cuando el cloruro de sodio (NaCl) se disuelve en agua forma iones positivos (Na+) y negativos (Cl-). Al utilizar el conductímetro para determi­ nar si a través de la disolución pasa la corriente eléctrica, los iones positivos son atraídos hacia el polo negativo del conductímetro y los negativos hacia el positivo. De esta forma se prueba que el modelo de aniones y cationes propuesto para las sustancias iónicas es válido.

Características especiales de los diamantes Entre las sustancias que más han atraído la atención de la humanidad a lo largo de la historia está el diamante. Y no sólo por su belleza y su rareza, pues existen piedras preciosas aún más raras que el diamante, sino también por sus características físicas y químicas. A principios del siglo x ix Humphry Davy y Michael Faraday, dos prestigiados científicos de la época, se dieron el lujo de quemar varios diamantes en un horno, con el fin de determinar su composición y saber más acerca de ellos. Gracias a estos extravagantes estudios, actualmente se sabe que los diamantes están formados de átomos de carbono, los mismos que forman las puntas de los lápices y los trozos de carbón para quemar en el asador. También se sabe que una de las propiedades del diamante es que es un buen conductor térmico, pero no un buen conductor eléctrico. Por ello la nanotecnología se está desarrollando en torno a esta sustancia con propieda­ des inigualables. Algo sumamente importante hoy en día es que ya empieza a hacerse química sobre la superficie del diamante, debido a que en ella los enlaces del núcleo de carbono son diferentes a los que están formando la red. Igual que cuando se teje una bufanda deben cerrarse los puntos con una doble puntada y el tejido queda diferente en la orilla que en el cuerpo de la bufanda, los núcleos de carbono que interaccionan para formar el diamante es­ tán enlazados a través de enlaces dobles y sencillos. Esto hace que estructuralmente sea muy fuerte, pero no evita que también puedan llevarse a cabo algunas reacciones químicas sobre su superficie.

5.1.4 todos son de carbono Como el diamante, el grafito también contiene núcleos de carbono; sin embargo, sus propieda­ des son muy diferentes. En las siguientes figuras se presentan las estructuras del diamante, el grafito y el fulereno. Todas estas sustancias están formadas únicamente por átomos de carbono, pero presentan estructuras muy diferentes. El diamante forma una estructura tetraédrica, en donde habría un átomo de carbono en el centro del tetraedro y cuatro en cada uno de los vértices. Estos últimos estarían enlazados a su vez con otros átomos, formando una estructura de red cristalina que es la que hace al diamante tan valioso. El grafito, en cambio, forma estructuras laminares que permiten escribir —con lápices cuya punta es de esa sustancia— y lo hacen un material buen conductor de la electricidad. El fulereno no forma redes ni láminas, es una sustancia con sesenta átomos de carbono li­ gados unos a otros; su estructura es tan especial que cuando se descubrió el primer nombre que se le dio fue el de futboleno, porque parece un balón de futbol. Estas diferencias estructurales y la menor cantidad de átomos de carbono enlazados del fulereno hacen que su temperatura de fusión sea mucho menor que la del diamante y el grafito.

Sustancia

Temperatura de fusión (° C)

Conduce electricidad

Grafito

3800

Sí

Diamante

3823

No

Fulereno

800 (sublima)

No

El grafito está formado únicamente de átomos de carbono, eso significa que los electrones se reparten por igual entre los átomos que forman el enlace. A di­ ferencia del diamante, el grafito es un buen conductor de la electricidad, debido a las cargas en movimiento. Como el grafito tiene una estructura laminar, algunos electrones se encuentran entre las láminas y son atraí­ dos con la misma fuerza por todos los átomos pre­ sentes en las capas adyacentes. La atracción hacia esos electrones no es muy fuerte porque la distancia entre los átomos de carbono de una lámina y los de la otra es relativamente grande. Se dice entonces que sus electrones se encuentran libres y pueden moverse sin ninguna atadura. A esto se debe la conductividad eléctrica del grafito. La estructura del diamante y del fulereno no permite la existencia de cargas o electro­ nes libres, y por ello estas dos sustancias no conducen la electricidad. Conocer y comprender las características de los enlaces que mantienen unidos a los átomos en las sus­ tancias permite explicar sus propiedades. Pero no sólo eso. Conocer las características de los enlaces permite a los químicos unir átomos casi a su antojo, lo cual posibilita el diseño de redes o moléculas con propiedades específicas y, por lo tanto, la generación de sustancias nuevas con propiedades especiales. Así es como hoy día, existen plásticos que conducen co­ rriente eléctrica o cambian de color con la tempera­ tura, líquidos con estructuras que se transforman con el paso de corriente y generan imágenes en una pan­ talla, o medicamentos que interaccionan con el a d n de una forma específica. Esto abre posibilidades al Representaciones esquemáticas de las diferentes especies de carbono: diamante (a), grafito (b) y fulereno (c).

desarrollo de medicamentos nuevos y más efectivos y a avances tecnológicos, como los televi­ sores de plasma, los teléfonos celulares, los microchips y la nanotecnología.

5.2 INTERACCIONES ENTRE MOLECULAS Hay sustancias cuya temperatura de fusión es relativamente baja, como el azúcar y la parafina. Estas sustancias, a diferencia de las que forman redes, tienen una estructura interna formada por agrupaciones de unos cuantos átomos llamadas moléculas. A estas sustancias se les llama mole­ culares. Las interacciones que se presentan en las sustancias moleculares y que hacen que éstas se formen son tan fuertes como las interacciones que se presentan en las redes; sin embargo, és­ tas se dan entre un menor número de átomos. Además, el modelo que explica la formación de las moléculas se basa en suponer que los átomos comparten sus electrones de valencia. Dicho modelo se conoce como enlace covalente. Esta idea de compartir explica por qué las sustancias moleculares no conducen la corriente eléctrica. A pesar de ello, lo que determina la temperatu­ ra de fusión y ebullición de la sustancia es la fuerza de atracción entre una molécula y la otra. Por ejemplo, una molécula de azúcar interacciona con otra molécula de azúcar y la intensidad

El hidrógeno comparte su electrón con el oxígeno, el oxígeno con el hidrógeno y así se form an dos interacciones tipo covalente en la molécula de agua.

de esta interacción determina las temperaturas de fusión y ebullición. Esta unión entre los mi­ les de millones de moléculas que forman una sustancia molecular es, en general, menos fuerte que la lograda en las redes y entre los átomos que forman a las moléculas. También en este caso las atracciones entre las moléculas son distintas para cada sustancia. La parafina y el azúcar tienen temperaturas de fusión diferentes, pero como ninguna con­ duce la corriente eléctrica no es posible explicar el tipo de interacción entre ellas con base en las cargas eléctricas. Lo mismo que pasa con la temperatura de fusión ocurre con la de ebullición. En el líquido las moléculas tienen una mayor movilidad y se pierde la estructura definida que tenían en el sólido. La temperatura de ebullición de las sustancias depende de la intensidad de la interac­ ción entre los iones, los átomos o las moléculas.

5.2.1 Aunque todo lo que huele es molecular, no todas las sustancias moleculares huelen Existen algunas sustancias cuyo olor resulta familiar: el etanol, la acetona y el alcanfor, por mencionar algunas. Otras se caracterizan por ser inodoras como la sal de mesa, el bicarbonato o el oro. Las tres primeras son sustancias moleculares (formadas por moléculas) mientras las tres últimas están constituidas por redes. Los seres vivos perciben olores debido a que existen sustancias que interaccionan con el sistema sensorial olfativo. Esta interacción se debe a que, como ya se ha dicho, a pesar de que todas las sustancias moleculares presentan interacciones intermoleculares, éstas son de distin­ ta intensidad. Para algunas sustancias como el agua, la interacción intermolecular es bastante fuerte; otras como la acetona tienen una interacción intermolecular menos fuerte, lo cual per­ mite que con un leve aumento en la temperatura o un cambio de presión se desprenda una de estas moléculas y pueda ser percibida por el sentido del olfato. A pesar de esto, hay ciertas sus­ tancias como el metano (mejor conocido como gas natural) que no interaccionan con el senti­ do del olfato, por ello no las percibimos. El gas natural usado para cocinar es naturalmente

inodoro para el ser humano. Para que huela se le agrega una sustancia azufrada. Con esto si se presenta una fuga es posible percibirlo.

5.3 p o la r id a d y e le c tro n e s c o m p a rtid o s No todos los átomos se unen con otros para perder o ganar electrones. Cuando la atracción por los electrones de uno de los átomos no es tan fuerte, éstos permanecen neutros, sin carga, y el enlace que se forma se debe a que los electrones de valencia se comparten entre los dos átomos. Si los átomos son iguales, los electrones se reparten por igual y los átomos se acomodan ya sea en una red, como en el grafito o el diamante, o en moléculas, como las del azufre (S8). Cuando los átomos no son iguales, siempre habrá uno que atraerá con más fuerza a los electrones. En­ tonces se llega a un estado intermedio donde los electrones se comparten, aunque se dice que tienden a estar más cerca de uno de los átomos, el que atrae con más fuerza. Es el caso de la La polaridad es la propiedad que permite al agua ser una sustancia líquida y no gaseosa.

molécula del agua, donde el átomo de oxígeno atrae más a los electrones que los átomos de hidrógeno. Esta atracción diferente entre los átomos en algunas moléculas hace que los electrones compartidos tiendan a acercarse más al núcleo que los atrae más fuertemente. Esto da como resultado pequeñas diferencias en la distribución de las cargas conoci­ das como 5(+) y 5 (-), las cuales se establecen de la siguiente forma: la delta positiva se asigna al núcleo con deficiencia de electrones; es decir, al que atrae con menos fuerza a los electrones del enlace; la delta nega­ tiva se asigna al núcleo que atrae con más fuerza al par de electrones del enlace. A esta distribución no uniforme se le conoce como dipolo eléc­ trico o polaridad y sirve para explicar muchas propiedades de las sus­ tancias, en especial de los líquidos, como la solubilidad, la miscibilidad, la temperatura de ebullición y la presión de vapor. La polaridad de los enlaces del agua la convierte en una sustancia única e indispensable para la vida. El agua (H2O) tiene dos enlaces oxí­ geno-hidrógeno que son polares, y la delta negativa (5 -) del enlace la tiene el oxígeno. Al acercarse dos moléculas el oxígeno de una puede interaccionar con uno de los hidrógenos de la otra. El hidrógeno res­ tante interacciona con el oxígeno de una tercera molécula y así se van enlazando un número inmenso de moléculas de agua formando lo que en química se llama puentes de hidrógeno.

De dipolos y microondas Uno de los electrodomésticos más utilizados actualmente en muchos hogares es el horno de microondas. Con la vida apresurada de las ciudades, lo más cómodo (no necesaria­ mente lo más nutritivo) es llegar a casa y calentar la comida en este aparato. A principios de la década de 1940 el estadunidense Percy Spencer construía magnetrones (tubos al alto vacío que generan ondas de radio o microondas) para radares. Cuan­ do trabajaba con uno de sus radares, notó que una barra de dulce de cacahuate que tenía en su bolsa se derritió. El señor Spencer se percató de que las microondas derretían y ca­ lentaban algunos objetos. Como era un inventor experimentado (tenía 120 patentes regis­ tradas), decidió probar suerte combinando las microondas con los alimentos. Lo primero

que cocinó deliberadamente con microondas fueron palomitas de maíz y un huevo, que por cierto explotó en la cara de uno de los presentes. En 1947 Spencer patentó su horno de microondas, que pesaba 340 kilogramos. Fue hasta finales de la década de 1970 cuando los precios de este electrodoméstico bajaron y su uso se popularizó. ¿Cómo puede el horno de microondas calentar los alimentos? El tubo magnetrón es el secreto. Es un transmisor de radio generador de campos electromagnéticos que se re­ vierten de 2 a 5 billones de veces por segundo. Esto quiere decir que a veces el campo es positivo y otras veces, negativo. Las moléculas de agua son dipolos que tratan de alinearse con los campos eléctricos generados por el magnetrón. Como el campo electromagnético cambia tan rápidamente, las moléculas de agua (y en menor medida, otras moléculas que forman dipolos como las grasas y azúcares) comienzan a girar. Al calentar algún alimento, la energía que se le proporciona se convierte en energía cinética que acelera el movimiento de sus átomos o moléculas y entonces aumenta su temperatura. En otras palabras, cuando las moléculas de agua de los alimentos se mueven rápidamente aumenta su energía cinética y su temperatura se eleva. Mientras más molé­ culas se muevan más rápido, la comida se calentará más. Como las sustancias del vidrio, la cerámica y los plásticos no forman dipolos, no se calientan en el horno de microondas. Cuando algún recipiente se calienta es porque ab­ sorbió agua de cuando se lavó.

5.3.1 La temperatura de ebullición de los líquidos La temperatura de ebullición de una sustancia líquida es aquella en la que pasa al estado gaseo­ so. Al igual que la temperatura de fusión, su valor depende, y mucho, de interacciones conoci­ das como intermoleculares. Estas interacciones, a su vez, dependen de la polaridad de las mo­ léculas de la sustancia en cuestión. Existen sustancias polares (como el agua) y no polares (como la parafina). Para tener una idea de la polaridad de una sustancia a partir de la estructu­ ra de sus moléculas, he aquí algunas características que pueden identificarse: • Cuando haya enlaces con hidrógeno, es decir X-H, si X es oxígeno, flúor, cloro, nitrógeno, en­ tonces el enlace será polar; es decir, estos átomos atraerán más a los electrones, por lo que ten­ drán a su alrededor una delta negativa. • Si se tiene un enlace X-C, donde X es oxígeno, nitrógeno o cloro, el enlace también será polar. • Si se trata de un enlace con átomos iguales, significa que el enlace no es polar. Por ejemplo, la fórmula del etanol se muestra a continuación:

H

H

I

I

H------- C - O 8 - H S + I

H

I

H

En la fórmula, la polaridad de la molécula está centrada en el enlace oxígeno-hidrógeno, pues el etanol también puede formar puentes de hidrógeno; sin embargo, la temperatura de

ebullición del agua en condiciones normales de presión (1 atmósfera) es de 100 °C y la temperatura de ebullición del etanol es de 76 °C. Entonces la interacción puente de hidró­ geno que forma el etanol no es tan fuerte como la del agua y se requiere menor energía para romperlo. Otro ejemplo de interacciones entre dipolos o moléculas polares está en la acetona. Este líquido tiene la siguiente fórmula:

8 "

H O I

H

II

I

H -C -# -C -H I

8 +

H

I

H

En este caso la polaridad de la molécula está centrada en los enlaces carbono-oxígeno Modelo de hspuentes de

(^+C = O5-). Así, el oxígeno de una molécula puede interaccionar con el carbono de otra. Aun-

hidrógenopara el agua.

que estas interacciones son responsables de que las moléculas que forman la sustancia perma­ nezcan unidas formando un líquido, también pueden ser bastante débiles. Al moverse las moléculas, estas uniones se rompen y vuelven a formarse continuamente. De ahí la fluidez de los líquidos. Cuando las sustancias no son polares, la tem­ peratura de ebullición está relacionada con la masa de las moléculas (véase el siguiente cuadro) y la interacción que mantiene unidas a las molé­ culas se conoce como dipolo inducido. Se le de­ nomina así porque es un dipolo que sólo se pro­ duce momentáneamente en la molécula y se crea debido a que los electrones no están fijos, sino en continuo movimiento. En un instante la posición aleatoria de los electrones puede generar un di­ polo, y si justo en ese momento éste se acerca lo suficiente a otra molécula, entonces el dipolo recién formado induce la formación de un nuevo dipolo en la molécula que se acercó, y así sucesivamente. Estos dipolos inducidos se conocen como fuerzas de dispersión o de London, en honor de Fritz London (1900-1954), un físico alemán que describió este tipo de interacciones. Nombre

Fórmula

Temperatura de ebullición

Pentano

C 5H 12

36 ° C

Hexano

C 6H 14

69 ° C

Ciclohexano

C 6H 12

81 ° C

Heptano

C 7H 16

98 ° C

Yodo: distribución equitativa d e lo s e l e c t r o n e s

D ipolo in d u c id o

,

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)

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1

1958

1961-1966 1972

1977

R o b e r t s y S h a r p d e s c u b r e n lo s g e n e s p a r t i d o s M u llís i n v e n t a la r e a c c ió n e n c a d e n a d e la p o li m e r a s a (Polymerase Chain Reaction [PCR])

1983

P r im e r g e n o m a d e p r o c a r i o n t e s e c u e n c i a d o , Haemophilus influenzae

1995

P r im e r g e n o m a e u c a r i o n t e s e c u e n c i a d o , le v a d u r a

1998

Collins y Venter publican la secuencia del genoma humano

2001

Línea del tiempo con algunos datos relevantes en el estudio del ADN.

mendelismo se desarrolló y expandió por Europa y América. Así, en 1906, el gran genetista William Bateson acuñó el término genética para nombrar a esta ciencia. Cuando Mendel publicó sus resultados, no se conocía con claridad el comportamiento de los cromosomas durante la división que tiene lugar en la formación de los gametos, proceso co­ nocido como meiosis. Fue Sutton, en 1903, quien logró aplicar las leyes de Mendel al compor­ tamiento de los cromosomas. De este modo se pensó que los cromosomas son los portadores de TEORÍA DEL GEN 1865,1944,1953 Mendel, Watson-Crick, Avery

los elementos hereditarios que serían llamados genes. Cuando los cromosomas se separan durante la meiosis se llevan los genes consigo; entonces cada elemento del par pasa a células distintas, por lo que cada célula contiene un solo elemento del padre o de la madre. Esto explicaría la primera ley de Mendel. La segunda ley se explica al su­ poner que, por ejemplo, durante la división celular meiótica, dos factores o genes que se encuen­

Los caracteres hereditarios son discretos.

tran en cromosomas distintos se separan al azar, es decir, independientemente uno de otro. De la aplicación de estas leyes se derivaron varias líneas de investigación. Una de ellas, que desarrolló Johansen, botánico danés, facilitó el cuño de conceptos fundamentales para entender la herencia, como son: gen, genotipo y fenotipo. El genotipo se refiere al conjunto de todos los

La sustancia química de la herencia es el ácido nucleico.

genes; el fenotipo a las características de los organismos como moléculas, formas, texturas, colores de las hojas, color de ojos, etc., y el gen a la unidad de la herencia. Otro descubrimiento importan­ te hecho por E. M. East y H. Nillson-Ehle permitió establecer la posibilidad de que más de un gen interviniera en la determinación de un carácter particular.

Las características hereditarias están determinadas en la secuencia de ácidos nucleicos.

La línea de investigación que más aportaciones proporcionó a la genética naciente fue la de­ sarrollada por el llamado “grupo de las moscas”, conformado por Thomas Hunt Morgan (1866­ 1945) y sus alumnos Alfred Sturtevant (1891-1970), Herman Muller (1890-1967) y Calvin Bridges (1889-1938), quienes revolucionaron la manera de tratar los temas de la herencia, estableciendo nuevos enfoques experimentales y un conjunto de principios fundamentales, que permitieron resolver enigmas planteados con anterioridad. Se les conoció como el “grupo de las moscas” porque su objeto de estudio fue la mosca Drosophila melanogaster, que les permitió observar cambios generacionales de manera mucho más rápida y más sencilla de lo que lo habían hecho sus predecesores, quienes generalmente trabaja­ ban con plantas cuyos ciclos de vida eran más largos. En 1915 publicaron el libro El mecanismo de la herencia m endeliana, donde exponen los resultados de sus investigaciones. Este grupo pudo determinar que los factores elementales a los que Mendel se refería (los ge­ nes) formaban parte de los cromosomas y, por tanto, podría determinarse su localización especí­ fica en su interior, lo que posibilitaría la construcción de mapas genéticos. A esto se le denominó teoría cromosómica de la herencia, explicación que les valió el Premio Nobel de Fisiología y Medi­ cina de 1933. También reconocieron el fenómeno del ligamiento, que se refiere al hecho de que dos carac­ teres se trasmiten juntos, lo que no cumple la segunda ley de Mendel. Estudiaron también el proceso de recombinación y de la distribución anómala de piezas o de cromosomas completos. Por ejemplo, algunas veces una parte de un cromosoma se desprende y se une a otro, fenómeno conocido como traslocación. Cuando la parte del cromosoma se une al cromosoma normal se le llama duplicación, y deleción cuando la parte traslocada se pierde en divisiones posteriores. Muller estableció que algunos factores externos, como la radiación, pueden producir efectos permanentes en los cromosomas, sin afectar el resto de la célula. A esta nueva rama de la genéti­ ca se le conoce como mutagénesis. Por sus aportaciones, Muller obtuvo el Premio Nobel de Fi­ siología y Medicina en 1946. Estos estudios son muy importantes debido a que ha sido posible inducir mutaciones a conveniencia, lo que ha permitido estudiar el gen individual, así como su estructura. La contribución más importante fue establecer que los genes tienen una existencia física capaz de cambiar o mutar por la acción de agentes externos; el aspecto fundamental es que

estas variaciones se heredan. De este modo, se pudo mostrar la forma en la que aparece la varia­ ción en la evolución, la cual pudo ser explicada por medio de las mutaciones o cambios físicos en los genes. Hasta 1945 se sabía que los genes eran la unidad fundamental de la herencia, pero poco se conocía acerca de su funcionamiento y estructura. Para ello fue fundamental el aporte de la bioquímica. De estudios sobre errores de nacimiento que derivan en alteraciones metabólicas, George Beadle (1903-1989) y Edgard Tatum (1909-1975) establecieron que los genes pro­ ducen enzimas (proteínas) que actúan directamente en la cadena metabólica de la síntesis de proteínas. De este modo, por primera vez se relacionó la actividad bioquímica de un gen con su estruc­ tura molecular. Acuñaron la famosa frase “un gen, una enzima”, que se refiere al hecho de que se necesita un gen para producir una enzima. Actualmente se sabe que los genes tienen instruccio­ nes, es decir, codifican datos para formar polipéptidos, como se les llama antes de su modificación en proteínas. Durante estos años hubo una gran multiplicación de ideas en los trabajos realizados en los campos de la biología molecular, la medicina, la citología y la bioquímica. En 1943, por ejemplo, Salvador Luria (1912-1991) demostró que las bacterias mutan de la misma forma que los or­ ganismos superiores y que sus adaptaciones son resultado de la evolución; por tanto, su sis­ tema genético es semejante al de los demás se­ res vivos conocidos. Faltaba ahora conocer qué era el material genético y cuál era su estructura. En la década de 1950, Seymur Benzer mostró que existía una estructura fina de material genético, don­ de podían caracterizarse por separado la uni­ dad de función, mutación y recombinación. Introdujo los términos cistrón para las unida­ des genéticas funcionales, es decir, las unida­ des que contenían información para producir una proteína; mutón para la unidad de muta­ ción, y recón para la de recombinación. Ahora se necesitaba saber de qué estaba hecho el ma­ terial genético y cómo se duplica para ser tras­ mitido de células madres a células hijas. Gracias a las investigaciones con bacterias hechas por C. T. Avery, C. M. MacLeod y M. J. McCarty en 1944, se pudo comprobar que el ácido desoxirribonucleico o ADN es la molécula portadora de la información genética. El ADN había sido descubierto por F. Miescher en el siglo x ix y desde 1920 se sabía que contenía cuatro bases nitrogenadas; sin embargo, no se conocía su estructura. Para ello fue necesaria la aplicación de la cristalografía de rayos X al estudio de las moléculas biológicas, lo que permitió determinar su estructura tridimensional. Se hicieron mu­ chos intentos, pero fueron James Watson (1928) y Francis Crick (1916-2004) quienes dedujeron el modelo tridimensional del ADN. El modelo de la doble hélice representó avances en el entendimiento de la replicación del ADN, una de las funciones fundamentales del material genético. El planteamiento de cómo se traduce la información del ADN a las proteínas fue hecho por Francis Crick y sus colaboradores en 1961 y demostrado experimentalmente por M. Nirenberg. El resultado de estas investigacio­

James Watson (1928) | © Latin Stock México.

nes, denominado código genético, indica cómo se traduce el alfabeto del ADN (formado por la combinación de cuatro bases) al alfabeto de las proteínas (formado por la combinación de 20 aminoácidos). A partir de estos descubrimientos se han desarrollado nuevos enfoques metodológicos y se han planteado hipótesis cada vez más ambiciosas que buscan explicar, dilucidar y manipular el ADN de diversos organismos. Se conoce cada vez mejor la estructura del gen y cómo se lleva a cabo la síntesis de proteínas, y se comienza a entender cómo se produce la regulación génica. Estos avances amplían la concepción clásica del gen: el descubrimiento de las mutaciones puntuales, el entrecruzamiento intragénico y la acción de las enzimas de restricción permiten la visualización del gen de manera más profunda. A esto se puede añadir el descubrimiento de los genes reguladores, los operones y el código genético, que obliga ahora a no hablar más de genes sino de unidades de recombinación o estructuras complejas que funcionan como una unidad. Se ha desarrollado también la ingeniería genética que busca construir organismos de utili­ dad para los humanos; para ello se han insertado ciertos genes dentro de organismos pequeños, como bacterias, para fabricar enzimas o vacunas de gran valía médica. Estas investigaciones han provocado también una amplia discusión ética, económica y científica que conduce a reflexionar sobre el papel y la responsabilidad social de los científicos.

BIOLOGÍA CELULAR, MOLECULAR Y BIOQUÍMICA

TEMA

2 Imagen del citoesqueleto.

INTRODUCCION

E

l desarrollo de instrumentos como los microscopios propició el descubrimiento de las células durante el siglo xvii y llevó a la generalización de su presencia en los seres vivos

durante el siglo x ix y a su conocimiento detallado durante el siglo xx. Como se mencionó en el tema anterior, dos de los postulados de la teoría celular son: 1] la célula es la unidad fundamen­ tal de los seres vivos y 2] las células provienen de otras células (omnis cellula e cellula, aforismo en latín acuñado por R. Virchow). La teoría celular ha estado sujeta a pruebas para corroborar sus postulados. Por ejemplo, en sus inicios Schwann y Schleiden mencionaron que los seres vivos estaban formados por células con núcleo. Hoy sabemos que hay células con núcleo eucariontes y células sin núcleo procariontes. Aunque la presencia de núcleo no es universal en los seres vivos, sí lo es la pre­ sencia de células. Una prueba sencilla para corroborar el primer postulado de la teoría celular consiste en tomar un pedazo de corcho y observar a través del microscopio —como lo hiciera R. Hooke en 1665, cuando descubrió las células— el conjunto de celdas formadas por las pare­ des celulares, es decir, derivadas de la actividad celular. Esto ayudará a comprender por qué la teoría celular incorporó en su primer postulado que los seres vivos están formados por células y los derivados de su actividad.

Los tres grandes tipos de microscopios son: (a) el microscopio de luz, (b) el microscopio electrónico y (c) el microscopio de barrido por sonda |© Ivonne Murillo.

2.1 BIOLOGÍA MOLECULAR DE LA CELULA 2.1.1 Tipos de células Con el descubrimiento y uso constante del microscopio, los biólogos reconocieron la existen­ cia de dos tipos celulares: los procariontes y los eucariontes . La característica que se tomó en cuenta para darles nombre fue la presencia o ausencia de núcleo. Los eucariontes (del griego eu, verdadero y karyon, núcleo) tienen su material genético encerrado en una envoltura o doble capa de fosfolípidos, mientras los procariontes (pro, antes) lo tienen en el citoplasma. El nom­ bre sugiere que los procariontes son los organismos más antiguos en el planeta.

Células procariontes Cómo ya se mencionó, se trata de microorganismos unicelulares cuyo material genético no se encuentra rodeado de membranas. Fueron agrupados durante mucho tiempo bajo la denomi­ nación general de bacterias, hasta que alrededor de 1970, Carl Woese, de la Universidad de Illi­ nois, al analizar las secuencias de nucleótidos de varias moléculas de ARN ribosomal, pudo infe­ rir la existencia de tres grandes divisiones o dominios en los que se podían agrupar todas las especies biológicas. Los dominios Bacteria y Archaea incluyen a todos los procariontes y el do­ minio Eukarya agrupa a los protistas, los hongos, las plantas y los animales. El dominio Bacteria constituye la mayor parte de los seres vivos que existen en nuestro planeta; habitan en el suelo y en ambientes acuáticos, realizan funciones diversas y afectan la salud de varias especies incluyendo al ser humano. Las Archaea, llamadas también arqueobacterias, comprenden un grupo separado que habita normalmente en ambientes de temperatura o salinidad extremas. Las sustancias químicas básicas que se encuentran en todos los organismos son similares: agua, carbohidratos, lípidos, ácidos nucleicos y proteínas, al igual que las reacciones utilizadas para metabolizar el alimento, construir proteínas y almacenar energía. Es en la estructura en donde encontramos diferencias sensibles entre las células de las bacterias y las arquea y las del do­ minio Eukarya. Las principales características distintivas de los procariontes, además de que carecen de envoltura nuclear, son las siguientes:

1. Su tamaño es muy pequeño. Una bacteria típica varía entre 0.2 y 2.0 |im (micrasj de diáme­ tro y de 2 a 8 de longitud, aunque se conocen bacterias enormes visibles a simple vista, como la Epulopiscium fishelsoni. 2. Su reproducción es asexual, usualmente por bipartición: La célula primero duplica su material genético haploide, después aumenta su tamaño y finalmente aparece un tabique que la divide en dos. Existen algunos casos de bacterias que forman agregados celulares llamados cuerpos fructí­ feros en los que se forman esporas que germinan para dar origen a nuevas bacterias. En algunas bacterias se presentan fenómenos de sexualidad, que se caracterizan por un intercambio genéti­ co entre bacterias de la misma especie o, en ocasiones, con bacterias de especies diferentes. 3. Sus paredes celulares casi siempre contienen un polisacárido complejo denominado pep-

tidoglicano . Este último es una molécula que contiene un polímero de azúcar y un frag­ mento de proteína. 4. La nutrición de los procariontes es muy variada: algunos son fotoautótrofos , esto significa que utilizan la energía del Sol y el bióxido de carbono como fuente de carbono; los hay

fotoheterótrofos , que usan luz solar como fuente de energía, pero compuestos orgánicos como fuente de carbono; otros son quimioheterótrofos , que como fuente de energía y de carbono utilizan compuestos orgánicos, y también tenemos los quimioautótrofos , que obtienen la energía de la oxidación de compuestos inorgánicos, como sulfuro de hidró­ geno, y el bióxido de carbono como su fuente principal de carbono. 5. No tienen organelos membranosos, aunque muchas bacterias pueden presentar membra­ nas internas que desempeñan funciones como la fotosíntesis. 6. Normalmente tienen una cadena cerrada de ácido desoxirribonucleico (ADN), aunque pue­ de haber hasta cuatro copias idénticas. Además, algunas bacterias poseen pequeñas canti­ dades de ADN llamadas plásmidos, que contienen genes, a menudo importantes para la bacteria. 7. Su ADN no está asociado con las proteínas histonas , como ocurre con la mayoría de los eucariontes. 8. No presentan citoesqueleto (red de proteínas filamentosas que se observa en el citoplasma de los eucariontes), aunque se han descubierto filamentos sencillos hechos de proteínas si­ milares a las que forman parte del citoesqueleto en las células eucariontes. 9. Carecen de centríolos , flagelos formados por microtúbulos y cuerpos basales.

Esquema de una célula procarionte.

La importancia de los procariontes es enorme en nuestro planeta. A pesar de que algunos son patógenos para el ser humano, la mayoría son indispensables para el desarrollo de la vida en la Tierra; casi todos los gases de la atmósfera son subproductos del metabolismo de los procariontes: el nitrógeno, por ejemplo, constituyente fundamental de proteínas y ácidos nucleicos, procede prácticamente de la fijación bacteriana de este elemento. Por su parte, el oxígeno hizo su aparición gracias a la acción de las cianobacterias , que fue­ ron las primeras células en realizar la fotosíntesis, primero anoxigénica, sin producción de oxígeno y, posteriormente, oxigénica, produciendo oxígeno al romperse las moléculas de agua, a fin de liberar el hidrógeno necesario para los procesos anabólicos. Las cianobacterias proliferaron en los mares someros y asoleados; como resultado liberaron gran cantidad de oxígeno mo­ lecular que, paulatinamente, dio origen a la atmósfera actual y desencadenó, junto con el surgi­ miento de la sexualidad, la gran biodiversidad de la Tierra. Las archaea constituyen un importante grupo de procariontes. Entre ellos se encuentran organismos metanógenos que obtienen su energía de la reducción del bióxido de carbono para producir metano. Se localizan en medios anaerobios ricos en materia orgánica en descom­ posición, como las aguas estancadas. También existen en el tracto digestivo de los animales, en fuentes termales y en el fondo de los océanos. Los halófilos (“amantes de la sal”) crecen usando como fuente de energía proteínas, pero nece­ sitan altas concentraciones salinas para sobrevivir. Su hábitat se localiza a lo largo de las costas, en sitios de concentración de sal e incluso en el Mar Muerto. Otras arquea son los termófilos o “amantes del calor” que viven en fuentes termales sulfuro­ sas o en pilas humeantes de residuos de carbón. Los sitios preferidos para colectar estos extraños organismos son los asociados con el vulcanismo activo. Su presencia se detecta por el olor del sulfuro de hidrógeno que procede de la reducción del azufre. Algunas termófilas se nutren de materia orgánica como proteínas y azúcares y reducen el azufre, de la misma manera en que nosotros reducimos el oxígeno durante la respiración aerobia. El hecho de que las arqueas vivan en ambientes privados de oxígeno, concuerda con la idea de que el ambiente de la Tierra primitiva, cuando se inició la aparición de las primeras formas de vida, tenía sólo restos de oxígeno libre. De esta manera, según una de las hipótesis más aceptadas en la actualidad, el planeta estuvo habitado por formadores de metano, utilizadores de azufre y todo tipo de anaerobios que no producían ni utilizaban oxígeno libre.

Células eucariontes Los eucariontes pertenecen al dominio Eukarya. En este dominio se incluyen, como se ha men­ cionado, los reinos de los protistas, hongos, plantas y animales. Es decir, las células de estos grupos tienen el ADN confinado por una doble membrana biológica llamada envoltura nuclear. Además, la célula eucarionte tiene en general varios compartimientos en donde se localizan diversas funcio­ nes. Ejemplos de estos compartimientos son organelos como el núcleo, la mitocondria, el cloroplasto, el retículo endoplásmico, el aparato de Golgi, los lisosomas y los peroxisomas. También presentan otros componentes muy organizados como el citoesqueleto. Asimismo, la célula eucarionte en general se divide por medio de mitosis, un proceso diferente al de la bipartición de procariontes. Aunque no tiene plásmido como las bacterias, sí presenta ADN fuera del núcleo, en las mitocondrias y en los cloproplastos. Este ADN, sin embargo, tiene características similares a las del ADN de los procariontes. El origen de los eucariontes ha sido uno de los temas biológicos más discutidos. Se parte de la idea de que los primitivos eucariontes debieron ser células simples que carecían de mitocondrias y cloroplastos, similar a algunos de los eucariontes tempranamente divergentes (“primiti­

M em b ra n a p la s m á ti c a

P a r e d c e lu la r

C ito e s q u e le to ( m i c r o tú b u l o s )

M ito c o n d r ia

C lo r o p l a s to

N ú c le o

A p a r a to d e G o lg i

R ib o s o m a s R e tíc u lo e n d o p l á s m i c o r u g o s o

Esquema de una célula eucarionte.

vos ) actuales, como el parásito unicelular causante de diarrea en niños, Giardia, o la especie que afecta a la vagina, Trichomonas vaginalis. Sin embargo, mientras para algunos investigadores es­ tos organismos constituyen reliquias de células primitivas que nunca sufrieron procesos de endosimbiosis, para otros, se trata de eucariontes que tuvieron mitocondrias pero, por alguna razón, las perdieron en el transcurso de su evolución. La hipótesis más aceptada sobre el origen de los eucariontes propone que, por lo menos en lo referente a mitocondrias y cloroplastos, éstos son el resultado de la fusión de varias líneas de bacterias y posiblemente también de arqueas. Un tipo bacteriano aerobio habría ingresado en el interior de un eucarionte primitivo que quizá ya tenía un núcleo y un sistema primitivo de endomembranas formados por la invaginación de la membrana plasmática. Las bacterias aerobias establecidas de forma permanente en el interior de los eucariontes primitivos probablemente les proporcionaban energía en abundancia a cambio de alojamiento y alimento asegurado. Con el tiempo, estos procariontes perdieron su individualidad al transfe­ rir parte de su genoma al genoma de la célula hospedera y, paulatinamente, se convirtieron en mitocondrias. De la misma manera, un grupo de procariontes fotosintetizadores confirieron la nueva e importante cualidad de aprovechar la energía solar y usar como fuente de carbono una sustan­ cia inorgánica. Se supone que estos procariontes fotoautótrofos fueron los ancestros de los cloroplastos, organelos fotosintetizadores de las algas unicelulares y de las plantas. Es importante subrayar que la presencia de estos endosimbiontes que optimizaron el aprovechamiento de la energía en las células eucariontes primitivas, tuvo un impacto enorme en la evolución posterior de los organismos multicelulares. De acuerdo con Margulis, quien retomó la hipótesis de la endosimbiosis propuesta des­ de hace más de un siglo, las evidencias que respaldan el origen endosimbiótico de cloroplastos y mitocondrias se refieren a lo siguiente: 1] la presencia de ADN y ribosomas muy simila­ res a los de las bacterias; 2] ambos organelos presentan su ADN en forma de cadenas cerradas que es típica de los procariontes; 3] el tamaño y la estructura de la mitocondria es parecida a la de una bacteria gramnegativa sin pared celular, y 4] de manera similar, los cloroplastos se

asemejan a las cianobacterias, que efectúan una fotosíntesis análoga a la de los eucariontes fotoautótrofos.

2.1.2 Organización y funciones de la célula En esta sección se describe la organización de la célula, es decir, de sus diferentes partes. Abarca la explicación de elementos celulares comunes a procariontes y eucariontes, como la membrana biológica y los ribosomas. Sin embargo, varios de los componentes que se explican corresponden a la célula eucarionte, que contiene mayor número de estructuras.

Composición química y molecular de las células La célula es un espacio rodeado por una membrana semipermeable que separa dos ambientes acuosos en los cuales se encuentran disueltas una variedad de sustancias. Las sustancias disueltas en el citosol son pequeñas moléculas, como azúcares, aminoácidos, nucleótidos y vitaminas, ade­ más de iones inorgánicos, como sodio, cloro y calcio. Algunas de estas pequeñas moléculas (monómeros) se unen para formar moléculas de tamaño variable denominadas polisacáridos, proteí­ nas y ácidos nucleicos. Los compuestos orgánicos característicos de la química celular se basan en el carbono con cualidades únicas que lo han hecho insustituible para el desarrollo de la vida. Debido a que el carbono necesita cuatro electrones para llenar su orbital externo, puede compartir electrones con otro carbono o con otros elementos para formar compuestos estables y extremadamente variables como el metano. La mayoría de los compuestos orgánicos tienen, además de carbono, hidrógeno, oxígeno y a menudo nitrógeno, azufre y fósforo. Estos elementos se agrupan generalmente en los llamados

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Esquema del carbono (a) y del metano (b).

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grupos funcionales, que tienen propiedades importantes como su solubilidad en el agua y la po-

Esquema del agua,

sibilidad de reaccionar entre sí. Los compuestos de carbono más importantes para la vida son los

un líquido esencid pam los seres vivos.

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carbohidratos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos. El agua, componente mayor e imprescindible para la vida, disolvente por excelencia, interacciona con iones y diversas moléculas de la célula, gracias a su polaridad. El oxígeno del agua comparte electrones con dos átomos de hidrógeno pero, debido a la electronegatividad del oxígeno, los electrones no se comparten de igual manera; el oxígeno atrae al electrón del hidró­ geno, el cual adquiere una carga parcial positiva, mientras el oxígeno queda con una carga par­ cial negativa. Las consecuencias de lo anterior son enormes. Las moléculas de agua se mantienen unidas entre sí, gracias al enlace de hidrógeno que se forma entre el hidrógeno de una molécula de agua y el oxígeno de otra, aunque también el hidrógeno del agua atrae a los átomos electronegativos de otras moléculas como aminoácidos y nucleótidos. La polaridad del agua permite también la interacción entre ella y las cargas positivas o negativas de los iones. Por lo tanto, en la célula existen moléculas hidrofílicas, es decir, solubles en agua, mientras otras, como los lípidos, son hidrofóbicas, es decir, incapaces de interactuar parcial o completa­ mente con el agua. La existencia de ambos tipos de sustancias favoreció el desarrollo de estruc­ turas celulares, como las membranas, y propició el desarrollo del metabolismo, en el cual tienen también un importante papel los protones altamente reactivos, producto de la ionización de algunas moléculas de agua. Además de los puentes de hidrógeno existen otros enlaces débiles, es decir, no covalentes; por ejemplo, los enlaces iónicos, que resultan de la atracción entre la carga positiva de un catión y la carga negativa de un ion negativo o anión. En solución acuosa, los iones de interés biológico como Na+, K+, Mg2+o Cl- se encuentran rodeados por una capa de agua que se coloca de acuerdo con la carga del ion: los iones negativos establecen relación con el hidrógeno, mientras los posi­ tivos atraen al oxígeno. Sin embargo, cuando los iones van a atravesar un canal iónico, deben deshacerse de su capa acuosa para que los iones puedan interaccionar con las proteínas de membrana que forman el canal. Los pequeños compuestos de carbono, azúcares, aminoácidos y nucleótidos, denominados genéricamente monómeros, pueden unirse entre sí, mediante eliminación de agua, para formar

polímeros, es decir, polisacáridos, proteínas y ácidos nucleicos. Los polisacáridos, por estar cons­ tituidos en su gran mayoría por monómeros idénticos, proporcionan poca información a la célula, a diferencia de las proteínas y los ácidos nucleicos, que presentan gran complejidad en el arreglo de sus monómeros, por lo tanto poseen la propiedad de portar gran cantidad de infor­ mación indispensable para la realización de la mayoría de las actividades celulares.

Carbohidratos Este grupo de compuestos incluye monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos. Los primeros están formados por 3, 4, 5, 6, 7 y 8 átomos de carbono. De éstos, el más importante es la glucosa, por ser la molécula más usada como fuente de energía y por formar parte importante de diver­ sas vías metabólicas. Los azúcares se presentan en dos configuraciones: lineal y cíclica, esta última presente en azúcares de cinco o más carbonos. La estructura lineal, además de tener los hidroxilos carac­ terísticos del grupo, incluye un grupo aldehído o un grupo cetona, de ahí los nombres que detentan: aldosas o cetosas. La presencia de estos dos grupos funcionales es importante por­ que intervienen en la formación de la estructura cíclica, imprescindible para que los azúcares puedan unirse mediante los enlaces glicosídicos. La clasificación de los azúcares depende del número de subunidades integradas mediante el enlace glicosídico: disacáridos, como la sacarosa o azúcar de mesa que está formada por glucosa y fructosa; oligosacáridos constituidos por escasas subunidades de azúcar (muchos de ellos presentes solamente en este tipo de carbohidratos), de gran importancia en el recono­ cimiento celular y que pueden funcionar como antígenos, como en el caso de los oligosa­ cáridos responsables de los grupos sanguíneos A, B y O; y polisacáridos, que pueden estar formados por miles de subunidades, como la celulosa y la quitina. Si presentan una subunidad son monosacáridos. La presencia de grupos hidroxilos en su molécula propicia la formación de enlaces glicosídicos muy variados, que dan lugar a moléculas con características fisicoquímicas diferentes. Además, por esta razón, su estructura puede ser lineal o ramificada y, por lo tanto, sus posibi­ lidades de interacción con otras moléculas son muy grandes. Esto es evidente, sobre todo en los oligosacáridos que se encuentran unidos a lípidos y proteínas de la membrana celular y en los polisacáridos que forman la matriz extracelular, los cuales son fundamentales para el reconocimiento celular, por ejemplo, en los procesos de fecundación y en la formación de

Un ejemplo de carbohidrato es la glucosa, representada en forma lineal (a) y cíclica (b).

tejidos y órganos. La gran variedad de conformaciones que muestran estas moléculas es una prueba de que transmiten información relevante para el funcionamiento adecuado de los or­ ganismos.

Lípidos Se trata de un grupo muy heterogéneo que tiene en común el ser parcial o totalmente insoluble en agua. Pueden servir como reservas de energía, como aislantes térmicos y como hormonas. Otros se modifican para formar vitaminas; los carotenoides, por ejemplo, ayudan en la captura de la luz. Su papel más importante es el de formar membranas celulares. Los ácidos grasos son las formas más simples de lípidos; se caracterizan por poseer una cadena hidrocarbonada hidrofóbica o no polar, con un grupo carboxilo hidrofílico situado en uno de los extremos. El tamaño de las cadenas de carbonos es variable, aunque en las células son comunes los de 16 y 18 carbonos. Estas moléculas son saturadas si los átomos de carbono con­ tienen el máximo de hidrógenos que pueden tener o bien insaturados si poseen una o varias dobles ligaduras. Éstas causan una torcedura en la cadena que impide a las moléculas aco­ modarse apretadamente; esto marca la diferencia entre los llamados aceites o margarinas y las grasas, y explica la fluidez de las membranas celulares, que poseen ácidos grasos saturados y

Ejemplos de un ácido graso (a), unfosfolípido (b), el colesterol (c) y la testosterona (d).

no saturados. Los ácidos grasos normalmente se encuentran formando parte de los triacilglicéridos o gra­ sas, constituidos por una molécula de glicerol y tres ácidos grasos unidos mediante un enlace

H

O

O

H

II

I C

H

H

I C

C

I H

H

I C

I

I

H

H

H

H

H

H

H

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C

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I

I

I

I

H

H

H

H

H

H

H

I

I

C

C

I H

C

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H

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I H

H

H

I

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I H

C

I H

H

I C

I H

H

I C

I H

H

I

H

I C

I

H

I

H a

+ N ( CH2) 3

I h 2c

c h2

I

H H

p

0 0

0

ch 2

CH

O 1

ch2

^ ch_ ch _ ch _

0

o

C O ~

c

11

CH 2

CH

2

ch2

ch 3

ch2

ch3

éster. Los triacilglicéridos son insolubles en agua y, por lo tanto, resultan sustancias muy apropia­ das para actuar como reserva de energía, pues ocupan menos espacio que los carbohidratos. Cuando se necesita energía, los ácidos grasos se separan del glicerol y entran en un proceso de formación de una sustancia de dos carbonos (acetilo), que es la misma que se forma cuando la glucosa ingresa en la vía para la liberación de energía. La mayoría de los fosfolípidos que forman parte importante de las membranas celulares son parecidos a los triacilglicéridos. El fosfolípido más sencillo presenta un fosfato en el carbono 3 del glicerol, mientras otros fosfolípidos unen una pequeña molécula polar al fosfato: colina, etanolamina, inositol o serina. La esfingomielina es otro tipo de fosfolípido que tiene el alcohol aminado esfingosina, en lugar del glicerol. Los fosfolípidos son sustancias anfipáticas, esto es, poseen una “cabeza polar” hidrofílica, mientras los ácidos grasos constituyen las “colas”hidrofóbicas que se unen entre sí al ser despla­ zadas por el agua. Esta característica de los fosfolípidos es la base para la formación de bicapas que son propias de las membranas celulares. Además de los fosfolípidos, en las membranas encontramos glicolípidos y colesterol, este último presente en las células animales. Los primeros constituyen los llamados gangliósidos y cerebrósidos abundantes en el tejido nervioso y cuyo metabolismo, alterado por una mutación, está asociado a graves enfermedades hereditarias como las de Tay-Sachs y de Gaucher. El colesterol es una molécula formada por cuatro anillos y una cadena lineal hidrocarbonada. La molécula es muy hidrofóbica, con excepción del grupo hidroxilo que se encuentra en uno de los anillos. En las membranas, el hidroxilo se encuentra entre las cabezas polares de los demás Laspentosas (a) y (b) y las bases nitrogenadas (c) son constituyentes de los ácidos nucleicos.

lípidos, mientras el resto de la molécula se encuentra en contacto con las colas hidrofóbicas. El colesterol es también la molécula base para la síntesis de las hormonas esteroides, como el estrógeno y la testosterona, que son moléculas señal que llevan mensajes de una célula a otra, para regular el desarrollo sexual de los vertebrados.

Desoxirribosa

Bases púricas nh2

N, C 2 HO

O

II

C ^

N

C ^ \

6

3

4

C|

C

9

4

7

C

i

-

/

N

N

N

H - N , ^ 66 5t C

H2N C % N ■'C ' ' 9N

I

H

H

Adenina

Guanina

a

Ribosa

Bases pirimídicas O

nh2

0

II H -N C O

4

, C

, N

C

CH,

n

3^ 4

5

c - h

H

N3

4

C,

H O

N

O C

5

^ —H

.C N

I

I

1

H

H

H

Tim ina

Citosina

Uracilo

C

H

Ácidos nucleicos Los ácidos desoxirribonucleico (ADN) y ribo­ nucleico (ARN) son los principales portadores de la información celular. Se cree que en el principio de la vida en nuestro planeta, el ARN pudo haber sido el depositario de la informa­ ción genética; sin embargo, con el paso del tiempo, el ADN fue favorecido por la selección natural en virtud de su estabilidad química. Los nucleótidos que constituyen las subunidades de los ácidos nucleicos están forma­ dos de uno o varios fosfatos, un azúcar (desoxirribosa y ribosa) y una base nitrogenada. Las bases nitrogenadas son las purinas: adenina y guanina y las pirimidinas: citosina, timina y uracilo. El ADN está formado por adenina, timina, guanina y citosina. El ARN está forma­ do por adenina; uracilo, en lugar de timina; guanina y citosina. Las bases nitrogenadas to­ man su nombre de la capacidad que tiene el nitrógeno para captar un protón, lo cual pro­ voca un aumento de iones OH- del agua. Los nucleótidos son moléculas muy ver­ sátiles, pues además de formar parte de los ácidos nucleicos son capaces de transferir energía, como es el caso del adenosín trifosfa­ to (ATp ) y el guanosín trifosfato (GTP); o bien, pueden ser coenzimas de deshidrogenasas como el NAD+, que tiene un papel impor­ tante en la transferencia de hidrógenos a la

cadena respiratoria . Los nucleótidos que constituyen el ADN y el ARN se unen para formar cadenas cuya pola­ ridad se expresa a través de señalar si el carbono 5 ’o 3’ del azúcar se encuentran libres en el ex­ tremo de la cadena. Esto significa que en el hidroxilo del carbono 3’ de la desoxirribosa o de la ribosa se une el grupo fosfato de un nucleótido, una y otra vez, dependiendo de las instrucciones que dé la otra cadena de ácido nucleico. Los enlaces así formados se denominan fosfodiéster y permiten que la molécula vaya creciendo en dirección 3. Los nucleótidos necesarios para producir ADN son trifosfatados, por ejemplo, dATP, dGTP, dCTP o dTTP La letra d significa que el azúcar es la desoxirribosa y que, por lo tanto, este nu­ cleótido formará parte del ADN. Al momento de unirse el nucleótido al carbono 3’ de la desoxi­ rribosa, dos de los fosfatos del nucleótido trifosfatado se desprenden (PPi), y la energía liberada permite la unión del fosfato restante con el hidroxilo de la pentosa. Es así como el nucleótido trifosfatado es, a la vez, fuente de energía y monómero para permitir el crecimiento de la hebra. El mismo proceso permite la síntesis de las moléculas de ARN, sólo que para ello se requieren nucleótidos trifosfatados cuyo azúcar es la ribosa y contienen uracilo en lugar de timina. El ADN es una molécula de doble cadena en forma de doble hélice. Las cadenas son antipa­ ralelas, es decir, mientras una va en dirección 5’ a 3, la otra se orienta en sentido contrario. El modelo más simple para describir al ADN es una escalera de caracol, cuyos peldaños están

Molécula del ATP.

Cadena d e azúcar-fosfato

Esquema de un segmento de ácido desoxirribonucleico o ADN.

constituidos por los pares de bases A-T y C-G, unidos mediante enlaces de hidrógeno y cuyos pasamanos son los fosfatos y los azúcares. La unión de una cadena de polinucleótidos (5’ a 3’) se lleva a cabo por la unión de puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas: A se une a T con dos puentes de hidrógeno y C se une a G a través de tres. Esa unión da estabilidad para formar la estructura en doble hélice. Existen varios tipos de ARN: 1] el ARN mensajero, que contiene la información para la síntesis de la proteína; 2] el ARN ribosomal, que es parte del ribosoma y promueve la forma­ ción del enlace peptídico entre aminoácidos; 3] el ARN de transferencia, que porta los ami­ noácidos necesarios para la síntesis de proteínas, y 4] los ARN pequeños del núcleo ricos en uracilo (UsnARNs), que participan en la maduración de los ARN en los eucariontes. Los ARN son polinucleótidos de una sola cadena que puede formar enlaces de hidrógeno entre sus propias bases. Los apareamientos específicos entre las bases nitrogenadas son la clave para entender las dos propiedades características de los ácidos nucleicos: la transcripción y la traducción de la información, así como su duplicación. Estos aspectos se tratan con amplitud en el capítulo de genética.

Proteínas La información que codifica el ADN está destinada a la síntesis de moléculas de ARN, que a su vez son el molde para la producción de una proteína. Estas moléculas son polímeros formados

Nombre

Símbolo

Glicina

Gli [G]

Polar

Alanina

Ala [A]

No polar

Valina

Val [V]

No polar

Leucina

Leu [L]

No polar

Isoleucina

Ile [I]

No polar

Serina

Ser [S]

Polar

Treonina

Tre [T]

Polar

Cisteína

Cis [C]

Polar

M etionina

M et [M]

No polar

Ácido aspártico

Asp [D]

Polar (negativo)

Asparagina

Asn [N]

Polar

Ácido glutám ico

Glu [E]

Polar (negativo)

Glutam ina

Gln [Q]

Polar

Fórmula estructural

Polaridad

Los 20 aminoácidos esenciales para la vida.

Nombre

Símbolo

Arginina

Arg [R]

Fórmula estructural H

N

CH 2 CH 2

C

NH 2

CH 2

Polaridad COO -

Polar (positivo)

CH — COO-

Polar (positivo)

CH + NH 3

+ NH 2

Lisina

Lis [K]

C H - C H - C H - CHr + NH 2

Histidina

+

His [H]

NH 3

CH2- CH - COOHN

N

+N H 3

+ Fenilalanina

Fen [F]

Polar (positivo)

3

■CH - CH - COO­

No polar

I

\ Tirosina

+

/

T ir [Y]

NH 3

COO­

No polar

CH2- CH - COO-

No polar

CH

CH

I HO

+

v v Triptófano

Tri [W]

NH 3

+ NH 3

Prolina Los 20 aminoácidos esenciales para la vida (continuación).

Pro [P]

No polar N 2

por la combinación de 20 aminoácidos, cada uno de los cuales está formado por un grupo carboxilo, un grupo amino, una cadena lateral y un hidrógeno. Las proteínas son las más diversas y abundantes de todas las biomoléculas. Esto se debe al número y a la combinación de aminoácidos que presenta cada proteína y a que cada aminoáci­ do presenta características diferentes gracias a su cadena lateral, que tiene diferente tamaño, for­ ma y capacidad de reacción. La naturaleza química de los grupos laterales de los aminoácidos permite agruparlos en cuatro grandes categorías: los que no interactúan con el agua y, por lo tanto, son no polares, y los que interactúan con el agua: polares electrónicamente negativos, polares electrónicamente positivos y polares sin carga eléctrica. Los grupos laterales definen las características de las proteínas y, por consiguiente, la función celular que desempeñan. Por ejemplo, una proteína que se encuentra en un ambiente acuoso tiene sus aminoácidos polares hacia el exterior, mientras los aminoácidos hidrofóbicos se loca­ lizan en el interior de la molécula. Asimismo, las proteínas que se encuentran integradas a las membranas celulares presentan regiones de aminoácidos polares que miran hacia la región acuosa exterior e interior de la célula, mientras la región integrada a la membrana está formada por aminoácidos no polares que interactúan perfectamente con las colas hidrofóbicas de los lípidos.

R' H

R''

I

N

C

C

I

I

II

OH

H

N

I

H H O

I

E n la c e p e p t íd ic o

C

C

I

II

OH

SH I

CH 2

H H O

I

C

H

R'

R''

I

I

N

C

I

I

H H

C— N

C

I

O

H H

I

C

H2C I

C

H

O

C

NH

I

C

v

CH2 COO-

O

CH

OH

R e s id u o a m in o á c id o 2

R e s id u o a m in o á c id o 1

E n la c e p e p t í d i c o

a

Las funciones que desempeñan las proteínas son tan variadas como su estructura: actúan como transportadoras de sustancias (como las hemoglobinas); transmiten información y regu­ lan funciones (como la insulina); son parte importante del sistema inmunológico (los anticuer­ pos); proveen el soporte, y por lo tanto la estructura de las células; permiten el movimiento y la contracción (miosina, actina y las proteínas del citoesqueleto) y, lo más importante, muchas pro­ teínas actúan como catalizadores biológicos (las enzimas). La unión de los aminoácidos se efectúa en los ribosomas, en el citosol de la célula, en una reacción que depende de la presencia del ARN ribosomal y que da lugar a la formación de los enlaces peptídicos, liberando agua; éstos unen el grupo carboxilo terminal de un aminoácido con el grupo amino terminal del otro, de tal manera que el extremo inicial de la molécula (que se denomina genéricamente polipéptido) es un grupo amino, mientras el extremo terminal siempre es un carboxilo. El crecimiento de la cadena del péptido y los aminoácidos que deben colocarse están regulados por la información que lleva el ARN mensajero a los ribosomas. La designación común de síntesis de proteínas para el proceso de agregación de aminoáci­ dos no es del todo correcta, porque en realidad lo que se sintetiza es un polipéptido; el nombre de proteína se refiere al producto acabado que ha adquirido una estructura tridimensional con menor energía libre y, por lo tanto, es ya capaz de ejercer su función. Las proteínas presentan varios grados de complejidad con menor energía libre, que se de­ nominan estructuras: 1] la estructura primaria se refiere a la secuencia de aminoácidos, que está determinada por la información contenida en el ARN mensajero, de acuerdo con el código genético; 2] de la estructura secundaria son responsables los puentes de hidrógeno que se for­ man entre los grupos amino y carbonilo de aminoácidos de la misma cadena; 3] la estructura terciaria se refiere a interacciones complejas que resultan de la formación de enlaces débiles, interacciones hidrofóbicas y enlaces disulfuro, que se dan entre las cadenas laterales de los ami­ noácidos que se encuentran en tramos distantes de la molécula, y 4] la estructura cuaternaria corresponde a la interacción de dos o más cadenas de polipéptidos que se unen mediante enla­ ces débiles y enlaces disulfuro. En 1953, Frederick Sanger determinó por vez primera la estructura primaria de una proteí­ na, la hormona insulina. Encontró que esta pequeña proteína estaba constituida por dos cade­ nas unidas por dos puentes disulfuro. Lo más importante del descubrimiento de Sanger fue el hallazgo de que cada proteína estaba formada por secuencias específicas de aminoácidos. La secuencia de aminoácidos es la primera fase del reconocimiento de las cualidades de una proteína. Los siguientes niveles de organización proteica tienen que ver con la formación de es­ tructuras tridimensionales que explican las funciones en las cuales están involucradas estas mo­ léculas.

Esquema de la formación (a) del enlace peptídico y resultado de su unión (b).

La estructura secundaria fue propuesta por los químicos Linus Pauling y Robert Corey, quienes encontraron que existían dos tipos que denominaron a hélice y plegamiento [3. Ambos tenían en común la formación de puentes de hidrógeno entre los grupos CO y NH de aminoá­ cidos vecinos. La a hélice se enrolla sobre sí misma, mientras el plegamiento 3 forma estructuras plegadas que unen dos polipéptidos adyacentes o varios tramos de un mismo polipéptido y que están orientados paralela o antiparalelamente. Las proteínas fibrosas como las queratinas del pelo y de la lana, la fibroína de la seda y la colágena de los huesos y de la piel, presentan estructu­ ra secundaria. En la estructura terciaria, los enlaces débiles entre aminoácidos situados en diferentes regio­ nes, pliegan la proteína de formas muy variadas y relacionadas con la función que le correspon­ de. Frecuentemente, en las proteínas llevadas fuera de la célula, como la insulina, el plegamiento se estabiliza por medio de los enlaces covalentes disulfuro que se forman entre dos cisteínas. En muchas proteínas se encuentra una combinación de hélices a y plegamientos 3, que forman es­ tructuras compactas denominadas dominios, unidas por tramos de aminoácidos sin una estructura definida, y que a menudo están relacionados con funciones específicas. El siguiente nivel de organización es la estructura cuaternaria, en la que dos o más subunidades proteicas se ensamblan mediante las mismas interacciones que mantienen la estructura ter­ ciaria: puentes de hidrógeno, enlaces iónicos, interacciones hidrofóbicas y enlaces disulfuro. La hemoglobina integrada por dos cadenas a y dos cadenas 3 es un ejemplo de estructura cuater­ naria. Existen además complejos multiproteicos enzimáticos, que se forman por la unión de dos o más proteínas y están relacionados con reacciones químicas que deben ir en secuencia.

Enzimas La diversidad de grupos laterales (polares y no polares) que tienen los aminoácidos, permite que las proteínas se unan con todo tipo de moléculas presentes en las células. La interacción provoca cambios en la conformación de las proteínas, hecho que explica las múltiples funciones que realizan. De la misma manera, las enzimas o catalizadores (todas proteínas, con excepción de las ri-

bozimas), que aumentan la velocidad de las reacciones del metabolismo, se acoplan con las moléculas sobre las cuales actúan, formando un complejo temporal denominado enzima-sus­ trato. La unión de las enzimas con su sustrato se hace en la región de la enzima denominada sitio activo, que es específico para cada tipo de molécula que debe interactuar con la enzima. El papel del sitio activo es el de orientar al o a los sustratos, por ejemplo, para romper un enlace químico o para formar uno nuevo; para adicionar un grupo químico, por ejemplo un fosfato, o bien, para cambiar la disposición de sus enlaces. La orientación de los sustratos permi­ te el alineamiento de los grupos químicos que reaccionarán, lo cual reduce la barrera energética que los reactantes deben superar para que la reacción se verifique. La interacción de la enzima con su o sus sustratos (que en un tiempo se consideró similar a la interacción de una llave con su cerradura) en realidad es muy dinámica, pues las conforma­ ciones del sitio activo y de los sustratos se modifican cuando se ponen en contacto; a esta interrelación se le denomina adecuación inducida. La distorsión del sustrato permite que se alcance el llamado estado de transición, durante el cual pueden efectuarse las modificaciones en los en­ laces químicos que favorezcan la formación de un nuevo producto. Las enzimas, en muchas ocasiones, se encuentran unidas fuertemente a otras moléculas o iones que les auxilian en su actividad catalítica. Estos compuestos son los grupos prostéticos como el hemo de la hemoglobina y de la mioglobina, que es la porción de la enzima que se une al oxígeno, para que éste pueda ser transportado a las células. Otras veces son los iones,

como el zinc o el magnesio, los que, unidos a la enzima, coadyuvan en la formación de nuevos productos. Existen también las llamadas coenzimas, que son moléculas orgánicas unidas temporal­ mente a las enzimas y cuya función es la de servir como acarreadores de numerosos grupos químicos; por ejemplo, los nucleótidos NAD+ y FAD+, que son transportadores de electrones en las reacciones de óxido reducción, o la coenzima A, que es un transportador de grupos acetilo, necesarios para que se efectúe el ciclo de Krebs. Muchas de las coenzimas son sustancias que no pueden ser sintetizadas por algunos organismos, especialmente los mamíferos. Los precur­ sores de algunas coenzimas son las vitaminas del complejo B; por esta razón estas sustancias son tan importantes en el metabolismo. Las enzimas, al igual que el resto de las proteínas son muy sensibles a los cambios de tempe­ ratura. Funcionan dentro de ciertos límites de temperatura; un aumento de ésta aumenta la probabilidad de que las enzimas y los sustratos choquen propiciando su unión. Sin embargo, un aumento mayor de temperatura provoca su desnaturalización, principalmente por el rom­ pimiento de sus puentes de hidrógeno. Los límites de temperatura que toleran las enzimas son muy variables, dependiendo del or­ ganismo de que se trate. Así, en los humanos, la velocidad de reacción alcanza su máximo a 36.5° C, que es la temperatura normal del cuerpo. La presencia de aminoácidos cargados eléctricamente hace que las enzimas muestren tam­ bién gran sensibilidad ante los cambios en el pH, es decir, en la concentración de hidrogeniones. Si en el sitio activo de una enzima, los grupos laterales de los aminoácidos están cargados negati­ vamente para realizar su función, un aumento de protones en el medio (disminución del pH) neutralizará las cargas negativas, inhibiendo la actividad enzimática.

2.1.3 La célula y su relación con el ambiente El límite de cada célula está determinado por la membrana plasmática mediante la cual se rela­ ciona con el ambiente y responde al mismo. Además, en la célula eucarionte, varios organelos están formados por membranas cuya composición y estructura son como las de la membrana plasmática.

Composición química y funciones de la m em brana celular La existencia de lípidos parcialmente solubles en agua propició el origen de las membranas que han posibilitado la formación de un sistema abierto que permite el intercambio de materia y energía, no sólo con el medio externo, sino entre los diferentes compartimientos que tienen las células eucariontes. A la flexibilidad y resistencia que proporcionan los lípidos de la membrana se añade la espe­ cificidad que poseen todas las células debido a la presencia de proteínas y carbohidratos que, dada su variabilidad química, proporcionan la base para efectuar las múltiples funciones que caracterizan a los sistemas vivos. Los componentes químicos de las membranas biológicas son lípidos variados, proteínas y oligosacáridos y están arreglados en forma de un mosaico fluido. Debido a que los lípidos de membrana tienen una zona polar hidrofílica y una parte hidrofóbica, forman bicapas en un ambiente acuoso con dos propiedades importantes: impiden el paso de las sustancias polares a través de la membrana, por lo que estas moléculas y los iones deben transportarse mediante proteínas específicas; además la bicapa es muy estable, flexible y

resistente debido a las interacciones no covalentes que se establecen entre sus moléculas —como las fuerzas de Van der Waals e interacciones hidrofóbicas. La bicapa de lípidos es fluida y su consistencia es similar a la del aceite de oliva. Los lípidos que la forman pueden moverse lateralmente, pero rara vez un lípido de una de las caras de la bicapa pasa a la otra. Las membranas son muy sensibles a los cambios de temperatura del medio; una temperatura baja provoca la gelificación de las membranas, mientras que una temperatura alta produce el efecto contrario. Ambas situaciones impiden que las membranas desarrollen sus funciones óptimamente; sin embargo, muchos organismos son capaces de regular la fluidez de la membrana mediante el cambio en la composición de sus lípidos. Los distintos tipos celulares tienen en sus membranas plasmáticas y en las membranas de los organelos, una composición variada de lípidos; esto indica la estrecha relación de estas sustan­ cias con las funciones específicas que desempeñan. Por ejemplo, cierto tipo de lípidos se concen­ tra en algunas zonas del retículo endoplásmico y del aparato de Golgi para formar sus curvatu­ ras características. Si bien los lípidos de membrana representan la estructura básica de las membranas celulares, las proteínas que se encuentran en ellas desempeñan funciones específicas muy importantes. La mayoría de las membranas plasmáticas consta de 50% de lípidos y 50% de proteínas, pero esta proporción varía de acuerdo con el tipo de membrana analizado. La coexistencia de una gran variedad de lípidos y proteínas, que presentan, en general, gran movilidad, permitió que en 1972, Jonathan Singer y Garth Nicolson propusieran el nombre de mosaico fluido para la estructura de las membranas celulares. Singer y Nicolson reconocieron dos tipos de proteínas de membrana: las periféricas, que pueden separarse fácilmente de la capa lipídica y las integrales, que se encuentran insertadas total o parcialmente en la bicapa. Muchas de las proteínas integrales atraviesan totalmente las membranas exponiendo sus extremos en ambos lados de la membrana; las diferentes regiones de estas proteínas (dominios) desempeñan, a menudo, funciones diversas: la región expuesta hacia el exterior puede ser la zona de reconocimiento de una hormona; la región transmembranal ancla la proteína a la membrana; la región citosólica puede interactuar con proteínas diver­ sas para desencadenar reacciones que se traducirán en una acción específica, por ejemplo, la salida de glucosa de una célula hepática.

M em brana plasmática Las proteínas de la membrana plasmática pueden ser, por ejemplo, enzimas como la adenilil ciclasa que permite la formación del cAMP (adenosín monofosfato cíclico) a partir de ATP o las proteínas transportadoras de electrones, que intervienen en los procesos de oxidorreducción relacionados con la producción de ATP y que se encuentran en las membranas de las mitocondrias, de los cloroplastos y de los procariontes. El transporte de la mayoría de las sustancias a través de las membranas se hace por medio de proteínas transportadoras o acarreadoras; por canales, que son pasajes hidrofílicos a través de los cuales pueden pasar principalmente pequeños iones inorgánicos, y mediante las denominadas“bombas”que mueven sustancias en contra de un gradiente de concentración; es decir, de un medio menos concentrado de la sustancia a un medio más concentrado de la misma. Además de permitir el paso de sustancias de uno a otro lado de las membranas celulares, las proteínas pueden actuar como receptoras de señales químicas como hormonas, factores de cre­ cimiento o neurotransmisores; éstos interactúan con las proteínas receptoras, que mediante un cambio de conformación desencadenan una gran variedad de respuestas intracelulares. Las proteínas de membrana se encuentran también involucradas en la comunicación y adhesión

entre células vecinas, que es una condición para la multicelularidad, asunto que se tratará más adelante. Otra importante función de las proteínas membranales está relacionada con el ciclo de exocitosis-endocitosis; con el tráfico de sustancias que se lleva a cabo entre el retículo endoplásmico, el aparato de Golgi y las vesículas relacionadas con ellos; las proteínas de membrana tie­ nen también importantes vínculos con las sustancias que constituyen la matriz extracelular y con el citoesqueleto. La importancia de la correcta conformación y localización de las proteínas de membrana, se pone de manifiesto cuando el gen que las codifica sufre alguna mutación. En la fibrosis quística, una mutación en el gen que corresponde a la proteína que permite la salida de Cl- hacia la luz del tracto respiratorio, impide que este ion, junto con el Na+, formen un ambiente ligeramente hi­ pertónico que propicie la salida de agua para hidratar el moco que recubre el epitelio respira­ torio. Los resultados de este trastorno son el desarrollo de infecciones bacterianas y un inter­ cambio de gases que se dificulta por la permanencia del moco espeso que es difícil de eliminar. En la mayoría de las proteínas transmembranales y en algunos lípidos se presentan carbo­ hidratos constituidos por pocas unidades de monosacáridos (denominados oligosacáridos) en la superficie expuesta hacia el exterior de la célula. Estos azúcares se agregan generalmente en el retículo endoplásmico rugoso y en el aparato de Golgi. Las glicoproteínas y los glicolípidos son muy abundantes en la membrana plasmática, y en muchas células animales, constituyen una capa denominada glicocálix , muy desarrollada sobre todo en la superficie de las células epiteliales del intestino. Los carbohidratos de la membrana juegan un importante papel en el reconocimiento celular, en la reacción antígeno-anticuerpo y en la adhesión celular necesaria para la formación de tejidos.

Transporte de sustancias a través de las m em branas La entrada y salida de sustancias de la célula y su tráfico interno difieren de acuerdo con su naturaleza fisicoquímica: una hormona esteroidea podrá pasar a través de la membrana fosfolipídica debido a su naturaleza no polar, mientras las sustancias polares serán incapaces de atravesarla. Es, por lo tanto, imprescindible la presencia de proteínas transportadoras y canales que faciliten el movimiento de los iones y moléculas en ambas direcciones; asimismo es necesa­ rio contar con una fuente de energía que posibilite su movimiento cuando fluyan en contra de un gradiente de concentración, es decir, desde el sitio donde la concentración de la sustancia es menor, hacia donde es mayor.

La membrana plasmática está form ada por una bicapa de fosfolípidos y por proteínas, a manera de un mosaico fluido.

Existen tres tipos de transporte de sustancias a través de membranas. Por un lado, la difusión simple y la difusión facilitada, que reciben el nombre genérico de transporte pasivo, el cual propicia el movimiento de sustancias a favor de un gradiente de concentración. Por otro lado, el transporte activo que, como ya se mencionó, utiliza energía en forma de ATP para transportar sustancias o que aprovecha la entrada de un ion a favor de su gradiente de concentración, para introducir, por ejemplo, glucosa o un aminoácido en contra de su gradiente.

Difusión simplej La difusión simple de las sustancias a través de la membrana se encuentra restringida a gases como oxígeno, bióxido de carbono, moléculas hidrofóbicas y pequeñas mo­ léculas polares sin carga eléctrica como el agua y el etanol. El movimiento de los solutos que se desplazan por difusión simple, siempre se hace a favor de un gradiente de concentración, es decir, van desde el sitio de mayor concentración del soluto hacia el sitio de menor concentración. En este proceso no se involucran las proteínas. La ósmosis es un caso especial de transporte de agua. El agua tiende a atravesar la membrana de las células dependiendo de la diferencia de concentración de solutos. Una solución que tenga mayor concentración de solutos que el interior de la célula, se dice que es hipertónica; mientras que si la solución tiene una concentración más baja de solutos que la célula se dice que es hipotónica. El movimiento de agua siempre se hará desde una solución hipotónica a una hipertóni­ ca. Si la célula se coloca en agua destilada, el agua se difundirá al interior de la célula, provocando un aumento de volumen y finalmente se reventará; pero si la célula se pone en una solución sa­ turada de solutos se encogerá. Las células del cuerpo humano normalmente están en estado isotónico, es decir, en ambos lados de la membrana se encuentra la misma concentración de solutos; por lo tanto, no hay una tendencia clara del agua para entrar o salir. Sin embargo, de acuerdo con las condiciones metabólicas de las células, éstas pueden en un momento dado ser hipertónicas o hipotónicas con respecto al medio. En el primer caso, para restaurar la isotonía, la célula permite la salida de iones, para que se iguale la concentración celular de solutos con el exterior y, si la célula es hipotónica con respecto al medio, la isotonía se recupera con el ingreso de iones. En las células de plantas, algas, hongos y bacterias que poseen una pared celular y que están en un ambiente hipotónico, el ingreso del agua no les provocará ruptura. En una planta, la entra­ da constante de agua permite su acumulación en la vacuola central; ésta ejerce una presión sobre la pared celular manteniendo la planta completamente hidratada o turgente; pero si el medio es isotónico, la planta se marchita debido a que el agua no tiende a entrar o salir de la célula. Los organismos que carecen de paredes celulares y que viven en medios hipertónicos o hipotónicos presentan mecanismos especiales de regulación osmótica. Los protozoarios, como Paramecium caudatum, que habitan en agua dulce, tienen unas vacuolas especiales llamadas pulsátiles o contráctiles que recogen el agua excedente, tan rápido como entra en la célula.

Difusión facilitada j Es el mecanismo más simple por el cual moléculas como los azúcares, aminoácidos y diversos iones, se mueven a favor de un gradiente de concentración, en ambos sentidos de la membrana celular. Las proteínas de membrana que facilitan este tipo de trans­ porte, reciben el nombre genérico de canales y acarreadores. Los más estudiados son los cana­ les iónicos que transportan iones de carga positiva como Na+, K+ y Ca2+ , que participan en el cambio de los potenciales de membrana, importantes en la conducción nerviosa o en la exocitosis de vesículas que transportan neurotransmisores u hormonas como la insulina.

Las proteínas acarreadoras (carriers), llamadas también transportadoras o, en algunas oca­ siones permeasas, presentan un cambio de conformación cuando la molécula que debe ser transportada se pone en contacto con ellas. El cambio de forma del acarreador permite la trans­ ferencia de la molécula al interior de la célula, sin que exista un canal propiamente dicho. El acarreador más conocido es el que permite la entrada de la glucosa al interior del eritrocito. La concentración de glucosa en el plasma sanguíneo es más elevada que el interior del eritro­ cito, por lo que la glucosa entra a favor de un gradiente de concentración. Los canales proteicos son pasajes formados por aminoácidos hidrofílicos que permiten el paso de pequeños iones sin necesidad de que exista un cambio de conformación de la proteína. En general, los canales son muy selectivos y, como en su mayoría conducen pequeños iones, se les conoce como canales iónicos. Algunos canales de iones permanecen abiertos todo el tiempo, mientras otros, los llamados canales con compuerta, sólo se abren en respuesta a una señal quí­ mica, física, mecánica o eléctrica.

Transporte activo El transporte activo requiere la presencia de las denominadas “bombas” activadas por ATP o ATPasas; la energía del ATP se usa para mover iones y moléculas en contra de un gradiente de concentración químico o eléctrico. Este tipo de transporte desempeña un papel importante en las células y en los organelos: 1] permite la introducción de nutrientes al interior de la células, aunque éstos se encuentren en una concentración más baja que en el citosol; 2] asegura la expulsión de los productos de secreción y de desecho hacia el medio, y 3] final­ mente, permite el mantenimiento de la concentración de iones como el Na+, K+y Ca2+. Las ATPasas más conocidas son la “bomba”de sodio y potasio que se encuentra en casi todas las células animales y la H+ ATPasa, responsable de la acidificación del jugo gástrico. Éstos son ejemplos de transporte activo directo, porque se agregan o se quitan fosfatos a partir del ATP de ciertas regiones de la ATPasa, ocasionando un cambio de conformación que propicia la entrada o salida de las sustancias. Las proteínas involucradas en el transporte activo indirecto no utilizan ATP. El ejemplo más conocido es el del cotransporte de sodio/glucosa: la proteína transportadora recibe el sodio que penetra en la célula a favor de un gradiente de concentración. El sodio se une primeramente a una región de la proteína transportadora, provocando un cambio en su conformación, lo que propicia la entrada de la glucosa que tiene una concentración más baja en el exterior. En este caso, la entrada de sodio favorece el ingreso de la glucosa en contra de un gradiente de concen­ tración. El transporte activo puede ser uniporta, cuando sólo una sustancia se transporte hacia adentro o hacia afuera; sinporta, cuando dos sustancias se transportan en la misma dirección; y antiporta, cuando ambas se mueven en dirección opuesta.

2.1.4 El interior de la célula En general en la célula procarionte las moléculas no se encuentran en compartimientos deli­ mitados por membranas, por lo que las funciones ocurren en el citoplasma. En las células eucariontes, las moléculas están distribuidas en compartimientos denominados organelos y en el citoplasma, y varios organelos tienen una estructura y función que permite la relación entre ellos. Se tratará ahora el tema los organelos relacionados con la expresión de muchos genes y, por ello, con el dogma central de la biología molecular, que se abordará en el tema de genética.

O rganelos y flujo de información genética La mayoría de los genes eucariontes se encuentran en el núcleo, aunque también hay genes en las mitocondrias y en los cloroplastos. Todos los genes siguen un patrón de expresión genética ex­ plicado por el dogma central de la biología molecular. En esta sección trataremos principalmen­ te de los genes localizados en el núcleo. Los genes nucleares son el molde para la producción de ARN que se traducirá en proteínas, las cuales seguirán varias rutas en la célula o fuera de ella. Las proteínas que se sintetizan en los ribosomas se dirigen a los diferentes compartimientos gracias a la presencia de señales consti­ tuidas por secuencias específicas de aminoácidos. La mayoría de las proteínas que carecen de esta señal permanecerán en el citosol, mientras las que se destinan al núcleo, al retículo endoplásmico, al aparato de Golgi, a la mitocondria, al cloroplasto o a los peroxisomas, contienen señales particulares para la salida —como el péptido señal en el caso del retículo endoplásmico.

Núcleo j En los eucariontes la mayoría del Núcleo

genoma se localiza en el núcleo y a partir de

N ucleoplasm a

ahí se expresan los genes. El ADN del genoma nuclear se asocia con proteínas específicas Poro nuclear Envoltura n u clear

como las histonas y forman la cromatina, que puede ser compacta (heterocromatina ) o extendida (eucromatina j. La eucromatina es activa, pues el ADN puede ser copiado a

R etículo en do plasm ático rugoso

ARN, mientras la heterocromatina es inacti­ va. El núcleo es un organelo delimitado por dos membranas que, en conjunto, se denomi­ na envoltura nuclear. La membrana interna

Lám ina

del núcleo se encuentra unida a una red de fi­ bras de la lámina nuclear; mientras la mem­

N ucléolo

brana externa se conecta directamente con el retículo endoplásmico rugoso, de tal manera que el espacio entre las dos membranas se con­

Esquema del núcleo celular. El genoma se encuentra formando cromatina.

tinúa con las cisternas del retículo. El intercambio selectivo de proteínas y moléculas de ARN entre el núcleo y el citoplasma se efectúa a través de los poros nucleares, los cuales, junto con moléculas de la matriz nuclear, desempeñan un papel importante en la regulación génica de los eucariontes. Los núcleos en las células en crecimiento o metabólicamente activas replican ADN y sinte­ tizan diferentes tipos de ARN: ribosomal, de transferencia, mensajero y los ARN pequeños nucleares, ricos en uracilo (llamados en inglés small nuclear sRNA o snRNAs), en diferentes lugares o dominios del núcleo: los ARN mensajeros se producen en el nucleoplasma, el ARN ribosomal en el nucléolo.

Ribosomas y retículo endoplásmico rugoso j Las proteínas se forman por la unión de aminoácidos a través del enlace peptídico, que en la célula ocurre en el ribosoma. El ribosoma es una estructura pequeña, de aproximadamente 15 |im de diámetro, formada por proteínas y el ARNr, agrupados en dos subunidades, una pequeña y una grande —hoy en día se conoce la posición de cada una de las moléculas que forman a los ribosomas. Pueden estar libres en el citoplasma o unidos a membranas del retículo endoplásmico rugoso.

Las proteínas que se forman en el ribosoma a partir de ARNm pueden seguir al me­ nos dos rutas: 1] forman parte del citoplasma y 2] siguen la ruta secretora. En el primer caso, las proteínas se sintetizan en ribosomas libres y en el segundo, los ribosomas se asocian con el sistema de membranas del retículo endoplásmico rugoso. El retículo endoplásmico es una red de sa­ cos aplanados o cisternas, túbulos y vesículas

Fotografía con microscopio electrónico (a) y esquema (b) del retículo endoplásmico rugoso.

que se encuentra constituida por una membrana continua que limita un espacio denominado lumen. Este organelo se encuentra diferenciado en una región cubierta con ribosomas llamado retículo endoplásmico rugoso (RER) y otra zona tubular que carece de ellos, denominada retículo endoplásmico liso (REL). El papel del RER fue reconocido por George Palade alrededor de 1960, al estudiar el des­ tino de las enzimas digestivas secretadas por las células pancreáticas. Palade y sus colabora­ dores siguieron el rastro de las proteínas recién sintetizadas y las encontraron en el RER, en el aparato de Golgi y finalmente en las vesículas de secreción que, al fusionarse con la membra­ na plasmática, liberaban su contenido al exterior. Finalmente se reconoció que no sólo las proteínas de secreción pasaban por el retículo endoplásmico, sino también las que se incor­ poraban al mismo retículo, al aparato de Golgi y las destinadas a los lisosomas y a la membra­ na celular. Los ribosomas libres que sintetizan el resto de las proteínas codificadas por el genoma nu­ clear son iguales a los asociados con las membranas del RER, y la diferencia estriba en que cuan­ do un ribosoma está sintetizando una proteína que porta una secuencia señal, ésta compromete al ribosoma para asociarse con el RER. El reconocimiento de la secuencia señal se debe a los trabajos de Günther Blobel y David Sabatini, quienes en 1971 propusieron la existencia de una secuencia de aminoácidos que determinaba la localización de un producto proteico. Blobel re­ cibió el Premio Nobel por este descubrimiento. El RER es el lugar en donde se efectúa el plegamiento de las proteínas, el ensamblaje de las proteínas con estructura cuaternaria y donde se inicia la adición de carbohidratos (glicosila-

ción ). Además, el RER es un sitio de control que elimina las proteínas que no se han plegado correctamente; por ejemplo, una proteína mal plegada es exportada del organelo, antes de que llegue al complejo de Golgi, para que sea destruida por los proteasomas . Las proteínas destinadas a la membrana plasmática o a las membranas del retículo endoplásmico, del complejo de Golgi o a la de los lisosomas, se insertan en la membrana del retículo en lugar de liberarse en su lumen. De esta manera se transportan hasta llegar a su membrana de destino.

Retículo endoplásmico liso (Reí) | Las regiones del retículo que carecen de ribosomas y que presentan una estructura tubular reciben el nombre de retículo endoplásmico liso (REL). Es muy abundante en células que sintetizan gran cantidad de lípidos, por ejemplo, las que sinte­ tizan hormonas esteroides, a partir de colesterol. Puesto que los lípidos son muy hidrofóbicos, su síntesis no puede llevarse a cabo en el citosol. Los lípidos recién sintetizados en el REL son transportados por medio de vesículas o me­ diante proteínas acarreadoras, como ocurre en los hepatocitos, en los cuales el colesterol es transportado por medio de micelas lipoproteicas. La membrana del REL sintetiza casi todos los lípidos necesarios para la formación de mem­ branas. La síntesis de estos lípidos ocurre en la capa de fosfolípidos que está en contacto con el citosol, donde se encuentran todas las sustancias necesarias para la síntesis, por ejemplo, ácidos grasos y glicerol. Posteriormente, los lípidos recién formados son transferidos a la capa que está en contacto con el lumen del retículo, equilibrándose de este modo la cantidad de lípidos que deben encontrarse en la membrana. El REL está también involucrado en la destoxificación de drogas, en el metabolismo de los carbohidratos y en el almacenamiento del calcio. En el primer caso, el retículo usa una serie de enzimas que convierten a las drogas hidrofóbicas en moléculas solubles en agua, para que sea fácil expulsarlas de las células por medio de la orina. El REL de los hepatocitos también juega un papel importante en el metabolismo de los car­ bohidratos. Por la acción de una enzima que se encuentra unida a la membrana del REL, la glucosa almacenada en el hígado en forma de glucógeno, puede salir hacia la sangre para ser transportada a las células que necesiten de energía. En ciertas células, como las musculares, el REL sirve también como sitio de almacenamien­ to de calcio, que es liberado en respuesta a determinadas señales, desencadenando la contrac­ ción muscular.

aparato de Golgi | Las proteínas provenientes del retículo endoplásmico llegan al aparato de Golgi, donde terminan su procesamiento; de ahí se distribuyen por tres posibles vías: a los lisosomas, a la membrana o al exterior de la célula. Además, algunos lípidos, como la esfingomielina, son sintetizados en este organelo, al igual que los polisacáridos que forman la pared celular de las células vegetales. Esta estructura recibe su nombre por Camilo Golgi, biólogo italiano, quien en 1898 reportó una estructura presente en las células nerviosas que se ponía de manifiesto con tetraóxido de osmio. No obstante, la presencia del aparato de Golgi no se aceptó hasta la década de 1950, cuando se confirmó su existencia al ser observado con el microscopio electrónico. Este organelo consiste en un conjunto de sacos aplanados, ensanchados en las orillas, para­ lelos entre sí, cuyo número varía según la actividad metabólica que realice la célula. Los sacos se encuentran rodeados de numerosas vesículas de transporte que se desprenden o que llegan a él. Las proteínas, procedentes del RER, ingresan en el organelo por su cara convexa denominada

cis, que se encuentra normalmente orientada hacia el núcleo, y pasan de un saco a otro, hasta salir finalmente por la cara trans, después de haber sido modificadas. La función primordial del aparato de Golgi es continuar con el proceso de glicosilación ini­ ciado en el retículo endoplásmico. Es decir, termina la formación de glicoproteínas, incluida la modificación y síntesis de nuevos azúcares para, finalmente, constituir una enorme variedad de oligosacáridos, que darán especificidad a las proteínas que los posean. Asimismo, es en el apara­ to de Golgi donde se forman las proteínas ricas en azúcares características de la matriz extracelular y del mucus que recubre muchos epitelios. Los lípidos y las proteínas finalmente son exportados hacia su lugar de destino por medio de vesículas que se desprenden de la región trans del aparato de Golgi; esto es posible porque las proteínas poseen una “etiqueta” (por ejemplo, una determinada secuencia de aminoácidos o un oligosacárido específico) que les permite llegar a su sitio de destino y permanecer en él. Si bien, el RER y el aparato de Golgi son distintos desde el punto de vista de su actividad metabólica, en realidad se presenta una continuidad física debida a la presencia de las vesículas

de transporte que mantienen un flujo constante entre ellos y los otros organelos membranosos; las mitocondrias y los cloroplastos son los únicos que no participan en la comunicación perma­ nente a través de vesículas.

Lisosomas | Estos organelos están delimitados por una membrana y provienen del aparato de Golgi, contienen cerca de 50 tipos diferentes de enzimas hidrolíticas; participan en la digestión intracelular de sustancias tomadas del exterior, así como en la eliminación de organelos que la célula debe desechar. Presentan gran variedad en cuanto a forma y tamaño se refiere, depen­ diendo del material que se va a digerir. Son característicos de las células animales, aunque las plantas y los hongos poseen vacuolas, que por su contenido de enzimas hidrolíticas, se relacionan con los lisosomas; sin embargo, las vacuolas efectúan además otras funciones. Los lisosomas fueron descubiertos a principio de la década de 1950, por Christian de Duve y sus colegas. El análisis químico de estos organelos, aislados por medio de centrifugación, mos­ tró que contenían diversas enzimas hidrolíticas, entre las que se encontraban proteasas, fosfatasas, ribonucleasas y desoxirribonucleasas. Debido a que el organelo tenía a su cargo la función de la lisis celular, de Duve les dio el nombre de lisosomas. Una de las funciones mejor estudiadas de los lisosomas es la degradación de las sustancias que entran en la célula por endocitosis. Las sustancias ingresan mediante invaginaciones de la membrana, las cuales se transforman en vesículas que posteriormente se fusionan con endosomas primarios. Algunas de las moléculas ingeridas pueden regresar a la membrana, mientras los endosomas primarios se transforman en endosomas secundarios cuando adquieren las enzi­ mas digestivas de vesículas procedentes del aparato de Golgi. Los endosomas se convierten en lisosomas maduros cuando inician su actividad digestiva. El interior de estos organelos tiene un pH ácido, que es el ideal para que sus enzimas funcionen óptimamente. La digestión se lleva a cabo en el interior de los lisosomas; pero, en ocasiones, se libera su contenido hacia el exterior por exocitosis, por lo que ocurre una digestión extracelular. En la fecundación, por ejemplo, el espermatozoide descarga las enzimas que se encuentran en el acrosoma, que es un derivado del aparato de Golgi y cuya función es la de digerir las cubiertas del

óvulo para que pueda penetrar el espermatozoide. En el caso de enfermedades como la artritis reumatoide, es posible que los problemas que se presentan sean debidos a la liberación del con­ tenido lisosomal en las articulaciones. Se han identificado hasta la fecha cerca de 40 enfermedades relacionadas con el almacena­ miento anormal de sustancias en los lisosomas. Estos padecimientos se deben a mutaciones en los genes que codifican la síntesis de las enzimas del lisosoma y que, en general, están relaciona­ das con la degradación de lípidos o de polisacáridos o con el transporte de los productos de di­ gestión fuera del lisosoma. Las sustancias no degradadas o no transportadas fuera del organelo se acumulan, provocando graves daños en el organismo, como los producidos por las enferme­ dades de Tay-Sachs o de Gaucher, que además de causar desórdenes mentales, ocasionan un aumento de tamaño en el hígado y el bazo, además de lesiones en hueso. El proceso de exo-endocitosis está relacionado también con el movimiento de sustancias que (además de hacerse mediante proteínas acarreadoras, canales proteicos o bien por simple difusión) se produce a menudo por invaginación o fusión de las membranas. La entrada de moléculas, micelas e incluso células, se hace mediante endocitosis, que consiste en una invagina­ ción de la membrana, la cual pronto se desprende para formar una vesícula endocítica. El nombre de endocitosis fue acuñado por de Duve en 1963, e incluye la ingestión de células o partículas grandes (fagocitosis) y la ingestión de fluidos o macromoléculas (pinocitosis). En todas las células eucariontes se realiza la pinocitosis, pero sólo algunas células especializadas

efectúan la fagocitosis (por ejemplo, macrófagos y neutrófilos de los mamíferos y algunos protozoarios). Durante la fagocitosis, la adhesión de la partícula a la membrana del fagocito, desencadena la actividad del citoesqueleto para que se formen los seudópodos, que rodean el cuerpo in­ gerido hasta formar grandes vesículas denominadas fagosomas; éstos se fusionan con los endosomas o se convierten en lisosomas en los que se digiere el material englobado. En la pinocitosis, las células continuamente forman pequeñas invaginaciones de membrana que indis­ criminadamente toman del medio, líquido y moléculas disueltas en él; pero existe otro tipo de endocitosis que requiere de un receptor específico para una molécula determinada. Michel Brown y Joseph Goldstein obtuvieron el Premio Nobel en 1986 por el descubri­ miento de la endocitosis mediada por receptor, cuando estudiaban la hipercolesterolemia familiar, enfermedad hereditaria que se caracteriza porque el gen que codifica para el receptor de una partícula que lleva el colesterol a las células de los mamíferos —micela de LDL (lipoproteína de baja densidad)— se encuentra mutado y, como consecuencia, la micela no puede in­ gresar en la célula, lo que provoca la elevación de los niveles de colesterol sanguíneos, única­ mente en animales. El análisis de cómo se forman los receptores para las micelas de LDL, de cómo se interna la micela en la célula y de cuál es su destino, constituye un interesante ejemplo de la interrelación entre los diferentes organelos y las moléculas que participan en el proceso. Éste se inicia con la unión de la micela de LDL con el receptor que se encuentra en una invaginación de la mem­ brana. Inmediatamente después, la invaginación se cierra formando una vesícula endocítica, rodeada por diversas proteínas. Éstas se desprenden de la vesícula, la cual se fusiona con un endosoma secundario. El pH ácido de este organelo provoca una modificación en la conforma­ ción del receptor y de la proteína de la micela, lo que los obliga a separarse. El receptor es trans­ portado hacia la membrana plasmática por medio de una vesícula para reciclarse. El endosoma secundario que lleva la partícula de LDL se fusiona con las vesículas proceden­ tes del aparato de Golgi que contienen las hidrolasas. La partícula es digerida y sus aminoácidos son transportados hacia el citoplasma para reutilizarse en la síntesis de nuevas proteínas. El colesterol se incluirá en la membrana plasmática o, dependiendo de la célula, se usará como base para hacer hormonas esteroides o sales biliares. Por otro lado, la síntesis de los receptores de las partículas de LDL es dirigida por su gen co­ rrespondiente, y su transcripción se regula de acuerdo con la cantidad de colesterol que exista en la célula y la necesidad que se tenga de esa sustancia. El ARNm producto de la transcripción del gen sale del núcleo hacia el citosol, donde se inicia la síntesis del receptor. Como el receptor está destinado a la membrana celular, la síntesis del mismo se continúa en el interior del RER, donde se pliega y se inicia su glicosilación. La proteína, a continuación, pasa al aparato de Golgi para terminar su proceso de formación. Finalmente, una vesícula que se desprende del aparato de Golgi llevará el receptor hacia la membrana plasmática.

Peroxisomas | Se trata de organelos rodeados de una sola membrana, que contienen enzi­ mas involucradas en diversos procesos metabólicos. Desde el punto de vista morfológico son similares a los lisosomas, y derivan del retículo endoplásmico. Se encuentran en todas las célu­ las eucariontes, pero son muy abundantes en las células del hígado y de los riñones de los ma­ míferos, así como en las algas y en las células fotosintetizadoras de las plantas, y en las semillas oleaginosas en germinación. El peroxisoma, al igual que las mitocondrias, utiliza la mayor parte del oxígeno disponible en las células. Por esta razón, este organelo tuvo como función original la de bajar el nivel del oxí­ geno presente en las células primitivas, protegiéndolas de la acción tóxica de este gas. En el trans­

curso de la evolución, las mitocondrias empezarían a utilizar con ventaja el oxígeno, acoplándo­ lo a la producción de energía por medio de la fosforilación oxidativa. Al igual que en los lisosomas, existen enzimas que están involucradas en diversas vías metabólicas que varían según el tipo de célula de que se trate. Cuando los peroxisomas fueron descu­ biertos se encontró la catalasa, una enzima que descompone el peróxido de hidrógeno, lo que le dio el nombre a estos organelos. Los peroxisomas también se relacionan con el metabolismo de los lípidos, tanto en lo que respecta a su síntesis, como a su degradación. Por ejemplo, participan en las primeras reacciones de síntesis de los plasmalógenos, que son fosfolípidos especiales muy abundantes en las vainas de mielina del tejido nervioso. Debido a la gran cantidad de funciones que realizan, no es de sorprender que existan las llamadas enfermedades peroxisomales, producidas por mutaciones que afectan la síntesis de las proteínas de estos organelos. La enfermedad más común es la adrenoleucodistrofia, en la que una proteína de membrana defectuosa impide el paso de los ácidos grasos de cadena larga al interior del peroxisoma, para que se efectúe su destrucción; la acumulación de los ácidos grasos en los fluidos del cuerpo ocasiona la degeneración de la vaina de mielina del tejido nervioso. En las plantas y en las algas, los peroxisomas también desempeñan importantes funciones. En las semillas oleaginosas son los responsables de transformar los ácidos grasos almacenados en carbohidratos necesarios para proporcionar energía y materiales de construcción para la planta en germinación. La vía metabólica que permite estos cambios se denomina ciclo del glioxilato, una variante del ciclo de Krebs; por esta causa los peroxisomas que desempeñan esta función se denominan glioxisomas. En las células de las hojas, los peroxisomas, en estrecha colaboración con las mitocondrias y los cloroplastos, realizan la fotorrespiración, que aparentemente es un proceso no esencial para la vida. La enzima que en la fotosíntesis permite la fijación del CO2 para iniciar la síntesis de la glucosa, en la fotorrespiración fija oxígeno y desprende CO2, sin la producción de ATP. Esto constituye una pérdida para la planta, pues casi un tercio del CO2 se pierde en este proceso. La enzima fija oxígeno o bióxido de carbono dependiendo de la concentración de estos gases; si el CO2es abundante, la enzima lo fija y se realiza el ciclo de Calvin ; si, por el contrario, el oxígeno es más abundante, se llevará a cabo la fotorrespiración.

O rganelos relacionados con la bioenergética En el interior de las células eucariontes se presentan organelos cuyo papel principal es el de ge­ nerar moléculas energéticas por la oxidación de los nutrientes. Éste es el caso de mitocondrias y cloroplastos, cuya estructura y función se verá en esta sección. La clave para el mantenimiento de la vida radica en la capacidad de los organismos para utilizar la energía que proporcionan las reacciones termonucleares del Sol y la que se encuentra en los compuestos químicos. La molécula energética común en todos los sistemas vivos es el ATP (adenosín trifosfato) que conserva su energía en los enlaces de fosfato que se emplean en todo tipo de trabajo celular.

Mitocondrias | Son pequeños organelos de formas variadas, sumamente plásticos, que mi­ den alrededor de 0.5 |im de ancho y casi 7 |im de largo. Se encuentran en casi todas las células eucariontes. Su número varía, desde una o muy pocas en muchos protozoarios, hongos y algas, hasta varios cientos o incluso miles en algunas células de plantas y animales. La cantidad de mitocondrias en una célula varía no sólo de acuerdo con la actividad metabólica de la misma;

Micrografía electrónica de una mitocondria de ajolote (a) y esquema de sus partes y funciones principales (b).

Membrana interna Membrana externa Cresta mitocondrial (fosforilación oxidativa)

ADN mitocondrial

Mitorribosomas

Matriz mitocondrial (ciclo de Krebs) ATPasa

Esquema delgenoma de la mitocondria humana.

también se localizan en mayor abundancia en ciertas regiones de la célula que requieren de mayor cantidad de ATP Se tuvo noticia de estos organelos desde 1850, cuando Rudolph Kolliker los descubrió en las células musculares; al notar que estas partículas se hinchaban cuando se colocaban en agua, dedujo que estaban rodeadas por una membrana semipermeable. Su papel en el metabolismo oxidativo empezó a estudiarse desde principios del siglo x x por investigadores como Otto Warburg, quien demostró que estos gránulos aislados consumían oxígeno. Pero fue hasta el descubrimiento de la técnica de centrifugación diferencial cuando estos organelos pudieron ser estudiados más a fondo por científicos destacados como Hans Krebs, Eugene Kennedy y Albert Lehninger, quienes dieron a conocer las reacciones del ciclo del ácido cítrico y el transporte de electrones y la fosforilación oxidativa, que constituyen la respira­ ción celular. Las mitocondrias son organelos rodeados de dos membranas, una externa y una interna plegada que aumenta su superficie total. La zona limitada por la membrana interna recibe el nombre de matriz y la zona que se encuentra entre las dos membranas se denomina espacio intermembranal, ambas de naturaleza acuosa. La membrana externa es bastante permeable a iones y pequeñas moléculas, gracias a la pre­ sencia de proteínas transmembranales llamadas porinas. La membrana interna sólo permite el paso de piruvato, ácidos grasos, ATP, ADP y fosfato inorgánico, entre otros. Igualmente, presenta complejos proteicos involucrados en el transporte de electrones, en la translocación de protones y en la síntesis de ATP Las crestas formadas por el plegamiento de la membrana interna reflejan la actividad de una determinada célula; las células con gran actividad metabólica, como las células musculares de los colibríes, tienen gran cantidad de crestas; en cambio, las células de los vegetales, que tienen bajas tasas respiratorias, poseen mitocondrias con pocas crestas. En la matriz acuosa se encuentra la mayoría de las enzimas involucradas en la función de este organelo; hay también aquí ADN circular, ARN y los ribosomas, que le dan a la mitocondria una independencia genética casi completa.

La mitocondria es el centro metabólico por excelencia donde, mediante la oxidación de moléculas combustibles, se sintetiza la mayor parte del ATP que requieren las células eucariontes. Su similitud con las bacterias llevó a la propuesta de que las mitocondrias habían sido bacterias de vida libre adoptadas por alguna célula hospedera para vivir como endosimbiontes. Lynn Margulis recuperó esta hipótesis y acumuló evidencias que no dejan lugar a dudas respecto al origen bacteriano de estos organelos, como la presencia de ADN circular (seme­ jante al ADN bacteriano) y sensibilidad a los mismos antibióticos. De acuerdo con Margulis, en el arqueano, la proliferación de las cianobacterias fotosintetizadoras propició el aumento de oxígeno en la atmósfera. Muchas de las bacterias inca­ paces de soportar el oxígeno murieron o se refugiaron en zonas a las cuales no llegaba este gas, mientras otras desarrollaron un sistema de protección frente a la extrema toxicidad del oxígeno. Estas bacterias aerobias, que poseían ya un sistema enzimático parecido al de las mitocondrias actuales, establecieron una relación estable con otros eucariontes primitivos de mayor tamaño, que se habían convertido en fagocitadores. Primeramente se establecería una relación de depredador-presa, en la cual las células aero­ bias serían engullidas como alimento. Con el tiempo, algunas de estas presas desarrollarían una cierta tolerancia para permanecer largos periodos dentro del citoplasma del huésped. Posterior­ mente, y debido a que los aerobios instalados en su citoplasma usaban el oxígeno que se en­ contraba en ciertos ambientes, los anaerobios hospederos pudieron gradualmente adentrarse en ambientes ricos en oxígeno sin ningún peligro. Gradualmente, hospederos y huéspedes se hicieron mutuamente dependientes, marcando uno de los hitos más importantes en la evolución de la célula eucarionte. En la actualidad, las mitocondrias utilizan con gran eficacia el oxígeno y se han convertido en potentes generadores de ATP, es decir, efectúan la combustión de los metabolitos procedentes de los nutrientes (carbohidratos, lípidos y proteínas) para sintetizar la molécula energética por excelencia, de la cual depende en gran medida la vida. El genoma mitocondrial humano está constituido por 16 569 pares de bases y contiene únicamente 37 genes. Trece de éstos codifican para proteínas relacionadas con la producción de energía, es decir, proteínas pertenecientes a la cadena respiratoria; las restantes 24 codifican para moléculas de ARN que corresponden a ARN de transferencia para cada aminoácido, así como genes para los ARN ribosomales de la mitocondria: 12S y 16S. Las demás funciones mitocondriales son codificadas por genes nucleares; una vez que las proteínas son sintetizadas en el citoplasma se exportan al interior de la mitocondria. Los genes del genoma mitocondrial están muy cercanos entre sí y no contienen intrones, hecho que hace que este genoma sea más parecido a los genomas bacterianos, lo que constituye una evidencia del origen procarionte de estos organelos. Las mutaciones ocurridas en el genoma mitocondrial provocan una alteración en el metabolismo energético que causa diversas enfermedades que pueden afectar al sistema ner­ vioso central, la vista, el oído, el corazón, el músculo esquelético, los riñones y el sistema en­ docrino. Las enfermedades mitocondriales no siguen el patrón mendeliano debido principalmente a que las mitocondrias sólo se heredan por vía materna, por lo que este tipo de enfermedades lo harán de la misma manera. La mayoría de las enfermedades debidas a mutaciones en el genoma mitocondrial tienden a manifestarse en el transcurso de la vida del individuo y se agra­ van conforme avanza la edad, pues el efecto de la mutación aumenta con el tiempo, al incre­ mentarse la cantidad de genomas afectados.

Enfermedad

Síntomas

Causa

Síndrome Kearns-Sayre

Deterioro retinal, sordera, diabetes

Pérdida de varios genes

Síndrome de Leigh

Degeneración de ganglios basales, pérdida motora y del habla

Mutaciones en los genes de la ATP sintasa

Encefalopatía mitocondrial

Demencia y ataques; miopatía

Mutación en el gen para el ARN de transferencia para leucina

Síndrome de Pearson

Disfunción de la médula ósea, alteraciones en la sangre

Pérdida de genes debido a deleciones

cloroplastos | Una vez que las mitocondrias se adaptaron a su vida en el primitivo fagocito, otro episodio de endosimbiosis se presentó en algunas de estas nuevas células. Un endosimbionte diferente habría de cambiar las estrategias para la obtención de alimento. Las células que obtuvieron la ventaja de poseerlos prosperaron rápidamente, pues sólo necesitaban para sintetizar su alimento aire, agua, energía solar y sales minerales en disolución que su medio les proporcionaba en abundancia. Con el tiempo, estos nuevos endosimbiontes se convirtieron en plástidos, que son los organelos característicos de las algas pardas, rojas y verdes y de las plantas que posteriormente evolucionaron a partir de éstas. Hay diversos tipos de plástidos, pero sólo los cloroplastos efectúan la fotosíntesis.

Micrografía electrónica y esquema de un cloroplasto, (a) y (b), respectivamente.

Existe una gran similitud entre las mitocondrias y los cloroplastos, pues ambos organelos generan ATP, contienen su propio genoma (no asociado a histonas) y se dividen por partición. Pero, además de fijar el CO2, los cloroplastos sintetizan aminoácidos y ácidos grasos y realizan la reducción de nitrito (NO2) a amonio (NH3) indispensable para que el nitrógeno se incor­ pore a los compuestos orgánicos. Los cloroplastos son organelos muy grandes, de 5 a 10 |im de longitud. Al igual que las mitocondrias, se encuentran rodeados por una doble membrana. Adicionalmente, poseen un sistema de membranas internas denominadas tilacoides , que en determinados sitios se plie­ gan sobre sí mismas formando sacos tilacoidales que agrupados constituyen los grana. La compartimentación de los cloroplastos es más complicada que en la mitocondria. En los cloroplastos se encuentra: 1] un espacio entre las membranas de la envoltura; 2] el estroma que es la zona que se encuentra entre la envoltura y las membranas tilacoidales, y 3] el lumen tilacoidal. A pesar de la complejidad que muestran estos organelos, puede establecerse una similitud interesante con la mitocondria. En la membrana externa de ambos organelos se localizan porinas que facilitan la entrada a iones y pequeñas moléculas. Sin embargo, la membrana interna impide el paso de iones y metabolitos que sólo pueden acceder al interior del cloroplasto me­ diante transportadores específicos. Por su parte, el estroma del cloroplasto es equivalente a la matriz de la mitocondria, pues contiene el material genético y un conjunto de enzimas entre las cuales se encuentran las que intervendrán en la síntesis de los carbohidratos. La diferencia más notable entre ambos organelos radica en las funciones que realizan sus membranas. En la mitocondria, la membrana interna plegada en crestas es la responsable del transporte de electrones, de la translocación de protones y de la quimiosmosis, que lleva a la síntesis de ATP; en cambio, la membrana interna del cloroplasto no participa en la fotosíntesis; este papel se ha reservado a las membranas tilacoidales. Es en estas membranas donde se locali­ zan los fotosistemas, las sustancias destinadas al transporte de los electrones y a la traslocación de protones y la ATP sintasa. Los cloroplastos tienen una gran similitud con las células procariontes; por ejemplo, el tamaño y la forma, así como la presencia de ADN circular o ADN cloroplástico; también lle­ van a cabo en su interior síntesis de proteínas y se dividen de una manera semejante a las bacterias. De acuerdo con lo anterior, no es de extrañar que también existan similitudes en cuanto a las características de los procesos energéticos que se dan en estos organelos y las bacterias. Por ejemplo, tanto la respiración celular como la fotosíntesis ocurren en dos fases: una soluble y otra no soluble, de manera similar a lo que sucede en las bacterias. Mientras la fase soluble de la respiración y de la fotosíntesis se lleva a cabo en la matriz mitocondrial y en el estroma del cloroplasto, en las bacterias esto ocurre en el citoplasma. Asimis­ mo, la fase no soluble se asocia con la membrana interna mitocondrial y con las membranas tilacoidales, de una manera semejante a lo que ocurre con la membrana celular de las bacterias aerobias y de las fotosintéticas. Así, la fotosíntesis consiste de dos fases: una luminosa —síntesis de ATP y NADPH— y otra oscura —síntesis de azúcares.

Otros plástidos | Además de los cloroplastos (que en las angiospermas y en las gimnospermas se encuentran en las hoj as, los tallos j óvenes y los frutos no maduros), en las plantas se localiza una variedad de plástidos que realizan diversas funciones. Éstos, a diferencia de los cloroplastos, carecen de tilacoides y de los integrantes del sistema fotosintetizador. Se clasifican según el tipo de pigmentos que poseen: 1] cromoplastos que contienen carotenoides, respon­ sables de los colores amarillo y anaranjado de frutas y flores, su papel en el metabolismo no es

claro; 2] leucoplastos incoloros que actúan como reservorios de materiales energéticos; 3] amiloplastos y elaioplastos, variedades de leucoplastos que acumulan almidón y lípidos, respec­ tivamente. Todos los plástidos se desarrollan a partir de protoplástidos, que son organelos indiferenciados, carentes de membranas internas que se localizan en los meristemos de rápido crecimiento. Los protoplástidos se diferencian de acuerdo con el tejido en que se encuentran y las necesida­ des metabólicas de la célula. Es notable, por ejemplo, el cambio que sufren los cloroplastos hacia cromoplastos durante la maduración de los frutos: los cloroplastos pierden sus membranas tilacoides e inician la síntesis de nuevos tipos de carotenoides. La formación de los cloroplastos a partir de los protoplástidos es un buen ejemplo de la interacción entre genoma y ambiente: la luz desencadena la formación de las enzimas nece­ sarias para la fotosíntesis, los pigmentos que absorberán la luz se sintetizan rápidamente y se inicia la formación de las membranas tilacoidales y su estructuración en sacos tilacoides y grana.

Bioenergética Los fenómenos de transporte a través de la membrana, así como los procesos de endocitosis y exocitosis (estos últimos presentes sólo en eucariontes), son parte de los mecanismos que po­ seen las células para llevar a cabo un intercambio eficaz de materiales y energía con el exterior. Una vez en el interior celular, las sustancias serán transformadas a través de una serie de reaccio­ nes químicas, que en su conjunto reciben el nombre de metabolismo. La mayoría de las reac­ ciones no ocurre de manera aislada, sino que se hallan organizadas en “cascadas” llamadas rutas o vías metabólicas, en las que el producto de una reacción es el sustrato para la siguiente y cada una es catalizada por una enzima específica. La mayoría de los procesos metabólicos consiste en reacciones de óxido-reducción. En dichas reacciones, los electrones se mueven de niveles de energía mayores a menores, liberando energía que es utilizada por la célula en sus múltiples reacciones. La pérdida de un electrón se denomina oxidación y la ganancia reducción. Estos procesos son simultáneos, pues para que ocurra la reducción debe existir una molécula que libere un electrón. Los sistemas vivos, desde la célula hasta los organismos más complejos, realizan una gran variedad de actividades biosintéticas y todas ellas requieren de energía. Una gran proporción de la energía (alrededor del 90%) es suministrada por el ATP, molécu­ la que con su función asegura el conjunto de reacciones químicas que constituyen el metabo­ lismo. La síntesis de proteínas, de ácidos nucleicos, las funciones de secreción y excreción celular y prácticamente todas las reacciones de la célula requieren de ATP El ATP es un nucleótido formado por un azúcar de cinco carbonos llamado ribosa, una adenina y tres grupos fosfato. La transferencia de un grupo fosfato se llama fosforilación. El ATP tiene varias cargas negativas muy próximas que tienden a desestabilizar a la molécula, así que cuando se hidroliza y cede un grupo fosfato adquiere mayor estabilidad transformándose en ADP, que en cualquier momento puede regenerarse y volver a su estado inicial de ATP Las células hacen uso del ATP permanentemente; ya sea invirtiéndolo en reacciones que requieren energía o recuperándolo en reacciones que liberan energía. El ATP es la sustancia más importante destinada a capturar y transferir energía en las células. La hidrólisis del fosfato terminal de esta molécula libera energía que sirve para impulsar las di­ versas actividades celulares, por ejemplo, la contracción de los músculos, el movimiento de mo­ léculas en contra de un gradiente de concentración y la formación de péptidos.

La mayor parte del ATP que necesitan los sistemas biológicos proviene de la respiración celular y de la fotosíntesis. En el primer caso, en la mayoría de los organismos, la glucosa y los ácidos grasos son metabolizados hasta CO2 y H2O, y la energía liberada en las reacciones de oxidorreducción será aprovechada para efectuar el proceso de quimiosmosis, que se resume como el “bombeo” de protones hacia el espacio intermembranal de la mitocondria; la transloca­ ción de protones se efectúa a través de tres de los complejos pertenecientes a la cadena de trans­ portadores de electrones localizados en la membrana interna de la mitocondria. Los protones acumulados en el espacio intermembranal regresarán a la matriz mitocondrial por medio de un complejo proteico denominado ATP sintetasa en el cual moléculas de ADP e iones fosfato se unen para formar las moléculas de ATP. En la fotosíntesis, la energía procedente de las reacciones termonucleares del Sol es trans­ formada en energía química de los enlaces de ATP, que posteriormente se almacenará en los compuestos orgánicos como almidón y sacarosa. Las plantas, las algas y algunos procariontes constituyen la base de la mayor parte de las cadenas alimentarias. La excepción está representa­ da por las bacterias que habitan en las ventilas hidrotermales, las cuales utilizan reacciones de oxidación de compuestos inorgánicos reducidos, para obtener el ATP La fotosíntesis y la respiración, aparentemente distintos, tienen en común la quimiosmosis que indica que los procesos metabólicos han sufrido una evolución a partir de procesos comu­ nes a través de miles de millones de años: La quimiosmosis en la fotosíntesis y en la respiración requiere de la presencia de una membra­ na impermeable a los protones y en la que se encuentre una cadena de transportadores de elec­ trones. En ambos procesos, los hidrógenos procedentes del agua, en el caso de la fotosíntesis o de las moléculas orgánicas, en el caso de la respiración, se disocian en electrones y protones. Los electrones son llevados por una cadena de transportadores desde un nivel alto de energía a uno menor, y la energía liberada en los procesos de oxidorreducción permite que los protones sean “bombeados” de uno a otro lado de una membrana en contra de un gradiente electroquímico, a través de algunos complejos integrantes de la cadena de transportadores de electrones. • A continuación, los protones acumulados en uno de los lados de la membrana (del cloroplasto, de la mitocondria o de la membrana plasmática en el caso de los procariontes) la atrave­ sarán nuevamente, pero ahora lo harán a favor de un gradiente de concentración y a través de la ATp sintasa o sinteasa, en la que se efectuará la síntesis de la mayor parte del ATP que la célula utilizará para efectuar sus funciones. La compleja organización que caracteriza a las células sólo puede mantenerse gracias al aporte constante de energía proveniente del exterior. Con excepción de algunas especies de organismos unicelulares, la presencia de mitocondrias constituye un rasgo prácticamente universal de las células eucariontes, mientras los cloroplastos sólo se encuentran en algas y plantas fotosintetizadoras.

catabolismo de la glucosa y de los ácidos grasos | Como se ha mencionado arriba, la célula ha desarrollado mecanismos para elaborar eficazmente ATP en la fotosíntesis y en la respiración. En la respiración, que se lleva a cabo en las mitocondrias de las células eucariontes, se utiliza el acetato de dos carbonos que deriva, por un lado, de la descomposición de la glucosa (denominada glucólisis) y, por otro, del catabolismo de los ácidos grasos (llamado beta oxi­ dación). La glucólisis es una vía metabólica muy interesante, desde el punto de vista evolutivo, debido a que se piensa que fue una de las maneras como las células primitivas obtenían energía. Se trata

Esquema de laglucólisis.

de una serie de reacciones que pueden dividirse en dos grandes grupos: las primeras son reac­ ciones de activación energética en las cuales, la glucosa y su isómero fructosa, son fosforiladas por dos moléculas de ATP para formar una molécula de fructosa bifosfato. En la segunda parte del proceso, la fructosa bifosfato se divide en dos moléculas de tres car­ bonos cada una: gliceraldehído 3 fosfato y dihidroxiacetona fosfato; esta última se transformará a su vez en gliceraldehído 3 fosfato. A continuación, ambas moléculas de gliceraldehído sustituyen el hidrógeno del grupo fun­ cional aldehido por un grupo fosfato; los hidrógenos son aceptados por la coenzima NAD que se transforma en NADH + H+. Por lo tanto, las dos moléculas de gliceraldehído, se transforman en dos moléculas 1,3 bifosfoglicerato. A continuación, éstas pierden los fosfatos de los carbonos 1, permitiendo que dos moléculas de ADP se transformen en dos moléculas de ATP. A esto se le denomina primera ganancia de energía. Siguen a continuación tres reacciones sucesivas que modifican la estructura de las moléculas, hasta llevarlas a un alto nivel energético, que permita la liberación de los fosfatos restantes para formar las dos últimas moléculas de ATP (segunda ganancia de energía). Al final del proceso de glucólisis se forman dos moléculas de piruvato o ácido pirúvico y dos moléculas de NADH, cuyo destino dependerá de la presencia o no de oxígeno en el medio celular. De acuerdo con esto, los organismos pueden ser aerobios obligados, si para su existencia es necesario el oxígeno, pues éste es el aceptor final de electrones; en otros casos, ciertos orga­ nismos, como anélidos, moluscos o levaduras, que pueden desarrollarse en presencia o ausencia de oxígeno, se les llama anaerobios facultativos, ya que el aceptor de electrones puede ser el oxíge­ no o una sustancia orgánica.

Piruvato

Piruvato Piruvato descarboxilasa

C02 >*

NADH + H+

dehído

al t e c A

Lactato deshidrogenasa

NADH + H+ NADH+

Alcohol deshidrogenasa

Alcohol etílico

Esquema de la fermentación alcohólica.

NADH+

Alcohol etílico

Esquema de la fermentación láctica.

La ausencia de oxígeno en el medio hace que el piruvato sea el aceptor final de electrones provenientes del NADH, que se formó en el paso de gliceraldehído a bifosfoglicerato; la sustancia que resulta es el ácido láctico y el proceso de su formación es la fermentación láctica. En la cono­ cida fermentación alcohólica, que efectúa Saccharomyces cerevisiae, el aceptor final de electrones, es el acetaldehído que resulta de la descarboxilación del piruvato. Este proceso origina la mayor parte de las bebidas alcohólicas como vinos y cervezas, con formación de etanol, CO2y NAD+. En las células musculares de los mamíferos existe la fermentación láctica, que se presenta cuando el suministro de oxígeno es limitado; la glucosa presente en estas células inicia el proceso de glucólisis hasta piruvato pero, debido a la falta de oxígeno, no ingresa en la mitocondria, sino que actúa como aceptor de los electrones provenientes del NADH. El ácido láctico resultante es el responsable del dolor muscular. La mayor parte del lactato producido se secreta a la sangre y se recoge en el hígado, donde puede convertirse nuevamente en piruvato para seguir la vía aerobia o puede convertirse en glucosa por medio de la gluconeogénesis o formación de nueva glucosa. La formación de glucosa a partir del lactato-piruvato va en sentido opuesto, siguiendo casi de manera idéntica los pasos de la glucólisis; este proceso que se presenta en las células animales, tiene una relación evolutiva interesante, como se verá más adelante en la primera parte del ciclo de Calvin de la fotosíntesis, en donde se sintetiza glucosa; en ella se utiliza una serie de reac­ ciones similares a las que se efectúan en la gluconeogénesis de las células animales. La presencia de oxígeno en el medio celular permite que el piruvato ingrese en la mitocondria, para seguir con la respiración celular, que se caracteriza porque el aceptor final de electro­ nes es el oxígeno molecular, a diferencia de las fermentaciones, en las cuales el aceptor final de electrones es una sustancia orgánica (piruvato, acetaldehído, etcétera). La respiración celular se subdivide en tres grupos de reacciones claramente distinguibles: Un preámbulo o puente al ciclo de Krebs, en el que el piruvato dentro de la matriz mitocondrial sufre una descarboxilación oxidativa, es decir, pierde bióxido de carbono e hidrógenos simultáneamente; al mismo tiempo, el acetato resultante se une a la coenzima A para dar acetilcoenzima A o acetilCoA. Los hidrógenos liberados enzimáticamente son recibidos por el NAD+ para dar NADH. • La segunda serie de reacciones es el ciclo de Krebs (la vía metabólica por excelencia), que tam­ bién se lleva a cabo en la matriz mitocondrial, se inicia con la unión o condensación del acetato de dos carbonos con el oxaloacetato de cuatro carbonos. La molécula resultante es el citrato de seis carbonos, la posterior formación de 3 NADH, 1 FADH2, 1 GTP, 2 CO2 y renovación de la molécula de cuatro carbonos.

Esquema del preámbulo o puente al ciclo de Krebs.

Esquema del ciclo de Krebs que ocurre en la matriz mitocondrial. Piruvato

A cetil CoA

M alato

h2o

V Fum arato

FAD

Cis- aconitato

La siguiente serie de reacciones enzimáticas elimina dos moléculas de bióxido de carbono e hidrógenos que son aceptados por las coenzimas NAD+ y FAD+; además, a la mitad del ciclo se forma una única molécula de ATP. La pérdida de carbonos ocasiona que las moléculas de seis carbonos, paulatinamente se transformen, primero en una molécula de cinco carbonos y finalmente en moléculas de cuatro carbonos, siendo la última de la serie el oxaloacetato, con la cual se inicia nuevamente el ciclo. La importancia del ciclo de Krebs radica en la formación de NAD+ y FAD+ reducidos (NADH H+ y FADH2). ¿Por qué el acetato tiene que ingresar en el ciclo de Krebs, en lugar de oxidarse directa­ mente? La respuesta radica en que el metilo de esta sustancia no puede ser oxidado fácilmen­ te para dar bióxido de carbono; por esta razón tiene que unirse al oxaloacetato, para oxidarse de manera indirecta; algo similar ocurre en el inicio del ciclo de Calvin, cuando el bióxido de carbono se une a la ribulosa bifosfato para reducirse indirectamente y poder “transformarse” en glucosa. • La tercera serie de reacciones de la respiración se realiza en la membrana interna de la mitocondria, o en el caso de los procariontes, en la membrana plasmática. Los hidrógenos que provienen del ciclo de Krebs y que son llevados por el NAD+ y FAD+ se disocian en electro­ nes y protones. Los electrones son transportados a través de una serie de complejos proteicos denominada cadena transportadora de electrones o cadena respiratoria; la energía libe­ rada durante el paso de los electrones permite que los protones sean “bombeados”en contra de un gradiente de concentración, de la matriz hacia el espacio intermembranal, en los complejos i, 11 y iv El movimiento de protones de regreso a la matriz y a favor de un gradiente de concentra­ ción, se hace a través de la ATP sintasa, que aprovecha la corriente de protones para acoplar el ADP con un fosfato y formar ATP; el proceso, como ya se mencionó, es la quimiosmosis o fuerza motriz de protones. Finalmente, tanto electrones como protones son aceptados por el oxígeno para formar agua.

(

h+

h+

H+

h+

Espacio intermembranal

Matriz mitocondrial

H O2

e-

2 H 2O

C a d e n a tra n s p o rta d o ra d e e le c tro n e s

[a

pp

^ P l^ p Tp h+

Ia d P

C ito p lasm a

+

p

E Ü3

Esp acio in te rm e m b ra n al

->

T \

A m in o á c id o s

P o lisa c á rid o s

A z ú c a r e s sim p le s

C a rb o h id ra to s L íp id o s G ra sa s

Procesos respiratorios de la mitocondria.

Para calcular la cantidad de moles de ATP que se producen en la oxidación completa de un mol de glucosa debemos considerar los aspectos siguientes: a] En la glucólisis se producen directamente dos moles de ATP b] En el mismo proceso se obtienen dos moles de NADH, mismos que mandan sus hidróge­ nos a la mitocondria, no directamente, sino a través de dos sustancias distintas, que deposi­ tan los hidrógenos en el NAD+ o FAD+ de este organelo. c] En el preámbulo al ciclo de Krebs, los dos moles de piruvato que se transforman en dos de acetato, forman dos moles de NADH. d] En el ciclo de Krebs, la oxidación de cada mol de acetato producirá tres moles de NADH, un mol de FADH2y un mol de ATP e] Por cada mol de NADH2 que ingresa a la cadena respiratoria se forman tres moles de ATP y por cada mol de FADH se obtienen dos moles de ATP f

Para calcular correctamente la cantidad de ATP que se forma en el proceso de oxidación de la glucosa, es necesario tener presente que la glucosa forma dos moléculas de piruvato y que cada una de ellas se transformará en acetato y se oxidará completamente en el ciclo de Krebs. Por lo tanto, ¿cuántos moles de ATP se obtienen por cada mol de glucosa?

De la glucólisis

2ATP

De los dos moles del NADH de glucólisis

6 ATP o 4 ATP

Del NADH del preámbulo a ciclo de Krebs

6 ATP

Del NADH del ciclo de Krebs

18 ATP

Del FADH2 del ciclo de Krebs

4 ATP

Del ciclo de Krebs

2 ATP

En total: 38 o 36 moles de ATP

Así como la glucosa sigue la ruta de la glucólisis antes de entrar en el proceso de respiración, los ácidos grasos almacenados en forma de triacilglicéridos primero se hidrolizan separándose del glicerol. Al ser depositados en la sangre, los ácidos grasos son llevados a la mayoría de las células para ser oxidados, principalmente en la mitocondria. El proceso de oxidación de estas sustancias se denomina b-oxidación; en ella se forman moléculas de acetilCoA y NAD+ y FAD+ reducidos. Las moléculas de acetato ingresan en el ciclo de Krebs, mientras las coenzimas NAD+y FAD+reducidas directamente van a la cadena respiratoria. La cantidad de ATP que se forma de la completa oxidación de un ácido graso depende del tamaño de éste; por ejemplo, en la oxidación completa de un mol de ácido graso de 18 carbonos se obtienen nueve moles de acetato, ocho moles de NADH y ocho moles de FADH2. El cálculo se hace de la siguiente manera: de cada mol de acetato se obtienen tres moles de NADH, un mol de FADH y un mol de ATP Por lo tanto, de cada acetato se obtienen 12 moles de ATP

De cada acetato

12 ATP multiplicados por 9 = 108 ATP

De los 8 moles de NADH

24 A TP (8 X 3)

De los 8 moles de FADH2

16 A TP (8 X 2)

En total: 143 moles de ATP menos un mol de ATP que se usó para activar energéticamente al ácido graso al inicio de la b-oxidación. De lo anterior se desprende la importancia de los ácidos grasos como sustancias altamente energéticas, pues se obtiene una cantidad considerablemente mayor de energía si se compara con la obtenida por cada mol de glucosa oxidado completamente.

Fotosíntesis! De acuerdo con lo mencionado antes, la célula es un sistema abierto que nece­ sita un aporte continuo de energía. Ésta se encuentra siempre disponible, pues proviene de los procesos de fusión nuclear que se efectúan en el Sol. Los átomos de hidrógeno que se encuen­ tran en esa estrella, continuamente se fusionan para formar átomos de helio, electrones libres y

diaciones gamma y es absorbida por los elec­

H

1

C C

Parte de la energía se desprende como ra­

JE

fotones.

CH,

trones producidos en el Sol; mientras la ma­ yor parte es emitida en longitudes de onda

c 3h

mayor, pudiendo ser absorbida y transmitida como energía química, gracias a la presencia de las porfirinas que forman parte funda­ mental de las clorofilas, que se encuentran en las membranas de los procariontes foto-

-

^

c

^

1 C C

1 M N

C

N

HC

H

C\

C

CH, O 1

C

H - C - H i

tesis, cuyos productos finales son la glucosa,

H

H - C - H

3

CH N -----------C

O

/ C^ Z C C C 1 1 H C ---------C O i C=O 1 O 1 CH3

CH3

H - C - H H — C — CH, |

3

H - C - H

6CO 2 + 6H 2O ^ 6O 2 + C 6H 12O 2 corresponde a la reacción inversa del proceso gene­

H - C - H 1 H - C - H

ral, en la cual los carbohidratos son oxidados

H - C - C H ,

completamente a CO2 y H2O. Ciertos proca-

H - C - H

riontes como las bacterias verdes y las púrpu­

H - C - H

ras también fotosintetizan, pero no producen

H - C - H

oxígeno.

H - C - C H ,

cuales requieren de la luz para realizarse:

ch

11

H - C - H

jo que se subdivide en cuatro fases, tres de las

-

C-CH,

obtiene también oxígeno como subproducto,

La fotosíntesis es un proceso muy comple­

c h

C

el cual es el eslabón que comunica con la res­

génica (que produce oxígeno)

C^

CH, 2

gía radiante en energía química es la fotosín­

La reacción general de la fotosíntesis oxi-

/

H

El proceso de transformación de la ener­

pal ciclo de la vida.

—

1 C C

c 3h

gas y plantas terrestres.

piración, cerrándose de esta manera el princi­

c

Mg

sintetizadores y en los cloroplastos de las al­

la sacarosa y el almidón. En este proceso se

II M N

H - C - H | 1 H

Fitol

Esquema de ¡a clorofila.

Absorción de la energía radiante. • Rompimiento del agua, liberación del oxígeno, transporte de electrones a través de una cade­ na de sustancias, reducción del NADP+ a NADPH y acumulación de protones en el interior del tilacoide. • Síntesis de ATP • Conversión del CO2 en carbohidratos o fijación del carbono. Las enzimas necesarias para las tres primeras etapas se localizan en las membranas tilacoidales; las que se necesitan para la fijación del carbono y su transformación posterior en almidón se localizan en el estroma del cloroplasto; mientras las enzimas que forman sacarosa se encuen­ tran en el citosol.

Absorción de energía radiante, transporte de electrones y síntesis de ATP | Éste es el paso inicial del proceso fotosintético; para que se lleve a cabo es necesaria la presencia de las clorofilas que son pigmentos asociados con proteínas localizadas en las membranas tilacoidales. Constan de un núcleo de porfirina unido a una larga cadena hidrocarbonada denomi­ nada fitol. El núcleo de porfirina es similar al hem de la hemoglobina, pero a diferencia de éste, en lugar de un ion de Fe2+tiene un ion de Mg2+y un anillo adicional. La energía absorbida por el anillo de porfirina se usa para quitarle electrones, lo cual provo­ Reacciones luminosas de la fo tosíntesis en los tilacoides.

ca que la clorofila se vuelva un eficaz agente reductor. «

Los “huecos” de electrones dejados en la clorofila son llenados con los electrones del agua; ésta se rompe gracias a la presencia de un complejo enzimático que posee manganeso. El oxí-

C o m plejo de Foto sistem a II

cito crom o

Y Foto sistem a I

H+ N ADP red u ctasa

H+

^

ATP sintetasa

EsPacio interm em branal tilacoide

geno se libera rápidamente, mientras los hidrógenos se disocian en electrones y protones. Al igual que en la respiración, los electrones son llevados a través de una cadena de transporta­ dores, hasta que llegan a su último aceptor que es el NADP+, el cual se transforma en NADPH, que es casi idéntico al NAD+, sólo que tiene un fosfato adicional. Los protones que resultan de la disociación de los hidrógenos se acumulan en el lumen o luz tilacoidal y pasan a favor de un gradiente electroquímico por la ATP sintasa para formar el ATP; la síntesis de ATP es idéntica a la que se realiza en la mitocondria, lo cual evidencia su relación evolutiva. Un análisis más detallado de las reacciones dependientes de la luz, muestra que los organis­ mos fotosintetizadores que producen oxígeno forman grandes complejos denominados fotosistemas I y II, constituidos por proteínas asociadas a una clorofila especial (denominada centro de reacción) y clorofilas y carotenoides que actúan como antenas recolectoras de diferentes lon­ gitudes de onda. Las bacterias fotosintetizadoras que no producen oxígeno sólo presentan el fotosistema I. Ambos fotosistemas se encuentran, junto con los transportadores de electrones, en las mem­ branas tilacoidales del cloroplasto, pero difieren en sus funciones: el fotosistema II, es el único que tiene capacidad para romper el agua, mientras el fotosistema I es el que forma el poder re­ ductor o NADPH. El centro de reacción del fotosistema II (P680), constituido por dos moléculas especiales de clorofila a , recibe la energía capturada por los pigmentos antena, y la utiliza para mandar uno de sus electrones a un nivel superior de energía; el electrón no regresa a su nivel original sino que reduce rápidamente al primer integrante de la cadena transportadora de electrones. Las reacciones de oxidorreducción que se efectúan al paso de los electrones liberan energía para el traslado de protones desde el estroma hasta el lumen tilacoidal, mismos que aunados a los pro­ venientes del agua, garantizan un aporte suficiente de protones para que se sintetice ATP. Los electrones, después de haber pasado por diferentes transportadores, llegan al fotosistema I, cuyo centro de reacción (P700) al ser estimulado por un fotón, libera nuevamente un elec­ trón que finalmente, después de ser transportado por diferentes sustancias, reducirá el NADP a NADPH. La síntesis de ATP y de NADPH es imprescindible para que se efectúe la siguiente etapa de la fotosíntesis: el ciclo de Calvin, serie de reacciones de biosíntesis por medio de las cuales la mayoría de los organismos fotosintetizadores convierte el CO2 en compuestos orgánicos.

Conversión de CO2 en carbohidratos | Los cloroplastos de las plantas y de las algas son sitios de intensa actividad metabólica; en ellos se producen casi todos los aminoácidos, los áci­ dos grasos y los carotenos, las pirimidinas y posiblemente todas las purinas; sin embargo, la más importante aportación de los cloroplastos es la fijación del CO2 que derivará en la síntesis de carbohidratos. El ciclo de Calvin (en honor a su descubridor Melvin Calvin) se inicia con la fijación de CO2 a una molécula de ribulosa bifosfato; esta reacción es catalizada por la enzima ribulosa 1, 5bifosfato carboxilasa conocida comúnmente como RuBisCo , que se localiza en el estroma de los cloroplastos. Inmediatamente después se forma un intermediario de seis carbonos que pron­ to se divide para formar 3-fosfoglicerato o ácido fosfoglicérico. El cual es fosforilado por ATP para formar moléculas de 1, 3-bifosfoglicerato, mismas que serán reducidas por el NADP+ para formar gliceraldehído 3 fosfato; estas reacciones forman parte de un proceso de gluconeogénesis, que culminará con la formación de glucosa. El ciclo de Calvin se cierra con una segunda serie de reacciones que lleva al reciclaje de la ribulosa 1, 5-bifosfato, sin el cual no habría fijación de CO2.

6

CO2 = 1C

I

A.

RuBisCo 6 Ribulosa-1,5-difosfato = 5C

12

3-Fosfoglicerato = 3C TP

ADP

ADP

6 Ribulosa 5-fosfato = 5C

12 1,3-Bisfosfoglicerato = 3C Pi

2 NADPH IADP+

12 Gliceraldehído 3-fosfato = 3C

T

El ciclo de Calvin ocurre en el estroma del cloroplasto.

2

Glucosa = 3C

Fotorrespiración | La enzima rubisco, no sólo permite la fijación del CO2: en condiciones de baja concentración de CO2 y alta de O2 favorece la adición de O2 al 3-fosfoglicerato en el cloroplasto para formar una molécula de fosfoglicolato, que pasa a los peroxisomas donde se transforma en glicina que, al pasar a la mitocondria, pierde CO2; la sustancia resultante tiene una serie de reacciones conforme pasa nuevamente a peroxisoma, hasta llegar al cloroplasto, en donde se incorpora al ciclo de Calvin en forma de 3-fosfoglicerato. • La fotorrespiración actúa en contra del proceso de fotosíntesis, puesto que: - No permite que la ribulosa 1, 3-bifosfato fije el CO2. - Consume O2 y libera CO2. - Utiliza ATP innecesariamente. A pesar de que actualmente no representa una vía útil para las plantas, se especula que la fotorrespiración tuvo una importancia evolutiva en las etapas en las que el O2 era altamente tóxico para los organismos, siendo este proceso indispensable para regular la cantidad de O2que podían tolerar los organismos primitivos. En vista de que la fotorrespiración disminuye la capacidad fotosintetizadora, actualmente se pretende modificar genéticamente las plantas de valor económico con el fin de aumentar su rendimiento. La fotorrespiración se reduce en las plantas que fijan el CO2 por medio de la vía C4. Son plantas que habitan en un medio muy seco, y que por lo tanto necesitan cuidarse del exceso de evaporación cerrando sus estomas. Esto hace que la concentración interna de CO2 sea bastante baja, por lo que se favorece la fotorrespiración; sin embargo, las plantas como el maíz y la caña de azúcar evitan este problema al utilizar la vía C4, llamada así porque al aceptarse el CO2 se forma una sustancia de cuatro carbonos, como el oxaloacetato, en lugar del 3 fosfoglicerato de tres carbonos que se forma en el ciclo de Calvin. La vía C4 requiere de dos tipos de células: las células de la vaina, que rodean el haz vascular, y las células del mesófilo, que se encuentran rodeando a las anteriores. En las células del mesó-

filo que se encuentran en contacto con el CO2 que entra por los estomas, una molécula de tres carbonos recibe este gas para generar una molécula de cuatro carbonos; las moléculas de cua­ tro carbonos se introducen en las células de la vaina, en donde liberan el CO2, el cual se incor­ pora al ciclo de Calvin. La molécula de tres carbonos que queda regresa a las células del mesófilo para recibir otra molécula de CO2. La enzima que cataliza esta reacción se encuentra exclusivamente en las plantas C4. Gracias a este proceso, a pesar de que las células fotosintetizadoras se encuentran en un medio de baja concentración de CO2, pueden efectuar la fijación de éste con eficacia.

2.1.5 Estructuras celulares y movimiento Además de los organelos que ocupan una parte importante del volumen de la célula eucarionte, existe otro nivel de organización que consiste en una red de proteínas que se encuentra en el núcleo y en gran parte de los espacios que dejan entre sí los organelos en el citosol. Se trata del citoesqueleto, una estructura flexible y muy dinámica, cuya primera función es proveer un ar­ mazón que da forma a los distintos tipos celulares de los eucariontes. El citoesqueleto también forma estructuras relacionadas con distintas funciones como el desplazamiento de las células, el movimiento interno de estructuras como los cromosomas o el transporte de vesículas de neurotransmisores que van desde el cuerpo celular de una neurona hasta el sitio de sinapsis. El citoesqueleto está compuesto por tres tipos de de filamentos, perfectamente distinguibles por su composición proteica y por su diámetro: los microfilamentos, constituidos por dos fila­ mentos entrelazados, formados por la unión de unidades de actina, miden de 6 a 8 |im y son los más delgados; los microtúbulos, con un diámetro de 24 |im, están formados por subunidades de la proteína tubulina; y los filamentos intermedios que miden 10 |im. Estos últimos, a diferencia de los dos primeros, están constituidos por distintos tipos de proteínas, dependiendo del tejido donde se encuentren; así, por ejemplo, en el núcleo encontramos la laminina, en las células epi­ teliales queratina y en las células musculares desmina. En la mayoría de las células eucariontes encontramos los tres representantes del citoesqueleto, aunque en sitios diferentes dependiendo de la función que desempeñan; por ejemplo, las microvellosidades de las células del epitelio intestinal están sostenidas por filamentos de actina; mientras los desmosomas, que mantienen unidas a estas células, se encuentran unidos por una red de queratinas; por último, los microtúbulos se encuentran en estrecha relación con organelos como el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi. En la organización y localización de los organelos membranosos, los microtúbulos partici­ pan activamente; por ejemplo, cuando los microtúbulos se desorganizan con la presencia de ciertos compuestos, el retículo endoplásmico pierde su organización básica. Los microtúbulos se organizan a partir del centrosoma o centro de organización de los microtúbulos, que en las células animales generalmente tiene un par de centriolos. En los hongos y en las plantas, el centrosoma carece de centriolos y lo mismo ocurre con algunas células animales, como los cigotos recién fecundados. Los microtúbulos también forman el aparato mitótico que permite la distri­ bución adecuada de los cromosomas durante la mitosis y meiosis. Los cilios y flagelos de los eucariones, al igual que los centriolos y cuerpos basales, están com­ puestos por microtúbulos. Su estructura es esencialmente la misma: los cilios y flagelos presentan nueve dobletes de microtúbulos con un par de microtúbulos centrales; mientras los centriolos y cuerpos basales tienen nueve tripletes de microtúbulos y ninguno en el centro. Además, cilios y flagelos están recubiertos por una extensión de la membrana plasmática, por lo que se consideran estructuras intracelulares. La hidrólisis del ATP, propiciada por la proteína dineína, permite el deslizamiento de los microtúbulos, lo que se traduce en el movimiento de cilios y flagelos.

Fotografía con el microscopio de epifluorecencia (a) y esquema del citoesqueleto (b).

Los cilios y flagelos son estructuras de locomoción en los eucariontes unicelulares; mientras que en los organismos pluricelulares desempeñan diferentes funciones; por ejemplo, los cilios que se encuentran en la superficie del epitelio respiratorio, ayudan a desplazar hacia el exterior, polvo, bacterias y células muertas que han quedado atrapadas en el mucus excretado por las células, y los que se encuentran recubriendo el interior de los oviductos de los mamíferos arrastran el embrión joven hacia la matriz. El movimiento de moléculas y otros componentes celulares se realiza gracias a la presencia de actinas , que se encuentran a menudo asociadas con un gran grupo de proteínas llamadas

miosinas, las cuales convierten la energía del ATP en movimiento. La función más relevante que desempeñan estas dos proteínas es la contracción muscular y una variedad de movimien­ tos que incluye la división celular y los movimientos de las células sobre un sustrato o cuando una célula se desliza sobre otra; esto es especialmente importante en los procesos embrionarios que comprenden importantes migraciones de células.

Recientemente, se han descubierto secuencias de genes bacterianos que son semejantes a los que codifican para actina y tubulina en los eucariontes. Los filamentos de un sencillo citoesqueleto bacteriano controlan la longitud de la célula, su forma y el sitio donde se formará el tabique de división. La presencia de hasta 50 diferentes proteínas es lo que caracteriza a los filamentos interme­ dios. Éstos se han agrupado en diversas clases, de acuerdo con su composición química y su lo­ calización. Las más abundantes son las queratinas que se usan para formar uñas, cuernos, pezu­ ñas y pelo. En las células epiteliales hay abundancia de queratinas blandas asociadas con los desmosomas que mantienen la integridad de los epitelios. Filamentos intermedios interesantes son los neurofilamentos, que se encuentran en las neu­ ronas maduras, especialmente en el axón, y cuya función es el soporte de los axones, que en ocasiones alcanzan hasta un metro de longitud. Las láminas nucleares que se encuentran por debajo de la envoltura nuclear pertenecen también a este tipo de filamentos.

2 .1.6 ciclo de vida de la célula Las células provienen de otras células, lo que biológicamente significa que no hay generación espontánea. ¿Cuáles son las diferentes formas en las que las células se dividen para dar lugar a células nuevas que garanticen la continuidad de las especies y el incremento en la diversidad? Esta sección trata sobre el ciclo de las células y los mecanismos celulares y moleculares que ex­ plican cómo se dividen. Un requisito indispensable para la división de la célula es que duplique su composición molecular y, en particular, su material genético. En procariontes se da por bipartición, mientras en eucariontes es por mitosis. La mitosis es parte del ciclo celular de las células eucariontes.

Ciclo celular La reproducción no es un proceso continuo, sin embargo, la mayoría de las células se dividen a intervalos regulares y crecen en otros intervalos, constituyendo lo que se denomina un ciclo celular, es decir, una serie ordenada de acontecimientos que conducen a la replicación celular

Esquema del ciclo celular. El ADN se replica en la

con una repetición alternante de periodos de crecimiento y división celular.

fa se S.

Este ciclo celular, al menos en eucariontes, se divide en cuatro fases secuenciales: una fase

M Mitosis

Gj, en donde ocurren todas las funciones ve­ getativas como el crecimiento o aumento de la masa celular por duplicación de organelos y de macromoléculas y la producción de material celular o de secreción, entre otras; una fase S (síntesis), en donde se duplica el ADN, si la cé­ lula se prepara hacia una nueva división; una

G2 Gap2

fase G2, en la que se terminan los preparativos para la reproducción, se sintetizan proteínas asociadas a los cromosomas y finalmente dis­ minuye la actividad metabólica, y una fase M (mitosis o meiosis), en la que ocurre el reparto del material genético, seguida por la citocinesis o división del citoplasma.

S Síntesis

Las fases G 1, S y G2se incluyen en un conjunto llamado interfase. Las fases G 1y G2permiten a la célula evaluar si las condiciones del medio externo e interno son las adecuadas para llevar a cabo la reproducción. No hay células que sigan este ciclo en forma continua ni una duración específica para cada una de estas fases; de hecho, la duración de la fase G 1puede variar en fun­ ción de las condiciones internas y de las señales extracelulares, de forma tal que una célula en G1, al final de esta fase, entra en un punto que se conoce como de restricción o de inicio, duran­ te el cual la célula evalúa su capacidad de completar el ciclo y “decide” si se duplica su ADN y sigue el proceso o si entra en una fase de reposo o G0 durante días, semanas, meses o años, antes de volver a reproducirse. Algunas células especializadas permanecen en esta fase en forma in­ definida, otras en cambio, estimuladas por agentes mitógenos como hormonas, nutrientes o factores de crecimiento, pueden salir de G0, recomenzar el ciclo y dividirse. Como todas las funciones de los sistemas vivos, el ciclo celular es también un proceso regu­ lado. Las células eucariontes, en particular, han desarrollado un complejo sistema de control de este ciclo sobre la base de proteínas y el establecimiento de una serie de puntos de control (checkpoints) que aseguran que todos los componentes celulares estén presentes para que la célula pueda entrar en la siguiente fase; en estos sitios de control el ciclo es regulado por señales pro­ cedentes de otras células que pueden estimular o inhibir la proliferación celular, o bien verificar si el proceso previo se ha desarrollado de manera satisfactoria y, de no ser así, retrasar o impedir la progresión del proceso. La regulación del ciclo celular es un proceso complejo que se efectúa como una cascada de reacciones de fosforilación y desfosforilación debidas a la acción de quinasas y fosfatasas, res­ pectivamente. El agregar o quitar fosfatos a una enzima determina su cambio de conformación, lo que puede activar o inhibir su acción. Las quinasas o cinasas que participan en la regulación del ciclo celular son enzimas que de­ penden de proteínas reguladoras denominadas ciclinas; cuando las ciclinas no están presentes, las quinasas no muestran actividad alguna. Las quinasas dependientes de ciclinas (CDK; de cyclin-dependent kinases), pueden asociarse con diferentes ciclinas y de esta manera se determi­ na el tipo de proteína que se fosforila. Existen tres tipos de CDK: las que participan en la fase G 1, en la fase S y en la mitosis. La duración del ciclo, el número de veces que puede repetirse y el número de células que pueden coexistir depende del tipo celular y se regula por condiciones internas y externas. El ritmo de la muerte celular también es un proceso regulado; así, en células que ya han rea­ lizado un determinado número de divisiones, presentan alguna anormalidad o cuya presen­ cia y función ya no son necesarias, o ante la presencia de señales de proliferación anormales ocurre un fenómeno llamado apoptosis o muerte celular programada; ésta implica la des­ trucción de la célula mediante una cascada proteolítica que se origina al activarse proteínas de una familia de proteasas llamadas caspasas. Como resultado de su actividad, se destruyen diversas proteínas, muchas de ellas constituyentes de la membrana nuclear y se activan otras proteínas que finalmente degradan por completo los componentes celulares, para que sus residuos sean reaprovechados por las células vecinas o por macrófagos. Todo esto con el fin de mantener el número de células del organismo en cierto límite y, así, el buen funciona­ miento del mismo. No obstante, algunas células pueden escapar de estos sistemas de control y dividirse en for­ ma incontrolada, amontonándose unas sobre otras hasta causar la muerte del organismo. Estas células son llamadas cancerosas, y se comportan de esta forma porque han perdido la capacidad de autodestruirse, quizás por una falla genética que bloquea los genes activadores del proceso apoptósico, como algunas proteínas de la familia Bcl-2, Bax, Bad o por producir proteínas como los llamados factores de supervivencia o telomerasas, que inhiben el proceso de muerte celular programada.

Mitosis | Este mecanismo de reproducción celular propio de células somáticas ocurre en la fase M del ciclo celular e incluye diferentes estadios de división nuclear y citoplásmica; en un relativamente corto tiempo, la célula que se reproduce debe repartir su contenido entre las dos células hijas a las que dará origen. La mayor parte del tiempo, la mayoría de las células permanecen en lo que se conoce como interfase, que como ya hemos mencionado incluye las fases G1, G2y S del ciclo celular. La aparen­ te continuidad de forma e incluso de tamaño podría hacer confundir a la interfase con un perio­ do de reposo; sin embargo, es durante este lapso cuando se llevan a cabo todos los preparativos para la división celular, si ése es el caso de la célula, además de la realización de las funciones normales de la misma; así debe quedar muy claro que las células en interfase lo que menos hacen es reposar. La consecuencia de la fase M es la distribución en forma precisa y equitativa del material genético de la célula que se reproduce y que ya ha sido replicado durante la fase S, de manera que al finalizar el proceso, las células hijas reciban una copia idéntica del genoma de la célula original. Para que dé inicio la fase M, la célula deberá haber pasado por el punto de restricción y me­ diante la acción de proteínas como las CDK habrá desencadenado una cascada de fosforilacio­ nes de proteínas que determinan el principio de la mitosis.

Profase • El nucléolo se descondensa y se desintegra.

Interfase • G i: fase que sigue a la mitosis (la letra G es por gap, que en inglés significa "intervalo'. • S: se replica el ADN cromosómico y se une a proteínas pero no se observa como estructuras diferenciales. • G 2: fase que precede a la mitosis.

Telofase • Se forman las membranas. • Los cromosomas se desenrollan. • Se hace visible el nucléolo. • Se forma la envoltura nuclear. • El huso desaparece y los m icrotúbulos se despolim erizan.

• Inicia la construcción del aparato mitótico. • Los centriolos emigran hacia los polos de la célula y los micro­ túbulos crecen y se modifican. • Los cromosomas se condensan, observándose com o largos filamentos. • Se desintegra la envoltura nuclear.

O Anafase • Las cromátidas hermanas se separan para quedar como cromosomas independientes. • Cada cromosoma tiene su propio centróm ero y se une a uno de los polos, hacia el que migra, por una fibra del huso.

Prometafase • Finaliza la desintegración de la envoltura nuclear. • Se term inan de condensar los cromosomas. • Los microtúbulos que se extienden a partir de los centromas forman el huso mitótico.

Metafase • Los cromosomas se desplazan hacia el ecuador de la célula para quedar alineados en el plano ecuatorial. • Cada cromosoma se mantiene en tensión sobre la placa metafásica, orientado con los ejes longitudinales en ángulo recto con el eje del huso.

• La célula y el huso se alargan. • Inicia la citocnesis. • Inicia la formación del surco de división.

Las fases de la mitosis (a) y esquema de sus características (b).

La primera señal visible del inicio de la mitosis es la progresiva compactación de las finas hebras de la cromatina replicada o cromátidas hermanas que permanecen unidas desde que se replica cada cromosoma, mediante la acción de cohesinas, unos complejos de proteínas de subunidades múltiples y de cuya actividad depende el éxito de la condensación y de la segrega­ ción posterior. El proceso de compactación continúa hasta la formación de los cromosomas mitóticos en cuya condensación completa participan condensinas, complejos de proteínas que al ser fosforiladas algunas de sus unidades por las M-Cdk desencadenan el ensamblaje de estas proteínas y el ADN y con ello la condensación del cromosoma. En las células animales es necesario que durante la interfase se duplique el centrosoma, una estructura que contiene un par de centríolos y actúa como centro organizador de microtúbulos y que, al inicio de la mitosis, se separen los dos pares de centriolos para formar otro centro or­ ganizador de microtúbulos radiales llamado áster. Una vez condensados los cromosomas se ensamblan en secuencia dos maquinarias del citoesqueleto, que realizarán los procesos de mitosis y citocinesis. Por una parte, se forma un aparato o huso mitótico bipolar conformado por los microtúbulos y algunas proteínas motoras que interactúan con ellos, a partir de cada uno de los centros organizadores, que entonces ya se han separado y empezado a migrar hacia polos opuestos del citoplasma. Esta serie de cambios que ocurren en la célula se incluyen en la primera fase de la mitosis: la profase. La envoltura nuclear se rompe y los cromosomas son capturados por las fibras del huso, uniendo la región del centrómero de cada cromosoma con el cinetocoro de cada fibra, estable­ ciendo así la unión de los microtúbulos con cada una de las cromátidas de los cromosomas. El aparato mitótico comienza realmente a ensamblarse. Esta fase se conoce como prometafase. Al irse estableciendo la unión de los cromosomas con las fibras del huso es posible observar el alineamiento de los primeros formando una placa metafásica en el ecuador de la célula. Se trata de una etapa en la que los cromosomas oscilan suavemente, pues son arrastrados hacia delante y hacia atrás por las fibras de ambos lados del huso y esperan la señal para separarse, lo que ocurrirá cuando todos los cromosomas hayan alcanzado la adhesión bipolar, es decir, cuando los microtúbulos de ambos lados del huso hayan alcanzado los dos lados de la región centromérica del cro­ mosoma y se hayan unido a las dos cromátidas. Estos acontecimientos caracterizan a la metafase. La anafase da inicio con el rompimiento del enlace de la cohesina que mantiene unidas a las cromátidas hermanas. Este proceso se desencadena por la activación del complejo promo­ tor de la anafase que inactiva a la ciclina M y detiene la actividad de la M-CDK, e inactiva a la proteína inhibidora de la separasa, una proteasa que corta una subunidad del complejo de la cohesina permitiendo que se separen las dos cromátidas que comienzan a migrar hacia polos opuestos. Esta migración de cromátidas va acompañada de un acortamiento de los microtúbulos en el lugar de unión al cromosoma y por una despolimerización de los microtúbulos desde los dos polos del huso. El huso comienza a alargarse y los microtúbulos se deslizan unos sobre otros por efecto de algunas proteínas motoras. Al final de la anafase, cuando los cromosomas hijos se han separado comienzan a descon­ densarse formando grupos iguales en cada polo de la célula; los fragmentos de envoltura nu­ clear se asocian con la superficie de los cromosomas y se fusionan para reconstruirla. En este proceso se incorporan los complejos de los poros nucleares y se restablece la continuidad de la envoltura nuclear con el retículo endoplásmico. Los poros nucleares bombean las proteínas nucleares al interior, el núcleo se expande, el nucléolo se reorganiza y los cromosomas terminan su descondensación. Con esta etapa, la telofase, la mitosis se completa y sólo resta la división citoplasmática o citocinesis. La citocinesis en realidad comienza en la anafase, y requiere para su realización del ensam­ blaje de una segunda maquinaria del citoesqueleto, que se inicia con la aparición de un surco de segmentación en algunas células o un anillo contráctil en otras, constituidos de filamentos

de actina, miosina II y otras proteínas estructurales que van ensamblándose por debajo de la membrana plasmática y que se van contrayendo para dividir a la célula por la mitad por una es­ pecie de estrangulamiento. Durante este proceso se adiciona membrana a partir de fusión de vesículas intracelulares para compensar el aumento de superficie celular que acompaña a la divi­ sión. La formación del surco y sobre todo el plano en que debe formarse se determina por el eje del aparato mitótico y su ensamblaje y progresión dependen de la disminución de actividad de la M-CDK y de la activación de proteínas polares, aunque este último mecanismo no se conoce muy bien. En células vegetales la citocinesis ocurre por la formación de una placa celular a partir del fragmoplasto, una estructura formada por microtúbulos. Durante la mitosis y la citocinesis, la célula también efectúa el reparto de los organelos, algu­ nos de ellos o fragmentos de ellos se asocian con los microtúbulos del huso y son transportados hacia uno y otro polo, para luego reensamblarse.

Meiosis | Este tipo de división celular también corresponde a la fase M del ciclo celular, pero a diferencia de la mitosis es propio de células germinales, da origen a células hijas con un núme­ ro cromosómico haploide y con un contenido genético diferente en cada una de ellas. Considerando que los eventos citoplasmáticos que contempla una división celular en eucariontes, como la duplicación del centrosoma, el ensamblaje del huso, la ruptura de la membrana nuclear y su posterior reestructuración y la formación del surco de segmentación, por mencionar algunos, ocurren en forma similar en la meiosis, centraremos la atención sobre el comportamien­ to de los cromosomas, pues es allí donde se encuentran las mayores diferencias entre ambos tipos de división celular. Tal como ocurre en la mitosis, antes de la meiosis, los cromosomas se replican durante la fase S y permanecen unidos a sus copias gemelas formando cromátidas hermanas. Al inicio de división I de la meiosis, los cromosomas homólogos duplicados, versiones muy parecidas pero no idénticas de ADN, se reconocen y se aparean, tal vez mediante interacciones de pares de bases de ADN muy abundantes y ampliamente distribuidas a lo largo de cada cromoso­ ma. Cuando este apareamiento ocurre se forma una estructura denominada bivalente que tiene cuatro cromátidas unidas físicamente en puntos de posición y número variable llamados quias­ mas, lo que permite la recombinación genética, un proceso en el cual un fragmento de la cromátida materna puede intercambiarse por el fragmento correspondiente en la cromátida paterna. Este apareamiento puede durar horas, días o años y corresponde a una larga profase I. Esta fase se divide en cinco etapas: leptoteno o de condensación de pares de homólogos duplicados; zigoteno o inicio del desarrollo del complejo sinaptonémico entre cromátidas hermanas de cada biva­ lente; paquiteno o ensamblaje de las sinapsis y diploteno o de terminación de las sinapsis cuan­ do es posible observar los quiasmas. Este proceso de recombinación está catalizado por nódulos de recombinación, constituidos por complejos proteicos que marcan, cortan y pegan diferentes zonas de los cromosomas homólogos. Los cromosomas bivalentes liberados al disolverse la envoltura nuclear se asocian con los microtúbulos y al final de la metafase I se alinean en el ecuador del huso mitótico, para separarse y comenzar a migrar hacia polos opuestos marcados por los organizadores del huso durante la anafase I para, finalmente, reconstituir dos células en la telofase I y la citocinesis. El resultado de esta primera división meiótica origina células haploides en cuanto a dotación de ADN, pero no en cuanto al número de cromosomas, pues como las dos cromátidas hermanas se comportan como una unidad, cada célula hija en esta división se ha quedado con dos copias de alguno de los homólogos; sin embargo, estas copias ya no son idénticas como resultado de la recombinación. Se requiere de otra división celular, pero esta vez no irá mediada por una fase S, es decir, no habrá duplicación de ADN.

Meiosis I Profase I Los crom osom as homólogos se aparean y forman sinapsis. Los crom osom as apareados (bivalentes), y la formulación de quiasmas se vuelven apa­ rentes.

Meiosis II •—3 Prometafase I La envoltura nuclear desa­ parece. Un cinetocoro se forma por cada cromosoma, no uno por cada crom átida, y los cro­ mosomas adosados a fibras del huso comienzan a moverse.

El bivalente tiene dos crom o­ somas y cuatro cromátidas, con un cromosoma de cada parte.

Anafase I Los quiasmas se separan. Los cromosomas, cada uno con dos cromátidas, se m ue­ ven a polos opuestos.

■—^ Telofase I Las envolturas nucleares se pueden reformar, o la célula puede com enzar rápidam ente la meiosis II.

«

Metafase I

Profase II

Bivalentes, cada uno com­ puesto de dos cromosomas (cuatro cromátidas) se alinean en el plato de metafase. La orientación es al azar; con cada homólogo paterno en un lado. Esto quiere decir que hay un 50% de posibilidades de que las células hijas reciban el homólogo del padre o de la madre por cada cromosoma.

Cada célula está formada de la mitad del número de cromoso­ mas (núm ero haploide).

•—

Metafase II Las cromátidas apareadas se desplazan hacia el centro del huso y ahí se unen a los microtúbulos.

1 Anafase II Las cromátidas hermanas se separan y se van hacia los polos opuestos del huso.

•­ -5 Telofase II Los grupos de cromosomas se­ parados nuevamente son ence­ rrados en una membrana nuclear recién formada y comienza la descondensación.

Interfase Análoga a la mitosis donde dos células hijas completas se forman.

Cada una de las células hijas ahora es haploide (23 cromo­ somas), pero cada cromosoma tiene dos cromátidas.

En la división II de la meiosis, nuevamente los cromosomas constituidos por cromátidas hermanas se asocian a las fibras de nuevo huso mitótico y se alinean en el ecuador del mismo, habiendo pasado por una profase II para que, al final de la metafase II, comience la separa­ ción de las cromátidas hermanas en la anafase II mediante un proceso llamado disyunción, para dar lugar a una telofase II y una citocinesis II que origine células haploides en conteni­ do cromosómico y dotación de ADN, los ga­ metos. Dado que esta segunda división ocurre

Esquema de lasfases de la meiosis (a). Imagen de células en meiosis en el testículo de la rata macho (b).

en las dos células resultantes de la primera di­ visión meiótica, el resultado final de la meiosis son cuatro células hijas.

2.2 Mu LTKELu LARIDAD Hasta ahora se ha hablado de la célula como unidad de la materia viva. Sin embargo, gran par­ te de los seres vivos están formados por varios tipos celulares. En el caso de los animales, la formación de tejidos o poblaciones celulares se debe a la presencia de un material intercelular que incluye moléculas secretadas por las células y que genéricamente se conoce como m a­ triz extracelular . En otros organismos, el material intercelular puede ser de otro tipo pero favorece la multicelularidad. Se tratará en esta parte el tema de matriz extracelular en animales y su importancia en la formación de tejidos, órganos, aparatos y sistemas.

2.2.1 Matriz extracelular La mayoría de las células en los organismos multicelulares están rodeadas por una red de molé­ culas altamente organizadas, que se denomina matriz extracelular.

Las moléculas de la matriz extracelular son principalmente proteínas y polisacáridos; son producidas y secretadas por las cé­ lulas y están asociadas con la superficie de las

Células epiteliales Membrana basal (colágena IV)

mismas. Así pues, las células intervienen en la formación de la matriz extracelular y, a su vez, reciben información acerca de su microambiente a través de uniones de la membrana plasmática a la matriz. Por lo tanto la matriz extracelular, además de dar soporte a las cé­ lulas, ejerce un efecto determinante sobre diversas funciones celulares, como la proli­ feración, la diferenciación, la migración y la muerte celular. La matrizextracelular es especialmente abun­ dante en el tejido conectivo. En los vertebra­

Fibras de colágena I Fibroblasto

dos determina la arquitectura del esqueleto y su presencia en los diferentes órganos es muy variable. Así, por ejemplo, en la piel y el hueso es un constituyente mayor, mientras en el cerebro es menos abundante. La matriz es muy versátil en su estructura tridimensional y puede calcificarse formando es­ tructuras duras, como el hueso o los dientes, o puede adoptar una organización parecida a “cor­ dones”como en los tendones a los cuales confiere su enorme fuerza mecánica. La colágena es la proteína más abundante en los animales y es el principal constituyente de la matriz extracelular. Confiere la resistencia mecánica a los tejidos conjuntivos, mientras que la elastina, otra proteína de la matriz, le confiere cualidades de flexibilidad y elasticidad. En los últimos años ha aumentado el conocimiento relacionado con el número y el tipo de moléculas que constituyen la matriz y las funciones que desempeñan en condiciones fisiológi­ cas, así como su papel en algunas enfermedades hereditarias o adquiridas. Así, por ejemplo, la artritis reumatoide, la cirrosis hepática, la fibrosis pulmonar, la invasividad de algunos cánceres y el enfisema pulmonar representan enfermedades en las cuales está involucrada la matriz extracelular.

Esquema de la matriz extracelular (MEC) en células animales.

Los componentes de la matriz extracelular pueden dividirse en varios grupos: a] Proteínas estructurales, como la colágena y las elastinas. b] Proteínas de adhesión, como las lamininas y las fibronectinas.

c] Proteoglicanos, que son proteínas asociadas con azúcares. La cantidad de estas sustancias varía de acuerdo con el tipo de tejido. Así, por ejemplo, el te­ jido conectivo está constituido mayormente por matriz extracelular, mientras algunos órganos poseen poca cantidad de ella. La relación de la matriz extracelular con el interior de la célula se hace patente al estudiar casos de distrofia muscular de Duchenne. En las células musculares existe una proteína, la distrofina, conectada a la membrana de las células musculares por un complejo de proteínas de membrana; éstas a su vez se encuentran unidas a los componentes de la matriz extracelular. El papel de la distrofina es unir el citoesqueleto de las células musculares a la matriz extracelular, lo que aparentemente permite que las células soporten la tensión de la contracción muscular. La mutación en el gen que codifica para la distrofina trae como consecuencia la degeneración pro­ gresiva del músculo esquelético lo que, finalmente, ocasiona la muerte en edad temprana.

2.2.2 Uniones celulares Existe otra forma de unir las células de manera permanente; ésta involucra modificaciones de la membrana celular en los sitios de unión. En las células animales se reconocen tres tipos: las uniones adhesivas, las uniones estrechas y las uniones con hendidura. En todas las uniones de este tipo, como los desmosomas, existen proteínas intracelulares que interaccionan con el citoesqueleto y proteínas membranales que se unen a las de células adya­ centes, o a la matriz extracelular; esto ayuda a mantener la integridad del tejido y a evitar el ex­ ceso de tensión mecánica. Los tejidos sujetos a una excesiva tensión como el músculo y los Esquema de uniones intercelulares en animales (a) y plantas (b).

epitelios son ricos en este tipo de uniones. Las uniones estrechas, formadas por proteínas adhesivas que se conectan fuertemente con las de las células vecinas, ponen en estrecho contacto a las membranas de las células, impidiendo

Unión oclusiva

Matriz extracelular (membrana basal)

a

que los fluidos se filtren en el espacio intercelular. Esto obliga a iones y moléculas diversas a in­ gresar en la célula sólo a través de las proteínas de transporte situadas en la zona apical. Este tipo de unión es muy abundante en células con una polaridad definida, como las epiteliales y las de los conductos y cavidades de glándulas como el hígado y el páncreas. Las toxinas producidas por la bacteria Vibrio cholerae alteran la composición de las proteínas de las uniones estrechas, pro­ vocando una pérdida considerable de fluidos y de iones hacia las células intestinales, lo que produce una fuerte deshidratación y, eventualmente, la muerte. La unión con hendidura se encuentra constituida por un cilindro formado por seis subunidades de proteína, que se encuentra alineado perfectamente con otro igual localizado en una célula vecina. Las dos uniones ensambladas integran un canal hidrofílico muy delgado que per­ mite el paso rápido de iones y pequeñas moléculas entre células vecinas, sin tener que pasar por el espacio extracelular. Estas uniones son abundantes en células que requieren de una comu­ nicación rápida y eficiente como las del tejido muscular cardiaco, las células nerviosas y las del embrión en desarrollo. En las plantas, los plasmodesmos permiten la comunicación intercelular de manera análo­ ga a las uniones con hendidura. Se trata de canales que atraviesan la pared celular y permiten la comunicación entre los citoplasmas de células vecinas, lo que favorece el intercambio de iones y moléculas.

Hacia la multicelularidad Muchos de los organismos eucariontes pertenecientes al reino Protista, y algunos de los inclui­ dos en el reino Fungi, son unicelulares, capaces de duplicar su material genético y de reproducir­ se con éxito. Los más sencillos son como la levadura Saccharomyces cerevisiae, que contienen sólo 12 millones de pares de bases en su ADN; otros eucariontes unicelulares, como los protozoarios, son mucho más complejos estructural y funcionalmente y su ADN puede tener un ta­ maño similar al ADN humano. Los organismos pluricelulares se originaron de los unicelulares, hace más o menos 1 500 millones de años. La transición pudo haber ocurrido a través de la agregación de células, tal y como se aprecia en algunas algas de la familia de las Volvocaceae. Este grupo está formado por organismos constituidos por un número variable de células encerradas en una matriz gelatino­ sa. Las células son similares a la alga unicelular Chlamydomonas. El primer organismo de la serie es Gonium, que forma una placa de cuatro a 16 células; Pandorina y Eudorina constituyen esferas de 16 y 32 o 64 células, respectivamente. El siguiente paso en la evolución de estos organismos está representado por Pleodorina y Volvox, quienes ya muestran una cierta diferenciación celular. En el primero, sólo las células de su parte posterior pueden reproducirse, mientras en algunas especies de Volvox existe una completa división de trabajo: la mayoría de las células son somáticas, en tanto otras tienen a su cargo la re­ producción que puede ser asexual o sexual, efectuada por medio de gametos haploides similares. El paso hacia la multicelularidad en los animales puede apreciarse en los integrantes del gru­

po de los Mesozoarios. Estos pequeños parásitos de moluscos y platelmintos marinos pueden considerarse como una transición entre los protistas que no tienen tejidos y los metazoarios cuyas células forman tejidos, órganos y sistemas. Su cuerpo está constituido por un número de células que varía entre 20 y 30, según la especie. Carecen de cavidad interior y sólo poseen un ór­ gano: la gónada. Sin embargo, a pesar de su simplicidad, algunos científicos no los aceptan como animales primitivos, sino postulan que son platelmintos degenerados. La mayoría de los animales provienen de un óvulo fecundado. Durante el desarrollo em­ brionario, las células se multiplican por mitosis y se diferencian en células especializadas que

ejecutan funciones distintas: musculares, nerviosas, epiteliales, etc., que al agruparse dan origen a tejidos y órganos. El proceso de diferenciación es muy notable, debido a que todas las células poseen la mis­ ma información genética; sin embargo, a diferencia de los organismos unicelulares, los plurice­ lulares poseen un mecanismo de regulación génica que les permite utilizar genes diferentes, en distintas células, conforme avanza el desarrollo embrionario. Los animales pertenecientes a grupos muy alejados evolutivamente, como mariposas, gusa­ nos o ratones, poseen un mecanismo regulador similar, lo cual indica que éste es herencia de un ancestro anterior a la formación de los dos grandes grupos en los cuales se dividen los animales: protostomados y deuterostomados, y cuya antigüedad se calcula en, por lo menos, 500 mi­ llones de años. La regulación del desarrollo procede a través de una serie de reacciones en cascada: los ge­ nes reguladores sintetizan proteínas, que se unen a otros genes para promover la producción de nuevas proteínas, y así sucesivamente hasta establecer los planos corporales del animal y los cambios de su morfología particular. Estos cambios básicos pueden dividirse en cuatro grandes grupos: 1. Duplicación de módulos originales: presencia de segmentos corporales, como en los anéli­ dos, o repetición de estructuras, como las vértebras. 2. Diversificación de los módulos o segmentos: en los insectos, hay segmentos con antenas, partes bucales, patas o alas y partes genitales. 3. Diversificación de partes homólogas: alas en las aves y en los murciélagos; brazos en los hu­ manos; patas delanteras en un caballo. 4. Evolución de nuevas estructuras: plumas en aves; pelo en mamíferos y piezas dentarias va­ riadas en los mamíferos. Los animales han desarrollado una gran variedad de células (el ser humano tiene más de 200 tipos), que se han agrupado en cuatro tejidos principales: nervioso, epitelial, muscular y conectivo. El tejido epitelial cubre la superficie del cuerpo y reviste el interior de los órganos. Las célu­ las epiteliales tienen diferentes funciones: absorción (intestino), secreción (glándulas salivales) y protección (piel). En cuanto a su forma, ésta cambia de acuerdo con la función que desempe­ ñan: por ejemplo, las células epiteliales encargadas de la secreción tienen forma cuboidal y un aparato de Golgi muy desarrollado. El tejido conectivo, que soporta y refuerza a los otros tejidos, incluye hueso, cartílago y teji­ do adiposo; cada uno con sus células características: osteoblastos y osteoclastos, condrocitos y adipocitos, respectivamente. Los fibroblastos son las células que se encuentran en el tejido conectivo laxo localizado en la base de los epitelios y en los espacios que se forman entre los tejidos y los órganos. La contracción y el movimiento corren a cargo del tejido muscular que está formado de células alargadas que se contraen gracias a la presencia de proteínas fibrilares que se deslizan entre sí con gasto de una enorme cantidad de ATP. La sangre se considera parte del tejido conectivo. Contiene diversos tipos celulares que fun­ cionan como transportadores de oxígeno (eritrocitos) y participan en la coagulación de la san­ gre (plaquetas que son fragmentos de células sin núcleo), así como los leucocitos, divididos en dos grandes grupos: fagocitos, que toman y digieren materiales extraños, y además participan en las reacciones inflamatorias y, finalmente, los linfocitos, destinados a la respuesta inmune. El tejido nervioso está compuesto por las neuronas, que están comprometidas en la trans­ misión de señales electroquímicas a través del cuerpo. Son células extraordinariamente varia­

das en tamaño y forma, dependiendo de la función que desempeñan. Responden a estímulos como presión, luz, sonido y a la presencia de químicos diversos. Las neuronas no sólo se comu­ nican entre sí, sino también con otras células, con el objeto de mantener la homeostasis del or­ ganismo. El tejido nervioso posee igualmente las células de la glía, que también participan en la transmisión nerviosa, además de proporcionar nutrimentos a las neuronas, mantener el balan­ ce iónico y formar las vainas de mielina de algunos axones. El siguiente nivel de complejidad de los organismos multicelulares es el de los órganos; éstos desempeñan funciones definidas y se encuentran integrados en sistemas. La mayoría están he­ chos de los cuatro tipos de tejidos. El estómago, por ejemplo, tiene un recubrimiento interno de epitelio, que secreta mucus, enzimas y ácido. En la base del epitelio se encuentra tejido conectivo que soporta vasos sanguíneos y nervios. En seguida está el tejido muscular, entreverado con una red de neuronas, que promueve el movimiento del órgano para ayudarle a mezclar los alimentos con las enzimas digestivas (las neuronas controlan el movimiento y la secreción del estómago). Finalmente, una capa de tejido conectivo y epitelio, la serosa, rodean completamente el estómago. La interrelación de las células de los organismos pluricelulares para organizarse en tejidos y órganos, se hace gracias a la presencia de moléculas de adhesión que les permiten un estrecho contacto con sus vecinas mediante: a] La unión entre proteínas de membrana y la matriz extracelular. b] La unión célula-célula, por medio de proteínas de membrana denominadas moléculas de adhesión celular. Las moléculas de adhesión se comportan de la misma manera que cualquier otro receptor con su ligando, pero ellas se encuentran en células adyacentes para asegurar una unión muy es­ table. Estas moléculas son muy variadas y pueden unir a las células de una manera permanente, como en el caso de las cadherinas de las células epiteliales; o en forma transitoria, como ocurre en las integrinas y selectinas que relacionan las células de las paredes de los vasos sanguíneos con algunas células del sistema inmune, cuando éstas deben dirigirse a los sitios de inflamación.

2.3. REPRODUCCIÓN DE LOS INDIVIDUOS 2.3.1 Reproducción asexual Una de las características de los seres vivos es su capacidad para reproducirse. La existencia y el desarrollo del individuo a través del tiempo se aseguran por medio de la reproducción, que im­ plica la herencia como fenómeno inseparable. Se conocen muchas formas de reproducción, pero éstas pueden agruparse en dos grandes grupos: asexual y sexual. Al hablar de reproducción asexual es menester hacer la diferenciación entre la división ce­ lular que implica la generación de organismos unicelulares a partir de una célula progenitora y que se hace por mitosis en el caso de los eucariontes o por duplicación del material genético, seguida de crecimiento y formación de un tabique de separación en el caso de las bacterias; y la división celular que es imprescindible para formar nuevas células en un organismo multicelular en crecimiento o para reemplazar las células perdidas. La reproducción asexual se caracteriza por dar origen a nuevos individuos a partir de la di­ visión de células somáticas, es decir, se efectúa sin la intervención de gametos. La mayor parte de los organismos unicelulares que se reproducen asexualmente como el Paramecium caudatum, lo hacen por medio de la división binaria en la cual una célula progenitora forma por mitosis dos réplicas exactas de ella. Existe también la fisión múltiple caracterizada por la división de una

célula en muchas células hijas denominadas esporas, tal como ocurre en el Plasmodium, protozoario responsable del paludismo o malaria, y en los hongos que se reproducen comúnmente por este mecanismo. Otros organismos, como la levadura de cerveza, Saccharomyces cerevisiae, se reproducen por gemación, es decir, forman una pequeña saliente o yema, que posteriormente se separa de la célula progenitora. En algunos protozoarios se forma una yema interna que finalmente abando­ na el cuerpo del progenitor. Muchos organismos multicelulares como las anémonas y las hidras también se reproducen asexualmente; las primeras pueden dividirse para formar dos anémonas iguales y perfectamen­ te formadas y las hidras, en determinado momento producen una yema externa que en poco tiempo se transforma en una réplica exacta de la hidra adulta. Existen organismos, como las esponjas, que forman yemas internas constituidas por células protegidas por una cubierta, destinadas a resistir las bajas temperaturas o la desecación. Cuando las condiciones del medio son favorables, las células que forman la yema salen de su capa protec­ tora y forman por división celular un nuevo organismo. Muchos gusanos y equinodermos, entre los que se encuentran las estrellas de mar, se reproducen asexualmente por la fragmentación de su cuerpo en varios pedazos, seguida por la regeneración de las partes faltantes. La reproducción vegetativa característica de muchos vegetales implica la separación de grandes fragmentos de la planta, que pueden desarrollarse independientemente para formar nuevos individuos. Pero también se utiliza prácticamente cualquier parte de la planta para for­ mar nuevos retoños: yemas, tallos rastreros, tubérculos, hojas, bulbos, etc. Esta cualidad de las plantas ha sido aprovechada para mejorar la calidad de los cultivos usando las diversas técnicas de propagación. La partenogénesis es un tipo de reproducción en la que sólo interviene el óvulo; se trata de una reproducción muy particular que no es asexual (participa el óvulo) ni sexual (no hay unión de óvulo y espermatozoide). En este proceso, las hembras producen óvulos que se desarrollan en adultos sin el concurso del macho. Se encuentra muy extendida en el reino animal; las abejas y los pulgones del rosal son ejemplos representativos de este fenómeno. La partenogénesis de las abejas es facultativa, es decir, el óvulo puede o no fecundarse. Si se desarrolla por partenogénesis da origen únicamente a machos denominados zánganos, pero si se fecunda, de los huevecillos nacerán hembras, las llamadas obreras. En el caso de los pulgones, las hembras nacidas en primavera son vivíparas y partenogenéticas y de ellas nacen solamente hembras, las cuales colonizan rápidamente el entorno favorable. En otoño, estas hembras forman machos y hembras que se aparean para formar los huevos de invierno, que toleran la estación fría, hasta la primavera siguiente cuando de ellos salen nueva­ mente las hembras partenogenéticas. Este interesante ciclo de vida está determinado por facto­ res externos: la abundancia de alimento y el clima.

2.3.2 Origen de la reproducción sexual En el principio de la vida sobre la Tierra, todas las células se reproducían de manera asexual, seguramente como lo hacen los procariontes actuales: primero, el único cromosoma se duplica­ ba; inmediatamente después la célula aumentaba de tamaño, con lo que cada uno de los cromo­ somas hijos se dirigía a los extremos de la célula, para finalmente formar un tabique que dividie­ ra en dos a la célula original. Al evolucionar las células eucariontes, el aumento de copias de material genético hizo im­ práctica la fisión binaria propia de los organismos poseedores de un solo cromosoma. En su lugar, se desarrolló el aparato mitótico constituido por proteínas, que permitía la repartición

correcta de los múltiples cromosomas duplicados a cada una de las células hijas. A pesar de sus diferencias evidentes, los procesos reproductores de ambos tipos celulares tenían el mismo pro­ pósito: formar clones o copias perfectas de sí mismos El origen del sexo, junto con el desarrollo de la fotosíntesis, han sido dos eventos fundamen­ tales en la evolución de los organismos. Antes del surgimiento del sexo, el mundo de las células procariontes y eucariontes seguramente era muy uniforme, con sólo algunas variaciones surgi­ das por efecto de mutaciones esporádicas. Sin embargo, la amenaza constante representada por cambios drásticos del medio (tempe­ raturas extremas, falta de agua y de nutrientes, etc.), propiciaría el intercambio de genes entre estas comunidades bacterianas primitivas para favorecer su supervivencia. La unión entre células seguida por la recombinación de su material genético daría origen al sexo. Las bacterias muestran en la actualidad cómo debió ser este principio de intercam­ bio sexual. En la transformación, las bacterias son capaces de tomar del medio fragmentos de ADN que provienen de bacterias lisadas; la molécula de ADN resiste con éxito el calentamiento, el enfriamiento e incluso la exposición a diversas sustancias, lo cual le permite llegar con éxito a otras células para incorporarse como un fragmento funcional de ADN. En la transducción, los virus —que fungen como vectores para el ADN—, normalmente se fijan a la pared de ciertas bacterias para inyectar su material genético con el objeto de que la maquinaria enzimática de la bacteria infectada produzca más partículas virales. En el momento del autoensamblaje de los virus, algunos pueden llevar un fragmento de ADN procedente del material genético de la bacteria infectada; estos virus, al posarse sobre nuevas bacterias, les in­ yectarán el material bacteriano, que puede incorporarse al de las nuevas bacterias, con lo que éstas adquieren nuevos genes. La conjugación involucra un contacto directo entre dos bacterias, a través de un pilus o canal citoplásmico que permite el paso de un número variable de genes de una célula donadora a una receptora. En un principio, esta transferencia de material genético, que posteriormente se efectuaría también en las células eucariontes, no conllevaría el fenómeno de reproducción, tal como se observa en la conjugación de protistas como el Paramecium . Estos organismos se unen por el citostoma o región oral, a través de la cual intercambian material genético. El macronúcleo que controla las funciones vegetativas desaparece, mientras el micronúcleo de cada paramecio sufre dos divisiones sucesivas; de los cuatro micronúcleos resultantes sólo uno permanece. Cada micronúcleo se divide nuevamente formando una porción estacionaria y otra más pequeña capaz de migrar. Cada uno de los núcleos migratorios se dirige hacia el estacio­ nario opuesto y se fusiona con él, creando en ambos paramecios un núcleo que es producto de una fecundación incipiente. En el proceso de conjugación hay intercambio de material genético, es decir, hay sexo, pero no reproducción. La unión de dos procesos distintos, sexo y reproducción, dio paulatinamente origen a la reproducción sexual tal como se observa en los eucariontes unicelulares como el Chlamydomonas. Estos organismos son normalmente haploides, distinguiéndose entre ellos dos tipos reproductivos: los + y los -. Cuando un + y un - se encuentran, se unen y sus núcleos se fusionan para formar un cigo­ to diploide. Posteriormente, el núcleo del cigoto efectúa la meiosis para formar cuatro indivi­ duos haploides. En este caso el sexo y la reproducción van juntos, aunque los gametos (isogametos) aún no presentan diferenciación morfológica ni funcional. La evolución de la reproducción sexual trajo como consecuencia la aparición de especies dioicas con individuos masculinos y femeninos que formaban gametos distintos: óvulos y es­ permatozoides u anterozoides y oosferas. Y también se desarrollaron los individuos hermafroditas en los cuales se formaban ambas células reproductoras.

El sexo aceleró la evolución de los organismos dando origen a una explosión de nuevas for­ mas unicelulares y al desarrollo de la multicelularidad. Asimismo, aparecieron los ciclos de vida, en los cuales la reproducción por mitosis de las células permitía la formación del individuo multicelular y la reposición de las células perdidas, mientras que la formación de los gametos por meiosis preparaba al organismo para la reproducción sexual.

GENÉTICA

TEMA

3 Esquema del ADN.

INTRODUCCIÓN a genética estudia los fenómenos relacionados con la herencia. Las características de los seres vivos pasan de generación en generación. Gran parte de esas características es producto de la actividad de las células y principalmente se manifiesta en forma de proteínas. El descubri­ miento de la estructura molecular de los genes permitió conocer cómo es la transmisión de los

L

caracteres hereditarios y cómo se forman las proteínas a partir de esa información. Este tema trata de la estructura molecular del gen y de su influencia en la ciencia y la vida diaria.

3.1 BIOLOGÍA MOLECULAR DEL GEN Esta sección se divide en dos grandes apartados. En el primero se explican los acontecimientos más notables que llevaron al descubrimiento de los factores de la herencia. Se repasa el plantea­ miento de Mendel de que las unidades de la herencia son partículas que se trasmiten de gene­ ración en generación de acuerdo con lo que se conoce como las leyes de Mendel; la manera como se estableció que ese material es ADN y el descubrimiento de su estructura molecular. En el segundo apartado se habla de la función de gen o del gen en acción, es decir, cómo se trasmi­

ten las características de una generación a la siguiente y cómo se expresa la información conte­ nida en los genes.

3.1.1 Descifrando la configuración molecular del gen El planteamiento de que el material hereditario es una partícula abrió la posibilidad de su iden­ tificación química y molecular. Primero se descubrió el ADN y luego se determinó su papel en la herencia. El descubrimiento de la composición atómica y de su arreglo en el espacio se debió a una serie de de hallazgos: la composición de bases nitrogenadas; la disponibilidad de la metodología de análisis molecular por rayos X; los datos disponibles, tanto de genética como de biología celular, y los conocimientos químicos de la época, entre otros, llevaron a conocer en detalle la arquitectura molecular del gen.

M endel y el gen com o partícula A pesar de la evidencia del parecido de los hijos con sus padres desde hace miles de años, las causas de esa similitud pasaron inadvertidas durante mucho tiempo. Hipócrates (400 a.C.), por ejemplo, señalaba que en todas las partes del cuerpo se producían semillas (pangénesis), mis­ mas que se colectaban y trasmitían a la progenie en el momento de la concepción, y que esas semillas eran la causa de que determinadas características fueran similares a las de los progeni­ tores. Las ideas de Hipócrates fueron aceptadas y rechazadas durante los 2 000 años siguientes, hasta que la invención del microscopio en el siglo xvii permitió la observación de los esperma­ tozoides. Aunque la interpretación de los mismos fue en un principio errónea, se inició una nueva manera de estudiar los fenómenos de reproducción y de herencia biológica. El microscopista holandés Antony van Leeuwenhoek, uno de los descubridores del esper­ matozoide en 1678, creía que el espermatozoide era un animal parásito que vivía en el semen (de ahí el nombre de spermatozoa, que significa animales del semen). Originalmente, Leeuwenhoek no encontró una relación entre el espermatozoide y la reproducción del organismo, hasta que después pretendió que dentro del espermatozoide se encontraba ya preformado un ser humano al cual se llamó homunculus (hombre pequeño). El papel de la madre era meramente pasivo, al proporcionar los elementos necesarios para su desarrollo dentro del útero; con ello se regresaba a los conceptos promulgados por Aristóteles 2 000 años atrás. Además de esta escuela que puede llamarse espermista, existió por la misma época la de los ovistas, para quienes el óvulo era el responsable único de las características humanas. Los primeros estudios sistemáticos sobre la herencia de los caracteres fueron realizados en­ tre 1761 y 1766 por Joseph Kolreuter, quien hizo una serie de cruzas con plantas de tabaco y encontró que la progenie era más o menos igual entre sí y que presentaba estados intermedios entre los de los progenitores. Esto lo llevó a concluir que ambos padres participaban por igual en la distribución de las características físicas de la progenie. Sus observaciones apoyaron la teoría de la mezcla de las características hereditarias. De acuerdo con esta teoría, en cada generación las características se mezclaban para formar nuevas combinaciones. Esta idea, junto con la pangénesis, permitió que hasta el siglo xix se pensara que las características de los individuos po­ dían modificarse en el curso de una o dos generaciones. En 1886, Gregorio Mendel (uno de los representantes más notables de una pléyade de “hibridadores" cuyas actividades experimentales tuvieron una enorme influencia en la instauración de las nuevas concepciones de la herencia) publicó una serie de experimentos por los que en la actualidad se le conoce como el “padre de la genética"

Mendel trabajó entre 1856 y 1863 en el cruzamiento de 63 variedades del chícharo Pisum sativum, planta cuya flor tiene una forma que favorece la autofecundación, por lo cual los expe­

rimentos de cruza podían controlarse con facilidad. Realizó miles de cruzamientos entre las plantas de chícharo, los cuales registró minuciosamente, incluyendo datos cuantitativos suscep­ tibles de ser analizados estadísticamente. En 1866 publicó su trabajo intitulado Versuche über Pflanzen hybriden (Experimentos sobre hibridación de plantas) en una revista poco conocida de la

ciudad de Brno, por lo cual su trabajo permaneció sin ser reconocido hasta finales del siglo, cuando fue redescubierto de manera independiente por tres biólogos interesados en la genética de las plantas: Hugo de Vries, de Holanda; Carl Correns, de Alemania, y Erich von Tschermak, de Austria. Cuando Mendel inició sus trabajos sobre la herencia en el chícharo, se desconocía la existen­ cia de los cromosomas y el mecanismo de la meiosis; sin embargo, determinó que existían uni­ dades discretas de herencia que él llamó bildungfahigen elemente (elementos constructores de formas, posteriormente denominados genes) y fue capaz de predecir su comportamiento du­ rante la formación de los gametos. Con ello demostró que la herencia no era, como se pensaba, una mezcla de sangre o de algún otro tipo de sustancia con la cual contribuían ambos progeni­ tores. Por el contrario, encontró que en cualquier característica que él estudiaba, existían para cada individuo dos partículas o elementos, uno de ellos heredado de la madre y el otro del padre. Cada uno conservaba su individualidad, de tal modo que al momento de producirse los game­ tos, éstos obtenían uno solo de los elementos.

Leyes de M endel Las primeras cruzas efectuadas por Mendel fueron monohíbridas, es decir, mediante el inter­ cambio de polen de plantas pertenecientes a líneas puras, que sólo variaban en una característi­ ca contrastante: semillas lisas-semillas rugosas; tallos largos-tallos cortos; semillas amarillas-se­ millas verdes, etc. Se denomina línea pura a aquella que conserva la misma característica a través de varias generaciones formadas por autofecundación. La generación original o generación parental (P) se cruzaba para dar origen a la primera generación filial (F1); ésta se dejaba autofecundar para que se produjera la segunda generación filial (F2). La cruza de una generación parental constituida por un individuo poseedor de tallos largos y uno de tallos cortos daba como resultado una filial 1 formada por plantas que sólo tenían tallos largos. Cuando Mendel dejó que estas plantas se autofecundaran obtuvo la filial 2, que presentó plantas con tallos largos y plantas con tallos cortos en una proporción aproximada de 3:1. Mendel hizo igualmente experimentos de cruza con las plantas que tenían las otras seis ca­ racterísticas contrastantes, y en todos los casos obtuvo los mismos resultados: la F1 siempre mostraba sólo una de las dos características, mientras la F2 mostraba las dos en una proporción de 3:1. Los experimentos de cruza que realizaba para obtener la filial 1 los hacía polinizando la planta de tallo largo con polen de planta de tallo corto o viceversa, procedimiento que se deno­ mina cruza recíproca, y los resultados que obtenía eran siempre los mismos, demostrando con esto que no dependían del sexo. De las cruzas monohíbridas de Mendel se derivan dos postulados y una ley: Cada carácter está controlado por un par de elementos que existen en el individuo. Dominancia/recesividad: si sólo una de las características aparece en la filial 1, entonces ésta debe ser dominante sobre la otra que se denomina recesiva.

Mendel trabajó entre 1856 y 1863 en el cruzamiento de 63 variedades del chícharo Pisum sativum | © Latin Stock México.

Ley de la segregación. Durante la formación de los gametos, cada elemento se separa o segre­ ga al azar, de tal manera que cada uno de ellos tiene la misma probabilidad de recibir uno u otro. Lo anterior explica perfectamente lo observado en las cruzas monohíbridas de Mendel. La planta con tallo largo posee dos elementos iguales AA, mientras que la de tallo corto tiene aa. Los gametos de ambas plantas recibirán sólo un elemento A o a. Al unirse, la filial 1 tendrá Aa. La mitad de los gametos de la F1 llevará el factor A y la otra mitad portará a. Al mezclarse los gametos femeninos A y a con los gametos masculinos A y a, se obtienen las siguientes combinaciones: AA, A a y aa. Si aceptamos que el carácter de tallo largo es dominante sobre el tallo corto, entonces la filial 1 será toda de tallo largo, mientras la filial 2 será de tallo largo y tallo corto, y mostrará una proporción de 3:1. Mendel también hizo experimentos en los cuales demostró el comportamiento de dos ca­ racterísticas. Estos cruzamientos dihíbridos fueron la base para la formulación de su segunda ley: la segregación o separación independiente de los elementos. Si se cruza una planta con se­ millas lisas de color amarillo, con una que produzca semillas rugosas de color verde (ambas pertenecientes a una línea pura), se obtendrá una F1 formada únicamente por plantas con semillas lisas y amarillas, demostrando con ello que las características lisa y amarillas son domi­ nantes. Si a la F1 se le permite autofecundarse, la F2 mostrará aproximadamente las siguientes LEYES DE MENDEL 1865 Caracteres hereditarios en pares

proporciones: 9/16 de las plantas F2 expresarán los caracteres liso y amarillo; 3/16, rugoso y ama­ rillo; 3/16, liso y verde, y 7 16, rugoso y verde. Para entender estos resultados es necesario pensar en la cruza dihíbrida como si ocurrieran dos cruzas monohíbridas independientes. En cada cruza monohíbrida los resultados de la F2 son: 3/4 de plantas con el carácter dominante liso y '/4 de plantas con el carácter recesivo rugoso; de igual manera, se obtienen 3/4 de semillas amarillas y '/4 de semillas verdes; si multiplicamos ambos resultados tendremos: 3/4 liso + 1/4 rugoso

2* Ley: Ley de la segregación.

3/4 amarillo + '/4 verde 9/16 liso y amarillo + 3/16 amarillo y rugoso + 3/16 liso y verde + 1/16 rugoso y verde De acuerdo con estas observaciones, Mendel emitió su segunda ley que dice: durante la for­

3aLey: Ley de la segregación independiente.

mación de los gametos, cada par de elementos se segrega independientemente del otro. Si consideramos que la generación parental es AABB para las plantas con semillas lisas y amarillas y aabb para los progenitores con semillas rugosas y verdes, los gametos correspon­ dientes a ambos padres serán AB y ab, respectivamente. Cuando los gametos se unen, se obtiene la F1 cuya fórmula es AaBb. Cada progenitor de la F1, de acuerdo con la segunda ley, tendrá los gametos siguientes: AB, Ab, aB y ab. ¿Por qué tenemos estos resultados? Si consideramos cada par en forma independiente, pode­ mos formular la siguiente pregunta: ¿qué probabilidad hay de que el gameto tenga A? La respues­ ta será 50%. ¿Qué probabilidad existe de que el gameto lleve B? La respuesta será la misma: 50%. Se procede de la misma manera con el par Bb. Si multiplicamos los resultados obtenidos estare­ mos en condiciones de predecir el tipo de gametos que tendrá cada progenitor de la F1:

1/ 2 A + 1/ 2 a l/2 B + l/2 b

1/4 A B + 1/4 aB + 1/4 A b + V4 ab

Si la F1 se autofecunda, cada uno de los gametos de los progenitores tienen la misma proba­ bilidad de unirse con otro; los resultados pueden demostrarse de manera gráfica con un cuadro de Punnet, llamado así en honor de Reginald Punnet, quien utilizó este método para demostrar los resultados de la cruza monohíbrida. En la actualidad usamos diversos términos que favorecen la comprensión de los conceptos básicos de genética. Características tales como el color de una flor o la formación de una proteí­ na cualquiera son expresiones de la información contenida en los genes. A la expresión física de los genes se le denominafenotipo de un individuo. El fenotipo está determinado por los alelos, que son las formas alternativas de un gen. Por ejemplo, el tamaño de una planta de chícharo está determinada por el par de alelos A y a. Por conveniencia se acostumbra usar una letra mayúscu­ la para representar el alelo dominante, mientras la minúscula representa el alelo recesivo. El conjunto de alelos se denomina genotipo. Este término indica la composición genética de un individuo haploide o diploide, o también la de los gametos. Cuando ambos alelos son iguales, el individuo es homócigo u homocigoto, pero si los alelos son diferentes, se habla de un heterócigo o heterocigoto para ese par de alelos.

La naturaleza química del gen Los experimentos de Mendel revelaron que los organismos poseían un material que se trasmi­ tía durante la reproducción y que regía el comportamiento de los rasgos que se heredaban. Esta sustancia debía llenar los requerimientos de información necesaria para construir un organismo; replicación y trasmisión, para que el material genético se duplicara y pasara de los padres a la progenie; y variación por mutación que explicara la variabilidad entre los organismos. Aunque los experimentos hechos por Mendel y otros genetistas a principios del siglo xix eran consistentes con los postulados anteriores, el reconocimiento de la naturaleza química de la sustancia de la herencia necesitó de un gran trabajo de investigación que llevó poco menos de 100 años. En 1868 Johann Friedrich Miescher, médico suizo, viajó a Alemania para trabajar bajo la dirección de Ernst Felix Hoppe-Sayler. Miescher desarrolló un método para aislar los núcleos de los leucocitos que formaban el pus. A pesar de las pequeñas cantidades de sustancia nuclear que obtenía, pudo establecer que era un material ligeramente ácido y con un alto contenido en fósforo. Llamó a esta sustancia nucleína. En 1887, conforme los trabajos de investigación prosiguieron, se llegó a la conclusión de que las bases de la herencia radicaban en el núcleo. En 1905 Aaron Levene, del Rockefeller Institute de Nueva York, encontró que el ADN contenía cantidades iguales de moléculas denomi­ nadas nucleótidos, constituidas por un fosfato, un azúcar y una base nitrogenada; sin embargo, consideraba erróneamente que los grupos de nucleótidos se repetían una y otra vez, lo que dio origen a la hipótesis del tetranucleótido, para explicar la estructura del ADN. Se demostró, has­ ta ese momento, que la cromatina estaba constituida por proteínas y el ADN por cuatro nucleótidos; pero la escasa variación mostrada por el ADN lo hacía un candidato muy pobre para llevar la información genética. En los medios científicos de la primera mitad del siglo xx privaba la idea de que las proteí­ nas eran el material genético, pues estaban constituidas por 20 aminoácidos, lo que las hacía suficientemente variadas como para constituir la fuente de la información genética. Fue en 1949 y 1953 cuando Edwin Chargaff y sus colegas, usando técnicas cromatográficas para separar los diferentes nucleótidos del ADN de distintos organismos y mediante métodos cuantitativos, determinaron las cantidades de las bases nitrogenadas que se encontraban en las diferentes muestras. Con ello se demostró que la hipótesis de Levene era incorrecta, al señalar

Johann Friedrich Miescher (1844-1895) |© Latin Stock México.

que en los diferentes organismos se encontraba una cantidad variable de nucleótidos y que la cantidad de adenina era similar a la de la timina, y que la guanina igualaba en cantidad a la cito­ sina, observación que más tarde se conoció como regla de Chargaff.

El ADN, material genético La primera pista que permitió el reconocimiento del ADN como material genético vino del descubrimiento del fenómeno de transformación hecho en 1928 por el médico inglés Frederick Griffith. Él estudiaba la bacteria Streptococcus pneumoniae, de la cual había aislado varias cepas diferentes; algunas de ellas eran cepas virulentas, que causaban neumonía en vertebrados, espe­ cialmente en humanos y ratones. Estas bacterias poseen una cápsula de polisacáridos bien desa­ rrollada que hace que sus colonias tengan una apariencia lisa; las colonias de cepas no virulentas (no causan enfermedad ni tienen cápsula) presentan aspecto rugoso, lo que las hace vulnerables a los ataques de las células fagocíticas del sistema inmune de los animales. Griffith observó que cuando se inyectaba la cepa sin cápsula S (de smooth, liso) a los ratones, éstos desarrollaban neumonía y morían; en la autopsia se encontraba siempre la cepa S en gran cantidad. Cuando se inyectaba la cepa R (de rough, rugoso) los ratones no mostraban signos de la enfermedad. Sin embargo, cuando se inyectó a los ratones la cepa S muerta por calor junto con la cepa R viva, los resultados fueron sorprendentes: los ratones murieron, a pesar de que la cepa virulenta estaba muerta. La sangre de los ratones muertos mostró una gran cantidad de bacte­ rias con cápsula. La interpretación de los datos demostraba que algo de las bacterias virulentas muertas por calor había pasado a las no capsuladas y las había transformado en bacterias capsu­ ladas virulentas, que conservaron esta característica a través de varias generaciones. Este proce­ so fue denominado “transformación” y la sustancia que lo había producido se conoció como principio transformante. Oswald Avery (1877-1955) | © Latin Stock México.

Las observaciones de Griffith permitieron que el equipo de Oswald Avery, Colin MacLeod y Maclyn McCarty, después de 10 años de investigaciones descubrieran la naturaleza química del principio de transformación. Avery y su equipo trabajaron con las cepas R y S de P Pneumoniae, con la intención de demostrar que el principio transformante tenía una estructura que lo acercaba más al ADN que a las proteínas. Para ello usaron sobre el principio transformante aislado enzi­ mas que separadamente digerían ARN, ADN y proteínas. Cuando se usaban enzimas digestivas como la tripsina que degrada proteínas, la sustancia transformante no sufría cambio alguno (las bacterias R tratadas con ella se transformaban en bacterias S), des­ cartándose de esta manera su naturaleza proteica. De la misma manera, la ribonucleasa que digiere el ARN tampoco mostraba efecto alguno sobre el principio transformante; pero cuando se usaban enzimas capaces de digerir el ADN, el principio transformante eliminaba su actividad biológica (las bacterias R no se transformaban en bacterias S) demostrándose con ello que el ADN era la sustancia que provocaba la transformación. La interpretación de los datos obtenidos por Avery y su equipo demostró que el princi­ pio transformante de Griffith y por lo tanto el material genético era, sin lugar a duda, el ADN. Los resultados de los experimentos fueron publicados en 1944.

Experim entos de H ersh ey y Chase Los experimentos hechos en 1952 por esta pareja de científicos proporcionaron una evidencia adicional de que el ADN era efectivamente el material genético. Sus trabajos se centraron en el

bacteriófago T2 que infecta a la bacteria Escherichia coli. En la actualidad se sabe que el bacterió­ fago inyecta en la bacteria su ADN, el cual se replica y dirige la síntesis de proteínas virales a ex­ pensas de la maquinaria enzimática bacteriana. En esa época se ignoraba cómo se reproducían los fagos, pero se sabía que estaban constitui­ dos por proteínas y ácido nucleico. Sin embargo, se desconocía a cuál de las dos sustancias co­ rrespondía al material genético. Alfred Hershey y Martha Chase diseñaron experimentos para resolver este problema. El uso de radioisótopos P32y S35, que pueden incorporarse sólo al ADN y a las proteínas, respectiva­ mente, les permitió comprobar en forma definitiva que el ADN era la sustancia inyectada por el virus y la que proporcionaba la información para sintetizar más moléculas de ADN y proteí­ nas virales.

Watson y Crick: la configuración molecular del gen El descubrimiento de la estructura de la molécula de ADN es uno de los logros científicos más espectaculares de los últimos tiempos. Si bien se sabía desde hacía tiempo que el ADN estaba constituido por nucleótidos, se ignoraba la forma en que éstos se encontraban unidos para for­ mar la estructura del ácido nucleico. Los resultados obtenidos por Chargaff y una serie de análisis de difracción por rayos X, apli­ cados al ADN, primero por Linus Pauling y otros químicos, y después por Rosalind Franklin, quien trabajaba en el laboratorio de Maurice Wilkins, abrieron el camino para que en 1953, Ja­ mes Watson y Francis Crick propusieran el modelo de doble hélice para la molécula de ADN, que en principio no fue bien aceptada por los bioquímicos de Cambridge, debido a que se había obtenido sin hacer experimentos. El modelo propuesto primero por Pauling y luego por Watson y Crick se refería a una estruc­ tura helicoidal formada por tres cadenas. Finalmente, Watson y Crick llegaron a la conclusión de que el ADN era una hélice formada por dos cadenas. Las características fundamentales del modelo propuesto por Watson y Crick fueron las si­ guientes: Se trataba de una molécula formada por dos hebras enrolladas alrededor de un eje central, se­ mejante a una escalera de caracol. A diferencia de un modelo previo en el cual las bases se en­ contraban hacia el exterior de la hélice, en el nuevo modelo los pasamanos de la escalera esta­ ban constituidos por los grupos fosfatos y azúcares de tipo desoxirribosa y los peldaños de la escalera, por pares de bases; una purina se apareaba siempre con una pirimidina, es decir, la adenina con la timina y la guanina con la citosina. La estructura de la doble hélice se estabilizaba gracias a los puentes de hidrógeno que unían a las bases: dos para la pareja timina-adenina y tres para guanina-citosina. La regla Chargaff AT/CG, implicaba que ambas hebras de la doble hélice se complementaban, por lo que, si se conocía una de las hebras, era posible deducir la secuencia de la otra. Por el esquema de emparejamiento de bases, cada una de las hebras de la doble hélice giraba en dirección opuesta, generando antiparalelismo y polaridad a la molécula. La polaridad ocu­ rre por el carbono del azúcar en el extremo de la cadena.

5’-AT C G G C A A A C G A - 3 ’ 3’-T A G C C G T T T G C T - 5 ’

Martha Chase |© Latin Stock México.

La estructura de la molécula sugería la forma en la que podía duplicarse; de hecho, poco tiempo después de haberse publicado en 1953 el trabajo de Watson y Crick, los autores die­ ron a conocer la propuesta del modelo de la replicación semiconservativa. En este segundo artículo se señalaba además que en la secuencia de las bases nitrogenadas se encontraba la información genética, y que los cambios genéticos se debían a una modificación en la secuencia de las bases.

Imagen del ADN tomada con el microscopio de fuerza atómica.

Modelo de ADN, Facultad de Ciencias, unam |© Ivonne Murillo.

La interpretación del código Después del descubrimiento de la estructura del ADN se desconocía el papel que desempeñaba el ARN, aunque se pensaba que podía ser un intermediario entre el ADN y las proteínas. Fue el

Apareamiento molecular a través de puentes de hidrógeno (amarillo) entre las bases púricas y pirimídicas en el ADN.

Esquema del modelo de ADN en doble hélice.

El ADN se replica semiconservativamente.

físico ruso George Gamow quien se interesó en la relación entre el ADN y las proteínas. Gamow supuso que tripletes de bases servían para especificar ciertos aminoácidos. En la década de 1950 Paul Zamecnik, quien laboraba en el Hospital General de Massachusetts en Boston, trabajando con hí­ gado de rata, hizo el importante hallazgo de

Gobind Khorana y Marshall Nirenberg | © Latin Stock México.

que las proteínas se sintetizaban en los ribosomas; posteriormente, junto con su colega Mahlon Hoagland, descubrió que los ami­ noácidos, antes de unirse en los ribosomas, estaban unidos a pequeñas moléculas de ARN. Esto concordaba con la hipótesis de Crick de que debía existir un “adaptador”(lla­ mado ARN de transferencia) que llevaría los aminoácidos al sitio donde se sintetizaban las proteínas. Para cada aminoácido debía existir una molécula adaptadora. Posteriormente, en 1960, se descubrió el ARN mensajero, que permitió la elaboración del modelo de síntesis de proteínas: el ARN mensajero con la información procedente del ADN llegaba a los ribosomas donde era “decodificado”. Los ARN de transferencia, cada uno con su aminoácido específico, se unían al ARN mensajero, lo que aseguraba que el péptido tuviera un orden adecuado antes de formar los enlaces peptídicos. Sin embargo, aún faltaba determinar las reglas del código que permitiera la traducción de una secuencia de ARN en una secuencia de aminoácidos. La pregunta básica era cuál de los 20 aminoácidos se incorporaría a la cadena peptídica, si sólo existen cuatro bases en el ADN. Para 20 aminoácidos harían falta por lo menos tres bases, aunque con éstas, la cantidad de combina­ ciones sería de 64, lo que implicaría que un aminoácido podría estar representado por más de un triplete. Finalmente, Crick y Sydney Brenner demostraron que los tripletes eran la base del código genético. Mediante experimentos con sustancias mutágenas, pudieron insertar o eliminar bases de una secuencia de ADN, lo que provocaba en la proteína un cambio de estructura. Pero las inserciones y deleciones no tenían el mismo efecto si las bases eliminadas o insertadas eran una o dos, lo cual originaba un cambio que alteraba el orden de todos los aminoácidos del péptido. Sin embargo, tres deleciones o inserciones no producían las mismas perturbaciones en el orden de los aminoácidos; solamente eliminaban o agregaban un aminoácido a la cadena de péptido. Esto hizo que Crick emitiera la hipótesis de que el código genético debía ser un código de tripletes. En 1961, la bioquímica francesa Marianne Grunberg-Manago descubrió una enzima que podía producir segmentos de ARN como AAAAAAAA... o GGGGGGG... Marshall Nirenberg y su colega Heinrich Matthaei utilizaron este hallazgo para sintetizar un ARN formado única­ mente por uracio o poli-U que, al ponerse en contacto con ribosomas in vitro, empezó a formar una cadena compuesta sólo por el aminoácido fenilalanina. Se había descubierto que el triplete del código genético que codificaba para la fenilalanina tenía que ser UUU. En los años siguientes se hicieron numerosos experimentos para descifrar los otros 63 tripletes. Muchos de los experimentos fueron hechos por Gobind Khorana, de la Universidad de Wisconsin. Para 1966 se estableció finalmente el papel que jugaban cada uno de los 64 tripletes del código genético. Nirenberg y Khorana recibieron en 1968 el Premio Nobel de Fisiología y Medicina.

3.1.2 El gen en acción E l descifram iento de la configuración m olecular del gen inm ediatam ente planteó un m ecanism o detallado para la duplicación y trasm isión de los caracteres hereditarios de una generación a la siguiente. La estructura en doble hélice y la secuen cia de bases a lo largo de la cadena perm itió con ceb ir un m ecanism o preciso de copiado fiel de la inform ación. A sim ism o, de m an era tam bién casi inm ed iata, la secu en cia de bases sugirió una relación entre la in fo rm a ció n co n ten id a en bases n itrogen ad as y aquella derivada en fo rm a de p ro te í­ nas, m olécu las u bicuas y abundantes en los seres vivos. E n esta secció n se plantea el papel del gen en la h eren cia y en la expresión de esa in fo rm a ció n en la célula.

Tabla del código genético.

Segundo nucleótido )

U

11

U

C

nA

G

UUU UUC UUA UUG CUU CUC CUA CUG AUU AUC AUA AUG GUU GUC GUA GUG

F en ilala lin a (P he, F) F en ilala lin a (P h e, F) L e u cin a (Leu, L) L e u cin a (Leu, L)

L e u cin a (Leu, L) L e u cin a (Leu, L) L e u cin a (Leu, L) L e u cin a (Leu, L)

I s o le u c in a (Ile, l) I s o le u c in a (Ile, l) I s o le u c in a (Ile, l) M e tio n in a (M et, M)

V alina (Val, V) V alina (Val, V) V alina (Val, V) V alina (Val, V)

c

UCU UCC UCA UCG CCU CCC CCA CCG ACU ACC ACA ACG GCU GCC GCA GCG

S e rin a (Ser, S) S e rin a (Ser, S) S erin a (Ser, S) S e rin a (Ser, S)

P ro lin a (Pro, P) P ro lin a (Pro, P) P ro lin a (Pro, P) P ro lin a (Pro, P)

T re o n in a (Thr, T) T re o n in a (Thr, T) T re o n in a (Thr, T) T re o n in a (Thr, T)

A la n in a (Ala, A) A la n in a (Ala, A) A la n in a (Ala, A) A la n in a (Ala, A)

G

a

UAU UAC UAA UAG CAU CAC CAA CAG AAU AAC AAA AAG GAU GAC GAA GAG

T iro sin a (Tyr, Y) T i r o s i n a (T y r, Y) C o d ó n d e té r m in o C o d ó n d e té r m in o

H istid in a (His, H) H istid in a (His, H) G lu ta m in a (Gln, Q) G lu ta m in a (Gln, Q)

A s p a ra g in a (A sn, N) A s p a ra g in a (Asn, N) Lisina (Lys, K) L isina (Lys, K)

Ác. A sp á rtic o (A sp, D) Ác. A sp á rtic o (A sp, D) Ác. G lu tá m ic o (Glu, E) Ác. G lu tá m ic o (Glu, E)

UGU UGC UGA UGG CGU CGC CGA CGG AGU AGC AGA AGG GGU GGC GGA GGG

S e rin a (Ser, S) S erin a (Ser, S) C o d ó n d e té r m in o T r ip to f a n o (Trp, W)

A rg in in a (Arg, R) A rg in in a (Arg, R) A rg in in a (Arg, R) A rg in in a (Arg, R)

S erin a (Ser, S) S erin a (Ser, S) A rg in in a (Arg, R) A rg in in a (Arg, R)

G licina (Gly, G) G licina (Gly, G) G licin a (Gly, G) G licina (Gly, G)

El dogm a central de la biología molecular E l m odelo de W atson y C rick tuvo un gran im pacto en el desarrollo de la biología m olecu lar al señalar que la in form ació n genética estaba con tenida en la secuencia de las bases nitrogenadas. E l flujo de inform ación genética que liga la inform ación con tenida en el A D N , el paso a la m o ­ lécula interm ed ia o A R N y la form ación de una proteína a p artir de esa in fo rm ació n fueron descritos com o el d o g m a cen tral d e la b io lo g ía m olecu la r. D e acuerdo co n él, existen tres flujos básicos de in form ació n genética. E l prim ero se refiere a la transferencia de la inform ación genética de una m olécula de A D N a otra, durante el proceso de replicación que se efectúa en la fase S del ciclo celular, lo que garantiza su p erm anencia a través de las generaciones. E l segundo se efectúa cuand o el A D N que no form a d irectam ente proteínas se sirve de una m olécula de A R N com o interm ed iario. La m olécu la de A R N m ensajero se form a en respuesta a una de-

U C A G U C A G U C A G U C A G

terminada secuencia de ADN; el proceso se de­ nomina transcripción. Las moléculas de ARN mensajero serán usadas por los ribosomas como moldes para dirigir la síntesis de proteínas du­

c o

’ s—

U

O

R ep l¡c a c ¡ó n

T r a n s c rip c ió n A D N < ----------------- >

r

5'

c o

’s—

U 3

Esquema del dogma central de la biología molecular.

3'

5'

3'

p re -A R N

T ra d u c c ió n ARN

P ro te ín a N

C

rante el proceso de traducción, que constituye el tercer camino que sigue la información ge­ nética. A estas tres vías de flujo de información se han agregado otras: el descubrimiento de los

retrovirus, que tienen su información genética codificada en ARN y que poseen una enzima de­ nominada retrotranscriptasa, transfieren la infor­ mación del ARN a ADN durante el ciclo infectivo para después seguir los caminos regulares de flujo, cuando el ADN viral se incorpore al genoma de la célula huésped; además, el ARN de estos virus se replica para formar nuevas moléculas de ARN que pasarán a las nuevas partículas virales. Por otro lado, se integran en el dogma los genes para la síntesis de ARN ribosómico y ARN de transferencia y los flujos de información que se llevan a cabo en la mitocondria y en el cloroplasto.

Los genes en las células y en los crom osom as La molécula de ADN presenta tres niveles estructurales: la estructura primaria, que se refiere a la secuencia de nucleótidos; la estructura secundaria o doble hélice, y la estructura terciaria, repre­ sentada por un enrollamiento posterior que permite a una enorme molécula ser empaquetada para caber en el pequeño espacio de una célula procariota (460 millones de bases en el caso de E. coli) o en el núcleo de los organismos eucariontes, como los seres humanos, con los 6 400 mi­

llones de pares de bases que se hallan en una célula diploide. El material genético de las bacterias o nucleoide se encuentra disperso en el citoplasma for­ mando grupos de ADN perfectamente visibles bajo el microscopio electrónico. En la interfase del ciclo celular de las células eucariontes, el ADN y sus proteínas asociadas reciben el nombre de cromatina, que ocupa casi todo el espacio nuclear, pero en territorios bien definidos. Los cro­ mosomas propiamente dicho sólo se hallan en la mitosis, especialmente en la metafase, cuando la cromatina se encuentra más condensada. La cromatina en su estructura más simple está constituida por la hélice de ADN; en un segundo nivel, la doble hélice y las proteínas histonas forman unidades denominadas nucleosomas. Cada nucleosoma está constituido por dos vueltas de ADN alrededor de un octámero de histonas y una histona adicional que mantiene la estructura en su sitio. Todo el conjunto (ADN y proteínas) tiene el aspecto de un collar de cuentas. Un tercer nivel de complejidad se presenta al plegarse “el collar de cuentas”de manera apre­ tada alrededor de un eje imaginario; en el siguiente nivel, el solenoide formado de esta manera, se pliega nuevamente y cada plegamiento se ancla a un andamiaje nuclear constituido por fibri­ llas de proteína. Este nivel es el que se presenta comúnmente en el núcleo en interfase. Cuando el núcleo se divide, la cromatina se condensa aún más para constituir el cromosoma metafásico que es el que se aprecia con el microscopio de luz. La compactación de la cromatina cambia constantemente adaptándose a los periodos de replicación y transcripción; durante estos periodos, la cromatina tiene que volverse laxa para permitir la entrada de los complejos enzimáticos de ADN polimerasa y ARN polimerasa. De hecho, ciertas zonas de la cromatina permanecen muy condensadas durante la interfase y se caracterizan por estar formadas por repeticiones de secuencias que no se transcriben.

En los eucariontes, el ADN se asocia con proteínas, formando la cromatina y los cromosomas.

Los cromosomas metafásicos están formados por dos cromátidas exactamente iguales, pues pasaron antes por la fase S del ciclo celular, en la que el ADN se duplicó. Las dos cromátidas se encuentran unidas por una constricción llamada centrómero, que tiene una posición definida en cada uno de los cromosomas. Los centrómeros son esenciales para que se efectúe la mitosis, pues al final de la profase se agregan en este sitio proteínas que forman el cinetocoro, al cual se fijan los microtúbulos del huso mitótico. Los telómeros constituyen otra parte fundamental del cromosoma; se encuentran en la parte terminal de éste y tienen como función primordial el mantenimiento de la estructura: si los telómeros están ausentes, los extremos de los cromosomas tienden a fusionarse; además, son importantes porque participan en la formación de la estructura tridimensional del núcleo y en el apareamiento de los cromosomas. El ADN de la región telomérica de los cromosomas huma­ nos consta de cientos de repeticiones del motivo 5’-TTAGGG-3’. Todos los cromosomas de un organismo pueden representarse por medio de un cariotipo que ordena los cromosomas por su tamaño, por la posición de los centrómeros y por el bandeo obtenido por ciertas tinciones. Por ejemplo, los cromosomas teñidos con el colorante Giemsa despliegan estriaciones denominadas bandas G que permiten identificarlos y analizarlos para reconocer cualquier tipo de alteración, como translocaciones o deleciones. En la actualidad, además del análisis de las fotografías de los cromosomas, se usa la computadora para hacer un análisis más acucioso y la tinción de cromosomas con colorantes fluorescentes. El término genoma describe el total de la información genética que se encuentra en una es­ pecie y en cada una de sus células; en realidad el genoma comprende el ADN del núcleo y el de la mitocondria (y el del cloroplasto en el caso de plantas y otros grupos que presentan este organelo). El Proyecto Genoma Humano fue concebido para determinar la secuencia de los nucleótidos que constituyen el ADN del núcleo, pues la secuencia del ADN mitocondrial ya se conocía. Desde la mitad de la década de 1970 se iniciaron los trabajos para secuenciar tramos de ADN, cuya primera fase terminó en 2001, con la publicación de la primera versión de la secuencia en las revistas científicas Nature y Science. El análisis de la secuencia parcial (aproximadamente 2 600 millones de bases) reveló la com­ posición del genoma humano: sólo una pequeña parte se transcribe a ARN mensajero; el resto

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Los cromosomas humanos de mujer (a) y de hombre (b). Nótese que en las mujeres hay dos cromosomas x.

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Figura 3.13. El síndrome de Down es la alteración del número de cromosomas más común que permite el desarrollo del embrión hasta su nacimiento. El defecto genético se encuentra en un cromosoma adicional en el p a r 21 (a), por lo que los individuos afectados presentan 47 cromosomas en total. Clínicamente se caracteriza por un fenotipo clásico, algún grado de retraso mental, implantación baja de orejas, epicanto (pliegue de piel que cubre el ángulo interior del ojo), pliegue palm ar único, malformaciones cardiacas, entre otros (b) |© a] Photo Researchers Archivo Digital; b] Fotosearch - Archivo Digital.

En cuanto a las anormalidades en el número de cromosomas sexuales, las dos más conocidas son el síndrome de Turner y el síndrome de Klinefelter. El síndrome de Turner se presenta únicamente en mujeres, con una frecuencia aproxi­ mada de 1 en cada 2 500 recién nacidas vivas; su cariotipo más frecuente es el 45, X0, lo cual indica que tienen un cromosoma sexual menos de lo normal. Se trata de una alte­ ración muy frecuente que generalmente conduce a abortos espontáneos. Al nacer, las mujeres con síndrome de Turner presentan varias alteraciones que permiten su diagnós­ tico, pero la característica más sobresaliente es que nunca menstrúan por carecer de útero y ovarios (véase la figura 3.14). El síndrome de Klinefelter ocurre únicamente en varones, con una frecuencia apro­ ximada de 1 en cada 1 000 recién nacidos de sexo masculino. No es fácil realizar el diag­ nóstico al momento del nacimiento, ya que su principal manifestación es la esterilidad debida a la falla en la producción de espermatozoides. El cariotipo más frecuente es el 47, XXY, o sea, con un cromosoma X extra, pero puede presentarse más de un cromosoma X adicional, v. gr. 48 XXXY (véase la figura 3.15).

Figura 3.14. El síndrome de Turner es una alteración en la que falta un cromosoma sexual, por lo que las mujeres afectadas presentan 45 cromosomas en total. El fenotipo de quienes padecen esta enfermedad siempre es femenino, y presentan retraso del crecimiento y estatura baja, falta de menstruación, cuello alado (a), implantación baja del cabello (b), pezones muy separados entre sí y deformidad en los codos que produce una angulación externa de los brazos ( c), entre otros signos clínicos | © Susana Kofman Alfaro.

Figura 3.15. El síndrome de Klinefelter es una alteración en la que sobran uno o más cromosomas sexuales, p or lo que los hombres afectados presentan 47 o más cromosomas en total. Se caracteriza por un pobre crecimiento de barba y bigotes, desarrollo mamario (ginecomastia), vello púbico con distribución femenina, genitales externos masculinos pero con testículos pequeños (atrofia testicular), estatura alta, entre otros signos clínicos |© Susana Kofman Alfaro.

Por otro lado, las anomalías en la estructura de los cromosomas van precedidas de uno o varios rompimientos en los mismos que provocan pérdidas de material genético o reacomodos diversos. Son comunes en algunas enfermedades de aparición tardía (v. gr.: el cáncer), detectables sólo en tejidos enfermos, lo cual, en algunos casos, puede influir de manera importante en el origen o evolución de la enfermedad, como sucede en algunas leucemias. Asimismo, pueden presentarse en patologías congénitas, pero esta expresión es mucho menos frecuente.

3.12.2 Factores ambientales Debido a que la diferenciación bioquímica sucede antes de que se establezca la morfoló­ gica, las estructuras son sensibles a la acción de teratógenos antes de la fase del desarrollo visible. Un teratógeno es cualquier sustancia que durante el desarrollo embrionario o fetal origina una alteración permanente en la estructura o en la función del producto; puede producir muerte celular, alteraciones del crecimiento y proliferación de tejidos o anormalidades en la diferenciación celular. Entre los teratógenos identificados se encuen­ tran: sustancias químicas, agentes infecciosos (virus), elementos ambientales, factores físicos, fármacos y drogas. Para que un agente externo se considere un teratógeno, deben tomarse en cuenta cuatro principios importantes: 1] Periodos críticos. La gestación se divide en tres periodos y con base en ellos se clasifican los síndromes consecuentes a la acción de teratógenos; la exposición durante las pri­ meras ocho semanas origina una embriopatía y después de este periodo se produce una fetopatía: a ] Durante las dos semanas que transcurren desde la fecundación hasta la implanta­

ción, el cigoto se segmenta: forma la masa celular interna que dará lugar al embrión y la masa celular externa, que originará los tejidos extraembrionarios. En este pe­ riodo previo a la implantación, si un elemento teratógeno lesiona un gran número de células, generalmente causa la muerte del embrión; pero si el daño es ocasionado a un pequeño grupo celular, es posible que las células “sanas” compensen la lesión y que el desarrollo continúe de manera normal. b ] El periodo embrionario abarca de la segunda a la octava semana después de la con­ cepción. Como se mencionó anteriormente, en él ocurre la organogénesis y, por lo tanto, es de suma importancia en lo referente a las malformaciones estructurales. c] Los periodos de maduración y desarrollo funcional abarcan desde las nueve sema­ nas hasta el término del embarazo. En estos periodos fetales algunos órganos, co­ mo el encéfalo, aún muestran vulnerabilidad a los teratógenos. 2]

Genotipo del em brión. Existen datos que demuestran la existencia de diferencias ge­ néticas en la respuesta a un teratógeno. Por ejemplo, de 5 a 10% de los embriones expuestos a un medicamento anticonvulsivo llamado difenilhidantoína, desarrollan diversas anormalidades que en conjunto se denominan síndrome de la hidantoína fetal; sin embargo, aproximadamente una tercera parte de los embriones expuestos sólo presentan algunas de las anomalías, mientras que más de la mitad no resultan afectados. Por tal razón, parece que el genotipo del embrión determina si un agente teratogénico afectará o no su desarrollo.

3] Dosis de fá rm a co s o com puestos quím icos. Se sabe que muchas sustancias resultan teratógenas en los animales de experimentación. Sin embargo, sólo en un número relativamente pequeño se ha demostrado de manera convincente su relación con malformaciones en el ser humano. La investigación en animales ha comprobado que existe una relación dosis-respuesta asociada con los teratógenos. La mujer embara­ zada debe tomar únicamente los medicamentos recetados por su médico. 4] Transferencia p lacen taria. La mujer embarazada debe exponerse a cantidades sufi­ cientes del elemento teratógeno para que éste atraviese la placenta e influya de ma­ nera directa en el desarrollo fetal. De manera indirecta, sólo altera el metabolismo de la madre o de la placenta. La transferencia placentaria depende del metabolismo de la mujer embarazada y de las características específicas del fármaco.

Los fárm acos com o teratógenos La teratogenicidad de los fármacos varía considerablemente. Algunos teratógenos cau­ san una alteración grave en el desarrollo fetal cuando se administran durante el periodo organogenético. Otros, como el alcohol, producen retraso mental y del crecimiento, en­ tre otras anomalías, cuando se utilizan excesivamente durante el desarrollo. En lo concerniente a la administración de vacunas, algunas, como las aplicadas con­ tra el tétanos y la difteria, son necesarias; otras, como la de la influenza estacional, son recomendables, pero no indispensables. Una tercera categoría de vacunas se aplica úni­ camente en casos especiales, donde el riesgo de padecer la enfermedad es muy alto, como la hepatitis A y B, la rabia y el neumococo. Por último, existe un grupo de vacunas que por ningún motivo deben administrarse, pues existe evidencia de que perjudican seriamente la salud del bebé, como la triple viral y la de la varicela.

Consecuencias del consum o de sustancias adictivas durante el em barazo Uno de los problemas sociales más graves en la actualidad es el elevado consumo de dro­ gas, hábito que durante el embarazo produce efectos farmacológicos en el feto que des­ embocan en distintos problemas físicos y conductuales en el niño. Uno de los riesgos más peligrosos de dicha exposición es el síndrome neonatal de abstinencia (ñ a s , por sus siglas en inglés). Los recién nacidos que presentan este síndrome nacen con la adicción de la madre y presentan muchos síntomas que caracterizan la abstinencia, como sensibilidad al ruido, irritabilidad, coordinación pobre, temblores y problemas de alimentación.

Alcohol | El alcoholismo afecta a 2% de las mujeres en edad reproductiva. Los niveles moderado y alto en la ingesta de alcohol durante las fases iniciales del embarazo pueden

Figura 3.16. El síndrome alcohólico fetal es consecuencia del consumo de bebidas etílicas durante el embarazo y se caracteriza por retraso mental, epicanto (pliegue de piel que cubre el ángulo interior del ojo), blefarofimosis (estrechez de la abertura ocular), labio superior fino y micrognatia (mandíbula pequeña), entre otros signos clínicos I © Susana Kofman Alfaro.

producir alteraciones de crecimiento y morfogénesis del feto. Los hijos de madres alco­ hólicas muestran un patrón específico de anomalías que en conjunto se conocen como síndrome alcohólico fetal (s a f ). El consumo materno de alcohol produce daño cerebral en el feto que cual puede derivar en problemas irreversibles en áreas como el aprendizaje, la memoria, la atención y la capacidad para resolver problemas (véase la figura 3.16).

Tabaco | El tabaquismo materno durante el embarazo es una causa conocida de retraso en el crecimiento intrauterino. A pesar de los avisos acerca de los efectos dañinos del taba­ co en el feto, más de 25% de las mujeres embarazadas continúan fumando durante la ges­ tación. En aquellas que fuman 20 o más cigarros al día, la frecuencia de partos prematuros es del doble de lo normal, y si su embarazo llega a término, sus hijos pesan menos de lo es­ perado. La nicotina reduce la luz de los vasos sanguíneos uterinos, lo que produce una dis­ minución del flujo sanguíneo placentario que, a su vez, disminuye el suministro fetal de oxígeno y nutrientes, deficiencia que altera el crecimiento y desarrollo del feto. Además, el tabaquismo materno puede provocar anomalías fetales en el aparato urinario, problemas conductuales, cardiopatías congénitas, labio-paladar hendido, deficiencias de las extre­ midades y reducción del crecimiento físico.

Marihuana | Cerca de 15% de las mujeres embarazadas consume marihuana. El ingre­ diente activo, delta-9-tetrahidrocannabinol, en dosis elevadas es teratógeno en animales; en humanos se han reportado casos de microcefalia y retraso en el crecimiento intrauterino.

Cocaína | Representa una de las drogas ilegales de mayor consumo. Existen numerosas descripciones de los efectos de la cocaína en el feto y las consecuencias de su ingesta, entre las que cabe señalar: aborto espontáneo, partos prematuros, microcefalia, infarto cerebral, anomalías urogenitales y alteraciones neuroconductuales.

Dietilamida del ácido lisérgico (LSD) | Algunos reportes señalan que los hijos de mu­ jeres que consumen LSD nacen con anomalías de las extremidades, así como anomalías del sistema nervioso central.

Agentes infecciosos Los agentes infecciosos que causan anomalías congénitas son principalmente virus de di­ versos tipos. Aunque la placenta es prácticamente impermeable a los microorganismos, algunos virus y bacterias pueden atravesarla e infectar al feto. Debido a que el feto no tiene sistema inmune funcional y para su protección depende exclusivamente de los anticuer­ pos maternos, a menudo carece de preparación para enfrentar las infecciones. Por lo tanto, una enfermedad que padezca la madre, así sea leve, puede dañar o matar al feto. Las principales enfermedades que pueden contagiarse de la madre al feto y sus conse­ cuencias en él son: • Rubéola: infección por el virus de la rubéola; origina cataratas congénitas, glaucoma, sordera congénita, retraso mental, anomalías cardiacas y retraso en el crecimiento.

• Varicela: infección por el virus de la varicela; ocasiona anomalías neurológicas, esque­ léticas y urogenitales. • M ononucleosis : infección por citomegalovirus que provoca anomalías oculares, retraso en el desarrollo psicomotor, hepatoesplenomegalia (hígado y bazo más grandes de lo normal) y parálisis cerebral. • Sífilis : infección por la bacteria T reponem apallidu m ; causa hidrocefalia, huesos y dien­ tes anómalos • Toxoplasmosis: infección por el protozoo Toxoplasm a gondii; provoca calcificaciones ce­ rebrales, alteraciones neurológicas, pérdidas de audición y microcefalia. • Sida: infección por el virus de inmunodeficiencia humana (viH). Produce retraso en el crecimiento, frente prominente de forma cuadrada y puente nasal aplanado.

A gentes físicos La radiación ionizante es un potente teratógeno que mata rápidamente las células en pro­ liferación. Por esta razón, produce cualquier tipo de anomalía congénita de acuerdo a la dosis y el estadio de desarrollo del producto en el momento de la exposición. Además, la radiación es un agente mutágeno, por lo que puede llevar a alteraciones genéticas con las consiguientes malformaciones. Los rayos X pueden afectar al embrión durante su desarrollo, causando problemas vi­ suales, leucemia y retraso mental, entre otros. Los daños dependen de la etapa del emba­ razo en que ocurrió la exposición y la cantidad de radiación. En determinado momento es posible tomarle radiografías a la embarazada, pero sólo su médico determinará las condiciones en que pueden llevarse a cabo de manera segura.

3.13 EL NACIMIENTO Después de aproximadamente 280 días, el proceso de gestación de un ser humano culmi­ na con el nacimiento. En condiciones normales, se lleva a cabo a través del canal del par­ to, proceso que se denomina parto natural. En algunos casos se aplica anestesia sobre la médula espinal a través de un procedimiento denominado bloqueo epidural; de esta for­ ma el parto resulta menos doloroso, sobre todo para una madre primeriza. Cuando el feto se acerca al cuello uterino un par de semanas antes de su nacimiento, se encaja en los huesos de la pelvis, pero no desciende más hasta el trabajo de parto. Éste se inicia con contracciones uterinas rítmicas y periódicas para abrir el cuello ute­ rino, el cual se borra paulatinamente hasta alcanzar 10 cm de dilatación. La abertura debe permitir el descenso de la cabeza fetal y su paso por la vagina, que también se dis­ tiende. Al llegar al periné y al orificio externo de la vagina, es posible ver la cabeza fetal, a lo que se llama coronación. La membrana amniótica que contiene el líquido amniótico se rompe para dar inicio al trabajo de parto; este fenómeno popularmente se le de­ nomina “rompimiento de la fuente”. En algunos casos el médico la rompe para atender el parto, pero la mayoría de las veces sucede de manera espontánea (véase la figura 3.17). El alumbramiento es el proceso de expulsión de la placenta. Debe ser controlado y su­ ficientemente lento para que se despegue del útero y se expulse completamente. En caso de quedar fragmentos de placenta dentro del útero, la madre puede sufrir complicaciones que pongan en riesgo su vida.

Figura 3.17. El trabajo de parto es el conjunto de fenómenos activos y pasivos desencadenados al final de la gestación y que tienen como objeto expulsar al feto y la placenta a través del canal del parto de la mujer. En la imagen se observa una mujer con el cérvix completamente dilatado y el feto en posición cefálica, en etapa de expulsión |© DGTIC.

P or ú ltim o , el p u e rp e rio es el p e rio d o q u e sig u e al a lu m b ra m ie n to y te rm in a cu an d o la m u je r v uelve a u n estad o fisio ló g ic o n o rm a l, es d ecir, n o g rav íd ico . C o m p re n d e a p ro x i­ m a d a m e n te lo s 4 0 días in m e d ia ta m e n te p o s te rio re s al p a rto . D u ra n te este p e rio d o el ú te ­ ro red u ce su ta m a ñ o p a u la tin a m e n te y re c u p e ra casi p o r c o m p le to su estad o a n te rio r a la g e sta ció n ; a sim ism o , c o n tin ú a el d esp re n d im ie n to de p o rc io n e s de e n d o m e trio s e m e ja n ­ tes a u n a m e n s tru a c ió n , q u e e n lo s p rim e ro s días s o n ab u n d a n tes, p ara d ism in u ir p o c o a p o c o h a sta h a ce rse escasas e n lo s p ró x im o s 3 5 días. E n el p u erp e rio se in ic ia el e stím u lo de la s e c re c ió n de le ch e m a te rn a .

3.13.1 Indicaciones para una cesárea L a cesárea c o n siste e n u n c o rte q u irú rg ico e n la p ared a b d o m in a l y e n el ú tero p ara e x ­ tra e r al fe to m a d u ro . E x iste n m u ch a s razo n e s m é d ica s ju stific a d a s p ara realizar u n a cesá ­ rea. L as p rin cip a le s s o n atrib u ib les a la m a d re , p e ro e n o ca sio n e s este p ro c e d im ie n to se d eb e a c o n d ic io n e s fetales. A lg u n as in d ic a c io n e s m a te rn a s de cesárea s o n :

1] E stre ch e z del c a n a l d el p arto . 2] A lte ra c io n e s p lacen tarias. 3] In su fic ie n c ia c ard iaca u o tra s card io p atías. 4] C a r c in o m a c e rv ic o u te rin o . 5] E n fe rm e d a d es m a te rn a s de o rig e n in fe cc io so .

A lg u n as in d ic a c io n e s fetales de cesárea s o n :

1] C ircu la r del c o r d ó n u m b ilica l, es d ecir, q u e éste se e n c u e n tre en red ad o alred ed or del cu ello d el fe to . 2] G e s ta c ió n m ú ltip le . 3] S u frim ie n to fetal, b a sa d o e n d atos c ertero s c o m o d is m in u c ió n o a c e le ra c ió n de la fre ­ c u e n c ia card iaca fetal.

4] P re se n ta c ió n o p o s ic ió n fe ta l p élv ica (sen tad o so b re la p elvis m a te rn a ); p o d á lic a (pies e n d ire c c ió n a la pelvis m a te rn a ); o tran sv ersa (esp ald a o a b d o m e n v u e lto s h a cia la p elvis m a te rn a ).

3.14 EXAMEN FÍSICO DEL RECIÉN NACIDO E l re c ié n n a c id o d eb e ser so m e tid o a u n e x a m e n físico c o n el fin de v erificar su re c u p e ra ­ c ió n an te el estrés d el p a rto y su cap a cid a d p ara ad ap tarse a la v id a e x tra u te rin a . D ich o e stu d io p e rm ite d ete cta r y evalu ar a n o m a lía s graves y m a lfo rm a c io n e s m ay o res q u e, p o r p o n e r e n p elig ro su vid a, re q u ie re n u n a p ro n ta a te n c ió n . Las m a n io b ra s m ás im p o rta n te s q u e se realizan so n : a s p ira ció n de s e c re c io n e s ; lig a ­ d u ra y s e c c ió n del c o r d ó n u m b ilica l; secad o d el re c ié n n a c id o y cu id ad o de m a n te n e rlo en u n a te m p e ra tu ra ad ecu ad a, ev itan d o la h ip o te rm ia ; d e te r m in a c ió n del p eso, lo n g itu d y p e rím e tro cefá lico ; a d m in istra c ió n de v ita m in a K ; p ro filaxis o cu la r (a d m in is tra c ió n de gotas de a n tib ió tic o p ara e v itar in fe c c ió n e n lo s o jo s ); e v a lu a ció n de su v italid ad c o n el te st A p gar y d e te r m in a c ió n de su edad g estacio n al. E l te st A p gar es u n m é to d o c lín ic o q u e v a lo ra el estad o de salu d g e n era l d el re c ié n n a ­ cid o in m e d ia ta m e n te d esp u és d el p a rto . C o n siste e n la e v a lu a ció n de c in co sig n o s c lín i­ co s: fre c u e n c ia card iaca, esfu erzo re sp ira to rio , to n o m u scu lar,

irritabilidad refleja y c o ­

lor. La escala u sad a p ara cad a u n o de ellos es de 0 a 2 (véase el cu ad ro 3 .4 ). S e g ú n el p u n ta je o b te n id o , de 7 a 10 p u n to s se tra ta de u n re c ié n n a c id o e n b u e n a s c o n d ic io n e s ; si la v a lo ra c ió n a rr o ja m e n o s de 7 p u n to s, se tra ta de u n caso co m p lic a d o c o n d ep re sió n c a rd io rre sp ira to ria . E ste te st se ap lica d os veces: 1] al p rim e r m in u to de v id a, p ara d ecidir las a c cio n e s a seg u ir e n caso de ser n e c e sa ria u n a re a n im a c ió n in m e d ia ta , y 2] a los cin co m in u to s, p a ra o b te n e r u n v alo r p ro n ó s tico .

CUADRO 3.4 TEST APGAR P u n ta je Signo 0

1

2

Frecuencia cardiaca

Ausente

100

Esfuerzo respiratorio

Ausente

Débil, irregular

Llanto vigoroso

Tono muscular

Flacidez

Cierta flexión de extremidades

Movimientos activos

Irritabilidad refleja

No hay respuesta

Reacción discreta

Llanto

Color

Cianosis total

Rosado con cianosis distal

Rosado

3.14.1 Cuidados de transición D u ra n te las p rim e ra s h o ra s de v id a se p ro d u c e n lo s c a m b io s m ás im p o rta n te s e n la ad ap ­ ta c ió n del re c ié n n a c id o al m e d io e x tra u te rin o (v éase el cu ad ro 3 .5 ). H ay v a ria cio n e s en su fre c u e n c ia re sp ira to ria , card iaca, estad o de alerta y activ id ad m o to ra . D u ra n te lo s p r i­ m e ro s 15 a 3 0 m in u to s de v id a es n o rm a l u n a fre c u e n c ia c ard iaca de h asta 180 latid o s p o r m in u to y u n a re s p ira c ió n de 6 0 a 8 0 p o r m in u to , a veces algo irreg u lar y c o n c ie rta r e tra c ­ c ió n costal y aleteo n asal. Es fre c u e n te la p re se n cia de m o c o y s e c re c io n e s e n la b o c a . A si­ m is m o , la te m p e ra tu ra c o rp o ra l d el b e b é d escien d e. E sta p rim e ra etap a se c o n o c e c o m o p rim e r p e rio d o de re activ id ad .

cu ad ro 3.5 principales cambios entre la vida pre y posnatal Característica

V ida prenatal

V ida posnatal

Ambiente

Líquido amniótico

Aire

Temperatura

Constante

Fluctuante

Estimulación

Mínima

Todos los sentidos estimulados

Nutrición

Placentaria

Leche materna o de otro origen

Oxigenación

Placentaria

Pulmonar

Eliminación

Descargada a la sangre materna

Por medio de riñones e intestino

E n las h o ra s sig u ien tes d ism in u y e la fre c u e n c ia card iaca, co n sid erá n d o se n o rm a l e n ­ tre 120 y 140 latid o s p o r m in u to , y la re s p ira ció n a m e n o s de 6 0 p o r m in u to . E l re c ié n n a ­ cid o se e n c u e n tra m ás tra n q u ilo y tie n d e a d o rm irse . E ste p e rio d o d u ra alred ed o r de dos a seis h o ra s. P o s te rio rm e n te , h ay u n seg u n d o p e rio d o de re activ id ad , e n el cu al se e n ­ c u e n tra m ás activ o y c o n b u e n a resp u esta a lo s e stím u lo s. A p a re cen de n u ev o secre cio n es y m o c o e n la b o c a , y o ca s io n a lm e n te p u ed e v o m ita r; se e sc u c h a n ru id o s in te stin a le s. D u ­ ra n te los p rim e ro s 2 8 días de vid a, el re c ié n n a c id o re c ib e el n o m b re de n e o n a to .

3.14.2 Características fundamentales del recién nacido La a n a to m ía de su p e rficie de u n n e o n a to d ifiere de la de u n ad u lto , p u es el p rim e ro se e n ­ c u e n tra e n la etap a de tr a n s ic ió n e n tre u n fe to y u n n iñ o . Las d ife re n cias m ás n o ta b le s re sp e cto de u n ad u lto se e n c u e n tr a n ta n to e n las p ro p o rcio n e s de la cab eza, tro n c o y e x ­ tre m id a d e s, así c o m o e n la p iel, cab eza, o jo s y g en itales. A p esar de q u e ya tie n e p o s ib ili­ dades fisio ló g ica s p a ra la v id a e x tra u te rin a , a ú n d ep en d e del cu id ad o de los p ad res p ara su su p erv iv en cia. Es im p o rta n te sab er q u e los h u e so s d el re c ié n n a c id o to d av ía n o se h a n d esarro llad o ; algu n o s to d av ía e stá n c o n stitu id o s p o r c artílag o o p o r m e m b ra n a s . Su

osificación se re a ­

liza de m a n e ra grad u al, c o n v irtié n d o se p o c o a p o c o e n h u eso s. La p re se n cia de cartílag o o m e m b ra n a s p e rm ite el c re c im ie n to d el cere b ro d en tro de la cavid ad c ra n e a n a d u ran te lo s p rim e ro s dos añ o s de v id a. E l asp e cto de la cab eza d el re c ié n n a cid o está alterad o p o r las co m p re s io n e s q u e su frió d u ra n te el p a rto . E n o ca s io n e s, tie n e u n a fo rm a p u n tia g u d a , c o m o u n c o n o ; ta m b ié n es fre c u e n te e n c o n tra r u n a in fla m a c ió n d el cu ero cab ellu d o . E stas altera cio n e s v u elv en a la n o rm a lid a d al fin a l de los p rim e ro s días y de la te rc e ra sem a n a de v id a, re sp e ctiv a m e n te . L os b e b é s q u e n a c e n p o r cesárea n o p re se n ta n c a m b io s e n la fo rm a de la cab eza. E l c e re ­ b ro d el re c ié n n a c id o p esa de 3 5 0 a 4 0 0 g y c o n stitu y e 1 0 % de su p eso c o m p le to , p o r lo cu al su cab eza se p e rc ib e m u y p ro m in e n te . E l tó r a x sob re sale y p o see u n d iá m e tro circu lar. E l a b d o m e n es c ilín d rico y p resen ta u n a b u lta m ie n to d eb id o al g ra n ta m a ñ o d el h íg ad o , q u e p u ed e palp arse e n tre 2 y 3 cm p o r d eb a jo del re b o rd e de las co stillas. La p iel está c u b ie rta p o r u n a g rasa de c o lo r b la n c o q u e le co n fie re u n a p ro te c c ió n d e n ­ tro d el ú te ro ; es fre c u e n te q u e p re se n te m a n ch a s ro jizas q u e p u ed e n d eb erse a c o n ju n to s de vasos s a n g u ín e o s su p e rficiale s, o b ie n m a n ch a s o scu ras, q u e s o n n o rm a le s . A lg u n os n e o n a to s p re se n ta n icte ricia , es d ecir, c o lo ra c ió n a m a rillen ta de la p iel y la p a rte b la n c a de lo s o jo s . E n o ca sio n e s só lo b a sta c o n e x p o n erlo s a b a ñ o s de so l a través de

la ventana para que su color se normalice. Si persiste la ictericia, es necesaria una revisión más cuidadosa por parte del pediatra. Es común que los genitales del recién nacido aparenten un tamaño desproporcionado, lo cual se debe al influjo hormonal al que estuvieron sometidos dentro de la madre.

3.15 LA ALIMENTACIÓN DEL RECIÉN NACIDO La succión es un instinto básico del recién nacido. Sin él, sería incapaz de obtener alimen­ to y su supervivencia se vería comprometida. Por ello, es importante estimular a los neo­ natos prematuros para que desarrollen este instinto. La leche materna constituye el alimento ideal para el recién nacido; cubre todas sus necesidades y posee cualidades inmunológicas que lo protegen de numerosas infecciones. Su composición molecular de proteínas, grasas, carbohidratos y minerales es inigualable para favorecer el correcto desarrollo del lactante. La leche materna también beneficia el desarrollo del cerebro; algunos estudios sugieren que los niños que fueron amamantados podrían obtener mejores resultados en las pruebas de capacidad cognitiva que los ni­ ños alimentados con fórmula. Se recomienda amamantar al neonato desde la primera hora de nacido, ya que el con­ tacto precoz del niño con el pecho de la madre acelera la producción de leche y propicia una lactancia más prolongada. El mejor estímulo para producir leche es la succión del pe­ zón: cuanto más succione el neonato, más leche producirá la madre. Durante los primeros días después del parto, la madre secreta una leche especial, es­ pesa, pegajosa y amarillenta, denominada calostro. Es una sustancia rica en proteínas y pobre en carbohidratos y grasas; contiene grandes cantidades de anticuerpos y factores de crecimiento que refuerzan el desarrollo del tracto gastrointestinal del neonato, y sus agentes antiinfecciosos actúan como una primera inmunización. Aunque la cantidad es pequeña, el calostro es todo lo que el recién nacido necesita durante los primeros días. Debido al bajo aporte calórico del calostro, durante los 4 o 5 primeros días el neonato pierde hasta 10% del peso que presentó al nacer, pero lo recupera paulatinamente. Du­ rante las dos semanas siguientes, la cantidad de leche aumenta y cambian su aspecto y composición; disminuye su contenido de inmunoglobulinas y proteínas, pero aumenta el de grasas y azúcares. A ésta se le conoce como leche de transición. La leche materna es la única que se adapta exactamente a las necesidades nutritivas del lactante. Se recomienda alimentar a los bebés exclusivamente con leche materna (sin agua, fór­ mula ni otros líquidos o sólidos) durante aproximadamente los primeros 6 meses de vida. Después, se integra dieta sólida que complementa a lecha materna, la cual deberá seguirse consumiendo hasta el año de edad. A continuación se presenta la composición de la leche materna: • Proteína: 60 % es suero y 40 % es caseína. • Grasas: mayoritariamente ácidos grasos esenciales, necesarios para el funcionamiento correcto del organismo. • Carbohidratos: en forma de lactosa, glucosas y galactosa. • Sales minerales: calcio, fósforo, sodio, magnesio, potasio y hierro. • Vitaminas: todas las necesarias para el lactante. Además de aportar los nutrientes de forma exacta y equilibrada, la leche materna también suministra las enzimas necesarias para la digestión, de tal forma que la inmadu­

rez n a tu ra l d el ap arato d igestivo del re c ié n n a c id o se ve c o m p e n sa d a p o r las en zim as de la le ch e m a te rn a . P ara la m a d re , la la c ta n c ia c o n trib u y e a a u m e n ta r lo s niv eles de o x ito cin a , h o rm o n a q u e c o n tra e el ú te ro p ara re d u cir la h e m o rra g ia d esp u és del p a rto y re c u p e ra r el ta m a ñ o q u e te n ía antes d el em b a ra z o . D e igu al fo rm a , la la c ta n c ia d e m o ra el re to rn o del p e rio d o m e n stru a l de la m u je r, lo q u e ayuda a re d u cir la p o sib ilid ad de o tro em b a ra z o in m e d ia to . S in e m b arg o , éste n o es u n m é to d o a n tico n ce p tiv o fiab le. A sim ism o , alg u n o s estu d io s s u ­ g ie re n q u e la la c ta n c ia p o d ría ayudar a re d u cir el riesg o de c o n tra e r c á n ce r de o v ario y de m a m a p re m e n o p á u sico ; ad em ás, a u m e n ta la fo rta le z a de lo s h u e so s, lo cu al p o d ría re d u ­ cir el riesg o de o ste o p o ro sis d esp u és de la m e n o p a u sia .

3.16 SALuD Me n t a l : DESARRoLLo DE VÍNCULOS DE ApEGo ENTRE EL BEBÉ Y LOS PADRES D esd e el em b a ra z o se in ic ia u n p ro ce so de re la c ió n e n tre la m a d re y el fe to q u e se d e­ n o m in a c o n d u c ta de ap ego , y se refiere a la te n d e n cia h u m a n a b á sic a a estab le ce r lazos e m o c io n a le s ín tim o s c o n in d iv id u o s d ete rm in a d o s. E sta c o n d u c ta se d esarro lla a p a rtir de las im á g e n e s q u e la m a d re tie n e d el b e b é que a ú n n o n a c e y las ca ra cte rística s físicas y e m o c io n a le s que le atrib u y e. E l tip o de apego q u e la m ad re d esarro lla h a c ia su b e b é se ve in flu id o p o r d iversos fa cto res, c o m o el in icio e in te n sid a d de lo s m o v im ie n to s d el fe to , la h is to ria d el em b a ra z o e, in c lu so , el apego de la m u je r em b a ra z a d a h a cia su m a d re . E l apego p o sitiv o de la m u je r e m b arazad a h a c ia el feto se m a n ifie sta a través de co n d u cta s de cu id ad o ad ecu ad as, c o m o llevar u n a b u e n a ali­ m e n ta c ió n y p re p a ra ció n física d u ra n te la etap a p re n atal. T ras el n a c im ie n to , se fo rta le ce el v ín c u lo en tre m a d re e h ijo d u ran te los p rim e ro s m eses de vida. D esd e el p u n to de v ista b io ló g ic o , el ap ego su rg id o e n tre a m b o s aseg u ra la s u p e rv i­ v e n cia d el re c ié n n a c id o y lo p ro te g e del m u n d o exterio r. A d em ás, co n lle v a im p o rta n te s c o n se c u e n c ia s p sic o ló g ic a s, y a q u e p rov ee al n e o n a to de u n a fig u ra acce sib le q u e le o to r ­ ga u n fu e rte s e n tim ie n to de seg u rid ad y lo a lie n ta a c o n tin u a r y v alo rar esta re la ció n . E l v ín c u lo te m p ra n o e n tre la m a d re y el n iñ o se c o n stru y e m e d ia n te las c o n d u cta s de a m b o s; las de la m a d re s o n co n d u cta s de c ria n z a y las d el n iñ o , c o n d u cta s de ap ego . Este v ín cu lo se d esarrolla g racias a u n a c o n sta n te in te ra c c ió n , d o n d e la c o n d u c ta de u n o in ­ fluye e n la d el o tro . Las co n d u cta s de ap ego q u e cad a in d iv id u o d esarrolla d u ran te la p r i­ m e ra in fa n c ia , n iñ e z y a d o le sce n c ia e stá n p ro fu n d a m e n te in flu e n c ia d a s p o r la re la ció n c o n sus p ad res y el tra to q u e re c ib e de ellos. La p au ta de apego m ás a d ecu ad a p ara el d e­ sa rro llo p s ic o ló g ic o del n iñ o es la q u e fo m e n ta la c o n fia n z a e n sus pad res. G e n e ra lm e n te , cu a n d o se h a b la de apego o de cria n z a , se h a ce h in c a p ié e n el v ín cu lo del n iñ o c o n la m a d re . E sto es así p o r d os razo n es: p rim e ro , p o rq u e es ella la q u e le o frece lo s p rim e ro s cu id ad o s a trav és de la la cta n c ia , y seg u n d o , p o r la e x iste n cia de u n c o n ju n to de c o n d ic io n a m ie n to s c u ltu rale s q u e le a d ju d ic a n a ella el p ap el de ú n ic a cu id ad o ra. S in e m b arg o , a c tu a lm e n te y d eb id o a im p o rta n te s c a m b io s o cu rrid o s e n la so cie d a d , se r e c o ­ n o c e que el p ad re d ese m p e ñ a u n p ap e l fu n d a m e n ta l e n el cu id ad o y b ie n e sta r de su h ijo , in c lu so desde la etap a d el e m b arazo. E l p ad re d eb e d esarro llar u n v ín cu lo de apego c o n su h ijo d esd e la g e s ta ció n y c o n ti­ n u a rlo d u ran te la in fa n c ia y la a d o le sce n cia . E n la etap a p ren atal, el feto es m u y sen sib le a lo s e stím u lo s de su a m b ie n te , p o r lo q u e es m u y im p o rta n te q u e el p ad re le h a b le y lo a c a ­ ricie a través d el v ie n tre de la m a d re , p ara así c o m e n z a r u n v ín cu lo afectiv o . D e igual m a n e ra , su p ap el es m u y sig n ificativ o d u ran te lo s p rim e ro s cu id ad o s del re c ié n n a cid o ,

c o m o al b a ñ a rlo , c a m b ia rlo y alim e n ta rlo , p u es e n esta etap a se in ic ia u n a só lid a re la ció n c o n el b e b é , ad em ás de q u e re p rese n ta u n g ra n apoyo p ara la m a d re . E lla p u ed e e n c o n ­ trarse v u ln e ra b le e m o c io n a lm e n te a cau sa de los im p o rta n te s c a m b io s o c u rrid o s d u ran te el p o sp a rto . D e esta m a n e ra , cu a n d o el p ad re p a rtic ip a e n esto s p rim e ro s cu id ad o s n o só lo fav o rece su v ín c u lo afectiv o c o n el b e b é , sin o que ta m b ié n ayuda a fo m e n ta r el apego del n iñ o h a c ia su m a d re y el b ie n e sta r de to d o s. U n b e b é que es a ten d id o ta n to p o r su m a ­ dre c o m o p o r su p ad re re c ib e m ás e stim u la c ió n y se d esarrolla m e jo r. L os n iñ o s que tie ­ n e n u n a p au ta de ap ego seg u ro c o n a m b o s p ad res p o se e n m e jo r a u to e s tim a y reg u lan m e jo r sus afe cto s q u e q u ien es n o la tu v ie ro n . Las co n d u cta s de apego q u e c o n fo rm a n el v ín c u lo te m p ra n o d el n iñ o c o n las figu ras p ate rn as d ese m p e ñ a n u n p ap e l im p o rta n te ta n to p ara su su p e rv iv e n cia b io ló g ic a , gracias al cu id ad o , la p ro te c c ió n y la n u tric ió n , c o m o p ara su p o s te rio r d esarrollo afectiv o , m e ­ d ian te el d esarro llo de s e n tim ie n to s de seg u rid ad y co n fian za.

3.17 p RINCIpALES CAUSAS DE MORBILIDAD DEL RECIÉN NACIDO

y

MORTALIDAD

La m ay o r p a rte de las m u e rte s e n este p e rio d o se p re se n ta e n los p rim e ro s días de v id a y e stá n d ire c ta m e n te re la cio n a d a s c o n el p a rto . La m ás im p o rta n te es la m u e rte q u e se p re ­ sen ta p o r

asfixia . E l n ú m e ro a p ro x im a d o de n iñ o s m u e rto s p o r esta cau sa es de 17 0 0 0 , y

re p rese n ta 5 0 % de las m u e rte s e n este p e rio d o . Las m a lfo rm a c io n e s co n g é n ita s del c o r a ­ z ó n o c u p a n 8 % d el to ta l de m u e rte s de re c ié n n a c id o s, sien d o la seg u n d a cau sa. E n tercer lugar se e n c u e n tr a n las in fe cc io n e s de las vías re sp ira to ria s b a ja s (p u lm o n e s y b ro n q u io s ), que alca n z a n casi 7 % de las m u e rte s. La c u a rta cau sa de m u e rte e n este p e rio d o se refiere a p ro c e so s in fe c c io s o s d el ap arato d igestivo (d ia rre a ); estas in fe cc io n e s o c u p a n alred ed or de 3 % de las m u e rte s. E l resto de las cau sas de m u e rte e n este p e rio d o se re fie re n a m a l­ fo rm a c io n e s co n g é n ita s q u e n o p u ed e n ser prev en id as c o n lo s m é to d o s actu ales de d iag­ n ó s tic o y tra ta m ie n to . E n lo re fe re n te a la

morbilidad , las e n fe rm ed ad e s q u e se p re se n ta n e n esta edad so n

p rin c ip a lm e n te de o rig e n in fe cc io s o . Las m ás im p o rta n te s s o n las in fe c c io n e s de las vías re sp ira to ria s su p e rio re s y los cu a d ro s de d iarrea. E n este p e rio d o se d eb e o b se rv ar al n iñ o que n a ce c o n b a jo p eso , p u es esto a c e n tú a el p a d e cim ie n to fre c u e n te de in fe c c io n e s, ad e ­ m ás de q u e p ro p ic ia la d e s n u tric ió n e n etap as tard ías de la v id a.

3.17.1 Muerte de cuna T a m b ié n se le c o n o c e c o m o sín d ro m e de m u e rte sú b ita del la cta n te o m u e rte b la n c a , y con stitu y e u n grave p ro b le m a , pu es es u n a de las p rin cip ales causas de

mortalidad in fa n ­

til d u ran te los p rim e ro s seis m eses de v id a. Es d efin id o c o m o la m u e rte re p e n tin a e in e s ­ perad a de u n b e b é que a p a re n te m e n te está san o . Se p resen ta e n los b e b é s p re m atu ro s que m ie n tra s d u e rm e n e x p e rim e n ta n d ificu ltad es p ara resp irar ( apnea) o que p ad e ce n p ro b le ­ m as b ro n c o p u lm o n a re s, así c o m o e n los lactan te s que m u e stra n in d icio s de falta de resp i­ ra c ió n , p érd id a del to n o m u scu lar, c a m b io s de c o lo ra c ió n , p iel m o ra d a o p álid a. A u n q u e estos sín to m a s d espués d esap arecen , e xisten m u ch a s p o sib ilid ad es de q u e re in cid a n , p o r lo que se d ebe acu d ir a la c lín ic a u h o sp ital p ara q u e re c ib a n a te n c ió n in m e d ia ta . Es re c o m e n ­ d able d o rm ir al b e b é b o c a arrib a, n o arro p arlo d em asiad o, p ro m o v e r la la cta n c ia m a te rn a y n o fu m a r d u ran te el em b arazo n i d espu és del n a c im ien to .

NIÑEZ, CRECIMIENTO Y DESARROLLO

TEMA

4 © Latin Stock México.

L

a in fa n c ia es u n p e rio d o b io ló g ic o ev olu tivo de e x tra o rd in a ria im p o rta n c ia e n el ser h u m a n o , y a q u e c o n d ic io n a el resto de la vid a, s o b re to d o p o rq u e e n ella o c u rre n los

m ay o res c a m b io s de c re c im ie n to y d esarrollo .

4.1 CRECIMIENTO Y DESARROLLO DURANTE LA INFANCIA D e sd e el n a c im ie n to , el o rg a n ism o in fa n til se e n c u e n tra e n c o n sta n te p ro c e so de m a d u ­ ra c ió n . E l c re cim ie n to y la d ife re n c ia c ió n de to d o s los ó rg an o s y siste m as d el n iñ o d eter­ m in a n su c o r re c ta in te ra c c ió n c o n el a m b ie n te . E l c re c im ie n to es u n p ro c e so d in á m ico q u e se m a n ifie sta e n el a u m e n to de la talla, a u n q u e c lín ic a m e n te ta m b ié n se c o n sid e ra n o tra s v ariab les c o m o p eso, p e rím e tro cefá li­ co y h u e so s largos de las p ie rn a s ( antropometría ). O tro asp e cto q u e se v a lo ra s o n las

fontanelas d el crán eo . E n ca m b io , el d esarrollo es la m a d u ra c ió n so m á tic a , p sico ló g ica y s o cia l ca ra cte rística de la in fa n cia . Se m a n ifie sta a través del d esarrollo sexual, d en tario, p sic o m o to r, fisio ló g i-

co, m e ta b ó lic o e in m u n o ló g ico , así c o m o p o r la a d q u isició n de destrezas y h ab ilid ad es en las d iferentes etapas de la in fan cia. El d esarrollo d ep en d e de facto res in trín se co s (d o ta c ió n g en ética) y de factores extrín se ­ cos (a lim e n ta ció n , am b ien te, enferm ed ad es, e tcé te ra). E l cre cim ie n to se evalúa m ás fácil­ m e n te que el d esarrollo. A m b o s p ro g resan al u n íso n o , p ero a veces hay d esarrollo c o n p o co a u m en to de ta m a ñ o , o b ien , u n cre cim ie n to rápid o c o n escasa d ife re n ciació n fu n cio n al. L as m ed id as n o rm a le s de lo s n iñ o s están co m p re n d id as, seg ú n su edad, d en tro de lím i­ tes m ín im o s y m á x im o s. E sto s d atos se o b tie n e n al co m p a ra r las v arian tes de peso, talla, p e rím e tro cefálico , etcétera, en tre in d iv id u o s de la m is m a edad y sexo, cuyo resu ltad o so n las cu rv as de c re cim ie n to y d esarrollo , que s o n el re fle jo g ráfico de las cifras recabad as (véase la figu ra 4 .1 ). E l a u m e n to reg u lar de p eso y talla es el in d ic a d o r m ás co n fia b le de q u e el n iñ o goza de u n b u e n estad o de salu d g en eral y se d esarro lla ad ecu a d a m en te. S e re c o m ie n d a p esar y m e d ir a lo s n iñ o s cad a m e s. S i lo s p ad res o el p e d ia tra n o a p re c ia n n in g ú n a u m e n to del p eso y la talla d u ran te d os m eses seg u id os, p u ed e ser señ al de q u e existe alg ú n p ro b le m a o e n fe rm ed a d . La talla está su p ed itad a al m e n sa je g e n étic o tra n s m itid o , a u n q u e ta m b ié n se e n c u e n tra b a jo la in flu e n c ia de fa c to res e x te rn o s, e n tre ello s la a lim e n ta c ió n (véase el cu ad ro 4 .1 ).

Figura 4.1. Curvas de peso y talla para niños y niñas menores de 5 años, según la Organización Mundial de la Salud ( OMS). En ellas se observan las curvas de los percentiles 97, 85, 50,15 y 3. Los valores de un niño(a) determinado(a) se comparan con los porcentajes de la población de referencia. Cabe resaltar que las curvas propuestas por la OMS toman como referencia la población mundial y que lo ideal es comparar los valores de un niño(a) con los porcentajes de la población a la que él(ella) pertenece |© OMS/ OPS.

CUADRO 4.1 CRECIMIENTO EN TALLA DURANTE LA INFANCIA E dad

Crecimiento en talla

Nacimiento

Talla inicial de 42-52 cm

3 meses

Aumenta 9 cm

3-6 meses

Aumenta 7 cm

6-9 meses

Aumenta 5 cm

9-12 meses

Aumenta de 3 a 4 cm

12-24 meses

Aumenta 1 cm por mes

Preescolar (de 2 a 6 años)

Aumenta de 5 a 6 cm por año

Escolar (de 6 a 12 años)

Aumenta 6 cm por año

Adolescente (de 12 a 18 años)

Aumenta de 8 a 9 cm por año

4.1.1 Fases del crecimiento Tras el n a c im ie n to se d e s c rib e n cu a tro fases de c re c im ie n to e n el p e rio d o in fa n to ju v e n il: 1] fase de c re c im ie n to acelerad o , 2] fase de tra n s ic ió n , 3] fase de c re c im ie n to le n to y e sta­ b le, y 4] fase de c re c im ie n to c o n r itm o elevado.

Fase de crecimiento acelerado C o rre sp o n d e al p rim e r a ñ o de v id a, e n el cu al el n iñ o trip lic a el peso q u e tuvo al n a ce r y crece a p ro x im a d a m e n te 2 5 c m . E n esta fase tie n e lugar u n im p o rta n te d esarrollo n e u ro ló gico . A m e d id a q u e el in fa n te cre ce e n estatu ra, su cab eza se h ace p ro p o rcio n a lm e n te m ás p e q u e ñ a y las extrem id ad es in fe rio re s c o m ie n z a n a d esarrollarse c o n m ay o r rapidez. A d em ás, se d esa rro lla n las ap titu d es fu n cio n a le s de la a lim e n ta ció n , q u e se c a ra c te ri­ zan p o r la m a d u ra c ió n re n a l y d el tra c to d igestivo, así c o m o p o r el d esarro llo de las fu n ­ c io n e s m e ta b ó lic a s h e p á tica s. A l n acer, el n iñ o care ce casi e n su to ta lid a d de reservas e n e rg é ticas, p o r lo q u e d ep en d e p o r co m p le to del a p o rte a lim e n tic io p ara el m a n te n i­ m ie n to de sus fu n c io n e s v itales. O tr o e le m e n to fu n d a m e n ta l e n el c re c im ie n to es el p r o ­ ceso de d e n tic ió n . E n p ro m e d io se in ic ia h a c ia lo s 6 m eses de edad c o n la a p a ric ió n de los d os d ien tes in fe rio re s cen trales. D u ra n te esta fase de c re c im ie n to lo s la cta n te s c o m ie n z a n a erg u ir la cab eza y el p ech o , a p o y án d o se e n lo s b ra z o s. T a m b ié n p u e d e n to m a r o b je to s q u e se les p re se n ta n d elan te de la c ab eza y lo s h o m b ro s . A los 6 m eses ya p u ed e n sen tarse , g irar y c o m e n z a r a gatear. Su v is ió n ya está d esarro llad a, de m o d o que se e n tre tie n e n c o n e stím u lo s llam ativ o s, c o m o ju g u e te s c o lo rid o s q u e se m u e v e n y las caras y gesto s de sus pad res.

Fase de transición E sta etapa ab arca el seg u n d o y tercer años de vida. E n ella se p resen ta u n a g an an cia m ed ia de peso de 6 kg y el in c re m e n to m e d io de la talla es de 2 0 c m , ap ro x im ad am en te. La m a d u ­ ra c ió n m e ta b ó lica y digestiva, ju n to c o n la p resen cia de la d en tició n , p e rm ite n al n iñ o to m ar a lim en to s m ás v ariad os, de m a n e ra que se in c o rp o ra p au latin am en te a los h áb ito s a lim e n ­ tario s de la fam ilia. E l n iñ o sep ara los alim en to s, los to ca , los h u ele y los p ru e b a e n p o c a c a n ­ tidad . Las necesid ad es energ éticas del n iñ o de 1 a 3 añ o s s o n de 1 3 0 0 a 1 5 0 0 kcal p o r día.

E n esta etap a el n in o realiza p ro g re so s im p o rta n te s e n las fu n c io n e s p s ic o m o to ra s , c o ­ m o el le n g u a je y la m a rch a , al tie m p o que su c re c im ie n to p ierd e v elo cid ad .

Fase de crecimiento lento y estable E sta fase c o rre sp o n d e al p e rio d o q u e va desde lo s 3 añ o s h asta la p u b e rta d (1 2 años, a p ro x im a d a m e n te ). Se ca ra cte riz a p o r u n a g a n a n c ia m e d ia de 2 5 kg y u n a u m e n to de 50 c m en la talla. E l p eso id eal de u n n iñ o e n fase de c re c im ie n to le n to y estab le p u ed e c a lc u ­ larse m e d ia n te u n a reg la p rá c tic a : el p eso de u n n iñ o d eb ería ser d os veces su edad en añ o s, m ás 10. S in e m b a rg o , el resu ltad o de este c á lcu lo d eb e v alo rarse co n sid e ra n d o o tras v ariab les c o m o sexo, c o n s titu c ió n , carg a g e n ética , e tcé te ra . A d em ás, esta reg la só lo c u m ­ p le n e n n iñ o s de h asta 10 añ o s de edad . E ste p e rio d o se c a ra cte riz a p o r g ra n d es d ife re n cia s e n el c re c im ie n to físic o , las cu ales se d e b e n a m ú ltip le s fa c to re s de tip o g e n é tic o , a m b ie n ta l, n u tric io n a l, lo s c u id a d o s y la calid ad de v id a, e n tre o tro s . E n esto s añ o s lo s n iñ o s c o m ie n z a n a a sistir a la e scu e la y p or lo re g u lar lo s v a ro n e s s o n lig e ra m e n te m á s altos q u e las n iñ a s . S in e m b a rg o , ellas p re s e n ­ ta n u n c re c im ie n to re p e n tin o al fin a l de esta e tap a, p o r lo q u e su e le n su p e ra r e n ta lla a los n iñ o s . E n los p rim e ro s 6 a ñ o s de v id a o c u rre n lo s p rin cip a le s c a m b io s e n la

anatomía y la

fisiología del in d iv id u o . L os h u e so s a u m e n ta n sus d im e n sio n e s y se p ro d u c e la osifica­ ción de lo s c artílag o s a rticu la re s. L os te n d o n e s y lig a m e n to s tie n e n u n d esarrollo débil, p o r lo q u e n o re siste n u n a te n s ió n c o n sid era b le . La o sific a c ió n de la c o lu m n a to d av ía es in c o m p le ta ; ello p e rm ite u n alto g rad o de p lasticid ad , p ero im p lica el riesg o de d e fo rm a ­ cio n e s p o r p o s ic io n e s in a d ecu a d a s o v icio sa s, ta n to e n la p o s tu ra c o m o d u ra n te la m a r ­ ch a. L os m ú sc u lo s a u m e n ta n su ta m a ñ o y fu erza, p ero la

inervación es d ébil.

Llevar u n a b u e n a a lim e n ta c ió n es fu n d a m e n ta l e n esta etap a. L os n iñ o s n e c e sita n m ás calo rías y n u trim e n to s q u e e n etap as p rev ias, s o b re to d o p o r su c re cie n te d ese m p e ñ o f í­ sico e in te le c tu a l. A sim ism o , el cu id ad o d en tal es m u y im p o rta n te , pu es a p a rtir de los 6 añ o s c o m ie n z a n a b ro ta r lo s d ien tes p e rm a n e n te s a u n r itm o de cu a tro d ien tes p o r añ o d u ra n te lo s sig u ien tes c in co añ os. E l c o ra z ó n ta m b ié n se e n c u e n tra b a jo la in flu e n c ia d el c re c im ie n to y el d esarro llo . Al a u m e n ta r su ta m a ñ o re c ib e m ás c a n tid a d de san g re. E l m ú sc u lo g an a e n fu erza y re siste n ­ cia, lo q u e se tra d u c e e n el a u m e n to p ro g resiv o d el v o lu m e n de san g re q u e exp u lsa. C o n la ed ad a u m e n ta la p re sió n a rte ria l y el p u lso se h a ce m ás rítm ic o . La fre c u e n c ia card iaca d ism in u y e y se h a ce m ás estable. D e la m is m a m a n e ra , a m e d id a q u e a u m e n ta la edad , la re s p ira ció n se to r n a m ás rítm ic a . A cre c ie n ta su p ro fu n d id ad , la cap acid ad v ital (ca n tid a d de aire q u e p u ed e n c o n te n e r lo s p u lm o n e s ), la v e n tila c ió n p u lm o n a r y el v o lu m e n re sp i­ rad o p o r m in u to . La fre c u e n c ia re sp ira to ria d ism in u y e y se estabiliza. T o d o s esto s c a m b io s físico s s o n a c o m p a ñ a d o s y fav o recid o s p o r la c re cie n te m ad u rez del siste m a n e rv io so , q u e p ro d u c e el d esarrollo de diversas destrezas m o tric e s. E n esta etap a se d esarro lla la m o tric id a d , d efin id a c o m o la re la c ió n q u e existe e n tre lo s m o ­ v im ie n to s y el d esarro llo p síq u ico , s o c ia l y co g n itiv o -a fe ctiv o . Las d estrezas m o tric e s a d ­ q u irid as en tre lo s 3 y los 6 añ o s p u e d e n d iv id irse e n destrezas de m o tric id a d g ru esa y de m o tric id a d fin a . La p rim e ra se refiere a las a c cio n e s q u e in v o lu cra n g ran d es gru p o s m u scu la re s. L os p rin cip a le s av ances e n d ich a m o tric id a d se m a n ifie sta n cu a n d o el n iñ o lo g ra c a m in a r e n lín e a re cta , p u ed e d ar salto s de co rta s d istan cias y c o m ie n z a a su b ir las escaleras a ltern a n d o a m b o s pies. A lo s 4 añ o s y a tie n e u n c o n tro l m ás efectiv o so b re su c u e rp o ; p u ed e d eten erse, a rra n ca r y girar. A los 5, c o m ie n z a a p a rtic ip a r e n ju e g o s m ás

co m p lic a d o s; p u ed e avanzar saltan d o e n u n p ie u n a d ista n c ia de h asta cu a tro m e tro s. G racias a esto s lo g ro s m o to re s lo s n iñ o s c o m ie n z a n a p a rtic ip a r e n activ id ad es re c re a ­ tivas. E l d e p o rte y los ju e g o s e n g ru p o in c re m e n ta n sus c o n ta c to s so ciale s y fa v o re ce n su cap acid ad y h a b ilid a d de in te ra c c ió n g ru p al. A su vez, e n esta etap a c o m ie n z a n a o b se r­ varse im p o rta n te s d ife re n cias de g é n ero re sp e cto de las d estrezas m o to ra s : las n iñ as m a n ifie sta n m ay o r p re c is ió n e n sus m o v im ie n to s y lo s n iñ o s s o n su p e rio re s e n accio n e s q u e re q u ie re n m ay o r fu e rza y m e n o s c o m p le jid a d . La m o tric id a d fin a in d ic a la a c c ió n c o n tro la d a de los m ú sc u lo s de la cara, las m a n o s y lo s pies. Se ad q u iere g racias al ad ecu ad o d esarrollo m u sc u la r y d el siste m a n e rv io so c e n ­ tral. A p a rtir de lo s 3 a ñ o s, lo s n iñ o s ya c o m ie n z a n a m a n ife sta r p re fe re n cia p o r u sar u n a de a m b a s m a n o s, h e c h o q u e fa c ilita la h a b ilid a d m o triz p ara realizar m o v im ie n to s p e ­ q u e ñ o s y co n tro la d o s.

Fase de crecimiento con ritmo elevado E sta etap a c o rre sp o n d e a la a d o le sce n cia , d o n d e el c re cim ie n to se a c o m p a ñ a de im p o r­ tan te s fe n ó m e n o s de m a d u ra c ió n q u e m o d ific a n el ta m a ñ o , la fo rm a y c o m p o s ic ió n del cu e rp o del in d iv id u o . E sta etap a d u ra alred ed o r de 6 añ o s; le c o rre sp o n d e n u n a g an an cia m e d ia de p eso ce rca n a a lo s 3 0 k g y u n in c re m e n to a p ro x im a d o de 3 0 c m e n la talla, seg ú n el sexo.

4.1.2 Aprendizaje en la infancia Je a n P iag et ( 1 8 9 6 - 1 9 8 0 ) fu e u n b ió lo g o y p sic ó lo g o su izo q u e estu d ió e x te n sa m e n te el d e­ sa rro llo de la in te lig e n cia e n lo s n iñ o s . D e sd e 1 9 1 9 , cu a n d o in ic ió su tra b a jo e n in s titu ­ cio n e s p sic o ló g ic a s de Z ú ric h y P arís, su in te ré s se c e n tró e n los m e c a n ism o s p s ico ló g ico s m e d ia n te lo s cu ales se d esarro lla la in te lig e n cia . A p a rtir de las o b se rv a c io n e s realizad as en la c o n d u cta de in fa n te s de d istin tas edad es, e la b o ró u n a te o ría q u e fu e la b a se de m ú l­ tip les d esarro llo s te ó ric o s p o ste rio re s. E n su o b ra E l n a c im ie n t o d e la in te lig e n c ia d e l n iñ o (1 9 5 2 ), an alizó los c a m b io s y la e v o lu ció n de las e stru c tu ra s de p e n s a m ie n to y la fo rm a e n q u e el n iñ o se ad ap ta a su a m b ie n te . D e sd e su e n fo q u e , la etap a de d esarro llo q u e c o ­ rre sp o n d e a lo s 3 p rim e ro s a ñ o s de v id a se d e n o m in a s e n s o rio m o to ra , y se cara cte riz a p o r la e v o lu ció n de las a c cio n e s p u ra m e n te re fle jas d el n e o n a to a la c o o r d in a c ió n de s e n ­ sa cio n e s y m o v im ie n to s m o to re s v o lu n ta rio s. U n e je m p lo es la c re cie n te cap acid ad del in fa n te de b u s c a r el p e z ó n y to m a rlo c o n la b o c a p ara c o m e n z a r a su c c io n a rlo ; lu eg o se ayu d ará c o n las m a n o s, d em o stra n d o la c o o r d in a c ió n e n tre sus re fle jo s y sus m o v im ie n ­ to s v o lu n ta rio s. A lo s 2 m eses lo s b e b é s c o m ie n z a n a ser m ás activ o s. A p re n d e n acerca de sí m is m o s y del m u n d o q u e lo s ro d e a p o r m e d io de la in te ra c c ió n c o n su a m b ie n te . C o m ie n z a n a to ­ m a r o b je to s , o b se rv a rlo s, ju g a r a acercarlo s, a le jarlo s y m o rd e rlo s. C o m o p a rte de esta c re cie n te activ id ad co g n itiv a, e n tre lo s 6 y 9 m eses se c o n stru y e u n a n u ev a cap acid ad d e­ n o m in a d a p e rm a n e n c ia d el o b je to . D e esta m a n e ra , el b e b é c o m ie n z a a fo rm a rse im á g e ­ n es m e n ta le s (re p re se n ta c io n e s) de lo s o b je to s q u e lo ro d e a n , p o r lo q u e su m u n d o ya n o só lo se c o n fo rm a r á de aq u ello que p e rc ib e , sin o ta m b ié n de las im á g e n e s m e n ta le s que c o m ie n c e a gu ard ar e n su m e m o ria . M ie n tra s u n b e b é de 2 m eses cree q u e u n o b je to q u e ya n o está e n su e n to rn o v isu al d esap arece, u n o de seis m eses e m p ieza a c o n ta r c o n u n a im a g e n m e n ta l d el m is m o , de m o d o q u e si éste cae y sale de su vista, él lo b u sca rá ,

in d ic io de q u e el o b je to sig u e existie n d o au n q u e ya n o lo vea. E sta n u ev a a d q u isic ió n cog n itiv a te rm in a de co n so lid a rse a los 18 m eses; p e rm ite q u e el in fa n te p u ed a rep resen tar p ara sí el m u n d o q u e lo ro d e a y, p o r lo ta n to , sea cap az de a n ticip a r las c o n se c u e n c ia s de sus a c cio n e s. La a d q u isic ió n d el le n g u a je ta m b ié n se in ic ia e n esta etap a. A los 12 m eses lo s in fan tes c o m ie n z a n a d ecir algu nas p alab ras y a los 18 tie n e n u n v o ca b u la rio de a p ro x im a d a m e n ­ te 2 0 p alab ras. T a m b ié n e m p ie z a n a c o m p re n d e r algu nas de las e x p resio n es q u e e scu ch a n en su a m b ie n te ; p o r e je m p lo , p u ed e n re sp o n d e r al “n o ” de sus p ad res y de o tro s ad u ltos cerca n o s. E l d esarrollo co g n itiv o y la a d q u isic ió n d el le n g u a je d el n iñ o se d esa rro lla n en c o n sta n te in te ra c c ió n c o n su a m b ie n te . Es p o r ello q u e e stim u la r a los n iñ o s d esd e edades te m p ra n a s m e d ia n te ju e g o s, im ág e n e s y le ctu ra s fav orece su in te lig e n cia y lo s p rep ara p a ­ ra el fu tu ro a p ren d izaje de las etap as p re e sco la r y escolar. D e lo s 3 a lo s 6 añ o s el d esa rro llo co g n itiv o se d e n o m in a p re o p e ra c io n a l (P iag et, 1 9 5 2 ). E sta e ta p a c o m p re n d e im p o rta n te s lo g ro s e n el p ro g re so de la c o n s tr u c c ió n del p e n s a m ie n to . U n o de ello s es la fu n c ió n s im b ó lic a , g ra cia s a la cu a l lo s n iñ o s p u ed e n usar s ím b o lo s o re p re s e n ta c io n e s m e n ta le s , c o m o p a la b ra s, n ú m e ro s o im á g e n e s, p ara e n te n d e r y c o n s tr u ir e x p lica c io n e s a c erca d el m u n d o q u e lo s ro d e a. D u ra n te este p e r io ­ do el le n g u a je e v o lu cio n a c o n rap id e z y se c o n v ie rte e n u n a h e rr a m ie n ta im p o rta n te del c re cie n te in te ré s d el n iñ o p o r el m u n d o . S u v o c a b u la r io e v o lu cio n a . A lo s 6 añ o s, u n n i­ ñ o p ro m e d io e n tie n d e alre d e d o r de 14 0 0 0 p a la b ra s, es d ecir, p o s e e la ca p a cid a d de re la ­ c io n a rla s c o n su c o n te x to y c o m p re n d e r su sig n ific a d o . T e n e r s ím b o lo s p ara n o m b r a r las cosas p e rm ite p e n sa r e n ellas y e n sus c a ra c te rístic a s , re co rd a rla s y h a b la r s o b re ellas a u n q u e n o e sté n v isib les. E l ju e g o es o tr a fo r m a de m a n ife s ta r esta p ro g re siv a fu n c ió n s im b ó lic a ; lo s n iñ o s a p re n d e n a re p rese n ta r p e rs o n a s y s itu a c io n e s q u e o b se rv a n e n su a m b ie n te . P ara lo s n iñ o s de 3 a 6 a ñ o s el m u n d o c o m ie n z a a ser m ás o rd e n a d o ; ya p u ed e n e sta ­ b le c e r id e n tid ad e s y categ o rías c o n b a se e n sim ilitu d es y d iferen cias o b serv ad as e n lo s o b ­ je to s y las p e rso n a s de su e n to rn o . P or e je m p lo , p u ed e n clasificar las fru tas seg ú n su c o lo r o ta m a ñ o ; a sus am ig o s si s o n “b u e n o s ” o “m a lo s ” c o n ellos. A cau sa de este c re cie n te o r­ d e n a m ie n to d el m u n d o , e m p ie z a n a p re g u n tarse p o r las re la cio n e s e n tre cau sa y efecto. D e esta m a n e ra , se in ic ia u n a etap a de p e rsiste n te s p re g u n tas p o r la cau sa de las cosas, c o ­ n o c id a c o m o la etap a de lo s “p o r q u é ”. A p esar de to d o s esto s g ran d es lo g ro s, el p e n s a ­ m ie n to de lo s n iñ o s es to d av ía lim ita d o . La etap a de lo s 6 a 11 añ o s se ca ra cte riz a p o r im p o rta n te s c a m b io s co g n itiv o s, b a se de p o ste rio re s ad q u isic io n e s esco lares. E sta etap a se d e n o m in a de las o p e ra c io n e s co n creta s (P iag et, 1 9 5 2 ), e n d o n d e lo s n iñ o s y a p u e d e n u tilizar o p e ra c io n e s m e n ta le s p ara resolver p ro b le m a s c o n c re to s y reales. P ie n sa n c o n ló g ica , es d ecir, c o m ie n z a n a ra z o n a r lo s m ú l­ tip les asp e cto s de u n p ro b le m a o s itu a ció n , e n lu g ar de cen tra rse e n u n o so lo . S o n ca p a ­ ces, ad em ás, de c o m p re n d e r la re la c ió n de cau sa y e fe cto , h e c h o que les p e rm ite razo n ar y resolv er p ro b le m a s co n sid e ra n d o las cau sas de cad a s itu a ció n . T a m b ié n d esarro llan las cap acid ad es de a ritm é tic a y le cto e sc ritu ra . A l fin a l de esta etap a, lo s n iñ o s h a n e v o lu cio n a d o e n su ju ic io m o ra l, ya q u e éste d e­ p en d e de lo s lo g ro s c o n q u ista d o s en el d esarrollo co g n o scitiv o . A sí, p u ed e n ju zg ar las co n d u cta s de las d em ás p e rso n as m e d ia n te la

empatia , p e rc ib e n q u e es p o sib le te n e r m ás

de u n p u n to de vista, ju z g a n los a cto s p o r la in te n c ió n y n o p o r sus c o n se c u e n c ia s. A d e­ m ás, c o m ie n z a n a resp etar ta n to a la a u to rid a d c o m o a sus c o m p a ñ e ro s , y v a lo ra n sus p ro p ias cap acid ad es y o p in io n e s.

4.2 ALIMENTACIÓN INFANTIL L os a lim e n to s s o n su stan cias q u e fo r m a n p a rte de la d ieta; a p a rtir de ello s el o rg an ism o o b tie n e los n u trie n te s q u e n e ce sita . La n u tr ic ió n es el p ro ce so p o r el cu al se o b tie n e n las calo rías y lo s e lem e n to s in d isp e n sa b le s que n e ce sita el o rg a n ism o p ara fo rm a r y rep arar te jid o s, así c o m o re g u lar sus fu n cio n e s . La n u tr ic ió n d eb e ser aco rd e c o n el

gasto energé­

tico y c o n las reserv as de cad a in d iv id u o. Se c o n sid e ra que u n a d ieta n o rm a l es aq u ella su ficie n te e n c a n tid a d , m as n o excesiva, p ara c u b rir las n ece sid ad e s ca ló ric a s. D e b e ser c o m p le ta e n n u trim e n to s seg ú n lo s re q u e ­ rim ie n to s d ia rio s, e q u ilib ra d a c o n re la c ió n a las calo rías, ad ecu ad a a las ca ra cte rística s fi­ sio ló g ica s d el n iñ o y v ariad a e n c u a n to a a lim e n to s q u e c o n fo r m a n el m e n ú d iario. L os re q u e rim ie n to s n u trim e n ta le s d ep en d e n de la edad , del estad o de salu d y de las c o n d ic io n e s del m e d io a m b ie n te . A d em ás, se re la c io n a n c o n las tasas de c re c im ie n to y las etap as de d esarro llo . P or esta ra z ó n , u n b e b é n e ce sita m ás calo rías de las q u e n e ce sita u n n iñ o e n ed ad e sco la r; las n ece sid ad e s de n u trim e n to s se in c re m e n ta n de n u ev o a m e d id a q u e los n iñ o s se a p ro x im a n a la ad o le sce n cia. E n el p rim e r a ñ o de v id a, e n esp ecial d u ran te los 6 p rim e ro s m eses, se re c o m ie n d a la in gesta de lech e m a te rn a . A p a rtir del sex to m e s se in icia la a lim e n ta ció n co m p le m e n ta ria o

ablactación . La a lim e n ta ció n e n la edad p reesco lar es u n fa c to r p rim o rd ia l p ara cu b rir

la en erg ía req u erid a p o r el o rg an ism o , e n p a rticu la r p o r el in te n so r itm o de to d o s sus p ro ­ cesos. E n esta etapa, a u m e n ta c o n sid era b le m en te la d em an d a de su stan cias n u tritiv as y, p o r ello, los re q u e rim ie n to s n u trim e n ta le s d eb e n in clu irse e n la e la b o ra ció n de las dietas. L os fa cto res so ciale s ta m b ié n d e te rm in a n la n u tric ió n , p u es se re la c io n a n c o n lo s h á ­ b ito s y c o stu m b re s d el n ú cle o s o c ia l al q u e p e rte n e c e el n iñ o , el niv el s o c io e c o n ó m ic o , la salu d y la e d u c a ció n . A sim ism o , d ebe co n sid era rse la h ig ie n e de lo s a lim e n to s p ara g a ra n ­ tizar la in o cu id a d , salu b rid ad y el v alor n u tritiv o de lo s m ism o s.

4.2.1 Requerimientos nutricionales C o n la fin a lid a d de sa tisfa ce r las n e ce sid a d e s n u tritiv a s d el o rg a n ism o h u m a n o , la d ieta d eb e in c lu ir u n a c a n tid a d de e n e rg ía p ro v e n ie n te , e n p ro p o r c io n e s ad ecu ad as, de d i­ v ersos a lim e n to s. N in g ú n a lim e n to p o r sí so lo , a e x c e p c ió n de la le ch e m a te rn a e n los p rim e ro s m e se s de v id a, c o n tie n e u n a d is trib u c ió n ad ecu ad a de lo s re q u e r im ie n to s n u ­ trim e n ta le s. L os seres vivos re q u ie re n d el su m in is tro de en erg ía p o r tres razo n e s p rin c ip a le s: 1] p a ­ ra fo rm a r m o lé cu la s c o m p le ja s y o tra s de im p o rta n c ia b io ló g ic a a p a rtir de c o m p u e sto s m ás sim p les; 2] p a ra el

transporte activo de m o lé cu la s a trav és de las m e m b ra n a s celu ­

lares, y 3] p ara realizar tra b a jo m e c á n ic o , c o m o la activ id ad m u scu lar. Se re c o m ie n d a q u e alred ed o r de la m ita d de la en erg ía se ad m in istre e n fo rm a de c a rb o h id ra to s , c o m o m á x im o u n a te rcera p a rte e n grasas y el resto e n p ro te ín a s. La d is­ tr ib u c ió n de esto s n u trim e n to s e n las p ro p o rc io n e s in d icad as resu lta e n u n a d ieta b a la n ­ cead a, la cu al d eb erá c o te ja rse c o n lo s re q u e rim ie n to s in d iv id u ales de cad a p e rso n a . P ara lo g rar u n a a lim e n ta c ió n b a la n cea d a , e n cad a c o m id a se d e b e n c o n su m ir los tres g ru p o s de a lim e n to s seg ú n el cu ad ro 4 .2 y la fig u ra 4 .2 . Es im p o rta n te id e n tifica r q u e ta m b ié n se re q u ie re n o tro s e le m e n to s, c o m o v ita m in a s, agua y alg u n o s m e ta le s, p ara fav o recer p ro c e so s m e ta b ó lic o s q u e p e rm ita n o b te n e r la e n erg ía n e c e sa ria de los alim e n to s. A lg u n o s n u trim e n to s s o n in d isp e n sab le s p ara la v id a y d e b e n ser a d m in istra d o s de fo rm a c o n tin u a c o n la a lim e n ta ció n .

CUADRO 4.2 LOS TRES GRUPOS ALIMENTICIOS Cereales y tubérculos (energía)

Leguminosas y alim entos de origen anim al (proteínas)

•Cereales: arroz, trigo, maíz •Tubérculos: papa, camote, yuca, pasta, tortilla, pan

•Leguminosas: haba, lenteja, garbanzo, frijol •Origen anim al: leche, carne, huevo, pescado

Verduras y frutas (vitaminas) •Frutas: manzana, pera, plátano, naranja •Verduras: brócoli, lechuga, espinaca, jitomate

Al cocinar deberán agregarse azúcar y grasa en cantidades moderadas, así como evitar el exceso de sal y picante.

Plato del Bien Comer

Figura 4.2. El plato del bien comer esquematiza la manera en que deben distribuirse los alimentos en la dieta para que ésta sea balanceada y saludable. Toma como referencia tres grupos alimenticios: 1] verduras y frutas, cuya función es proporcionar vitaminas y minerales; 2] cereales y tubérculos, que proveen carbohidratos, la principal fuente de energía, y 3] leguminosas y alimentos de origen animal, los cuales suministran proteínas. Se recomienda incluir al menos un alimento de cada grupo en cada una de las tres comidas del día |© SSa.

4.2.2 Nutrimentos energéticos Las

proteínas (d el g rieg o p r o t e o s , p rin c ip a l) s o n c o m p o n e n te s n u trim e n ta le s in d is p e n ­

sables q u e p ro v e e n al o rg a n ism o de

aminoácidos p a ra fo rm a r sus p ro p ia s p ro te ín a s.

S o n de e sp ecial im p o r ta n c ia las q u e c o n tie n e n a m in o á c id o s e se n cia le s, d e n o m in a d o s así p o rq u e el o rg a n ism o h u m a n o n o p u ed e s in te tiz a rlo s p o r sí m is m o . C ie rto s a m in o á c id o s c o m o la c is te ín a y la h is tid in a p ro m u e v e n el c re c im ie n to e n los n iñ o s . A lg u n o s o tro s , c o ­ m o el

triptófano , s o n de g r a n re le v a n cia p a ra la fo r m a c ió n de c o m p u e s to s c o m o las

v ita m in a s o p ara la sín te sis de s e r o to n in a , d o p a m in a u o tro s n e u ro tra n s m is o r e s del siste m a n e rv io so . E l re q u e rim ie n to m ín im o de p ro te ín a s d iarias es a p ro x im a d a m e n te de 3 7 g e n los h o m b re s y 2 9 g e n las m u je re s. Las c o n c e n tr a c io n e s re c o m e n d a d a s s o n d el d o b le de esas can tid ad es; en m u je re s em b arazad as y d u ra n te la la cta n c ia d e b e n ser a ú n m ay o res. Para el c o n su m o h u m a n o , la calid ad de las p ro te ín a s d ep en d e de la p re se n c ia de a m in o á c id o s e sen ciales. Las m ás im p o rta n te s s o n las de o rig e n a n im a l, p o rq u e las p ro te ín a s vegetales

generalmente carecen de ellos. Las proteínas de las leguminosas, como la soya o los frijo­ les, no tienen metionina; las de trigo escasean de lisina; y el maíz aporta poca lisina y triptófano. En cambio, las semillas de algunos pseudocereales, como el amaranto, son ricas en aminoácidos esenciales. De igual forma, hongos comestibles, como el champiñón (Agaricus), son de gran valor nutrimental por su contenido de aminoácidos.

Por sus propiedades físicoquímicas, los aminoácidos son biológicamente muy versá­ tiles, ya que pueden participar en la formación de proteínas que intervienen en el sostén y movimiento (v. gr.: el citoesqueleto); en el transporte de oxígeno (v. gr.: hemoglobi­ na); en mecanismos de defensa (v. gr.: anticuerpos); o como enzimas (v. gr.: lipasa). Los alimentos ricos en proteínas (carne, huevo, leche y leguminosas) son necesarios para la formación y reparación de órganos y tejidos. Los carbohidratos o hidratos de carbono son la fuente de energía más común por su gran disponibilidad. No son esenciales, ya que pueden obtenerse a partir del metabolis­ mo de otros nutrientes. En la naturaleza, los carbohidratos forman complejos elementos estructurales en vegetales, como la celulosa, o pueden almacenarse en animales en forma de glucógeno. Los carbohidratos de valor nutrimental se encuentran como monosacáridos o disacáridos en animales, como la sacarosa en vegetales y como lactosa en la leche. El almacenamiento de estos compuestos en el humano es limitado, por lo que son transformados en otro tipo de nutrimentos que pueden almacenarse de forma casi ilimi­ tada, como las grasas. Los lípidos o grasas son el aporte energético más importante de los alimentos, ya que cuando son metabolizadas producen en el organismo el doble de energía que los car­ bohidratos o las proteínas. Se almacenan en el tejido adiposo y por definición son hidrofóbicos, característica de gran relevancia porque brindan la estructura de base de las membranas celulares. Asimismo, son precursoras de moléculas necesarias como los eicosanoides que participan activamente en la comunicación intercelular: influyen en la presión sanguínea; intervienen en procesos digestivos al inhibir la secreción de ácido clor­ hídrico en el estómago, e incluso ayudan en la regulación del dolor y la fiebre. Las grasas son precursoras del colesterol y de diversas hormonas. Desafortunadamente, el exceso de formación de moléculas de tipo colesterol y su deficiente metabolismo propician su asen­ tamiento en los vasos sanguíneos, favoreciendo padecimientos como la aterosclerosis. Los minerales y oligoelementos son nutrimentos esenciales que se dividen en macroelementos y microelementos minerales. Los primeros son requeridos en concentra­ ciones mayores a 100 miligramos al día, y se les denomina electrolitos. Éstos son: sodio, potasio, calcio, magnesio, cloro, azufre, yodo y fósforo. Los microelementos, en cambio, son necesarios en mínimas concentraciones. Entre ellos se encuentran el hierro, zinc, manganeso, cobalto, cromo, selenio y molibdeno. El flúor no se considera un mineral esencial, pero interviene en la conservación de la salud de los dientes y en general de los huesos. Los niños, las mujeres que están amamantando, los enfermos y las personas de edad avanzada requieren mayor cantidad de oligoelementos que lo que normalmente ne­ cesitarían en relación con su masa corporal. Estos elementos se absorben bien a partir de los alimentos y se fijan en los tejidos de acuerdo con los requerimientos de cada indivi­ duo. Su deficiencia frecuentemente se representa por alteraciones hematológicas como la anemia (véase el cuadro 4.3). Las vitaminas también son componentes orgánicos indispensables para la vida. Par­ ticipan en funciones vitales de nutrición y señalización en las células; son precursoras de coenzimas y hormonas, o actúan como agentes antioxidantes. El requerimiento de vi­ taminas depende de la edad, el sexo y las condiciones fisiológicas, como el embarazo, la lactancia, el estrés y la nutrición. Una mala nutrición, una dieta poco equilibrada o ciertos

CUADRO 4.3 MINERALES IMPORTANTES PARA LADIETA M ineral

Fuente

Función

Ca

Lácteos, salmón, sardinas, col, verduras y legumi­ nosas.

Estructura de huesos y dientes; cofactor de la coagulación sanguínea; transmisión de señales nerviosas; contracción muscular; ayuda en la señalización celular.

Fósforo

Lácteos, carne de ave (v. gr.: pollo, pavo) y cereales.

Forma sales en huesos y dientes; ayuda a mantener en equilibro el pH.

K

Lácteos, carne, diversas frutas y verduras (v. gr.: plátano y jitomate), cereales.

Ayuda a mantener en equilibrio el pH; contribuye al balance hídrico del cuerpo; ayuda en la señalización celular, especialmente en el funcio­ namiento de nervios y músculos (bomba Na/K).

Cloro

Sal, alimentos procesados.

Ayuda a mantener en equilibrio el pH; forma los jugos gástricos (ácido clorhídrico).

Sal, alimentos procesados.

Ayuda a mantener en equilibrio el pH; contribuye al balance hídrico del cuerpo; ayuda en la señalización celular, especialmente en el funcio­ namiento de nervios y músculos (bomba Na/K).

Cereal integral, verduras de hojas verdes.

Activa enzimas para la síntesis de proteínas

Fe

Carne, huevo, cereal integral, leguminosas, verdu­ ras de hojas verde oscuro, fruta seca, vísceras (v. gr.: hígado de pollo).

Estructura de la hemoglobina; indispensable para transportar oxígeno en la sangre y otros electrones durante el metabolismo.

Flúor

Té, mariscos, añadido a la sal de mesa.

Estructura de huesos y dientes.

Mariscos, lácteos, añadido a la sal de mesa.

Indispensable para formar las hormonas tiroideas.

Carnes, mariscos, cereales.

Forma algunas enzimas digestivas.

Calcio

P Potasio

Cl Sodio Na Magnesio Mg Hierro

F Yodo I Zinc Zn

p ro b le m a s de a b s o rc ió n , fav o recid os p o r algu n o s fá rm a co s q u e d estru y en la

flora intes­

tinal, p ro d u c e n avitaminosis (v éase el cu ad ro 4 .4 ). S e g ú n su solubilidad , las v ita m in a s se d iv id en en lip o so lu b les, c o m o la A , D , E y K ; e h id ro so lu b le s, c o m o las d el c o m p le jo B y la v ita m in a C . S o n a b u n d a n tes e n fru tas y verdu ras.

• La v ita m in a A se o b tie n e a p a rtir d el

p-c a ro te n o , p re c u rso r de los retinoides, y p a r tic i­

p a de m a n e ra im p o rta n te e n re a c cio n e s b io q u ím ic a s de la v ista. T a m b ié n p a rtic ip a en la d ife re n c ia c ió n y c re c im ie n to celu lar. Su d e fic ie n c ia se id e n tifica p o r la ceg u era n o c ­ tu rn a , le sio n e s o cu lares y altera cio n e s d el c re cim ie n to . • La v ita m in a D es p re c u rso ra de la h o r m o n a c a lc itro l q u e, ju n to c o n la h o r m o n a p a ra tiro id es y la c a lc ito n in a , reg u la el m e ta b o lis m o d el calcio . E n lo s n iñ o s su d e fic ie n c ia p r o ­ m u ev e el

raquitismo y e n ad u lto s la osteomalacia ; e n a m b o s caso s la m in e ra liz a ció n

d el h u e so d ism in u y e de m a n e ra d ra m á tica . • La v ita m in a E, c o n o c id a c o m o to c o fe ro l, fu n c io n a c o m o u n a n tio x id a n te p a ra p ro teg er los

lípidos insaturados de las esp ecies reactiv as al o xíg e n o q u e p ro d u c e n in e sta b ilid a d

y d e s tru c c ió n de las m e m b ra n a s celu lares. • La v ita m in a K p a rtic ip a e n la sín tesis de fa c to res de

coagulación e n el h íg ad o , de ahí

q u e sea p ro c o a g u la n te . A lg u n as su stan cias a n tag o n istas, p o r e je m p lo la c u m a rin a , s o n u tilizad as c o m o a n tico a g u la n te s p ara e lim in a r la p o sib ilid a d de g en erar tro m b o s is e in fa rto s.

CUADRO 4.4 VITAMINAS IMPORTANTES PARA LA DIETA Vitamina A (retinol) D (calciferol)

Fuente

Función

Verduras de color amarillo, anaranjadas y ver­ de oscuro.

Contribuye al desarrollo de las células de la piel; muy impor­ tante para la vista en condiciones de poca luz.

Natural en aceites de pescado y huevos.

Regula la concentración de calcio y fósforo al aumentar su absorción a nivel intestinal; promueve el crecimiento óseo.

Añadida en productos lácteos. Requiere de exposición al sol para sintetizarse en las células de la piel. E (tocoferol)

Verduras con hojas verdes; semillas y aceites vegetales.

Previene del daño celular; es un agente antioxidante.

K

Verduras con hojas verdes, producida por la flora intestinal.

Indispensable para la coagulación sanguínea.

B1 (tiamina)

Lácteos, cereal integral, carne de cerdo, legu­ minosas.

Actúa en el metabolismo normal de los carbohidratos.

B2 (riboflavina)

Lácteos, cereal integral, verduras, carne.

Favorece el crecimiento; transporta ciertos electrones; actúa en el metabolismo de la energía.

Niacina

Lácteos, cereal integral, hígado, leguminosas, carnes, nueces .

Actúa en el metabolismo de la energía.

B6 (piridoxina)

Cereal integral, carnes, verduras.

Participa en el metabolismo de los aminoácidos.

Ácido pantoténico

Lácteos, cereal integral, carnes.

Actúa en el metabolismo de la energía.

Ácido fólico

Leguminosas, nueces, verduras con hojas ver­ des, cítricos, brócoli, cereal fortificado, pan, chícharos.

Interviene en el metabolismo de los aminoácidos; durante el embarazo previene ciertos defectos del sistema nervioso central.

B12 (cianocobalamina)

Lácteos, huevos, carne, cereales fortificados.

Actúa en el metabolismo de los ácidos nucleicos; contribuye a la maduración de los eritrocitos.

C

Cítricos, tomate, brócoli, col, fresas, pimientos.

Agente antioxidante; conservación de cartílagos y huesos; ayuda a la absorción de hierro; contribuye al sistema inmune, a la cicatrización y a la reparación de tejidos.

H (biotina)

Leguminosas, verduras, carne, yema de huevo e hígado

Coenzima en la síntesis de lípidos; formación de glucógeno; actúa en el metabolismo de los aminoácidos.

Colina

Yema de huevo, hígado, cereales y leguminosas

Necesaria para los neurotransmisores y la membrana celular.

(ácido ascórbico)

• Las v ita m in a s d el c o m p le jo B in c lu y e n B 1 (tia m in a ); B 2 (rib o fla v in a , fo la to , n ic o tin a m id a y ácid o p a n to té n ic o ); la v ita m in a B 6 (p irid o x a l); y la v ita m in a B 1 2 (c o b a la m in a ) . A lg u n as s o n p re c u rso ra s de c o e n z im a s y c o fa c to re s activ o s e n el m e ta b o lis m o e n e rg é tic o , p rin c ip a lm e n te e n el m e ta b o lis m o de grasas, c a rb o h id r a to s y

nucleótidos .

S u a b s o r c ió n se re aliza s o b re to d o e n el in te s tin o , y su c a re n c ia fa v o re ce a lte ra cio n e s e n la d iv isió n celu lar, el c re c im ie n to y a lte ra c io n e s n e u ro ló g ic a s ; a sim ism o , p ro v o ca in s u fic ie n c ia c a rd ia c a o

atrofia m u scu la r. La a b s o r c ió n de la v ita m in a B 1 2 re q u ie re del

fa c to r in trín s e c o , el cu al se p ro d u c e e n el e stó m a g o . L a d e fic ie n c ia de este fa c to r se ha id e n tific a d o c o n e n fe rm e d a d e s c o m o la an e m ia. • La v ita m in a H , o b io tin a , es e se n cia l p ara las re a c cio n e s m e ta b ó lic a s q u e p ro d u c e n e n erg ía. Se e n c u e n tra e n la y e m a de h u ev o y el h íg ad o de a n im ale s c o m o el p o llo . • La v ita m in a C , o ácid o a s có rb ic o , p a rtic ip a e n la sín tesis de

colágeno , catecolaminas y

ácidos biliares. Su d eficie n cia fav o rece el d añ o d el te jid o co n e ctiv o (p iel y m u co s a s), altera el m e ta b o lis m o de las grasas y p ro d u c e san g rad o y caíd a de d ientes.

M etabolism o energético Al igual que en el ejercicio físico, en la digestión de los alimentos se requiere oxígeno para metabolizar el alimento. El calor emitido y el dióxido de carbono (CO2) producido son derivados de la oxidación del carbono, presente en nutrimentos como los carbohidratos, las grasas y las proteínas. Para que sea aprovechada por completo, la energía liberada en la oxidación de los ali­ mentos se transforma cuantitativamente en calor. La producción de calor se expresa tra­ dicionalmente en kilocalorías (kcal): 1 kcal es la cantidad de calor necesaria para elevar 1°C la temperatura de 1 kg de agua, exactamente de 14.5 a 15.5°C. Desde hace algunos años se ha sugerido sustituir la kcal por el joule, la unidad internacional de caloría. Una kcal es equivalente a 4.18 kilojoules (kj), y 1 kj es igual a 0.239 kcal.

M etabolism o basal El metabolismo basal (m b ) se refiere a la cantidad mínima de energía suficiente para sa­ tisfacer las demandas energéticas indispensables en la vida de un sujeto. La determina­ ción del MB es útil como herramienta diagnóstica, ya que está delimitada por el peso, el sexo y la edad del sujeto, y ayuda a juzgar la normalidad o anormalidad del MB en los in­ dividuos. La superficie corporal ha sido considerada como la unidad de referencia para calcular el M B ; de tal forma, se ha propuesto que se requieren por día unas 1 000 kcal por metro cuadrado de superficie. Existen diversas tablas que presentan cifras de consumo de oxígeno y de producción calórica por minuto en diversas actividades; en ellas se considera el M B , el costo energético al metabolizar los CUADRO 4.5 GASTO ENERGETICO DURANTE DISTINTAS ACTIVIDADES Gasto energético

Actividades

T R A B A JO L IG E R O

•Industrias ligeras (eléctrica)

2.5-5.0 kcal-min-1

•Carpintería

10.45-20.9 kj-min-1

•Ejercicio militar •Trabajo doméstico •Conducir un camión •Jugar golf o boliche

T R A B A JO M O D E R A D O

•Trabajo con pico y pala

5.1-7.5 kcal-min-1

•Trabajo agrícola no mecanizado

30-31.35 kj-min-1

•Marcha militar con fusil y mochila •Bailar •Jugar tenis •Andar en bicicleta (hasta 15 km/h)

T R A B A JO P E S A D O

•Minero de carbón

7.6-10.0 kcal-min-1

•Jugar futbol

31.36-41.80 kj-min-1 T R A B A JO M U Y P E S A D O

•Leñador

10.1-12.5 kcal-min-1

•Fundición de acero

41.81-52.25 kj-min-1

•Natación (nado libre) •Correr a campo traviesa •Subir montañas

alimentos y el efecto termogénico propio de cada alimento; representan el costo energé­ tico de la digestión y la ganancia energética obtenida del metabolismo del alimento, y permiten calcular los requerimientos ener­ géticos en la dieta de los individuos que rea­ lizan cada una de estas actividades (véase el cuadro 4.5). El cálculo adecuado del balance entre el gasto en las actividades y la ganancia ener­ gética obtenida de los alimentos permite regular apropiadamente el contenido de la dieta. Un buen estado de nutrición equili­ bra el aporte energético de un organismo y su consumo. Si se rompe este equilibrio por un consumo excesivo de alimento, se presenta la obesidad. Por el contrario, si el aporte de alimento es insuficiente, se pre­ senta la desnutrición.

4.3

en ferm ed a d es

DE LA In f a n c ia

Las e n fe rm ed ad e s m ás fre c u e n te s e n la in fa n c ia s o n cau sad as p o r agen tes in fe cc io s o s, en su m a y o ría de o rig e n v iral, y p o r altera cio n e s e n la n u tric ió n . A m b a s o c u p a n u n ru b ro im p o rta n te d en tro de lo s p ro b le m a s de salud. Las e n fe rm ed ad e s de o rig e n in fe c c io s o de las vías aéreas su p e rio re s (n a riz , la rin g e y fa rin g e) s o n p rin c ip a lm e n te la rin itis , la fa rin g itis y la am ig d alitis. La rin itis es la in fla m a ­ c ió n de la m u co s a de la n ariz, g e n e ra lm e n te cau sad a p o r d iferen tes v iru s. Es a lta m e n te co n ta g io sa y m ás fre c u e n te e n o to ñ o e in v ie rn o , cu a n d o el a m b ie n te es m ás frío ; ta m b ié n , p ero en m e n o r n ú m e ro , se p re se n ta n e n tie m p o de calor. In d e p e n d ie n te m e n te d el v iru s cau sal, la rin itis sie m p re p re se n ta lo s m is m o s sín to m a s . Las p rim e ra s m a n ife s ta cio n e s so n la p ro d u c c ió n de g ran d es ca n tid a d e s de m o c o y c o m e z ó n e n la n ariz. E n p o c a s h o ra s el v iru s p e n e tra e n o tra s p artes d el cu e rp o y p ro d u c e m a le sta r g en eral, d o lo r m u scu lar, c a n ­ sa n cio y, c o n el p aso de las h o ra s,

fiebre. N o existe tra ta m ie n to e sp ecífico p ara atacar a los

v iru s, p o r lo q u e só lo p u ed e n c o m b a tirse las m o le stia s q u e a c o m p a ñ a n a la rin itis . Se e m ­ p le a n

analgésicos p ara el m ale sta r g en eral y la fieb re , y antihistamínicos p ara a m in o ra r

el e sc u rrim ie n to n asal. Se re c o m ie n d a m a n te n e r re p o so e in g e rir a b u n d a n tes líqu id os. Para evitar que la en ferm ed ad se prop ag u e e n esp acios cerrad os, co m o escuelas u o tro s lu ­ gares d o n d e se reú n e m u ch a gente, resulta o p o rtu n o qued arse en casa p o r lo m e n o s los p ri­ m eros dos o tres días. E n raras o casio n es la en ferm ed ad se co m p lic a c o n u n a in fe cció n secu n d aria p o r b acterias, c o m o es el caso de la rin o sin u sitis. Los sín to m a s in clu y en d o lo r en las áreas ad ju n tas a la n ariz, m o c o nasal esp eso y de co lo r verdoso o am arillen to , fieb re m ás alta y m o lestias generales m ás in ten sas. E n tales casos d eberá con su ltarse de in m e d ia to al m é d ico p ara re c ib ir el tra ta m ie n to ad ecu ad o. E n la fa rin g itis y la am ig d alitis el ag en te p ro d u c to r m ás c o m ú n ta m b ié n es u n v iru s. E n u n in ic io se m a n ifie sta c o n d o lo r de g arg an ta a c o m p a ñ a d o de to s seca; p o c a s h o ras desp u és, ap are ce n m a le sta r g e n era l y fieb re. S o n alta m e n te co n ta g io sa s, s o b re to d o e n lu ­ gares cerra d o s y c o n c u rrid o s , y se p re se n ta n c o n fre c u e n c ia e n te m p o ra d a de frío . E n el tra ta m ie n to in ic ia l se e m p le a n an alg ésico s y se re c o m ie n d a la in g e s tió n de líq u id o s en fo rm a c o n tin u a p a ra m a n te n e r la m u co s a o ro fa rín g e a h ú m e d a . L os

antibióticos están

c o n tra in d ic a d o s . U su a lm e n te la en fe rm ed a d m e jo r a en los p rim e ro s c in co días. Las e n fe rm ed ad e s q u e in fla m a n las am íg d alas y la farin g e ta m b ié n s u e len ser o c a ­ sio n ad as p o r b a c te ria s. C u an d o esto o cu rre , el d o lo r de g arg an ta se p re se n ta ju n to c o n fieb re alta y m ale sta r g en eral in te n so . T a m b ié n h ay p ro d u c c ió n de

esputo verd o so o a m a ­

rille n to . E n esto s casos se d ebe acu d ir al m é d ico de in m e d ia to , p u es p o d ría tra ta rse de u n a in fe c c ió n p o r b a c te ria s agresivas, c o m o el e stre p to c o co b e ta -h e m o lític o , q u e re q u ie re tr a ­ ta m ie n to e sp ecífico . L os s ín to m a s de la am ig d alitis n o se d istin g u en de lo s de la farin g itis. S ó lo el m é d ico p u ed e d ia g n o stic a r la en fe rm ed a d e sp ecífica b a sá n d o se e n la o b se rv a c ió n del c re c im ie n to de las an g in as o am íg d alas. C u an d o e stán crecid as y llen as de p u s, c o n s e ­ gu rid ad la en fe rm ed a d se h a c o m p lic a d o p o r in fe c c ió n b a c te ria n a . E n esto s caso s, los a n ­ tib ió tic o s sí e stá n in d ica d o s, p e ro só lo d eb e rá n u tilizarse cu a n d o h a n sid o p re scrito s p o r el m é d ico . La a u to m e d ic a c ió n de a n tib ió tic o s fav o rece la a p a ric ió n de b a ste ria s re siste n ­ tes a los m is m o s . L os cu a d ro s d ia rre ic o s, así c o m o las in fe c c io n e s de vías re s p ira to ria s su p e rio re s, c o n stitu y e n u n o de lo s p a d e c im ie n to s m á s fre c u e n te s de la in fa n c ia . P u e d e n ser c a u s a ­ d os p o r v iru s, b a c te r ia s o p a rá sito s; sus m a n ife s ta c io n e s s o n sim ila re s: e v a cu a cio n e s d ia rre ica s, d o lo r a b d o m in a l, n á u se a , v ó m ito , fieb re y p é rd id a d el a p e tito . N o rm a lm e n te , lo s cu a d ro s d ia rre ic o s se a u to lim ita n d esp u és de d os o tres días de e n fe rm e d a d . E l uso de a n tib ió tic o s só lo está in d ic a d o cu a n d o se exced e este p e rio d o o se p re se n ta san g re en

las evacuaciones. Su uso inapropiado suele empeorar la enfermedad. La complicación más seria de la diarrea es la deshidratación. Ésta debe identificarse y tratarse de inme­ diato, pues puede poner en peligro la vida del paciente, especialmente si es menor de cinco años de edad. Otro grupo de padecimientos infecciosos recurrentes en la infancia son las enferme­ dades exantemáticas, las cuales se caracterizan por sus manifestaciones dérmicas (v. gr.: sarampión, rubéola y varicela); son producidas por diferentes tipos de virus. En la actua­ lidad, las enfermedades exantemáticas más graves, entre ellas el sarampión y la rubéola, han sido prácticamente erradicadas gracias a las vacunas. Anteriormente, el sarampión producía complicaciones graves como neumonía, sordera e incluso la muerte; la grave­ dad de la rubéola radicaba en que si una mujer embarazada contraía la enfermedad, el recién nacido presentaba una serie de malformaciones que iban desde la ceguera por ca­ taratas congénitas hasta falta de masa encefálica. Las enfermedades exantemáticas aún existentes normalmente se comportan en forma benigna. Todas comparten síntomas pa­ recidos: inician con fiebre alta durante dos o tres días, sin encontrarse una causa especí­ fica; provocan malestar general, postración y falta de apetito; alrededor del tercer día de la enfermedad, la fiebre cede y aparecen lesiones dérmicas de color rojo y de diferentes tamaños en todo el cuerpo; finalmente, éstas desaparecen después de cuatro o cinco días y se da por terminada la enfermedad. La varicela sigue siendo una enfermedad exantemá­ tica frecuente, a pesar de que ya existe una vacuna para prevenirla. Es producida por un virus de la familia herpes. Es muy contagiosa y se presenta con mayor incidencia en los primeros meses del año. Comúnmente se manifiesta en grandes grupos de niños, en es­ pecial durante la edad escolar. La mayoría de las veces es benigna, aunque molesta; sin embargo, en ocasiones puede complicarse y producir infecciones graves, como neumo­ nía, e incluso la muerte. Por último, se encuentran las enfermedades infantiles secundarias a una alteración nutrimental. Pertenecen a dos tipos: las que se presentan por exceso, como el sobrepe­ so y la obesidad, y las debidas a la falta de nutrimentos. La anemia por falta de hierro es un ejemplo de estas últimas. Produce alteraciones que no son muy evidentes desde el punto de vista físico; no obstante, puede dejar secuelas para toda la vida. Un niño anémi­ co está pálido, decaído y muestra más sueño de lo normal. En los primeros cinco años de vida, la anemia produce alteraciones cerebrales que retrasan el ritmo de aprendizaje nor­ mal. El consumo de alimentos ricos en hierro, como verduras de color verde oscuro (v. gr.: brócoli, acelgas, espinacas), betabel, frijoles, carnes rojas, vísceras (hígado de res o pollo) y huevos, previene la anemia. El hierro contenido en las verduras es menos eficaz que aquel que proviene de los productos de origen animal.

4.4 DESNuTRICIóN INFANTIL Esta enfermedad es provocada por el aporte insuficiente de nutrimentos esenciales (pro­ teínas, carbohidratos y grasas) y afecta principalmente a los niños pequeños que viven en pobreza extrema. Según la UNICEF , la desnutrición es la principal causa de muerte en lac­ tantes y niños pequeños en países en desarrollo. Más de la mitad de los niños del medio rural mexicano están desnutridos. Se estima que la desnutrición en comunidades no in­ dígenas oscila entre 35 y 50% de los niños que aún no cumplen cinco años; en las zonas indígenas afecta del 70 al 80% de la población infantil. Los principales estados donde existe desnutrición en México son: Chiapas, Oaxaca, Yucatán, Veracruz y Estado de Méxi­ co. De acuerdo al X II Censo d e P oblación 7 Vivienda 2000,

IN EGI ,

en México existen 10

m illo n e s de n iñ o s m e n o re s de 5 añ o s, de los cu ales 4 m illo n e s p a d e ce n alg ú n g rad o de d e sn u trició n . La d e s n u tric ió n o rig in a v a rio s tra s to rn o s e n la salu d. E n p rim e r lugar, a u m e n ta la su s­ c ep tib ilid a d a diversas in fe c c io n e s, y a q u e el d é fic it de n u trim e n to s altera las b a rre ra s de

inmunidad qu e p ro te g e n c o n tra lo s g é rm e n e s. E n tre los microorganismos q u e p u ed e n in v ad ir fá c ilm e n te a u n n iñ o d e sn u trid o e stán el v iru s d el sa ra m p ió n , el h e rp es, la h e p a ­ titis, el b a c ilo de la tu b e rc u lo sis y lo s h o n g o s. A d em ás, se aso c ia c o n p ro b le m a s serio s en el d esarrollo in te le c tu a l; u n n iñ o d e sn u trid o e x p e rim e n ta fatig a ráp id a y n o es cap az de p a rtic ip a r a c tiv a m e n te e n las e x p e rie n cia s de a p ren d izaje en la escu ela. P or su o rig e n , la d e s n u tric ió n se clasifica e n p rim a ria y s ecu n d a ria . La p rim e ra se p re ­ sen ta cu a n d o lo s n u trim e n to s n o s o n ap o rta d o s e n ca n tid a d e s p ro p o rcio n a d a s d eb id o a fa c to res e c o n ó m ic o s , c u ltu rale s o e d u cativ o s. Si lo s ap o rte s n u trim e n ta le s s o n ad ecu ad o s p ero , d eb id o o tra s e n fe rm ed a d e s, su a b s o rc ió n o u tiliz a c ió n n o lo es, se tra ta de u n a d es­ n u tr ic ió n secu n d a ria . P or su d u ra c ió n , la d e s n u tric ió n p u ed e ser agu d a, c r ó n ic a o grave. La d e s n u trició n agu d a se p re se n ta p o r re s tric c ió n de a lim e n to y se m a n ifie sta p o r p érd id a de p eso; la a te n ­ c ió n o p o rtu n a p e rm ite la re c u p e ra c ió n c o m p le ta del n iñ o , c o n u n c re c im ie n to n o rm a l. La d e s n u tric ió n c ró n ic a surge a p a rtir de la r e s tric c ió n d el a lim e n to a largo plazo y se ev i­ d en cia p o r p eso b a jo y falta de c re c im ie n to (talla b a ja ). E n estos caso s, la re c u p e ra c ió n es d ifícil y casi sie m p re d eja secu elas. La d e s n u tric ió n grave es c o n se c u e n c ia de u n a d e s n u tric ió n c ró n ic a m u y p ro lo n g ad a. P u ed e m a n ife sta rse de cu a tro fo rm a s d iferen tes:

edema, a b d o m e n d isten d id o , h in c h a z ó n e n m a n o s, p ies y cara, así c o m o le sio n e s e n la p iel. E l e d e m a e sco n d e la im p o rta n te emaciación

1] K w a s h io r k o r . Los n iñ o s p re se n ta n

de lo s te jid o s su b y acen tes. H a b itu a lm e n te se p re se n ta e n tre lo s 2 y 4 añ o s de edad . El n iñ o se m u e stra triste y ap ático . 2] M a r a s m á t ic a . Se p re se n ta d elgadez e x tre m a (p iel p egad a al h u e so ), cara de “v ie jito ”, lla n to exag erad o , d e b ilita m ie n to m u scu la r e v id en te y p érd id a de grasa c o rp o ra l. Suele m a n ifie sta rse e n m e n o re s de 18 m eses de edad . N o h ay ed em a. 3] K w a s h io r k o r m a r a s m á t ic a m ix t a . Se tra ta de u n a c o m b in a c ió n de las d esn u tricio n e s an te rio re s. 4] S u g a r b a b y . L os n iñ o s lu c e n sa n o s y “g o rd ito s ”, p e ro cu a n d o s o n so m e tid o s a análisis se revela la in s u ficie n c ia de n u trim e n to s .

E n lo s cu a tro tip o s de d e s n u tric ió n lo s n iñ o s p re se n ta n p alid ez, caíd a de cab ello y d e­ te n c ió n del c re c im ie n to . L os p a c ie n te s p ie rd en grasa y n u trim e n to s , p ero e n o ca sio n e s a c u m u la n agua, de m o d o que su p eso ap a re n te m e n te se e n c u e n tra d en tro de los p a rá m e ­ tro s n o rm a le s . P or ú ltim o , d ep en d ie n d o de la graved ad , la d e s n u tric ió n se clasifica e n leve, m o d e ra d a y sev era (véase el cu ad ro 4 .6 ). A c o n tin u a c ió n se e n lista n lo s sig n o s físico s q u e a c o m p a ñ a n a la d e sn u trició n :

CUADRO 4 .6 GRADOS DE DESNUTRICIÓN Estado

N ormal

Desnutrición leve

Desnutrición m oderada

Desnutrición severa

Déficit de peso esperado según edad

90-100%

80-90%

70-80%

10%

C u an d o la d e sh id ra ta ció n es m o d e rad a, ya tien e la b o c a seca o p eg ajo sa, o rin a m u y p o c o y está d ecaíd o y p álid o. E l m ay o r rie s­ go se p ro d u ce fren te a u n a d e s h id ra ta ció n grave, q u e c o m p ro m e te to d o el o rg an ism o y req u iere asisten cia m é d ica in m e d ia ta . Los sín to m a s c a ra cte rístico s s o n au m e n to de la fre c u e n c ia card iaca, estad o

letárgico o de

co n fu sió n , o jo s h u n d id o s y p re sió n b a ja (véase el cu ad ro 4 .9 ). A u n antes de lo s p ri­ m e ro s sín to m a s de d e sh id ra ta ció n se re c o ­ m ie n d a u n a h id ra ta ció n o p o rtu n a .

CUADRO 4.9

señales

DE DESHIDRATACIó N

Diarrea o vómito en bebés de edad menor a 5 años Irritabilidad Boca seca o pegajosa No orina tan frecuentemente como es usual No produce lágrimas al llorar No come tan bien como es usual Tiene los ojos hundidos

4.6.1 Hidratación oral

Pierde peso Latidos cardiacos acelerados (taquicardia)

Si u n n iñ o h a tenid o varios episod ios de v ó m ito y d iarrea (tres o m ás evacu aciones acuosas e n 2 4 h o ras), n ecesitará b e b e r lí­ quid os para rem plazar los perd idos y, así,

Fontanelas hundidas Piel no tan elástica como es usual Estado letárgico o comatoso

CUADRO 4.10 INSTRUCCIONES PARA PREPARAR SUERO ORAL 1] Hervir un litro de agua. 2] Enfriar. 3] Agregar 8 cucharaditas de azúcar y 1 de sal. Figura 4.4. Vida Suero Oral |© UPEI.

4] Revolver bien hasta que se disuelvan las sales.

impedir la deshidratación. Se recomienda darle de beber agua y sales de rehidratación (Vida Suero Oral, vso), las cuales se adquieren en farmacias. Los sueros orales han sido creados pa­ ra recuperar el agua y las sales que se pierden cuando hay deshidratación entre ligera y mo­ derada. Son eficaces y se pueden preparar en casa (véanse la figura 4.4 y el cuadro 4.10). Se recomienda suministrar vso con frecuencia y en pequeñas cantidades, utilizando una cuchara o una jeringa. No hay que forzar al niño a tomar una cantidad grande de lí­ quido de una sola vez, pues esto provocaría más vómito. La mayoría de los niños debe continuar con una dieta normal. No se debe suspender el alimento. Los niños mayores de dos años pueden beber jugo de manzana, caldo de pollo o té. No se recomiendan bebidas con cafeína, puesto que aumentan las pérdidas de agua y sal. Si el niño desarrolla los signos de deshidratación grave, debe acudir de inmediato con el médico. La deshidratación severa no tratada puede producir convulsiones, daño cerebral permanente o muerte.

4.7 VACuNACIóN Las vacunas son preparaciones que se hacen a partir de gérmenes patógenos atenuados (va­ cuna viviente) o inactivados (vacuna muerta). En el primer caso, la vacuna contiene gérme­ nes vivos que han sido modificados en un laboratorio de tal forma que su capacidad para producir enfermedad se encuentra atenuada. En contraste, las vacunas muertas contienen gérmenes inertes o sólo una fracción de ellos, como ciertos antígenos. En ambos casos, el material de la vacuna, al ser inyectado en el cuerpo, produce una reacción inmunológica, con la subsecuente formación de anticuerpos. Además, el organismo origina lo que se co­ noce como memoria inmunológica, la cual, en la mayoría de los casos, vuelve inmune a la persona contra la enfermedad infecciosa en cuestión. Gracias a la memoria inmunológica, cuando el cuerpo nuevamente entra en contacto con estos gérmenes patógenos, ya está pre­ parado para responder de dos maneras: a ] neutralizar al agente infeccioso antes de que pueda entrar en las células del organismo, o b] reconocer y destruir las células infectadas por el virus o la bacteria antes de que el agente se pueda multiplicar en gran escala. De esta ma­ nera se desarrolla la inmunidad y se impide la enfermedad. La inmunización o vacunación es la práctica más usada y eficaz para el control de las enfermedades infecciosas en los niños. Hay vacunas cuya eficacia puede durar toda la vida con una sola aplicación, pero otras requieren refuerzos para mantener activos los

E S Q U E M A N A C IO N A L D E V A C U N A C IÓ N PA R A N IÑ O S D E 0 A 9 A Ñ O S (E S C O L A R E S ) EN FERM ED A D vacuna

que

D O S IS

P R E V IE N E bcg

H E P A T IT IS B

Tu berculosis H epatitis B

EDA D Y f r e c u e n c ia

U n ica

A l nacer

Prim era

A l nacer

Segunda

2 m eses

Tercera

6 m eses

D ifteria, tos

Prim era

2 m eses

ferina, tétanos,

Segunda

4 m eses

a celu la r

poliom ielitis e

Tercera

6 m eses

D P aT + V P I + Hib

in feccio n es por

Cuarta

18 m eses

R efu erzo

4 años

D iarrea por

Prim era

2 m eses

rotavirus

Segunda

4 m eses

PE N T A V A L E N T E

H. in flu en zae b D PT r o t a v ir u s

D ifteria, tos ferina y tétanos

In feccio n es por c o n ju g a d a

in f l u e n z a

neu m ococo

Influenza estacion al Saram pión,

SRP

ru béola y parotiditis

S A B IN SR

P olio m ielitis Saram pión y rubéola

Prim era

2 m eses

Segunda

4 m eses

Otras Prim era

6 m eses

Segunda

7 m eses

R ev acu n ación

A nual hasta los 3 5 m eses

Prim era

1 año

R efu erzo

6 años

A d icion ales A d icion ales

O TRA S Fuente: SSa, disponible en: .

Figura 4.5. Esquema de vacunación básico para niños mexicanos, según la disposición oficial |© SSa.

a n ticu e rp o s y lo g ra r u n a c o m p le ta in m u n iz a c ió n . L as v a cu n a s se a d m in istra n p o r in y e c ­ c ió n o v ía o ra l y p re v ie n e n las sig u ie n te s e n fe rm ed a d e s: s a ra m p ió n , d ifteria, to sfe rin a , t é ­ ta n o s , p o lio m ie litis , ru b é o la , m e n in g itis , p a p e ra s, h e p a titis B , c ó le ra y g rip e , e n tre o tras (v éase la fig u ra 4 .5 ).

4.8 SALUD MENTAL EN LA INFANCIA S e c o n sid e ra q u e u n n iñ o es m a ltra ta d o o su fre ab u so s cu a n d o su salu d física , seg u rid ad o b ie n e s ta r p sic o ló g ic o se h a lla n e n p elig ro p o r a c cio n e s in flig id as p o r sus p ad res o p o r las p e rso n a s a q u ie n e s se h a e n c o m e n d a d o su cu id ad o . E n g e n era l, el ab u so es u n p a tró n

fech a

DE

v a c u n a c ió n

de c o n tro l o b lig a to rio q u e u n a p e rso n a e je rc e so b re o tra , cau sa d iversos d añ o s y p u ed e in v o lu crar el d escu id o físico de las n ece sid ad e s b á sica s de u n n iñ o (a lim e n ta c ió n , vestido, a te n c ió n m é d ica , p ro te c c ió n y s u p e rv isió n ). H ay diversas fo rm a s e n las q u e se p u ed e p re ­ sen tar el a b u so ; e n tre ellas e stán el e m o c io n a l o p sic o ló g ic o , el físico y el sexual. E l ab u so e m o c io n a l o p s ic o ló g ic o es la a c c ió n v e rb al o de cu alq u ie r o tra ín d o le , n o fí­ sica, que p u ed a cau sar d añ o e n el fu n c io n a m ie n to físico , e m o c io n a l, co g n o scitiv o o de c o m p o rta m ie n to de u n n iñ o ; p u ed e in c lu ir rech azo , a m e d re n ta m ie n to , a isla m ie n to , e x ­ p lo ta c ió n , d e g ra d a ció n o actitu d e s q u e rid ic u lice n al n iñ o . E n c u a n to a la salu d , el ab u so físico p ro v o ca le sio n e s p o te n c ia le s e n el c u e rp o . E n caso s e x tre m o s p u ed e p resen tarse ab u so sexu al, el cu al se d efin e c o m o to d o tip o de activ id ad sexu al q u e in v o lu cre a u n n iñ o y a u n a p e rso n a m ay or, co n sid e ra n d o q u e el ad u lto e x p e rim e n ta sa tis fa c c ió n sex u al sin que el n iñ o p u ed a dar u n c o n se n tim ie n to c o n sc ie n te . C u a lq u ier fo rm a de ab u so , p ro v e n ­ ga de lo s p ad res o de o tra s p e rso n a s, es d elib erad o y p o n e e n p elig ro la v id a y d ig n id ad de u n n iñ o . E n el m a ltra to físico , que equivale a cu alq u ier le sió n cau sad a al n iñ o m e d ia n te golpes, tiro n e s de p elo o patad as, p ro p in ad o s de m a n e ra in te n c io n a l p o r u n ad ulto, in clu y en d o los d añ o s cau sad os p o r castigos in ap ro p iad o s o d esm esu rad o s, es d ifícil d istin gu ir cu án d o te rm in a la im p o s ic ió n de la d iscip lin a m e d ia n te castigo s físico s “ra z o n a b le s” y cu án d o c o ­ m ie n za el abu so. Q u ie n u tiliza el castigo físico arg u m en ta que lo h ace c o m o ú ltim o re c u r­ so, cu a n d o otras o p c io n e s correctiv as m e n o s exped itivas, c o m o las ex p licacio n e s y o tro s castigos o am en azas m e n o re s, h a n d em o stra d o su in e fica cia . Se ju stific a n p o rq u e su p u es­ ta m e n te n o tie n e n la in te n c ió n de lesio n ar; só lo p re te n d e n co rreg ir u n a c o n d u cta in a d e ­ cu ad a. S in e m b arg o , el castigo físico es u n aten tad o c o n tra la d ig n id ad y la a u to e stim a del n iñ o , y p u ed e cau sarle graves d añ o s e m o cio n a le s. Los n iñ o s q u e su fren frecu en tes o graves castigos físicos tie n d e n a re p rod u cir actitu d es v io len tas p ara co n seg u ir sus fin es o in clu so sin m o tiv a c ió n ap aren te. A lg u n os sig n os de m a ltra to físico en u n n iñ o p u ed e n ser q u e m a ­ d uras, fra ctu ra s o m o re to n e s que ap arecen b ru sc a m e n te sin u n a ra z ó n co n v in ce n te . P or o tro lad o , el a b a n d o n o y la n e g lig e n cia s o n d escu id o s im p o rta n te s e n la tarea esen cial de c u b rir las n ece sid ad e s b ásicas d el n iñ o , se tra te de e d u c a ció n , salu d, seg u rid ad o b ien e sta r. Se c o n sid e ra u n a b a n d o n o físico cu a n d o se d esatien d e la salu d d el n iñ o , se le exp u lsa de casa o se le d eja re p e tid a m e n te al cu id ad o de m e n o re s. A lg u n o s sig n o s de a b a n d o n o o n e g lig e n cia s o n a u se n tism o escolar, p ro b le m a s visu ales o d en tales que n o re c ib e n a te n c ió n , asp e cto d escu id ad o , n iñ o s p e q u e ñ o s q u e p e rm a n e c e n so lo s e n casa, m e n o re s m a l v estid os cu a n d o la cap acid ad e c o n ó m ic a de los p ad res n o es c rític a . E l a b a n ­ d o n o e d u c a cio n a l se p re se n ta cu a n d o n o se vela p ara q u e el h ijo d isp o n g a de u n a e d u c a ­ c ió n y e sc o la riz a c ió n acord e a sus n ecesid ad es. E l a b a n d o n o pu ed e a co m p añ arse de m altrato e m o cio n a l, u n a de las fo rm as m ás extend idas y q uizá la m ás to lerad a so cialm en te: n iñ o s insu ltad os, m e n osp re ciad o s o rid icu lizad os p o r los ad ultos, qu ienes d eb erían fo m e n ­ tar su au to estim a y c re cim ie n to perso n al. E sta v io le n cia cau sa p e rtu rb a cio n e s que in flu irán en la salud p síq u ica del n iñ o . Las v íctim as ad o p tan c o m p o rta m ie n to s extrem o s (lla m a n la aten ció n , se m u e stra n m u y pasiv os); c o m p o rta m ie n to s ad ultos de p ro te c ció n a o tro s n iñ o s; o p arecen m ás in fan tiles de lo que p o r edad son . E n o casio n es, se p ro d u ce n in te n to s de su i­ cid io en tre estos n iñ o s. E n tre en e ro y m a rz o de 2 0 0 7 se re p o rta r o n 171 caso s al D IF-D F de m a ltra to a m e n o re s de ed ad (d esd e 1 añ o h asta u n día an tes de c u m p lir 18 a ñ o s ). E n 161 m e n o re s (9 0 % ) el agreso r fu e algu n o de los p ad res y e n los 10 restan tes ( 1 0 % ) el agresor fu e algu n o de sus ab u elo s. C a b e co n sid era r m a ltra to a u n n iñ o cu a n d o se p re se n ta algu n a de las sig u ien tes c ir­ c u n sta n cia s:

• C a m b io s re p e n tin o s e n su c o n d u c ta h a b itu a l. • P ro b le m a s físico s q u e n o re c ib e n a te n c ió n de sus pad res. • E l n iñ o se m u e stra a n sio so y e x p e cta n te , c o m o si algo m a lo fu e ra a o cu rrir. • A u se n tism o esco lar in ju stific a d o . • La fa m ilia se in te re sa p o c o p o r el p ro c e so esco lar d el h ijo y n o a cu d e al co le g io cu an d o se le llam a. • Los padres n ieg an que el n iñ o teng a p ro b lem as y, a la vez, lo d esp recian p o r su co n d u cta. • La fa m ilia exige al n iñ o m e ta s in alcan zab le s p ara su cap acid ad . • L os n iñ o s n o m ira n a lo s o jo s o h a b la n m a l de casi to d o el m u n d o .

U n n iñ o n o sabe d efen d erse an te las agresio n es de lo s ad u ltos; e x p e rim en ta m ie d o y m u c h o d o lo r; n o pide ayuda. E sto lo sitú a e n u n a p o s ic ió n v u ln e rab le an te u n ad u lto agre­ sivo o n eg lig en te. Los n iñ o s m a ltratad o s su fre n m ú ltip les p ro b le m a s que im p o s ib ilita n u n d esarrollo ad ecu ad o de su p erso n alid ad ; p o d ría n p ad ecer d éficit e m o c io n a l, co n d u ctu a l y so cio co g n itiv o . R e sp e cto al ab u so sex u al in fa n til, la m a y o ría se p ro d u c e e n el h og ar. P or lo regular, el ad u lto q u e ab u sa es m ie m b r o de la fa m ilia o u n a p e rso n a allegada. E l ab u so sex u al ta m ­ b ié n p u ed e ser c o m e tid o p o r u n m e n o r cu a n d o la d ife re n cia de edad es es c o n sid era b le . L os sig n o s de ab u so sex u al d ep en d e n de fa c to res c o m o el m o m e n to de la v id a d el n iñ o en q u e a c o n te ce la ag resió n , si h u b o o n o e m p le o de fu erza y am en azas, p e rso n a lid a d d el n i­ ñ o y d el abu sad or. D e to d o s m o d o s, es h a b itu a l q u e el n iñ o q u e su fre a b u so s sexu ales se n ieg u e a realizar e je rc ic io s físico s e n la escu ela, m u e stre c o n d u cta s o c o n o c im ie n to s sexu ales in a p ro p ia d o s p a ra su ed ad y p re te n d a in ic ia r c o n ta c to s sexu ales c o n n iñ o s m e ­ n o re s q u e él. Los a b u so s sexuales p a rte n de las agresio n es físicas, la p re sió n o el en g añ o de las v íc ti­ m as. In flu ye ta m b ié n la edad del agresor y de la v íctim a : la d iferen cia en tre u n ad ulto y u n n iñ o im p id e la lib e rta d de d ecisió n e n las re lacio n e s sexuales, d ebid o a que a m b o s s o n d is­ tin to s m e n ta l y física m e n te . La m ay o ría de las n iñ as que su fren abu so sexual tie n e n entre 7 y 13 añ o s. D e 6 0 a 8 0 % p re se n ta n secu elas p o r d ich a agresió n . Los efecto s que p u ed e d e­ ja r u n a ag resió n sexu al s o n los siguientes:

• D e sco n fia n z a , m ie d o , h o stilid a d , a b a n d o n o d el h og ar, c o n d u c ta a n tiso cia l. • V erg ü en za, cu lp a, b a ja au to e stim a . • T o n o afectiv o: an sied ad , an g u stia, d ep resió n . • S e xu alid ad : exceso de c u rio sid a d , p ro s titu c ió n in fa n til. • P ro b le m a s de su e ñ o y c o n la c o m id a ; c o n flic to s escolares y falta de c o n c e n tr a c ió n .

A largo p lazo, estos e fe cto s a c e n tú a n la an sied ad y la d ep re sió n de la v íctim a , seg ú n el tip o de ab u so su frid o , la re la c ió n c o n el agresor, la edad , e tcé te ra . La v íc tim a de ab u so en la in fa n c ia estará m ás p red isp u esta a su frir ab u so s de su p a re ja y de o tra s p erso n as.

4.9 PRINCIPALES CAuSAS DE Mo r b il id a d Y MORTALIDAD EN LA NIÑEZ E n la etap a q u e c o m p re n d e de 1 a 4 añ o s de edad , las e n fe rm ed ad e s q u e o c u p a n lo s dos p rim e ro s lugares c o m o causas de

mortalidad s o n las in fe c c io n e s in te stin a le s y de las vías

re sp ira to ria s b a ja s . C ad a u n a p ro d u c e a p ro x im a d a m e n te 1 0 % de las m u e rte s de n iñ o s a esta edad . E l tercer lugar lo o c u p a n las m a lfo rm a c io n e s co n g é n ita s del c o ra z ó n , a p o rta n ­ do 7 .5 % d el to ta l de las m u e rte s.

Es in te re sa n te o b se rv a r q u e e n el a ñ o 2 0 0 5 las causas a ccid e n ta le s o cu p a ro n el cu arto y q u in to lu g ares. P or u n lado, las m u e rte s q u e o c u rre n e n a ccid e n tes a u to m o v ilístico s re ­ p re se n ta n 7 % , m ie n tra s q u e lo s a h o g a m ie n to s e in m e rs io n e s a ccid e n ta le s o c u p a n casi 5 % . Las m u e rte s p o r d e s n u tric ió n c a lo ric o p ro te ic a s u m a n 4 % , m ie n tra s q u e e n el añ o 2 0 0 0 a lca n z a b a n casi 7 % ; esto d em u e stra u n a d is m in u c ió n im p o rta n te de esta e n fe rm e ­ dad c o m o cau sa de m u e rte . A sim ism o , e n estas edad es c o m ie n z a la a p a ric ió n de e n fe rm ed ad e s graves c o m o la

leucemia, e n fe rm e d a d q u e e n 2 0 0 5 o cu p a b a 4 % de la m o rta lid a d in fa n til. C a b e c o n sid e ­ rar q u e la a p a ric ió n de e n fe rm ed ad e s c o m o ésta h a sid o el resu ltad o de la d is m in u c ió n de m u e rte s p o r cau sas in fe cc io sa s e n edad es an te rio re s y que el gasto e c o n ó m ic o q u e g e n e ­ ra n es m u y alto p ara el s e c to r salud. La m o rta lid a d e n el ran g o de 5 a 14 añ o s se p re se n ta so b re to d o p o r a ccid e n tes a u to ­ m o v ilís tico s ( 1 4 % ) . La le u c e m ia es la seg u n d a cau sa de m u e rte c o n 9 % del to ta l, d u p li­ can d o el n ú m e ro de fatalid ad es re sp e cto al g ru p o de edad a n te rio r. L os sig u ien tes dos lugares e n la lista s o n lo s a h o g a m ie n to s y lo s h o m ic id io s , cad a u n o c o n 4 % . Las in fe c c io ­ n es de vías re sp ira to ria s b a ja s (p u lm o n e s y b ro n q u io s ) o c u p a n to d av ía u n lu g ar p re p o n ­ d eran te, pu es se in s c rib e n c o m o q u in ta cau sa de m u e rte . Las sex ta y sé p tim a cau sas están re la cio n a d a s c o n m a lfo rm a c io n e s co n g é n ita s d el c o ra z ó n y e n fe rm ed ad e s de lo s riñ o n e s. Es n o ta b le e n c o n tra r el su icid io d en tro de las p rim e ra s diez cau sas de m u e rte en estas edad es, afe cta n d o a p o c o m ás de 2 % del to ta l. Las ú ltim a s dos cau sas de m u e rte se re la ­ c io n a n c o n la d e s n u tric ió n y las e n fe rm ed ad e s in fe cc io sa s in te stin a le s. C ad a u n a a p o rta 1% del to ta l. Es im p o rta n te señ alar q u e h a ce 2 0 añ o s éstas e ra n las p rim e ra s causas de m u e rte e n este ran g o de edad . Las in fe cc io n e s de vías re sp ira to ria s altas y lo s cu ad ro s d iarreico s ca u sa n u n alto p o rc e n ta je de

morbilidad e n la in fan cia.

ADOLESCENCIA

TEMA

5 © Latin Stock México.

a pubertad es el periodo de progresión física durante el cual el niño se convierte en adulto. En él se inicia la maduración sexual que conduce a la fertilidad y el crecimien­ to se acelera hasta alcanzar su máxima velocidad. El desarrollo puberal en los varones

L

abarca de los 9 a los 14 años, con una duración de 3 a 5 años. En promedio, comienza a los 11 y presenta el pico de crecimiento a los 13.9 años. El desarrollo puberal en las mujeres abarca de los 8 a los 13 años, con una duración de 2 a 3 años. En promedio, comienza a los 10 y presenta el pico de crecimiento a los 12.2 años. La menarca sucede entre los 10 y 15 años. La adolescencia es el periodo de transición psicológica entre la niñez y la vida adulta. Abarca gran parte del periodo de la pubertad, pero sus límites están menos definidos ya que se refiere a las características psicosociales y culturales de esta transición. General­ mente se divide en tres etapas: • A dolescencia tem prana: tiene lugar entre los 11 y los 14 años. En ella se presenta una adaptación a la nueva imagen corporal resultante del crecimiento físico y del desarrollo de los caracteres sexuales secundarios. Los jóvenes de estas edades buscan independi­

zarse emocionalmente de sus padres. Se inician las primeras exploraciones sexuales con la masturbación, además de incipientes relaciones sexuales. • A dolescencia m edia: comprende de los 14 a los 17 años. Se caracteriza por la búsqueda de individualidad e identidad, matizada por la influencia externa de los amigos. Se inician las conductas de riesgo, como las relaciones sexuales no seguras y el primer contacto con drogas y alcohol. • Adolescencia tardía: incluye a los jóvenes desde los 17 hasta los 21 años. Se inicia la planeación vocacional y la proyección a futuro con una evaluación realista del propio potencial. Se establecen relaciones de verdadera intimidad. Además, se consolidan creen­ cias filosóficas, religiosas y espirituales. El cambio de conductas que se registra en la adolescencia obedece a la independencia psicológica y física. La responsabilidad y el funcionamiento social en esta etapa son cada vez mayores. Tomar riesgos se convierte en un combustible para la maduración, pero también aumenta la probabilidad de sufrir accidentes, enfermedades y alteraciones emocionales.

5.1 CAMBIOS HORMONALES Y FÍSICOS DURANTE LA ADOLESCENCIA Los principales cambios biológicos de la adolescencia se manifiestan a través de cambios fí­ sicos y hormonales. Las características fisiológicas que diferencian a la adolescencia de cual­ quier otra etapa de la vida son la maduración sexual, el aumento de talla y peso, así como cambios en la distribución de grasa y masa muscular de todo el cuerpo. El desarrollo de la sexualidad en la adolescencia produce una acelerada maduración de los caracteres sexuales primarios y secundarios. Los primeros se refieren a los órganos nece­ sarios para la reproducción, es decir, órganos sexuales internos y genitales externos. Los caracteres secundarios son señales fisiológicas de la maduración sexual que no involucran directamente los órganos sexuales. En las mujeres, las características secundarias se manifies­ tan con el crecimiento de los senos y del vello púbico y axilar; asimismo, aumenta el ancho y la profundidad de la pelvis. En los hombres crece el vello púbico, axilar y facial, cambia la voz y se ensanchan los hombros (véase el cuadro 5.1).

CUADRO 5.1 CARACTERES SEXUALES SECUNDARIOS Mujeres

Hombres

•Crecimiento y desarrollo de senos

• Crecimiento y desarrollo de pene y testículos

•Aparición de vello púbico y en axilas

•Aparición de vello púbico, en axilas y cara

•Primera menstruación (menarca)

•Primera eyaculación

5.1.1 Cambios en la distribución corporal de hombres y mujeres La diferencia entre niños y niñas se agudiza con la distribución corporal desigual de mús­ culo y grasa, así como por el desarrollo diferente de masa ósea. En la adolescencia, los varones tienden a ganar más peso, que corresponde al incre­ mento de su masa muscular, al desarrollo de su esqueleto y a que el periodo de crecimien­ to general dura más tiempo. Por otro lado, las mujeres ganan más grasa, y el crecimiento de la masa ósea y el periodo de crecimiento general son menores.

5.1.2 Cambios hormonales en la adolescencia El sistema endocrino resulta esencial para transmitir información dentro del organis­ mo; entre muchas otras acciones, coordina los distintos elementos involucrados en la pubertad. El control de las funciones sexuales, tanto en el varón como en la mujer, co­ mienza con la liberación de la hormona liberadora de gonadotropina ( GNRH , por sus siglas en inglés). Esta hormona estimula la adenohipófisis para secretar dos hormonas genéricamente llamadas gonadotropinas: la hormona luteinizante (l h , por sus siglas en inglés) y la foliculoestimulante (f s h , por sus siglas en inglés). Ambas son de gran impor­ tancia para el desarrollo puberal.

5.1.3 Acción de las gonadotropinas en el varón La secreción de l h por la adenohipófisis es el estímulo primario para que el testículo sintetice y secrete testosterona. La l h tiene un gran número de efectos en el organismo: interviene en la gametogénesis y en el desarrollo de caracteres sexuales primarios y se­ cundarios. La f s h actúa sobre los túbulos seminíferos del testículo, estimulando la producción de una proteína fijadora de andrógenos; ésta concentra la testosterona en los túbulos seminíferos, promoviendo la espermatogénesis. El incremento de la secreción de testosterona hace que el pene, el escroto y los tes­ tículos aumenten ocho veces su tamaño antes de los 20 años de edad. También causa el crecimiento de vello en el pubis, a lo largo de la línea media abdominal, la cara, el pecho y, menos frecuentemente, en la espalda y otras regiones del cuerpo. La testosterona au­ menta el tamaño de la laringe y genera hipertrofia en su mucosa, lo que produce el tí­ pico timbre bajo en la voz del varón adulto. Además, incrementa el espesor de la piel de todo el cuerpo, así como la tasa de secreción de las glándulas sebáceas de la cara, provo­ cando el característico acné del varón adolescente. Tras varios años, la piel se adapta a la secreción de testosterona y el acné desaparece. El aumento de musculatura en la pubertad se debe a que la testosterona promueve el anabolismo de las proteínas. Asimismo, esta hormona favorece que los huesos aumen­ ten considerablemente su espesor por el depósito de cantidades suplementarias de cal­ cio. Sobre la pelvis produce un estrechamiento y alargamiento, forma característica de la pelvis del varón necesaria para soportar su peso. La testosterona también aumenta el metabolismo basal y el número de eritrocitos.

5.1.4 acción de las gonadotropinas en la mujer Los niveles plasmáticos crecientes de l h y FSH estimulan al ovario para producir cantidades progresivas de estrógenos, especialmente de estradiol. Este último es responsable del desarrollo de los caracteres sexuales secundarios, que en la mujer incluyen el crecimiento y desarrollo de las mamas, la distribución de grasa corporal en caderas y senos y el creci­ miento óseo. El tamaño ovárico aumenta rápidamente hasta alcanzar el volumen pospuberal medio de 4 cm3. El endometrio es afectado por tales cambios y experimenta ciclos de proliferación y regresión, hasta alcanzar un crecimiento importante. De la disminución de estrógenos resulta la primera menstruación, que se denomina menarca. La menstruación es la hemorragia de origen uterino por medio de la cual se eli­

m in a la c ap a fu n c io n a l d el e n d o m e trio fo rm a d a d u ran te el c ic lo sex u al fe m e n in o . E n t o ­ tal se e lim in a n de 5 0 a 1 2 0 m l de san gre in c o a g u la b le. La m e n s tru a c ió n es c íclica y p re d e ­ cib le; tie n e u n a d u ra c ió n de 2 a 7 días. Las g o n a d o tro p in a s ta m b ié n fa v o re ce n la s e c re c ió n de

progesterona , la cu al p e rm a ­

n e c e c o n niv eles p la sm á tic o s b a jo s , au n cu a n d o h ay an ap are cid o lo s c a ra cte re s sexuales s e c u n d a rio s. E l a u m e n to de p ro g e ste ro n a d esp u és de la m e n a rc a in d ic a la p re se n c ia de

ovulación . E n g en eral, la p rim e ra o v u la ció n n o tie n e lu g ar sin o h a sta 6 o 9 m eses después de la m e n a rca . La fisio lo g ía d el ciclo m e n stru a l se d esarro lla c o n m ás d etalle e n el ap ar­ tad o 3 .3 . E n la p u b e rta d el in c re m e n to de e stró g e n o s y p ro g e ste ro n a c ircu la n te s e stim u la el c re c im ie n to y la m a d u ra c ió n de las g lán d u las m a m a ria s; la a c c ió n p rim a ria de lo s e stró g en o s c o n siste e n d esarro llar el siste m a de c o n d u cto s de la m a m a , m ie n tra s q u e la p ro g este ro n a se e n carg a del siste m a a lv e o lo -lo b u lar, d o n d e se p ro d u c e la le ch e , a u m e n ta n d o el ta m a ñ o g e n era l de las m a m a s. E n la m u je r, los niveles p la sm á tic o s de te sto s te ro n a ta m b ié n a u m e n ta n e n la p u b ertad , a u n q u e n o de m a n e ra ta n m a rca d a c o m o en el v a ró n . La a c c ió n d ire c ta de an d ró g e n o s o de sus

metabolitos p e rifé rico s m ás p o te n te s ( androstenediona y te sto ste ro n a ) p ro v o ­

ca el d esarrollo de vello axilar y p u b ia n o , lo s cu ales co n stitu y e n las p rim e ra s m a n ife s ta ­ cio n e s p u b erale s.

5.2 FUNCIONES MENTALES SUPERIORES DEL ADOLESCENTE E l a d o le sce n te , a d ife re n c ia d el n iñ o , c o m ie n z a a ra z o n a r e n fo rm a a b s tra cta , y su c a rá c ­ ter tie n d e a ser m á s reflexiv o e id e alista. A lred e d o r de lo s 12 a ñ o s, lo s jó v e n e s a lca n z a n el n iv el m á s alto d el d e sa rro llo c o g n o s citiv o , el de las o p e ra c io n e s fo rm a le s . E n este p e r io ­ do d e sa rro lla n la c a p a cid a d p a ra el ra z o n a m ie n to a b s tr a c to y fo rm a l. E ste lo g ro c o g n itivo im p lic a q u e lo s jó v e n e s ya n o e stá n lim ita d o s a p e n sa r e n el aq u í y el a h o ra , s in o que p u e d e n c o n sid e ra r d iversas p o sib ilid a d e s, d e m o stra r h ip ó te sis y fo rm u la r te o ría s p ara c o m p re n d e r sus p ro p ia s e x p e rie n c ia s y las cau sas de lo s su ceso s d el m u n d o q u e los ro d ea. E l p e n s a m ie n to d el a d o le s ce n te es m u y a m p lio y c o m p le jo , p u e sto q u e in te g ra to d o lo a p re n d id o e n las e ta p a s p rev ias c o n lo s re to s d el p re s e n te y p la n ific a el fu tu ro .

5.2.1 Operaciones formales E sta n u ev a cap acid ad p e rm ite a lo s jó v e n e s co n sid e ra r diversas p o sib ilid ad es de m a n e ra s iste m á tica , y p u ed e ap licarse a to d a clase de p ro b le m a s y situ a cio n e s. D isfru ta n resolver cu e stio n e s p rá c tica s y c o n cre ta s, tales c o m o re p arar u n au to o re fle x io n a r s o b re te o ría s fi­ lo só fica s y p o lític a s p ara s o lu cio n a r lo s p ro b le m a s m u n d iale s. S in e m b a rg o , es im p o rta n te d estacar q u e a p esar de este im p o rta n te p ro g reso c o g n itivo, el p e n s a m ie n to de lo s jó v e n e s c o n tin ú a s ie n d o in m a d u ro e n algu n o s a sp e cto s; ello p rin c ip a lm e n te se d eb e a la co m p le jid a d e m o c io n a l q u e c a ra cte riz a esta etap a y n o a p r o ­ b lem a s c o g n itiv o s c o n cre to s . E n c o n se c u e n c ia , p u ed e n p re se n tarse diversas actitu d es típ icas q u e d e m u e stra n c ie rta in m a d u re z in te le c tu a l; p o r e je m p lo , e n c o n tra r c o n s ta n te ­ m e n te fallas e n las figu ras de au to rid ad , u n a te n d e n cia a d iscu tir acerca de cu alq u ier p ro b le m a , la in d e c isió n e n te m a s m u y sim p les y el h e c h o de creerse in v u ln e ra b le s y m ás esp eciales q u e lo s d em ás.

5.3 DESARROLLO BIOpSICOSOCIAL DEL ADOLESCENTE E n la a d o le sce n cia se in ic ia u n a serie de c a m b io s p sic o ló g ic o s q u e m a r c a n la v id a y las re ­ la cio n e s afectiv as de lo s jó v e n e s y q u e, a su vez, d e te rm in a n su p e rso n a lid a d e n la v id a ad u lta. E ste p e rio d o se c a ra cte riz a p o r im p o rta n te s c a m b io s e n las re la cio n e s so cia le s. A l a d o le sce n te y a n o le b a sta c o n ser acep tad o p o r su fa m ilia y sus m a e stro s: a h o ra n e ce sita y d esea p e rte n e c e r a u n g ru p o y ser v alo rad o ta n to p o r lo q u e es c o m o p o r lo q u e re p re ­ sen ta. E sta etap a im p lica u n e n o rm e re to p ara lo s a d o lescen tes, p u es n e c e sita n d em o stra r su v alo r p e rso n a l. P ara ello, c o m ie n z a n a re fle x io n a r acerca de q u ié n e s s o n y c ó m o q u isie ­ ra n ser, p o n ie n d o e n ju e g o ta n to lo s id eales a d q u irid o s p re v ia m e n te c o m o los c o n s tr u i­ dos e n esta n u ev a etapa.

5.3.1 Búsqueda de la identidad E l lo g ro p s ic o ló g ic o m ás im p o rta n te y c o m p le jo de esta etap a es la b ú sq u e d a y c o n fo r m a ­ c ió n de la id e n tid ad . E l a d o le sce n te e m p re n d e d ich a tare a a p a rtir del c o n o c im ie n to de su cu e rp o , sus s e n tim ie n to s y co n d u cta s. A este ra stre o se le h a d e n o m in a d o crisis de id e n ­ tid ad , p ero n o d eb e c o n sid era rse c o m o u n estad o p ro b le m á tic o o p a to ló g ico , sin o c o m o u n p ro c e so salu d ab le y v ital q u e se fu n d a m e n ta e n lo s lo g ro s p sic o ló g ic o s a n te rio re s y sirve de b a se p ara a fro n ta r las p o ste rio re s crisis de la etap a ad u lta. P ara c o n fo rm a r esta n u ev a id e n tid a d , el ad o le sce n te d eb e in teg rar, o rg an izar y je ra rq u iz a r sus h ab ilid ad es, n e cesid ad es, in tereses y d eseos, c o n el fin de s en tirse a gu sto c o n sig o m is m o y expresarse de fo rm a a d ecu ad a e n su c o n te x to s o cia l. A l estar re e s tru c tu ra n d o y d efin ie n d o c o n s ta n ­ te m e n te su id e n tid ad , es n o rm a l q u e lo s ad o le sce n te s se e n c u e n tr e n co n fu n d id o s re s p e c ­ to a sus in te re se s y d eseos p e rso n a le s. Es h a b itu a l q u e m a n ifie ste n u n e n o rm e en tu siasm o p o r c ie rta s activ id ad es a rtístic a s o d ep o rtiv as y q u e, al p o c o tie m p o , las a b a n d o n e n e in i­ cie n o tra s nu evas. F re cu e n te m e n te , estas c o n d u cta s y a ctitu d e s tie n d e n a ser co n sid erad as p o r los ad u lto s c o m o falta de re sp o n sa b ilid a d y c o m p ro m is o e n sus a c cio n e s, p ero sólo s o n u n re fle jo de la c o n sta n te b ú sq u e d a de id e n tid ad .

5.3.2 Sentido de pertenencia C o m o re su lta d o de los n u ev o s in te re se s y n e ce sid a d e s e m o c io n a le s , lo s jó v e n e s c o m ie n ­ zan a c u e stio n a r a sus p ad res y se a le ja n p ro g re siv a m e n te de ello s. D e esta m a n e ra e m ­ p ie z a n a a m p lia r su c írcu lo c e rc a n o c o n sus a m ig o s, p ara sa tisfa ce r sus n e ce sid a d e s e m o c io n a le s y so c ia le s. A d e m ás, in v ie rte n g r a n p a rte de su tie m p o e n d ife re n te s a c ti­ v id ad es q u e les p ro v e e n u n se n tid o de p e rte n e n c ia , c o m o e sc u c h a r m ú sic a , b a ila r o salir de co m p ra s.

5.3.3 Autoconcepto y autoestima A p esar de q u e los té rm in o s de a u to c o n c e p to y a u to e s tim a c o m ú n m e n te se u tiliz a n de m a n e ra in d istin ta , p o se e n d iferen tes sig n ifica d o s. E l a u to c o n c e p to alud e al c o n ju n to p a r­ ticu la r de ideas y cre e n cia s q u e cad a in d iv id u o tie n e re sp e cto de sí m is m o ; c o m ie n z a a d esarro llarse desde lo s p rim e ro s añ o s de v id a h asta la edad ad u lta. La a u to e s tim a es la v a­ lo ra c ió n , p o sitiv a o n e g ativ a, q u e cad a p e rso n a h a ce de sí.

E n el m a rc o del p ro ce so de b ú sq u e d a de id e n tid a d , el a u to c o n c e p to de lo s a d o le s­ cen tes se m o ld e a c o n sta n te m e n te . D u ra n te la a d o le sce n cia su c o n fo r m a c ió n se v uelve u n te m a c en tra l, ya q u e e n esta etap a es cu a n d o el in d iv id u o se b u s c a a sí m is m o y crea su p e rso n a lid a d e n u n a fo rm a activ a. E l a u to c o n c e p to d ep en d e de fa c to res c o m o la h is to ria p rev ia d el ad o le sce n te , el m e d io so cia l y fa m ilia r e n el q u e se d esarrolla, su edad , e sc o la ri­ dad y g én ero . La a u to e s tim a ju e g a u n p ap el m u y relev an te e n la v id a p e rso n a l, p ro fe sio n a l y so cial de cad a in d iv id u o ; si es p o sitiv a fav o rece el lo g ro de su id e n tid ad . C u a n d o la a u to e s ti­ m a de u n ad o le sce n te es elevad a p u ed e ap ren d er m e jo r, se m o tiv a e n d iferen tes a c tiv id a ­ des so ciale s y recreativ as, y se c o m u n ic a y re la cio n a c o n o tro s jó v e n e s y ad u lto s de u n m o d o m ás ad ecu ad o .

5.3.4 Identidad sexual El d esarrollo de la id en tid ad sexual es u n p ro ceso de c o n fo rm a c ió n que c o m ien za e n la n iñ ez y te rm in a en la ad olescen cia. E n él se en trelazan factores b io ló g ico s, p sico lóg ico s, sociales y cultu rales. La id en tid ad sexu al es u n a p arte fu n d am e n tal de la id en tid ad gen eral y afecta p ro fu n d am e n te la im a g e n que el in d iv id u o tien e de sí m ism o , sus relacio n es sociales y afectivas. La sexualidad es u n a p arte in teg ral del ser h u m a n o , y la lleva con sigo desde el n a c im ie n ­ to hasta la m u e rte . T o d o s los c o n o cim ie n to s, c o m p o rta m ie n to s, creen cias, actitu d es y v alo ­ res en to rn o al sexo están relacio n ad o s c o n facto res b io ló g ico s, p sico lóg ico s y culturales. P or sexo se e n tie n d e la c o n d ic ió n o rg á n ica fe m e n in a o m a sc u lin a ; es d ecir, cie rta s c a ­ ra c te rístic a s g e n ética s, m o rfo ló g ic a s y fisio ló g ica s d e te rm in a n a lo s seres h u m a n o s co m o h o m b re s o m u je re s. N o o b sta n te , el sexo n o sie m p re c o rre sp o n d e c o n la id e n tid a d de g én ero . É sta se d efin e p o r aqu ellas c o n d u cta s, actitu d e s y ca ra cte rística s q u e u n a c u ltu ra d ete rm in a d a e sp era y le asig n a a lo s h o m b re s y a las m u je re s a p a rtir de su sexo b io ló g ic o . D e esta m a n e ra , lo s p ad res, el resto de la fa m ilia , lo s c o m p a ñ e ro s y lo s m ie m b r o s de la e scu ela e sp eran q u e las n iñ a s te n g a n co n d u cta s “fe m e n in a s ” y lo s v aro n es co n d u cta s “m a s c u lin a s ”. E l p ro c e so de fo r m a c ió n de la id e n tid a d sexu al c o m ie n z a e n la n iñ e z , c u a n ­ do se clasifica al in d iv id u o c o m o h o m b re o m u je r seg ú n sus ó rg a n o s gen itales. E n M é x ic o , a p esar de c ie rto s av ances e n la c o n c e p c ió n so cia l de la m u je r, a ú n p rev a­ le ce n ríg id as id en tid ad es de g én ero , fu n d a m e n ta lm e n te e n el p lan o d el e je rc ic io de la sex u alid ad de lo s jó v e n e s. D e esta m a n e ra , de lo s v aro n es se esp era q u e e je rz a n u n a s e x u a ­ lid ad agresiva y sea n irre sp o n sa b le s e n re la c ió n c o n su p a re ja , m ie n tra s q u e la p atern id ad les o to rg a p re stig io so cia l. A su vez, de las m u je re s jó v e n e s se e sp era q u e sea n v írg en es y castas. E n caso de p ra c tic a r u n a v id a sexu al activ a, q u e sea n re sp o n sa b le s de la a n tic o n ­ c e p ció n ; si q u e d a n em b arazad as, se les im p o n e u n a p e rc e p c ió n de la m a te rn id a d eq u iv a­ len te a castig o y d estin o . La o rie n ta c ió n sex u al es u n a m a n ife s ta c ió n de la sex u alid ad y c o m ie n z a a fo rm a rse d esde el n a c im ie n to . Se le c o n o c e ta m b ié n c o m o p re fe re n cia sexu al, y se refiere al r e c o n o ­ c im ie n to q u e cad a p e rso n a h a ce de la a tra c c ió n sex u al, e m o c io n a l y afectiv a q u e sie n te h a cia p e rso n a s d el o tro sexo (h e te ro se x u a l), d el m is m o sexo (h o m o s e x u a l) o de am b o s (b ise x u a l). E n la o rie n ta c ió n sex u al in flu y e n m ú ltip le s fa c to re s. E x iste n diversas teo rías que h a n in te n ta d o e x p licar el o rig e n de la d iversid ad de p re fe re n cias. S in e m b arg o , a ú n n o se h a e n c o n tra d o u n a re sp u e sta clara acerca de su ca rá cte r b io ló g ic o , so cia l o m ix to , a u n q u e se sab e q u e su e x p re sió n y m a n ife s ta c ió n s o n d efin id as p o r asp e cto s so ciale s y cu ltu rales.

La c o n fu s ió n acerca de la o rie n ta c ió n sex u al es fre c u e n te e n la a d o le sce n cia , p u es es u n a etap a e n la q u e el in d iv id u o se c o n o c e a sí m is m o , d esea e x p e rim e n ta r y su fre in c o n ­ tab les c a m b io s. E l sim p le h e c h o de te n e r fan tasías o e x p e rie n cia s n o d efin e a u n a p e rso n a c o m o h o m o s e x u a l, b ise x u a l o h e te ro sex u al.

Aspectos psicológicos de la m aduración sexu a l T o d o s los c a m b io s h o rm o n a le s y sexu ales q u e m o d ific a n n o ta b le m e n te la ap a rie n c ia físi­ ca de lo s ad o le sce n te s re p e rc u te n e n sus s e n tim ie n to s y e n la fo rm a de re la cio n a rse c o n lo s d em ás. A n te la e m e rg e n c ia de las ca ra cte rística s sex u ales secu n d a ria s, lo s jó v e n e s c o m ie n z a n a e x p lo rar su sex u alid ad de fo rm a n a tu ra l. D ic h a e x p lo ra c ió n d eb e c o n sid era rse n o rm a l, p u es es p a rte fu n d a m e n ta l de la c o n fo r m a c ió n de u n a id e n tid a d salu d ab le. P u e d e m a n i­ festarse a trav és de la m a s tu r b a c ió n o la in te ra c c ió n c o n o tra p e rso n a , ya sea c o n c o ito o sin él. E sta c re cie n te e x p lo ra c ió n de su sex u alid ad v ien e a c o m p a ñ a d a de s e n tim ie n to s o d e­ seo s de a m o r h a c ia u n a p e rso n a e n p a rticu la r. S in em b a rg o y d eb id o a lo s c a m b io s y la in e sta b ilid a d q u e c a ra cte riz a n a esta etap a, esto s s e n tim ie n to s p u ed e n v erse m o d ific a d o s de m a n e ra c o n tin u a y así lo s jó v e n e s p ie rd en m u y p ro n to el in te ré s p o r las p e rso n a s co n las q u e p re v ia m e n te h a b ía n in icia d o u n a re la c ió n afectiv a. L os ad o le sce n te s se e n fre n ta n a u n g ra n re to e n el d e s c u b rim ie n to de su sexu alid ad . D e b e n ap ren d er a resolv er lo s c a m b ia n te s s e n tim ie n to s sexu ales que e x p e rim e n ta n , d ife ­ re n c ia r el a m o r del d eseo p a sa je ro e in fo rm a rse acerca de m é to d o s q u e les p e rm ita n d is­ m in u ir lo s riesg o s q u e im p lica el n u ev o e je rc ic io de la sexu alid ad .

Responsabilidad y com prom iso afectivo en el ejercicio de la sexualidad A lg u n o s p a tro n e s de c o m p o rta m ie n to sex u al c o n lle v a n c ie rto s riesg o s. La p re se n c ia de estas c o n d u cta s de riesg o d u ran te la a d o le sce n cia se e xp lica p o r la c re cie n te m a d u ra c ió n sexu al, a u n ad a a u n a e stru c tu ra p sic o ló g ic a e in te le c tu a l q u e aú n n o es lo s u fic ie n te m e n ­ te m a d u ra p ara a su m ir la re sp o n sa b ilid a d im p líc ita e n el e je rc ic io de la sexu alid ad . U n estu d io realizad o e n M é x ic o e n 2 0 0 7 p o r G ó m e z , G a rcía y M a rtín e z , e n c o n tró en u n a m u e stra de estu d ian tes de en tre 16 y 17 añ o s, q u e 3 0 % h a b ía in icia d o su v id a sexual activ a y q u e, de ésto s, 7 5 % h a b ía te n id o d os p are jas o m ás. T a m b ié n se h alló q u e las m u ­ je re s tie n e n m ás in fo r m a c ió n acerca de e n fe rm ed ad e s de tra n s m is ió n sex u al y q u e los ad o le sce n te s q u e c o n su m e n b e b id a s a lco h ó lica s tie n e n tres veces m ás p o sib ilid a d e s de in icia r su v id a sexu al a edad es m ás te m p ra n a s q u e aq u e llo s q u e n o b e b e n . E l m ay o r riesg o lo p re se n ta n lo s jó v e n e s que in ic ia n su activ id ad sex u al a u n a edad m u y te m p ra n a , tie n e n m ú ltip le s p are jas sex u ales y n o c u e n ta n c o n in fo r m a c ió n a d e c u a ­ da so b re m é to d o s a n tico n ce p tiv o s y de p ro te c c ió n . L os p rin c ip a le s m o tiv o s q u e llev an a u n a d o le sce n te a c o m e n z a r su activ id ad sexu al a te m p ra n a edad s o n la p re s ió n so cia l y la cu rio sid a d . D e esta m a n e ra , n o sie m p re se e n c u e n tr a n c o m p ro m e tid o s e m o c io n a lm e n te c o n su p a re ja , lo q u e p u ed e o rig in a r d iversos s e n tim ie n to s de fru s tra c ió n e in s a tis fa cc ió n . La in fo r m a c ió n in su ficie n te acerca de m é to d o s a n tico n ce p tiv o s y de p ro te c c ió n co n d u ce a q u e los jó v e n e s d e s c o n o z ca n los riesg o s a los q u e se e n fre n ta n y la fo rm a ad ecu ad a de ev itarlo s. L os ad u lto s d e b e n ser cap aces de b rin d a rle s las h e rra m ie n ta s p ara que p u e ­ d an e v itar o d ism in u ir lo s riesg o s q u e con lle v a u n a v id a sex u al activ a.

P or ú ltim o , e xisten m u ch a s razo n es q u e llevan a los ad olescen tes a te n e r diversas p a re ­ ja s: d eseos de e x p e rim en ta r c o n su sexualid ad , p re sió n del g ru p o de am igos, p ro b le m as de au to e stim a, c o n su m o irre sp o n sab le de a lco h o l y d rogas, en tre o tras. Las re lacio n e s se ­ xu ales te m p ra n a s, las m ú ltip le s p arejas sexuales y la falta de in fo rm a c ió n co n d u ce n a los jó v e n e s a p ra c tica r su sexu alid ad de u n a fo rm a irre sp o n sa b le y a exp o n erse c o n m ayores riesg o s al co n tag io de en ferm ed ad es de tra n s m is ió n sexu al y a em b arazos n o deseados.

5.4 EMBARAz O Du r a n t e LA ADOLESCENCIA S eg ú n estu d ios in te rn a cio n a le s, cu an to m ás jo v e n es u n a ch ica al in iciar su activ id ad sexual m e n o s p rob ab ilid ad hay de que u tilice an tico n cep tiv os en su p rim e ra re lació n sexu al y m ás p rob abilid ad de que qued e em barazad a. A su vez, d ich o s estu dios co n clu y en que las a d o le s­ cen tes de b a jo s in g reso s y las q u e n o c u e n ta n c o n in fo r m a c ió n ad ecu ad a acerca de m é to ­ dos a n tico n ce p tiv o s e n fre n ta n m ás p o sib ilid ad e s de q u ed ar em b arazad as q u e aqu ellas que c u e n ta n c o n m ay o res re c u rso s e c o n ó m ic o s y re su ltad o s aca d é m ic o s sa tisfa cto rio s. D e a cu erd o a lo s d ato s de la E n c u e sta N a cio n a l de la Ju v en tu d 2 0 0 5 , 7 6 % de las m u je re s m e x ic a n a s d eclara h a b e rse e m b arazad o en tre los 15 y lo s 19 a ñ o s. E l 5 .7 % de lo s h o m b re s a firm a h a b e r p ro d u c id o u n em b a ra z o d u ra n te este p e rio d o . E n M é x ic o , lo s em b a ra z o s en tre las jó v e n e s o c u rre n fu n d a m e n ta lm e n te a p a rtir de los 2 0 añ o s de edad . S in e m b arg o , e n los ú ltim o s añ o s h a a u m e n ta d o la ca n tid a d de e m b a r a ­ zos e n tre lo s 15 y 2 0 añ o s. La p re se n cia de em b a ra z o s e n la a d o le sce n c ia es u n a realid ad del p aís. E x iste n m ú ltip le s cau sas d el e m b arazo e n la a d o le sce n cia . E n tre las m ás im p o r ­ tan tes se e n c u e n tra n :

• F alta de u n a e d u c a ció n sex u al ad ecu ad a. • D ificu lta d es p ara acced er a serv ic io s de p la n ific a c ió n fam iliar. • M e n sa je s p o c o claro s p o r p a rte de los m e d io s de c o m u n ic a c ió n , que h a c e n h in a p íe en q u e el sexo y la p a te rn id a d c o rre sp o n d e n al m u n d o de los ad u ltos. • In flu e n c ia d el ab u so sex u al e n la in fa n cia . • F alta de c o m u n ic a c ió n e n tre p ad res e h ijo s.

E n c a m b io , se h a o b se rv ad o q u e, cu a n d o los jó v e n e s tie n e n acceso a u n a ad ecu ad a e d u c a ció n sex u al y a p ro g ra m a s realistas de p re v e n c ió n del em b a ra z o , tie n d e n a p o sterg ar el in ic io de sus re la cio n e s sex u ales. L os jó v e n e s in fo rm a d o s p o se e n m ás re cu rso s p e rs o ­ n ales p ara m e jo ra r el u so de m é to d o s a n tico n ce p tiv o s. C o n fre c u e n c ia , los em b a ra z o s en la a d o le sce n c ia tie n e n c o n se c u e n c ia s neg ativ as e n la v id a de las jó v e n e s. E n m u c h o s casos fru stra n sus p ro y ecto s v o ca c io n a le s y las a le ja n de las activ id ad es aca d é m ica s, y cu an d o n o p o s e e n ap oyo s o c ia l de la fa m ilia , de su p a re ja y de las diversas in s titu c io n e s so ciales, p u ed e n e x p e rim e n ta r su m a te rn id a d c o m o u n a realid ad e stresan te q u e in c re m e n ta el riesg o de su frir d iversos tra s to rn o s m e n ta le s. La p re v e n c ió n d el e m b arazo ad o le sce n te y el ap o yo a aqu ellas jó v e n e s q u e y a se e n c u e n tra n em b arazad as s o n asp e cto s fu n d a m e n ta ­ les p ara el ad ecu ad o d esarro llo de esta etap a v ital. La p re v e n c ió n de los em b a ra z o s n o d esead os e n la a d o le sce n c ia d eb e ser ab o rd a d a p o r las diversas in s titu c io n e s so ciale s q u e ro d e a n a los jó v e n e s. E n p rim e r lugar p o r lo s p a ­ d res, m e d ia n te u n a c o m u n ic a c ió n ad ecu ad a c o n sus h ijo s q u e o rie n te su e je rc ic io de u n a sex u alid ad re sp o n sa b le . P or o tro lad o , ta m b ié n resu lta de g ra n u tilid ad que los p ro g ra ­ m as c o m u n ita rio s y las in s titu c io n e s esco lares c o n te m p le n c o n te n id o s ed u cativ os acerca de las c a ra cte rística s de la activ id ad sex u al e n la a d o le sce n cia , d o n d e se su b ray e n tem as

c o m o la lib e rta d de e le c c ió n y la re sp o n sa b ilid a d de a m b o s g én ero s e n el in ic io de la a c ti­ v id ad sexual. O tro fa cto r im p o rta n te e n la p rev en ció n de los em b arazos en los jó v en es con siste en facilitar y p ro m o v er su acceso a los serv icios de p la n ifica ció n fam iliar, d on d e se les ofrezca in fo rm a c ió n ad ecu ad a acerca de los p o sibles riesgos que p u ed en en fren tar e n el in icio de su vida sexual activa. P ara u n a ad ecu ad a p rev en ció n es fu n d am e n tal com p ren d er que la in fo r­ m a c ió n y la e d u ca ció n sexual, le jo s de in cita r a los jó v en es a acelerar el in icio de su actividad sexual, los e n c a m in a a ser resp o n sables y co n scien tes de las co n se cu e n cias de sus actos.

5.5 m é to d o s a n t ic o n c e p t iv o s E n M é x ic o e x iste n alred ed o r de 2 2 m illo n e s de a d o lescen tes. E n lo s ú ltim o s a ñ o s, el in icio de la v id a sex u al se h a p re se n tad o a edad es m ás te m p ra n a s. La ed ad p ro m e d io de in i­ cio de re la cio n e s sexu ales e n lo s jó v e n e s m e x ic a n o s es de 17 añ o s, y la m ay o r p a rte de las veces se tra ta de u n a re la c ió n sex u al n o p lan ificad a. C o n se c u e n te m e n te , seg ú n cifras o fi­ ciales, e n M é x ic o o c u rre n 4 0 0 m il n a c im ie n to s de m ad res ad o le sce n te s cad a añ o , re su lta ­ do de em b a ra z o s n o d esead os. P or ello, es de cap ital im p o rta n c ia c o n o c e r lo s m é to d o s a n tico n ce p tiv o s q u e e xisten , sab er c ó m o fu n c io n a n y cu áles s o n sus v e n tajas y d esv entajas (v éan se la fig u ra 5.1 y el cu ad ro 5 .2 ).

Figura 5.1. Existen diversos tipos de métodos anticonceptivos. En la imagen se encuentran los siguientes: 1] anillo vaginal, 2] espermaticidas en óvulos vaginales, 3] dispositivo intrauterino o Diu , 4] implante subdérmico, 5] pastillas anticonceptivas y 6] condón |© Bsip - Archivo Digital.

CUADRO 5.2 MÉTODOS ANTICONCEPTIVOS Métodos naturales

•Método del calendario •Método de la temperatura •Método del moco cervical (Billings) •Coito interrumpido •Lactancia-amenorrea

Métodos de barrera

•Condón masculino •Condón femenino •Capuchón cervical •Diafragma •Espermicidas

Métodos hormonales

•Anticonceptivos orales (pastillas) •Anticonceptivos inyectables •Implantes subdérmicos •Anillo vaginal •Parches transdérmicos •Anticoncepción de emergencia

Dispositivo intrauterino (Diu)

•Con levonorgestrel •Sin levonorgestrel

Métodos quirúrgicos

•Oclusión tubaria bilateral (salpingoclasia) •Vasectomía

5.5.1 Métodos naturales de anticoncepción Los métodos naturales se basan en la abstinencia periódica, evitando la etapa fértil de la mujer. Tienen una eficacia de 70 u 80 % si se utilizan correctamente, es decir, con mucha exactitud. Para ello, la mujer debe tener ciclos menstruales regulares; de lo contrario, las posibilidades de embarazo son más elevadas. • M étodo del calendario: consiste en evitar la actividad sexual los días del ciclo menstrual cercanos a la ovulación. Contando desde el primer día de la menstruación, la etapa fér­ til en una mujer abarca desde el día 10 hasta el día 17 del ciclo. Es válido sólo para una mujer que tiene ciclos regulares de 28 a 30 días. Si la mujer es irregular, este método no es eficaz. • M étodo de la tem peratura basal: es necesario tomar la temperatura de la mujer todos los días del ciclo a la misma hora. Cuando se registra un aumento de 0.5 grados centígrados o más, se presenta la ovulación, momento a partir del que deben evitarse las relaciones sexuales por tres días consecutivos. El aumento de la temperatura se presentará los si­ guientes días del ciclo hasta la menstruación, pues corresponde a la elevación de progesterona durante la segunda mitad del ciclo. Este método es poco eficaz por dos motivos fundamentales: 1] el aumento de la temperatura puede deberse a otros factores, como in­ fecciones, y 2] los espermatozoides depositados dentro de la mujer hasta tres días antes de la ovulación pueden sobrevivir en el tracto reproductor femenino y fecundar el óvulo. • M étodo del m oco cervical o de Billings: requiere la observación de las características del moco cervical a lo largo del ciclo menstrual. Cuando se vuelve más líquido, filante y transparente, se presenta la ovulación y deben evitarse las relaciones sexuales durante

tres días consecutivos. Es importante que la mujer sepa reconocer los cambios en el moco cervical y que no presente infecciones; de lo contrario, el método es poco con­ fiable. • Coito interrum pido: consiste en retirar el pene de la vagina antes de la eyaculación. Es un método poco confiable pues el líquido lubricante que se expulsa entes de la eyaculación puede contener espermatozoides. Este método falla aproximadamente en un 20%. • M étodo de lactan cia-a m e n o r r e a : las mujeres que han tenido un bebé y se encuentran lactando pueden dejar de ovular y, por lo tanto, estar protegidas del embarazo. Este mé­ todo es bastante impreciso y sólo puede considerarse funcional los primeros 4 meses después del parto; las madres deben estar lactando de manera frecuente y exclusiva (sin fórmula).

5.5.2 Métodos anticonceptivos de barrera Impiden que los espermatozoides se pongan en contacto con el óvulo por medio de un obstáculo físico (condón, diafragma) o químico (espermicidas). • Condones m asculino y fem en in o: tienen una eficacia de 85 a 97%. Deben ser utilizados correctamente y desde el inicio de la penetración. La enorme ventaja del condón es que, además del embarazo, previene infecciones de transmisión sexual como sida, virus del papiloma humano, sífilis y gonorrea. • C apuchón cervical y diafragm a: son cubiertas cervicales, diseñadas para colocarse en el fondo de la vagina con el fin de evitar el paso de los espermatozoides al cuello del útero. Actualmente están en desuso porque las contracciones uterinas y vaginales, caracterís­ ticas del orgasmo femenino, desplazan la cubierta cervical, permitiendo el paso de es­ permatozoides desde la vagina hacia el útero. Se diseñaban de acuerdo al tamaño del cérvix de la mujer, por lo que era necesaria una evaluación médica previa. La tasa de falla reportada era de 2 a 20 embarazos por cada 100 mujeres con uso de diafragma du­ rante un año. • Esperm icidas: existen en diversas presentaciones (crema, óvulos y espumas) y tienen una eficacia de 75 a 90%. Son medicamentos tóxicos para los espermatozoides, de tal manera que eliminan estas células antes de que tengan contacto con el óvulo. La des­ ventaja de este método es que puede producir hipersensibilidad.

5.5.3 Métodos anticonceptivos hormonales Su objetivo es suprimir la ovulación por medio de hormonas similares a las que produce la mujer durante el ciclo menstrual. Además, modifican la estructura del endometrio y del moco cervical, dando mayor eficacia al método. Es importante considerar que todos los métodos hormonales deben ser recetados por un médico, pues existen contraindica­ ciones para su uso, tales como enfermedades tromboembólicas, tumores ginecológicos o hepáticos, tratamiento con medicamentos anticonvulsivos, entre otros. • A nticonceptivos horm onales orales: son pastillas que contienen hormonas femeninas en una dosis y una combinación especialmente diseñada para inhibir la ovulación. Existen anticonceptivos orales de estrógenos y progesterona combinados y anticonceptivos que sólo contienen progestinas. Su eficacia es de 90 a 97%. No obstante, deben tomarse de

manera adecuada, sin olvidar ninguna pastilla; de lo contrario, su eficacia disminuye y se presenta un alto riesgo de embarazo. • Anticonceptivos horm onales inyectables: tienen una eficacia de 99% y su mecanismo de acción es igual al de los anticonceptivos orales: suprimen la ovulación y modifican el endometrio y el moco cervical. Pueden contener estrógenos y progesterona o sólo progestinas, y se administran generalmente con una periodicidad mensual o trimestral. • Im plan tesu bdérm ico: es una varilla que se inserta bajo la piel; libera continua y gradual­ mente una progestina. Evita la ovulación y se utiliza cuando se busca anticoncepción por periodos prolongados. Tiene una eficacia de 99% durante el primer año. • Anillo vaginal: consiste en colocar dentro de la vagina un anillo flexible que deberá per­ manecer ahí por tres semanas. Desprende hormonas que suprimen la ovulación. • Parche transdérm ico: se coloca sobre la piel semanalmente, con un descanso por cada tres aplicaciones. Libera de forma gradual hormonas que impiden la ovulación. • A nticoncepción de em ergencia: se utiliza para prevenir el embarazo después de una re­ lación sexual sin protección, en días fértiles o cuando hubo un mal uso del condón (v. gr.: ruptura accidental). No es un método de planificación familiar ni se aconseja usarlo de modo regular. Es un método de emergencia. Debe administrarse durante las siguientes 72 horas después de la relación sexual y su eficacia es de 74%. Consiste en tomar hormonas que, durante la primera mitad del ciclo, evitarán la ovulación y ge­ nerarán cambios en el moco cervical. Durante la segunda mitad del ciclo menstrual, producirán modificaciones en el endometrio para impedir la implantación del óvulo fecundado.

5.5.4 Dispositivo intrauterino (D iu ) Es un artefacto de plástico combinado con metal (normalmente cobre) que se coloca dentro del útero. Existen dispositivos de muchas formas y tamaños. En algunos casos, contienen además una progesterona (levonorgestrel) que se libera de manera continua, aumentando su eficacia anticonceptiva. La eficacia anticonceptiva del D iu es de 95 a 99%, y aumenta hasta 99.5 cuando tiene levonorgestrel. El mecanismo de acción del dispositivo no se conoce en su totalidad. Se sabe que exis­ te una movilización de leucocitos en respuesta al dispositivo, los cuales se agregan a los fluidos y la mucosa del endometrio, creando un ambiente hostil para la implantación del óvulo fecundado. Asimismo, el cobre del dispositivo funciona como un espermicida; se ha propuesto que este metal también disminuye el movimiento de los cilios de las trom­ pas uterinas e incluso evita la maduración normal del ovocito. Una ventaja del D iu es que proporciona anticoncepción por largo tiempo a un bajo costo. Las desventajas son que puede causar aumento del sangrado menstrual, mayor dolor durante las menstruaciones y puede moverse o expulsarse. Además, se asocia con aumento del riesgo de infecciones de transmisión sexual o enfermedad pélvica inflamatoria. Por esto último, el D iu no es recomendable para mujeres que se relacionan con múltiples parejas sexuales.

5.5.5 Métodos quirúrgicos o definitivos Son métodos anticonceptivos permanentes e irreversibles. Por ello, se recomiendan ex­ clusivamente para personas que ya hayan satisfecho sus expectativas reproductivas y no deseen tener más hijos.

• Oclusión tu baria bilateral (salpingoclasia): es un método anticonceptivo permanente para la mujer. Consiste en ocluir ambas trompas uterinas para evitar el contacto del óvulo con los espermatozoides. Este método requiere cirugía y puede realizarse por medio de una incisión en la piel y los tejidos de la pared abdominal, para acceder a la pelvis y ocluir las trompas. Éstas se ligan con una sutura y se cortan; además, para ma­ yor seguridad, se puede cauterizar el conducto de las trompas una vez que han sido cortadas. La salpingoclasia también puede ser llevada a cabo por laparoscopía. Ambos métodos precisan hospitalización y conllevan un riesgo anestésico y quirúrgico. Preci­ san, además, personal capacitado para su ejecución. La eficacia de la oclusión tubaria bilateral es de 99% y aumenta conforme pasa el tiempo de la cirugía. • Vasectomía: método anticonceptivo permanente para el hombre en el que se ocluyen ambos conductos deferentes. Se practica de forma ambulatoria, requiere anestesia local y personal capacitado. El riesgo que conlleva es mucho menor al de la salpingoclasia, por lo que en una pareja con paternidad satisfecha se aconseja que sea el hombre quien se someta a la cirugía de anticoncepción permanente. La vasectomía tiene una eficacia de 99% y se incrementa con el paso del tiempo (véase la figura 5.2).

5.6

in f e c c io n e s de t r a n s m is ió n s e x u a l

También se llaman enfermedades venéreas en alusión a la diosa romana Venus, nombre que proviene del latín y significa “amor o deseo sexual”. Por lo general, se adquieren me­ diante el contacto directo de mucosas durante las relaciones sexuales riesgosas, es decir, aquellas donde no fueron tomadas las medidas preventivas necesarias como el uso del condón. Son más frecuentes en adolescentes y adultos jóvenes. El contagio de estas enfer­ medades se debe principalmente a la falta de educación sexual, pues las personas carecen

a Figura 5.2. a] En esta imagen se muestra el corte del conducto deferente que se realiza durante la vasectomía, el cual impedirá el paso de los espermatozoides desde los testículos hasta el exterior durante la eyaculación. b] En esta imagen se muestran diversas técnicas para realizar la salpingoclasia, la cual impide el paso de los óvulos desde los ovarios hasta el útero, imposibilitando así su fertilización |© a] Photo Researchers - Archivo Digital; b] Visuals Unlimited - Archivo Digital.

C o n d u cto defe re n te

Testículos

C a u te r iz a d a

C o rte y sutura

E n g ra p ad a

de in fo r m a c ió n n e ce sa ria , o b ie n , h a c e n caso o m iso de ella. In clu so , u n a vez q u e se e n ­ c u e n tra n in fe cta d a s, a cu d e n al m é d ico só lo cu a n d o p re se n ta n le sio n e s co n sid erab le s. La u tiliz a c ió n d el c o n d ó n m a sc u lin o o fe m e n in o p rev ien e la m a y o ría de las e n fe rm e ­ dades de tra n s m is ió n sexu al, las cu ales s o n de o rig e n in fe cc io s o , es decir, las p ro d u c e n agen tes p a tó g e n o s que in g resa n al c u e rp o , in v ad ié n d o lo y ata ca n d o célu las y te jid o s. El u so d el c o n d ó n se deriva de u n a e d u c a c ió n sex u al ad ecu ad a d esd e la in fa n c ia , e n la que d eb e n in te rv e n ir de m a n e ra activ a ta n to la fa m ilia c o m o la escu ela. Las in fe c c io n e s de tra n s m is ió n sex u al p u e d e n d iv id irse de acu erd o c o n el agen te p a tó g e n o q u e las cau sa. E n tre ello s e n c o n tra m o s

bacterias , virus , parásitos y hongos.

A lg u n as de las p rin cip a le s in fe cc io n e s de tra n s m is ió n sex u al se e n c u e n tr a n señ alad as en el cu ad ro 5 .3 .

CUADRO 5.3 INFECCIONES DE TRANSMISIÓN SEXUAL Enfermedad

Agente causal

Principales características

B A C T E R IA S

Gonorrea

Neisseria gonorrhoeae

•H O M B R E : Los primeros síntomas se presentan en la uretra, con do­ lor al orinar y secreción purulenta. Puede evolucionar hasta infec­ tar el epidídimo y la próstata. •M U J E R : Lesiones en el cuello del útero, con flujo vaginal purulento. La infección puede alcanzar las trompas uterinas y los ovarios. •Se cura con antibióticos.

Sífilis

Treponema pallidum

•Además del contagio sexual, se transmite por vía transplacentaria. •S Í F I L I S P R I M A R I A : Aparece una úlcera genital indolora con bordes endurecidos que cicatriza. •S Í F I L I S S E C U N D A R I A : El agente patógeno se introduce en el torrente sanguíneo a través de la úlcera primaria y genera lesiones más se­ veras, como una erupción generalizada en piel y mucosas, fiebre, dolor articular y muscular, dolor de cabeza, entre otras. •S Í F I L I S T E R C I A R I A o T A R D I A : Después de un periodo de latencia, reaparece alterando principalmente los sistemas nervioso y circu­ latorio. •Se cura con antibióticos.

Chancro blando

Haemophilus ducreyi

•Aparece una úlcera en los genitales muy dolorosa y enrojecida. No presenta endurecimiento en los bordes. •Inflamación generalizada de los ganglios linfáticos. •Malestar general y fiebre. •Se cura con tratamiento antibiótico.

Granuloma inguinal

Calymmatobacterium

•Infección crónica que genera granulomas en la región anogenital.

o donovaniasis

granulomatis

•Los nodulos (granulomas) se ulceran, creando lesiones parecidas a la sífilis, con una úlcera genital indolora, rojiza y que sangra fácil­ mente, con riesgo de infectarse. •Se cura con un largo tratamiento a base de antibióticos.

Uretritis no gonocócica

Clamydia trachomatis

•Inflamación de la uretra. •H O M

BRE:

Dolor al orinar (disuria) y secreción uretral purulenta.

•M U J E R : Inflamación de cuello uterino, endometrio y trompas ute­ rinas. •Se cura con tratamiento antibiótico.

CUADRO 5.3 (continuación) Enferm edad

Agente causal

Principales características V IR U S

Condiloma acuminado

Virus del papiloma humano (V P H ) •Tipos 6 y 11

•H O M

B R E : verrugas

lisas en el pene.

•MUJER: verrugas blandas, color gris o rosa, con forma de racimos, localizadas en la vulva. •El tratamiento consiste en cauterizar (quemar) las lesiones.

Cáncer cervicouterino

Virus del papiloma humano (V P H )

•Generalmente la infección cervical por el V P H es asintomática; se descubre gracias a la prueba rutinaria de papanicolau.

•Tipos 16 y 18

•El V P H produce cambios en las células cervicales que evolucionan a cáncer. Éste puede limitarse a la mucosa cervical o invadir el útero, la vejiga y demás órganos contiguos; incluso puede generar metás­ tasis a distancia. •El cáncer cervicouterino es la principal causa de muerte en mujeres mexicanas. •Si la zona infectada o el tumor es pequeño, puede extirparse. El tra­ tamiento puede consistir en quimio y radioterapia.

Citomegalovirus

Citomegalovirus

•Se transmite por contacto sexual, lactancia materna, vías respirato­ ria y transplacentaria, y transfusiones sanguíneas. •Produce fiebre, malestar general, dolor articular y muscular, creci­ miento del bazo y alteraciones en la función hepática. •En personas con el sistema inmunológico comprometido, como aquellos que padecen sida, produce lesiones severas en ojos, siste­ mas gastrointestinal y nervioso, hígado y pulmones. •Durante el embarazo, el feto se contagia y presenta una amplia gama de malformaciones y complicaciones, como retraso mental, hígado y bazo grandes, falta de plaquetas en sangre, lesiones car­ diacas y alteraciones en la motricidad. •La infección en adultos se cura con medicamentos antivirales. En personas con compromiso inmunológico y en fetos suele dejar se­ cuelas.

Herpes genital

Herpes virus •Tipo 2

•Comezón en genitales, con múltiples vesículas que se rompen y ge­ neran úlceras muy dolorosas. •Fiebre, dolor al orinar y aumento de tamaño de ganglios linfáticos. •Las personas con buena respuesta inmunológica normalmente no requieren tratamiento. No obstante, aquellos con deficiencias in­ munes deben recibir medicamentos antivirales.

Molusco contagioso

Molluscipoxvirus

•En niños se transmiten por fom ites, mientras que en los adultos se contagia por vía sexual. •Genera lesiones en la piel umbilicadas en el centro, principalmente localizadas en la zona anogenital, cuello y párpados. •Sólo en casos especiales se eliminan las lesiones; no se administra tratamiento antiviral.

Hepatitis B

Virus de la hepatitis •Tipo B (V H B )

•Se transmite por contacto sexual, transfusiones sanguíneas, jerin­ gas y agujas contaminadas, y vía transplacentaria. •Se manifiesta por falta de apetito, náuseas, vómito, fiebre, hígado crecido e ictericia. •El tratamiento se basa en aliviar la sintomatología de la enfer­ medad.

CUADRO 5.3 (continuación) Enfermedad

Sida

Agente causal

Virus de inmunodeficiencia humana (VIH)

Principales características

•Se transmite por contacto sexual, transfusiones sanguíneas, jerin­ gas y agujas contaminadas, y lactancia materna. •Afecta el sistema inmunológico, por lo que compromete la res­ puesta inmune y la persona se vuelve vulnerable a múltiples infec­ ciones. •Se controla la reproducción del VIH con medicamentos antirretrovirales, pero no existe cura para la infección. PARÁSITOS

Tricomoniasis

Trichomonas vaginalis

•MUJER: Inflamación crónica de la vagina con aumento del flujo, el cual inicialmente es claro y espumoso, y después purulento y féti­ do; se presenta comezón vaginal. •HOMBRE: Es el portador de la enfermedad. Normalmente es asintomática; sin embargo, puede presentar inflamación de la uretra, de la próstata o del epidídimo, con muy poca secreción uretral. •Se trata con medicamentos antiparasitarios.

Pediculosis

Phthirius pubis

•Es producida por el tipo de piojo que se aloja en el pubis.

o

•Produce comezón intensa, por lo que el rascado puede producir infecciones secundarias.

ladilla

•El tratamiento consiste en medicamentos tópicos. Escabiasis

Sarcoptes scabiei

•Es la sarna genital. •El ácaro infecta el área genital por contigüidad, y se disemina hacia la zona interglútea. •Produce comezón intensa, por lo que el rascado puede producir infecciones secundarias. •El tratamiento consiste en medicamentos tópicos. HONGOS

Tiña inguinal

Trichophyton rubrum

•Placas en piel de color rojizo que producen comezón, favoreciendo la aparición de infecciones secundarias por rascado. •Se presenta en muslos, región inguinal, pubis, escroto y periné. •Generalmente se presenta por contaminación por fomites (v. gr.: toalla) desde los pies (pie de atleta), por excesiva transpiración en los pliegues del muslo o por el uso de ropa muy ajustada. •Se aplica medicamento tópico y puede ser necesaria la ingesta de pastillas.

Candidiasis

Candida albicans

o

•MUJER: Inflamación de la vagina con flujo arenoso color blanco, comezón y sensación de ardor en genitales externos.

moniliasis

•HOMBRE: Inflamación del glande y uretritis. •En personas con el sistema inmunológico comprometido, como los pacientes con sida, infecta mucosas (v. gr.: boca y esófago), ce­ rebro, riñones, pulmones y piel. •Se prescribe medicamento tópico y puede ser necesaria la ingesta de pastillas.

5.6.1 sida La palabra sida proviene de las iniciales de la entidad clínica conocida como síndrome de inmunodeficiencia adquirida. Se trata de una enfermedad letal producida por el virus de inmunodeficiencia humana (v iH ), un retrovirus que ataca y altera las defensas del cuerpo humano, por lo que induce a trastornos en el sistema inmunológico. Concreta­ mente, el V I H destruye un tipo de linfocitos involucrados en la respuesta inmune celular (véanse la figura 5.3 y el apartado 2.3.2). Las principales vías de transmisión del V I H son: • Parenteral: transfusiones de sangre, intercambio de jeringas entre farmacodependientes, intercambio de agujas subdérmicas. • Sexual: tanto en hombres y mujeres heterosexuales como en bisexuales u homosexuales. Actualmente, el modo de transmisión de VIH más frecuente es el coito heterosexual. • Vertical: de la madre a su hijo. Pude ocurrir de tres maneras diferentes: transplacentaria (antes del nacimiento), en el momento del parto o durante la lactancia. Con menor frecuencia se han descrito casos de transmisión en el medio sanitario (de pacientes a personal asistencial y viceversa) y en otras circunstancias en donde se puedan poner en contacto, a través de diversos fluidos corporales (sangre, semen u otros), una per­ sona infectada y otra sana; pero la importancia de estos modos de transmisión es escasa desde el punto de vista numérico. Muchas personas infectadas por V I H se mantienen asintomáticas por un espacio de tiempo tan largo como diez años, aun sin tratamiento con antirretrovirales. Esta etapa de la enfermedad, que trascurre desde el contagio hasta la aparición de las primeras manifestaciones clínicas, recibe el nombre de periodo de latencia; a los pacientes en ella se les denomina “V I H positivos”. A pesar de que la persona no cuente con ningún indicio para sospechar que está enferma, sí es capaz de transmitir el V I H , por lo que la disemina­ ción involuntaria de la enfermedad es muy frecuente. Cuando aparecen los primeros sín­ tomas, se considera que el paciente tiene sida. La muerte en los pacientes con sida principalmente sucede por la inmunodeficiencia provocada por el V I H . El cuerpo se vuelve más propenso a enfermedades y aquellas que

P ro tea sa

C á p s u la p ro te ica M atriz

C á p s id e

Figura 5.3. El virus de inmunodeficiencia humana (VIH) destruye linfocitos, lo que compromete la respuesta inmunológica de la persona. En la imagen se observa la estructura de este virus, donde se ilustran las moléculas gp120 que se unen a los receptores CD4 de los linfocitos, la cápsula proteica, la matriz, la cápside, el ARN y las enzimas transcriptasa reversa, integrasa y proteasa |© Bsip - Archivo Digital.

M o léc u la g p 1 2 0

in te g ra sa T ra n scrip tasa rev ersa

ARN

antes no causaban mayor daño pueden ser letales (v. gr.: la gripe y las diarreas). Los pacientes con sida también presentan complicaciones inesperadas, como meningitis atípicas después de una infección de oído común. Asimismo, se vuelven vulnerables a gér­ menes que normalmente no causan enfermedad en el ser humano (v. gr.: hongos, como candida albicans en boca y esófago), lo que recibe el nombre de infecciones oportunistas.

Por último, una persona con sida tiene posibilidades de reexperimentar enfermedades para las que ya había desarrollado defensas por pérdida de la memoria inmunológica, por ejemplo hepatitis y varicela. La infección por VIH se diagnostica detectando anticuerpos para el virus en la sangre. Los resultados no son del todo confiables si la prueba se realiza inmediatamente después del contagio, ya que el cuerpo tarda entre 6 y 12 semanas en desarrollar los anticuerpos. La prueba de sangre se llama ELISA (por sus siglas en inglés, enzym e-linked im m unosorbent assay), y debe repetirse hasta tres veces; el diagnóstico de VIH se hace sólo si todas las pruebas resultan positivas. Actualmente existen guías para el tratamiento con medicamentos retrovirales en per­ sonas con V IH . El propósito de dichos medicamentos es reducir la cantidad de virus en la sangre hasta tener niveles bajos o no detectables, aunque esto no significa que el virus ha­ ya desaparecido. La respuesta al tratamiento se mide por la carga viral, es decir, los niveles del VIH en sangre. Éstos deben medirse al inicio del tratamiento y cada 3 o 4 meses. La reducción en la cantidad de virus generalmente se logra con la combinación de 3 o más medicamentos. Las guías del tratamiento destacan la importancia de la calidad de vida. La meta es encontrar el tratamiento más sencillo y con los mínimos efectos colaterales.

5.7 SALUD MENTAL EN LA ADOLESCENCIA Puesto que la adolescencia es un periodo en el que suceden múltiples cambios hormona­ les, físicos y psicológicos, los jóvenes están en riesgo de desarrollar diversas alteraciones en el ámbito de la salud mental. Tales son los casos de los trastornos de la alimentación, la depresión, la ansiedad y el abuso de sustancias adictivas.

5.7.1 Trastornos de la alimentación La maduración sexual, el aumento de talla y peso, así como los cambios en la distribución de la grasa y la masa muscular, característicos de la adolescencia, requieren una elevada cantidad de energía y nutrientes. Éstos deben ser aportados en función de las necesidades determina­ das por la edad y el sexo. Resulta difícil establecer recomendaciones generales para los ado­ lescentes debido a las peculiaridades individuales que presenta este grupo de población. Todos los cambios que suceden durante la adolescencia se reflejan en la alimentación. Suele ser una etapa en la que predomina el deseo por la comida de cafetería, los bocadillos, las hamburguesas, etcétera, lo que supone la sustitución de la “sana dieta casera” por el “me­ nú a capricho”. La adolescencia, además, lleva a los jóvenes a cuestionarse a sí mismos. Es el momento de la vida en que el sujeto se acepta o no tal como es, proceso en el que también influye la moda y empiezan los problemas de percepciones personales, como el juzgarse so­ brepasado de peso o de poseer una figura poco agraciada. Los adolescentes olvidan con de­ masiada frecuencia, e incluso deliberadamente, que para llevar una vida sana es importante mantener una dieta saludable, equilibrada y suficiente. Dicho proceder conduce a un eleva­ do índice de trastornos de la alimentación que comprometen la salud.

Los tra sto rn o s de la a lim e n ta ció n so n d evastadoras enferm ed ad es con d u ctu ales. E n su a p a rició n influye la a c ció n co m p le ja de v arios factores: tra sto rn o s e m o cio n ale s y de la p er­ son alid ad , presion es fam iliares, p o sib le sen sibilid ad g en ética y u n e n to rn o cu ltu ral en el cual existe u n a so b re a b u n d a n cia de c o m id a y, al m is m o tiem p o , u n a o b se sió n p o r la esb el­ tez. Las dos p rin cip ales alteracion es alim en tarias que se p resen tan en los ad olescentes s o n la an o rexia y la b u lim ia, am bas catalogad as co m o en ferm ed ad es p siq u iátricas que req u ieren u n tra ta m ie n to esp ecializad o.

Anorexia C o n siste en u n a altera ció n grave de la p e rce p ció n de la p ro p ia im a g e n aco m p añ ad a p o r u n te m o r m o rb o s o a la obesid ad . E sto p ro v o ca u n c a m b io e n los h áb ito s y com p o rta m ie n to s alim en ticio s. Las p erso n as que p ad ecen an o rex ia p resen tan u n a gran p re o c u p a c ió n p o r la co m id a y u n te m o r p ro fu n d o a gan ar peso; asim ism o , ad o lecen de in seg u rid ad perso n al p ara enfren tarse a este p ro b le m a. N ieg an la e n ferm ed ad y se p e rcib e n gordas a pesar de p re­ sen tar u n asp ecto “esq u elético ”. La a n o re x ia es la te rc e ra e n fe rm e d a d c ró n ic a m ás c o m ú n e n tre las m u je re s a d o le s ce n ­ tes. L os h o m b re s c o n a n o re x ia se e n c u e n tra n e n m ay o r riesg o de su frir p ro b le m a s m é d i­ cos p o te n c ia lm e n te m o rta le s p o rq u e , p o r lo g en eral, sus caso s s o n d ia g n o stic a d o s m ás tard e q u e lo s de las m u je re s. Se ca lcu la q u e esta e n fe rm e d a d a q u e ja d el 0 .5 al 3 % de los a d o lescen tes. S in e m b arg o , to d o s lo s g ru p o s de ed ad re su lta n afe ctad o s, c o n la in c lu sió n de p e rso n a s a n cia n a s y n iñ o s de h asta seis añ o s de edad . E n tre m e d ia d o s de lo s añ o s c in ­ cu e n ta y lo s sete n ta , la in c id e n c ia de a n o re x ia a u m e n tó e n casi 3 0 0 % . La causa de la an o rex ia es d esco n o cid a. N o o b stan te, existen facto res que la p red isp o ­ n en , desde las expectativas sociales, hasta la v u ln erabilid ad b io ló g ic a de la ad o lescen cia. La socied ad o ccid e n tal está p ro fu n d a m e n te in flu en ciad a p o r la n o c ió n de que la ob esid ad es in san a y p o co atractiv a, m ie n tra s que la delgadez se p e rcib e c o m o algo deseable. La m ayoría de los n iñ o s p rep ú b eres e n la p o b la ció n u rb a n a tien e co n cie n c ia de esta actitu d social, y se calcu la que cerca de 5 0 % de las n iñ as de esta edad sig u en u n a dieta o ad o p tan m ed id as de c o n tro l de peso. C e rca de 9 5 % de los en fe rm o s an o réx ico s p e rte n e ce n al sexo fem en in o . G e n era lm e n te , la pérd ida de peso se con sig u e m ed ian te u n a d ism in u ció n de la ingesta to tal de a lim en to s, e je rcicio excesivo, abu so de laxantes o d iu rético s, o u n a c o m b in a c ió n de los tres. La p érd id a de peso co n d u ce a la m a ln u trició n , que a su vez p ro v o ca ca m b io s físicos y e m o cio n ale s e n el p acie n te y p rom u ev e el círcu lo v icio so que su sten ta el m o d e lo p sico so cial de la anorexia. L os o b je tiv o s g lo b ales d el tra ta m ie n to c o n tra la a n o re x ia p re te n d e n co n se g u ir u n rá ­ p id o a u m e n to de p eso y la re c u p e ra c ió n de lo s h á b ito s a lim e n ta rio s c o rre cto s , ya q u e la d e s n u tric ió n a u m e n ta el riesg o de m u e rte . S in e m b arg o , u n a re c u p e ra c ió n to ta l d el peso c o rp o ra l n o es s in ó n im o de c u ra c ió n . La re c u p e ra c ió n d esp u és d el tra ta m ie n to su ced e en 7 6 a 9 0 % de lo s p a cie n te s. Las tasas de m o rta lid a d o sc ila n e n tre 4 y 2 0 % . E l riesg o de m u e rte es sig n ificativ o cu a n d o el p eso es m e n o r al 6 0 % de lo n o rm a l. Se h a calcu lad o que el s u icid io c o m p re n d e la m ita d de las d e fu n c io n e s en la an o re x ia.

Bulimia Se d esc rib e c o m o u n a serie de e p iso d io s in c o n tro la b le s e n lo s cu ales se c o m e e n exceso. E sto s ep iso d io s, p o r lo regular, v an a c o m p a ñ a d o s de u n a p re o c u p a c ió n p o r el p eso y la

forma corporal. El paciente siente una necesidad imperiosa por ingerir grandes cantidades de comida, generalmente de elevado contenido calórico. No obstante, una vez que termi­ na de comer, el paciente experimenta intensos sentimientos de culpa que serán mitigados mediante la autoinducción del vómito. Las personas que sufren este padecimiento con fre­ cuencia abusan de medicamentos sin prescripción, como laxantes, supresores del apetito y diuréticos. La incidencia de la bulimia entre adolescentes y jóvenes adultas es aproximada­ mente de 3%; entre los varones la estadística es 10 veces menor. La bulimia se presenta acompañada de cambios psicológicos y comportamiento autodestructivo. Los pacientes bulímicos son propensos a la depresión. Además, tienden a presentar conductas impulsivas peligrosas, como promiscuidad sexual y cleptomanía,

CUADRO 5.4 TRASTORNOS DE LA ALIMENTACION Anorexia

Bulim ia

•Rechazo a mantener el peso corporal por encima del míni­ mo adecuado para la edad y talla del enfermo.

•Episodios recurrentes de desmedida ingesta de comida (mínimo 2 episodios a la semana durante 3 meses), con alternancia de dietas estrictas o periodos de ayuno.

•Miedo intenso a ganar peso, incluso cuando éste se en­ cuentra por debajo de lo recomendable.

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•Percepción distorsionada de su cuerpo, peso y propor­ ciones. •Ausencia de tres ciclos menstruales consecutivos en las mujeres (amenorrea).

•Recurrencia de vómito autoinducido; uso regular de laxantes y diuréticos. •Ejercicio altamente energético para evitar el aumento de peso. •Preocupación extremada por la figura y el peso corporal. •Ingesta de comida en secreto o inadvertidamente.

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c •Üg

•Pérdida progresiva de peso.

•Inflamación de las glándulas parótidas.

•Falta de menstruación sin causa fisiológica conocida.

•Pequeñas rupturas vasculares en la cara o bajo los ojos.

•La disminución del gasto energético produce una sensa­ ción constante de frío y dedos azulados.

•Irritación crónica de la garganta.

•La piel se deshidrata, seca y agrieta; caída de cabello.

•Pérdida de dientes.

•Debilidad y mareo.

•Oscilaciones de peso (5 o 10 kg, arriba o abajo).

•Irritabilidad, ira. •Sentimientos depresivos.

•Depresión, sentimientos de culpa u odio hacia sí mismo, tristeza, sensación de descontrol.

•Inseguridad en cuanto a capacidades.

•Severa autocrítica.

•Sentimientos de culpa y autodesprecio por haber comido o por hacer ayuno.

•Necesidad de recibir aprobación de los demás.

•Fatiga y dolores musculares.

•Cambios en la autoestima en relación con el peso corporal.

•Aislamiento social. •Anem ia. •Disminuye la motilidad intestinal, causa de estreñimiento crónico.

•Desgarramiento del esófago debido a vómitos recu­ rrentes. •Anemia.

•Úlceras en estómago y esófago.

•Deshidratación acompañada de alteraciones físicas secun­ darias.

•Disminuye la masa ósea (osteoporosis), y en pacientes muy jóvenes se detiene el crecimiento.

•A rritm ias y riesgo de paro cardiaco por la carencia de po­ tasio que produce el vómito.

•Los niveles de colesterol tienden a subir.

•Daño hepático.

•Amenorrea.

•Edema periférico. •Dolor abdominal. •Mayor predisposición a infecciones. •Disminución de la frecuencia cardiaca y la presión ar­ terial.

rasgos q u e se h a n re p o rta d o e n la m ita d de los casos. E l ab u so de a lco h o l y d rogas es m ás c o m ú n e n las m u je re s q u e p a d e ce n b u lim ia que e n la p o b la c ió n e n g e n era l o e n las p e r­ so n as a n o ré x ic a s (v éase el cu ad ro 5 .4 ). La a n o re x ia se d escu b re an tes p o rq u e la p e rso n a p ierd e g ra n c a n tid a d de m a sa c o r p o ­ ral, m ie n tra s q u e la b u lim ia n o su ele p ro d u c ir este e fe cto . É sta es u n a de las razo n e s p o r las q u e lo s b u lím ic o s c o n se rv a n e n se c re to su e n fe rm ed a d p o r m ás tie m p o , h asta q u e se h a c e n co n sc ie n te s de ella y, e n o ca sio n e s, s o lic ita n ayuda. A lg u n os p a c ie n te s c o n tra s to rn o s de la a lim e n ta c ió n re g re sa n a la n o rm a lid a d d es­ p u és d el tra ta m ie n to . S in e m b arg o , es p o sib le q u e co n se rv e n secu elas p e rm a n e n te s de la e n fe rm ed a d . E l éxito de la te ra p ia p a ra lo s tra s to rn o s de la in g esta d ep en d e de m u ch o s fa cto res, e n tre ellos: la p e rso n a lid a d d el p a c ie n te y el d eseo de ca m b io , la d u ra c ió n de su tra s to rn o , la ed ad e n que co m e n z ó la e n fe rm ed a d , su h is to ria l fam iliar, su niv el de h a ­ b ilid ad es so ciale s y v o ca c io n a le s, y la c o n c u rre n c ia de o tro s tra s to rn o s c o m o la d ep resió n . E n señ a r al p a c ie n te a c o m e r n o rm a lm e n te es fu n d a m e n ta l, al igu al q u e el tra ta m ie n to p ara c o n tro la r p e n s a m ie n to s d estru ctiv o s e n re la ció n c o n lo s c o n c e p to s de c o m id a y p eso. Q u iz á s el asp e cto m ás im p o rta n te de la p sico te ra p ia p ara lo s tra s to rn o s de la in g e s­ ta sea el d esarro llo de u n a re la c ió n cálid a en tre lo s p a c ie n te s y su te rap eu ta.

5.7.2 Depresión S o n m ú ltip les las causas p o r las cuales lo s ad olescen tes p u ed e n e x p e rim en ta r te n sió n , a n ­ sied ad y estrés. N o o b sta n te, la m ay o ría de las veces estos p a d e cim ie n to s se re la cio n a n co n los in te n so s c a m b io s físico s y p s ico ló g ico s p ro p io s de esta edad, así c o m o c o n el te m o r de n o p o d e r c u m p lir las exp ectativ as de lo s pad res, de los am ig o s y del p ro p io jo v e n , m etas que se p e rc ib e n c o m o in alcan zab les. A sim ism o , las d ificu ltad es e n el h o g ar o e n la escu ela y la p re sió n p o r la to m a de d ecisio n es re sp e cto a la v o c a c ió n p u ed e n p ro v o car estas e n fer­ m ed ad es. A u n ad o s a la te n sió n , la ansied ad y el estrés, c o n fre c u e n c ia ap arecen s e n ti­ m ie n to s de in seg u rid ad y m ie d o a re sp o n d e r de fo rm a in ad ecu ad a. E n m u ch o s a d o le sce n ­ tes estos se n tim ie n to s p u ed e n trasce n d e r la tristeza y co n v ertirse e n d ep resión. N o to d o s los jó v en es que atrav iesan situ acio n es difíciles lleg an a pad ecer d ep resión, ya que algu nos e x p e rim en ta n circu n stan cias p ro te cto ras y fo rtaleced oras, co m o co n tar c o n el apoyo de algu na p e rso n a im p o rta n te de su e n to rn o , p o r lo gen eral u n ad ulto; com p añ e ro s co n qu ien es d esahogar sus co n flicto s; u n a b u e n a c o m u n ic a c ió n c o n los padres, y h ab er v i­ vid o u n a in fa n cia relativ am en te estable. E n co n traste, en tre las situ acio n es que h a ce n m ás v u ln erab le a u n jo v e n se e n cu e n tra n la existen cia de fam iliares d irecto s que hayan p resen ta­ do d ep resión o algú n o tro tra sto rn o e m o c io n a l, in clu id o el alco h o lism o , o h ab er sufrid o algú n tip o de v io len cia. U n ad o lescen te d ep rim id o pu ed e presen tar b a jo re n d im ie n to e sco ­ lar, d esinterés p o r cu alqu ier actividad , aislam ien to y co n d u ctas riesgosas. Los cu ad ros de d ep resió n e n ad olescentes s o n m ás frecu en tes en tre los 13 y 16 años.

Reconocer la depresión La d ep resió n es u n tra sto rn o e m o c io n a l que p u ed e aparecer e n cu alqu ier etapa de la vida y afecta los p en sam ien to s, sen tim ie n to s, co n d u cta y cu erp o de la p erso n a. Se trata de u n p ro ­ b lem a grave, y a que p u ed e afectar el re n d im ie n to escolar o labo ral, llevar al co n su m o de al­ co h o l o drogas y, e n casos extrem o s, al su icid io. T a m b ié n p u ed e to rn a r agresivo u h o stil al jo v e n e in cre m e n ta r su p ro b le m á tica h acia la fam ilia, los am igo s y las au torid ad es escolares.

Debido a las posibles consecuencias negativas de la depresión en la vida de los adolescentes, es importante reconocer sus síntomas para tomar las decisiones pertinentes a tiempo. La depresión implica mucho más que el sentimiento de tristeza. Puede presentarse en diversos grados; cuando es severa se manifiesta por una combinación de síntomas que interfieren con las actividades cotidianas como alimentarse, dormir, estudiar y disfrutar actividades placenteras. Los siguientes síntomas pueden indicar depresión: • Tristeza profunda que no se puede evitar, ni siquiera realizando actividades placen­ teras. • Pérdida del interés y la capacidad para disfrutar las cosas que antes gustaban a la persona. • Insomnio o somnolencia inexplicable durante el día. • Dificultad para concentrarse. • Pérdida de peso sin ninguna razón aparente o aumento de peso por exceso de apetito. • Cansancio y falta de energía. • Es común sentirse agitado o muy lento. • Sentimientos excesivos de culpa e inutilidad, así como pensamientos de muerte, sobre todo la idea de que sería preferible no estar en el mundo. Si se presentan cinco de los síntomas anteriores, la mayor parte del tiempo y con gran intensidad durante un periodo de al menos dos semanas, es posible que exista un cuadro de depresión.

5.7.3 Trastorno de ansiedad Las mismas situaciones que conducen a la depresión pueden producir ansiedad, e incluso una com binación de ambas. La ansiedad puede manifestarse mediante taquicardia , sudoración en las manos y malestar estomacal. Sentimientos leves de ansiedad pueden fun­ gir como medios adaptativos positivos, ya que permiten mantener la concentración y m ejorar el rendimiento en ciertas actividades. Sin embargo, cuando la ansiedad es exce­ siva, irracional y se presenta en todas las situaciones, se convierte en un trastorno em o­ cional que impide funcionar normalmente. Los tres principales tipos de ansiedad son: • A nsiedad generalizada: preocupación exagerada por las actividades diarias (las clases, el trabajo, las actividades deportivas, la puntualidad) y frecuentemente se presentan do­ lores de estómago o de otro tipo sin una causa física aparente. • Fobias: miedo irreal y excesivo a ciertas situaciones u objetos (animales, agua, torm en­ tas o lugares cerrados). La fobia social se manifiesta como temor a ser criticado o juz­ gado por otras personas. • Trastorno de pán ico: presencia de ataques de miedo intenso, acompañado de sudoración, taquicardia y náuseas. Se ha observado que el temperamento es un factor que juega un papel importante en el desarrollo de un trastorno de ansiedad. Los adolescentes tímidos y retraídos corren mayor riesgo de padecerlo. También los antecedentes familiares son un factor de riesgo, pues si alguno de los padres padece este trastorno hay más probabilidades de que los hijos lo presenten.

El trastorno de ansiedad, así como los miedos reales o imaginarios, impiden disfrutar la vida. Las personas con ansiedad frecuentemente adaptan su vida para evitar el objeto o las situaciones que las hacen sentir ansiosas o temerosas. Es importante recordar que los trastornos de ansiedad son condiciones que pueden ser tratadas; de lo contrario, pueden presentarse algunas de las siguientes consecuencias: • Ausentismo escolar o laboral. • Deterioro en las relaciones con compañeros y amigos. • Baja autoestima. • Abuso de alcohol o drogas. • Problemas para ajustarse a situaciones de trabajo. • Ansiedad posterior, durante la vida adulta.

5.7.4 Abuso de sustancias adictivas Las drogas son sustancias químicas que, al ser introducidas en el organismo por cualquier vía de administración, producen una alteración del sistema nervioso central ( SNC ). Ge­ neran una sensación de placer o descanso que motiva a la persona para volver a consu­ mirlas. Por tal motivo, son susceptibles de crear dependencia, ya sea psicológica, física o ambas. La sensación placentera provocada por las drogas depende de la liberación de neuro-

transmisores cerebrales relacionados con las funciones motrices, las emociones y los sentimientos de placer. Prácticamente todas las drogas que causan dependencia incre­ mentan la cantidad de dopamina . Algunas pueden liberar de 2 a 10 veces mayor cantidad de dopamina, y los efectos suelen ser más duraderos que los que normalmente produce este neurotransmisor. Dichos efectos pueden ser mayores en los adolescentes porque su cerebro no ha terminado de madurar, hecho que acontece hasta los 20 años de edad aproximadamente. Entre muchas otras clasificaciones, las drogas pueden dividirse en legales e ilegales. Las primeras son el alcohol, el tabaco, los medicamentos OTC (por sus siglas en inglés, over-thecounter, aquellos que pueden adquirirse sin receta médica) y los fármacos prescritos por un doctor. Las drogas ilegales son todas las demás. En su mayoría son psicoactivas, es decir, in­ tervienen directamente en el funcionamiento del sistema nervioso. Algunas drogas que son ilegales en México tienen aplicaciones médicas en otros países. Por ejemplo, en algunos distritos de Estados Unidos está permitida la prescripción de marihuana como analgésico.

Conceptos básicos sobre adicciones La dependencia fisiológica de una droga implica que, químicamente, el cuerpo la necesita, lo que conduce a una exposición repetitiva. Esto ocasiona que la droga se metabolice más rápido y que la duración e intensidad del efecto deseado se reduzca considerablemente. En tal caso, se dice que la persona ha desarrollado tolerancia a la droga, por lo que, con el fin de obtener los mismos efectos, debe aumentar tanto la dosis como la frecuencia con que se la administra, incrementando el riesgo de sufrir una sobredosis. Una vez que la persona ha de­ sarrollado tolerancia, experimenta efectos severos cuando se le retira la droga: ansiedad, hambre, depresión, dolor de cabeza, temblor de extremidades, etcétera. Estos síntomas, en conjunto, reciben el nombre de síndrome de abstinencia.

P o r e l c o n t r a r io , la d e p e n d e n c ia p s ic o ló g ic a p r o d u c e la s e n s a c ió n d e n e c e s it a r u n a d r o g a p a r a lo g r a r b ie n e s t a r y f u n c io n a r c o n n o r m a lid a d ; s in e m b a r g o , el c u e r p o n o h a d e s a r r o lla d o u n a n e c e s id a d q u ím ic a n i t o le r a n c ia . L a p e r s o n a c o n t in u a m e n t e d e s e a c o n ­ s u m ir la d r o g a p o r e l e fe c to q u e p r o d u c e . M u c h a s s u s t a n c ia s q u e g e n e r a n d e p e n d e n c ia p s i c o l ó g i c a a m e n u d o c o n d u c e n a l u s o d e o t r a s d r o g a s m á s f u e r t e s o p e l i g r o s a s , p o r lo q u e r e c i b e n e l n o m b r e d e d r o g a s p r e c u r s o r a s . P a r a l o s a d o l e s c e n t e s , e l a l c o h o l y la n i c o ­ t in a se c o n s id e r a n d r o g a s p r e c u r s o r a s . L o s a d o le s c e n t e s q u e f u m a n s o n 3 v e c e s m á s p r o ­ p e n s o s a b e b e r a lc o h o l, 8 v e c e s m á s a u s a r m a r ih u a n a y 2 2 v e c e s a c o n s u m ir c o c a ín a , e n c o m p a r a c ió n c o n a q u e llo s q u e n o f u m a n . L a a d i c c i ó n i m p l i c a d e p e n d e n c i a f i s i o l ó g i c a y p s i c o l ó g i c a d e u n a d r o g a , p o r l o q u e la p e r s o n a r e q u i e r e t r a t a m i e n t o m é d i c o p a r a d e j a r s u c o n s u m o . E l r i e s g o t o t a l p a r a la a d i c ­ c ió n se d e b e s o b r e t o d o a u n a d is p o s ic ió n b io ló g ic a d e l in d iv id u o , a u n q u e u n s o lo fa c to r n o d e t e r m i n a s i u n a p e r s o n a l l e g a r á a s e r a d i c t a a la s d r o g a s . L o s c i e n t í f i c o s e s t i m a n q u e lo s f a c t o r e s g e n é t i c o s e x p l i c a n p a r t e d e la v u l n e r a b i l i d a d d e u n a p e r s o n a a l a a d i c c i ó n ; s i n e m b a r g o , é s t a p u e d e s e r i n f l u i d a p o r e l g é n e r o o la e t n i c i d a d , l a e t a p a d e d e s a r r o l l o y e l a m ­ b ie n t e s o c ia l. L a t o le r a n c ia s e r e la c io n a e n g r a n m e d id a c o n la d e p e n d e n c ia .

Alcohol E l a lc o h o l es u n a d r o g a d e p r e s o r a d e l S N C c u y o s e fe c to s d e p e n d e n d e la c a n t id a d d e b e b i­ d a i n g e r i d a y d e l t i e m p o e n e l q u e f u e c o n s u m i d a , a s í c o m o d e l s e x o d e l a p e r s o n a y d e la c a n t i d a d d e c o m id a a lo ja d a e n e l e s tó m a g o . E l a lc o h o l lle g a a l c e r e b r o c a s i t a n r á p id o c o ­ m o se in g ie r e y r e d u c e la a c t iv id a d d e la s n e u r o n a s . L o s p r o c e s o s d e l p e n s a m ie n t o s e d e s ­ o r g a n i z a n y l a m e m o r i a y la c o n c e n t r a c i ó n s e e n t o r p e c e n . L a t o m a d e d e c i s i o n e s p u e d e v e r s e g r a v e m e n t e a f e c t a d a . A s i m i s m o , e l a lc o h o l in c r e m e n t a la l i b e r a c i ó n d e d o p a m in a . E l u s o e x c e s iv o y p r o l o n g a d o d e a l c o h o l c o n d u c e i n v a r i a b l e m e n t e a u n g r a v e d a ñ o c e r e ­ b r a l. E s p o s ib le q u e p r o v o q u e u n a d is m in u c ió n d e l t a m a ñ o d e l c e re b ro , e in c lu s o b e b e r d e m a n e r a m o d e r a d a p u e d e d e s t r u ir n e u r o n a s . L o s e fe c to s d e l a lc o h o l t a m b ié n p r o d u c e n s e c u e la s e n o t r o s ó r g a n o s d e l c u e r p o . E l h í ­ g a d o o x id a e l a lc o h o l, es d e c ir , lo t r a n s f o r m a e n a g u a ,

dióxido de carbono

y e n e r g ía . E l

c o n s u m o e x a g e r a d o y p r o lo n g a d o d e e s ta d r o g a p u e d e o c a s io n a r c ir r o s is h e p á t ic a , u n a e n f e r m e d a d q u e d e s t r u y e e l t e j i d o d e e s t e ó r g a n o y l o r e e m p l a z a c o n t e j i d o f i b r o s o . E n la s a n g r e , e l a lc o h o l d ila t a lo s v a s o s s a n g u ín e o s y a u m e n t a e l f lu jo d e s a n g r e h a c i a la p ie l, o c a s io n a n d o q u e e l c u e r p o p ie r d a c a lo r . L a t e m p e r a t u r a d e l c u e r p o d is m in u y e a p e s a r d e q u e l a p i e l s e e n c u e n t r e s o n r o j a d a y t i b i a . L a g e n t e q u e b e b e y lu e g o s e e x p o n e a t e m p e ­ r a t u r a s f r ía s c o r r e r ie s g o d e s u f r ir h ip o t e r m i a . E n c u a n t o a l c o r a z ó n , e l a lc o h o l p r o d u c e u n a u m e n t o e n la f r e c u e n c ia c a r d ia c a y e n la p r e s i ó n s a n g u ín e a , p o r lo q u e lo s r ie s g o s d e u n in f a r t o c a r d ia c o y d e u n a

apoplejía t a m b i é n

so n m ay o re s.

D e b id o a q u e la m o lé c u la d e l a lc o h o l es m u y p e q u e ñ a y s o lu b le e n a g u a , n o t ie n e q u e d i g e r i r s e ; p u e d e a b s o r b e r s e d e i n m e d i a t o d e s d e e l e s t ó m a g o h a c i a la s a n g r e . L a p r e s e n c i a d e c o m i d a e n e l e s t ó m a g o r e t r a s a e l p r o c e s o d e a b s o r c i ó n , p e r o la c o m i d a n o i m p e d i r á q u e u n a p e r s o n a s e e m b o r r a c h e s i b e b e d e m a s ia d o . L a A s o c i a c i ó n M é d ic a A m e r i c a n a (a m a ) e s ta b le c e q u e la e n f e r m e d a d d e l a lc o h o lis m o se d e s a r r o lla e n tre s fa se s :

•

Abuso:

e l a l c o h o l i s m o p o r lo g e n e r a l e m p i e z a c o n l a b e b i d a s o c i a l . D e f o r m a g r a d u a l , e s t a

f o r m a d e b e b e r se v u e lv e n e c e s a r ia p a r a m a n e ja r el e s tré s . L a t o le r a n c ia a l a lc o h o l a u m e n ­ t a , lo q u e s i g n i f i c a q u e e s n e c e s a r i o i n g e r i r m á s a l c o h o l p a r a s e n t i r lo s m i s m o s e f e c t o s .

• D ependencia: poco a poco la persona alcanza un punto en el que no puede dejar de be­ ber, es decir, se vuelve físicamente dependiente de la droga. El cuerpo ha desarrollado tolerancia y necesita más alcohol. • A dicción: la persona se deteriora de manera física, mental, emocional y social. Disminu­ ye la tolerancia, es decir, la persona requiere menos alcohol para embriagarse. Si el al­ cohólico deja de beber, experimenta los síntomas de abstinencia asociados con el alco­ holismo; incluso puede llegar al nivel del delirium tremens ( d t ), el cual consiste en sensaciones repentinas de calor y frío, temblores severos, pesadillas y alucinaciones.

Tabaco Datos de la Organización Mundial de la Salud señalan que del total de la población m un­ dial, 30% de los adultos son fumadores. De éstos, 4 millones fallecen al año, lo que equi­ vale a la muerte de casi 11 mil personas diarias por causas relacionadas con el tabaco. En México, más de 53 mil fumadores mueren al año por enfermedades asociadas al taba­ quismo; es decir, diariamente mueren por esta causa al menos 147 personas. La sustancia adictiva del tabaco es la nicotina, un estimulante que aumenta la frecuen­ cia cardiaca y la presión sanguínea. También está constituido por alquitrán o brea, un lí­ quido espeso, pegajoso y oscuro que se produce al quemar el tabaco y que penetra en las vías respiratorias y los pulmones del fumador. El alquitrán, en com binación con el efecto secante del humo del cigarrillo, paraliza o destruye los cilios del epitelio respiratorio, comprometiendo este sistema de defensa. La brea, además, contiene varias sustancias

carcinógenas . El humo del cigarro también está compuesto por monóxido de carbono, un gas venenoso sin color ni olor que pasa a la sangre a través de los pulmones. El monóxido de carbono se une a la hemoglobina de los glóbulos rojos, impidiéndoles trans­ portar el oxígeno hacia las células del cuerpo. Las consecuencias más graves que el cigarro produce en el organismo afectan sobre todo los sistemas respiratorio y circulatorio. Fumar cigarrillos se asocia con los dos principales padecimientos que comprenden la enfermedad pulmonar obstructiva crónica ( EPOC ): bronquitis crónica y enfisema. La bronquitis crónica es una condición en la cual los bronquios han permanecido inflama­ dos durante mucho tiempo; el enfisema es una condición en la cual se destruyen los al­ veolos pulmonares, comprometiendo el intercambio gaseoso. El enfisema avanzado pro­ voca que una persona use hasta 80% de su energía sólo para respirar, en lugar del 5% que utiliza una persona sana. El cáncer de pulmón, ligado directamente al humo del cigarri­ llo, es la causa principal de muerte por cáncer entre los hombres. En el sistema cardiovascular, la nicotina acelera el pulso y aumenta la fuerza con la que late el corazón. Fumar contrae los vasos sanguíneos, los cuales reducen la circu­ lación o el flujo de la sangre que va a las extremidades. Esto puede ocasionar una sensa­ ción hormigueante en manos y pies. La nicotina contribuye a la acumulación de placa en los vasos sanguíneos, lo que aumenta el riesgo de insuficiencia cardiaca y de un infar­ to al miocardio.

Drogas psicoactivas El resto de las drogas existentes se denominan drogas psicoactivas y se dividen en cuatro grupos principales: estimulantes, depresoras, narcóticos y alucinógenos (véase el cua-

CUADRO 5.5 CLASIFICACIÓN DE DROGAS PSICOACTIYAS Estimulantes Pequeñas estimulantes:

Depresoras Pequeñas depresoras:

• Café

Narcóticas Opiáceas:

•Alcohol

•Tabaco

•Naturales

Alucinógenas Naturales:

• Peyote

• Sintéticas Ansiolíticas:

•Diazepam

Grandes estimulantes:

Sintéticas:

•L S D

• Cocaína •Anfetaminas

Grandes depresoras:

•Pentobarbital

Antidepresivas:

Combinadas:

• Éxtasis (también es estimulante)

•Fluoxetina (medicamento para tratar estados depresivos)

dro 5.5). Los primeros tres grupos tienen valor medicinal cuando se usan correctamente, no así los alucinógenos. A continuación se presentan algunos ejemplos de drogas psicoactivas según su efecto farmacológico: • Estimulantes: cocaína (crack), anfetaminas, nicotina (tabaco), cafeína, marihuana (hashish). • Depresoras: alcohol (etanol), barbitúricos, benzodiacepinas, metacualona, inhalables (thinner). • N arcóticas: opio, morfina, codeína, heroína, meperidine, metadona. • A lucinógenas: LSD (dietilamida de ácido lisérgico, por sus siglas en inglés), mezcalina (peyote) y psilocibina (hongos). Las drogas estimulantes aceleran el SNC; causan un aumento de las frecuencias cardia­ ca y respiratoria, alta presión sanguínea, dilatación de pupilas y disminución del apetito. Los efectos psicológicos causados por el uso de estimulantes incluyen cambios de ánimo, inquietud y ansiedad. Los usuarios crónicos pueden experimentar alucinaciones, delirios patológicos y paranoia. Las anfetaminas incrementan la concentración de dopamina. Se utilizan de manera ilegal para mantenerse alerta, m ejorar la ejecución atlética, perder peso y contrarrestar los efectos de las drogas depresivas. Producen excitación y euforia, un sentimiento temporal de bienestar intenso o felicidad, el cual puede verse seguido de un desplome anímico completo. El usuario puede experimentar agotamiento y depresión al atenuarse el efecto de la droga. Desde finales del siglo x x se han incrementado los casos de consumo de esti­ mulantes tipo anfetamínico en México, especialmente en la frontera con Estados Unidos, en la costa del Pacífico y en el centro del país. Los estimulantes tipo anfetamínico (v. gr.: tachas) se han puesto de moda entre los adolescentes. La metanfetamina es un estimulante que se ha usado con fines terapéuticos, como en la narcolepsia y la obesidad. Esta droga puede inducir paranoia o incluso violencia en un individuo. Se le conoce también como speed o ice. La cocaína es un estimulante poderoso que actúa con gran rapidez. Sus efectos duran desde 20 minutos hasta varias horas. El uso regular puede causar depresión, ansiedad, pérdida de peso y dependencia fisiológica, pues la cocaína amplifica el efecto natural de la dopamina e interviene en el circuito del placer. También es posible que su uso repetido mediante inhalación ocasione daño al tejido nasal e incluso perfore la pared que divide ambos lados de la nariz (tabique nasal). El crack es una forma de la cocaína para ser fu­

mada; su efecto estimulante se siente en segundos. Regularmente, los usuarios del crack experimentan dolores de garganta, carraspera y daño pulmonar. Además, el crack puede causar la muerte por fallo cardiaco o respiratorio. Esta droga es considerada extremada­ mente adictiva y peligrosa. La marihuana incrementa la liberación de dopamina y afecta las células nerviosas en la zona del cerebro en donde se genera la memoria. Eso dificulta el recuerdo de eventos recientes, como lo sucedido minutos antes. Es difícil aprender bajo la influencia de la dro­ ga; para desempeñar tareas que requieren más de dos pasos, resulta necesario poseer una capacidad normal de memoria a corto plazo. Por esta razón, los estudiantes que fuman marihuana experimentan dificultades para estudiar y aprender. Además, afecta el estado de alerta, la habilidad para concentrarse, la coordinación y el tiempo necesario para reac­ cionar. Bajo su efecto es difícil percibir distancias y reaccionar ante señales visuales y auditivas; conducir bajo la influencia de la marihuana puede ser tan peligroso como m a­ nejar bajo la influencia del alcohol, ya que también interfiere con la percepción de la distancia y la profundidad, disminuye las destrezas de pensamiento y de juicio. El uso regular de marihuana o hashish hace decrecer los niveles de testosterona en la sangre y disminuye la producción de espermatozoides. Las drogas depresoras o sedantes inhiben el SNC . El alcohol es un depresor; también lo son los barbitúricos, las benzodiacepinas y la metacualona. Los depresores alivian los estados de tensión y preocupación, relajan los músculos y producen sueño; asimismo, re­ ducen la presión sanguínea y desaceleran las frecuencias cardiaca y respiratoria. Con facilidad causan dependencia física y psicológica. • Barbitúricos: pertenecen a la familia de las drogas sedantes-hipnóticas. Estas drogas in­ ducen el sueño. El uso de barbitúricos puede ocasionar cambios de estado de ánimo, dormir más de lo normal y hasta caer en coma. Un ejemplo de ellos es el nembutal. • B enzodiacepinas: pueden producir efectos hipnóticos o amnésicos y causar dependen­ cia. Son depresivos que reducen la actividad muscular, la coordinación y la atención. Las benzodiacepinas, como diazepam, son utilizadas por médicos para combatir la ansiedad, los calambres musculares, el insomnio y el nerviosismo. Sin embargo, cuan­ do se usan en exceso, producen dependencia fisiológica y psicológica. • M etacualona: en el pasado se recetaba para reducir la ansiedad y para ayudar a com ba­ tir el insomnio. Es conocida por producir euforia temporal, aunque esta sensación no es duradera y el reajuste de la droga es extremadamente desagradable. Los efectos se­ rios de esta droga incluyen una rápida dependencia, dolores de cabeza, diarrea, m a­ reos, convulsiones y coma. Muchas personas mueren al combinar este depresivo con alcohol. • Inhalantes: son sustancias con partículas que se aspiran, es decir, pueden olerse o inha­ larse. Además de deprimir el SNC , son alucinógenas o alteran la mente. Entre los inha­ lantes se encuentran el pegamento, las pinturas de lata, los aerosoles y la gasolina. La mayoría de los inhalantes producen efectos similares a los del alcohol. Sus consecuen­ cias inmediatas comprenden náusea, estornudos, tos, sangrados por la nariz, fatiga, fal­ ta de coordinación y pérdida de apetito. El uso intensivo de inhalantes puede ocasionar daño en el hígado y en el riñón, cambios en la médula ósea y afectar permanentemente el cerebro. Su uso también puede conducir a la pérdida de audición, calambres en las extremidades y agotamiento de oxígeno en la sangre. Una persona se expone a caer en coma desde su primer contacto con inhalantes. En concentraciones altas, es posible que causen asfixia . El cambio en el comportamiento como consecuencia de la influencia de

un inhalante ha sido la causa de muchas muertes accidentales. Además, han demostra­ do ser drogas precursoras y los adolescentes a menudo las emplean antes de experi­ mentar con drogas más fuertes, como la heroína. Los narcóticos son drogas derivadas de la planta del opio, motivo por el cual actual­ mente se llaman opiáceos. Su efecto es sedante y entre ellos se encuentran medicinas pa­ ra aliviar el dolor. Por lo regular, producen sueño y causan dependencia fisiológica. Las drogas hechas a partir del opio pueden ocasionar un nivel de letargo o sueño tan profun­ do que reduzca la respiración, hasta provocar estados de coma o la muerte. El cuerpo humano naturalmente produce sus propias sustancias opioides que fungen como neurotransmisores. Los opioides endógenos modulan las reacciones ante los estí­ mulos de dolor. También regulan las funciones vitales, como el hambre y la sed. Además, participan en el control del estado de ánimo, en la respuesta inmune y otros procesos. Los opioides exógenos, como la heroína y la morfina, se unen a los receptores de los opioides endógenos, produciendo los mismos efectos. Reducen la excitabilidad de las neuronas y producen euforia, e incluso pueden generar alteraciones endocrinas y del sistema nervio­

so autónomo , cambios en el estado de ánimo y en la percepción del dolor, disminución de la motilidad gastrointestinal, somnolencia, náusea, depresión respiratoria y vómito. • M orfina: es un compuesto narcótico natural que se encuentra en el opio. Algunas veces se usa como componente de medicamentos destinados a reducir el dolor severo; por ejemplo, en pacientes con cáncer terminal. Puede actuar como supresor del apetito, causar estreñimiento severo y adicción. • C odeína: pertenece a la familia de la morfina. Es también un compuesto narcótico de­ rivado del opio. La codeína a veces se utiliza en medicamentos para aliviar la tos y, al igual que la morfina, suele producir dependencia. • H eroína: reduce la función del SNC y disminuye la respiración y la frecuencia del pulso. Las dosis excesivas pueden provocar un estado de coma o la muerte. La tolerancia se desarrolla rápidamente. Los alucinógenos son drogas que alteran el estado anímico, los pensamientos y la per­ cepción sensorial, desde la visión, la audición y el olfato, hasta el tacto. No se reconoce aplicación médica para este tipo de droga. • Fenciclidina: también conocida como PCP (pentaclorofenol, por sus siglas en inglés) o polvo de ángel, es un alucinógeno poderoso y peligroso. Se prepara de manera sintética y es considerada una de las drogas más peligrosas. Los usuarios indican que los hace sen­ tir distantes y desconectados de su ambiente. En su percepción, el tiempo parece trans­ currir lentamente y los movimientos corporales se ralentizan. La coordinación muscular se deteriora y las sensaciones de tacto y dolor se debilitan. El PCP puede brindar al usua­ rio la sensación de fuerza y poderío. • LSD: es uno de los químicos más potentes que alteran el estado de ánimo. Se distribuye en tabletas, cápsulas y a veces en forma líquida. Es incoloro, inodoro y no tiene sabor. Los efectos del LSD son bastante impredecibles. Provoca en algunos de sus usuarios sen­ saciones falsas de seguridad, lo que conduce a accidentes fatales como resultado de ex­ perimentar, por ejemplo, la posibilidad de volar. Las alucinaciones pueden inducir al pánico, la ansiedad o el suicidio accidental. • M ezcalina: produce efectos comparables al LSD y, en ocasiones, da lugar a situaciones extremas o fenómenos imaginarios que producen temor y causan calambres estomaca-

Figura 5.4.Cactus de peyote o Lophophora williamsii, en Coahuila, México |© Imagebroker RF - Archivo Digital.

les y vómito. Es la sustancia principal del peyote, una planta catásea utilizada, desde ha­ ce cientos de años, como elemento litúrgico central de las ceremonias religiosas de cier­ tos grupos indígenas, como los huicholes (véase la figura 5.4).

Drogas de diseño y de imitación Son sustancias sintéticas que im itan los efectos de los narcóticos y los alucinógenos. Una de las drogas de diseño más conocida es el éxtasis. Su composición química combina los efectos que producen la metanfetamina (estimulante) y la mezcalina (alucinógena). El éxtasis puede ocasionar un sentimiento de euforia a corto plazo y la supresión de ciertas inhibiciones en relación con otras personas. Potencializa los efectos de la dopamina. Ade­ más, ocasiona confusión, depresión, paranoia, psicosis, aumento en la frecuencia cardia­ ca y la presión sanguínea y daño permanente de las células del cerebro. Las drogas de diseño pueden ser cientos de veces más fuertes que las drogas que im i­ tan. Entre los síntomas que producen se encuentran temblores incontrolables, babeo, lenguaje incoherente, parálisis y daño cerebral irreversible. Las drogas de im itación se caracterizan porque se parecen físicamente a las drogas ilegales particulares. Con estas drogas el usuario nunca sabe con exactitud lo que está ingiriendo. Por ejemplo, el speed de im itación puede contener dosis altas de cafeína y m e­ dicamentos para el catarro (pseudoefedrina). Estas mezclas pueden causar frecuencia cardiaca peligrosamente rápida, cambios en la presión sanguínea, comportamiento ex­ traño, nerviosismo y problemas de respiración. Usar este tipo de drogas o mezclarlas con otras es sumamente peligroso.

Los esteroides Los esteroides anabólicos son derivados sintéticos de la horm ona masculina llamada testosterona. Estas sustancias ayudan a desarrollar los músculos en pacientes con enfer­ medades crónicas. Algunos atletas las consumen ilegalmente. Su uso causa cambios re­ pentinos en el estado de ánimo y un com portam iento anormal, violento y agresivo. O tros efectos secundarios serios incluyen alta presión sanguínea, acné, calvicie, riesgo de sufrir daños hepáticos, predisposición a enfermedades del corazón, crecimiento de vello en la cara y en el cuerpo, y apoplejía como resultado de la obstrucción de arterias cerebrales. Además, los varones pueden experimentar depresión, una disminución en la

producción de esperma y en el tamaño de los testículos, así como un aumento en el ta­ maño de los senos. Las mujeres, en cambio, pueden experimentar una disminución en el tamaño de los senos. Su uso se asocia con la falsa creencia de que hacen a la persona más fuerte; aunque estas drogas amplían el tamaño de los músculos, la fuerza física sólo se increm enta al ejercitarlos.

Posibles vacunas Actualmente continúan las investigaciones que tienen por objetivo crear vacunas dirigi­ das a personas adictas a la cocaína, las metanfetaminas, la nicotina y la heroína. La vacuna contra la adicción a la nicotina es la que se encuentra en fase de experimentación más avanzada. Las moléculas de estas drogas son tan pequeñas que logran atravesar la barre­

ra hematoencefálica y, además, no provocan una respuesta inmunológica, como ocurre con los virus y las bacterias que causan enfermedades. La vacuna contra la droga consiste en una molécula muy parecida a la droga, pero adulterada, con el fin de que sea recono­ cida por el sistema inmune como una sustancia extraña. Así, el organismo creará anti­

cuerpos que se unen a la droga en el torrente sanguíneo y forman una molécula lo sufi­ cientemente grande para que no atraviese la barrera hematoencefálica y, de esta manera, no se presente el efecto placentero que causa la adicción.

5.8 pRINcipALEs

cau sas

DE MORTALIDAD EN LA ADOLEscENdA

Las principales causas de muerte en jóvenes adolescentes son debidas a accidentes, h o­ micidios y suicidios. O tro porcentaje menor lo ocupan las enfermedades neoplásicas (cáncer). La tasa de mortalidad en los varones es casi tres veces mayor que en las m uje­ res. Muchas veces el reflejo de las presiones culturales, la inexperiencia y la inmadurez conducen a los adolescentes a correr riesgos y a actuar imprudentemente, lo que conlle­ va múltiples peligros. El suicidio es la tercera causa de muerte en la adolescencia.

VIDA ADULTA

TEMA

6 © Latin Stock México.

E

l término adulto se refiere al ser humano que ha dejado la adolescencia para alcanzar su completo desarrollo. Es una etapa de estabilidad relativa y vigor físico. En general,

se puede afirmar que la edad adulta supone la presunción legal de la capacidad plena del individuo para tomar decisiones y actuar en consecuencia. Por lo tanto, plantea el incre­ mento de sus posibilidades de actuar sin ayuda de padres o tutores y otorga mayores de­ rechos y responsabilidades.

6.1 MADUREZ FÍSICA Y EMOCIONAL EN LA VIDA ADULTA El principal aspecto que define el inicio de la vida adulta es el social. El ser humano no es adulto sino hasta que es percibido como tal por la sociedad, hecho que sucede cuando representa una persona madura, racional y responsable. La adultez se caracteriza, sobre todo, en términos de logros y autonomía. En materia psicológica, la madurez que conlleva la vida adulta implica un alto grado de estabilidad emocional, que incluye el control de impulsos, una elevada tolerancia a la

frustración y la libertad de oscilaciones violentas del estado de ánimo. En términos b io­ lógicos, un adulto es una persona que ha alcanzado los límites de desarrollo físico y cuen­ ta con la capacidad para reproducirse. La vida adulta se puede dividir en tres etapas: adultez joven, intermedia y tardía.

6.1.1 Adultez joven En este periodo existe, fundamentalmente, una búsqueda de estabilidad emocional, afec­ tiva, laboral y social como base para formar una familia. Una persona es considerada un adulto joven desde que inicia su independencia económ ica y emocional de los padres. Se caracteriza por la elección de una vocación, así como por un desempeño laboral profesio­ nal y la solvencia económica. En esta etapa se establecen la identidad, autosuficiencia y autonomía personal; se presentan la elección de una pareja estable y la construcción de una familia y un hogar propios. Asimismo, es la etapa con el punto máximo de salud físi­ ca, fuerza y capacidad de reproducción. Los reflejos son más rápidos y las posibilidades de morir por enfermedades son escasas.

6.1.2 Adultez intermedia Generalmente comienza cuando comienzan a aparecer los cambios hormonales específi­ cos de esta edad, tanto en mujeres como en hombres, que disparan el periodo involutivo y detienen la capacidad de procreación. Se producen modificaciones notables tanto en el aspecto como en la fisiología. Se pre­ cipitan cambios iniciados sutilmente en la adultez joven. Declinan la fuerza muscular, la tensión de la piel y el crecimiento; adelgaza el grosor del pelo, aparecen canas, disminuye la velocidad de reacción, etcétera. Desde el punto de vista fisiológico, la menopausia es el límite de la adultez intermedia en las mujeres. Ocurre entre los 45 y los 55 años, en promedio. Cesan la ovulación, la menstruación y la capacidad reproductora. En los hombres la interrupción de la aptitud procreativa no sucede con tanta brusquedad, sino de manera paulatina, al disminuir gra­ dualmente la testosterona.

6.1.3 Adultez tardía Este periodo se caracteriza por un resurgimiento de la estabilidad, la creatividad y la pro­ ductividad. En el plano biológico se presenta un estancamiento en el desarrollo y la ca­ pacidad funcional. El cuerpo se encuentra más cansado y los cambios fisiológicos que empiezan a manifestarse pueden producir efectos dramáticos sobre la opinión que la per­ sona tiene de sí misma.

6.2 INTEGRAc Ió N FAMIDAR La familia se define como un conjunto de personas, emparentadas o no, que habitan en una misma vivienda, lugar donde se relacionan con otras personas denominadas familia­ res. Bajo estos términos, la cultura y la estructura socioeconómica intervienen en el desa­

rrollo de papeles y conductas en la familia; influyen en los valores sociales promovidos dentro y fuera de ella, y marcan una pauta de comportamiento entre sus miembros. Por lo tanto, la familia es resultado de una construcción social e histórica que varía de acuer­ do al contexto en que se desarrollan sus miembros. Las familias están configuradas de maneras y tamaños diversos. La diferencia de edad entre los miembros de una familia permite que coexistan múltiples formas para relacio­ narse. Cada individuo que la integra constituye en sí un sistema: aunque los unan lazos familiares, biológicos y afectivos, carácter, temperamento, complexión física, conoci­ mientos, intereses, amistades, etcétera, son diferentes. De ahí que cada uno de los inte­ grantes de una familia responda de modo diferente a los eventos de la vida. La familia es un importante instrumento educativo, pues ejerce una gran influencia en la form ación del ser humano. Dentro de ella, sus miembros tratan de alcanzar un completo desarrollo intelectual, psicológico y físico. En la creación del individuo y en la búsqueda del “yo”, la familia ejerce un fuerte impacto. Se cree que la familia es la unidad básica de la sociedad. En ella sus integrantes se de­ sarrollan de manera integral, con historia, raíces y antepasados. Como unidad social, la familia idealmente desempeña varias funciones importantes: a] Constituye el sistema primario de apoyo al cual las personas acuden para satisfacer sus necesidades básicas. b] Satisface las necesidades emocionales de los niños y provee crianza. c] Inculca valores y creencias religiosas o espirituales. d] Transmite las tradiciones y costumbres de una generación a otra.

6.2.1 La familia y su labor educadora La familia instruye aspectos importantes de la personalidad a distintos niveles. Hay as­ pectos que pueden confiarse a otras instituciones sociales, como la escuela, encargada sobre todo de la educación académica. Sin embargo, es casi imposible transferir la intim i­ dad y el calor familiar a otra organización social. Compete a los padres educar la voluntad de sus hijos; fomentar su capacidad de esfuerzo, de entrega, su espíritu de cooperación y su capacidad para amar. La familia debe proporcionar a los niños las bases para una buena relación afectiva con los demás. En los primeros años de su vida, esa corriente afectiva es una verdadera necesidad biológica, base de su posterior actividad fisiológica y psíquica. A medida que los niños crecen, cuenta menos el papel condicionante del afecto materno y familiar para dar entrada progresiva a factores externos.

6.2.2 Socialización en la familia La socialización es un proceso que implica la influencia recíproca entre una persona y sus semejantes. La aceptación de las pautas de comportamiento social tiene importancia en el plano objetivo. Por medio de la socialización se transmite la cultura de generación en ge­ neración. Los agentes de socialización están representados por la familia, la escuela, los grupos de distintas edades, los medios de comunicación social, las asociaciones, entre otros. Unos y otros dejan su huella en el individuo, en mayor o menor grado, según las cir­ cunstancias espaciotemporales en que sucedan sus relaciones con otros individuos.

El principal objetivo de la familia es socializar al individuo. En los primeros años de vida, el niño tiene contacto con al menos un miembro de la familia y se estructuran los cimientos de su personalidad, antes de recibir influencias externas al núcleo familiar. Cre­ cer y convertirse en adulto es un proceso com plejo; los niños necesitan desarrollar un sentido de pertenencia. Al proveer apoyo emocional, las familias promueven entre sus in ­ tegrantes una buena autoestima , la cual genera seguridad, confianza en uno mismo y en los padres. Por ende, es probable que los niños con una autoestima saludable se convier­ tan en adultos que gocen de estabilidad emocional.

6.2.3 Tipos de familias A lo largo de la historia, la familia ha cambiado de acuerdo con las transformaciones po­ líticas, sociales y culturales en que ha estado inmersa; por esta razón, se han modificado su estructura e incluso sus funciones (véase el cuadro 6.1). En la sociedad actual encon­ tramos los siguientes tipos de familias: • Nuclear: formada por padre, madre e hijos; es la idea clásica que se tiene de la familia. • M onoparental: constituida sólo por el padre o la madre y los hijos. • M onoparental extendida: integrada por un progenitor, hijos y otras personas emparen­ tadas a ellos. • M onoparental com pleja: configurada por un progenitor que tiene a su cargo hijos y comparte su vida con personas que no están emparentadas a ellos. • Com pleja: incluye personas emparentadas y no emparentadas. • Extendida: el hogar se comparte entre varias familias. • D e hecho: la pareja convive sin haber ningún enlace legal (unión libre). • H om osexual: establecida por una pareja del mismo sexo que, en ocasiones, tiene hijos. • M ixta: también llamada reconstituida o mezclada; se conforma de segundos m atrim o­ nios y los hijos de cada uno de ellos.

CUADRO 6.1 RELACIÓN DIVORCIOS / MATRIMONIOS (MÉXICO, 1970-2007)

1 4 .0

1 2 .0 0 c 0 £

10 .0

15 5

8 .0

\

6 .0

o o

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4 .0

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i------------------- -------------------r

1970

1980

-------------------------- ------------- ------------- ------------1990

2000

2003

Año

Fuente: INEGI; disponible en .

2005

2007

1

6.2.4

Madres trabajadoras y familias monoparentales

L o s a v a n c e s c i e n t í f i c o s y m é d i c o s h a n o c a s i o n a d o u n a d i s m i n u c i ó n e n la u n a u m e n t o e n la

esperanza de vida . A

fecundidad

y

s u v e z , la i n d u s t r i a l i z a c i ó n , q u e s i n d u d a h a c a m ­

b ia d o la e s t r u c t u r a d e la f a m ilia y s u s f u n c io n e s , h a in c o r p o r a d o a la m u je r a l t r a b a jo p r o ­ d u c t iv o . A c t u a lm e n t e e n M é x ic o , se c a lc u la q u e t re s d e c a d a c u a t r o m a d r e s d e n iñ o s e n e d a d e s c o la r t r a b a ja n ; m á s d e la m it a d

d e la s n u e v a s m a d r e s r e g r e s a n a s u s e m p le o s

d e s p u é s d e l n a c im ie n t o d e s u s h ijo s . P o r s u f i s i o l o g í a r e p r o d u c t i v a , a n t e r i o r m e n t e l a m u j e r s ó l o t e n í a u n p a p e l e n la c r i a n ­ z a d e l o s h i j o s . S i la o c u p a c i ó n d e l h o m b r e e r a l a r e p r o d u c c i ó n m a t e r i a l y e l s u s t e n t o d e la f a m i l i a , la s a c t i v i d a d e s d e la m u j e r e s t a b a n e n c a m i n a d a s a m a n t e n e r e l o r d e n e n la e s ­ f e r a d o m é s t i c a m e d i a n t e e l c u i d a d o d e l o s h i j o s y e l m a r i d o , l a l i m p i e z a d e la c a s a y e l f u n ­ c io n a m ie n t o g e n e r a l d e l h o g a r . E s t a s it u a c ió n es d is t in t a d e s d e q u e la m u je r se in c o r p o r ó a l m e r c a d o l a b o r a l . E l c u a d r o 6 . 2 m u e s t r a e s t a d í s t i c a s d e l a ñ o 2 0 0 2 r e u n i d a s p o r e l INEGI a p r o p ó s i t o d e l d í a d e la m a d r e .

CUADRO 6.2 ESTADÍSTICAS RELACIONADAS CON LA MATERNIDAD (MÉXICO, 2002) •La tasa de fecundidad nacional es de 2.3 hijos por mujer mexicana. Los estados que reportan tasas más altas son Guerrero, Oaxaca y Chiapas. •52 de cada 100 nacimientos provienen de madres entre 20 y 29 años de edad. •Cerca de la mitad de las madres están casadas (48.8% ), una tercera parte vive en unión libre (32.1%) y casi una décima parte son madres solteras (8.4% ). • 1 de cada 3 madres forma parte de la población económicamente activa. Fuente: INEGI; disponible en .

6.2.5

violencia y maltrato familiar

L a v i o l e n c i a f a m i l i a r e s c u a l q u i e r a c t o d e p o d e r c o n e l f i n d e e je r c e r u n d o m i n i o s o b r e c u a l ­ q u i e r i n t e g r a n t e d e la f a m i l i a . L a v i o l e n c i a p u e d e m a n i f e s t a r s e d e l a s s i g u i e n t e s m a n e r a s :

• A m enazas • In t im id a c ió n • A b u s o e m o c io n a l • A b u so sexu al • A b u s o e c o n ó m ic o • A is la m ie n t o • P r iv ile g io s d e g é n e ro • D e s v a lo r iz a c ió n , n e g a c ió n , c u lp a • M a n i p u l a c i ó n d e lo s h ijo s

E l m a lt r a t o c o n y u g a l o c u r r e d e u n c ó n y u g e a l o t r o . A f e c t a a a lg u n a s f a m ilia s s i n i m ­ p o r t a r s u s it u a c ió n e c o n ó m ic a o c u lt u r a l. S e p u e d e d iv id ir e n tre s t ip o s :

a] Físico:

c u a lq u ie r a c to d e a g r e s ió n e je r c id o c o n t r a c u a lq u ie r p a r te d e l c u e r p o , m e d ia n ­

te l a u t i l i z a c i ó n d e u n o b j e t o , a r m a o s u s t a n c i a q u e s u j e t e , i n m o v i l i c e o c a u s e d a ñ o a la i n t e g r i d a d d e l c ó n y u g e .

b]

Psicoemocional:

c u a n d o se a c t ú a c o n in d if e r e n c ia o se p r o f ie r e n in s u lt o s , a m e n a z a s ,

c h a n t a je s , q u e im p id e n e l d e s a r r o llo d e u n a m b ie n t e a g r a d a b le y s a n o e n e l h o g a r. c]

Sexual:

c u a n d o s e o b lig a a l c ó n y u g e , e n c o n t r a d e s u v o lu n t a d , a r e a liz a r c u a lq u ie r a c ­

to s e x u a l.

E n la c i u d a d d e M é x i c o , 9 6 d e c a d a 1 0 0 p e r s o n a s q u e s u f r e n v i o l e n c i a , d e n t r o o f u e r a d e l n ú c le o f a m ilia r , s o n m u je r e s , y a s e a e n r e la c ió n d e p a r e n t e s c o o c o n s a n g u in id a d , r e la ­ c i ó n c i v i l , m a t r i m o n i o , c o n c u b i n a t o o n o v i a z g o . L o s c u a d r o s 6 . 3 y 6 . 4 m u e s t r a n e s t a d ís -

CUADRO 6.3 PORCENTAJES DE HOGARES CON INTIMIDACIÓN SEGÚN CLASE DE AGRESIÓN (MÉXICO, 1999)

—

Em pujar

..

ja lo n e a r

_

A m e n a z a v erb al

m tr a ta r d e g o lp e a r co n el puño —

r o m p e r c o sa s

■

A v en tar o b je to s

■

tr a ta r d e g o lp e a r co n un o b je to

■

A m e n a z a r d e m uerte

■

m a ltra ta r m a sc o tas

Fuente: Instituto de las Mujeres de la ciudad de México, INEGI; disponible en .

cu ad ro 6.4 porcentajes de h o g ares c o n m altrato em ocion al SEGúN CLASE DE AGRESIóN (MéxiCO, 1999)

4% 5% 5%

Levantar la v o z 6%

37%

E n o jarse fuerte Insultar D ejar d e h a b la r Im pedir ju g a r, salir Hum illar v erb alm en te

8%

Im pedir el uso d e la Tv, ra d io , teléfono N e g a r c o m id a N e g a r d in e ro 18%

Fuente: Instituto de las Mujeres de la ciudad de México, INEGI; disponible en .

ticas de 1999 recabadas por el INEGI a propósito del día internacional para la eliminación de la violencia contra las mujeres. Actualmente han surgido grupos de atención y agencias que imparten terapias de apoyo psicológico para ayudar a las víctimas de maltrato conyugal y a los hijos.

6.3 CLIMATERIO Es una etapa de la vida de la mujer caracterizada por la declinación de las ovulaciones; se­ ñala el inicio de un periodo de deterioro progresivo de la función ovárica, cuya conse­ cuencia es la aparición de cambios fisiológicos y psicológicos. El principio y el final de la función ovárica son graduales y están determinados en cada mujer por factores raciales, constitucionales, nutricionales y genéticos (véase la figura 6.1). Esta etapa comienza entre los 42 y los 45 años y puede durar hasta 20 años. Se carac­ teriza porque el ovario disminuye la síntesis de estrógenos , alteración que provoca mens­ truaciones escasas, bochornos y regresión del tamaño de los genitales, sobre todo del útero. A su vez, las enfermedades cardiacas y la osteoporosis aumentan a partir del clima­ terio debido a la declinación en la secreción de estrógenos, hormonas poseedoras de un efecto protector que evita estos trastornos. Los periodos menstruales de la mujer se vuelven paulatinamente irregulares, con disminución o aumento de flujo. La menopausia es el último sangrado genital y se consi­ dera como tal después de que la mujer ha pasado un año o más sin menstruaciones. Se presenta aproximadamente entre los 45 y 55 años. En este periodo se pueden presentar ciclos anovulatorios y, por ende, disminución de la fertilidad. Los principales síntomas que presenta la mujer durante el climaterio se clasifican en

vasomotores , metabólicos y psicológicos. Los cambios en la menstruación son la mani­ festación más frecuentes, sobre todo cuando comienzan los periodos irregulares y los tras­ tornos de la temperatura llamados bochornos. Éstos son los síntomas más característicos y recurrentes del climaterio; aparecen y desaparecen por episodios. Consisten en una súbi­ ta presencia de calor y sudoración profusa o sensación quemante en cara, cuello y tórax; generalmente aparecen por las noches. Hay síntomas menos comunes, como debilidad, fa­ tiga y desmayo. Algún tiempo se creyó que los bochornos tenían origen psicológico, pero actualmente se consideran síntomas originados por alteraciones fisiológicas verdaderas,

Figura 6.1. a] Imagen microscópica del ovario de una mujer en edad fértil, en el cual se observa un folículo ovárico en desarrollo. b ] Imagen microscópica del ovario de una mujer posmenopáusica, en el cual se observa menor densidad celular y ausencia de folículos ováricos |© a] Bsip - Archivo Digital; b] Visuals Unlimited - Archivo Digital.

c o m o la v a s o d i l a t a c i ó n c u t á n e a , i n c r e m e n t o d e la t e m p e r a t u r a y a u m e n t o d e l a f r e c u e n c i a d e l p u l s o . U n 7 5 % d e la s m u j e r e s e n l a e t a p a d e l c l i m a t e r i o p a d e c e b o c h o r n o s .

6.3.1 Trastornos generales durante el climaterio La

los

atrofia d e l

o v a r io o c a s io n a la m e n o p a u s ia y e l c lim a t e r io , y a q u e e l n ú m e r o d e

folícu­

s e a g o t a . L a d i s m i n u c i ó n d e la f u n c i ó n h o r m o n a l c a u s a l a i n a c t i v i d a d d e l o s o v a r i o s .

L a s p a r e d e s d e l ú te r o a d e lg a z a n d e b id o a l d e s c e n s o d e e s tr ó g e n o s y

progesterona . E l

pe­

s o d e l ú te r o e n e d a d r e p r o d u c t iv a es d e 1 5 0 g, m ie n t r a s q u e e n la v e je z p u e d e d e s c e n d e r h a s ta lo s 2 5 g . E n la v a g in a se p r o d u c e u n a d is m in u c ió n c o n s id e r a b le d e la

flora normal ,

d e m o d o q u e la a u s e n c ia d e e ste s is t e m a d e d e f e n s a e x p o n e la v a g in a a in f e c c io n e s . L a s m a m a s se v u e lv e n p e q u e ñ a s y d e m e n o r c o n s is t e n c ia . E n c u a n t o a l o s e f e c t o s c a r d i o v a s c u l a r e s d e l c l i m a t e r i o , la p r e s i ó n a r t e r i a l t i e n d e a e l e ­ v a r s e y a u m e n t a la p r o p e n s i ó n a p a d e c e r i n f a r t o s a l m i o c a r d i o . L a s m u j e r e s , e n g e n e r a l , p a d e c e n m e n o s i n f a r t o s q u e l o s h o m b r e s ; s i n e m b a r g o , e s t e f e n ó m e n o s e i n v i e r t e a l l le g a r la m e n o p a u s i a , c o m o c o n s e c u e n c i a d e l a d i s m i n u c i ó n d e e s t r ó g e n o s . E n la s m u j e r e s la d i s m i n u c i ó n d e l a m a s a ó s e a s e a c e n t ú a p o r la p é r d i d a d e l e s t í m u l o e s t r o g é n ic o . L a p é r d id a d e m a s a ó s e a p o r s í s o la p r o d u c e s ín t o m a s m í n i m o s , p e r o c o n d u ­ c e a u n a r e d u c c i ó n d e la f u e r z a d e l o s h u e s o s , q u e s e v u e l v e n m á s p r o p e n s o s a f r a c t u r a s (v é a s e la f ig u r a 6 .2 ). A u n a d o a la d i s m i n u c i ó n d e la a c t i v i d a d f í s i c a y a l a u m e n t o d e l a p e t i t o , s e i n c r e m e n t a e l p e s o y se a c u m u la g r a s a e n c a d e r a s , a b d o m e n , c u e llo y t ó r a x . L a o b e s id a d e n o c a s io n e s a c t ú a c o m o f a c t o r d e s e n c a d e n a n t e d e d ia b e t e s m e llit u s y o t r a s e n f e r m e d a d e s . E n e l p l a n o p s ic o ló g ic o , la a f e c c ió n m á s c o m ú n e s la d e p r e s ió n s e c u n d a r i a a la s m o d i ­ f ic a c io n e s r a d ic a le s q u e la m u j e r e x p e r im e n t a e n e s ta e t a p a . O c u r r e n c a m b io s e n la e s f e r a s e x u a l , lo q u e e n m u c h a s o c a s i o n e s r e p e r c u t e e n c o n f l i c t o s c o n la p a r e j a . E x i s t e n t a m b i é n t r a s t o r n o s d e la e m o t i v i d a d , c o m o e l n e r v i o s i s m o , la i m p a c i e n c i a , l a i r r i t a b i l i d a d , l a f a c i ­ l i d a d p a r a p a s a r d e la r i s a a l l l a n t o y l o s f r e c u e n t e s e s t a d o s d e t r i s t e z a . A n t e s d e i n i c i a r c u a l q u i e r t r a t a m i e n t o p a r a la s a f e c c i o n e s d e l c l i m a t e r i o e s n e c e s a r i o q u e e l m é d ic o r e a lic e u n a h is t o r ia c lín ic a c o m p le t a d e la p a c ie n t e , a s í c o m o u n a e v a ­ lu a c ió n p a r a d e t e r m in a r d e m a n e r a in d iv i­ d u a l e l p r o c e d im ie n t o m á s a p r o p ia d o . L a t e r a p ia m á s u t iliz a d a e n la a c t u a lid a d p a r a e l c lim a t e r io es e l r e e m p la z o h o r m o n a l.

6.4 ANDRo p AÜSIA La

a n d r o p a u s ia

es el p ro c e s o

p o r m e d io

d e l c u a l la s c a p a c i d a d e s s e x u a l e s d e l h o m ­

Figura 6.2. Radiografía de

b r e d e c l i n a n c o n la e d a d , i g u a l q u e o t r a s

una mujer

f u n c io n e s o r g á n ic a s . A s í c o m o e n la m u je r

posmenopáusica con

s e p r e s e n t a e l c lim a t e r io , e n la a n d r o p a u s ia

fractura de cadera derecha

e l h o m b r e e x p e rim e n t a t r a n s f o r m a c io n e s

tratada con estabilización por medio de tres tornillos

e n s u p o t e n c ia s e x u a l. P e r o , e n s u c a s o , n o

| © Photo Researchers -

p a d e c e c a m b io s t a n m a r c a d o s n i p é r d id a s

Archivo Digital.

ta n a b ru p ta s.

L a a c t iv id a d s e x u a l d e l v a r ó n n o e stá m a r c a d a p o r c ic lo s , c o m o e n la m u je r . E l h o m b r e p u e d e e n g e n d ra r e n c u a lq u ie r m o m e n t o p o r q u e c o n s t a n t e m e n t e p r o d u c e e s p e r m a t o z o i­ d e s ; n o p r e s e n t a u n p u n t o lím it e p r e c is o e q u iv a le n t e a la m e n o p a u s ia e n la m u je r . E n a l­ g u n o s h o m b r e s la f u n c ió n d e p r o c r e a r p u e d e m a n t e n e r s e h a s t a p a s a d o s lo s 7 0 a ñ o s ; p o r e llo , o c a s i o n a l m e n t e s e c o n s i d e r a q u e e l t é r m i n o a n d r o p a u s i a ( d e l g r i e g o y

pausia,

andro,

h o m b re ,

c e s a c ió n o c o rte ) n o es c o rre c to .

A lr e d e d o r d e lo s 5 0 a ñ o s , e l h o m b r e s u fr e u n p r o g r e s iv o d e s c e n s o d e l n iv e l d e

terona

testos­

q u e re p e r c u te e n m u c h o s p r o c e s o s d e l o r g a n is m o . S u s c o n s e c u e n c ia s se p e r c ib e n

e s p e c ia lm e n t e e n la c a p a c id a d s e x u a l; s in e m b a r g o , t a m b ié n se o b s e r v a u n a d is m in u c ió n d e la m a s a m u s c u l a r y u n a u m e n t o d e l a a c u m u l a c i ó n d e g r a s a s q u e p u e d e a c a r r e a r e l a u ­ m e n to de

colesterol y

la p r o p e n s ió n a la o b e s id a d y la s e n f e r m e d a d e s c a r d io v a s c u la r e s .

L o s c a m b io s y s ín t o m a s d e la a n d r o p a u s ia t a m b ié n a fe c t a n e l p la n o a n ím ic o , a l p r o ­ v o c a r i r r i t a b i l i d a d , d e s a s o s i e g o o i n c l u s o t e n d e n c i a a la d e p r e s i ó n . A s i m i s m o , p u e d e n s e r r e s p o n s a b le s d e a lt e r a c io n e s e n la c o n v iv e n c ia , d e p e n d i e n d o d e c ó m o s e a d a p t e la p a r e ja a e s to s p r o c e s o s . C e r c a d e la m it a d d e la p o b la c ió n m a s c u lin a c o n a lr e d e d o r d e 6 0 a ñ o s p u e d e p r e s e n t a r a lg u n a s d e e s ta s a lt e r a c io n e s :

• H i p o g o n a d i s m o , e s d e c i r , d i s m i n u c i ó n n a t u r a l y p r o g r e s i v a d e la f u n c i ó n t e s t i c u l a r , c o n d e s c e n s o p r o g r e s iv o d e la t e s t o s t e r o n a . • D e c l i n a c i ó n d e la c a l i d a d s e m i n a l y l a c a p a c i d a d p a r a f e c u n d a r . L a e y a c u l a c i ó n p r e s e n ­ ta m e n o r v o lu m e n y p r o y e c c ió n . • D e c l i n a c i ó n d e la e r e c c i ó n d e b id o a u n a r á p i d a p é r d i d a d e la c o n g e s t i ó n d e s a n g r e e n la z o ­ n a g e n it a l. H a y m a y o r n e c e s i d a d d e e s t í m u l o s f í s ic o s y la e x c i t a c i ó n r e q u i e r e m á s t i e m p o . • E l o r g a s m o s u f r e m o d if ic a c io n e s ; s e v u e lv e m e n o s in t e n s o y d e m e n o r d u r a c ió n . • M e n o r p r o d u c c i ó n d e o t r a s h o r m o n a s , c o m o l a d e l c r e c i m i e n t o y la s d e l a s g l á n d u l a s s u p r a r r e n a le s ( n o r a d r e n a lin a , a d r e n a lin a y c o r t ic o id e s , c o n ju n t o q u e t ie n e u n p a p e l c e n t r a l e n la r e s p u e s t a o r g á n ic a a l e s tr é s ). • G in e c o m a s t ia , e s d e c ir , a g r a n d a m ie n t o d e la s m a m a s .

L a s a l t e r a c i o n e s e n l a s e x u a l i d a d , a s í c o m o e l r e s t o d e l o s t r a s t o r n o s d e l p r o c e s o d e la a n d r o p a u s ia , c o n t r ib u y e n a q u e e l h o m b r e s ie n t a q u e p ie r d e s u m a s c u lin id a d , p o t e n c ia sexu al y

p a rte

de

su

a t r a c t iv o . Y

con

e llo s

p o d rán

t a m b ié n

decaer

su

s e g u rid a d

y

a u t o e s t im a . N o t o d o s lo s s ín t o m a s m e n c io n a d o s o c u r r e n ig u a l e n t o d o s lo s h o m b r e s . P o r e je m ­ p lo , s e h a o b s e r v a d o q u e e n 5 0 % d e lo s v a r o n e s d e m á s d e 8 0 a ñ o s h a y p r o d u c c ió n d e e s ­ p e r m a to z o id e s c o n c a p a c id a d p a r a fe c u n d a r.

6.5 ENFERMEDADES cRoNicoDEGENERATivAS S o n p a d e c i m i e n t o s r e g u l a r m e n t e a s o c i a d o s c o n la e d a d y e l e n v e j e c i m i e n t o . A c t u a l m e n ­ t e , s o n la p r i n c i p a l c a u s a d e

mortalidad

e n p a ís e s in d u s t r ia liz a d o s . E l t é r m in o c r o n ic o d e -

g e n e r a t iv o in d ic a q u e e s ta s e n f e r m e d a d e s a v a n z a n p r o g r e s iv a m e n t e h a s t a q u e t e r m in a n c o n la v i d a d e l a p e r s o n a , s i n q u e e x is t a a l g u n a c u r a p a r a d e t e n e r l a s . D e n t r o d e l a s e n f e r ­ m e d a d e s m á s i m p o r t a n t e s d e e s t e g r u p o s e d e s t a c a n la d i a b e t e s m e l l i t u s , la h i p e r t e n s i ó n a r t e r i a l , l a c i r r o s i s h e p á t i c a y l o s d i s t i n t o s t i p o s d e c á n c e r . T o d a s e l la s s o n u n p r o b l e m a d e s a lu d p ú b lic a . D e b i d o a q u e la e s p e r a n z a d e v i d a e r a m u y r e d u c i d a e n é p o c a s a n t e r i o r e s , e s t a s e n f e r ­ m e d a d e s n o e r a n c o m u n e s , p u e s la g e n te m o r í a a n t e s d e s u f r ir la s . P o r o t r o la d o , la v id a

t a n a c e l e r a d a q u e s e l l e v a e n la s c i u d a d e s , l a c o n t a m i n a c i ó n a m b i e n t a l , l a c o m i d a e n l a t a d a o e n v a s a d a , e n tr e o t r a s v a r ia b le s , h a n t r a íd o c o m o c o n s e c u e n c ia s u a p a r ic ió n . E x is t e n o t r o s f a c t o r e s a s o c i a d o s a l p a d e c i m i e n t o d e e s t a s e n f e r m e d a d e s : la e d a d , e x c e s o d e p e s o , f a c t o r e s h e r e d i t a r i o s , h á b i t o s n o c i v o s q u e a t e n t a n c o n t r a la s a l u d , e t c é t e r a . E s t o s p a d e c im ie n t o s p u e d e n e s ta r p r e s e n t e s s in q u e la p e r s o n a s ie n t a n in g u n a m o le s ­ t ia o s ín t o m a . P o r e s ta r a z ó n , s e r e c o m ie n d a q u e la s p e r s o n a s c o n r ie s g o ( m a y o r e s d e 3 5 a ñ o s , c o n s o b r e p e s o , q u e t ie n e n f a m ilia r e s c o n e sta s e n f e r m e d a d e s , e tc é te r a ) s e r e a lic e n p o r lo m e n o s u n a o d o s v e c e s a l a ñ o u n e x a m e n d e d e t e c c ió n d e d ia b e t e s m e llit u s e h i p e r ­ t e n s ió n a r t e r ia l (v é a s e e l a p a r t a d o 7 .4 .1 ) .

6.5.1 Modificaciones en el estilo de vida E l I n f o r m e M u n d i a l d e S a lu d 2 0 0 2 id e n t if ic ó q u e lo s p r in c i p a le s f a c t o r e s d e r ie s g o p r e v e ­ n i b l e s d e la s e n f e r m e d a d e s c r ó n i c a s s o n : a l i m e n t a c i ó n p o c o s a n a ( o b e s i d a d e i n s u f i c i e n t e c o n s u m o d e f r u t a s y v e g e t a l e s ) , c o l e s t e r o l a lt o , p r e s i ó n s a n g u í n e a e l e v a d a , c o n s u m o d e ta b a c o e in a c t iv id a d f ís ic a . S e e s t im a q u e e n e l m u n d o 1 0 0 0 m illo n e s d e p e r s o n a s t ie n e n e x c e s o d e p e s o y q u e 3 8 8 m illo n e s m o r ir á n e n lo s p r ó x im o s d ie z a ñ o s d e u n a e n f e r m e d a d c r ó n ic a . E v id e n c i a c ie n t íf ic a s u g ie r e q u e e l c o n s u m o d e f r u t a s y v e g e ta le s , a s í c o m o n u e c e s y g r a n o s e n te r o s , r e p o r t a g r a n d e s b e n e f ic io s . A s im is m o , es im p o r t a n t e s u s t it u ir e l c o n s u ­ m o d e g r a s a s a n i m a l e s s a t u r a d a s p o r g r a s a s n o s a t u r a d a s b a s a d a s e n a c e it e s v e g e t a l e s , d i s ­ m i n u i r la c a n t i d a d d e a lim e n t o s s a la d o s y a z ú c a r e s e n la d ie t a , m a n t e n e r u n p e s o c o r p o r a l n o r m a l y a b a n d o n a r e l t a b a q u is m o . O t r a s e n f e r m e d a d e s q u e s e e n c u e n t r a n e n t r e la s p r i n c i p a l e s c a u s a s d e m o r t a l i d a d e n e l m u n d o , c o m o lo s d if e r e n t e s t ip o s d e c á n c e r y e n f e r m e d a d e s c a r d io v a s c u la r e s , e s t á n í n ­ t i m a m e n t e r e l a c i o n a d a s c o n l a f o r m a d e a l i m e n t a c i ó n y la p r á c t i c a m e n t e n u l a c o s t u m b r e d e r e a liz a r d e m a n e r a r e g u la r e je r c ic io a e r ó b ic o . E l s o b r e p e s o y la o b e s id a d s o n s e r io s f a c ­ t o r e s d e r ie s g o . P a r a a d o p t a r u n e s t i lo d e v i d a a c o r d e c o n l a m o d e r n i d a d , e x is t e u n c o n s e n s o r e s p e c t o a c o m b i n a r l o s s i g u i e n t e s h á b i t o s s a l u d a b l e s : n u t r i c i ó n a d e c u a d a , e j e r c i c i o f í s ic o , l i b e r a c i ó n d e e s tré s , e l i m i n a c i ó n d e h á b it o s n o c iv o s ( t a b a q u is m o , s e d e n t a r is m o , m a l n u t r i c i ó n , a g r e s i­ v i d a d , i n g e s t a e x c e s iv a d e a l c o h o l o s u s t a n c i a s p s i c o a c t i v a s ) , u n a b u e n a h i g i e n e p e r s o n a l , s a l u d s e x u a l, s u f i c i e n t e s h o r a s d e s u e ñ o , e t c é t e r a . L a a c t iv id a d f ís ic a , a t ra v é s d e l a c o n d ic io n a m ie n t o , es p a r te in t e g r a l d e c u a lq u ie r p la n p a r a a s e g u r a r a la s p e r s o n a s u n a v i d a s a l u d a b l e . L a g e n t e d e b e i n c o r p o r a r a s u v i d a h á b i ­ t o s s a l u d a b l e s q u e le p e r m i t a n f a c i l i t a r l a p é r d i d a d e p e s o , d i s m i n u i r l a p r e s i ó n a r t e r i a l , c o m b a t i r l o s n i v e l e s a lt o s d e c o l e s t e r o l y , e n t é r m i n o s g e n e r a l e s , r e d u c i r e l r i e s g o c a r d i o ­ v a s c u la r y d e m á s c a u s a s c r o n ic o d e g e n e r a t iv a s d e m o r t a lid a d . E l p r o g r a m a d e e je r c ic io d e p e n d e d e l n iv e l d e a c o n d ic io n a m ie n t o q u e t e n g a la p e r s o ­ n a . L a m a y o r ía d e lo s a d u lt o s jó v e n e s n o r e q u ie r e u n a e v a lu a c i ó n m é d ic a p a r a in i c i a r s u a c t i v i d a d f í s i c a . P e r o s i l o s h o m b r e s s o b r e p a s a n l o s 4 0 a ñ o s y la s m u j e r e s l o s 5 0 , y d e s e a n u n p l a n d e e je r c ic io v ig o r o s o ( d o n d e la a c t iv id a d s o b r e p a s e e l 6 0 % d e l c o n s u m o d e o x í­ g e n o m á x i m o ) , o q u ie n e s p r e s e n t a n e n f e r m e d a d e s c r ó n ic a s o c o n f a c t o r e s d e r ie s g o d e s u f r i r e n f e r m e d a d c r ó n i c a , d e b e r á n c o n s u l t a r a s u m é d i c o p a r a q u e le s d i s e ñ e u n p r o g r a ­ m a s e g u r o y e f ic a z . A b s t e n e r s e d e f u m a r e s o t r o f a c t o r d e t e r m i n a n t e p a r a m a n t e n e r u n a f o r m a d e v id a s a lu d a b le . F u m a r es la p r im e r a c a u s a d e m u e r t e q u e p u e d e s e r p r e v e n id a ; e l c o n s u m o d e ta b a c o a u m e n t a e l r ie s g o d e c ie r t o s t ip o s d e c á n c e r , e n f e r m e d a d e s c a r d io v a s c u la r e s y r e s p ir a t o -

Estrés

Sistem a h ip o /álam o hipófisis

ACTH

Cortis ol

A d re n a lin a

Figura 6.3. E l estrés activa al hipotálamo, que a su vez estimula a la hipófisis, la cual secreta hormona corticotrópica (ACTH) que activa las glándulas suprarrenales para liberar adrenalina y cortisol. La adrenalina produce aumento en la frecuencia y la fuerza del latido cardiaco y quema la reserva de glucosa en el hígado. E l cortisol afecta al corazón, el cerebro y aminora la percepción de dolor, mientras que disminuye la secreción de ACTH por la hipófisis mediante retroalimentación negativa | © Bsip - Archivo Digital.

r i a s . A s i m i s m o , e l e s t r é s p u e d e i n t e r f e r i r e n la s r e l a c i o n e s p e r s o n a l e s y e l f u n c i o n a m i e n t o f ís ic o y p s ic o ló g ic o , d is m in u y e la e n e r g ía , c a u s a ú lc e r a s , a le r g ia s , a s m a y o t r o s p a d e c i­ m ie n t o s . E s im p o r t a n t e c o n t r o la r e l e s tr é s c o m o p a r t e d e u n e s t ilo d e v id a s a lu d a b le p a r a e v it a r c o n s e c u e n c ia s n e g a t iv a s (v é a s e la f ig u r a 6 .3 ) .

6 .6 salud en el trabajo E n la v i d a a d u l t a , e l s e r h u m a n o o b t i e n e s u i n d e p e n d e n c i a e c o n ó m i c a d e b i d o a q u e a s u ­ m e u n r o l l a b o r a l m e n t e p r o d u c t i v o . D i s t i n t a s f o r m a s d e a c t i v i d a d l a b o r a l p r e d i s p o n e n la a p a r ic ió n d e a c c id e n t e s y e n fe r m e d a d e s . U n a c c id e n t e d e t r a b a jo es c u a lq u ie r le s ió n p r o d u c id a r e p e n t in a m e n t e a c a u s a d e , o d u r a n t e , la s a c t iv id a d e s la b o r a le s , i n c lu id a s a q u e lla s le s io n e s q u e p u d ie r a n p r e s e n t a r s e e n e l t r a s la d o d e l t r a b a ja d o r d e s d e s u d o m ic ilio h a c ia e l lu g a r d o n d e la b o r a . P o r e l c o n t r a r io , u n a e n f e r m e d a d d e t r a b a jo a p a re c e d e s p u é s d e u n a e x p o s ic ió n c o n t in u a a f a c t o r e s q u e a t e n t a n c o n t r a la s a l u d , e i m p l i c a u n a p é r d i d a d e f u n c i o n e s o a p t i t u d e s q u e i m p o s i b i l i t a a la p e r s o n a p a r a c u m p l i r c o n s u la b o r . D o s v a r i a b l e s q u e i n f l u y e n e n l a s a l u d e n e l t r a b a j o s o n : 1] e l t i e m p o d e e x p o s i c i ó n a u n f a c t o r d a ñ i n o y 2 ] la s m e d i d a s d e p r o t e c c i ó n u t i l i z a d a s .

cu

A D R O 6 .5

c l a s if ic a c ió n

Agentes físicos

D e FA c T O R E s D e RIE s G O E n E l T r a b a j o

E n M é x ic o

la m a y o r p a r t e d e l o s e m ­

p l e o s e j e r c i d o s p o r l a c la s e m e d i a c o n l l e v a la

E N E R G ÍA A C Ú S T IC A :

e x p o s ic ió n a

• Sonido

factores de riesgo

p o t e n c ia l­

m e n t e d a ñ in o s p a r a s u s a lu d . É s t o s d e n t ro

• Ruido

d e l a m b ie n t e la b o r a l se c la s if ic a n , s e g ú n s u E N E R G ÍA V IB R A T O R IA

n a t u r a le z a , e n f ís ic o s , q u ím ic o s , b io ló g ic o s E N E R G ÍA T É R M IC A :

y

• Calor

m e c á n ic o s . A lg u n o s

a u to re s

c o n s id e r a n

o t r o s f a c t o r e s , c o m o l o s e r g o n ó m i c o s y lo s

• Frío

p s ic o s o c ia le s . T o d o s s o n e s t u d ia d o s , r e c o ­

E N E R G ÍA L U M ÍN IC A

n o c id o s ,

E N E R G ÍA R A D IO A C T IV A :

e v a lu a d o s

y

c o n tr o la d o s

por

la

c ie n c ia q u e r e c ib e e l n o m b r e d e h ig ie n e i n ­

• Ionizante

d u s t r ia l (v é a s e e l c u a d r o 6 .5 ) .

•No ionizante E N E R G ÍA E L É C T R IC A P R E S IO N E S A N O R M A L E S :

6.6.1 Agentes físicos

• Hiperbárica • Hipobárica Agentes químicos

p o r su s EFEC To s EN e l o r g a n

C u a lq u ie r is

mo:

fo rm a

de

e n e rg ía

que

pueda

c o m p r o m e t e r la s a l u d d e l t r a b a j a d o r e s c o n ­

• Irritantes

s id e r a d a u n f a c t o r d e r ie s g o d e t ip o f ís ic o .

•Neumoconióticos • Tóxicos sistémicos

Energía acústica

•Anestésicos y narcóticos •Asfixiantes •Alergénicos p o r s u E S T A D O F ís ic o E N E L A m bi e n t e

• Sólidos • Polvos • Humos •Líquidos • Neblinas • Rocíos • Gases • Vapores • Gases Agentes biológicos

L o s d a ñ o s a l a s a l u d s e r e l a c i o n a n c o n la i n ­

:

t e n s i d a d d e l s o n i d o q u e , d e a c u e r d o a la s le y e s m e x ic a n a s , n o d e b e r e b a s a r lo s 9 0 d e c ib e le s ( d b ) p o r 8 h o r a s d e jo r n a d a la b o r a l. La

e x p o s ic ió n a c a n tid a d e s s u p e rio r e s d e

s o n id o c r ó n ic o

puede

p r o d u c ir

tra u m a

a u d it iv o

(s o r d e r a s p r o f e s io n a le s ) y

c io n e s n o

a lt e r a ­

a u d it iv a s p o r e s tré s , c o m o

au­

m e n t o d e l a p r e s i ó n a r t e r i a l y g a s t r it i s . L o s r u id o s e n tre 10 0 y

140 db so n so ­

p o r t a b le s ú n ic a m e n t e d u r a n t e b r e v e s p e ­ r io d o s y es im p o s ib le a lc a n z a r ta l m a g n it u d

Bacterias

d u r a n t e u n a c o n v e r s a c i ó n ; v . g r .: m a r t i l l a ­

Hongos

z o s s o b re a c e ro , m o t o r d e a v ió n y c e p illa ­

Parásitos

d o ra . L o s r u id o s e n tre 8 0 y 10 0 d b s o n m u y

Virus m o le s t o s y e q u iv a le n a m a n t e n e r u n a p lá ­

Agentes mecánicos

e stá tico s

:

• Estructuras • Materiales •Herramientas d in á m ic o s :

• Cualquier objeto en movimiento

t i c a a g r i t o s ; v . g r .: s i e r r a d e m a d e r a , p r e n s a d e t r o q u e la r e h ila t u r a d e a lg o d ó n . E n t r e 6 0 y 8 0 d b e l s o n id o es s o p o r t a b le p e r o r u i ­ d o s o ; v . g r .: e n c o n t r a r s e d e n t r o d e u n r e s ­ ta u ra n te b u llic io s o . U n a

c o n v e r s a c ió n e n

v o z a lta e q u iv a le a n iv e le s d e r u id o s

co­

r r ie n t e s q u e v a n d e 4 0 a 6 0 d b y se e n c u e n ­ t r a n e n a m b ie n t e s la b o r a le s c o m o g r a n d e s a lm a c e n e s , lo c a le s q u e c o lin d a n c a lle

t ra n s ita d a

y

donde

se

con u na

m a n t ie n e

la

ventana abierta, etcétera. Los ruidos de 20 a 40 db corresponden a una conversación con voz normal, a un despacho tranquilo y a un estudio de radiodifusión.

Energía vibratoria La vibración, considerada como el movimiento alrededor de una posición de referencia, se mide en Hertz (Hz). La exposición a vibraciones pequeñas (menores a 2 Hz) puede afectar el sistema vestibular, que controla el equilibrio; en este caso se presentan mareo y aluci­ naciones visuales en las que parece que un objeto se mueve. Vibraciones más intensas, producidas por máquinas y medios de transporte, pueden generar daños en la columna vertebral, principalmente en la porción inferior, y producir dolores crónicos. Ciertas m á­ quinas y herramientas vibratorias exponen al trabajador a lesiones osteoarticulares, tras­ tornos vasculares y alteraciones en la dilatación y contracción de las arterias (alteraciones vasomotoras). Los operadores de martillos hidroneumáticos sufren enfermedades y acci­ dentes por energía vibratoria.

Energía térmica La exposición a bajas temperaturas ambientales produce vasoconstricción , con la consi­ guiente disminución de la circulación y riesgo de congelación de partes extremas del cuerpo, como los dedos. Asimismo, favorece la movilización de grasas almacenadas en el cuerpo para obtener energía calorífica. Si la temperatura interna es menor a 28°C, se presenta muerte por fallo cardiaco. Los trabajadores de la fabricación o manipulación de hielo pueden presentar enfermedades por hipotermia. Por el contrario, la exposición a al­ tas temperaturas ambientales produce vasodilatación , aumentando la circulación san­ guínea periférica. Se activan las glándulas sudoríparas, favoreciendo un estado de deshidratación. También se pueden presentar trastornos sistémicos como el golpe de calor, un síndrome caracterizado por sensación de ardor, sudores, sed intensa, comezón, sueño agitado, cara hinchada e, incluso, la muerte. Los fundidores y sopladores de vidrio son susceptibles a estos males.

Energía lumínica Cuando la iluminación en el sitio de trabajo es adecuada, se evita la fatiga extrema, el do­ lor de cabeza, la irritación ocular y el cansancio visual. Alrededor de 5% de los accidentes laborales se relacionan con iluminación deficiente. La mayoría de los trabajadores ubica­ dos dentro de una oficina pueden verse afectados por la cantidad de energía lumínica, ya sea por exceso (pantalla de computadora) o carencia (focos mal distribuidos, escasa en­ trada de luz solar por ventanas).

Energía radioactiva Se refiere a la energía que se propaga por ondas electromagnéticas (radiación) y que libe­ ra, a su vez, partículas cargadas con energía cinética. Los rayos X, por ejemplo, pierden energía a través de la liberación de electrones. La energía radioactiva se divide en ionizan­

te y no ionizante, siendo la primera más peligrosa para la salud por su capacidad para producir cáncer. Otras manifestaciones de la exposición a radiaciones ionizantes son náuseas, vómito, pérdida del apetito, diarrea, deshidratación y lesiones hematológicas, como disminución de eritrocitos y plaquetas . Los técnicos y personal auxiliar en servi­ cios médicos de radiología están expuestos a energía radioactiva.

Energía eléctrica En el ámbito laboral produce, sobre todo, accidentes de trabajo. Las exposiciones a des­ cargas eléctricas de baja intensidad pueden generar paro cardiaco o arritmias , paro respiratorio y la muerte. Los accidentes por descargas de alta intensidad tienen efectos térmicos, es decir, quemaduras que pueden variar desde leves hasta llegar incluso a la car­ bonización , con destrucción profunda de músculos, nervios y huesos. Los electricistas están en mayor riesgo de accidente por descarga eléctrica.

Presiones anorm ales La exposición a presiones altas (hiperbarismo) puede generar dos tipos de accidentes: 1] mecánicos, como aumento de la presión en oídos con ruptura del tímpano, en senos paranasales y pulmones, y 2] por descompresión, cuando hay un cambio brusco de pre­ sión alta a baja, con form ación de burbujas de nitrógeno en el organismo, las cuales generalmente afectan el sistema locomotor, la piel, el sistema nervioso y el sistema respi­ ratorio. La exposición a presiones bajas (hipobarismo) produce efectos sobre el volumen de gas contenido en las diferentes cavidades del cuerpo humano. Las aeromozas y los buzos son los oficios con más riesgo a efectos por cambios de presión ambiental.

6.6.2 Agentes químicos Los agentes químicos, ya sean sólidos, líquidos o gases, poseen importancia en la exposi­ ción laboral debido los efectos que generan en el cuerpo humano.

Irritantes Causan una respuesta inflamatoria en la zona del cuerpo con la que entran en contacto. Principalmente atacan la piel, las mucosas, las estructuras externas del ojo y el sistema respiratorio. U n ejemplo claro es la dermatitis de contacto producida en las manos de los albañiles por contacto directo entre la piel y el cemento.

Neumoconióticos Son sustancias químicas sólidas que se depositan en los pulmones tras ser inhaladas y ge­ neran una reacción fibrótica en la cual el tejido pulmonar es sustituido por cicatriz. Los mineros inhalan de manera involuntaria polvos del ambiente interno del socavón; así, desarrollan prontamente una enfermedad pulmonar llamada neumoconiosis, que los in-

c a p a c it a p a r a t r a b a ja r . A m e d ia d o s d e l s i­ g lo p a s a d o

e n M é x i c o , la c a u s a m á s f r e ­

c u e n t e d e n e u m o c o n i o s i s f u e la e x p o s i c i ó n a l p o lv o d e lo z a (a s b e s to ) e n la in d u s t r ia d e la c e r á m i c a ( v é a s e la f i g u r a 6 . 4 ) .

Tóxicos sistémicos Figura 6.4. Fotografía de

S o n a q u e lla s s u s t a n c ia s q u ím ic a s q u e , i n ­

la colección del patólogo J.

d e p e n d ie n t e m e n t e d e la v ía d e e n t r a d a al

C. Wagner que muestra la o r g a n is m o , g e n e r a n e fe c to s s is t é m ic o s . P o r

sección del pulmón

lo g e n e r a l , s e c l a s i f i c a n s e g ú n e l ó r g a n o o s is te m a q u e m á s a fe c ta n . U n

e je m p lo

derecho, oscurecido por la inhalación de polvo de

de

carbón, de un paciente que

e llo s o n l o s p l a g u i c i d a s y f e r t i l i z a n t e s , q u e

padeció neumoconiosis |

p r in c ip a lm e n t e d a ñ a n e l s is te m a n e r v io s o

© Science & Society

d e lo s c a m p e s in o s q u e lo s m a n ip u la n .

Picture Library - Archivo Digital.

Anestésicos y narcóticos S o n s u s t a n c ia s q u e d e p r im e n e l

sistema nervioso central.

c a r p in t e r o s a lo s g a s e s p r o c e d e n t e s d e l

thinner y

L a e x p o s ic ió n d e p in t o r e s y

la s p i n t u r a s c o m e r c i a l e s p u e d e o c a s i o n a r

e f e c t o s s e d a n t e s , s o m n o l e n c i a , n á u s e a s , v ó m i t o , d i s m i n u c i ó n d e la m o t i l i d a d in t e s t in a l e in c lu s o a lt e r a c io n e s e n d o c r in a s .

Asfixiantes S o n s u s t a n c i a s q u e i m p i d e n la l l e g a d a d e l o x í g e n o i n h a l a d o a l o s d i f e r e n t e s t e j i d o s d e l c u e r p o h u m a n o . L o s t r a b a ja d o r e s d e la in d u s t r ia d e la v u lc a n iz a c ió n r e s p ir a n m o n ó x id o d e c a r b o n o , u n a s u s t a n c ia p r o d u c id a p o r la c o m b u s t ió n d e l h u le y q u e d e s p la z a e l o x íg e ­ n o d e la

hemoglobina e n

la s a n g r e . A s i m i s m o , c a b e c o n s i d e r a r l a e x p o s i c i ó n d e l o s t a x i s ­

ta s a c o n t a m in a n t e s a m b ie n t a le s d u r a n t e la r g a s j o r n a d a s d e t r a b a jo (v é a s e la f ig u r a 6 .5 ) .

El o x íg e n o y el d ió x id o d e c a r­ b o n o u n id o s a las m o léculas d e

El m o n ó x id o d e c a rb o n o se u n e fuertem en te a la h em o g lo b in a

Figura 6.5.El monóxido de carbono se une a la hemoglobina de los eritrocitos al inhalarlo, y desplaza tanto al oxígeno como al dióxido de carbono | © Visuals Unlimited - Archivo Digital.

El o x íg e n o y el d ió x id o d e c a rb o n o son d e s p la ­ z a d o s p o r el m o n ó x id o d e c a rb o n o y, p o r lo ta n ­ to, y a n o son tra n s p o rta d o s p o r la h em o g lo b in a

Alergénicos Estos agentes no afectan a todos los trabajadores que se exponen a ellos, sino sólo a quie­ nes desarrollan hipersensibilidad. Por ejemplo, los recolectores de algodón pueden pro­ ducir alergia a las fibras orgánicas y al polen.

Cancerígenos Son sustancias que favorecen la aparición de cáncer al alterar la estructura celular. Los trabajadores de la petroquímica y refinerías están expuestos al benceno, sustancia quími­ ca que predispone la aparición de cáncer en la sangre, es decir, leucemia.

6.6.3 Agentes biológicos Los veterinarios, trabajadores agrícolas, ganaderos y personal sanitario se encuentran en riesgo de infección laboral por bacterias. Los lavaplatos y panaderos fácilmente contraen infecciones por hongos; los jardineros, por exposición a abonos, y los laboratoristas, de­ bido al m anejo de muestras fecales, con frecuencia presentan infecciones por parásitos. Por último, los criadores de aves, taxidermistas y empleados de zoológicos son suscepti­ bles a contraer enfermedades virales.

6.6.4 Agentes mecánicos Los agentes estáticos de riesgo amenazan prácticamente todos los oficios, pues se refieren a los objetos inanimados que permanecen en un lugar. Por ejemplo: pisos, paredes, esca­ leras, puertas, ventanas, etcétera. Los agentes mecánicos de tipo dinámico afectan al trabajador a causa de su movi­ miento implícito. Las secretarias, que deben teclear continuamente la máquina de escri­ bir o computadora, sufren una alteración referente al movimiento de la muñeca llamado síndrome del túnel del carpo. De igual forma, los tenistas pueden dañarse el codo, enti­ dad clínica que precisamente recibe el nombre coloquial de “codo de tenista”. Este tipo de factores de riesgo también comprenden a los trabajadores que utilizan herramientas y maquinarias con poleas, rodillos, bandas, etcétera.

6.6.5 Control de exposición a riesgos laborales El control de la exposición a riesgos laborales es una responsabilidad compartida entre el Estado, el patrón y el trabajador. El primero tiene la obligación de reglamentar las condi­ ciones ambientales en las que labora un empleado, con el fin de exponerlo en la menor medida posible a factores de riesgo inherentes a su oficio. Actualmente, los derechos del trabajador están legislados en la Constitución Política d e los Estados Unidos M exicanos a través de la Ley F ederal d e Trabajo, la cual debería ser revisada y actualizada con frecuen­ cia de acuerdo a los datos que arrojan los avances tecnológicos y científicos. Por su parte, el emplea tiene la obligación de acatar dicha legislación y mantenerse informado sobre sus actualizaciones. Y, finalmente, el trabajador debe aplicar las medidas preventivas pro­

porcionadas por el empleador, por ejemplo el uso de cascos, guantes, anteojos, etcétera. Sólo mediante la interacción de estos tres niveles en la organización laboral será posible reducir al mínimo el riesgo que normalmente corren los trabajadores mexicanos de las clases sociales media y baja, aunque los de clase alta tampoco se encuentran exentos de varios factores de riesgo laboral.

6.7 p RINCIpALES CAÜSAS DE Mo RBILIDAD Y Mo RTALIDAD EN LA VIDA ADULTA En la etapa que comprende desde los 15 hasta los 65 años, las enfermedades cronicodegenerativas ocupan los primeros lugares como causa de mortalidad. Las dos primeras son la diabetes mellitus y la cirrosis hepática. Ambas producen 14.5% y 9.8% de las muertes, respectivamente. Padecimientos renales, como nefritis y nefrosis, representan 2.1% y las enfermedades hipertensivas 1.5%. Las enfermedades isquémicas del corazón, como in­ fartos, representan la tercera causa de muerte en estas edades, con un porcentaje del 7.2. Las cerebrovasculares, como infartos y hemorragias en el cerebro, causan 3.4% de las de­ funciones. Éstos son padecimientos agudos generalmente originados por enfermedades cronicodegenerativas. Otras causas de fallecimiento, menos frecuentes pero no menos importantes, son las neoplasias. Entre ellas se encuentran el cáncer de mama, cuello del útero, tráquea, bronquios y pulmón, estómago, hígado y las leucemias. Resulta alarmante que numerosos decesos correspondan a traumas ocasionados por accidentes de tránsito, con un porcentaje de 6.7, siendo así la cuarta causa de muerte, además de agresiones (ho­ micidios) con 4.7% y lesiones autoinfligidas (suicidios) con un 2.1% de incidencia.

VEJEZ

TEMA

7 © Latin Stock México.

L

a vejez es el último periodo de la vida. En él, nuevamente se modifican las condiciones sociales y familiares del ser humano, los problemas de salud aumentan en frecuencia y

severidad, y el acercamiento paulatino e irreversible hacia la muerte se hace evidente.

7.1 ENVEJECiMiENTO Y VEJEZ El envejecimiento y la vejez son términos independientes. Mientras que el primero se re­ fiere al proceso de crecimiento, desarrollo y maduración que comienza en el momento del nacimiento y culmina con la muerte, el segundo señala la etapa final del ciclo de la vi­ da que, según acuerdos de convencionalismo social, se inicia a los 60 años de edad. El envejecimiento puede ser estudiado bajo diversas perspectivas: • Cronológica: mide el tiempo transcurrido desde el nacimiento hasta el momento actual. Es la manera más común de calificar el envejecimiento; sin embargo, resulta importante considerar que no es la edad, sino el estilo de vida, lo que determina este proceso.

• Biológica: entiende al organismo en distintos niveles (molecular, celular, tisular y orgá­ nico; véase el tema 2), de tal forma que cada órgano y función del cuerpo humano envejece a distintas velocidades. Mientras algunas estructuras se conservan, otras pre­ sentan cambios. • Psíquica: se basa en la diferencia que existe entre jóvenes y viejos en relación a la m ane­ ra de pensar, las capacidades, la personalidad y los afectos. Estos cambios dependen de cada persona y de su historia. En los ancianos es común que los eventos concurrentes en esta etapa (como la jubilación, la pérdida de seres queridos y el cambio en el papel social) modifiquen su manera de ser, pensar y comportarse. • Social: se refiere al papel que ejerce una persona en la sociedad. En diversas regiones del mundo, los ancianos son admirados, se les respeta e involucra activamente en la toma de decisiones. Por el contrario, en la cultura mexicana sobresale la tendencia a subesti­ marlos y aislarlos. • Funcional: resulta de la interacción de los factores anteriores y se refiere a qué tanto pue­ de un anciano satisfacer sus necesidades por sí mismo, independientemente de que presente o no enfermedades. El estilo de vida es uno de los elementos que más influyen en el envejecimiento. Está de­ terminado por la manera en que cada persona cuida su salud, qué come, sus hábitos higié­ nicos, su manera de descansar y divertirse, el consumo de alcohol, tabaco y otras sustancias, etcétera. Es el factor más importante para mantener el organismo saludable y con un fun­ cionamiento adecuado, lo cual posibilita una buena calidad de vida durante la vejez (véase el apartado 6.5.1).

7.1.1 Gerontología y geriatría Estos términos también se diferencian entre sí. La gerontología (del griego geronto, anciano, y logos, tratado) es el estudio de la vejez, es decir, el conjunto de conocimientos del enveje­ cimiento en su totalidad. Por lo tanto, la gerontología abarca las aportaciones de todas las disciplinas científicas, filosóficas, artísticas, etcétera, sobre el envejecimiento. La geriatría (del griego geron, vejez, y tria, curación) es la rama de la medicina que estudia los aspectos fisiológicos y las enfermedades de la vejez; forma parte de la geronto­ logía. Com o especialista en medicina, el geriatra no sólo debe tener conocimientos biomédicos, sino sólidas bases gerontológicas.

7.2 A S p E d o S SociALES Y DEMo GRÁF íc o S DE LA VEJEZ Existe una tendencia mundial al envejecimiento de la población. La disminución de la fe­

cundidad y el aumento de la esperanza de vida conllevan que el número de personas mayores de 60 años también aumente. Este cambio se debe en gran parte a los adelantos de la ciencia que permiten prevenir y combatir algunas enfermedades, alargando así el tiempo de vida (véase el apartado 1.4). Según el Conteo de Población y Vivienda 2005, realizado por el Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (i n e g i ), en México viven aproximadamente 8.5 m i­ llones de hombres y mujeres de 60 años y más. Esto significa que 7.6% de todos los m exi­ canos son adultos mayores. Dentro de este grupo de edad, por cada 100 mujeres hay 87 hombres; las mujeres tienen mayor esperanza de vida (78.2 años) en comparación con

los hombres (73.7 años), aunque se desconocen las causas específicas de este fenómeno. El 49% de los ancianos mexicanos vive en zonas urbanas, mientras que el resto lo hace en áreas rurales. Las implicaciones del envejecimiento de la población son diversas. Por ejemplo, m ien­ tras más ancianos hay en el país, se requieren mayores servicios de salud, asistencia y protección social; por cuestiones voluntarias, de salud o incluso por obligación, la parti­ cipación en el mundo laboral tiende a disminuir con la edad, lo que impacta no sólo en el rubro económico de la sociedad, sino también en el individuo y su familia. El término “viejismo” hace referencia a la manera social en que se percibe el enveje­ cimiento. Desde esta perspectiva, se piensa que la vejez es una etapa de decadencia física y mental en la que un viejo es alguien con discapacidad, inútil, inflexible, una carga para la familia y la sociedad. Resulta tan común esta noción de la vejez que incluso los ancianos se apropian de ella; la asumen, se resignan, se vuelven apáticos y terminan por negarse la oportunidad de superar las condiciones adversas a las que se enfrentan. Los ancianos mexicanos carecen de un papel social; no se espera nada de ellos. Por ello, es importante aclarar algunos mitos sobre la vejez: • “Ser anciano significa estar enfermo”: el estado de salud del ser humano en la vejez de­ pende del estilo de vida y los cuidados que se llevaron desde la infancia, por lo que un anciano puede considerarse sano o enfermo. • “Los ancianos no aprenden y no pueden cambiar”: la agilidad y velocidad de las funcio­ nes intelectuales disminuye, pero no desaparece. Un anciano puede tardar más en aprender o hacerlo de manera distinta que cuando era joven, pero jamás se pierde esa capacidad. • “Los ancianos son menos activos sexualmente”: la sexualidad es una característica que acompaña al ser humano a lo largo de toda su vida. Factores culturales y ciertos pade­ cimientos físicos pueden afectar esta función, pero ello no elimina el deseo y la afecti­ vidad, simplemente los modifica. • “Los ancianos son una carga para la sociedad”: colaborar con la familia y la sociedad no implica necesariamente tener un trabajo con retribución económ ica; existen múltiples labores en las cuales coopera el anciano. • “El proceso de envejecimiento siempre es el m ism o”: existen diferentes formas de en­ vejecer. Cuando los cambios son esperados por el desgaste natural del organismo, se trata de un envejecimiento normal; pero cuando se asocia a enfermedades crónicas y a un estilo de vida dañino, el envejecimiento es acelerado o patológico.

7.3 SALUD Y ENFERMEDAD EN LA VEJEZ Durante la etapa de la vejez ocurren múltiples cambios en todos los niveles del organis­ mo, hecho que influye en la aparición de algunas enfermedades y que, también, dificulta la diferenciación entre lo norm al y lo patológico. Con frecuencia se asume que un ancia­ no presenta una molestia determinada “porque está viejo”, cuando en realidad presenta una enfermedad que amerita atención médica, la cual puede m ejorar significativamente su calidad de vida. La carencia de seguridad social y de una pensión que garantice una vi­ da digna desde que se llega a la vejez hasta el día de la muerte, favorece esta m inimización de la sintomatología senil en la población mexicana. Entre las transformaciones funcionales, algunas de las cuales pueden ser confundidas con enfermedades y a la inversa, se encuentran:

• A parien cia: la nariz y las orejas aumentan de tamaño; la piel se torna áspera, menos re­ sistente y aparecen arrugas y manchas de color oscuro; cambia el color del cabello, se hace más delgado y en ocasiones puede caerse; en orejas, nariz y barbilla aparecen vellos gruesos; la estatura disminuye a causa de modificaciones a nivel de los cuerpos vertebrales. En general, de los 60 a los 70 años se presenta un incremento de la grasa corporal, para disminuir gradualmente a partir de los 70 años; después de los 80 es común observar ancianos con peso normal o bajo.

• C am bios en el s is te m a n erv io so c en tra l: modificaciones en los músculos y el sentido del equilibrio ocasionan que los ancianos caminen con mayor lentitud, encorvados y moviendo menos los brazos; que les cueste más trabajo sujetar objetos, levantarse de la cama o la silla, y que, en general, sus movimientos sean más cautelosos. Es frecuente que la memoria reciente se vea afectada y que el anciano recuerde notablemente suce­ sos que ocurrieron en el pasado. También puede suceder que se le dificulte desarrollar varias tareas a la vez.

• D ism inución d e la elasticidad de los tejidos: la acumulación de colágeno y la calcifica­ ción de la elastina deterioran la movilidad y la fuerza; los huesos se hacen frágiles y las articulaciones rígidas; el cerebro empequeñece, los vasos que lo irrigan se endurecen y las neuronas sufren atrofia ; sin embargo, esto no implica una afección cognoscitiva .

• D ism inución de la agudeza visual: se reduce la capacidad de adaptar la visión a la oscu­ ridad y la producción de lágrimas; se hace más lenta la percepción de los objetos en movimiento.

• D ism inución de la capacidad auditiva (presbiacusia): pérdida progresiva de la capacidad para oír altas frecuencias.

• M odificaciones en el sentido del gusto: aumenta la percepción de lo amargo y disminuye la cantidad de saliva; sumado a la pérdida de piezas dentales y alteraciones en el olfato, estos cambios provocan variaciones en las preferencias alimentarias.

• C am bios en la percepción del tacto: se perciben menos el calor, el frío, la presión, el dolor y el contacto; al cuerpo le resulta más difícil regular su temperatura.

• A um ento en la rigidez de la p a red torácica: disminuye la fuerza de los músculos involu­ crados en la respiración y la capacidad elástica de los pulmones. Por ello, los ancianos presentan con frecuencia enfermedades respiratorias.

• D ism inución en la producción y secreción de in su lin a : puede derivar en diabetes mellitus.

• C am bios en los riñones: complicaciones en la distribución de agua y electrolitos , por lo que los ancianos son más propensos a deshidratarse.

• A lteraciones en el hígado: dificultad para metabolizar los fármacos. Los ancianos requie­ ren dosis ajustadas de acuerdo al estado funcional de su hígado.

• M odificaciones en el estado an ím ico: a lo largo de la vejez se viven múltiples pérdidas y procesos difíciles, como la muerte del cónyuge y la viudez. Este evento es uno de los más importantes en el terreno afectivo. Los cambios biológicos por envejecimiento pueden ser modificados o compensados con ejercicio físico periódico y una alimentación baja en grasas y rica en antioxidantes y fibra, que incluya también la ingesta de suficiente agua. Sin embargo, finalmente las en­ fermedades derivan en la pérdida del funcionamiento sistémico y disminuyen la calidad de vida del anciano. Un adulto mayor es considerado sano cuando se mantiene funcional en los aspectos físico, mental y social, aun si presenta algún padecimiento crónico bajo control. La salud, su cultivo, su deterioro o pérdida están ligados a la vida social, los ries­ gos y retos ambientales, los alimentos consumidos, la vida productiva, la distribución

desigual de los recursos económicos y, consecuentemente, al espacio que habitan los in ­ dividuos y las comunidades.

7.4.

e n f e r m e d a d e s c r o n ic o d e g e n e r a t iv a s

Las enfermedades cronicodegenerativas son aquellas que evolucionan a lo largo de un perio­ do prolongado y producen la pérdida progresiva de la normalidad funcional de un indi­ viduo; no tienen cura y avanzan hasta que la persona muere. Por lo general, estas enfermedades no producen manifestaciones clínicas que perm i­ tan su diagnóstico en etapas iniciales, lo cual genera retraso en su tratamiento y control. Estos problemas de salud son más frecuentes conforme avanza la edad y su coexistencia potencia el daño. En la vejez, las enfermedades crónicas tienen repercusiones en la fun­ cionalidad física, mental y social. Pueden evitarse, diferirse o controlarse; la m ejor m ane­ ra de prevenirlas es mantener un estilo de vida saludable.

7.4.1 Diabetes mellitus El término diabetes mellitus (d m ) corresponde al síndrome caracterizado por un me­ tabolismo alterado y altos niveles sanguíneos de glucosa . La d m se debe a la disminu­ ción de la producción de una horm ona denominada insulina o a una alteración de su efecto sistémico, que eventualmente provocan un aumento anormal de la cantidad de glucosa en sangre (hiperglucemia). La insulina se produce en el páncreas y su función principal es permitir la entrada de glucosa a las células (véase el apartado 2.5.5). Existen diversos tipos de d m dependiendo de la causa que genere la alteración en el funcionamiento de la insulina, pero las más frecuentes son la d m tipo 1 y la tipo 2. La primera también se conoce como diabetes juvenil y tiene un origen autoinmune . La se­ gunda es mucho más común, afecta principalmente a pacientes adultos y su origen es multifactorial, es decir, en su aparición influyen muchas variables, tales como una dieta abundante en carbohidratos , sedentarismo, antecedentes familiares de la enfermedad, obesidad, etcétera (véase el cuadro 7.1). La d m tipo 2 es uno de los padecimientos más frecuentes en la población mexicana. Representa la primera causa de mortalidad en M éxi­ co; uno de cada cinco ancianos experimenta esta alteración. Mientras que muchos pacientes con d m tipo 2 presentan manifestaciones clínicas co­ mo aumento del hambre, la sed, la cantidad de orina y la frecuencia de micción, muchos otros se mantienen asintomáticos durante la etapa inicial de la enfermedad, sobre todo las personas obesas. Es frecuente que las primeras manifestaciones que conducen al diag-

CUADRO 7.1 FACTORES DE RIESGO PARA DIABETES MELLITUS Edad > 45 años Antecedentes familiares Obesidad Sedentarismo Diabetes durante el embarazo o parto de un recién nacido con peso > 4 kg

nóstico de diabetes se deban a complicaciones, clasificadas, según el tiempo de evolución, en agudas y crónicas. Las complicaciones agudas de la DM tipo 2 se presentan de manera relativamente súbita, razón por la cual comprometen la supervivencia del paciente. Producen niveles bajos de glucosa en sangre (hipoglucemia) o trastornos generados a partir de una hiperglucemia significativa. Estos últimos son especialmente graves, pues su mortalidad alcan­ za hasta un 50% . Las complicaciones crónicas de la DM afectan diversos órganos, como corazón, riño­ nes, ojos, sistema nervioso periférico y la circulación de miembros inferiores y superio­ res. Para ninguna de ellas existe curación y en su mayoría tienen consecuencias trágicas, como infartos cardiacos, insuficiencia renal, ceguera y pie diabético , entre otros (véanse el cuadro 7.2 y la figura 7.1). El principal pilar del tratamiento de la DM es la dieta; sin embargo, más del 50% de los pacientes fracasan en su seguimiento. Debe disminuir el consumo de carbohidratos y

CUADRO 7.2 COMPLICACIONES CRÓNICAS DE LA DIABETES MELLITUS Enfermedad vascular cerebral Cataratas y ceguera Infartos cardiacos Insuficiencia renal Pie diabético Disfunción eréctil

Figura 7.1. La aterosclerosis es una complicación de la diabetes mellitus que puede producir infartos cardiacos (si afecta a las arterias coronarias) o cerebrales (si atañe a las arterias del encéfalo). Se caracteriza por la acumulación de lípidos en la pared interna de las arterias lo que dificulta o impide elflujo sanguíneo. E l dibujo (a) ilustra la obstrucción de la circulación en un corte longitudinal, mientras que la fotografía microscópica (b ) muestra un corte transversal de una arteria cuya luz está obstruida aproximadamente en dos terceras partes | © a] Bsip- Archivo Digital; b] Visuals Unlimited - Archivo Digital.

colesterol y aumentar la proporción de fibra. Además de las medidas nutricionales, el tratamiento puede incluir inyecciones de insulina o dosis de tabletas que modifican el funcionamiento de esta hormona. Para evitar esta enfermedad se recomienda ejercicio físico, mantener un peso adecua­ do y una dieta baja en grasas y carbohidratos, rica en verduras.

7.4.2 Hipertensión arterial sistémica La presión arterial se produce a partir de la contracción de los ventrículos . Para fines clínicos, se mide durante la sístole y la diástole del ciclo cardiaco (véase el apartado 2.1). La presión sistólica norm al debe ser de 100 a 120 milímetros de mercurio (mmHg), y la diastólica de 60 a 80 mmHg. El diagnóstico de hipertensión arterial sistémica (HAS) procede cuando una persona presenta en más de tres ocasiones una presión sistólica igual o mayor a 140 mm H g o una presión diastólica igual o mayor a 90 mmHg. En caso de encontrar cifras intermedias entre la normalidad y la hipertensión, el individuo es considerado prehipertenso, de modo que deberá iniciar medidas terapéuticas no farma­ cológicas, como una dieta baja en sal, ejercicio, evitar la obesidad, etcétera. La HAS se clasifica en primaria y secundaria, según su etiología . La primera se refiere a todos los casos en los que la causa de la hipertensión se m antiene indefinida. La segun­ da, a las escasas ocasiones en las que se puede determinar una causa específica de la h i­ pertensión; por ejemplo, secundaria a enfermedad renal o a alguna alteración horm o­ nal. La HAS primaria es mucho más frecuente que la secundaria y, en México, corresponde a la gran mayoría de los casos, por lo que, en adelante, sólo se hará referen­ cia a ella. En los adultos mayores, la HAS constituye un problema de salud pública, ya que se pre­ senta en más del 50% de ellos. Desafortunadamente, sólo uno de cada tres hipertensos es diagnosticado a tiempo; los otros dos conocen la existencia de su enfermedad hasta que presentan alguna complicación. Al igual que la diabetes mellitus, la HAS puede mantenerse asintomática en etapas ini­ ciales de la enfermedad, e incluso puede conservarse así por muchos años. El síntoma más frecuente de la hipertensión es el dolor de cabeza, que es bastante inespecífico y po­ cas veces favorece la búsqueda de atención médica. Asimismo, el paciente puede experi­ mentar chillido en los oídos, visión de puntos luminosos, mareo y percepción de palpita­ ciones en la nuca o el pecho. Los factores de riesgo para desarrollar HAS son sobrepeso, tabaquismo, alcoholismo, ingesta abundante de sal, dieta rica en grasas saturadas, mínim a o nula actividad física, antecedentes familiares de la enfermedad y estilo de vida agitado con preocupaciones constantes (véase el cuadro 7.3). Las complicaciones agudas de la HAS comprenden sangrado nasal difícilmente con­ trolable, hemorragia ocular, infarto cardiaco, hemorragia cerebral y edema pulmonar, entre otras. Las complicaciones crónicas afectan diversos órganos como ojos, riñones y corazón (véase el cuadro 7.4). Es común que un mismo individuo simultáneamente pa­ dezca diabetes mellitus e hipertensión, causa de que las complicaciones crónicas se po­ tencien dado que, en su mayoría, afectan a los mismos órganos. El tratamiento de la HAS incide en una m odificación general en el estilo de vida. En primer lugar, la dieta deberá incluir un alto contenido en frutas, verduras, alimentos bajos en grasas y poca sal. Asimismo, el paciente hipertenso deberá bajar de peso en caso nece­ sario, eliminar el consumo de alcohol y tabaco, y realizar ejercicio aeróbico bajo consejo

cu ad ro 7.4 com plicaciones c r ó n ic a s DE LA HIpERTENSIó N ARTERIAL

CUADRO 7.3 FACTORES DE RIESGO PARA HIPERTENSIÓN ARTERIAL Edad > 55 años

Enfermedad vascular cerebral

Antecedentes familiares

Ceguera

Diabetes mellitus

Infartos cardiacos

Obesidad

Insuficiencia renal

Sedentarismo

Insuficiencia cardiaca

Tabaquismo y alcoholismo

Demencia

Nota: Al comparar los factores de riesgo y las complicaciones para diabetes mellitus e hipertensión arterial, resulta evidente que una afecta a la otra y, por lo tanto, padecer ambas aumenta significativamente el riesgo de sufrir las complicaciones mencionadas.

m é d ic o . E x is t e n d iv e r s o s m e d ic a m e n t o s p a r a e l c o n t r o l d e la p r e s ió n a r t e r ia l; s in e m b a r ­ g o , d e b e r á n s e r m a n e j a d o s e n c o n j u n t o c o n la s m e d i d a s g e n e r a le s . P a r a p r e v e n ir la a p a r i c i ó n d e h i p e r t e n s i ó n h a y q u e v i g i l a r p e r ió d ic a m e n t e la p r e s ió n a r t e r ia l, c o n t r o la r e l p e s o c o r p o r a l, r e a liz a r e je r c ic io f ís ic o , d is m in u ir e l c o n s u m o d e s a l y g r a s a s , y e lim in a r lo s h á b it o s d e c o n s u m o d e a lc o h o l y ta b a c o .

7.4.3 cáncer T a m b ié n d e n o m in a d o n e o p la s ia o t u m o r m a lig n o , e l c á n c e r es u n a e n f e r m e d a d c a r a c t e ­ r i z a d a p o r e l c r e c i m i e n t o e x c e s iv o y d e s o r d e n a d o d e u n g r u p o d e c é l u l a s q u e p i e r d e n s u s c a p a c id a d e s f u n c io n a le s . E n c o n s e c u e n c ia , e l h u é s p e d p r e s e n t a u n a s e r ie d e f e n ó m e n o s a d v e r s o s , d e s e n c a d e n a d o s p o r e l c r e c im ie n t o m a s iv o d e l t u m o r , la in v a s ió n a t e jid o s v e c i­ n o s o la s

metástasis .

E s t a s ú lt im a s o c u r r e n c u a n d o u n a s c u a n t a s c é lu la s c a n c e r o s a s se

d e s p r e n d e n d e l t u m o r o r ig in a l y , a t r a v é s d e lo s t o r r e n t e s s a n g u ín e o y lin f á t ic o , a lc a n z a n u n o o v a r i o s ó r g a n o s d i s t i n t o s a a q u e l d o n d e c o m e n z ó e l c á n c e r . G e n e r a l m e n t e , la p r e ­ s e n c ia d e m e t á s t a s is a n u n c ia q u e la e n f e r m e d a d s e e n c u e n t r a e n u n

e s t a d io t a r d ío y

c o m p lic a e l p r o n ó s t ic o . A c t u a l m e n t e , e l c á n c e r r e p r e s e n t a u n a d e la s c i n c o p r i n c i p a l e s c a u s a s d e m u e r t e a n i ­ v e l n a c io n a l. S u s in t o m a t o lo g ía s u e le s e r in e s p e c íf ic a , p o r lo c u a l e s im p o r t a n t e p r e s t a r a t e n c i ó n a l a p é r d i d a d e p e s o a p e s a r d e q u e s e ll e v e u n a d i e t a a d e c u a d a , d i s m i n u c i ó n d e l a p e t ito y m a le s t a r g e n e r a l. E n t r e lo s f a c t o r e s d e r ie s g o p a r a d e s a r r o lla r e s ta e n f e r m e d a d se e n c u e n t r a n e d a d a v a n z a d a , a n te c e d e n te s fa m ilia r e s d e t u m o r e s m a lig n o s , e x p o s ic ió n a a lg u n o s e le m e n t o s a m b ie n t a le s c o m o e l s o l y o t r o s a s o c ia d o s a l e s t ilo d e v id a , c o m o e l u s o d e ta b a c o y a lc o h o l, y u n a m a la a lim e n t a c ió n . E l c á n c e r p u e d e d e s a r r o lla r s e e n c u a lq u ie r ó r g a n o . S in e m b a r g o , lo s s it io s d o n d e a p a ­ r e c e c o n m a y o r f r e c u e n c ia s o n p ie l, e s tó m a g o y p u lm ó n . E n lo s h o m b r e s e s m u y c o m ú n e l c á n c e r d e p r ó s t a t a , m i e n t r a s q u e e n la s m u j e r e s u s u a l m e n t e s e p r e s e n t a e n e l c u e l l o u t e ­ r i n o y la s m a m a s . E l c á n c e r d e p r ó s t a t a e s la s e g u n d a c a u s a d e m u e r t e p o r t u m o r e s m a lig n o s e n h o m ­ b r e s m e x ic a n o s . C e r c a d e u n o d e c a d a c in c o h o m b r e s p r e s e n t a r ie s g o d e c á n c e r d e p r ó s ­ ta ta . M á s d e 7 5 % d e lo s n u e v o s c a s o s d ia g n o s t ic a d o s s e p r e s e n t a n e n h o m b r e s m a y o r e s d e 6 5 a ñ o s . P a r a d e t e c t a r o p o r t u n a m e n t e e ste t ip o d e c á n c e r , e l h o m b r e d e b e s o m e t e r s e a u n a e x p l o r a c i ó n p r o s t á t i c a v í a r e c t a l y a la c u a n t i f i c a c i ó n d e u n a s u s t a n c i a e n la s a n g r e lla m a d a a n t íg e n o p r o s t á t ic o .

E l c á n c e r c e r v ic o u t e r in o es la p r in c ip a l c a u s a d e m u e r t e p o r t u m o r e s m a lig n o s e n m u je r e s m e x ic a n a s . C u a n d o u n a m u j e r se in f e c t a c o n c ie r t o s t ip o s d e v i r u s d e l p a p i­ lo m a

( VPH) y

hum ano

m ie n to , se d e s a r r o lla n en el

epitelio

no

r e c ib e

tra ta ­

c é lu la s a n o r m a le s

d e l c u e llo u t e r in o , la s c u a le s

p r e c e d e n a la a p a r i c i ó n d e l c á n c e r . E l p r o ­ ce so

VPH

d e e v o lu c ió n

e n t r e la i n f e c c i ó n

por

y e l d e s a r r o llo d e la n e o p la s ia g e n e ­

ra lm e n t e

ta rd a

v a r io s

a ñ o s,

aunque

en

a lg u n o s c a s o s p u e d e s u c e d e r e n t a n s ó lo 12 m e se s. L a p ru e b a d e

papanicolau , t a m ­

b ié n c o n o c id a c o m o c it o lo g ía v a g in a l, p u e ­

Figura 7.2. Fotografía microscópica de una citología exfoliativa cervicovaginal,

de

ayudar

a

d e te cta r

c a m b io s

c e lu la r e s

(papanicolau) estudio que permite identificar la condición hormonal de la

s o s p e c h o s o s e n e l c u e llo d e l ú te r o a n te s d e

mujer, la presencia de infecciones vaginales y cambios celulares por presencia del

que

virus del papilom a humano ( VPH) | © Andrés Eliú Castell Rodríguez y Enrique

a p a r t a d o 1 .2 , e l c u a d r o 5 .3 y l a f i g u r a 7 . 2 ) .

Agustín Sampedro Carrillo.

se

c o n v ie r t a n

en

cán cer

(v é a n se

el

E l r ie s g o d e c á n c e r d e m a m a , e l s e g u n ­ d o t ip o d e t u m o r m a lig n o m á s fr e c u e n te e n la s m u j e r e s m e x i c a n a s , a u m e n t a p r o p o r c i o n a l m e n t e c o n l a e d a d . A f e c t a a u n a d e c a d a o c h o m u je r e s y s u s c a u s a s s o n d e s c o n o c id a s . S in e m b a r g o , h a y f a c t o r e s d e r ie s g o b ie n i d e n t i f i c a d o s , t a le s c o m o s o b r e p e s o , t e r a p i a s d e r e e m p l a z o h o r m o n a l , u s o d e p a s t i l l a s a n ­ t ic o n c e p t iv a s , c o n s u m o d e a lc o h o l, a u s e n c ia d e h ijo s o t e n e r e l p r im e r o d e s p u é s d e lo s 35 a ñ o s , t e n e r m a m a s d e n s a s y f a c t o r e s h e r e d i t a r i o s . L a m a y o r í a d e la s v e c e s s e d e t e c t a a t r a ­ v é s d e la p a l p a c i ó n d e u n a t u m o r a c i ó n m a m a r i a , c a m b i o s e n e l t a m a ñ o y f o r m a d e l s e n o o s e c r e c io n e s p o r e l p e z ó n . E l a u t o e x a m e n m e n s u a l y la

mamografía a n u a l

a p a r t i r d e lo s

4 0 a ñ o s a y u d a n a d ia g n o s t ic a r lo t e m p r a n a m e n t e .

7.4.4 osteoporosis E s u n p a d e c im ie n t o e n e l q u e d is m in u y e la m a s a d e lo s h u e s o s ; p r o v o c a q u e s e d e b ilit e n y a u m e n t a la p o s ib ilid a d d e s u f r ir f r a c t u r a s . S e d ic e q u e e s u n a e n f e r m e d a d “ s ile n c io s a ” p o r q u e e l d e sg a ste d e l h u e s o o c u r r e s in m a n if e s t a c io n e s c lín ic a s . A l ig u a l q u e la p ie l, la m a y o r p a r te d e l h u e s o s e f o r m a a n te s d e l n a c im ie n t o , p e r o es r e n o v a d o c o n t i n u a m e n t e a lo l a r g o d e l a v i d a . E l t e j i d o ó s e o n u n c a s e e n c u e n t r a e n r e ­ p o s o s i n o q u e c o n s t a n t e m e n t e s e r e n u e v a . A u n l o s h u e s o s l a r g o s , q u e a l l l e g a r a la e d a d a d u lta h a n a d q u ir id o s u f o r m a y t a m a ñ o d e f in it iv o s , s o n c o n t in u a m e n t e r e m o d e la d o s ; el h u e s o v ie jo e s s u s t it u id o p o r h u e s o n u e v o . E s t e r e m o d e la m ie n t o p e r m it e q u e e l t e jid o ó s e o c o n s t it u y a u n a r e s e r v a c o n t in u a d e l c a lc io q u e e l o r g a n is m o n e c e s it a p a r a o t r a s f u n ­ c i o n e s , c o m o l a c o n t r a c c i ó n m u s c u l a r y l a t r a n s m i s i ó n d e s e ñ a l e s d e n t r o d e la s c é l u l a s . L a o s t e o p o r o s is o c u r r e c u a n d o e l c u e r p o n o p u e d e r e e m p la z a r e l h u e s o a la m is m a v e lo c id a d q u e lo a b s o r b e . H a s t a lo s 3 0 a ñ o s e l c u e r p o f a b r ic a s u f ic ie n t e h u e s o p a r a r e e m ­ p la z a r e l q u e s e r e a b s o r b e . L a m a y o r c a n t id a d d e m a s a ó s e a se lo g r a e n tr e lo s 3 0 y 3 5 a ñ o s y , p o s t e r io r m e n t e , c o m ie n z a a d e s c e n d e r . D e s p u é s d e la m e n o p a u s ia , la v e lo c id a d d e p é r d i d a ó s e a e n la s m u j e r e s s e a c e l e r a p o r q u e l a d i s m i n u c i ó n d e

estrógenos

r a l e n t i z a la

r e p o s ic ió n d e h u e s o . U n a d e c a d a t re s m u je r e s d e 6 0 a 7 0 a ñ o s p a d e c e o s t e o p o r o s is y , d e s ­ p u é s d e lo s 8 0 a ñ o s , la e s ta d ís t ic a a s c ie n d e a 7 0 % . E n e l h o m b r e la f r e c u e n c ia es m e n o r ,

aunque depende de los factores de riesgo asociados, como el bajo consumo de calcio durante la adolescencia y la etapa adulta, inactividad física, tabaquismo, alcoholis­ mo, ingesta abundante de bebidas con ca­ feína, desnutrición o delgadez excesiva (véase la figura 7.3). Para evitar la osteoporosis se deben consumir alimentos ricos en calcio y an­ tioxidantes (véase el cuadro 4.3), realizar ejercicio a diario, evitar la delgadez excesi­ va, mantenerse en el peso normal, eliminar el consumo de tabaco y alcohol, e ingerir un gramo de calcio diariamente a partir de los 45 años.

7.4.5 Enfermedad vascular cerebral La enfermedad vascular cerebral (e v c ) también está incluida entre las cinco cau­ sas de muerte más frecuentes de los adul­ tos mayores de 65 años. Se trata de un pa­ decimiento caracterizado por la súbita .

.

.

aparición de déficit neurológico, secunda­ r

0

Figura 7.3.Osteoporosis en una mujer de 89 años de edad. Se observa un hueso con baja densidad ósea, que debilita sus propiedades mecánicas (rigidez) y arquitectónicas (estructura) | © Visuals Unlimited - Archivo Digital.

rio a una alteración en la circulación cere­ bral. La EVC se divide en isquémica, donde se obstruye la circulación (infarto por trombo o embolia), y hemorrágica. Tiene una enorme trascendencia debido a las importantes secuelas que produce, pues comúnmente lleva a la dependencia de un cuidador que auxilie al enfermo en los actos elementales de la vida. Se presenta con mayor frecuencia en los hombres que en las mujeres. En su fase aguda se denomina accidente vascular cerebral o apoplejía. Las manifesta­ ciones de daño neurológico dependen de la zona del cerebro que se comprometa, por lo cual, son muy variadas. Sólo en la minoría de los casos en que el accidente vascular se limita y controla a tiempo, los pacientes pueden recuperar de manera considerable sus funciones neurológicas. Por lo general, las secuelas comprom eten su independencia y conducen a una fase crónica en la cual el tratamiento con rehabilitación es de suma importancia. Las enfermedades cardiacas, hipertensión arterial sistémica, diabetes mellitus, niveles altos de colesterol, antecedentes familiares de la enfermedad, tabaquismo y el abuso exce­ sivo de alcohol son factores de riesgo de la EVC . El sedentarismo y la obesidad por sí solos no producen la enfermedad, pero cuando se encuentran asociados a uno o más factores, aumentan el riesgo.

7.4.6 Demencia La demencia es un síndrome que se caracteriza por la pérdida de habilidades cognosciti­ vas y emocionales de suficiente severidad para interferir con el funcionamiento social,

o c u p a c io n a l o a m b o s . E s c o m ú n q u e se a s o c ie c o n e l e n v e je c im ie n t o ; d e a h í q u e se h a b le d e d e m e n c ia s e n il y se h a g a h in c a p ié e n q u e a m a y o r e d a d la p e r s o n a p r e s e n t a m a y o r d e ­ t e r io r o . S in e m b a r g o , n o t o d o s lo s a d u lt o s m a y o r e s , p o r e l s im p le h e c h o d e s e r a n c ia n o s , s u f r e n d e m e n c ia . S e e s t im a q u e e n M é x ic o a p e n a s 6 % d e lo s a d u lt o s m a y o r e s p a d e c e a l­ g ú n t i p o d e d e m e n c i a . A l o s 6 5 a ñ o s , a l r e d e d o r d e 1 % d e la p o b l a c i ó n l a p r e s e n t a , e s t a d í s ­ t i c a q u e s e d u p l i c a c a d a 5 a ñ o s , p o r lo q u e a l o s 8 0 c e r c a d e l 3 0 %

d e lo s a n c ia n o s se v e

a fe c ta d o . L a d e m e n c i a n o e s u n d i a g n ó s t i c o c o m o t a l; e n r e a l i d a d e x i s t e n m á s d e 7 0 c a u s a s q u e o c a s io n a n e ste s ín d r o m e . P u e d e p r o d u c ir s e d e b id o a p r o c e s o s n e u r o d e g e n e r a t iv o s , c o m o la e n f e r m e d a d d e A l z h e i m e r , p e r o t a m b i é n p o r e n f e r m e d a d v a s c u l a r c e r e b r a l ( d e m e n c i a v a s c u la r ) , in f e c c io n e s , d e f ic ie n c ia s n u t r ic io n a le s ( v it a m in a B 1 y B 1 2 ) y o t r a s m á s . L a d e m e n c i a d e g e n e r a t i v a d e t i p o A l z h e i m e r s u e l e t e n e r u n a e v o l u c i ó n le n t a , c o n u n in i c i o p o c o c la r o , y se d e s a r r o lla e n t re s e t a p a s b a s a d a s e n la m a n if e s t a c ió n d e lo s s ín t o ­ m a s : le v e , m o d e r a d a y g r a v e . A u n q u e n o s e c o n o c e la c a u s a d e l A l z h e i m e r , e s i m p o r t a n t e c o n s id e r a r la p r e s e n c ia d e lo s s ig u ie n t e s f a c t o r e s : e d a d a v a n z a d a , a n t e c e d e n t e s f a m ilia r e s d e e s t e t i p o d e d e m e n c i a , b a j a e s c o l a r i d a d , e n f e r m e d a d v a s c u l a r c e r e b r a l , d ia b e t e s m e l l i t u s , a lt o s n i v e l e s d e c o l e s t e r o l e n s a n g r e , t a b a q u i s m o y o b e s i d a d . T a m b i é n s e h a n i d e n t i ­ fic a d o r ie s g o s d e u n b a jo c o e f ic ie n t e in t e le c t u a l y c a p a c id a d lin g ü ís t ic a , a s í c o m o e s c a s o s l a z o s s o c i a l e s . C u a n d o la d e m e n c i a e s d e o r i g e n v a s c u l a r , s u a p a r i c i ó n p u e d e s e r b r u s c a y e l d e t e r io r o p a u la t in o . L a s in t o m a t o lo g ía m á s f r e c u e n t e d e la d e m e n c ia a b a r c a p é r d id a d e m e m o r ia a c o r to p la z o , d e s o r ie n t a c ió n e n e s p a c io y t ie m p o , c a m b io s in t e n s o s d e p e r s o n a lid a d , d if ic u lt a d e s e n e l r a z o n a m ie n t o y a p r e n d iz a je , a s í c o m o a lt e r a c io n e s d e l le n g u a je y d e l c o m p o r t a ­ m i e n t o . T a m b i é n e x is t e l a p o s i b i l i d a d d e q u e s e p r e s e n t e n e s t a d o s d e c o n f u s i ó n a g u d o s q u e se c o n o c e n c o m o

delirium.

E n e l l o s , la p e r s o n a e s i n c a p a z d e p e n s a r c o n la r a p i d e z ,

c l a r i d a d y c o h e r e n c i a a c o s t u m b r a d a s . E n la m a y o r í a d e l o s c a s o s , e l

delirium

es c o n s e ­

c u e n c ia d e lo s e fe c to s d ir e c t o s d e u n a e n f e r m e d a d , d e l c o n s u m o o s o b r e d o s is d e c ie r t o s m e d ic a m e n t o s , la e x p o s ic ió n a t ó x ic o s , e n tr e o t r o s . E l in ic io s u e le s e r b r u s c o y s u d u r a ­ c i ó n e s v a r i a b l e ; p o r lo g e n e r a l e s b r e v e y r e v e r s i b l e a l d e s a p a r e c e r o c o n t r o l a r l a c a u s a q u e lo p r o v o c ó . E n l a a c t u a l i d a d e x is t e u n g r a n i n t e r é s e n d e t e c t a r p r o b l e m a s d e m e m o r i a e n l a p o ­ b l a c ió n a d u lt a , p u e s e x is t e n p e r s o n a s q u e r e p o r t a n o lv id o s q u e n o n e c e s a r ia m e n t e e v o lu ­ c io n a n a u n a d e m e n c ia , p e r o q u e es im p o r t a n t e id e n t if ic a r d e m a n e r a t e m p r a n a . L a s d e m e n c ia s n o p u e d e n p r e v e n ir s e , a u n q u e s í es p o s ib le r e t r a s a r s u a p a r ic ió n . P o r e s o , es r e c o m e n d a b l e q u e la s p e r s o n a s a d u l t a s s e m a n t e n g a n a c t i v a s y e s t i m u l a d a s m e n t a l y e m o c i o n a l m e n t e . D e d i c a r v a r i a s h o r a s a l d í a s ó l o a v e r t e l e v i s i ó n e s u n e j e m p l o d e lo s f a c t o r e s q u e f a v o r e c e n la d e c l i n a c i ó n d e la s f u n c i o n e s c o g n o s c i t i v a s . D e l a m i s m a m a n e r a , n o e x is t e u n t r a t a m i e n t o c u r a t i v o p a r a la s d e m e n c i a s , p e r o e s p o s ib le c o n t r o la r la s y r e t a r d a r e l d e t e r io r o . E l m é d ic o e s tá c a p a c it a d o p a r a h a c e r e l d ia g ­ n ó s t ic o d if e r e n c ia l y d e t e r m in a r e l t r a t a m ie n t o in d ic a d o p a r a c a d a p a c ie n t e , p u e s n o t o ­ d a s la s d e m e n c ia s n i t o d o s lo s e n f e r m o s s e n ile s p u e d e n t r a t a r s e d e m a n e r a e s t a n d a r iz a d a . E n g e r ia t r ía , lo s m é d ic o s d e b e n e le g ir d e m a n e r a i n d i v i d u a l (o s e a , c o n a t e n c ió n e s p e c ia ­ liz a d a p a r a c a d a p a c ie n t e ) e l t r a t a m ie n t o in d ic a d o . C o m o se e x p lic a r á m á s a d e la n t e , lo s a n c i a n o s s u f r e n d e p o l i f a r m a c i a y s u s ó r g a n o s y a n o f u n c i o n a n d e m a n e r a ó p t i m a , p o r lo q u e e l f á r m a c o y la s d o s i s d e b e n c u i d a r s e d e m a n e r a m e t i c u l o s a . E n t r e m á s r á p i d o s e h a ­ g a e l d ia g n ó s t ic o , m á s o p o r t u n a m e n t e s e p o d r á in t e r v e n ir , lo q u e a p o r t a r á b e n e f ic io s p a ­ r a e l p a c ie n t e , la f a m ilia y s u e n t o r n o .

7.4.7 otras enfermedades de la vejez Inmovilidad Es la incapacidad para desplazarse; dificulta la posibilidad de desempeñar labores cotidia­ nas y genera falta de autonomía. Se debe a múltiples factores, desde la presencia de enfer­ medades hasta la carencia de condiciones físicas elementales en el lugar donde habita el anciano, como la ausencia de barandales, la presencia de escalones altos, etcétera. Sus con­ secuencias son graves, pues aíslan al anciano, lo hacen dependiente y deterioran sus capa­ cidades físicas y mentales y, como resultado, se afecta su estado de ánimo.

Úlceras p o r presión Son lesiones en la piel generadas por la compresión prolongada de una parte del cuerpo contra una superficie; se presentan con frecuencia en personas con inmovilidad, como quienes se mantienen permanentemente en cama, y son causa de dolor y complicaciones como infecciones graves.

Constipación o estreñimiento Es consecuencia tanto de los cambios en el aparato digestivo como en los hábitos alimenta­ rios. Por ello, es de gran importancia la ingesta abundante de líquidos, el consumo de frutas y verduras, y prestar atención a los problemas de masticación y cambios en el gusto.

Incontinencia El envejecimiento no causa incontinencia, pero sí los cambios anatómicos y funcionales que se presentan en esta etapa, debido a que provocan un efecto negativo en la salud físi­ ca y mental. Existen múltiples tratamientos para combatirla.

Pérdida de equilibrio y caídas De igual manera, se producen como consecuencia de los cambios biológicos propios de la vejez, así como por enfermedades. Ocurren con gran frecuencia y, dada la fragilidad de los huesos afectados por osteoporosis, suelen complicarse con fracturas, además de traer como consecuencia la inmovilidad. La gran mayoría de las caídas ocurre en el interior del hogar, por lo que es necesario limitar los obstáculos y facilitar el desplazamiento del anciano con bastones, barandales, rampas, etcétera, dependiendo de cada caso.

7.5 a u to m e d ic a c ió n y p o lif a r m a c ia Los ancianos tienen predisposición a ingerir gran cantidad de medicamentos. General­ mente los utilizan para aliviar dolores graves, problemas de memoria, trastornos del sue­ ño, por dependencia psicológica o por prescripción médica debido a que padecen diversas

e n f e r m e d a d e s . A l a i n g e s t a d e m á s d e t r e s m e d i c a m e n t o s e n f o r m a c r ó n i c a s e le l l a m a p o l i f a r m a c i a , la c u a l f a v o r e c e la a p a r i c i ó n d e r e a c c i o n e s a d v e r s a s y , c o n s e c u e n t e m e n t e , l a i n ­ d i c a c i ó n d e m á s t r a t a m i e n t o s . G e n e r a l m e n t e , la s m e d i c i n a s n o s o n p r e s c r i t a s p o r e l m é d i ­ c o , s in o

re co m en d a d a s

por

f a m ilia r e s , a m is t a d e s ,

e m p le a d o s

de

f a rm a c ia s

o

t ie n d a s

n a t u r is t a s ; e s d e c ir , s o n a u t o a d m in is t r a d a s . L a a u t o a d m in is t r a c ió n d e m e d ic a m e n t o s p u e ­ d e p e r j u d i c a r g r a v e m e n t e la s a l u d y d e b e e v it a r s e .

7.6 EL ANciAN o Y LA FAMILIA L a f a m i l i a e s u n a d e la s i n s t i t u c i o n e s m á s a n t i g u a s y c o m p l e j a s d e l a o r g a n i z a c i ó n s o c i a l ; es la u n id a d b á s ic a d e la s o c ie d a d y s u f u n c ió n m á s im p o r t a n t e es c r e a r e l a m b ie n t e ó p t i­ m o p a r a q u e e l in d iv id u o se d e s a r r o lle d e m a n e r a a d e c u a d a . Id e a lm e n t e , fa v o r e c e la s o ­ c ia liz a c ió n e n tre s u s m ie m b r o s , p r o p o r c io n a p r o te c c ió n , a fe c to , s e g u rid a d e c o n ó m ic a y e s t a b l e c e l a s c o n d i c i o n e s a d e c u a d a s p a r a la r e p r o d u c c i ó n d e l g é n e r o h u m a n o . L a f u n c i ó n f a m i lia r d e lo s a b u e lo s e s m a n t e n e r e l la z o q u e u n e d is t in t a s g e n e r a c io n e s ; p e r m i t e n la s u p e r v i v e n c i a h i s t ó r i c a y c u l t u r a l . D e e l l o s s e a p r e n d e a v a l o r a r la v i d a y a c o n f r o n t a r la m u e r t e . L a f a m ilia , a c a m b io , es s u fu e n t e h a b it u a l d e a y u d a y a p o y o e n tre s a s p e c t o s t r a d i c i o n a l e s : 1] e c o n ó m i c o , d e m a n e r a c o n t i n u a o s ó l o e n s i t u a c i o n e s d e u r ­ g e n c ia ; 2 ] c u id a d o s , e n c a s o d e e n f e r m e d a d o s a lu d p r e c a r ia ; y 3] e m o c io n a l, a l b r in d a r e s tim a , a fe c to y g ra tif ic a c ió n . L o s a n c i a n o s n e c e s i t a n s e n t i r s e p r o t e g i d o s . S e h a o b s e r v a d o q u e , c u a n d o la s p e r s o n a s p e r m a n e c e n e n s u h o g a r y r e c ib e n a p o y o y a fe c to d e la f a m ilia , m e jo r a s u c a lid a d d e v id a y p r e s e n t a n m a y o re s p o s ib ilid a d e s d e p e r m a n e c e r c o n b u e n a s a lu d e n c o m p a r a c ió n c o n q u ie n e s v iv e n e n in s t it u c io n e s c o m o r e s id e n c ia s , c a s a s h o g a r o a s ilo s . E n e s to s lu g a r e s se in c r e m e n t a n lo s p r o b le m a s d e s a lu d , p u e s e l a n c ia n o es p r o p e n s o a p a d e c e r d e p r e s ió n y c o r r e m a y o r r ie s g o d e p e r d e r s u f u n c io n a l id a d . D e s g r a c i a d a m e n t e , n o t o d a s l a s f a m i l i a s o f r e c e n la s c o n d i c i o n e s id e a l e s p a r a d a r c o n ­ t e n c i ó n a s u s m i e m b r o s a n c i a n o s . S ó l o la s f a m i l i a s f u n c i o n a l e s p r o p o r c i o n a n l o s a p o y o s s u f ic ie n t e s q u e lo s a n c ia n o s r e q u ie r e n p a r a e n v e je c e r d e m a n e r a s a lu d a b le .

7.6.1 cuidados que requiere un anciano enfermo o discapacitado E n u n a f a m i l i a , s i e m p r e e x is t e u n a p e r s o n a q u e a b s o r b e l a m a y o r c a r g a , e n t i e m p o o e s ­ f u e r z o , d e l c u i d a d o d e l a n c i a n o e n f e r m o ; s e le c o n o c e c o m o c u i d a d o r p r i m a r i o . S i n e m ­ b a r g o , e s o n o s ig n if ic a q u e lo s d e m á s f a m ilia r e s n o p r o p o r c io n e n a lg ú n t ip o d e a p o y o o a y u d a , ta n to a s u f a m ilia r e n fe r m o , c o m o a q u ie n a s u m e e l p a p e l d e c u id a d o r p r im a r io . C u a n d o e l e n f e r m o d e p e n d e e n s u t o t a lid a d d e u n c u id a d o r se d e b e n e v it a r d o s r ie s ­ g o s im p o r t a n t e s : e l c o la p s o o a g o b io d e l c u id a d o r y q u e e l a n c ia n o s u f r a a b u s o o m a l ­ tra to . C u id a r a u n

e n fe rm o

e s u n a ta re a a rd u a , e s p e c ia lm e n t e c u a n d o

la p e r s o n a es

d e p e n d ie n t e y s u fr e u n t r a s t o r n o m e n t a l. E l c u id a d o r p u e d e s e n t ir s e a g o ta d o , im p o t e n ­ te y f r u s t r a d o , y s u e n o j o p u e d e l l e v a r l o a u n a s i t u a c i ó n d e v i o l e n c i a h a c i a e l a n c i a n o . E l a b u s o y m a l t r a t o a l a n c ia n o e s m á s f r e c u e n t e d e lo q u e s o c ia l m e n t e se i m a g in a . S e p r e ­ s e n t a s i n r e s p e t a r c la s e s o c io e c o n ó m ic a o n iv e l e d u c a t iv o . E l m a l t r a t o p u e d e s u c e d e r e n e l h o g a r , d o n d e s u e l e s e r m á s h a b i t u a l , o e n la s i n s t i t u c i o n e s . E l a b u s o o m a l t r a t o p u e d e s e r f ís ic o , p s ic o ló g ic o , e c o n ó m ic o , p o r n e g lig e n c ia , p o r v io la c ió n d e s u s d e r e c h o s o p o r a d m in is t r a c ió n d e m e d ic a m e n t o s . G e n e r a lm e n t e , lo s tip o s d e m a ltr a to m á s f re c u e n te s s o n e l p s ic o ló g ic o ( in s u lt o s , a m e n a z a s , d e s p r e c io s , h u m illa c io n e s y e x c lu s io n e s u o m i­

siones intencionadas) y el económ ico (privar al adulto mayor de dinero, utilizar sin autorización sus bienes, ocultárselos o apropiarse de ellos). Cuanta más dependencia física o psíquica presente el afectado, más probable es que se abuse de él y de manera más frecuente.

7.7

Mu e r t e

y

DUELo

Desde la antigüedad, el interés por comprender el misterio de la muerte ha sido una pre­ ocupación constante del hombre. Los avances científicos y tecnológicos han modificado las condiciones en las que fallecen los seres humanos. Cada vez es más común que el pro­ ceso se prolongue y la defunción ocurra en hospitales o unidades de cuidados intensivos, donde el individuo se encuentra aislado de sus familiares, rodeado de aparatos, entubado y atendido con los recursos que la tecnología aporta.

7.7.1 Tanatología y cuidados paliativos La tanatología (del griego thanatos, muerte, y logos, tratado) es la ciencia que estudia to­ dos los aspectos relacionados con la muerte: cómo prepararse para morir, el proceso de la muerte, el duelo, la muerte en las diferentes culturas, las formas de morir (intempesti­ vas, esperadas), el trato hacia los enfermos terminales, los casos de suicidio, así como los estados depresivos causados por la muerte de una persona cercana. El tanatólogo inter­ viene para auxiliar a los moribundos y a sus familias en el fin del ciclo vital y les propor­ ciona una m ejor calidad de vida en esta etapa. Los cuidados paliativos consideran al ser humano de manera integral, es decir, desde el punto de vista de sus necesidades biológicas, psicológicas, sociales y espirituales. Esto sig­ nifica que el sufrimiento puede obedecer a muchas causas. Los cuidados paliativos procu­ ran la atención activa y total de los pacientes para aliviar el dolor y otros síntomas (v. gr.: dificultad para respirar, náuseas, etcétera) y para dar solución a problemas ambientales, emocionales y espirituales. Los cuidados paliativos buscan mejorar la calidad de vida del paciente que en breve morirá para que viva lo más activa y dignamente posible hasta su muerte. Además, ayudan a la familia a aceptar la enfermedad de su ser querido y su duelo.

7.7.2 El proceso de duelo El duelo (del latín dolus, dolor) es el proceso mediante el cual se acepta la muerte. Psico­ lógicamente, se considera como la reacción natural ante la pérdida de una persona o un suceso significativo. Según el especialista español Marcos Gómez Sancho, en el duelo in­ tervienen componentes físicos, psicológicos y sociales, con intensidad y duración pro­ porcional a la dimensión y el significado de la pérdida. Este proceso toma diferentes matices con el tiempo. La doctora Elisabeth KüblerRoss, fundadora de la tanatología moderna, reconoce cinco fases del duelo: 1] N egación: en esta etapa no se acepta la idea de que la persona murió o va a morir. 2] Ira o enojo: existe molestia y la persona se pregunta: “¿Por qué a m í?” Se manifiesta con agresiones verbales a quienes la rodean, temor ante la toma de decisiones y respecto al futuro inmediato.

3] N egociación: se adopta un comportamiento diferente y se anhela un poco más de tiempo de vida. Aparece el arrepentimiento y se busca que algo “milagroso” suceda. Para ello se ofrece un sacrificio, algo a cambio. 4] Depresión: la persona suele alejarse de la gente y de todo tipo de actividad. Experimen­ ta sentimientos de desamparo, pérdida de la esperanza, impotencia, tristeza, decep­ ción y soledad. 5] A ceptación: en esta etapa, a la que no necesariamente llegan todas las personas en pro­ ceso de duelo, se acepta la realidad de la pérdida, se deja de idealizar a la persona falle­ cida y se comienzan nuevos planes con vistas al futuro. El duelo es un proceso normal para el ser humano, pero existen casos extremos en los que puede llegar a requerirse ayuda profesional. Ante la desaparición y pérdida de una persona querida es necesario trabajar en el significado del duelo, como consecuencia del impacto que tiene para los familiares.

7.8 pRINcipALES cAUSAS DE Mo RTALIDAD EN LA VEJEZ En 2003, las primeras cinco causas de muerte en mayores de 60 años fueron: enfermeda­ des del corazón, diabetes mellitus, enfermedad cerebrovascular, enfermedad pulmonar obstructiva crónica ( e p o c ) y cirrosis hepática. Dichas causas representaron 48% de todas las defunciones, mientras que los tipos de cáncer más frecuentes correspondieron al 7% del total.

GLOSARIO [En el texto estas palabras se indican en azul]

Ablactación: sustitución de la alimentación del seno materno por

Agentes oxidantes: desechos químicos provenientes del funcio­

una dieta blanda, donde la leche deja de ser el alimento más

namiento celular, involucrados en el proceso de envejeci­

importante.

miento. También conocidos como radicales libres. Son muy

Ácaro: arácnido muy pequeño de 0.1 hasta 2 mm. Parásito de ani­ males y plantas de respiración traqueal; algunos pueden cau­ sar enfermedades.

Ácido araquidónico: molécula orgánica que forma parte de las grasas o lípidos.

Ácidos biliares: contenidos en la bilis, una sustancia secretada

inestables y, por lo tanto, muy reactivos; dañan a las células.

Aldosterona: hormona derivada del colesterol, producida por las glándulas suprarrenales; regula el equilibrio de sal y agua en el cuerpo.

Amenorrea: supresión del flujo menstrual; puede anteceder o se­ guir a algún trastorno.

por el hígado y vertida al intestino por la vesícula biliar, dism i­

Amilasa: enzima secretada por las glándulas salivales y el pán­

nuyen la tensión superficial del quimo, emulsionan las grasas,

creas; acelera reacciones químicas en los carbohidratos para

facilitan la acción de la lipasa y previenen la putrefacción intestinal. Son necesarios para la absorción de grasas y vita­ minas liposolubles.

Ácidos grasos: compuestos orgánicos que forman lípidos. Los ácidos grasos esenciales son aquellos que no sintetiza el cuer­ po humano, pero que resultan necesarios para el funciona­ miento celular; se obtienen a partir de la dieta.

form ar azúcares simples.

Aminoácido: compuesto orgánico que forma proteínas. ||Esen­ ciales: son aquellos que el organismo no puede sintetizar, por lo que deben obtenerse de la dieta.

Anabolismo: proceso del metabolismo que convierte las sustan­ cias complejas en simples.

Analgésicos: medicamentos que calman o elim inan el dolor.

Ácidos nucleicos: macromoléculas formadas por la repetición de

Anatomía: ciencia que estudia la estructura del cuerpo humano.

nucleótidos, unidos mediante enlaces fosfodiéster. Existen

Andrógeno: cualquier hormona esteroidea con efectos masculi-

dos tipos: ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribo­ nucleico).

Actina: proteína que forma parte, principalm ente, de las células musculares. Es indispensable para su contracción y actúa en sintonía con la miosina.

Adrenalina: hormona secretada por las glándulas suprarrenales, prepara al organismo ante situaciones de alerta.

nizantes.

Androstenediona: andrógeno elaborado por las glándulas supra­ rrenales, los ovarios y los testículos; precursor de la testosterona; también puede transformarse en estrógeno.

Anemia: empobrecimiento de la sangre por dism inución de la cantidad total o parcial de hemoglobina.

Aneuploidía: se refiere al cambio en el número de cromosomas,

Aeróbico: organismo que requiere oxígeno para sobrevivir;

puede dar lugar a enfermedades genéticas. Ejem plo de lo an­

proceso fisiológico que requiere de oxígeno para llevarse a

terior son las monosomías (síndrome de Turner 45X0) y las

cabo.

Agentes antioxidantes: moléculas capaces de retardar o prevenir la producción de radicales libres, que dañan las células.

trisom ías (síndrome de Down 47 XX/XY +21).

Antibióticos: sustancias antimicrobianas que matan bacterias. Pueden ser de origen bacteriano, m icótico o sintético.

Anticuerpos: proteínas formadas por el sistema inmunológico.

Bacterias: organismos constituidos por una célula sin núcleo y

Tienen la finalidad de defender al cuerpo humano ante sustan­

una pared celular pequeña. D e acuerdo con su form a se clasi­

cias extrañas que pueden dañar la salud.

fican en cocos, bacilos y espirilos.

Antígeno: m olécula capaz de desencadenar una respuesta inmunológica con la form ación de anticuerpos.

Barrera hematoencefálica: capa firm e de células localizada entre los vasos sanguíneos y el cerebro con función protectora; co n­

Antihistamínico: sustancia que contrarresta los efectos de la his-

trola el intercam bio de sustancias, perm itiendo el paso de

tam ina; frecuentemente utilizado para m erm ar las reacciones

m oléculas benéficas (v.g.: nutrientes y oxígeno) e impidiendo

alérgicas.

el de sustancias nocivas (v.g.: tóxicos y microorganism os).

Antirretrovirales: m edicam entos para el tratam iento de infec­

Bomba Na/K: m ecanism o de transporte activo de iones de sodio

ciones por un tipo de virus cuyo genom a está conform ado

(Na) desde el interior de la célula hasta el espacio extracelular,

por ARN (retrovirus com o el VIH, causante del sida); teórica­

con transporte simultáneo de iones de potasio (K) en sentido

mente, impiden la reproducción del virus.

inverso.

Antropometría: estudio de las proporciones y medidas del cuer­ Calcificación: proceso que se produce en el curso de la osifi­

po humano.

Apnea: falta, suspensión o incapacidad para respirar.

cación; degeneración de un tejido orgánico por depósito de

Apoplejía: supresión brusca y más o m enos com pleta de todas las

sales de calcio.

funciones cerebrales, pero con conservación de la función

Capilar: tipo de vasos sanguíneos más pequeño; está conform ado

cardiaca y la respiración; es producida por diversas causas, es­

por una sola capa de células, lo que perm ite el intercam bio de

pecialmente por infarto o hemorragia cerebral.

m oléculas entre la sangre y el líquido del espacio intersticial.

Arco reflejo: trayecto que realiza un impulso nervioso a lo largo de dos o más neuronas con el fin de generar una respuesta

Cápside: cubierta proteica de los virus, que envuelve y protege el ácido nucleico que contienen (ADN o ARN).

Caracteres sexuales: características anatóm icas y fisiológicas

ante un estímulo.

Arritmias: alteraciones del ritm o cardiaco que pueden impedir que el corazón bom bee la sangre de m anera adecuada.

Arterias: conductos encargados de distribuir la sangre a todo el

que distinguen a un ser hum ano com o hom bre o mujer.

||

Primarios: órganos sexuales form ados durante las primeras semanas del embarazo; están determinados desde la concep­

||Se­

organismo, desde el corazón hacia las demás partes del cuerpo;

ción p o r la conform ación crom osóm ica (X X o X Y ).

tienen una capa de músculo liso en su pared, con la cual regu­

cundarios: características físicas que diferencian al hom bre

||Coriónicas: arterias que

de la m ujer a partir de la pubertad, m om ento en el que las

lan la presión interior del conducto.

se encuentran en la placenta; son ramificaciones de las dos ar­

funciones com unes de todos los niños se desempatan; distri­

terias umbilicales que transportan sangre fetal desoxigenada.

bución del vello facial y corporal, ton o de voz, m asa m uscu­

Asfixia: supresión respiratoria por cualquier causa que se opone al intercam bio gaseoso pulm onar entre la sangre y el medio ambiente.

lar, estatura, distribución de grasa, desarrollo de glándulas m amarias.

Carbohidratos: moléculas orgánicas compuestas por carbono,

Aterosclerosis: se caracteriza por la form ación de placas de atero-

hidrógeno y oxígeno. Son solubles en agua y se clasifican de

mas (depósito de grasas o lípidos) en la pared interna de las

acuerdo con la cantidad de carbonos o por las estructuras

arterias.

submoleculares que tienen adheridas (grupos funcionales).

Atrofia: dism inución de volumen y peso de un órgano por defec­ to de nutrición, o reducción del tam año de la célula, tejido u órgano de origen patológico.

Autoestima: valoración o percepción em ocional profunda que cada uno tiene de sí m ismo, ya sea positiva o negativa; actitud

Son la form a biológica prim aria de almacenam iento y consu­ m o de energía.

Carbonización: conversión de una m ateria orgánica en carbón. Carcinógeno: sustancia que provoca o induce el desarrollo de cáncer.

evaluativa generalizada hacia uno m ism o que afecta el hum or

Cardias: orificio que com unica el esófago con el estómago.

y el comportamiento.

Cariotipo: imagen de los crom osom as de un individuo. Se obtie­

Autoinmune: condición en la cual ciertos tejidos de un individuo son afectados por el propio sistema inm unológico.

Autosomas: crom osom as no sexuales, numerados del 1 al 22 de los 23 pares de crom osom as totales del humano.

Avitaminosis: térm ino general para las manifestaciones debidas a la carencia o deficiencia de una o varias vitaminas.

ne por m icrofotografía de una célula som ática en estado de mitosis.

Cartílago: tejido conectivo de sostén, no vascularizado, constitui­ do por distintas células y fibras. Se localiza sobre todo en arti­ culaciones, tórax y diversos conductos rígidos, com o laringe, tráquea, nariz y orejas.

Catarata: alteración del lente del ojo (cristalino) que se caracteri­

Coenzima: tipo de cofactor que interviene en la reacción química

za por la pérdida progresiva de su transparencia. Puede ser

realizada por una enzima. A diferencia de ésta, una coenzima

causada por traumatismo, edad o ser congénita, así como por

se m odifica o consume durante la reacción química y, por lo

diabetes m ellitus descontrolada.

tanto, se agota.

Catecolaminas: nombre genérico de las aminas derivadas del cate-

Cofactor: componente no proteico necesario para la acción de

col o 1,2-bencenodiol. Las más importantes son los siguientes

una enzima. Realiza una de tres funciones: 1] altera la velo­

neurotransmisores: adrenalina, noradrenalina y dopamina.

cidad de la reacción quím ica que realiza una enzima sin in ­

Cauterizar: quemar para detener hemorragias; convertir tejidos

tervenir en la misma, 2] une el sustrato con la enzima, o 3]

orgánicos por quemadura en una costra de tejido muerto

estabiliza a la proteína enzimática para que ésta tenga poten­

llamada escara.

Células polimorfonucleares: células sanguíneas que pertenecen al conjunto de glóbulos blancos; también se les conoce como granulocitos; existen tres tipos: neutrófilos, eosinófilos y basófilos.

Célula somática: todas las células del cuerpo humano, excepto las

cial catalítico.

Colágeno: principal constituyente orgánico del tejido conectivo y de la sustancia orgánica de los huesos y cartílagos.

Colesterol: sustancia grasa que se encuentra en forma natural en todas las células del organismo; es utilizada para formar teji­

sexuales (ovocitos en las mujeres y espermatozoides en los

dos, sintetizar hormonas y absorber alimentos; en exceso, au­

hombres); son diploides y se reproducen por mitosis.

menta el riesgo de padecer infartos cardiacos, hipertensión

Cepa: grupo de organismos cuya ascendencia es conocida, es de­ cir, que están emparentados entre sí. Linaje, estirpe.

Cérvix: cuello uterino; porción más estrecha e inferior del útero

arterial, diabetes m ellitus y cálculos en la vesícula biliar.

Concentración osmótica: característica de una solución referen­ te al número de partículas (solutos) disueltas en un líquido

que se encuentra en el segmento superior de la vagina; cons­

(solvente), denominada osmolaridad. Cuando dos soluciones

tituye una fracción del canal del parto que se dilata para per­

se encuentran separadas por una membrana permeable o se­

m itir el nacimiento del bebé.

mipermeable, la diferencia de concentración osmótica per­

Cianosis: coloración azul o lívida de la piel y las mucosas debida a la oxigenación insuficiente de la sangre.

mite la difusión de partículas de un lado a otro para igualar la osmolaridad de ambas soluciones. Este tipo de transporte se

Ciclo cardiaco: secuencia de eventos que ocurren en el corazón

llam a difusión simple u ósmosis, y no requiere gasto de ener­

para que éste pueda bombear adecuadamente la sangre a todo

gía; es un fenómeno biológico importante para la fisiología

el cuerpo.

celular de los seres vivos.

Cigoto: célula que surge de la unión de un espermatozoide y un ovocito durante la fecundación.

Cilios: prolongaciones externas que presentan algunas células en forma de pelos con movimiento.

Contracciones tetánicas: estado en el cual el músculo permanece tenso por algún tiempo.

Convulsiones: contracción violenta e involuntaria de la muscula­ tura estriada del cuerpo.

Citocinas: proteínas que coordinan la función de las células que

Cretinismo: enfermedad producida por la ausencia congénita de

las producen u otros tipos celulares. Son responsables de la

tiroxina, una hormona secretada por la tiroides. Se caracteriza

comunicación intercelular, ya sea para activarlas o inhibirlas;

por retraso físico y mental. Consecuencia del hipotiroidism o

a este proceso se le conoce como quimiotaxis. Véanse recep­

congénito no identificado.

tor y señalización celular.

Citoesqueleto: estructura tridim ensional de filamentos que da soporte interno a la célula, ancla los organelos dentro de ella y contribuye a la división celular.

Citoplasma: parte de la célula que consiste en una emulsión co­

Criocirugía: destrucción del tejido mediante la aplicación directa de frío intenso producido por nitrógeno líquido.

Cromosoma: componente de las células, de estructura filam ento­ sa, portador de los factores de la herencia o genes. Se hallan en número constante, que en la especie humana es de 22 pares

loidal tipo gelatina, muy fina y de aspecto granuloso que está

más dos cromosomas sexuales, en total 46 cromosomas. | |

contenida entre la membrana y el núcleo celulares.

Homólogo: cada uno de los miembros de un mismo par de

Cleptomanía: trastorno cuya característica esencial es la dificul­ tad recurrente para controlar los impulsos de robar cualquier

cromosomas.

Cuerpo lúteo: masa esférica am arillenta, de 2 cm de diámetro,

objeto, aun cuando no sea necesario para el uso personal o

formada a partir del tejido ovárico roto durante la ovulación

por su valor económico.

y que se localiza en la superficie del ovario.

Coagulación: transformación de la sangre de una forma líquida y fluida a un gel semisólido o costra. E l proceso puede desenca­ denarse en el interior de un vaso sanguíneo intacto o roto.

Deglución: acción y efecto de deglutir, tragar; paso de los alim en­ tos desde la boca hasta el estómago a través del esófago.

Diafragma: m úsculo respiratorio que separa el tórax del abdo­ m en; su contracción produce la inspiración y su relajación, la espiración.

Diarrea: evacuación intestinal frecuente (más de tres deposicio­ nes en 24 horas) con heces líquidas y abundantes.

Emaciación: adelgazamiento extrem o por enfermedad. Embolia: obstrucción brusca de un vaso, especialmente una arte­ ria, por un cuerpo arrastrado por la corriente sanguínea. Éste puede ser un trom bo, gas, grasa, líquido am niótico, células cancerosas, material infeccioso (séptico) u objetos provenien­

Diástole: periodo del ciclo cardiaco en el que los ventrículos se

tes del exterior del organismo (v.g.: fragmentos de catéteres).

encuentran relajados y se llenan de sangre procedente de las

Empatía: capacidad para experimentar las em ociones que alguien

aurículas; ocurre entre las contracciones ventriculares.

Difusión simple: tipo de transporte pasivo que implica la distri­

más está experimentando.

Endocrino: órganos o glándulas de secreción interna, es decir,

bución de una sustancia o agente por todos los tejidos sin

que vierten los productos que sintetizan hacia el am biente in ­

gasto de energía biológica. Véase concentración osmótica.

terno del organismo.

Dióxido de carbono: gas incoloro, denso y poco reactivo, co m ­

Endometrio: capa que recubre el interior del útero; se renueva

puesto por dos átom os de oxígeno y uno de carbono. Se ge­

m ensualmente y se descama con cada m enstruación; permite

nera cuando se quem a cualquier sustancia que contiene car­

la implantación del cigoto después de la fecundación.

bo no ; tam bién es un producto de la respiración y la

Enfermedad pélvica inflamatoria: enfermedad infecciosa que

ferm entación. Las plantas lo absorben para llevar a cabo la

afecta el aparato reproductor fem enino interno (útero, ova­

fotosíntesis.

rios, tubas uterinas).

Diploide: célula que tiene el núm ero norm al de crom osom as, o

Enzima: proteína producida por la célula capaz de acelerar o pro­

sea el doble del haploide o gamético. En los humanos, las cé­

vocar ciertos procesos bioquím icos sin sufrir m odificación.

lulas diploides contienen 46 crom osom as.

Está compuesta por un grupo prostético o coenzim a que tie­

Disacáridos: compuesto constituido por dos m onosacáridos uni­

ne especificidad funcional y un grupo proteico o apoenzima

dos entre sí por un enlace quím ico específico (enlace glucosí-

específica de un tipo de sustrato; juntas form an la holoenzi-

dico).

m a. Actualmente se conocen más de m il enzimas.

Dopamina: derivado del am inoácido tirosina, que funciona

Eosinófilos: variedad de glóbulo blanco de la sangre con función

com o neurotransmisor. Regula la secreción de algunas hor­

inm unológica; están estrechamente relacionados con proce­

m onas y tam bién tiene efectos activadores sobre el sistema cardiovascular.

sos alérgicos o parasitarios; producen histamina.

Epidemia: frecuencia excesiva de una enfermedad aguda o crónica, sin tom ar en cuenta el lapso en que se registra el fenómeno.

Edema: hinchazón blanda de una parte del cuerpo, que cede a la presión y se debe a la colección anorm al de líquidos. Se loca­ liza en el espacio intersticial de cualquier tejido.

Eicosanoides: son lípidos involucrados en las redes de com unica­ ción celular más complejas en el reino animal. Intervienen en

Epitelio: tejido compuesto por una o más capas de células que re­ visten el interior y el exterior de un organismo.

Eritrocito: célula roja de la sangre que en su interior contiene he­ m oglobina, por lo que puede transportar oxígeno y dióxido de carbono para su intercam bio en diferentes tejidos.

procesos del sistema nervioso central, la inflam ación y la res­

Escorbuto: enfermedad debida a la deficiencia de vitam ina C por

puesta inm une tanto de organismos vertebrados com o de in ­

poco consum o en la dieta. Se manifiesta por lesiones en la piel

vertebrados, incluyendo al ser hum ano. Se agrupan en prosta-

que evidencian alteraciones en la coagulación, com o hem a­

glandinas, trom boxanos, leucotrienos, entre otros.

tom as (m oretones); hemorragias en diversas localizaciones,

Elastina: proteína estructural presente en las fibras de los tejidos conectivos. Debido a que está compuesta por am inoácidos poco comunes, tiene una gran elasticidad que le perm ite esti­ rarse hasta 150% antes de romperse.

com o articulaciones y encías; m ala cicatrización y trastornos em ocionales.

Esfínter: m úsculo anular que abre o cierra el orificio de una cavi­ dad del cuerpo para dar salida o retener algún material. Algu­

Electrolitos: elementos que al disolverse se disocian en iones libres

nos ejemplos de esfínteres son el esofágico (entre el esófago y

y son capaces de conducir corriente eléctrica. Las diferencias

el estóm ago), el pilórico (entre el estóm ago y el intestino del­

de concentración de electrolitos en los líquidos corporales

gado), el ano (entre el recto y el exterior del organism o), el

afectan y regulan la hidratación del cuerpo y el pH de la sangre;

vesical (entre la vejiga y el exterior del organismo).

son críticos para las funciones de los nervios y los músculos.

Espacio intersticial: espacio entre las células en el cual se encuen­

En fisiología, los iones prim arios de los electrolitos son sodio

tra un líquido compuesto por azúcares, sales, grasas y diversos

(Na+), potasio (K+), calcio (Ca2+), magnesio (Mg2+), cloro

am inoácidos, producido por el intercam bio de células y vasos

(C l-), hidrogenofosfato (H P O 42-) y bicarbonato (H C O 3-).

sanguíneos.

Esperanza de vida: periodo estimado en años que vivirá una persona. Depende de la raza, el sexo y la población.

Espermatogénesis: proceso por medio del cual se lleva a cabo la maduración de las células sexuales masculinas (espermato­ zoides).

Esputo: m aterial pulmonar que contiene moco y microorganis­ mos. Se expulsa al toser y es secundario a una infección o in ­ flamación. Coloquialmente denominado “ flema”.

Flora intestinal: microorganismos que habitan en el intestino de forma natural y autorregulada; participan en la absorción de nutrientes y sintetizan determinados compuestos.

Flora normal: conjunto de gérmenes que suelen residir en un ór­ gano sin producir enfermedad y que generalmente contribu­ yen al funcionamiento del mismo.

Folículo: término que responde a diferentes definiciones, depen­ diendo de su ubicación y función, pues existen folículos en piel

Estradiol: hormona sexual femenina del grupo de los estrógenos,

(v.gr.: folículos pilosos, estructuras anatómicas donde se asien­

secretada por los ovarios durante la fase preovulatoria del ci­

tan los pelos), en glándulas (v.gr.: sistema de almacenamiento

clo sexual de la mujer.

de las hormonas tiroideas), en el intestino (v.gr.: folículos in­

Estrógenos: sustancias producidas por los ovarios; regulan la

testinales o placas de Peyer, constituidos por tejido linfoide),

menstruación e intervienen en la aparición de vello púbico y

entre otros. ||Ovárico: estructura de la corteza del ovario for­

axilar, así como en el crecimiento de las mamas.

mada por un cúmulo de células que rodea a un ovocito. Desde

Estroma: armazón de un órgano, glándula u otra estructura, ge­

el nacimiento, las mujeres tienen un número determinado de

neralmente de tejido conectivo, que sirve para sostener entre

ovocitos. Cada mes, durante el ciclo sexual femenino, algunos

sus mallas los elementos celulares; debe diferenciarse del pa-

de ellos se preparan para la ovulación. Para ello, el folículo ová-

rénquima (parte funcional de un órgano).

Etiología: causa de una enfermedad; parte de la medicina que es­ tudia el origen de las enfermedades.

Exocrino: órganos o glándulas de secreción externa, es decir, que vierten los productos que sintetizan o transportan hacia el ambiente externo del organismo; opuesto a endocrino.

rico sufre un proceso de crecimiento o maduración. ||Prima­

rio: folículo ovárico en el prim er estadio de crecimiento. Fomites: objetos inanimados (aire, agua, toalla, etc.) contamina­ dos por algún microorganismo; pueden contagiar una enfer­ medad.

Fonación: emisión de sonidos por medio de las cuerdas vocales. Fontanela: espacio sin osificar en el cráneo infantil que debe ce­

Factor de riesgo: cualquier característica o condición de la perso­

rrarse entre los 12 y 18 meses de edad; popularmente deno­

na o del ambiente capaz de incrementar la probabilidad de

minada “mollera”. En el recién nacido se identifican principal­

que un individuo desarrolle cierta enfermedad.

mente dos fontanelas, la frontal y la occipital.

Fagocitosis: proceso de ingestión y digestión de partículas sóli­ das, bacterias, m aterial ajeno al organismo, etcétera, por parte de algunas células llamadas macrófagos.

Fecundidad: es la distribución de nacimientos en una población, la cual generalmente se expresa por medio de tasas, es decir, por una proporción dentro de un periodo específico.

Fenotipo: características físicas de una persona que expresan su constitución genética.

Fertilización: sinónimo de fecundación; fusión de los gametos masculino y femenino, es decir, del óvulo y el espermato­ zoide.

Fiebre: fenómeno patológico que se manifiesta por elevación de la temperatura corporal (mayor a 38°C) y mayor frecuencia del pulso y la respiración.

Filante: característica del moco producido por las glándulas del

Gameto: célula sexual masculina (espermatozoide) o femenina (óvulo u ovocito).

Gametogénesis: proceso celular mediante el cual maduran las cé­ lulas sexuales.

Ganglio: conjunto de células glandulares que forman una estruc­ tura nodular; parte del sistema linfático. Los ganglios tienen la función de filtrar la linfa; se encuentran en grupos y a veces forman cadenas en diferentes partes del cuerpo, como en la ingle o la axila.

Gasto cardiaco: cantidad de sangre propulsada por el corazón en un minuto; depende tanto del volumen de sangre que abando­ na el corazón en cada latido como de la frecuencia cardiaca.

Gasto energético: relación entre el consumo de energía y la ener­ gía que requiere el organismo.

cérvix durante la fase preovulatoria del ciclo sexual; define la

Genes: unidad biológica funcional con inform ación hereditaria,

viscosidad que permite que, al tomar el moco entre los dedos

la cual consiste en una secuencia de ADN. Esta unidad ocupa

índice y pulgar y separarlos, se formen hilos.

Fisiología: ciencia que estudia las funciones de los seres vivos, co­ mo la respiración, digestión o reproducción.

Flagelo: estructura que forma la cola del espermatozoide, cuya función es su movilidad.

un lugar específico en el cromosoma y es autorreplicable.

Genotipo: conjunto de genes contenidos en los núcleos celulares de cada organismo.

Gérmenes: cualquier microorganismo, es decir, cualquier planta o anim al microscópico; microbio.

Glándula: conjunto de células especializadas que producen sus­

Hematoma: acumulación de sangre producida por la ruptura de

tancias no relacionadas con su m etabolism o y que se vierten

capilares que generalmente aparece tras un golpe; popular­

al torrente sanguíneo (v.g.: tiroides, hipófisis, páncreas) o a la

m ente denom inado m oretón.

superficie externa, ya sea m ucosa o cutánea (v.g.: glándulas

Hematosis: proceso que ocurre en los pulm ones por m edio del

|| Parótida: glándula salival muy

cual se intercam bia el oxígeno del aire inspirado con el dióxi­

salivales y sudoríparas).

voluminosa y bilateral; se localiza a am bos lados de la cara, delante del oído; se secreción es vertida en la boca por el co n­ ducto de Stenon.

Glaucoma: proceso patológico caracterizado por el aum ento de la presión intraocular; conduce en un plazo breve a la ceguera.

Glucocorticoides: horm onas producidas por la corteza suprarre­ nal cuya función es activar la gluconeogénesis.

do de carbono de la sangre.

Hemoglobina: proteína encargada de transportar el oxígeno en la sangre; se encuentra en los glóbulos rojos o eritrocitos. Cuan­ do interacciona con el oxígeno adquiere un color rojo escarla­ ta, característico de la sangre arterial, y cuando lo pierde, tiene una coloración rojo oscuro (sangre venosa). También trans­ porta el dióxido de carbono.

Glucógeno: sustancia que sirve com o reservorio de glucosa; se al­

Hepatocito: célula del hígado, encargada de las funciones esen­

m acena principalmente en el hígado. Cuando disminuyen los

ciales de este órgano, com o la form ación de proteínas y bilis,

niveles sanguíneos de glucosa, el glucagón (horm ona regula­

el m etabolism o de carbohidratos, la inactivación de m edica­

dora del m etabolism o de los carbohidratos) desintegra el glu­

m entos, entre otros.

cógeno para que el cuerpo cuente con energía.

Hidrocefalia: aum ento de líquido cefalorraquídeo en las cavida­

Glucolípidos: moléculas compuestas por carbohidratos y lípidos

des cerebrales, llamadas ventrículos, los cuales sufren una di­

que form an una parte fundamental de la estructura de la m em ­

latación anorm al, lo que conlleva una presión potencialm ente

brana celular.

Gluconeogénesis: proceso m ediante el cual se form an carbohi­ dratos (glucosa) a partir de lípidos o proteínas.

Glucoproteínas: moléculas compuestas por una proteína unida a uno o más carbohidratos; algunos se encuentran en la superfi­

perjudicial para el tejido cerebral.

Hidrofóbico: que no es afín al agua; sustancia repelida por el agua o que no se puede mezclar con ella. El ejem plo clásico de las sustancias hidrofóbicas son los aceites (lípidos).

Hipercolesterolemia: cifra de colesterol en sangre mayor a 200mg/

cie de las membranas celulares y ejercen funciones de reconoci­

dL que aum enta el riesgo de padecer infartos cardiacos, h i­

miento. Ejemplos de glucoproteínas son hormonas, anticuer­

pertensión arterial, diabetes mellitus y cálculos en la vesícula

pos, enzimas, proteínas receptoras, proteínas de adhesión

biliar.

celular, citocinas, las proteínas que confieren las características de los grupos sanguíneos, etcétera.

Glucosa: form a de azúcar m ás abundante, principal fuente de energía de la célula.

Gónada: órgano productor de gametos masculinos o femeninos; testículos y ovarios.

Hipersensibilidad: estado en que el organism o reacciona a los agentes extraños más enérgicamente de lo ordinario; alergia.

Hipertensión: aum ento del tono o tensión en general; especial­ m ente aum ento de la presión de los vasos sanguíneos. Véase presión arterial.

Hipertrofia: aum ento del tam año de las células en algún tejido

Granulocito: sinónim o de células polimorfonucleares.

del organismo que resulta en aum ento de peso y volumen del

Grupo hemo: parte de la hem oglobina; contiene hierro y su fun­

órgano.

ción es almacenar y transportar oxígeno.

Histamina: sustancia producida en diferentes células, con varias funciones dentro del organismo. Participa en reacciones alér­

Haploide: célula con la m itad del núm ero norm al de crom oso­

gicas cuando es producida y liberada por unas células del teji­

mas (23 X/Y, en el ser hum ano); células sexuales, óvulo y es­

do conectivo llamadas mastocitos; en el sistema nervioso cen­

permatozoide. Contrario a diploide.

tral tiene funciones neuromoduladoras y en el digestivo su

Haustras: segmentos en form a de saco form ados en la parte cen­ tral del intestino grueso debido a las contracciones de las ca­ pas circulares de los músculos de su pared.

Hematíes: sinónim o de eritrocitos. Hematocrito: porcentaje que representa el com ponente celular

liberación aum enta la secreción gástrica.

Histiocito: macrófago presente en el tejido conectivo. Véase fago­ citosis.

Homeostasis: proceso a través del cual se tiende al equilibrio o es­ tabilidad orgánica para conservar las constantes biológicas.

de la sangre, especialmente constituido por glóbulos rojos.

Hongos: organismos constituidos por una o varias células que se

Las cifras norm ales varían entre 36 y 46% en mujeres, y de 38

clasifican en un reino distinto al vegetal, el anim al y las bacte­

a 4 8% en hom bres. Puede aum entar en deportistas, fum ado­

rias; son responsables de gran parte de la descom posición de

res o personas que viven a grandes alturas.

la m ateria orgánica; en ocasiones, algunos de ellos producen

infecciones en humanos y animales, mientras que otros cau­ san intoxicaciones y otros son comestibles.

Letárgico: relativo al estado patológico de sueño profundo y pro­ longado denominado letargo.

Leucemia: cáncer de la médula ósea, órgano donde se forman las Ictericia: coloración am arillenta de piel y mucosas por elevación

células sanguíneas; se caracteriza por la proliferación maligna

de la concentración de bilirrubinas en la sangre. Es un signo

de leucocitos o sus precursores; también es considerada como

clínico que se presenta en la hepatitis, la insuficiencia hepática

un cáncer de la sangre porque es ahí donde circulan las células

(cirrosis), algunos tumores del páncreas, entre otros.

Implantación: proceso en el que el ovocito fecundado ingresa o se fija al endometrio.

malignas.

Leucocitos: Glóbulos blancos de la sangre con función inmunológica. Se clasifican en granulocitos (eosinófilos, basófilos y neu­

Inervación: distribución de nervios en una parte, órgano o región.

trófilos) y mononucleares o agranulocitos (linfocitos y mono-

Infarto: muerte de algún tejido por alteración del flujo sanguíneo,

citos).

secundaria a una obstrucción de las arterias que lo irrigan. Los infartos más comunes ocurren en el corazón y el cerebro.

Inmunidad: insensibilidad relativa a la infección por un m icroor­

Leucotrienos: cualquiera de los componentes biológicos activos de­ rivados del ácido araquidónico. Tienen una acción reguladora en los procesos inflamatorios y alérgicos. Véase eicosanoides.

ganismo específico o a los efectos nocivos de algún antígeno.

Ligamento: Cinta, fascículo o membrana de tejido fibroso denso,

Esta condición se adquiere después de haber estado expuesto

inserta en los huesos o cartílagos, que sirve como medio de

al microorganismo o al antígeno, o como sucede al recibir una vacuna. Véase memoria inmunológica.

Inmunoglobinas: sinónimo de anticuerpos. Insulina: hormona producida por el páncreas; ayuda a que los azúcares ingeridos lleguen a las células para su almacena­ miento y uso como fuente de energía. Se libera en respuesta al aumento de la glucosa sanguínea; sus efectos son contrarios a los del glucagón.

unión en las articulaciones.

Linfocito: tipo de glóbulo blanco que forma parte del sistema in ­ munológico. Se encarga de producir anticuerpos y destruir células anormales.

Lipasa: enzima producida por el tubo digestivo que digiere grasas (lípidos).

Lípidos: sustancias orgánicas constituidas por ácidos grasos, prin­ cipalmente caracterizadas por ser hidrofóbicas. Coloquial­

Irritabilidad refleja: sensibilidad o reacción anormalmente exa­

mente se les denomina grasas, término que sólo se refiere a un

geradas de un órgano a las excitaciones ligeras. En el test

tipo de lípidos encontrado en animales. En el ser humano, los

Apgar se refiere a la respuesta a ciertos estímulos, principal­

lípidos ejercen diversas funciones como de reserva energética

mente a cómo reacciona el recién nacido ante la succión de las

(triglicéridos), estructural (glucolípidos de la membrana celu­

secreciones mucosas de la nariz y la boca.

lar) y reguladora (hormonas sexuales femeninas y masculinas derivadas del colesterol). ||Insaturados: se caracterizan por

Labio-paladar hendido: malformación congénita de la cara que

poseer dobles enlaces es su configuración molecular. A l ser in­

involucra en diferentes grados de afección los labios o el pala­

geridos como alimentos, disminuyen el colesterol en sangre;

dar; se genera en etapas tempranas del embarazo, cuando am­

también son llamados ácidos grasos esenciales.

bos lados de los labios y el paladar debieran fusionarse en la

Lipólisis: descomposición de los lípidos en sus compuestos orgáni­

línea media. Se presenta en 1 de cada 700 nacimientos por

cos básicos (ácidos grasos) y glicerina, en el curso de la diges­

año, y la mayor parte de los niños que lo padecen son sanos y no tienen otras anomalías del nacimiento.

Lado abembrionario: lado del blastocito donde no se desarrolla el embrión.

Laparoscopía: técnica diagnóstica y terapéutica que consiste en

tión.

Liposoluble: capacidad de cualquier sustancia, en especial en esta­ do líquido, de unirse o disolverse en los lípidos o grasas, por ejemplo, en la membrana celular que está compuesta por fosfolípidos.

introducir, a través de una incisión, una cámara o un lente óp­

Líquido amniótico: líquido claro en el que se halla sumergido el

tico en la cavidad abdominal para ver los órganos que contie­

embrión o feto durante su desarrollo intrauterino. La membra­

ne o realizar alguna intervención quirúrgica. Las operaciones

na que lo contiene recibe el nombre de amnios.

que comúnmente se realizan con laparoscopía son colecistec-

Líquido cefalorraquídeo: líquido claro, seroso, contenido en las

tomía (extracción de la vesícula b iliar), apendicectomía (del

cavidades cerebrales (ventrículos), espacios subaracnoideos

apéndice), salpingoclasia (obstrucción de las tubas uterinas),

(debajo de la meninge denominada aracnoides) y conducto

entre otras.

Latencia: cualidad o condición de latente (oculto, escondido, aparentemente inactivo, no m anifiesto).

raquídeo (espacio que contiene la médula espinal).

Lisozima: enzima encontrada en las secreciones del organismo, co­ mo saliva y moco nasal. Destruye la membrana de las bacterias.

Lordosis: curvatura de la columna vertebral que tiene convexidad

bolismo, cuyo fin es la producción de sustancias (síntesis), y

anterior. Puede ser norm al o patológica; la lordosis norm al se

catabolismo, dedicado a la desintegración de moléculas. ||Ba-

encuentra a nivel de la columna lumbar, es decir, en la porción

sal: gasto m ínim o de energía necesario para mantener las

inferior de la columna e inmediatamente superior al sacro.

funciones vegetativas, es decir, las funciones vitales funda­ mentales que son en gran parte independientes de la concien­

Macrófago: célula que forma parte del sistema inmunológico; su principal función es la fagocitosis. Se clasifican dependiendo

cia y relativamente autónomas (v.g.: aparato cardiorrespiratorio, glándulas endocrinas, sistema inmunológico, etcétera).

del órgano al que pertenecen: m icroglia (sistema nervioso

Metabolito: cualquier sustancia producida por el metabolismo.

central), células de Kupffer (hígado), células mesangiales (ri­

Metástasis: migración de células cancerosas de un lugar a otro, es

ñón), células de Langerhans (piel), entre otras. Véase fagoci­

decir, de un órgano o tejido a otro distante a él. Esta m oviliza­

tosis.

ción puede ser a través del torrente sanguíneo o del sistema

Mamografía: radiografía de la mama que sirve para identificar le­ siones sospechosas de cáncer.

Masa magra: masa del cuerpo compuesta por músculos esque­ léticos. Se compone de proteínas, agua y hueso, principal­ mente.

Médula ósea: tipo de tejido que se encuentra en el interior de los huesos. Se pueden distinguir dos tipos: la médula ósea roja,

linfático.

Micción: acto mediante el cual la vejiga se vacía de orina, como reflejo de la tensión ejercida sobre sus paredes.

Microcefalia: tamaño anormalmente pequeño del cráneo; en ge­ neral está asociado con retraso mental.

Microorganismo: planta o anim al microscópico. Microbio. Germen.

cuya función es crear las células sanguíneas y liberarlas a la

Midriasis: aumento o dilatación del diámetro de la pupila; ocurre

circulación, y la médula am arilla, grasa que forma parte de los

en respuesta a la penumbra y por acción de ciertas drogas co­

huesos largos.

mo la cocaína. Se revierte cuando se alumbra directamente el

Megacariocitos: células de la médula ósea caracterizadas por su

ojo con una linterna, prueba que constituye parte de la valo­

gran tamaño y núcleo con múltiples fragmentos; su función

ración neurológica de un paciente. Si la m idriasis es arreacti­

es producir plaquetas.

va, evidencia un daño cerebral importante, como en el caso

Membrana plasmática: sinónimo de membrana celular; estruc­ tura que se encarga de revestir a la célula y le confiere ind ivi­ dualidad y protección, ayudándola a mantener el equilibrio entre lo que se encuentra dentro y fuera de ella. Se forma principalm ente de lípidos y proteínas.

del estado de coma. Contrario a miosis.

Mineral: sustancia homogénea inorgánica que generalmente tie­ ne estructura cristalina.

Miosina: proteína del músculo cuya función es la contracción; actúa en sintonía con la actina.

Memoria inmunológica: capacidad que adquiere un individuo

Miosis: contracción o dism inución del diámetro de la pupila;

para reconocer alguna sustancia extraña (microorganismo o

ocurre en respuesta a la luz y a ciertas drogas como la m ari­

antígeno) a la que haya sido expuesto anteriormente, respon­

huana. Contrario a midriasis.

diendo de forma más rápida y eficaz. Las vacunas producen memoria inmunológica. Véase inmunidad.

Menarca: prim er sangrado menstrual de una mujer; norm al­ mente se presenta entre los 10y 14 años y constituye el evento central de la pubertad femenina.

Meningitis: inflam ación patológica de las meninges, membranas

Mitosis: proceso de división celular en células somáticas; funda­ mento del crecimiento, la reparación tisular y la reproducción asexual.

Molécula: parte más pequeña de una sustancia o compuesto, for­ mada por muchos átomos; mínima cantidad de una sustancia que mantiene todas sus propiedades químicas. Las moléculas

que recubren el cerebro y la médula espinal para protegerlos;

funcionales de los carbohidratos son los monosacáridos; de

existen tres meninges: la duramadre, la aracnoides y la piama-

las proteínas, los aminoácidos; y de los lípidos, los ácidos

dre. Las últimas dos son las que más se inflam an durante la meningitis.

Mesodermo: capa de células del embrión que se encuentra en medio del ectodermo y el endodermo. A partir de él se forma músculo, hueso, sangre, gónadas, entre otros.

Metabolismo: conjunto de procesos químicos que suceden den­ tro de la célula y permiten que se lleve a cabo el crecimiento,

grasos.

Monosacárido: carbohidrato más sencillo; no puede descompo­ nerse por hidrólisis en otro carbohidrato más simple que él.

Morbilidad: distribución de una enfermedad en una población expresada por tasas, calculada con base en los reportes de los episodios de enfermedad que ocurren durante un determina­ do periodo.

la producción de energía, el mantenimiento de estructuras, la

Morfogénesis: forma en que se desarrollan los tejidos, órganos y

elim inación de desechos, etcétera. Se divide en dos fases: ana­

organismos, así como la distribución de células especializa­

das; ocurre durante el desarrollo em brionario, en el cual se

fiere a inhibir la capacidad infecciosa de un m icroorganism o

form an los diferentes órganos que constituyen el cuerpo hu­

m ediante la unión de anticuerpos con antígenos.

m ano y se define su localización dentro del mismo.

Mortalidad: distribución de las defunciones en una población, la

Nucleótido: unidad estructural de los ácidos nucleicos (a d n y ARN), integrado por la com binación de una base nitrogenada

cual es expresada generalmente por m edio de tasas, es decir,

(purina o pirim idina), un azúcar y un grupo fosfato. Se obtie­

por una proporción dentro de un periodo específico.

nen m ediante la hidrólisis del ácido nucleico por acción de

Mucosa: capa form ada por epitelio y tejido conectivo subyacente

una enzima denom inada nucleasa.

que cubre las paredes internas de los órganos que están co­ m unicados con el exterior del cuerpo. Los órganos que tienen

Oligoelementos: elementos necesarios para la vida de un orga­

m ucosa son los que conform an el tubo digestivo, la vagina, la

nism o vivo. Se encuentran en cantidades m uy pequeñas; tan­

vejiga, entre otros.

to su ausencia com o una concentración por encim a de su

Multifactorial: se dice de algo que está provocado por m ás de un

nivel característico pueden ser dañinos. Son diferentes en

factor de riesgo; causa u origen sobre el cual influyen diversos

cada organismo; en el ser hum ano son indispensables el cro­

factores.

m o, cobre, cobalto, hierro, flúor, selenio, entre otros.

Mutación: cualquiera de las alteraciones producidas en la estruc­

Órgano: conjunto asociado de tejidos que concurren en estruc­

tura o en el núm ero de los genes o de los crom osom as de un

tura y función; por ejemplo, riñón e hígado. Los órganos

organismo vivo; pueden transmitirse a los descendientes por

representan el nivel de organización biológica superior al teji­

herencia.

do e inferior al sistema.

Mutágeno: cualquier inductor de una m utación.

Organogénesis: proceso que se lleva a cabo durante el desarrollo em brionario para la form ación de los aparatos y sistemas;

Neoplasia: m ultiplicación de tejido en el que la reproducción ce­

sucede de la tercera a la octava sem ana de embarazo.

lular no está totalm ente controlada por los sistemas regulado­

Osificación: proceso de form ación de hueso, en el cual aumenta

res del organismo y que a veces tiene un carácter progresivo.

la concentración de sales minerales en el tejido cartilaginoso

Según el grado de diferenciación de sus células y la capacidad

original.

para invadir tejidos adyacentes y generar metástasis, se clasifi­

Osteomalacia: enfermedad caracterizada por el reblandecimiento

can en benignas y malignas. Estas últimas son sinónim o de

óseo generalizado debido a un trastorno m etabólico en el que

cáncer, y tienen células poco diferenciadas y capacidad para

interfiere la acción de la vitamina D, cuya principal función es

invadir y metastatizar. Las primeras son lo opuesto; ejemplos

m antener los niveles de calcio y fósforo en la normalidad. En

de ellas son los lipom as (de tejido adiposo), fibrom a (de teji­

los niños, la deficiencia nutricional de vitamina D produce ra­

do fibroso) y adenom a (de tejido glandular). Tumor.

quitismo.

Nervio óptico: nervio que emerge del globo ocular y transmite inform ación visual de la retina al cerebro.

Osteoporosis: enfermedad en la que disminuye la cantidad de m i­ nerales, principalmente calcio y fósforo, en el hueso, compro­

Neumonía: inflam ación del tejido pulm onar debida a la infección

metiendo su resistencia y favoreciendo la aparición de fracturas.

por una bacteria, un virus o un parásito. Clínicam ente se m a­

Ovulación: proceso de form ación y desprendimiento del ovocito

nifiesta por tos con esputo purulento, fiebre, dificultad respi­ ratoria, entre otros.

m aduro del folículo ovárico.

Oxitocina: horm ona sintetizada por neuronas del hipotálam o y

Neuroectodermo: tipo de células m ultipotenciales que durante el

transportada a la porción posterior de la hipófisis (neuro-

desarrollo em brionario dan origen al sistema nervioso

hipófisis), donde se almacena. Produce varios efectos; su

central.

secreción en hom bres y mujeres se asocia con la afectividad, la

Neurotransmisores: biomoléculas de diversa naturaleza quím i­

ternura y el acto de tocar. En las m ujeres tiene efectos m uy

ca, generalmente producidos por una neurona. Sirven com o

importantes durante el parto porque promueve las contrac­

m edio de com unicación entre dos neuronas durante la sinap-

ciones uterinas; durante la lactancia, la succión del pezón

sis; son secretadas por la neurona presináptica al espacio si-

estimula su secreción y contribuye a la salida de leche por la

náptico, donde la siguiente neurona (postsináptica) recibe la

estimulación de los conductos lácteos.

señal nerviosa a través de receptores y desarrolla su función. Algunos ejemplos de neurotransm isores son acetilcolina, dopam ina y serotonina, entre otros.

Papanicolau: tam bién llamado citología de cérvix o citología va­ ginal; es una prueba que se realiza para diagnosticar el cáncer

Neutralizar: anulación de las propiedades particulares de los áci­

cervicouterino, para conocer el estado funcional de las hor­

dos o de las bases por acción recíproca; en inm unología, se re­

m onas sexuales y para identificar las alteraciones inflam ato­

rias a través del análisis microscópico de células del cuello uterino tomadas mediante un raspado del mismo.

Parálisis cerebral: grupo de trastornos del desarrollo psicomotor

en ocasiones hacia la espalda y raras veces hacia los brazos; se debe al reflujo del contenido gástrico hacia el esófago.

Plaqueta: menor de los fragmentos celulares de la sangre. Se for­

que causan lim itación de la actividad del enfermo, atribuida a

ma a partir del megacariocito, en la médula ósea. Es esencial

problemas en el desarrollo cerebral del feto o del niño. Los

para la coagulación de la sangre, pues participa en la forma­

desórdenes psicomotrices de la parálisis cerebral a menudo

ción de un tapón (trom bo) que obstruye la salida de sangre

están acompañados de problemas sensitivos, cognitivos, de comunicación y percepción, y en algunas ocasiones, de tras­ tornos del comportamiento.

hacia el exterior del vaso sanguíneo lesionado.

Plasma: porción líquida, acuosa, incolora y acelular donde se en­ cuentran suspendidos los elementos formes de la sangre (gló­

Parásito: ser vivo uni o pluricelular que pasa una parte o la totali­

bulos blancos, rojos y plaquetas). Está constituido por 90% de

dad de su vida en el interior o exterior de otro ser vivo de di­

agua y tiene m últiples sustancias disueltas en él, como gluco­

ferente especie (hospedero) y que se alimenta de éste, sin

sa, electrolitos, proteínas, entre muchos otros. Representa el

aportarle ningún beneficio.

componente m ayoritario de la sangre (55% del volumen san­

Patógeno: productor o causante de enfermedad; térm ino gene­ ralmente relacionado con los microorganismos (v.g.: una bacteria).

Péptido: derivado proteínico constituido por la combinación de

guíneo); el otro 45% es el hematócrito.

Portaobjetos: lám ina de vidrio donde se coloca un objeto para observarlo en el microscopio.

Potencial de acción: impulso eléctrico que viaja a lo largo de la

dos o más aminoácidos; una molécula conformada por me­

membrana celular, transm itiendo señales que activan o inhi­

nos de 10 aminoácidos recibe el nombre de oligopéptido, con

ben procesos. Se genera en diversos tipos celulares, pero las

más de diez, polipéptido y con más de 100, proteína.

neuronas son las que más lo utilizan para enviar mensajes en­

Periné: región con forma de rombo que va del pubis a la punta del

tre ellas o a otros tejidos, como músculos y glándulas. La co­

cóccix y de un glúteo al otro; piso de la pelvis; está formado,

rriente eléctrica de un potencial de acción se da gracias a que

principalm ente, por diversos músculos; el periné femenino se

existe una diferencia de potencial eléctrico entre el ambiente

distingue del masculino por la vagina y la uretra; en ambos

intra y extracelular, el cual se consigue mediante la acción de

sexos incluye el esfínter anal.

bombas de transportación de iones (electrolitos), como la de

Periodo de incubación: prim era etapa de una enfermedad in ­ fecciosa que abarca desde la entrada del germen patógeno

sodio/potasio y la de calcio. Éstas son formas de transporte activo.

en el organismo hasta la aparición de la enfermedad. Puede

Preeclampsia-eclampsia: la preeclampsia es un estado patológi­

ser tan corto como algunas horas, o tan largo como varios

co que precede a la aparición de la eclampsia, una complica­

años.

ción grave del embarazo que se caracteriza por hipertensión,

Periodo infeccioso: periodo en el que un individuo es capaz de transm itir (contagiar) un agente patógeno.

presencia anormal de proteínas en orina, edema y convul­ siones.

Peristalsis: movimiento característico de los órganos tubulares

Presión arterial: presión que ejerce la sangre contra la pared de

provistos de fibras musculares circulares y longitudinales; tér­

las arterias; se mide con un aparato especial llamado bauma-

mino que principalm ente se refiere al movimiento del intesti­

nómetro y las cifras normales son de 120/70 m ilím etros de

no para impulsar a través de éste el alimento.

m ercurio (m m Hg) a menos de 140/90 mmHg.

Peritoneo: am plia membrana serosa que recubre el abdomen;

Progesterona: hormona sexual femenina producida por los ova­

sirve de sostén y envuelve la mayor parte de los órganos in-

rios, destinada a favorecer el desarrollo del embarazo y activar

trabdominales.

la producción de leche durante la lactancia; juega un papel

pH o potencial de hidrógeno: logaritm o negativo de la activi­ dad de los iones de hidrógeno libres en una solución. E l pH es una medida quím ica de la acidez o de la alcalinidad de una sustancia.

Pie diabético: infección, ulceración o destrucción de los tejidos profundos del pie; relacionado con complicaciones crónicas de la diabetes m ellitus como alteración de los nervios y los va­ sos sanguíneos de las extremidades inferiores.

Pirosis: sensación dolorosa de ardor o quemazón del esófago, lo ­ calizada detrás del esternón; puede irradiarse hasta el cuello,

importante durante la segunda etapa del ciclo menstrual de la mujer, después de la ovulación.

Progestinas: hormonas sexuales que tienen alguno o todos los efectos biológicos de la progesterona; naturalmente produci­ das por el cuerpo lúteo, que prepara el endometrio para la re­ cepción y desarrollo del cigoto.

Proteína: molécula orgánica rica en nitrógeno, compuesta esen­ cialmente por aminoácidos. Las proteínas son la base de la es­ tructura del cuerpo, como la piel y el cabello, y de sustancias, como los anticuerpos. Véase péptido.

Pubertad: prim era fase de la adolescencia donde se producen

Síndrome: serie de síntom as y signos que existen de m anera si­

cam bios físicos y psicológicos. Se caracteriza por la transfor­

m ultánea y definen clínicam ente un estado m orboso deter­

m ación del cuerpo infantil en adulto y por la adquisición de

minado.

la capacidad de reproducción sexual.

Pulso arterial: latido interm itente de las arterias; se produce co­ m o consecuencia de los latidos del corazón. Puede percibirse en varias partes del cuerpo, com o la muñeca, el cuello, atrás de las rodillas, entre otros.

Síntesis: producción artificial de un compuesto quím ico por la reunión de sus elementos, especialmente la de un compuesto orgánico por medio de elementos inorgánicos.

Sistema nervioso: conjunto de nervios, centros, tejidos y gan­ glios nerviosos.

||Autónomo: com prende al sistema nervioso

parasimpático y el simpático; lleva a cabo el control de las

Quimo: contenido viscoso, homogéneo, semilíquido y agrio gene­

funciones vegetativas en las que prácticam ente no interviene

rado a partir del bolo alimenticio durante la digestión de la co­

la conciencia, por ejem plo aparato cardiorrespiratorio, glán­

mida en el estómago. Al pasar al intestino delgado, se mezcla

dulas endocrinas, sistema inm unológico, etcétera.

con la bilis, los jugos pancreáticos y los jugos intestinales, pro­

comprende al encéfalo y la médula espinal; realiza las funcio­

duciendo un líquido lechoso llamado quilo. Éste contiene las

nes mentales superiores com o el razonamiento y lo cognosci­

sustancias nutritivas que son absorbidas por el intestino delga­

tivo, y controla la m otricidad general del cuerpo.

do para alcanzar la sangre. Las sustancias de desecho, es decir,

conjunto de nervios craneales y raquídeos con sus ganglios,

las que no son absorbidas, continúan su paso hacia el intestino

respectivamente; com unica el sistema nervioso central con el

grueso (colon) y constituyen las heces fecales.

||Central:

||Periférico:

resto del cuerpo.

Sístole: periodo del ciclo cardiaco durante el que se contraen los Raquitismo: enfermedad producida por una nutrición insuficien­ te, especialmente con déficit de vitamina D, cuya principal función es m antener los niveles de calcio y fósforo en la nor­ malidad. Afecta a los niños, quienes sufren de deformación de los huesos porque siguen en crecimiento. En los adultos, la de­ ficiencia nutricional de vitamina D produce osteomalacia.

Receptor: aquel que recibe. Vocablo que en biología ocasional­

ventrículos, impulsando la sangre hacia las circulaciones pul­ m onar y sistémica.

Solubilidad: extensión en la que una sustancia se disuelve en un líquido.

Suero: porción clara de un líquido orgánico (sangre, linfa, leche) que perm anece líquida después de haberse producido la coa­ gulación del mismo.

m ente sustituye al térm ino compuesto “receptor celular”: proteína o glucoproteína localizada en la m em brana celular a la que se le unen moléculas señalizadoras específicas (v.g.:

Taquicardia: aceleración de los latidos cardiacos a más de 100 pulsaciones por minuto.

horm onas, citocinas), desencadenando una serie de reaccio­

Tejido: conjunto de células con las m ismas características. ||Co­

nes en el interior de la célula cuyo resultado final es la activa­

nectivo: tam bién llamado tejido conjuntivo; grupo de tejidos

ción o inhibición de procesos. Muchos medicam entos ejercen

que com parten un origen com ún en el m esoderm o; se halla

su acción m ediante la unión a receptores celulares. Véase se­

inm erso en una abundante cantidad de colágeno y conecta

ñalización intracelular.

Retinoides: referente a la vitam ina A (retinol), la cual interviene en el crecim iento norm al, la respuesta inm une, la reproduc­ ción, el desarrollo fetal y, fundam entalmente, en la visión.

con otros tejidos.

Teratógenos: agentes quím icos, físicos o biológicos que pueden provocar m alform aciones congénitas.

Testosterona: horm ona sexual m asculina (andrógeno) produ­

Retrovirus: virus que pertenece a la familia del m ism o nombre.

cida principalm ente po r el testículo; ejerce sus acciones

Se le llam a de esta m anera porque la mayoría de los virus ne­

principalm ente en el hom bre: desarrollo muscular, creci­

cesitan ADN para multiplicarse, para lo cual form an ARN y

m iento y desarrollo genital, esperm atogénesis, aum ento del

después nuevamente ADN; en cam bio los retrovirus no utili­

deseo sexual (libido), evolución de la voz hacia un ton o más

zan ADN original, sino que a partir del ARN pueden form ar di­

grave, crecim iento óseo, aparición del vello en barba, axilas,

rectamente ADN gracias a la acción de una enzima llamada

pubis, etc.; en las m ujeres se produce en cantidades pe­

transcriptasa inversa.

queñas e influye en el hum or, la líbido y la sensación de bienestar.

Señalización intracelular: conjunto de procesos o etapas que

Tisular: referente a los tejidos de los organismos.

ocurren de form a concatenada por el que una célula convier­

Tonsila: tejido encapsulado con función inm unológica que pro­

te una determinada señal o estímulo exterior, en otra señal o

tege al cuerpo contra infecciones; se localiza en diversas partes

respuesta específica. Véanse receptor y citocinas.

(v.g.: tonsila faríngea).

Transpiración: térm ino que se refiere tanto a la exhalación de su­ dor o vapor por la piel com o al producto exhalado.

Transporte activo: M ecanism o que perm ite a la célula transpor­ tar sustancias disueltas a través de su m em brana desde regio­ nes m enos concentradas a otras m ás concentradas, proceso que forzosamente requiere energía. Ejem plos de transporte

Vasoconstricción: dism inución del calibre de los vasos por in ­ fluencia nerviosa u otra.

Vasodilatación: aum ento del calibre de los vasos por influencia nerviosa u otra.

Vasomotor: que produce los m ovim ientos de contracción y dila­ tación de los vasos (vasoconstricción y vasodilatación).

activo son la internalización de glucosa desde la sangre a la

Vellosidades coriónicas: parte de la placenta donde se encuen­

célula y la de iones a través de bom bas, com o la de sodio/

tran los vasos sanguíneos encargados del intercam bio de oxí­

potasio y la de calcio. Véase potencial de acción, concentra­ ción osmótica.

geno y nutrientes entre el feto y la madre.

Vena: conducto que transporta la sangre de los diferentes órganos

Triptofano: am inoácido esencial para el adecuado funciona­

del cuerpo al corazón. En su interior se encuentran válvulas

m iento del cuerpo; su deficiencia produce diferentes enfer­

que impiden el regreso de la sangre y favorecen el retorno de

medades. Se encuentra en alimentos com o huevo, leche, ce­

ésta al corazón. C ontienen sangre no oxigenada de color rojo

reales integrales, cacahuates, entre otros. Es elemental para la

oscuro. A diferencia de las arterias, las venas no laten y no

form ación de serotonina, un neurotransm isor estrechamente relacionado con el estado de ánimo.

contienen m úsculo liso en sus paredes.

Ventilación: acción de entrada y salida del aire de los pulmones.

Trombo: unión de plaquetas y diversas sustancias dentro de los

Ventrículo: cavidad cardiaca que impulsa la sangre a través de las

vasos sanguíneos cuya función es reparar lesiones. Sinónim o

arterias; cavidad cerebral que contiene líquido cefalorraquí­

de coágulo.

deo.

||Derecho: cavidad cardiaca que expulsa sangre desoxi­ || Iz­

Trombocito: sinónim o de plaqueta.

genada por la arteria pulm onar hacia los pulmones.

Tromboxano: proteína sintetizada en los trom bocitos, encargada

quierdo: cavidad cardiaca que expulsa sangre oxigenada por

de favorecer la agregación plaquetaria durante la coagulación. Véase eicosanoides.

Tumor: conjunto de células que presentan replicación y creci­ m iento rápido y desordenado, el cual puede ser maligno o be­ nigno. Véase neoplasias.

la arteria aorta hacia el resto del cuerpo.

Virilización: desarrollo de los caracteres sexuales secundarios masculinos que se produce por efecto de la testosterona.

Viruela: enfermedad infectocontagiosa producida por un virus y caracterizada por una erupción en la piel que, al desaparecer, deja cicatrices. Puede conducir hacia la m uerte; durante va­

Úlcera: solución de continuidad de un tejido debida a la m uerte

rios siglos devastó la población m undial tras epidemias suce­

patológica de un conjunto de células (necrosis), con escasa o

sivas. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), es la

nula tendencia a la cicatrización.

única enfermedad totalm ente erradicada de la Tierra, hecho

Unidad anatomofuncional: es la parte estructural de un órgano al que se le atribuye la función del mismo.

que se consiguió m ediante la vacunación.

Virus: m icroorganism o infeccioso con capacidad de reproducirse a sí m ism o dentro de células vivas; es la causa de diferentes

Vacuna: sustancia preparada con base en m icroorganism os que al ser introducida en el cuerpo, genera protección contra la en­

enfermedades.

Vitamina: sustancia orgánica que no puede sintetizarse en el or­

fermedad que éstos producen; desarrolla inm unidad contra

ganismo, por lo que debe obtenerse de la dieta. Es indispensa­

una enfermedad específica.

ble para el crecim iento y buen funcionam iento del organis­

Vacuola: espacio delimitado por una m em brana ubicada en el citoplasma celular, donde se almacenan diferentes elementos com o grasas, proteínas, desechos celulares, etcétera.

m o; es precursor de cofactores y coenzimas. Su deficiencia produce diferentes enfermedades.

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Enciclopedia de conocimientos fundamentales UNAM-Siglo XXI. Volumen 4: Química, Biología y Ciencias de la salud, editada por la Universidad Nacional Autónoma de México y Siglo XXI Editores, se terminó de imprimir el 23 de noviembre de 2010, en los talleres de Compañía Editorial Ultra, S.A. de C.V., ubicados en Centeno 162, local 2, colonia Granjas Esmeralda, 09810, México, D. F. El tiraje consta de 40 000 ejemplares. Los interiores fueron impresos en papel bond de 90 g y los forros en papel couché mate de 150 g sobre cartoné. Para su composición se utilizaron las fuentes Minion Display 10.5/13.5, Futura 9/13.5.