Fundamentos de Anatomia y Fisiologia

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Traducción:

Carla Sofía Sandoval Ferrera Traductora profesional

Revisión Técnica:

Dr. Alberto Camas Reyes Investigador Lab. Epigenética y Cromatina Cinvestav-Irapuato (IPN)

Australia • Brasil • Corea • España • Estados Unidos • Japón • México • Reino Unido • Singapur

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Fundamentos de Anatomía y Fisiología, Tercera edición Donald C. Rizzo Director de producto y desarrollo Latinoamérica: Daniel Oti Yvonnet Director editorial y de producción Latinoamérica: Raúl D. Zendejas Espejel Coordinadora editorial: María Rosas López Editor: María Rosas López Coordinadora de producción editorial: Abril Vega Orozco Editor de producción: Timoteo Eliosa García Coordinador de manufactura: Rafael Pérez González Diseño de portada: Ediciones OVA Imagen de portada: Dreamstime Composición tipográfica: Ediciones OVA

© D.R. 2011 por Cengage Learning Editores, S.A. de C.V., una Compañía de Cengage Learning, Inc. Corporativo Santa Fe Av. Santa Fe núm. 505, piso 12 Col. Cruz Manca, Santa Fe C.P. 05349, México, D.F. Cengage Learning™ es una marca registrada usada bajo permiso. DERECHOS RESERVADOS. Ninguna parte de este trabajo amparado por la Ley Federal del Derecho de Autor, podrá ser reproducida, transmitida, almacenada o utilizada en cualquier forma o por cualquier medio, ya sea gráfico, electrónico o mecánico, incluyendo, pero sin limitarse a lo siguiente: fotocopiado, reproducción, escaneo, digitalización, grabación en audio, distribución en Internet, distribución en redes de información o almacenamiento y recopilación en sistemas de información a excepción de lo permitido en el Capítulo III, Artículo 27 de la Ley Federal del Derecho de Autor, sin el consentimiento por escrito de la Editorial. Traducido del libro: Fundamentals of Anatomy & Physiology, Third Edition Donald C. Rizzo Publicado en inglés por: Delmar Cengage Learning © 2010 ISBN-13: 978-1-435-43871-2 ISBN-10: 1-4354-3871-X Datos para catalogación bibliográfica: Rizzo Donald C. Fundamentos de Anatomía y Fisiología, Tercera edición ISBN-13: 978-607-481-751-5 ISBN-10: 607-481-751-0 Visite nuestro sitio en: http://latinoamerica.cengage.com

Impreso en México 1 2 3 4 5 6 7 14 13 12 11

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Contenido Prólogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xv Para el Alumno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvi Suplementos de Aprendizaje . . . . . . . . . . . . . . xxii Para el instructor o maestro

. . . . . . . . . . . . . . xxiii

Sobre el autor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxv Agradecimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxvi Cómo usar este libro . . . . . . . . . . . . . . . . . xxviii Cómo usar el StudyWARE™ para complementar Fundamentos de Anatomía y Fisiología . . . . . . . xxxiii

CAPÍTULO

1

El cuerpo humano

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Términos de dirección . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Planos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Cavidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Unidades estructurales . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Homeostasis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Preguntas de repaso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

CAPÍTULO

2

La química de la vida

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Estructura atómica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Elementos, isótopos, compuestos . . . . . . . . . . . . 20 Enlaces y energía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Sustancias comunes en los sistemas vivos . . . . . . . . 23 Agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Dióxido de carbono . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Oxígeno molecular. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Amoniaco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Sales minerales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Carbohidratos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Lípidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Proteínas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Ácidos nucleicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Trifosfato de adenosina . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Transporte de materiales dentro y fuera de la célula . . . 30 Difusión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Ósmosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Ph . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Preguntas de repaso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Ejercicio de laboratorio: La química de la vida . . . . . . 39

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CONTENIDO

Capítulo

3

Estructura de la célula

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Historia de la teoría celular . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Anatomía de una célula eucarionte típica . . . . . . . . 44 La membrana celular . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Citoplasma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 El núcleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Membrana nuclear . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Nucleoplasma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Cromatina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Nucleolo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 La mitocondria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Lisosomas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Retículo endoplásmico . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 El RE rugoso o granular . . . . . . . . . . . . . . 49 El RE liso o agranular . . . . . . . . . . . . . . . 49 El aparato de Golgi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Ribosomas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Síntesis de proteínas . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Centriolos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Cilios y flagelos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Plástidos en las células vegetales . . . . . . . . . . . . 52 La pared celular de las células vegetales . . . . . . . 53 Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Preguntas de repaso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Ejercicio de laboratorio: Estructura celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

Capítulo

4

Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

Introducción al metabolismo celular . . . . . . . . . . . 64 Metabolismo celular o respiración bioquímica . . . . . . 64 Glucólisis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 El ciclo de Krebs del ácido cítrico . . . . . . . . . . . . 66 El sistema de transporte (transferencia) de electrones . . 66 Resumen de la producción de ATP durante la glucólisis, el ciclo del ácido cítrico y el sistema de transporte de electrones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Respiración anaeróbica . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Fermentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 Producción anaeróbica de ATP en los músculos. . . . . 69 Producción de ATP a partir de compuestos alimenticios generales . . . . . . . . . . . . . . . . 69 Resumen de la producción de ATP a partir de una molécula de glucosa . . . . . . . . . . . . . . . 70 Introducción a la reproducción celular . . . . . . . . . . 70

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CONTENIDO

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La estructura de la molécula de ADN . . . . . . . . . . . 71 La historia del descubrimiento del ADN . . . . . . . . 71 La anatomía de la molécula de ADN . . . . . . . . . . 73 El ciclo celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Interfase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Mitosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Profase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Metafase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Anafase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 Telofase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 Citocinesis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 Meiosis: una división reductiva . . . . . . . . . . . . . . 78 Las etapas de la meiosis . . . . . . . . . . . . . . . . 79 Profase I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 Metafase I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 Anafase I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Telofase I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Profase II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Metafase II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Anafase II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Telofase II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Gametogénesis: la formación de las células del sexo . . . 82 Una comparación de la mitosis y meiosis . . . . . . . . . 82 Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Preguntas de repaso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 Ejercicio de laboratorio: Metabolismo celular . . . . . . 93 Ejercicio de laboratorio: Reproducción celular . . . . . . 93

Capítulo

5

Tejidos

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Tejido epitelial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Clasificación basándose en la forma . . . . . . . . . . 96 Clasificación basándose en el arreglo . . . . . . . . . . 96 Clasificación en base a la función . . . . . . . . . . . . 98 Tejido conectivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Tejido conectivo laxo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Tejido conectivo denso. . . . . . . . . . . . . . . . 101 Tejido conectivo especializado . . . . . . . . . . . . 101 Funciones del tejido conectivo . . . . . . . . . . . . 104 Tejido muscular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 Tejido nervioso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Preguntas de repaso . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 Ejercicio de laboratorio: Tejidos . . . . . . . . . . . . 112

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CONTENIDO

Capítulo

6

El sistema tegumentario

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 Las capas de la piel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 La epidermis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 El estrato córneo. . . . . . . . . . . . . . . . . .118 El estrato lúcido . . . . . . . . . . . . . . . . . .119 El estrato granuloso . . . . . . . . . . . . . . . .119 El estrato espinoso

. . . . . . . . . . . . . . . .119

El estrato germinativo . . . . . . . . . . . . . . .119 La dermis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 Las estructuras accesorias de la piel . . . . . . . . . . 120 Pelo (o cabello) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 Crecimiento del pelo . . . . . . . . . . . . . . . .122 Textura del pelo . . . . . . . . . . . . . . . . . .122 Color de pelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123 Uñas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123 Glándulas sebáceas . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 Las glándulas sudoríparas . . . . . . . . . . . . . . 123 Funciones del sistema tegumentario . . . . . . . . . . 124 Sensación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 Protección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 Termorregulación . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 Secreción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 Preguntas de repaso . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 Ejercicio de laboratorio: El sistema tegumentario. . . . 135

Capítulo

7

El sistema esquelético

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Las funciones del sistema esquelético . . . . . . . . . 138 El crecimiento y la formación del hueso . . . . . . . . 138 Deposición del hueso . . . . . . . . . . . . . . . . 140 Tipos de osificación . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 Mantenimiento del hueso . . . . . . . . . . . . . . 142 La histología del hueso . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 El sistema haversiano de hueso compacto . . . . . . 142 Hueso esponjoso . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 Médula ósea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 Clasificación de los huesos en base a su forma . . . . . 144 Huesos largos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 Huesos cortos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Huesos planos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Huesos irregulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Huesos sesamoideos . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

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Marcas de los huesos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Procesos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Fosas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 Divisiones del esqueleto . . . . . . . . . . . . . . . . 146 El esqueleto axial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 Los huesos craneales . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 Los huesos faciales. . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 Las órbitas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 Las cavidades nasales . . . . . . . . . . . . . . . . 151 El foramen del cráneo . . . . . . . . . . . . . . . . 151 El hueso hioide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 ¿Cómo estudiar los huesos del cráneo? . . . . . . . . 152 El torso o tronco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 El tórax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 El esternón . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 Las costillas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 El esqueleto apendicular . . . . . . . . . . . . . . . . 155 Los huesos de las extremidades superiores . . . . . . 155 Los huesos de las extremidades inferiores. . . . . . . 158 El arco del pie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 Preguntas de repaso . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 Ejercicio de laboratorio: El sistema esquelético . . . . . 173

Capítulo

8

El sistema articular

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 La clasificación de las articulaciones: estructura y función . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 Sinartrosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 Anfiartrosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 Diartrosis o articulaciones sinoviales . . . . . . . . . 176 Movimientos en las articulaciones sinoviales . . . . . . 177 Los seis tipos de diartrosis o articulaciones sinoviales . 180 Bursas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 Preguntas de repaso . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 Ejercicio de laboratorio: El sistema articular . . . . . . 189

Capítulo

9

El sistema muscular

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 Los tipos de músculo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 La anatomía del músculo esquelético o estriado . . . . 192 La fisiología de la contracción muscular . . . . . . . . 195 Factores neuroeléctricos . . . . . . . . . . . . . . . 195 Interacción química . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 Fuentes energéticas . . . . . . . . . . . . . . . . . 199

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La contracción muscular . . . . . . . . . . . . . . . . 199 Tono muscular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 La anatomía del músculo liso. . . . . . . . . . . . . . 200 La anatomía del músculo cardiaco . . . . . . . . . . . 200 Nombres y funciones de los músculos esqueléticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 Función y ubicación de algunos músculos esqueléticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 Músculos de la expresión facial . . . . . . . . . . . . 202 Músculos de la masticación . . . . . . . . . . . . . 202 Músculos del ojo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 Músculos que mueven la cabeza . . . . . . . . . . . 202 Músculos que mueven la cintura escapular . . . . . . 202 Músculos que mueven el húmero. . . . . . . . . . . 205 Músculos que mueven el codo . . . . . . . . . . . . 205 Músculos que mueven la muñeca . . . . . . . . . . 208 Músculos que mueven la mano. . . . . . . . . . . . 210 Músculos que mueven el pulgar . . . . . . . . . . . 210 Músculos que mueven los dedos . . . . . . . . . . . 211 Músculos de la pared abdominal . . . . . . . . . . . 211 Músculos de la respiración . . . . . . . . . . . . . . 211 Músculos que mueven el fémur . . . . . . . . . . . 212 Músculos que mueven la articulación de la rodilla . . 212 Músculos que mueven el pie . . . . . . . . . . . . . 213 Músculos que mueven los dedos del pie . . . . . . . 213 Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 Preguntas de repaso . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 Ejercicio de laboratorio: El sistema muscular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225

Capítulo

10

Introducción al sistema nervioso, médula espinal y nervios espinales

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 Organización. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 Clasificación de las células nerviosas . . . . . . . . . . 229 Células de la neuroglia . . . . . . . . . . . . . . . . 229 La estructura de una neurona . . . . . . . . . . . . 230 Clasificación estructural de las neuronas . . . . . .231 Clasificación funcional de las neuronas . . . . . . .232 La fisiología del impulso nervioso . . . . . . . . . . . 232 La transmisión sináptica . . . . . . . . . . . . . . . . 235 El arco reflejo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 El agrupamiento del tejido neuronal . . . . . . . . . . 236 La médula espinal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 Funciones de la médula espinal . . . . . . . . . . . 237

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Los nervios espinales. . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 Preguntas de repaso . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 Ejercicio de laboratorio: El sistema nervioso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

Capítulo

11

El sistema nervioso: Cerebro, nervios craneales, sistema nervioso autónomo y los sentidos especiales

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 Componentes principales del encéfalo . . . . . . . . . 246 Anatomía y función del tronco encefálico . . . . . . . 248 Anatomía y función del diencéfalo . . . . . . . . . . . 250 Cerebro: estructura y funciones . . . . . . . . . . . . 251 Cerebelo: estructura y funciones . . . . . . . . . . . . 252 El sistema nervioso autónomo . . . . . . . . . . . . . 252 Los 12 nervios craneales y sus funciones . . . . . . . . 254 Los sentidos especiales . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 El sentido del olfato . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 El sentido del gusto . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 El sentido de la vista . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 Anatomía del ojo . . . . . . . . . . . . . . . . .259 El sentido de la audición y el equilibrio . . . . . . . . 260 Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 Preguntas de repaso . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269 Ejercicio de laboratorio: El sistema nervioso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271

Capítulo

12

El sistema endocrino

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 Las funciones de las hormonas . . . . . . . . . . . . . 275 La clasificación de las hormonas . . . . . . . . . . . . 277 El hipotálamo del cerebro . . . . . . . . . . . . . . . 277 Las glándulas endocrinas principales y sus hormonas . 277 La glándula pituitaria anterior, sus hormonas y algunos trastornos . . . . . . . . . . . . . . . . 277 La glándula pituitaria posterior y sus hormonas . . . . 280 La tiroides, sus hormonas y algunos trastornos . . . . 281 Las glándulas paratiroideas, sus hormonas y algunos trastornos . . . . . . . . . . . . . . . . 281 Las glándulas adrenales, sus hormonas y algunos trastornos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 El páncreas, sus hormonas y algunos trastornos . . . . 284 Los testículos y los ovarios . . . . . . . . . . . . . . 285 El timo y sus hormonas . . . . . . . . . . . . . . . 288 La glándula pineal y su hormona . . . . . . . . . . . 288 Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290

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CONTENIDO

Preguntas de repaso . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293 Ejercicio de laboratorio: El sistema endocrino . . . . . 296

Capítulo

13

La sangre

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 Funciones de la sangre . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 La clasificación de las células sanguíneas y la composiciónde plasma . . . . . . . . . . . . . . . 300 Formación de células sanguíneas: hematopoyesis . . . 302 Anatomía y funciones de las células sanguíneas . . . . 303 El mecanismo de coagulación . . . . . . . . . . . . . 305 Grupos sanguíenos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308 El grupo sanguíneo ABO . . . . . . . . . . . . . . . 308 El grupo sanguíneo rH . . . . . . . . . . . . . . . . 308 Resumen esquemático . . . . . . . . . . . . . . . . . 312 Preguntas de repaso . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313 Ejercicio de laboratorio: la sangre . . . . . . . . . . . 315

Capítulo

14

El sistema cardiovascular

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 La anatomía del corazón . . . . . . . . . . . . . . . . 319 Las capas de la pared cardiaca . . . . . . . . . . . . 320 Las cámaras del corazón . . . . . . . . . . . . . . . 321 Los vasos cardiacos principales. . . . . . . . . . . . 322 Las válvulas del corazón . . . . . . . . . . . . . . . 323 El flujo sanguíneo a través del corazón . . . . . . . . . 323 El sistema de conducción cardiaco . . . . . . . . . . . 324 Un ciclo cardiaco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 Algunas rutas circulatorias importantes . . . . . . . . 325 Anatomía de los vasos sanguíneos . . . . . . . . . . . 326 Las arterias y venas más importantes del cuerpo . . . . 327 Ramificaciones de la aorta ascendente . . . . . . . . 329 Ramas del arco aórtico . . . . . . . . . . . . . . . . 329 Ramificaciones de la aorta torácica . . . . . . . . . . 332 Ramificaciones de la aorta abdominal . . . . . . . . 332 Venas que se fusionan en la vena cava superior . . . . 334 Venas que se fusionan con la vena cava inferior . . . . 334 Resumen esquemático . . . . . . . . . . . . . . . . . 336 Preguntas de repaso . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338 Ejercicio de laboratorio: el sistema cardiovascular . . . 340

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CONTENIDO

Capítulo

15

El sistema linfático

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Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343 Las funciones del sistema: la estructura y función de los vasos linfáticos . . . . . . . . . . . . . . . . 344 Los vasos linfáticos. . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 Los nódulos linfáticos . . . . . . . . . . . . . . . . 347 Circulación de la linfa . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 Los órganos del sistema linfático . . . . . . . . . . . . 350 Inmunidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352 Antígenos y anticuerpos . . . . . . . . . . . . . . . . 352 Células de la respuesta inmune y otras defensas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353 Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361 Preguntas de repaso . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363 Ejercicio de laboratorio: el sistema linfático . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365

Capítulo

16

Nutrición y sistema digestivo

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368 Organización general. . . . . . . . . . . . . . . . . . 368 Histología . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369 La cavidad bucal u oral . . . . . . . . . . . . . . . . . 373 Las glándulas salivales . . . . . . . . . . . . . . . . . 375 Dientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375 La faringe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378 El esófago . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379 El estómago . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380 El páncreas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380 El hígado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383 La vesícula biliar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384 El intestino delgado . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384 El intestino grueso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385 La formación de las heces . . . . . . . . . . . . . . . 392 Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394 Preguntas de repaso . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395 Ejercicio de laboratorio: El sistema digestivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398

Capítulo

17

El sistema respiratorio

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Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403 Anatomía y función de la nariz . . . . . . . . . . . . . 404 Estructura y función de la faringe. . . . . . . . . . . . 407 Laringe o caja de voz . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407 Tráquea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409 Bronquios y árbol bronquial . . . . . . . . . . . . . . 410

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Anatomía y función de los pulmones . . . . . . . . . . 411 El proceso de respiración. . . . . . . . . . . . . . . . 413 Capacidad pulmonar . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418 Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420 Preguntas de repaso . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422 Ejercicio de laboratorio: el sistema respiratorio . . . . 424

Capítulo

18

El sistema urinario

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428 Funciones del sistema urinario . . . . . . . . . . . . . 430 La anatomía externa de los riñones . . . . . . . . . . . 431 La anatomía interna de los riñones . . . . . . . . . . . 431 La anatomía de la nefronas . . . . . . . . . . . . . . . 431 Suministro de sangre y de nervios a las nefronas . . . . 433 Fisiología de las nefronas. . . . . . . . . . . . . . . . 435 Los uréteres: anatomíay función . . . . . . . . . . . . 437 La vejiga urinaria y el reflejo de micción . . . . . . . . 438 La uretra: posiciones en hombres y en mujeres . . . . . 438 Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443 Preguntas de repaso . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445 Ejercicio de laboratorio: El sistema urinario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447

Capítulo

19

El sistema reproductor

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450 El sistema reprodcutor masculino . . . . . . . . . . . 450 Escroto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450 Testículos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450 Anatomía de los espermatozoides . . . . . . . . . . 453 Las funciones de la testosterona . . . . . . . . . . . 453 Los conductos del sistema . . . . . . . . . . . . . . 454 Glándulas accesorias . . . . . . . . . . . . . . . . . 455 Semen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456 Pene. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456 El sistema reproductor femenino . . . . . . . . . . . . 457 Ovarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457 Trompas uterinas o de Falopio . . . . . . . . . . . . 460 Útero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462 Ciclo menstrual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462 Funciones del estrógeno . . . . . . . . . . . . . . . 464 Vagina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464 Genitales externos femeninos . . . . . . . . . . . . 464

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Perineo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466 Anatomía y función de las glándulas mamarias . . . . . 466 Embarazo y desarrollo embrionario . . . . . . . . . . 466 Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476 Preguntas de repaso . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480 Ejercicio de laboratorio: El sistema reproductor . . . . 483

Glosario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487 Índice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515

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Prólogo

PARA EL ALUMNO El libro Fundamentos de Anatomía y Fisiología, Tercera edición, fue escrito y diseñado para los estudiantes de licenciaturas en campos afines de la salud. Está escrito en lenguaje científico claro, conciso y de fácil comprensión, y no presupone la exposición a conocimiento previo sobre Biología. Este texto te guiará a través de un largo camino a la comprensión de cómo opera a diario el cuerpo humano, desde el nacimiento hasta la muerte. El estilo de escritura y la presentación introductoria están hechos para asistir a los alumnos con conocimientos limitados en las ciencias de la salud, y permite comprender los conceptos básicos de Anatomía y Fisiología Humana, así como los fascinantes mecanismos de nuestro cuerpo. Varias características se incorporan en cada capítulo para ayudarte a dominar el contenido. Ver la sección “Cómo usar este libro” en la página XXVIII para ver una descripción detallada y los beneficios de cada característica del libro. CAPÍTULO 2 La química d e la vida

33

Organización del texto Capítulos de introducción

(A)

Solución isotón

ica

10 Ĩm

(B)

nica

10 Ĩm

Solución hipertó

FIGURA 2-14. Efecto de la

nica

ósmosis sobre

los eritrocitos

148

CAPÍTULO 7

10 Ĩm

cuando son coloca

dos en soluci

ción. Las soluc iones básicas, tienen valor también llama es de pH por das alcalinas, arrib un pH de 8 y es 10 veces más a de 7. El agua de mar tiene pura con un básica que pH de 7. En nuestros cuerp el agua destilada un valor de pH os, la saliva tiene que es ligera ligeramente por debajo mente ácida de , mientras que 7, de manera estómago con el ambiente su jugo gástr ico y ácido clorh del ídrico es muy

ones salinas

© Delmar/C

(C)

Solución hipotó

engage Learning

El libro comienza con una introducción al cuerpo humano, explicando los términos os anatómicos y la organización del cuerpo desde un nivel de organización celular hasta a el nivel de los tejidos, se explica cómo es que los tejidos forman los órganos y cómo o y qué órganos constituyen los diversos sistemas del cuerpo. La base química de laa vida se trata en el Capítulo 2, que explica cómo los diferentes elementos se unen químicamente para formar moléculas tales como carbohidratos, proteínas, grasas y ácidos nucleicos, los componentes básicos de las estructuras celulares. Después de una discusión sobre la estructura y función de las células en el Capítulo 3, se explica en el Capítulo 4 cómo las células, a través del metabolismo, convierten los alimentos que comemos en una nueva forma de energía química celular, el ATP. En este capítulo también se discute la división mitótica de las células, y cómo es que heredamos damos nuestras características genéticas mediante la meiosis, así como la estructura de la molécula del ADN. Después de esta explicación detallada pero comprensible de cómo operan las células, en el Capítulo 5 se describe la anatomía y la función de los tejidos del cuerpo.

de diferente conce

ntración.

ácido con un valor otra parte, tiene de pH próximo a 1. Nues un valor de tra sangre por mente básic a. La orina tienepH de 7.4, haciéndola ligerade ser ácida , no es tan ácida un pH de 6, la cual, a pesar un pH de 4. como el jugo de tomate con El pH en el interior de la mayo uido que las rodea es basta ría de las células y en nte cercano a 7. Debido

El sistema esquelético

Capítulos sobre los sistemas del cuerpo Senos frontales Senos etmoides Senos esfenoides Senos maxilares

(A) Canal auditivo externo Martillo Yunque

Estribo Canales semicirculares Ámpula Vestíbulo NC VIII Cóclea

Ventana oval Trompa de Eustaquio

Membrana timpánica

Ventana redonda

Lóbulo Oído externo

Oído medio

Oído interno

(B)

© Delmar/Cengage Learning

Después de haber sentado las bases para la comprensión del cuerpo a nivel celular y tisular, el texto lleva al estudiante en un viaje a través de los diversos sistemas del cuerpo. Cada capítulo tiene una introducción del sistema, donde se explica en términos generales la función del mismo y los órganos que lo componen. Cada órgano se discute en términos de su anatomía y fisiología, comenzando con el primer órgano y concluyendo con el órgano final de ese sistema. Empezando desde afuera, el primer sistema que se discute es el sistema tegumentario, en el Capítulo 6. Los sistemas esquelético (Capítulo 7), articular (Capítulo 8), y muscular (Capítulo 9) se discuten posteriormente. Estos sistemas funcionan en estrecha colaboración para permitirnos el movimiento y responder a los cambios en nuestro ambiente externo. El sistema nervioso (discutido en los Capítulos 10 y 11), controla e integra todos los sistemas del cuerpo. En el Capítulo 12 se discute el sistema endocrino, que opera en

FIGURA 7-8. (A) Los senos paranasales. (B) Sección transversal del oído, donde se muestran los osículos.

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CONTENIDO

estrecha colaboración con el sistema nervioso para el control químico del cuerpo a través de hormonas, ayudando a mantener el ambiente interno del cuerpo, o la homeostasis. El Capítulo 13 se dedica a la sangre y comienza a describir los sistemas que transportan materiales a través del cuerpo. El Capítulo 14 se refiere al sistema cardiovascular, donde la sangre actúa transportando oxígeno y nutrientes hacia las células del cuerpo, mientras elimina los residuos de las células del cuerpo. El sistema linfático (Capítulo 15) transporta las grasas desde el tracto digestivo a la sangre, y participa en el desarrollo de la inmunidad para proteger el cuerpo contra las enfermedades. El Capítulo 16 abarca la nutrición y el sistema digestivo, y convierte el alimento que comemos en una forma utilizable para las células del cuerpo. En el Capítulo 17 se discute el sistema respiratorio, que transporta el oxígeno dentro del cuerpo y elimina dióxido de carbono del mismo (un producto de desecho del metabolismo celular). El sistema urinario, que filtra la sangre 60 veces al día para eliminar los residuos y los metabolitos producidos en exceso que el cuerpo no necesita, se cubre en el Capítulo 18. El capítulo final del texto trata del sistema reproductor. Este sistema nos permite propagar nuestra especie y transmitir nuestras características genéticas a los hijos.

Cambios en esta tercera edición Se hicieron varias adiciones y mejoras al libro de texto y sus suplementos, con el fin de aumentar la comprensión y ampliar la experiencia adquirida sobre Anatomía y Fisiología.

Nuevas características Se han añadido cuatro nuevas características al libro, para mejorar su aprendizaje: ■ La función de Investiga y explora. ■ Estudios de casos que fomentan el pensamiento crítico sobre los conceptos aprendidos en los capítulos sobre sistemas del cuerpo. ■ Conexión StudyWARE™ ■ Una Guía de estudio para practicar (disponible en inglés)

Descargas a teléfonos celulares (disponible en inglés) Se han añadido descargas a teléfonos celulares, que incluyen audio, ilustraciones y animaciones para poder aprender, incluso cuando no estamos en clase.

Animaciones (disponible en inglés) Varias animaciones nuevas fueron agregadas a la función StudyWARE™, además de diapositivas creadas con PowerPoint y el WebTutor.

Cambios específicos a capítulos La siguiente es una lista de los principales cambios que se hicieron a los diferentes capítulos. De particular interés es la adición de la descripción de numerosas enfermedades, trastornos y condiciones que se han agregado a los capítulos sobre sistemas del cuerpo. capítulo : el cuerpo humano ■ Se ha añadido una nueva tabla sobre los diferentes niveles estructurales de organización del cuerpo humano. ■ Se añadió una discusión sobre retroalimentación positiva y negativa.

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capítulo : la química de la vida ■ La estructura química del glicerol y ácidos grasos ha sido revisada. ■ Se revisaron algunos aspectos sobre las células rojas de la sangre y soluciones hipo-

tónicas. ■ Se expandió un ejemplo de transporte activo.

capítulo : estructura de la célula ■ Se añadieron objetivos del capítulo. ■ Se amplió la definición del modelo de mosaico fluido de las moléculas de la membrana celular. ■ Se ha añadido una nueva ilustración, que muestra la estructura de una molécula de ARN de transferencia capítulo : metabolismo celular y reproducción: mitosis y meiosis ■ Se ha añadido la descripción de nuevos trastornos, como la enfermedad de Tay-Sachs, el síndrome de Klinefelter y el síndrome de Down. capítulo : tejidos ■ Se aclaró la definición de los términos monocitos, histiocitos y macrófagos. ■ Se amplió la definición de las células de la neuroglia. capítulo : el sistema tegumentario ■ Se agregaron imágenes de quemaduras de primer, segundo y tercer grados. ■ Se añadieron las imágenes de carcinoma de células escamosas, melanoma maligno y pústula impétigo. ■ Se ha añadido una imagen de las pústulas de la varicela. ■ Se incorporó una imagen de la dermatitis del roble venenoso. ■ Se han añadido imágenes de paroniquia, onicomicosis y onicocriptosis. ■ Se ha añadido una nueva ilustración que muestra diferentes lesiones de la piel. ■ Se han añadido nuevas descripciones de trastornos del sistema tegumentario como la varicela, dermatitis por hiedra venenosa, roble y zumaque, paroniquia, onicomicosis y onicocriptosis. Además, se ha agregado la descripción de lesiones en la piel como: pápula, mácula, forúnculo la corteza, bullas o vesículas, pústulas y quistes. capítulo : el sistema esquelético ■ Se agregó una nueva ilustración que muestra los diferentes tipos de fracturas. ■ Se agregó una nueva ilustración que muestra la columna vertebral. ■ Se agregó una nueva ilustración que muestra las curvaturas anormales de la columna vertebral. ■ Se añadió una definición de anestésicos epidurales. ■ Se agregó una nueva ilustración que ilustra una vista anterior de la pelvis. ■ Se añadió una imagen del paladar hendido. ■ Se agregó una nueva ilustración que demuestra la acromegalia. ■ Se han añadido nuevas descripciones de trastornos del sistema esquelético, incluyendo el ojo negro, desviación del tabique, sinusitis, latigazo cervical, la acromegalia, y la clavícula fracturada. capítulo : el sistema articular ■ Se agregó un ejemplo de una articulación con sincondrosis. ■ Se agregó una nueva ilustración que muestra una bolsa o bursa en la articulación de la rodilla. ■ Se han añadido nuevas descripciones de trastornos como la gingivitis, la hiperextensión y la cadera dislocada.

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capítulo : el sistema muscular ■ Se agregó una nueva ilustración que muestra los músculos de la pared abdominal. ■ Se han añadido nuevas descripciones de trastornos del sistema muscular como el rigor

mortis, el ronquido, el tétanos, la poliomielitis, la fascitis plantar y la fibromialgia. capítulo : a sistema nervioso introducción: médula espinal y nervios espinales ■ Los nervios coccígeos espinales se han etiquetado. capítulo : el sistema nervioso: cerebro, nervios craneales, sistema nervioso autónomo y los sentidos especiales ■ Se han añadido nuevas descripciones de trastornos del sistema nervioso como el aneurisma, la esclerosis múltiple, síndrome de Reye, la rabia, la enfermedad de TaySachs, la parálisis de Bell, conmoción cerebral y la depresión. ■ Se han añadido nuevas descripciones de trastornos de los sentidos como el vértigo o mareo por movimiento, cataratas y glaucoma. capítulo : el sistema endocrino ■ Se han añadido nuevas descripciones de trastornos del sistema endocrino, incluyendo diabetes insípida, el trastorno afectivo estacional, aldosteronismo, el estrés y el síndrome adrenogenital. capítulo : la sangre ■ Se han añadido etiquetas a la figura sobre la clasificación de las células sanguíneas. ■ Se actualizaron datos sobre la vida media y funciones de las células sanguíneas. ■ Se han añadido nuevas descripciones de trastornos de la sangre como la trombocitopenia, eritrocitosis, y el envenenamiento por monóxido de carbono. capítulo : el sistema cardiovascular ■ Se han etiquetado las diferentes paredes o capas del corazón. ■ Se agregó una nueva ilustración que muestra el interior del corazón, con etiquetas respectivas a cada parte. ■ Se han añadido nuevas descripciones de trastornos del sistema cardiovascular, incluyendo arritmias, soplo cardiaco, estenosis de la válvula del corazón, la válvula del corazón incompetente, angina de pecho, síndrome de prolapso de la válvula mitral (PVM), infarto al miocardio, la angioplastia, y el stent (endoprótesis vascular). capítulo : el sistema linfático ■ Se han agregado etiquetas nuevas a la ilustración del sistema linfático ■ Se agregó una nueva ilustración que muestra la estructura molecular de los anticuerpos ■ Se han añadido nuevas descripciones de trastornos del sistema linfático, incluyendo traplante de médula ósea, el cáncer, los ganglios linfáticos y el lupus eritematoso sistémico (LES). capítulo : nutrición y sistema digestivo ■ Se agregó una descripción del sabor umami. ■ Se añadió una radiografía de cálculos biliares en el conducto biliar. ■ Se añadió una imagen del tordo. ■ Se han añadido nuevas descripciones de trastornos del sistema digestivo, como aftas, amigdalitis, intoxicación alimentaria, infecciones por tenias, pancreatitis, gastritis, enfermedad por reflujo gastroesofágico (ERGE), el cáncer gástrico y cáncer de páncreas. capítulo : el sistema respiratorio ■ Se agregó una nueva ilustración que ilustra la vista anterior y posterior de la laringe. ■ Se agregó una nueva ilustración que muestra la posición de las cuerdas vocales en la laringe.

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■ Se ha añadido una nueva sección sobre la capacidad pulmonar. ■ Se han añadido nuevas descripciones de trastornos del sistema respiratorio como la

laringitis, pleuresía, atelectasia, la enfermedad del legionario, el síndrome de muerte súbita del lactante (SMSL), la influenza (gripe) y la tuberculosis (TB). capítulo : el sistema urinario ■ Se han agregado etiquetas nuevas a la ilustración de la anatomía interna del riñón. ■ Se agregó una discusión sobre los dos tipos de neuronas: las yuxtamedulares y las corticales. ■ Se agregó una nueva ilustración que muestra las principales funciones de las nefronas: la reabsorción de la filtración y la secreción. ■ Se añadió una discusión sobre la diálisis peritoneal en la insuficiencia renal. ■ Se han añadido nuevas descripciones de trastornos del sistema urinario, como la hematuria, oliguria, poliuria, piuria, uremia, enfermedad del riñón poliquístico y la incontinencia urinaria. capítulo : el sistema reproductor ■ Se agregó una imagen de Trichomonas. ■ Se ha añadido una imagen de chancro de pene y de la sífilis. ■ Se han añadido nuevas descripciones de trastornos del sistema reproductivo como la disfunción eréctil (ED) o la impotencia, el cáncer de ovarios, cólicos menstruales, el embarazo ectópico y la infertilidad femenina.

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PARA EL INSTRUCTOR O MAESTRO Hay muchos libros de texto de Anatomía y Fisiología Humanas que los instructores o maestros pueden elegir para sus alumnos. La mayoría de estos textos están diseñados para aquellos alumnos con conocimientos previos de Biología, y su contenido es tan extenso que se necesita por lo menos un año para cubrir todos los temas a profundidad; por lo tanto, estos textos están diseñados para estudiantes de Biología y Medicina. Por la misma ma razón, nosotros tuvimos la necesidad de crear un libro de texto escrito para el alumno sin conocimientos previos, que a manera introductoria le pueda facilitar el elegir una carrera era en el campo de las ciencias de la salud; un libro que cubra los fundamentos básicos de Anatomía y Fisiología humanas a una profundidad razonable para satisfacer las necesidadades en un curso de un semestre.

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Curso en línea de Fundamentos de Anatomía y Fisiología Este curso desarrollado en línea introduce a los alumnos sin conocimientos de Biología al complejo y apasionante mundo de la Anatomía y la Fisiología. El curso comprende una línea completa de aprendizaje interactivo. El contenido del capítulo se organiza en torno a los sistemas del cuerpo y se centra en cómo cada sistema trabaja en conjunto para promover la homeostasis. Incluye ilustraciones a todo color, animaciones anatómicas en 3D, audio, y contenidos para involucrar totalmente al alumno. También hay juegos interactivos tales como el etiquetado de imágenes y campeonato de concentración para reforzar el aprendizaje. Potentes herramientas de personalización permiten a los administradores individualizar las herramientas del curso y su evaluación, mientras que cuenta con un amplio seguimiento que permite a los administradores monitorear el rendimiento y el progreso del alumno. Anatomía y Fisiología en línea: Código Académico de Acceso Individual, ISBN 1-4180-0131-7 Anatomía y Fisiología en línea: Código Académico de Acceso Individual, ISBN 1-4180-0130-9 (Ambos cursos se encuentran disponibles solamente en inglés)

WebTUTOR™ (Disponible solamente en inglés) Diseñado para complementar el libro, el WebTutor™ es una herramienta web rica en contenido, que funciona para asistir en la enseñanza y el aprendizaje. Ayuda a reforzar y aclarar conceptos complejos mientras que sus animaciones mejoran el aprendizaje y la retención de material. Las plataformas de WebCT™ y de Blackboard™ también ofrecen herramientas de comunicación para los instructores y estudiantes, incluyendo un calendario de cursos, chat, correo electrónico y foros de discusión. WebTUTOR™ en WebCT™, ISBN 1-4354-3875-2 Texto incluido en WebTUTOR™ en WebCT™, ISBN 1-4354-3074-3 WebTUTOR™ en Blackboard™, ISBN 1-4354-3874-4 Texto incluido en WebTUTOR™ en Blackboard™, ISBN 1-4354-3109-X

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SOBRE EL AUTOR Donald C. Rizzo, Ph.D., es profesor titular de Biología y Jefe del Departamento de Biología en la Universidad Marygrove en Detroit, Michigan, donde enseña Anatomía y Fisiología Humanas junto con la terminología médica respectiva. Es también responsable de la enseñanza de materias como Biología II: la unidad y la diversidad de la vida, Principios de la Biología, Parasitología, Zoología y Botánica. Comenzó su carrera como docente en el Colegio Marygrove en 1974. Fue presidente del Departamento de Ciencias y Matemáticas de 1975-2006, además de ser maestro de tiempo completo. El Dr. Rizzo recibió su grado de licenciatura en Biología y Educación en 1968 en el Colegio Boston State (ahora la Universidad de Massachusetts, Boston), un grado en Maestría en Ciencias en 1970, y un doctorado en 1973 en la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York. Ha sido miembro de la Asociación Americana de Profesores Universitarios y actualmente del Instituto Americano de Ciencias Biológicas y fue miembro pasado de la Asociación Nacional de Profesores de Ciencias. El Dr. Rizzo ha publicado en el Journal of Invertebrate Pathology, y es co-autor de un banco de pruebas automatizado para terminología médica. Ha desarrollado muchas herramientas para la asistencia de la enseñanza que usa para sus clases de Biología, incluyendo un manual de laboratorio de Parasitología, y guías de estudio para el estudiante en todas las demás clases que imparte. Los premios que se le han otorgado incluyen los premios Fundación Sears Roebuck Campus de Excelencia en la Enseñanza, el Premio al Liderazgo en 1990 y el Premio Académico de la Escuela Normal Marygrove 1992. Nominado por sus alumnos, se convirtió en miembro de Quién es Quién entre los maestros de América en 1996, 2000 y 2004. En 2006, recibió el Premio de Enseñanza Presidencial del Colegio Marygrove. En 1990-1996 atendió una sesión de verano como profesor visitante en la Universidad de Michigan, donde enseñó el componente de Biología para el Programa de Becas de Pre-Medicina para estudiantes de minorías étnicas. Se presenta en conferencias nacionales e internacionales en un servicio interdisciplinario, dando un curso de formación sobre “VIH/SIDA: Biología e impacto social”, junto con sus dos amigos y colegas, el profesor James Karagon (trabajo social) y la Dra. Loretta Woodard (literatura), que con él, han desarrollado e imparten este curso, todos los años. Ha realizado trabajo de campo en Biología en todo el mundo y participa con sus estudiantes en viajes de estudios en el extranjero a lugares como las Islas Galápagos, África del Sur, China, Rusia, Europa y América del Sur y Central. Sus hobbies incluyen viajar por el mundo, el arte en cerámica y vidrio de América. En 2009 fue galardonado con el Premio Presidencial Marygrove Colegio para Becas.

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AGRADECIMIENTOS Me gustaría agradecer la ayuda dedicada de mi amiga y colega, la Sra. Teri Miller, nuestra asistente administrativa. También extiendo un especial agradecimiento a Deb Myette-Flis, mi directora en producción, que empezó a trabajar conmigo en la primera edición hace muchos años y ha permanecido conmigo con paciencia y como un enlace competente para Delmar Cengage Learning. Ella siempre está disponible con asistencia y respuestas a mis numerosas preguntas técnicas, dándome palabras constantes de aliento. También me gustaría extender un agradecimiento a mi familia, amigos, administradores, equipo, estudiantes y colegas de la Universidad Marygrove que me apoyaron en este esfuerzo. El agradecimiento se extiende también a mis amigos Rico y Jess por haber cuidado de mis bulldogs inglés, Bonnie y Clyde, y de Cleo el gato, cuando necesitaba silencio y soledad para escribir y editar. Agradecimientos sinceros también a los profesores de otras universidades que revisaron este manuscrito. Sus sugerencias constructivas y nuevas perspectivas de los temas, sus ideas y comentarios ayudaron a que esta tercera edición fuera el producto que es. Cada uno de ellos tenía una perspectiva nueva y diferente que fue muy valiosa para la edición final de este texto. Un agradecimiento sincero se extienden a la Sra. Linda Brawner, Directora de Servicios de Tecnología de la Educación en el Colegio Marygrove, por su ayuda con la edición técnica de este manuscrito.

Revisores Anna Marie Avola, PhD Presidente del Programa de Asistencia Médica Universidad Hodges Naples, Florida Richard A Bennett, PhD Becario Post-Doctoral Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea Universidad de Cincinnati Cincinnati, Ohio

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Cherika de Jesus, CMA, AAS Instructora Certificada en Asistencia Médica Escuela de Negocios de Minnesota Campus Centro Brooklyn Centro Brooklyn, Minnesota Linda J Kuhlenbeck, CMA Asistente de Instructor Médico Colegio Brown Mackie Hopkinsville, Kentucky

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Cómo usar este libro El libro Fundamentos de Anatomía y Fisiología, Tercera edición, nos ayuda a entender cómo el cuerpo humano está estructurado, las funciones que realiza a diario, y cómo los sistemas del cuerpo trabajan juntos para mantener la homeostasis. Las siguientes funciones están integradas en todo el texto para ayudarnos a aprender y dominar los conceptos básicos de Anatomía y Fisiología, así como sus términos.

El sistema rio tegumenta ULO EL CAPÍT

S D de: rás ser capaz capítulo, debe estudiar este Después de la epidermis. las capas de 1. Nombrar atinización. quer ino e las térm res de piel entr 2. Definir el distintos colo qué existen 3. Explicar por personas. llo. cabe un de la anatomía 4. Describir entes en la piel glándulas pres los tipos de secreción. 5. Comparar estructura y la basadas en su sudoración en rtancia de la impo la 6. Explicar . ura supervivencia lar la temperat ayuda a regu piel la o 7. Explicar cóm corporal. la piel. de s ione las func 8. Nombrar

OBJETIVO

Objetivos del capítulo Los objetivos del capítulo le ayudan a aclarar los conceptos que debe comprender después de leerlos, para completar las preguntas de examen.

Conceptos clave La lista de conceptos clave al inicio de cada capítulo se encuentra hacia el interior del texto para que el lector los pueda localizar fácil y rápidamente.

Mapa conceptual Cada capítulo incluye un mapa conceptual del sistema de órganos, que nos introduce a la relación entre las diversas estructuras del sistema y cómo estas estructuras desempeñan sus funciones. Los mapas conceptuales ayudan a entender las conexiones entre la Anatomía y la Fisiología de los órganos de cada sistema del cuerpo.

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C O N C E P T O S C L AV E Albinismo Cabello Callo Callosidades Cama de la uña Carcinoma de células basales Carcinoma de células escamosas Cianosis Corium Corteza Cuerpo de la uña Cutícula Dermis mas Desmosomas Eje

Epidermis Estrato basal Estrato córneo Estrato espinoso Estrato germinativo Estrato granuloso Estrato lúcido Estratos Folículo piloso Glándulas sebáceas Glándulas sudoríparas Hipodermis Lúnula Médula Melanina

116

Melanocitos Melanoma maligno Músculo erector del pelo Porción papilar Porción reticular Quemadura de grosor completo Quemadura de grosor parcial Quemaduras de primer grado Quemaduras de segundo grado Quemaduras de tercer grado Queratina Queratinización Raíz Raíz de la uña Sebo

CAPÍTULO 6 El sistem a tegumentario

de células pigmentadas. Es una barrera efectiva que nos INTRODUCCIÓN DUCCIÓN N protege de las sustancias químicas más dañinas evitando El sistema ma tegumentario o integumentario está conforque entren a nuestro ambiente interno. Participa en la Sistem entario con lo que mado porr la piel y sus apéndices. Ver V Mapa Conceptual disipación de agua durante alategum sudoración, ema tegumentario. Los apéndices o modifica6-1: Sistema modificaayuda a regular nuestra temperatura corporal. e la piel incluyen el pelo, las uñas, las glándulas ciones de posee una sebáceas,, ceruminosas y sudoríparas. La palabra tegudesarrolla una LAS CAPAS P DE LA PIEL mento signifi ca cubierta o envoltura. La piel de una pergnifica Estructura lta cubre aproximadamente de 1.5 a 2.0 metros sona adulta específica Nuestra piel consiste de dos capas principales (Figura cuadrados superficie del cuerpo. La piel pesa alreos de la superficie 6-1). La epidermis es una capapermite de tejido epitelial que a su Función dedor de 2.7 kg (casi el doble del peso del cerebro o del vez puede dividirse en subcapas. Se localiza por encima específica hígado) y recibe aproximadamente un tercio de toda la incluye de la segunda capa, conocida como dermis. Ésta es una sangre que exible pero a la ue circula en nuestro cuerpo. Es fl flexible capa densa de tejido conectivo que conecta la piel con a y bajo condiciones normales es capaz de repavez rugosa los tejidos que se encuentran por debajo de ella, como la incluye enerarse por sí misma. Casi toda nuestra piel es rar y regenerarse grasa y el músculo. Por debajo de la dermis se localiza la resistente e al agua. Nos protege de la dañina luz ultravioa capa subcutánea, con frecuencia denominada hipoderleta emitida ida por los rayos solares gracias a la presencia mis. Pelo Glándulas Glándulas 115 Glándulas sebáceas Uñas sudoríparas cerumin osas

suaviza el

secreta

secreta

Piel

Receptores sensoriales

secreta

Recepción sensorial

para incluye

Regulación de la temperatura

necesaria involucra para

yace sobre

Sebo

Sudor

Cerumen

Epidermis con queratina, melanina

Dermis con vasos sanguíneos

Protección

Excreción

en contra de incluye

Capa subcutánea con grasa

VasoAislamiento constric ción y dilatación

Rayos Enfriamiento UV y mediante evaporación microorganismos

para

para

para

para

para para

MAPA CONCEPTUAL

6-1.

Sistema tegumentari cuerpo tendrá un mapa o. Ésta es la primera introducción de un mapa turas permiten al sistemaconceptual que esquematizará la relació conceptual. n entre las diversas desempeñar sus funcion estructuras del sistema Cada sistema del principales temas de es. Un mapa concep un capítulo en una sola y cómo estas estructual es básicamente página, de El mapa conceptual un esquem divide un tema en sus compo esta manera, el lector cuenta con un panora a que permite visualizar los líneas de conexión en nentes princip ma genera sus más pequeños. La conexió estructuras y funciones. Entonces, cada ales. En primer lugar, el sistema del cuerpo l de éstos. uno de estos dos grande n de las líneas o flechas se divide por relaciones. De vez en s temas se usan para unir las division se subdividen en compo cuando, una breve descrip es relacionadas con nentes la explicación de la ción o una palabra pueden el propósito de mostra relación. Dedica unos usarse junto con las minutos a examinar Además te ayudará líneas de conexión para r las el a preparar el terreno reforzar para lo que estés por mapa conceptual antes de continuar tu tual, el cual te ayudar lectura por el capítul leer. Al estudiar la inform á a recordar lo que o. has leído. ación del capítulo, recurre al mapa concep-

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Ilustraciones y fotos a todo color

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entario El sistema tegum CAPÍTULO 6

Eje del pelo

Las ilustraciones y fotos a todo color le proporcionan un refuerzo visual de los principales conceptos incluidos en cada capítulo. El color puede ayudarle a mantener una imagen mental de los distintos sistemas y a reforzar el material que se aprende en cada capítulo.

Poro Papila Capilar Conducto de la glándula sudorípara

Epidermis

Glándula sebácea Dermis

a

Fibra nervios

Vaso sanguíneo a

© Delmar/Ce

Célula adipos

ngage Learning

Glándula sudorípara Capa subcutánea (hipodermis)

Las capas de la FIGURA 6-1.

piel y algunos de

sus apéndices.

StudyW AR Conexión con

Campo

PROFESIONAL

Conceptos clave

yace vascularización, que carece de células La epidermis, conectivo. Las brana de tejido dividen por mitosis, se sobre una mem esta membrana las más vie™ más basales de células nuevas empujan a hacia las azan de manera que ficie. A medida que se despl ia debido a jas hacia la super composición química camb y ente muearriba, su forma g y eventualm n debido d agua 131 relacionada con an animación re ario nido de mesuntconte pierd queratinización queeguen t WARE™. que a Observa una como m e t ce Study s i s de l cono E ína qu eína so se CD-ROM CAPÍTULO 6 ren. Este proce comienzan a llenar de la prote consla piel en tu an s se tas, se descaman que las célula s externas muer raa efectiva ratina. Estas célula externa forma una barre es muy y capa tantemente. La que pudieran penetrar la piel contra sustancias ión. as distinabras produce capas resistente a la queratinización os (Figura 6-2). -2). De la El proceso de das estrat La epidermis está compuesta la epidermis llama la más interna podemos enupiel de la de tivas a o, a hacia núcleos) capa mas extern extern el o; el estrato lúcid os en das (carecen de ienen porción más La epidermis o esad . El estrato córne o granu to iales queratiniza células se para mantlos individuos inter merar cinco capas minado la capa clara; el estrat lar; de células epitel Estas nibles ente convo osas.les dispo anular; y escam granu deno y te capa siona la ificadas das altam comúnmen estratlas áreass aprofe conoce como conexiones cerra Estos desmosomas e el nombre gener Éstas son Ést asalyselos s gracia loso, paraenartist junta armente recib e que entario: desmosomas. maquillaj nte,, es el oso, a tegum y flrexible losregul interna e importante en elde espin sistemlucio sist o nua o enque nadas llamados estructura rrolla conti estrat cine el el desa en más en s, e capa la recib én conoes de osa. La televisora que se pued es mayortos dond nsabl gos, ene las respo erativa) también etólo de capa espin cosm Losson la epide ocupar pues o (o capa regen M
L M en rmis r depued las palmas de grosollo, El cabe piel.de estrato germinativ basal lastas ión y peso –en . estili estratyo en los r cantidad de abras ; y es mucho más medades cida como una de belleza.las plantas de los pies– o. cializan en las enfer esmayo salon espe tronc se del las manos y en que al icos ventr méd ficie son super en lagos daatólo delga derm M


E

Los amatorias la piel. trastornos de ne. ólogos sistema inmu ía cosméreacciones del an en las cirug envejecializ de la piel y las espe se del que son médicos tar los efectos anos plásticos de nacimiento y contrarres M
Los ciruj gir defectos tica para corre de la en el cuidado especializarse cimiento. an estudios para as también realiz M
Las enfermer piel.

M
Los alerg

EL

RPO MAS DEL CUE RA EMA ISTE LOS SIST PARA P PA AN JUNTOS SIS: BAJJAN ABA TRA T IS: TA TAS LA HOMEOS MANTENER 126 ENT CAPÍTULO ARIO6 T UM SISTEMA TEG

iovascular an a regular udan is ayud mis Sistema card derm la de o sanguíneos de iante su dilatación M
Los vasos corporal med la temperatura personas constricción. uíneos en las los vasos sang de ación iento de la piel dilat M
Lategumentario M El sistema uce el enrojecim de piel clara prod ión . rizac durante la rubo

receptore ir ● La esti excitación sex s en la pie ual. mulac l pue

verman, MD, Pediatric atric Dermotolog Dermotology, r gy,

esía de Robert A. Silverman, MD, atric Dermotology, Georgetown ersity

elético en contra de piel provee deCOMÚN,Sistema linfático Sistema esqu nuestraENFERMEDAD iva que actúa de una barrera efect CÁNCER DE PIEL D producida por fuert es. TRASTORNO O CONDICIÓNM
La piel es una os proveyendo M
La vitamina rrollar huesos microorganism sistema inmune. la invasión por calcio para desa el de defensa para icóticas y antibacteprimera línea esaantim iedad El cáncer de piel generalmente se desarrolla debido la exposición excesiva a los rayos ultravioleta prop e pose sebo o necesario calci Sistema muscular ría utilizarse cuando se sol, razón por la cualM
losElprotectores solares con un FPS de 15 nir o más, deben proveer deldel mayo a la a ayud . D preve rialeso cuando nuestra piel ayuda a requiere de realizar trabajo al aire libre. realizan actividades al aire libre, M
La vitamina n muscular. to ácido de la ocupación s sione M
El man expre riana para la contracció les generan lasLas áreas más comunes donde se desarrolla el cáncer des.piel son la cara, el cuello y las manos. Hay infecciones bacte ulos facia tres tipos de cáncer de piel, de doslas de los cuales pueden ser letales. M
Los músc aje corporal. ra común es el carcinoma de células basales. Este tipo de cáncer produce una úlcera eratumás El tipo faciales del lengu an a controlar la temp rs ayud la abso radioterapia o resección por quirúrgica; rararavez se propaga. El primer tipo ma digestivo Siste la piel gene o. abierta y puede tratarse con M
Los escalofrío ucidaescamosas, tando el cuerp ina D prod carcinoma de células que produce un tumor nodular altade cáncer de piel peligroso Laelvitam corporal calen M
es por el intestino. como a la dermis, hacer o y fósfo mente queratinizado en la epidermis (Figura 6.6).ro Si no seser trata puede propagarse cenadas alma ción de calci en pued caloríasde metástasis, El tipo de piel más peligroso es el melanoma maligno (Figura de cáncer y de la muerte. ioso eratuyracausar M
El exceso eo. temp Sistema nerv után subc cambios de 6.7). Es poco frecuente y se asocia con un lunar en la piel. Un lunar es una agrupación de melanocitos; de tejido nerel a tores recep grasa en al sistem ón se M
Los sitios éstos convierten en cancerosos y la metástasis es común. El melanoma puede aparecer como un proveen informaci ambiente. el mediooscuro presión en la piel plana difusa.irato A menos tiempo, estecamcáncer es mortal. rio que se trate a en r contender con nódulo as. o una lesiónSiste ma resp pued producir vioso para pode ulas sudorípar tores en la piel aactivan las glánd recep ios sitios nerv Los Los M
M
de respiración. bios en las tasas produa end ma stem 13sebo eción de Siste 2 CAPÍTULO agua y o urinario 6 Siste los niveles de M
Las horm El sistma piel. ema teges pueden restaurar riñon umentario sanguíneo a la sudoración. Los cido por M
idos durante la grasa en el detem electrolitos perd tidad Sis M
M a reprod uctor o ● La esti M
Las horm mulación e után ut de sitios produc tejido subc El estrato granul 1. Está form oso ado por dos activas en la querati o tres capas de células mu nización. El estrato y espinoso 1. Este estr ato espinosas se compone de varias cap con form a poliéd as 2. Los pue de célula rica. ntes de anc s RESUME enc laje uen cel N tran en esta ulares o desmosom capa. El estrato INTROD as se germinativ UCCIÓN o o basal 1. Se enc uen 1. El sist ema Su capa tra por encima de má piel, cab tegumentario está estrato bas s profunda de cél la membrana bas ello al. cerumino , uñas, glándulas formado por la ulas se den al. sas en el 2. Ésta es sebáceas, omina el glándulas con la capa que sudorípara ducto auditivo glándulas epidermis pro externo, 2. La pie s. por mitosi duce nuevas cél y las l es resiste 3. Los me ulas de la s. nte al radiación lan ultraviole agua, nos proteg Este pigmeocitos de esta cap el agua y a produc nto es res ayuda a ta; a través del sud e de la de en pon la protec melanina regular la corporal. sable del ción con . temperatu or disipa color de 4. Las per tra los ray la piel y ra os ultravi son LAS CAPA oleta del más activo as de piel oscura sol. S DE LA poseen me s. PIEL 5. El alb lanocitos 1. La pie inismo es l se com una con de la aus pone de superior dic ión enc dos ia de me genética capas: la y la dermis lanina. La dermis que resulta epi inferior La epider o corion dermis mis . 1. La der 1. La epi mis dermis verdadera también se denom estratificad se compone y está com ina de epiteli o y querati denso. puesta de corion o piel o escam 2. A me nizado. oso teji dida que do conectivo 2. En la las célula superficie dermis se s se despla encuentran linfáticos, zan hacia su núcleo de la epidermis los ésta la pilosos. nervios, músculos, vasos sanguíneo conocido cambia químicam s pierden agua glándulas sy y como que ent 3. Se div y folículos ratinizaci e, en un proces 3. Las cin ide en o ón. co capas localizada dos fracciones de la epi a la más : dermis interna son porción por debajo de la la porción papilar las siguien , de la más extern reti epidermis estrato cór a subcutáne cular ubicada tes: neo, o cap por encima y la o. a callosa estrato lúc 4. El teji del tejido ido o cap do sub a transpa estrato gra hipoderm cutáneo se pue rente, nuloso o is. de llamar capa gra estrato esp nular, inoso o cap LOS APÉN paa espino estrato ger DICES DE sa, minativo LA PIEL 1. Los apé o capa reg El estrato ndi enerativa. córneo uñas, glá ces de la piel inc 1. Se com ndu luyen el pon pel sudorípara las sebáceas, cerumino o, en proteín e de células mu s. ertas con sas, y Pelo Pel lo ioas o células que vertidas consta entar nteme rati El sistema tegum descamaci nte se pierden nizadas que 1. El pel CAPÍTULO 6 134 o cubre en un pro ón. todo el ceso de 2. Es una de las ma barrera que nos, las pla cuerpo excepto partes de las palma de luz y actúa en de los genital ntas de los pies REPASO y ciertas s químicos calor, y la mayor contra de las ond es extern 2. Cada cabello ind ía as os. y de sus PREGUNTAS DE microorga de los productos ivid rmis conlos El la epide partes: la ato lúc nismos. capas deestr cutícula ual se compone ido externa, de tres la Fund 1. Enlista las cincones. te priación 1. Esta cap web de par nciw. la cor pal de los a ● Visita el sitio a es una nombres comu del sistem la mé//ww enyhttp: gránulos teza, que es la ones Piel dul funci cap de o sól er a cuatr a o los inte del plana una o de rna que de Cánc ibe las aire tiga . uno e inves presenta pigmento, 2. Enlista y descr observar. dos células de espy transparenskinc te deancer.org 3. piel. Escribe un espacios esor; es ro tegumentario. de er de La parte visi na o difícil n el mismo núme las tipos de de cánc en eje de. una págible de un cab personas posee * o explicamos ello se den 3. Si todas las pequeño resum ndist en su piel, ¿cóm tas razas? omina apre 4. El folí e. de melanocitos distin culo pilo lus en dos de lo que color entre las linePso es la Med cia de diferencias de ausen web con s raíz del cabello ● Visita el sitio persona que nace gov/medlineplu a una . una .nih. * ptible qué w.nlm ¿Por susce 4. de http://ww ríparas será a de cualquiera ue de calor? de glándulas sudo e investiga acerc la piel mencionasición a un choq es de muerte por expo las condicion o ulo. miento crític das en este capít * ntas de pensa de natales pro ión de los pez one dulas ma voca la producció s en las mujere s pos marias. n de leche por las glá tn-

Los conceptos clave se resaltan en negritas y se definen a lo largo del capítulo.

Sistemas del cuerpo En esta sección, que se encuentra al final de cada capítulo, se muestra cómo cada sistema del cuerpo trabaja en conjunto con otros sistemas para mantener el ambiente interno del cuerpo de manera óptima. Al ver la función que tiene cada sistema del cuerpo en el mantenimiento de la homeostasis, se pueden integrar las funciones independientes de cada sistema, en su funcionamiento, en conjunto dentro de un solo cuerpo.

Cuadros de condiciones especiales Los cuadros de condiciones especiales y las secciones de alerta sanitaria y de enfermedades, trastornos, y desórdenes comunes proporcionan una breve descripción de la importancia sanitaria y de las enfermedades que pueden ocurrir en el sistema del cuerpo que se cubre en algún capítulo. Esta información permite relacionar los conceptos presentados en el capítulo con situaciones de la vida real.

Resumen El resumen proporciona una lista de los principales temas cubiertos en cada capítulo, y es una valiosa herramienta de estudio que resume los contenidos del mismo.

lora Investiga y exp

Pregu

CASO ESTUDIO DE

Preguntas de repaso Una variedad de ejercicios proporcionan herramientas para la autoevaluación sobre la comprensión del capítulo. Las preguntas de pensamiento crítico permiten aplicar los conceptos aprendidos y fomentar la discusión.

su una revisión de dermatólogo tras muslo edad, visita a su que se ha desarrollado en su r de 21 años de histoupada por un lunar eado oscuro. Al elaborar su Siesha, una muje fin de Siesha está preoc tiene un bronc de playa cada médico general. en advierte que ella sus amigos juegan voleibol co exam el médi El Tras no. ella y derecho. s durante el invier a menciona que rial clínico, Siesh verano, y utiliza las camas solare un cáncer de piel. te el Siesha podría tener semana duran co considera que del lunar, el médi

Preguntas

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diera tener?

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elético El sistema esqu CAPÍTULO 7

Ejercicios de laboratorio

DE EJE RCI CIO RIO : LA BO RA TO

ES QU EL ÉT ICO EL SIS TE MA

eleto humano sarios: un esqu le, Materiales nece de hueso real, si es posib s sea plástica; vario articulado, ya a reproducción o de una buen cada 4-5 alumnos); ejemplos por , un pie y una cráneos (uno anos de huesos hum ón microscódesarticulados araci prep ; una mano articulados acto. comp pica de hueso nos. Usar las os de 4 a 5 alum 1. Integrar equip s de tu libro de texto para placas coloreada os faciales y craneales, hues los car ifi as, mienident principales sutur les dé el que junto con las os con los cráne tras se trabaja maestro. identifica e lado esqueleto articu 2. Ve hacia el os del cuerpo. los otros hues

Los ejercicios esenciales de laboratorio que se encuentran al final de la mayoría de los capítulos, nos permiten adquirir una experiencia práctica en el laboratorio al observar estructuras o aplicar los conocimientos aprendidos en el capítulo.

articulados e iden-y pie y la mano la muñeca, 3. Observa el os del carpo de tifica los hues tarso del pie. los huesos del ifica sus pare e o hioid ident 4. Analiza el hues tes. tas marcas de ificar las distin 5. Trata de ident se mencionan en el libro de que os los hues texto. ha sido secciohueso largo que s compacto y 6. Examina un rvar los tejido nado para obse esponjoso. o compacto al hues logía del scópica de 7. Revisa la histo preparación microdel sistema observar una s todas las parte éste. Identifica n. osteó u o rsian have

CAPÍTULO 6

Conforme el cuerpo envejece

El sistema tegumentario

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CONFORME EL CUERPO ENVEJECE A medida que envejecemos, se producen muchos cambios visibles en la piel, tales como “patas de gallo” alrededor de los ojos y de la boca. Una disminución en las secreciones de sebo da como resultado una piel más seca. Escuchamos y vemos los anuncios de cremas hidratantes de la piel, una gran fuente de ingresos para la industria cosmética. La pérdida de fibras de colágeno y de elastina en la dermis produce la flacidez de la piel y la formación de arrugas. El flujo de sangre a la piel disminuye con la edad, y la piel se vuelve más delgada y se torna más transparente. El número de melanocitos disminuye en ciertas áreas, causando el oscurecimiento de otras denominadas manchas de la edad o manchas del hígado. La falta de melanina también es causada por el envejecimiento; la producción de pelo blanco avanza con la edad. A medida que envejecemos, el cabello no crece de forma periódica sobre nuestras cabezas como lo hizo en nuestra juventud, y el pelo de muchas personas, tanto de mujeres como de hombres, adelgaza o inclusive se pierde. Esto también está relacionado con factores genéticos. Algunos individuos experimentan la calvicie a los 20 años, mientras que otros mantienen la cabeza con mucho cabello a los 70 años. Las uñas, especialmente las uñas de los dedos de las manos, pueden llegar a ser frágiles y romperse con facilidad, mientras que las uñas de los pies pueden ser susceptibles a las infecciones por hongos, decolorarse y volverse más gruesas de lo normal. Los adultos mayores pueden llegar a ser sensibles al frío a causa de una baja circulación sanguínea y un menor número de depósitos de grasa debajo de la piel, la cual aísla la capa subcutánea. Además, debido a que la piel no es capaz de repararse y automantenerse tan fácilmente como lo hizo en la juventud, los adultos mayores son más propensos a desarrollar infecciones de ésta. La secreción de sebo por las glándulas sebáceas disminuye con la edad, dando lugar a una piel seca y por lo tanto a la necesidad de usar cremas hidratantes para la piel. Durante los meses de invierno en los lugares de clima templado, esta condición es aún más exagerada por los vientos secos, que causan su agrietamiento, abriendo pequeñas y dolorosas heridas alrededor de las puntas de los dedos. Durante estos periodos, la aplicación diaria de cremas hidratantes para las manos es especialmente útil.

La función de la sección A medida que envejecemos, presente en todos los capítulos, es la descripción de los cambios fisiológicos y los efectos que el envejecimiento tiene sobre cada sistema de órganos específico.

Campo profesional La sección de Campo profesional introduce a los estudiantes a carreras de especialistas de la salud relacionadas con el contenido del capítulo. Cuatro nuevas características se han añadido para mejorar el aprendizaje, ampliar la experiencia en la materia de Anatomía y Fisiología, e integrar los conocimientos.

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Campo

y el roble venenoso sí lo pueden hacer. Otros producinterpretación (Capítulos 10 y 11). Los receptores de tos químicos solubles en grasa como el DDT, pesticida temperatura producen las sensaciones de calor y frío. Los de hidrocarburos clorados, también puede atravesar la sitios de presión del receptor nos permiten interpretar la piel. Si colocas tu mano dentro de una lata de gasolina, presión excesiva que se traduce en la sensación de dolor no te intoxicas. Sin embargo, si la colocas dentro de un como cuando recibimos un pellizco. También detecta la recipiente de DDT, puedes intoxicarte. Las personas que presión suave que da lugar a la sensación de placer como trabajan con ciertos insecticidas deben utilizar ropa prode un masaje suave o una caricia. Las combinaciones de tectora para evitar la penetración de estos productos quídiferentes grados de estos estímulos en los sitios recepmicos a través de su piel. tores producen otras sensaciones que llamamos ardor, El contenido de lípidos de la piel impide la pérdida picazón o cosquilleo. Estos receptores permiten reaccioexcesiva de agua y electrolitos a través de la piel. La piel nar a los estímulos externos e interpretar lo que está ocunormal es impermeable al agua, a los carbohidratos, las rriendo en el mundo exterior. r CAPÍTULO 6 El isteproteínas. grasas y a slas todos los gases así ma tegumSin entembargo, ario 131 como determinadas sustancias volátiles pasarán a través Protección de la epidermis como los plaguicidas orgánicos que acaLa piel es un revestimiento elástico resistente, que impide bamos de mencionar. r Las numerosas aberturas alrededor el paso de agentes físicos y químicos dañinos. La melade los folículos pilosos pueden actuar como canales para nina producida por los melanocitos en el estrato gerla absorción de estos materiales. minativo oscurece la piel y nos protege del daño de los La piel también tiene un “manto ácido”. Esta aciultravioleta a Ést de los productos químicos rayos ultravioleta. La mayoría dez mata a la mayoría de las bacterias y otros microorÉstas. son las áreas s dispon trav r és ionale pero ibles los para no pueden entrar el cuerpo a profes través de la piel, ganismos entran en contacto con nuestra piel. Los sistemen sist a tegum los indivique entari duos intere productos químicos secretados o: por la hiedra venenosa sados en se jabones y champús a menudo identific fican an por tener el identifi M
L M Los cosmetólogo s, que se pueden desarrollar en el estilistas de cabell maqu o, pueden ocupa r puestos en las televis illaje para artistas y los salones de bellez a. oras, en el cine o en los M
Los dermatólogo s son trastornos de la piel. médicos que se especializan en las enfermedades y en los M
Los alergólogos de la piel y las reacci ones del sistema amatorias inmune. M
Los cirujanos plásticos son médic os que se especi tica para corregir alizan defectos de nacim iento y contrarrestar en las cirugía cosmécimiento. los efectos del enveje M
Las enfermeras también realizan estudios para especi piel. alizarse en el cuidad o de la

PROFESIONAL

LOS SISTEMAS DEL CUERPO TRABAJAN JUNT OS PARA MANTENER LA HOMEOSTASIS: EL SISTEMA TEGUMENTARIO Sistema esquelético M
La vitamina D producida por nuestra piel provee calcio para desarr de ollar huesos fuerte s. Sistema muscular M
La vitamina D ayuda a provee r del calcio necesa para la contracción rio muscular. M
Los músculos faciales generan las expresiones faciales del lengua je corporal. M
Los escalofríos ayudan corporal calentando a controlar la temperatura el cuerpo. Sistema nervioso

M
Los sitios recept

ores de cambios de temperatura y de presión en la piel provee vioso para poder conten n información al sistema nerder con el medio n las glándulas sudorí ambiente. paras. Sistema endocrino M
Las hormonas controlan la secrec ión de sebo produ cido por las glándu las sebáceas. M
Los nervios activa

M
M
Las hormonas

ujo sanguíneo a la piel. controlan la cantid ad de grasa en el tejido subcutáneo.

Sistema cardiovascu

lar íneos la temperatura corpo de la dermis ayudan a regular ral mediante su dilatac constricción. ión o de los vasos sangu íneos en las person de piel clara produ as ce el enrojecimien to de la piel durante la rubori zación .

M
Los vasos sangu M
La dilatación

Sistema linfático

M
La piel es una

barrera la invasión por micro efectiva que actúa en contra de organismos provey primera línea de defensa para el sistem endo de una a inmune. propiedades antim icóticas y antibacteriales. M
El manto ácido de la piel ayuda a prevenir la mayor de las infecciones ía bacterianas. M
El sebo posee

Sistema digestivo

M
La vitamina

D producida ción de calcio y fósforo por la piel genera la absorpor el intestino. calorías pueden ser almacenadas como grasa en el tejido subcutáneo.

M
El exceso de

Sistema respiratorio

M
Los sitios recept

ores en la piel puede n producir cambios en las tasas de respiración.

Sistema urinario M
Los riñones puede n restaurar los nivele electrolitos perdid s os durante la sudora de agua y ción.

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Investiga y explora

entario El sistema tegum CAPÍTULO 6

134

lora Investiga y exp

ASO GUNTAS DE REP

PRE

rmis con sus capas de la epide 1. Enlista las cincones. sistema nombres comu funciones del ibe las cuatro 2. Enlista y descr ro tegumentario. n el mismo núme las personas posee camos * 3. Si todas las piel, ¿cómo expli su en os ? de melanocit distintas razas color entre las diferencias de con ausencia persona que nace una a una * ptible qué 4. ¿Por ríparas será susce de calor? ue de glándulas sudo sición a un choq muerte por expo *

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CASO ESTUDIO DE su una revisión de dermatólogo tras muslo edad, visita a su que se ha desarrollado en su r de 21 años de histoupada por un lunar eado oscuro. Al elaborar su Siesha, una muje Siesha está preoc cada fin de un bronc médico general. voleibol de playa el examen rte que ella tiene n advie juega co os médi no. Tras ella y sus amig derecho. El s durante el invier a menciona que rial clínico, Siesh verano, y utiliza las camas solare un cáncer de piel. te el Siesha podría tener semana duran co considera que del lunar, el médi

Preguntas

? a pudiera tener crees que Siesh ente fatal? cáncer de piel es potencialm 1. ¿Qué tipo de de cáncer que segundo tipo 2. ¿Cuál es el de s peligroso? meno r entra en riesgo cánce tipo de an que se encu 3. ¿Cuál es el ria de Siesha indic tos de la histo r de piel? 4. ¿Qué aspec r de piel? prevenir el cánce presentar cánce las personas para pueden tomar es ucion 5. ¿Qué preca

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Conexión con StudyWARE™ ¡NUEVO! La característica de la herramienta Conexión StudyWARE™ nos dirige a nuevas oportunidades de aprendizaje, tales como prácticas de pruebas, animaciones, imágenes, etiquetado y otros juegos interactivos incluidos en el CD-ROM, ubicado en la parte posterior del libro.

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Cómo utilizar StudyWARE™ para acompañar Fundamentos de Anatomía y Fisiología, Tercera edición Requerimientos mínimos del sistema

StudyWARETM para complementar

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Vista w/SP 1. No está disponible para Mac. Procesador: El mínimo requerido por el sistema operativo Memoria: El mínimo requerido por el sistema operativo Espacio en disco duro Resolución de pantalla: 800 × 600 pixeles Unidad de CD-ROM Tarjeta de sonido y dispositivo para escuchar las funciones de audio Flash Player 9. El Adobe Flash Player es gratuito y puede descargarse desde http://www.adobe.com/products/flashplayer/

Donald C. Rizzo

Actividades para el estudiante CD-ROM

Versión 3.0.0 ISBN: 978-607-481-616-7

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Soporte técnico Lunes-Jueves 8:30 a.m. a 6:30 p.m. EST E-mail: [email protected] t2

010

Delm ar, Ce n

S. DO VA ER ES SR CHO gage Learning. DERE

Instrucciones de configuración 1. Inserte el disco en la unidad de CD-ROM. El programa de instalación del StudyWARE™ se iniciará automáticamente. Si no es así, vaya al paso 2. 2. Desde Mi PC, haga doble clic en el icono de la unidad de CD. 3. Haga doble clic en el archivo setup.exe para iniciar el programa.

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Primeros pasos El software StudyWARE™ nos ayuda a aprender términos y conceptos de Fundamentos de Anatomía y Fisiología, Tercera edición. Al estudiar cada capítulo en el texto, asegurémonos de explorar las actividades en el capítulo correspondiente en el software. Utilicemos StudyWARE™ como tutor privado para ayudar a aprender el material en el libro de texto Fundamentos de Anatomía y Fisiología, Tercera edición.

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Comenzar es fácil. Sólo hay que instalar el software desde la unidad de CD-ROM y seguir las instrucciones en pantalla. Al abrirlo, se introducen nombre y apellido para que pueda almacenar los resultados de las pruebas. A continuación, se selecciona un capítulo en el menú para realizar un examen o explorar alguna de las actividades.

Menús Se puede acceder a los menús desde donde nos encontremos en el programa. Los menús incluyen cuestionarios y otras actividades.

Pruebas Las pruebas incluyen opción múltiple y rellenar los espacios en blanco. Se pueden realizar tanto a manera de práctica como de prueba. Utilizar el modo de práctica permite mejorar el dominio sobre el material. Se pueden hacer varios intentos para obtener las respuestas correctas, y la retroalimentación inmediata nos dice si la respuesta es correcta o incorrecta y nos explica el porqué, lo cual ayuda a aprender rápidamente. Utilizar el modo de prueba es conveniente cuando estamos listos para probarnos y llevar un registro de los resultados. En el modo de prueba, hay un solo intento para obtener las respuestas correctas, pero podemos hacer cada prueba tantas veces como queramos.

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Resultados See pueden ver los últimos resultados de cada prueba e S iimprimirlos im m para el instructor o maestro.

Actividades A Laa actividades incluyen el etiquetado de imágenes, Las L jju juego de ahorcado, juegos de concentración y campeona natos. ¡Te divierten al mismo tiempo que aumentas el co conocimiento!

Animaciones A Las animaciones ayudan a ampliar el aprendizaje, permitiendo visualizar conceptos relacionados con la Anatomía y la Fisiología.

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Un vistazo a los suplementos: SUPLEMENTO

¿QUÉ ES?

¿QUÉ CONTIENE?

CD-ROM StudyWARE™

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El cuerpo humano OBJETIVOS DEL CAPÍTULO Después de estudiar este capítulo, deberás ser capaz de: 1. Definir los términos anatómicos utilizados para hacer referencia al cuerpo en cuanto a direcciones y planos geométricos. 2. Describir las principales cavidades del cuerpo y los órganos que contienen. 3. Explicar qué es una célula. 4. Describir las principales funciones de los cuatro tipos de tejido humano. 5. Enlistar los sistemas principales del cuerpo, los órganos que contienen y sus funciones. 6. Definir los términos anatomía y fisiología. 7. Definir homeostasis.

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C O N C E P T O S C L AV E Anatomía Anterior Caudal Cavidad abdominopélvica Cavidad craneal Cavidad espinal Cavidad pericárdica Cavidad pleural Cavidad torácica Cefálico Coronal Craneal Distal Dorsal Fisiología Frontal

Homeostasis Horizontal Inferior Lateral Medial Mediastino Medio sagital Parietal Patología Posterior Protoplasma Proximal Sagital Sistema cardiovascular Sistema digestivo Sistema endocrino

INTRODUCCIÓN El interés por el cuerpo humano y su funcionamiento probablemente se desarrolló cuando nuestros ancestros empezaron a cuestionarse las razones por las cuales las personas se enfermaban y morían. Todas las culturas anteriores tenían a una persona designada como curandero, quien era responsable de encontrar plantas y hierbas que curaran los trastornos del cuerpo. Este curandero también era responsable de orar e invocar la ayuda de los ancestros para mejorar el proceso de sanación. Conforme las culturas se desarrollaron y la ciencia comenzó a evolucionar, el interés y el conocimiento sobre el cuerpo humano empezaron a avanzar. Leonardo da Vinci, un italiano (1452-1519), fue el primer personaje

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Sistema esquelético Sistema linfático Sistema muscular Sistema nervioso Sistema reproductivo Sistema respiratorio Sistema tegumentario Sistema urinario Superior Tejido conectivo Tejido epitelial Tejido muscular Transversal Ventral Visceral Vísceras

que ilustró correctamente el esqueleto humano con todos sus huesos. El anatomista flamenco Andreas Vesalius (1514-1564) escribió un libro sobre el cuerpo humano, y el anatomista inglés William Harvey (1578-1657) descubrió cómo circula la sangre a través del cuerpo. Éstos son sólo algunos de los muchos contribuyentes que añadieron conocimientos a nuestra comprensión del cuerpo humano y su funcionamiento. La anatomía es el estudio de la estructura o morfología del cuerpo y cómo se organizan sus partes. La fisiología es el estudio de las funciones de las partes del cuerpo, lo que hacen y cómo lo hacen. Estas dos áreas de la organización del cuerpo están tan estrechamente asociadas que es difícil separarlas. Por ejemplo, nuestra boca tiene dientes para morder y masticar mecánicamente los alimentos; una lengua que los saborea y mani3

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CAPÍTULO 1 El cuerpo humano

pula, y glándulas salivales que producen saliva, la que a su vez contiene enzimas que degradan los carbohidratos complejos en azúcares simples, comenzando así con el proceso digestivo. La patología es el estudio de las enfermedades del cuerpo. Hoy en día no sabemos todo sobre el funcionamiento del cuerpo humano. Los investigadores actuales siguen descubriendo los misterios de esta compleja unidad que somos nosotros mismos. Para facilitar la uniformidad de términos, los científicos han adoptado cuatro sistemas de referencias básicas para la organización corporal. Estos sistemas son direcciones, planos, cavidades y unidades estructurales. Cuando se refieren a términos de dirección, planos y cavidades, el cuerpo humano se encuentra erecto y mirando hacia el frente (Figura 1-1). Todas las descripciones de localización o posición asumen que el cuerpo se encuentra en esta postura.

TÉRMINOS DE DIRECCIÓN Cuando un anatomista (la persona que estudia las estructuras del cuerpo humano) describe partes del cuerpo, es necesario hacer referencia a su posición respecto al cuerpo como una unidad. Los siguientes términos direccionales se han establecido para facilitar estas referencias. La Figura 1-2 puede funcionar como una guía para observar los términos definidos. El término superior significa por encima. Ejemplo: la cabeza es superior al cuello; la cavidad torácica es superior a la cavidad abdominal. Inferior significa por debajo. Ejemplo: el pie es inferior al tobillo; el tobillo es inferior a la rodilla. Anterior significa hacia el frente. Ejemplo: las glándulas mamarias se encuentran en la parte anterior del tórax. El término ventral también se puede usar en el mismo sentido que el término anterior. Ventral significa del mismo lado que el vientre. Posterior significa hacia

Plano transversal (horizontal)

Plano frontal (coronal)

© Delmar/Cengage Learning

Plano medio sagital

FIGURA 1-1. El cuerpo humano en una posición anatómicamente correcta que ilustra los planos del cuerpo.

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CAPÍTULO 1 El cuerpo humano

Medial

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Superior

Superior (craneal)

Lateral

Proximal

Anterior (ventral) Posterior (dorsal)

Proximal

Inferior (caudal)

(A)

Inferior

(B)

© Delmar/Cengage Learning

Distal

Distal

FIGURA 1-2. Términos direccionales en relación a una posición anatómica. (A) Vista anterior del cuerpo. (B) Vista lateral del cuerpo.

la espalda. Ejemplo: la columna vertebral es posterior al tracto digestivo; el esófago es posterior a la tráquea. El término dorsal también puede ser sinónimo de posterior. Dorsal significa en relación al dorso o espalda. Cefálico o craneal significa hacia la cabeza. Es sinónimo de superior. Ejemplo: la cavidad torácica se localiza cefálicamente (o superior) a la cavidad abdominopélvica. Ocasionalmente, caudal es sinónimo de inferior. Sin embargo, caudal significa específicamente hacia la cola, y, como sabemos, los humanos no tienen colas como

Conexión con StudyWARE ™ En tu CD CD-ROM ROM de StudyWARE™ podrás realizar un juego interactivo donde indiques los términos direccionales en relación a la posición anatómica.

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adultos, pero sí tenemos colas cuando nos desarrollamos como embriones, tal como lo hacen todos los miembros del filum animal Chordata, al cual pertenecemos. Medial significa cercano a la línea media del cuerpo. Ejemplo: la nariz se encuentra en una posición medial de la cara, el cúbito se encuentra en la porción medial del antebrazo. Lateral significa hacia un lado o distante de la línea media del cuerpo. Ejemplo: las orejas se encuentran en la porción lateral de la cara; el radio es lateral al cúbito. Proximal significa cercano al sitio de unión u origen. Ejemplo: el codo es proximal a la muñeca; la rodilla es proximal al tobillo. Distal significa lejano del sitio de unión u origen. Ejemplo: la muñeca es distal al codo, el tobillo es distal a la rodilla.

PLANOS En ocasiones es útil describir el cuerpo como si éste tuviera superficies geométricas planas llamadas planos (Figura 1-1). Estos términos son muy útiles cuando se describen disecciones para observar el interior de un órgano o el cuerpo como una unidad. Un plano medio sagital divide

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CAPÍTULO 1 El cuerpo humano

el cuerpo por la línea media en dos porciones, izquierda y derecha, que tienen la misma proporción. Este plano también se denomina plano medio. Un plano sagital es cualquier plano paralelo al medio sagital o plano medio, dividiendo verticalmente el cuerpo en dos porciones, derecha e izquierda, que no son simétricas. El plano horizontal o transversal es cualquier plano que divide al cuerpo en las porciones superior e inferior. Un plano frontal o coronal es aquel que divide las porciones anterior (o ventral) y posterior (o dorsal) del cuerpo en ángulo recto al plano sagital. En general estos términos se usan cuando se hacen disecciones de órganos para revelar estructuras internas. Un corte a través del eje longitudinal de un órgano se denomina sección longitudinal, y un corte en ángulo recto al eje longitudinal se denomina sección transversal.

Conexión con StudyWARE ™ Observa una animación de los planos cor corporales en tu CD-ROM de StudyWARE™.

CAVIDADES El cuerpo tiene dos cavidades principales: la cavidad dorsal y la cavidad ventral (Figura 1-3). Cada una de éstas se subdivide en cavidades menores. Los órganos de cualquier cavidad se denominan vísceras. La cavidad dorsal contiene órganos del sistema nervioso que coordinan las funciones corporales. Se divide en la cavidad craneal, que contiene el encéfalo, y la cavidad espinal, que contiene la médula espinal. La cavidad ventral contiene los órganos involucrados en el mantenimiento de la homeostasis o un ambiente interno constante que mantiene al cuerpo dentro de un pequeño rango de desviaciones (Figura 1-4). La primera subdivisión de la cavidad ventral es la cavidad torácica, que se encuentra rodeada por la caja torácica. La cavidad torácica contiene al corazón en un saco pericárdico denominado cavidad pericárdica, y los dos pulmones, cada uno cubierto por la membrana pleural, a las cuales nos referimos como las cavidades pleurales. Entre las dos cavidades pleurales se encuentra un espacio llamado mediastino. Éste contiene el corazón, el timo, los vasos sanguíneos y linfáticos, la tráquea, el esófago y los nervios. El diafragma separa la cavidad torácica de la cavidad abdominopélvica.

Cavidad craneal

Cavidad dorsal

Cavidad espinal Diafragma

Cavidad torácica Cavidad abdominal

Cavidad abdominopélvica Unión de los huesos púbicos derecho e izquierdo

División entre la cavidad abdominal y la cavidad pélvica Sacro Cavidad pélvica

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Cavidad ventral

FIGURA 1-3. Las principales cavidades del cuerpo y sus subdivisiones.

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CAPÍTULO 1 El cuerpo humano

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Laringe Timo Tráquea

Pulmón izquierdo Pulmón derecho Corazón del saco pericárdico Diafragma Hígado Estómago Colon transversal Colon ascendente

Ceco

Intestino delgado

Colon descendente

Apéndice

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Vejiga

FIGURA 1-4. Las cavidades torácica y abdominopélvica del cuerpo y algunos de los órganos que contienen.

La cavidad abdominopélvica es la segunda subdivisión de la cavidad ventral. Contiene los riñones, estómago, hígado, vejiga, intestinos grueso y delgado, bazo, páncreas, y los ovarios y el útero en las mujeres. Se utilizan otros dos términos cuando se habla de las cavidades corporales. El término parietal se refiere a las paredes de una cavidad. Ejemplo: el peritoneo parietal delinea la pared abdominal. El término visceral se refiere a la cubierta sobre un órgano. Ejemplo: el peritoneo visceral cubre los órganos abdominales.

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UNIDADES ESTRUCTURALES Toda la materia viva se compone de células, que son las unidades más pequeñas de la vida. Las células se organizan en tejidos. Los tejidos se organizan en órganos y los órganos son parte de los principales sistemas corporales (Figura 1-5 y Tabla 1-1). La célula es la unidad básica de organización biológica. La parte líquida de una célula se denomina protoplasma. El protoplasma se encuentra rodeado por una membrana limitante, la membrana

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CAPÍTULO 1 El cuerpo humano

− Átomo

Hidrógeno y oxígeno

+

H O Molécula

H

Agua

Célula

Célula de músculo esquelético

Tejido

Tejido de músculo esquelético

Tejido conectivo denso (tendón) fuera de caja Órgano

Músculo esquelético de brazo Músculo del bíceps braquial fuera de caja

Tejido de músculo esquelético fuera de caja

Sistema muscular

Organismo

Ser humano

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Sistema de órganos

FIGURA 1-5. Los niveles de organización estructural del cuerpo.

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CAPÍTULO 1 El cuerpo humano

Tabla 1-1

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Los niveles de organización estructural del cuerpo humano

Nivel estructural

Ejemplo

1. Átomos

Los átomos son las unidades más pequeñas de los elementos, como el carbono, el hidrógeno y el oxígeno.

2. Moléculas

Las moléculas se forman cuando los átomos se combinan mediante enlaces químicos para formar unidades como el agua, los azúcares y los aminoácidos.

3. Células

Las células son las unidades vivas más pequeñas de organización biológica. Se componen de estructuras que realizan las actividades de la vida, como el núcleo que controla todas las de la célula.

4. Tejidos

Los tejidos se constituyen de células similares que realizan las mismas funciones, como el tejido muscular que causa la contracción y el movimiento.

5. Órganos

Existen cuatro tipos diferentes de tejidos (epitelial, conectivo, muscular y nervioso) que se unen en diferentes proporciones para constituir un órgano como el estómago, el cual mezcla los alimentos con las enzimas digestivas.

6. Sistemas

Un grupo de órganos constituye un sistema corporal, como la nariz, faringe, laringe, tráquea, bronquios y pulmones, los cuales componen el sistema respiratorio, cuya función es llevar oxígeno a las células del cuerpo, mientras que elimina el dióxido de carbono gaseoso.

7. Organismo humano

Todos los sistemas de órganos juntos constituyen un ser humano funcional.

celular, también llamada membrana plasmática, la que determina selectivamente qué puede entrar o salir de la célula. Este protoplasma es una solución acuosa, coloidal (que agrupa moléculas de gran tamaño) compuesto de varias proteínas, lípidos, carbohidratos y sales inorgánicas que se organizan en estructuras celulares llamadas organelos. Estos organelos, como la mitocondria, ribosomas y lisosomas, entre otros, se discuten con mayor detalle en el Capítulo 3. Una célula realiza todas las actividades necesarias para mantener la vida, incluyendo el metabolismo, asimilación, digestión, excreción y reproducción (Figura 3-1 del Capítulo 3). Diferentes tipos de células componen un tejido (músculo o hueso). Diferentes tipos de tejido componen un órgano (estómago o corazón). Finalmente, los órganos se agrupan en sistemas (como sistema nervioso o digestivo). Cada sistema del cuerpo tiene alguna función general que mantiene al cuerpo como una unidad. Todos los diversos tejidos del cuerpo se pueden clasificar en una de las siguientes cuatro categorías: epitelial, conectivo, muscular o nervioso. Estudiaremos estos tejidos con mayor detalle en el Capítulo 5. El tejido epitelial cubre superficies y protege (tanto la superficie externa, como la piel; o las superficies internas de órganos, como el intestino), forma glándulas y recubre las cavidades del cuerpo. Se compone de una o más capas de células con muy poco material intercelular. El tejido conectivo une y sirve de soporte a otros tejidos y órganos. En muchos casos se encuentra altamente especializado (sangre, hueso, tejido linfático). Se constituye de diferentes tipos de células que producen varias fibras (elastina y colágena) embebidas en una matriz (sustancia) de material intercelular no vivo. El tejido muscular

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se caracteriza por tener células alargadas (tan largas que generalmente se les llama fibras musculares) que generan movimiento al acortarse o contraerse con fuerza. Existen tres tipos de tejido muscular. El músculo esquelético o voluntario, jala los huesos y causa los movimientos corporales. El músculo liso o involuntario se encuentra en los intestinos, en donde empuja los alimentos hacia el tracto digestivo. También se encuentra en las arterias y las venas, donde empuja la sangre hacia delante. El músculo cardiaco se encuentra sólo en el corazón. También es involuntario y provoca contracciones que bombean la sangre a través de miles de vasos sanguíneos. Finalmente, el tejido nervioso se compone de células nerviosas que forman un sistema coordinado de fibras que conectan las numerosas estructuras sensoriales (tacto, vista) y motoras (musculares) del cuerpo. Los órganos se componen de células integradas en tejidos que tienen una función común (piel, hígado, estómago, corazón, pulmones). Un sistema es un grupo de órganos. El sistema tegumentario se compone de dos capas: la epidermis y la dermis. Incluye la piel, cabello, uñas, glándulas sebáceas y glándulas sudoríparas (Figura 1-6). Sus funciones incluyen el aislamiento del cuerpo, protección del cuerpo de peligros ambientales como la radiación ultravioleta y ciertos químicos, y la regulación de la temperatura corporal y del agua. También tiene sitios receptores para detectar cambios en la temperatura y la presión. El sistema esquelético se compone de huesos, cartílago y estructuras membranosas asociadas a los huesos (ver Figura 1-6). Protege las partes blandas y vitales del cuerpo, así como provee de soporte a los tejidos corporales. Sus huesos actúan como palancas para el movimiento.

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CAPÍTULO 1 El cuerpo humano

Cabello

Hueso Músculo esquelético Cartílago

Piel

Uñas de los dedos de la mano

Tendón

Articulación

Sistema integumentario piel y órganos accesorios, como cabello, uñas, glándulas sudoríparas y sebáceas.

Sistema esquelético huesos, cartílagos y articulaciones.

© Delmar/Cengage Learning

Uñas de los dedos del pie

Sistema muscular músculo y tendones.

FIGURA 1-6. Los sistemas integumentario, esquelético y muscular del cuerpo.

Este sistema también produce las células sanguíneas en la médula ósea roja y almacena grasas en la médula ósea amarilla. Los huesos almacenan sales minerales como el calcio y el fósforo. El sistema muscular consiste de músculos, fascias (tejido conectivo fibroso), tendones y bursas (sacos fibrosos) (Figura 1-6). El músculo esquelético jala los huesos para permitir el movimiento; el músculo liso empuja la comida a través del tracto digestivo, y la sangre a través del sistema circulatorio; y el músculo cardiaco causa la contracción del corazón.

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El sistema nervioso consiste del encéfalo, médula espinal, nervios craneales, nervios periféricos y las estructuras sensoriales y motoras del cuerpo (Figura 1-7). Sus funciones incluyen controlar, correlacionar y regular los otros sistemas del cuerpo; interpretar los estímulos del exterior; y controlar los sentidos especiales de la vista, oído, olfato y del gusto. El sistema endocrino consiste de las glándulas endocrinas (sin ductos) (Figura 1-7). La glándula maestra, o pituitaria, controla a otras glándulas como las tiroideas, adrenales, los ovarios y los testículos. Estas glándulas producen hormo-

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Hipotálamo

Cerebro Glándula pineal Médula espinal

Glándula pituitaria Arterias

Glándula paratiroidea

Glándula Tiroides

Corazón

Timo Glándulas adrenales

Páncreas (isletas)

Ovarios

Testículos Venas

Sistema nervioso cerebro, médula espinal y nervios.

Sistema endocrino pituitaria, tiroides, paratiroides, timo, glándulas adrenal y pineal, así como porciones del hipotálamo, páncreas, hígado, riñones, ovarios, testículos y placenta. También incluye las secreciones hormonales de cada glándula.

Sistema circulatorio corazón, arterias, venas, capilares y sangre.

© Delmar/Cengage Learning

Nervios

FIGURA 1-7. Los sistemas nervioso, endocrino y cardiovascular del cuerpo.

nas que regulan de manera química las funciones del cuerpo. Este sistema trabaja con el sistema nervioso a través del hipotálamo del cerebro, el cual controla la glándula pituitaria. El sistema cardiovascular, o sistema circulatorio, consiste del corazón, arterias, venas y capilares (Figura 1-7). Su función es bombear y distribuir sangre, que contiene oxígeno y nutrientes, así como los desechos hacia y desde las células del cuerpo.

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El sistema linfático o inmune, se compone de nódulos linfáticos, el timo, el bazo y los vasos linfáticos (Figura 1-8). Su función es drenar los espacios entre los tejidos, del exceso de fluido intersticial y absorber grasas a partir del intestino y llevarla a la sangre. También protege al cuerpo de enfermedades, al desarrollar inmunidad y destruir a la mayor parte de los microorganismos que causan enfermedades.

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CAPÍTULO 1 El cuerpo humano

Cavidad nasal Cavidad oral (boca)

Nódulo linfático

Timo

Amígdalas Ducto torácico

Faringe (garganta)

Cavidad oral (boca) Laringe Faringe (caja de voz) (garganta) Tráquea

Glándulas salivales Esófago Estómago

Bronquios Pulmones

Bazo

Hígado Vesícula Diafragma

Páncreas

Vasos linfáticos

Intestino grueso Intestino delgado

Sistema linfático o inmune timo, médula ósea, bazo, amígdalas, nódulos linfáticos, capilares linfáticos, vasos linfáticos, linfocitos y linfa.

Sistema respiratorio pulmones, cavidad nasal, faringe, laringe, tráquea, bronquios y bronquiolos.

© Delmar/Cengage Learning

Ano

Sistema digestivo boca, faringe, esófago, estómago, intestino delgado, intestino grueso, glándulas salivales, páncreas, vesícula e hígado.

FIGURA 1-8. Los sistemas linfático (o inmune), respiratorio y digestivo del cuerpo.

El sistema respiratorio se compone de cavidades nasales, faringe, laringe, tráquea, bronquios y pulmones (Figura 1-8). Lleva oxígeno a la sangre mientras elimina el dióxido de carbono de ésta. El sistema digestivo incluye el tracto digestivo (boca, esófago, estómago, intestinos delgado y grueso, recto y ano) con sus glándulas asociadas (salivales, hígado y páncreas) (Figura 1-8). Su función es convertir el alimento en sustancias más simples que, junto con otros nutrientes, puedan ser absorbidas por las

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células del cuerpo y eliminar los desechos no digeribles. El sistema urinario se compone de dos riñones, dos uréteres, la vejiga y la uretra (Figura 1-9). Sus funciones incluyen la regulación química de la sangre, la formación y eliminación de orina, y el mantenimiento de la homeostasis. El sistema reproductivo consiste de ovarios, tubos uterinos, útero y vagina en las mujeres; y de testículos, vasos deferentes, vesículas seminales, próstata, pene y

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Glándula mamaria

Ducto deferente

Riñón Uréter

Vesícula seminal

Vejiga urinaria

Próstata

Uretra

Tubo uterino

Testículos en el escroto

Vagina

Útero

Sistema reproductivo masculino: testículos, epidídimo, ductos deferentes, ductos eyaculatorios, pene, vesículas seminales, próstata y glándulas bulbouretrales.

© Delmar/Cengage Learning

Vulva

Pene

Sistema urinario riñones, uréteres, vejiga urinaria y uretra.

Ovario

Sistema reproductivo femenino: ovarios, tubos uterinos, útero, vagina, genitales externos y glándulas mamarias.

FIGURA 1-9. Los sistemas reproductivo y urinario del cuerpo.

uretra en los hombres (Figura 1-9). Sus funciones incluyen el mantenimiento de las características sexuales y la perpetuación de nuestra especie.

HOMEOSTASIS La homeostasis es el mantenimiento (dentro de un estrecho margen de límites variables) del ambiente interno del cuerpo. Uno de los primeros científicos que discutió la importancia de la homeostasis en la supervivencia de un

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organismo fue el francés Claude Bernard (1813-1878). La homeostasis es esencial para la supervivencia; por lo tanto, muchos de los sistemas corporales se preocupan por mantener este ambiente interno. Algunos ejemplos de homeostasis son los niveles de azúcar en sangre, la temperatura corporal, tasa cardiaca y el ambiente de fluidos de las células. Cuando se mantiene la homeostasis el cuerpo se encuentra saludable. Ésta es la razón por la que tu doctor te toma la temperatura y la presión sanguínea como parte de un examen rutinario.

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CAPÍTULO 1 El cuerpo humano

Analizaremos dos ejemplos del mantenimiento de la homeostasis. Después de ingerir una comida, predominante en carbohidratos (ensalada, pan y tal vez alguna fruta), el nivel de glucosa en sangre incrementa dramáticamente debido a la degradación de los carbohidratos complejos en azúcares simples como la glucosa en el sistema digestivo. Las células toman, a partir de la sangre, la glucosa que requieren, pero hay tanta glucosa en la sangre que el páncreas secreta insulina, la cual mueve el exceso de glucosa en la sangre hacia el hígado, donde se almacena en forma de glucógeno o almidón animal. Entre las comidas, cuando los niveles de glucosa en sangre vuelven a la normalidad, el páncreas secreta glucagón, que descompone el glucógeno en glucosa, la cual regresa al sistema circulatorio para su distribución a las células corporales. Por lo tanto, el nivel de glucosa en el plasma sanguíneo permanece en un nivel casi constante, y de esta forma, no permanece elevado después de una comida, ni desciende demasiado en el tiempo que pasa entre éstas. La regulación de la temperatura corporal es otro ejemplo importante de homeostasis. Cuando salimos en un día caluroso de verano y nuestra temperatura corporal se eleva más allá de los 98.6°F (37°C), el hipotálamo del cerebro detecta este cambio y manda señales a varios órganos para que sudemos (sudar es un proceso de enfriamiento). Conforme se excreta agua por las glándulas sudoríparas de la piel, ésta se evapora en el aire (la evaporación es un mecanismo de enfriamiento). Además, nuestros vasos sanguíneos se dilatan para llevar la sangre cerca de la superficie de la piel y así disipar el calor corporal. Cuando nuestra temperatura corporal disminuye por debajo de los 98.6°F (37°C), como cuando salimos en un día frío de invierno, el hipotálamo manda señales a los músculos, causando que tiritemos para elevar nuestra temperatura corporal; también hace que los vasos sanguíneos se contraigan y así conserven el calor del cuerpo. Nuestro cuerpo debe automonitorearse constantemente para corregir cualquier desviación importante en la homeostasis. Lo hace utilizando lo que se conoce como circuito de retroalimentación negativa. Las respuestas de retroalimentación que revisan las perturbaciones de nuestra condición corporal son ejemplos de retroalimentación negativa. Un buen ejemplo de un circuito de retroalimentación negativa es la relación entre el termostato casero y tu horno. Supón que colocas el termostato a una temperatura de 72°F (22°C). Cuando la temperatura en tu casa baja a menos de 72°F, el horno se enciende para elevar la de la casa. Cuando la temperatura sube por encima de los 72°F, el termostato hace que el horno se apague. La retroalimentación positiva es un incremento en la función en respuesta a un estímulo. Por ejemplo, después de la primera contracción durante el parto, el útero continúa contrayéndose con mayor fuerza y frecuencia. Nuestros sistemas orgánicos ayudan a controlar el ambiente interno del cuerpo y las células para que permanezca constante. Nuestros sistemas digestivo, urinario, circulatorio y respiratorio trabajan en conjunto para

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que cada célula reciba la cantidad correcta de oxígeno y nutrientes, y que sus productos de desecho sean eliminados con rapidez para que no se acumulen en niveles tóxicos. Si no se mantiene la homeostasis, el cuerpo puede experimentar enfermedad y eventualmente la muerte.

RESUMEN INTRODUCCIÓN 1. Los cuatro sistemas de referencia básica de organización corporal son direcciones, planos, cavidades y unidades estructurales.

TÉRMINOS DE DIRECCIÓN 1. El término superior se refiere a estar por encima de; el término inferior se refiere a estar por debajo de. 2. El término anterior significa hacia el frente; el término ventral es sinónimo de anterior. Posterior significa hacia la espalda o dorso; dorsal es sinónimo de posterior. 3. Cefálico o craneal significa hacia la cabeza; es sinónimo de superior. 4. Medial significa cercano a la línea media; lateral significa hacia un lado. 5. Proximal se refiere a cercano al sitio de unión; distal significa alejado del sitio de unión.

PLANOS 1. Un plano medio sagital o plano medio, divide verticalmente al cuerpo en dos mitades iguales. Un plano sagital es paralelo a un plano medio o medio sagital. 2. Un plano transversal u horizontal divide al cuerpo en las porciones superior e inferior. 3. Un plano frontal o coronal divide las porciones anterior o ventral y posterior o dorsal del cuerpo en ángulos rectos a los planos sagitales.

CAVIDADES 1. El cuerpo tiene dos cavidades principales: la cavidad dorsal y la cavidad ventral. 2. La cavidad dorsal se subdivide en la cavidad craneal, que contiene al encéfalo, y en la cavidad espinal, que contiene la médula espinal. 3. La cavidad ventral se divide en dos cavidades menores. La primera es la cavidad torácica, que contiene al corazón en la cavidad pericárdica y a los dos pulmones, cada uno en una cavidad pleural. La segunda es la cavidad abdominopélvica, que contiene muchos de los órganos digestivos y algunos órganos urinarios y reproductivos.

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CAPÍTULO 1 El cuerpo humano

4. El término parietal se refiere a las paredes de una cavidad. 5. El término visceral se refiere a la cubierta de un órgano.

UNIDADES ESTRUCTURALES 1. La célula es la unidad básica para la organización del cuerpo. 2. Distintos tipos de células componen los cuatro tejidos del cuerpo: epitelial, conectivo, muscular y nervioso. 3. Los órganos se componen de células integradas en tejidos que tienen una función común. 4. Un sistema es un grupo de órganos que realizan una función común. 5. El sistema tegumentario incluye la piel, cabello, uñas, así como las glándulas sebáceas y sudoríparas. Se encarga de proteger, aislar y regular la temperatura, así como de la salida de agua. 6. El sistema esquelético incluye huesos y cartílagos. Permite el movimiento, produce las células sanguíneas, almacena las grasas, protege y da soporte. 7. El sistema muscular se compone de músculo esquelético, liso y cardiaco. Origina el movimiento. 8. El sistema nervioso incluye al encéfalo, la médula espinal y los nervios craneales y espinales. Es el sistema encargado de controlar, regular y correlacionar al cuerpo. 9. El sistema endocrino consiste de glándulas endocrinas y sus hormonas. Regula los aspectos químicos del cuerpo, actúa a la par del sistema nervioso. 10. El sistema cardiovascular consiste del corazón, arterias, venas y capilares. Se encarga de distribuir sangre, transportar oxígeno, nutrientes y desechos hacia y desde las células del cuerpo. 11. El sistema linfático o inmune se compone de nódulos linfáticos, vasos linfáticos, el timo y el bazo. Se encarga de drenar tejidos con exceso de fluidos, transportar grasas y desarrollar inmunidad. 12. El sistema respiratorio incluye nariz, faringe, laringe, tráquea, bronquios y pulmones. Transporta oxígeno y elimina el dióxido de carbono de la sangre. 13. El sistema digestivo se compone de los órganos del tracto digestivo, desde los labios hasta el ano, así como de sus glándulas asociadas. Convierte los alimentos en sustancias más simples que puedan ser absorbidas, junto con otros nutrientes, por las células del cuerpo.

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14. El sistema urinario incluye riñones, uréteres, vejiga y uretra. Funciona en la regulación química de la sangre. 15. El sistema reproductivo incluye los ovarios, tubos uterinos, útero y vagina, en las mujeres, y testículos, vesículas seminales, próstata, pene y uretra en los hombres. Se encarga de mantener las características sexuales y de perpetuar a la especie.

HOMEOSTASIS 1. La homeostasis es el mantenimiento del ambiente interno del cuerpo dentro de rangos estrechos. 2. Algunos ejemplos de homeostasis son los niveles de azúcar en sangre, temperatura corporal, tasa cardiaca y el ambiente de fluidos de una célula.

PREGUNTAS DE REPASO 1. Nombra los sistemas del cuerpo y sus funciones. Indica los órganos principales de cada sistema. 2. El cuerpo tiene dos cavidades principales, cada una dividida en dos cavidades menores. Haz una lista de ellas y explica el contenido de cada cavidad. *3. Discute cómo el cuerpo mantiene la homeostasis en términos del nivel de glucosa en sangre. *4. Discute cómo el cuerpo mantiene la homeostasis con respecto al mantenimiento de la temperatura corporal normal. 5. Explica qué es una célula. 6. Enlista y define los principales términos direccionales del cuerpo. 7. Enlista y define los tres planos de división del cuerpo. *

Preguntas de pensamiento crítico

RELACIONA LAS COLUMNAS Coloca el número más apropiado en los espacios en blanco de la columna izquierda. _____ Superior 1. Hacia la parte posterior, _____ Anterior dorsal _____ Inferior 2. Por encima _____ Posterior 3. Hacia un lado o costado _____ Medial 4. Cercano al sitio de unión u _____ Lateral origen _____ Proximal 5. Cualquier plano que divida _____ Distal al cuerpo en porciones superior e inferior 6. Lejano del sitio de unión

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CAPÍTULO 1 El cuerpo humano

_____ Horizontal _____ Medio sagital

7. Hacia el frente, ventral 8. El plano que divide verticalmente al cuerpo en dos porciones iguales, la izquierda y la derecha 9. Hacia el corazón 10. Cercano a la línea media del cuerpo 11. Por debajo 12. Frontal

Investiga y explora Busca en internet los conceptos clave del capítulo para descubrir información adicional y encontrar ejercicios interactivos. Los conceptos clave pueden incluir homeostasis, planos corporales y posiciones anatómicas.

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La química de la vida OBJETIVOS DEL CAPÍTULO Después de estudiar este capítulo, deberás ser capaz de: 1. Definir la estructura de un átomo y las partículas subatómicas que lo componen. 2. Enlistar los principales elementos químicos encontrados en los sistemas vivos. 3. Comparar las diferencias entre los enlaces iónicos y covalentes, y saber cómo reaccionan en agua las moléculas formadas ya sea por enlaces iónicos o covalentes. 4. Entender la estructura química básica del agua, dióxido de carbono, amoníaco, sales minerales, carbohidratos, lípidos, proteínas, los ácidos nucleicos ADN y ARN, el compuesto químico ATP y su función en los sistemas vivos. 5. Explicar la diferencia entre difusión, ósmosis y transporte activo, y conocer su papel en el mantenimiento de la estructura y de la función celular. 6. Definir el concepto de pH y su importancia en el cuerpo humano. 7. Explicar por qué el agua es tan importante para el cuerpo. 8. Definir los términos ácido, base y sal. 9. Explicar cómo los números de la escala de pH se relacionan con la acidez y la alcalinidad.

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C O N C E P T O S C L AV E Aceptores de electrones Ácido desoxirribonucleico (ADN) Ácido nucleico Ácido ribonucleico (ARN) Ácido Ácidos grasos Adenosín trifosfato (ATP) Agua Amoníaco Amortiguadores químicos ARN de transferencia ARN mensajero Átomos Base Carbohidratos Catalizadores Compuesto Desoxirribosa Difusión Dióxido de carbono Donadores de electrones Electrones Elemento Energía

Enlace covalente Enlace de hidrógeno Enlace iónico Enlaces peptídicos Enlaces Enzimas Estructura cuaternaria Estructura primaria Estructura secundaria Estructura terciaria Fructosa Glicerol Glucógeno Glucosa Grupo amino Grupo carboxilo Grupo hidroxilo Insaturado Iones Isótopos Lípidos Lluvia ácida Membrana selectivamente permeable Molécula

Movimiento browniano Neutrones Niveles de energía Nucleótidos Número atómico Orbitales Ósmosis Oxígeno molecular pH Pirimidinas Proteínas Protones Purinas Ribosa Sales minerales Saturaciones Solución hipertónica Solución hipotónica Solución isotónica Soluto Solvente Tabla periódica Transportadores de electrones Transporte activo Triacilglicerol

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CAPÍTULO 2 La química de la vida

INTRODUCCIÓN

ESTRUCTURA ATÓMICA Los átomos son las partículas más pequeñas de un elemento que mantienen todas sus propiedades y que, gracias a sus electrones, participan en las reacciones químicas. Cada átomo consiste de un núcleo de protones y neutrones, es relativamente pesado y compacto. Partículas más ligeras llamadas electrones, orbitan el núcleo a cierta distancia de su centro. Los electrones prácticamente no tienen peso y cada uno acarrea una carga eléctrica negativa (–). Los núcleos atómicos están compuestos de protones y neutrones, con la excepción del núcleo de hidrógeno, que cuenta únicamente con un protón (Figura 2-1). Cada protón y cada neutrón tienen una unidad de peso atómico que es casi 1 800 veces más pesada que un electrón. Por lo tanto, el peso de un átomo es el resultado casi en su totalidad de la suma del peso atómico de sus protones y neutrones. Los protones tienen cargas positivas (+), mientras que los neutrones no tienen carga. Las cargas iguales se repelen —se alejan unas de las otras—; es por esto que,

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Protón

Electrón © Delmar/Cengage Learning

Debido a que todas las estructuras del cuerpo (células, tejidos y órganos) están compuestas de sustancias químicas, es necesario tener un entendimiento básico de la ciencia de la Química. Aunado a eso, el cuerpo funciona por medio de reacciones químicas. Por ejemplo, en el proceso digestivo, los alimentos complejos se descomponen a través de reacciones químicas cuyos productos son sustancias más simples, tales como azúcares que pueden ser absorbidos y usados por las células del cuerpo. Posteriormente, estas sustancias simples son transformadas en otro tipo de combustible químico, el adenosín trifosfato o trifosfato de adenosina (ATP), que le permite a las células del cuerpo realizar trabajo y funcionar. La Química es la ciencia que estudia los elementos, sus compuestos, las reacciones químicas que ocurren entre elementos y compuestos, y la estructura molecular de toda la materia. Los estudiantes de Anatomía necesitan contar con un conocimiento básico de este campo de estudio. Este capítulo te introduce a algunos principios básicos de Química que te ayudarán en la comprensión de la anatomía y fisiología humanas. Para entender el cuerpo humano, es necesario entender las bases químicas de la vida. Daremos un vistazo a la estructura del átomo, a la interacción entre ellos para formar compuestos y la forma en que estos compuestos conforman los bloques de construcción de la vida. Toda la materia viva e inanimada está conformada por materia. La materia está compuesta de elementos que son sustancias primarias a partir de las cuales todas las demás cosas están construidas. Los elementos no pueden ser destruidos para formar sustancias más simples. Hay 92 elementos que se encuentran de manera natural. Sin embargo, se han creado otros tantos de manera artificial en el laboratorio.

Hidrógeno (H)

FIGURA 2-1. El átomo de hidrógeno es único porque en su

núcleo solamente contiene un protón.

cuando cepillas tu cabello en un día seco, cargas iguales se acumulan en el cepillo y en tu cabello, haciendo que éste se aleje del cepillo. Por el contrario, cargas distintas se atraen; la adherencia que tiene la ropa recién salida de una secadora se debe a la atracción de cargas distintas.

ELEMENTOS, ISÓTOPOS, COMPUESTOS Cada elemento posee un número de protones distintivo. Un elemento es una sustancia en la cual todos sus átomos contienen el mismo número de protones y electrones. Debido a que el número de protones es igual al número de electrones, un átomo es eléctricamente neutro. La teoría que sugirió que toda la materia consiste de átomos fue propuesta en 1808 por John Dalton (17661844). Él declaró que los átomos eran los responsables de las combinaciones de elementos encontradas en los compuestos. La teoría atómica fue desarrollada a partir de su propuesta. Esta teoría atómica propuso que: ● Toda la materia está compuesta de pequeñas partícu●

● ● ●

las llamadas átomos. Todos los átomos de un elemento dado son similares entre sí pero diferentes de los átomos de otros elementos. Los átomos de dos o más elementos se combinan para formar compuestos. Una reacción química involucra el reacomodo, la separación o la combinación de átomos. Los átomos nunca son creados o destruidos durante una reacción química.

En los átomos de algunos elementos, el número de neutrones varía. El carbono es el elemento presente en toda la materia viva. La vida en la Tierra está basada en el átomo del carbono. De hecho, toda una rama de la Química llamada Química Orgánica estudia la naturaleza del átomo del carbono y sus reacciones químicas. Diferentes átomos de carbono pueden tener diferentes números de neutrones. Los átomos de carbono pueden

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CAPÍTULO 2 La química de la vida

tener uno de tres pesos atómicos diferentes —12, 13 o 14— dependiendo del número de neutrones. Los tipos de átomos distintos de un mismo elemento se conocen como isótopos y son designados como C12, C13 y C14. Cada uno de estos isótopos contiene seis protones y seis electrones, pero C12 tiene seis neutrones, C13 tiene siete neutrones y C14 tiene ocho neutrones. El C14 es ligeramente radiactivo y se usa para estimar la edad de los restos fósiles de humanos. Un isótopo radiactivo de iodo (yodo) es usado para tratar trastornos de la glándula tiroides. El número atómico es el número de pro-

H Hidrógeno

tones o el número de electrones. En la segunda mitad del siglo XVII, los científicos descubrieron similitudes en el comportamiento de los elementos conocidos. Fue un químico ruso, Dimitri Mendeleev (1834–1907), quien sugirió que los elementos podían ordenarse en grupos que mostraran propiedades físicas y químicas similares. Fue gracias a su trabajo que se escribió la moderna tabla periódica de los elementos, la cual ordena los elementos de manera creciente según su número atómico, de tal forma que propiedades similares se repiten en intervalos periódicos (Figura 2-2).

Número atómico

1

Nombre químico N Nitrógeno

7 O Oxígeno

Número de e– en cada nivel de energía

Masa atómica

1 Masa at. 1.00

Mg Magnesio

12

C Carbono

6

2•5 Masa at. 14.00

H Na Sodio

11 Li

Be

Na Mg

K

2•8•1 Masa at. 22.99 K Potasio

2•8•2 Masa at. 24.30

Ca Sc Ti

Rb Sr

19

Y

Zr

V

2•4 Masa at. 12.01

Cr Mn Fe Co Ni

Ca Ra (A) Calcio

Re Os Ir

N

O

F

Ne

Al

Si

P

S

Cl

Ar

Pt

Ac 2•8•8•2 Masa at. 40.08

2•6 Masa at. 16.00

Cl Cloro

17

Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr

Sb Te

P Fósforo

Xe

15

Sm Eu Go 2 • 8 • 5 Masa at. 30.97

(L)

(A)

C

20

La 2•8•8•1 Masa at. 39.10

B

Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In

Cs Ba (L) Hf Ta W

Fr

8

Bi

Pg At Rn S Azufre

16

Tm Y

2•8•6 Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md N Masa at. 32.06

Tabla periódica

2•8•7 Masa at. 35.45

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Símbolo químico

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FIGURA 2-2. La tabla periódica de los elementos.

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CAPÍTULO 2 La química de la vida

En resumen, los protones y neutrones conforman el núcleo de un átomo; los electrones orbitan el núcleo. Es imposible conocer exactamente dónde se encuentra un determinado electrón en un momento dado, pero el área en la que se le puede encontrar se conoce como la órbita del electrón. Las órbitas se agrupan y forman niveles de energía que consisten de electrones. Los niveles pueden contener más de un electrón. Por esto, los átomos son representados como núcleos redondos (que contienen protones y neutrones) rodeados por círculos concéntricos que representan los niveles de energía. El carbono tiene dos electrones en el primer nivel y cuatro en el segundo nivel. El hidrógeno solamente cuenta con un nivel y en éste se alberga un solo electrón. El oxígeno tiene dos electrones en su primer nivel y seis electrones en el segundo.

Na

Cl

Átomo de sodio

Átomo de cloro

+ Na

Cl -

ENLACES Y ENERGÍA Los átomos se combinan químicamente entre ellos y forman enlaces. Los enlaces químicos se forman cuando los electrones más externos son transferidos (ganados o perdidos) o compartidos entre los átomos. Cuando los átomos de dos o más elementos diferentes se combinan así, forman un compuesto (como el agua, H2O). El símbolo H2O también representa una molécula, que es la combinación más pequeña o partícula que retiene todas las propiedades del compuesto mismo. Existen distintos tipos de enlaces, uno de ellos es el enlace iónico. Este tipo de enlace se forma cuando un átomo gana electrones de otro átomo que los pierde de su nivel u órbita más externa. Los átomos que ganan electrones adquieren carga negativa, mientras que aquellos que los pierden, se cargan positivamente. Esto es, si cada uno de ellos era eléctricamente neutro originalmente. Estos nuevos átomos con carga son llamados iones. Los iones cargados negativamente (Cl–, por ejemplo) son atraídos a los iones positivamente cargados (Na+). La fuerza resultante que une estos iones es un enlace iónico. Haciendo referencia a la Figura 2-3, notarás que el átomo de sodio tiene su primer nivel de energía completamente lleno con dos electrones, un segundo nivel totalmente lleno con ocho electrones, pero sólo un electrón en el tercer nivel. El átomo de cloro tiene el nivel más interno (primer nivel) completamente lleno con dos electrones, un segundo nivel lleno con ocho electrones, pero sólo siete en su tercer nivel. Debido a que ocho electrones llenan el nivel más externo del átomo para formar el enlace iónico, el sodio pierde su electrón para cederlo al nivel de energía externo del átomo de cloro, llenando así el nivel más externo del átomo de cloro con ocho electrones. El compuesto resultante, cloruro de sodio (Na+Cl–), es la sal de mesa común formada por un enlace iónico, manteniéndose unida por la atracción de cargas eléctricas opuestas de los iones. Cuando se sumergen en agua, los compuestos que se mantienen como tales debido a enlaces iónicos, tienden a separarse o disociarse en los iones que los constituyen debido a la atracción de la molécula del agua (la cual discutiremos más adelante en este capítulo).

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+

_ Ion de sodio

Ion de cloro

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FIGURA 2-3. La formación de un enlace iónico entre el sodio

y el cloro forma Na+Cl– (cloruro de sodio o sal de mesa).

Muchas sustancias requeridas por las células humanas existen en la naturaleza en forma de iones. Algunos ejemplos son las sales minerales como sodio, cloro, potasio, calcio y fosfato. Un segundo tipo de enlace comúnmente encontrado en muchas moléculas es el enlace covalente. En este tipo de enlace, los átomos comparten electrones para llenar o completar sus niveles externos de energía. Las moléculas que contienen enlaces covalentes no se disocian cuando son sumergidas en agua. Cuatro de los elementos más importantes encontrados en las células forman este tipo de enlaces. Éstos son carbono (C), oxígeno (O), hidrógeno (H) y nitrógeno (N). Dichos elementos constituyen alrededor del 95% de los materiales encontrados en las células. Todas las moléculas de gran tamaño que se encuentran en una célula, y muchas de sus moléculas más pequeñas, contienen dichos enlaces; por ejemplo, la formación del enlace covalente entre dos átomos de hidrógeno da como resultado el compuesto gas de hidrógeno (H2) (Figura 2-4). Otro tipo de enlace son los puentes de hidrógeno. Éstos son enlaces muy débiles y ayudan a mantener juntas las moléculas del agua formando un puente entre el átomo negativo de oxígeno de una molécula y los átomos positivos de hidrógeno de otra. Los puentes de hidrógeno también ayudan a unir varias partes de una molécula de manera que adquieran una conformación tridimensional como puede ser una molécula de proteína como una enzima. Los elementos o moléculas que proporcionan electrones durante una reacción son llamados donadores de electrones (ejemplo: sodio); aquellos que ganan electrones durante el proceso se conocen como aceptores de electrones (ejemplo, el cloro cuando se forma la sal).

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CAPÍTULO 2 La química de la vida

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SUSTANCIAS COMUNES EN LOS SISTEMAS VIVOS

+

Existen 10 sustancias comunes encontradas en los sistemas vivos: agua, carbono, dióxido de carbono, oxígeno molecular, amoníaco, sales minerales, carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos y trifosfato de adenosina.

Hidrógeno (H)

Hidrógeno (H)

H

H

H

H

FIGURA 2-4. La formación de compuestos mediante enlaces

covalentes. Algunas moléculas muy especiales ganarán electrones únicamente para perderlos a favor de otra molécula en un periodo muy corto; éstos son designados como transportadores de electrones. Estas moléculas se discutirán en el Capítulo 4 y son muy importantes en la formación de la molécula energética ATP. Los enlaces contienen energía, es decir, la habilidad para realizar trabajo. Esto resulta de la interacción de los electrones y los núcleos de los átomos que se encuentran unidos. Si medimos la cantidad de energía presente entre dos átomos, descubrimos que varía a medida que cambia la distancia entre ellos. Cuando los átomos están cerca uno del otro, las trayectorias de sus electrones se superponen. La repulsión natural entre estos electrones negativamente cargados tiende a separar a los átomos. De manera que la energía necesaria para mantenerlos juntos es relativamente alta. Este tipo de enlace contiene un alto grado de energía. Si rompemos estos enlaces, como en la degradación de una molécula de glucosa (C6H12O6) dentro de una célula, los transportadores de electrones en el interior de la célula usarán la energía de los electrones liberados para construir una molécula de ATP. El ATP es la molécula de alta energía que sirve como el combustible que las células necesitan para funcionar. Esta molécula de alta energía es llamada trifosfato de adenosina y está siendo sintetizada y degradada constantemente para liberar su energía en la realización del trabajo de las células. Se abrevia como ATP. Se sintetiza mediante la adición de un fosfato al difosfato de adenosina. Cuando se descompone (ATP → ADP + PO4), libera la energía contenida en el enlace que mantiene con el difosfato. Este tema se discutirá a detalle en el Capítulo 4.

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El agua es la sustancia más abundante en los seres vivos, aproximadamente entre el 60 y el 80%, el plasma sanguíneo es la porción líquida de la sangre y está compuesto en un 92% por agua. El agua es una molécula simple compuesta por 2 átomos de hidrógeno y 1 de oxígeno unidos por un enlace covalente. Debido a que el átomo de oxígeno es más electronegativo que los de hidrógeno, esto significa que el agua es una molécula polar, pues tiene una carga parcial negativa y otra positiva (Figura 2-5). Esta característica única determina el por qué los enlaces iónicos moleculares se disocian en agua. Los iones con carga negativa (ej., el cloruro) son atraídos por la carga positiva de los átomos de hidrógeno, y los iones con carga positiva (ej., el sodio) son atraídos por la carga negativa de los átomos de oxígeno. De este modo los enlaces iónicos moleculares de la sal se disocian en agua. El agua cumple varias funciones en las células. Participa en algunas reacciones, como la de fotosíntesis en las células de las plantas, la cual provee a nuestra atmós-

+

+

Hidrógeno (H)

Hidrógeno (H)

Oxígeno (O)

+

Parte de oxígeno Carga parcial negativa en el extremo de oxígeno de la molécula

Partes de hidrógeno Carga parcial positiva en el extremo de hidrógeno de la molécula

Molécula de agua (H2O) o H O H

+

H O H

© Delmar/Cengage Learning

o

© Delmar/Cengage Learning

Agua

FIGURA 2-5. La particularidad de la molécula de agua.

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CAPÍTULO 2 La química de la vida

fera de oxígeno molecular; y como la de respiración en las células animales como en las células de las plantas, proceso mediante el cual se produce energía. Fotosíntesis: 6CO2 + 12H2O → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O Respiración: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 6H2O + energía en forma de ATP La digestión de los alimentos requiere de agua para degradar las moléculas más grandes. Este proceso se conoce como hidrólisis. El agua sirve como medio o solvente para otras reacciones, por eso es a menudo referida como el solvente universal. La química de la vida está dominada por la química del agua. Las reacciones químicas ocurren en las células, entre átomos individuales, iones, o moléculas, no entre grandes agregados de estas partículas. Las reacciones químicas suceden cuando estas partículas se mueven en agua y se encuentran con otras partículas. Además de eso, el agua es la base para el transporte de materiales tales como las hormonas y las enzimas presentes en el plasma celular. El agua también absorbe y libera grandes niveles de calor antes de que su temperatura cambie, ayudando así a controlar la temperatura corporal. El ejercicio vigoroso libera calor de las células musculares en contracción que es absorbido por el agua de otras células y lo libera después. Por otra parte, el agua es parte del líquido amniótico que protege al feto en desarrollo. También forma parte del líquido cefalorraquídeo que protege al cerebro y la médula espinal, funcionando como un amortiguador de impactos. Finalmente, el agua es la base para todos los lubricantes del cuerpo tales como el moco del tracto digestivo y del líquido sinovial de las articulaciones.

Dióxido de carbono La pequeña molécula de dióxido de carbono (CO2) contiene un átomo de carbono unido de manera covalente a dos átomos de oxígeno. Es generado como un producto residual de la respiración celular y debe ser eliminado rápidamente del cuerpo a través de la exhalación por medio de los sistemas respiratorio y cardiovascular. El dióxido de carbono también es necesario para la fotosíntesis que realizan las células de las plantas para convertir la energía radiante del sol en energía química útil, como la glucosa tanto para células de plantas como de animales. Es también fuente de carbono encontrado en todos los compuestos orgánicos de los sistemas vivos. Si el dióxido de carbono se acumula en las células, se vuelve tóxico formando ácido carbónico al reaccionar con el agua. Por ello, lo exhalamos rápidamente de los pulmones.

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Oxígeno molecular El oxígeno molecular (O2), se forma cuando dos átomos de oxígeno se unen de manera covalente y es requerido por todos los organismos que respiran aire. Es necesario para convertir la energía química (alimentos), y la que se encuentra en una molécula de glucosa (C6H12O6), en otra forma de energía química, el ATP, que puede ser utilizada por las células para realizar su trabajo. Debido a que el O2 es un producto de la fotosíntesis, resulta evidente qué tan dependientes somos los animales de las plantas para nuestra sobrevivencia. Sin las plantas no habría oxígeno molecular en nuestra atmósfera, y sin O2 no habría vida en nuestro planeta tal y como la conocemos. Gracias a los diferentes tipos de plantas que habitan nuestro planeta, el nivel de O2 en la atmósfera se mantiene en un nivel casi constante (alrededor de 21% del gas en la atmósfera es oxígeno).

Amoniaco La molécula de amoníaco (NH3) proviene de la degradación de las proteínas por medio del proceso digestivo y de la conversión de aminoácidos a moléculas de ATP en el proceso de respiración celular. Nótese que un elemento importante presente en el amoníaco es el nitrógeno. Éste es un elemento esencial en los aminoácidos, es decir, en las unidades básicas que forman las proteínas. Ya que incluso una pequeña cantidad de amoníaco es dañina para las células, el cuerpo humano debe eliminar rápidamente este material. Por medio de enzimas, el hígado convierte el amoníaco tóxico en una sustancia inofensiva llamada urea. Debido a que la urea es soluble en agua, la sangre la lleva a los riñones para ser filtrada y eliminada del cuerpo como orina. El amoníaco es un constituyente común en los fertilizantes ya que muchas plantas pueden utilizar el NH3 como fuente de nitrógeno para la síntesis proteica.

Sales minerales Las sales minerales están compuestas de iones pequeños. Éstos son esenciales para la supervivencia y el funcionamiento de las células del cuerpo. Funcionan en numerosas formas como porción de algunas enzimas o como parte del ambiente celular necesario para la acción de una enzima o de una proteína. El calcio (Ca+) es necesario para la contracción muscular y la transmisión nerviosa así como para formar huesos fuertes. Es el quinto elemento más abundante en el cuerpo. El fosfato (PO4–) es necesario para producir la molécula de alta energía ATP. El cloro (Cl–) es necesario para la transmisión nerviosa. De igual manera, el sodio (Na+) y el potasio (K+) también son necesarios para la contracción de las células musculares y la transmisión nerviosa.

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CAPÍTULO 2 La química de la vida

Carbohidratos Los carbohidratos están compuestos por átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno en una proporción 1:2:1 (como glucosa o C6H12O6, por ejemplo). Los carbohidratos más pequeños son los azúcares simples que no pueden hacerse reaccionar con agua para producir otra forma más simple. Los azúcares son generalmente cadenas de cinco o seis átomos de carbono. La ribosa y la desoxirribosa son los azúcares importantes de cinco carbonos, las cuales forman parte de las moléculas de los ácidos nucleicos, ARN y ADN. Los azúcares importantes de seis carbonos son la glucosa y la fructosa (el sufijo osa denota un azúcar) (Figura 2-6). Nótese la repetición de la unidad H-C-OH en la molécula. Esto es típico de los azúcares. El glucógeno (almidón animal), la celulosa (el material de la pared celular de una célula vegetal que conforma la fibra en nuestra dieta), la quitina (el exoesqueleto de artrópodos como los insectos y las langostas), así como muchos otros carbohidratos complejos, son formados por la unión de cierto número de moléculas de glucosa. Además de la glucosa, existen otros azúcares de seis carbonos. Las combinaciones de estos azúcares con la glucosa resulta en otra serie de azúcares conocidos comúnmente, como el disacárido sacarosa o azúcar de mesa.

Los carbohidratos tienen dos funciones importantes: como almacenamiento de energía (azúcares, almidón, glucógeno) y en el fortalecimiento celular (la celulosa de las paredes celulares en las plantas y la quitina en el exoesqueleto de los artrópodos). La función más común de los carbohidratos es la de almacenamiento de energía.

Lípidos Existen diferentes tipos de lípidos. Los lípidos son sustancias insolubles en agua. Las grasas, fosfolípidos, esteroides y prostaglandinas son ejemplos de estos diferentes tipos de moléculas. Nos concentraremos en las grasas, que son un tipo importante de lípidos. De las grasas del cuerpo, 95% son triglicéridos, ahora llamados triacilgliceroles. Consisten de dos tipos de unidades básicas: glicerol y ácidos grasos. El glicerol es una molécula simple, similar a un azúcar, excepto que tiene una cadena formada únicamente por tres carbonos. Cada carbono de la cadena está unido a un hidrógeno y a un grupo hidroxilo (–OH) así como a los carbonos de la cadena (Figura 2-7). Los ácidos grasos están compuestos de cadenas largas de átomos de carbono de distintas longitudes. Todos los

CH2OH

H OH

H

H

H

CH2OH

OH

OH

H OH

+ H2O

HO

O

HO

H

H

O H OHCH2 O

O H

HO1CH2 O

H

+ OH

HO H

H

Sacarosa

2H

HO

OH

HO 5

3

CH2OH

4

OH

Glucosa

H © Delmar/Cengage Learning

CH2OH H

25

6

H

Fructosa

FIGURA 2-6. La estructura química de los azúcares, glucosas y fructosas de seis carbonos. Cuando se combinan producen el disa-

cárido sacarosa.

H

H

C

C

OH

HO

OH

HO

H

H

H

H

H

C

C

C

C

C

C

H

H

H

H

H

O

H

H

H

H

H

C

C

C

C

C

C

C

OH

H Glicerol

H

H

H

H

C

C

O

O

O

H

H

H

H

H

C

C

C

C

C

C

H

H

H

H

H

O

H

H

H

H

H

C

C

C

C

C

C

H

H

H

H

H

O

H

H

H

H

H

C

C

C

C

C

C

H

H

H

H

H

H

H

Enzimas

+ H

H

HO

H

H

H

H

H

O

H

H

H

H

H

C

C

C

C

C

C

H

H

H

H

H

Ácidos grasos

3H2O H

H

C H

O

Molécula de triglicérido

H

© Delmar/Cengage Learning

H

O

FIGURA 2-7. La estructura de un triglicérido se compone de una molécula de glicerol y de ácidos grasos.

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CAPÍTULO 2 La química de la vida

átomos de carbono están unidos a átomos de hidrógeno excepto el átomo de carbono localizado en un extremo de la cadena. Este átomo de carbono está unido al grupo carboxilo (–COOH), el cual hace a estas moléculas ligeramente ácidas. La mayoría de los ácidos grasos que se encuentran en la naturaleza tienen un número par de átomos de carbono, de 14 a 18. Un ácido graso es saturado si contiene únicamente enlaces covalentes simples como los que se encuentran en la leche entera, mantequilla, huevos, carne, puerco así como en los aceites del coco y de las palmas. Un gran número de estos ácidos grasos contribuyen a enfermedades cardiovasculares. Las grasas saturadas tienden a ser sólidas a temperatura ambiente. Sin embargo, si la cadena de carbono contiene uno o más enlaces covalentes dobles entre los átomos de carbono, es un ácido graso insaturado. Estos ácidos grasos son buenos para ti y se encuentran en la semilla de girasol, de maíz y en aceites de pescado. Las grasas insaturadas tienden a ser líquidas a temperatura ambiente. Las grasas realizan varias funciones importantes en el cuerpo. Al igual que los carbohidratos, éstos contienen energía química almacenada. La grasa que se encuentra por debajo de la piel actúa como un aislante para prevenir la pérdida de calor. Cualquier animal que vive en las regiones Ártica o Antártica (osos polares, focas, ballenas o pingüinos) cuenta con una capa gruesa de grasa aislante. La joroba del camello es un depósito grueso de grasa que protege a los órganos internos de las excesivas elevaciones de temperatura en el ardiente desierto. La grasa también protege directamente a los órganos, como la capa que se encuentra alrededor de los riñones y que los protege de sacudidas severas.

Proteínas Las proteínas están compuestas de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno unidos de manera covalente. La mayoría de las proteínas también contienen azufre. Las unidades básicas que constituyen las proteínas son 20 aminoácidos distintos. Éstos difieren, tanto en la longitud de sus cadenas de carbono, como en los átomos conectados a dicha cadena. En común, cada aminoácido cuenta con un grupo carboxilo (–COOH), un grupo amino (–NH2), un átomo de hidrógeno y un grupo funcional R. El grupo R se refiere a los átomos que los hacen diferentes y a la longitud de su cadena (Figura 2-8). Los aminoácidos se unen entre sí mediante la formación de enlaces covalentes para sintetizar las proteínas. Nos referimos a estos enlaces como enlaces peptídicos (Figura 2-9). Las proteínas funcionan de maneras diversas e importantes en el cuerpo humano. Muchas proteínas son estructurales. Forman parte de las estructuras membranosas de una célula: la membrana plasmática, la membrana nuclear, el retículo endoplásmico y la mitocondria. Además de ello, algunas proteínas, como la actina y la miosina, son proteínas estructurales que se encuentran en una célula muscular. No podríamos movernos, hablar, caminar, digerir o hacer circular sangre sin la actina y la miosina. Las reacciones químicas

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al interior de una célula le permiten funcionar apropiadamente. Estas reacciones químicas no ocurrirían en las células sin la asistencia de las enzimas. Las enzimas son proteínas catalizadoras, que incrementan la tasa de una reacción química sin ser afectadas por la misma. Además de esto, nuestro sistema inmune funciona debido a que los anticuerpos, que son proteínas de alto peso molecular, son creados para combatir proteínas ajenas que entran al cuerpo llamadas antígenos. Algunos ejemplos de estas proteínas ajenas son las que se encuentran en las membranas celulares de las bacterias, en las cápsulas proteicas de los virus, y en los flagelos bacterianos. Finalmente, las proteínas son también una fuente de energía que puede ser convertida en ATP tal como los carbohidratos y las grasas. Las proteínas también pueden clasificarse en términos de su estructura (Figura 2-10). La estructura primaria de una proteína está determinada por su secuencia de aminoácidos. La estructura secundaria está determinada por los puentes de hidrógeno entre aminoácidos que causan que ésta adquiera forma helicoidal o de hoja laminada. Esta forma es crucial para su funcionamiento. Si esos puentes de hidrógeno son destruidos, la proteína deja de ser funcional. Los puentes de hidrógeno pueden destruirse por altas temperaturas o por un ambiente muy ácido, resultando en cambios en el pH. La estructura terciaria es un plegamiento secundario causado por las interacciones entre los enlaces peptídicos y entre los átomos de azufre de diferentes aminoácidos. Los cambios que afecten esta estructura pueden afectar también la función de la proteína. Finalmente, la estructura cuaternaria es determinada por las relaciones espaciales entre unidades individuales.

Ácidos nucleicos Dos ácidos nucleicos muy importantes se encuentran en las células. El ácido desoxirribonucleico (ADN) es el material genético de las células localizado en el núcleo de las mismas; éste determina todas las funciones y características de la célula. El ácido ribonucleico (ARN) está relacionado estructuralmente al ADN. Dos tipos importantes de ARN son el ARN mensajero y el ARN de transferencia, los cuales son moléculas importantes y necesarias para la síntesis proteica (discutida en el Capítulo 3). Los ácidos nucleicos son moléculas muy grandes que se componen de carbono, oxígeno, hidrógeno, nitrógeno y de átomos de fósforo. La estructura básica de un ácido nucleico es una cadena de nucleótidos. La molécula del ADN es una doble cadena helicoidal; mientras que las moléculas de ARN son cadenas sencillas de nucleótidos. Un nucleótido es una combinación compleja de un azúcar (desoxirribosa en el ADN y ribosa en el ARN), una base nitrogenada y un grupo fosfato unido al azúcar. Existen dos categorías de bases nitrogenadas, las cuales consisten de una compleja estructura de átomos de carbono y de átomos de nitrógeno con forma de anillo. Las purinas consisten de un anillo doble fusionado de nueve átomos.

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CAPÍTULO 2 La química de la vida

Estructura general

27

Propiedad especial de la estructura CH3 S

R H2N

C

C

H

O

OH

CH2

CH2

CH2

CH

OH H2N

N

Grupo amino

C

SH

CH2

CH2

C

C

H

O

OH

H2N

C

C

OH

H

O

O

H Prolina (pro)

Grupo carboxilo

CH2

Metionina (met)

Cisteína (cys)

No aromáticos

Aromáticos

No polares

CH3 CH3 CH3

CH3

CH3

CH2

CH

CH3

CH

CH2

H

C

CH3

H2N

C

C

NH C

C

OH

H2N

H O Alanina (ala)

C

C

OH

H2N

C

C

H O Valina (val)

OH

H O Leucina (leu) O

CH3

OH H H2N

CH2

C

C

OH

C H O Isoleucina (ile)

Polares sin carga NH3

O

H2N

H O Glicina (gly)

C

C

OH

H

C

OH

H2N

C

C

H O Serina (ser)

OH

H2N

H O Treonina (thr)

CH2 CH2 OH

H2N

H O Asparagina (asn)

C

CH2

OH

H2N

NH2

N

CH2

C

C

N

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2 H

CH2

CH2

C

C

OH

H O Ácido glutámico (glu)

H2N

OH

C

C

CH2

CH

OH

H O Ácido aspártico (asp)

H2N

C

C

OH

H2N

H O Histidina (his)

C

C

OH

H2N

C

C

OH

H O Triptófano (trp) OH

C

OH CH2 H2N

C

C

OH

H O Tirosina (tyr)

NH

NH

HC O

CH

CH2

H O Fenilalanina (phe)

NH2 C

C

C

H O Glutamina (gln)

Polares con carga

O

H2N

NH2

CH2 C

CH2

C

C

C

OH

CH2

C

H O Lisina (lys)

OH

H2N

C

C

OH

H O Arginina (arg)

© Delmar/Cengage Learning

H2N

FIGURA 2-8. La estructura general de un aminoácido y la lista de 20 aminoácidos que se encuentran en el cuerpo humano.

Las dos bases nitrogenadas púricas son la adenina y la guanina. Las pirimidinas consisten de un anillo sencillo de seis átomos. Las tres bases nitrogenadas pirimídicas son la tiamina, la citosina y el uracilo (Figura 2-11). La molécula de ADN contiene adenina, tiamina, guanina y citosina. La molécula de ARN sustituye la tiamina por uracilo y también contiene adenina, citosina y guanina. En la molécula de ADN, la adenina se une a la tiamina, mientras que la citosina se une a la guanina para la formación de la doble cadena helicoidal. Discutiremos esta estructura a detalle en el Capítulo 4.

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Trifosfato de adenosina El trifosfato de adenosina o adenosín trifosfato (ATP) es la molécula de alta energía o el combustible que hace funcionar la maquinaria celular. Todo el alimento que ingerimos (el cual ya es una forma de energía química) debe ser transformado a otra forma de energía química (ATP) que le permite a nuestras células mantenerse, repararse y reproducirse. La molécula de ATP consiste del azúcar ribosa, de la purina adenina y de tres grupos fosfato (Figura 2-12). La energía de la molécula es alma-

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28

CAPÍTULO 2 La química de la vida

Grupo carboxilo

HO

Grupo amino

O

R

C

C

N

H

H

O

R

C

C

N

H

H

O

R

C

C

N

H

H

H

Grupo carboxilo

+

HO

Grupo amino

O

R

C

C

N

O

R

C

C

N

H

H

H

O

R

C

C

N

H

H

O

R

C

C

N

H

H

O

R

C

C

N

H

H

H

H2O

HO

Grupo amino

O

R

C

C

N H

O

R

C

C

N

H

H

O

R

C

C

N

H

H

O

R

C

C

N

H

H

O

R

C

C

N

H

H

O

R

C

C

N

H

H

O

R

C

C

N

H

H

O

R

C

C

N

H

H

H

© Delmar/Cengage Learning

Grupo carboxilo

FIGURA 2-9. Formación de enlaces peptídicos para formar una proteína.

Lys

Asn

Gly

Thr

Gln

Asn

Cys

Tyr

Gln

Ser

Estructura primaria

Cadena polipeptídica

Hélice α

Lámina b-plegada Estructura secundaria Puente de hidrógeno

Estructura terciaria

Estructura cuaternaria

© Delmar/Cengage Learning

Puente disulfuro

FIGURA 2-10. Los cuatro niveles de la estructura proteica.

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CAPÍTULO 2 La química de la vida

HOCH2 O H

H

H

(A)

HOCH2 O

OH

OH

OH

H H

29

H

(B) H

H

H

OH

Desoxirribosa

OH

Ribosa O

(C)

–O

P

O

Base nitrogenada

CH2 O

–O Grupo fosfato

Desoxirribosa OH

(A)

Purinas

Pirimidinas Adenina (ADN y ARN)

NH2 C N

C C

N C

H

C

Timina (únicamente ADN)

O

C

H

N

O

C

C

CH3

C

H

H

N

N

N H H

O

NH2

Guanina (ADN y ARN)

C

C H

N

C

N C

H 2N

C

Citosina (ADN y ARN)

C

N

C

H

C

C

H

H

N

O

N

N H

H Uracilo (únicamente ARN)

O

H

N

O

C N H

(B)

C

H

C

H

© Delmar/Cengage Learning

C

FIGURA 2-11. (A) La estructura de un nucleótido y (B) sus bases nitrogenadas.

cenada en el segundo y en el tercer enlaces del grupo fosfato. La degradación de la molécula de glucosa y de otros nutrientes provee la energía para la síntesis de molécu-

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las de ATP (discutido a mayor detalle en el Capítulo 4). Una molécula de ATP se sintetiza uniendo un difosfato de adenosina (ADP) con un grupo fosfato (PO4–): ADP + PO4 + energía → ATP. Posteriormente, la energía almacenada

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CAPÍTULO 2 La química de la vida

Adenina NH2 N

3 grupos fosfato

O⫺

P O⫺

O O

P O⫺

N

O O

P

O

N

H

CH2 O

O⫺

H

H

OH

OH

H

H

Azúcar de ribosa Molécula de adenosín trifosfato (ATP)

© Delmar/Cengage Learning

O

N

H

FIGURA 2-12. La estructura molecular del adenosín trifosfato

(ATP).

en la molécula de ATP se utiliza para el funcionamiento de la célula y para realizar actividades como reparaciones estructurales, para la reproducción, para la asimilación y para el transporte de materiales a través de las membranas celulares. Esto ocurre cuando al degradarse una molécula de ATP se libera la energía contenida en los enlaces fosfato: ATP → ADP + PO4 + energía (para realizar procesos celulares).

TRANSPORTE DE MATERIALES DENTRO Y FUERA DE LA CÉLULA La membrana plasmática de las células es una membrana selectivamente permeable. Esto significa que sólo los materiales seleccionados son capaces de entrar y salir de las células. La estructura química de una membrana celular es responsable de su calidad. La membrana celular está compuesta de una bicapa lipídica con proteínas en ambos lados de la membrana. Este arreglo químico permite que el agua pase con facilidad al interior o al exterior de la célula. Sin embargo, el agua no es el único material necesario para la supervivencia de la célula. Las células necesitan de alimentos como azúcares y aminoácidos para fabricar proteínas y de nutrientes como sales minerales. Los materiales pasan a través de la membrana celular en tres diferentes maneras: por difusión, por ósmosis y por transporte activo.

Difusión La difusión es el movimiento de moléculas de un área donde se encuentran en alta concentración a un área de menor concentración. Como un ejemplo de difusión, piensa en una botella de perfume cerrada en una habitación. Dentro de la botella sellada, las moléculas de perfume están en constante movimiento; se encuentran en el estado líquido y gaseoso. Aquellas en estado gaseoso

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tienen un movimiento más rápido que las que están en estado líquido. En el aire de la habitación, también hay moléculas en movimiento como vapor de agua, oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono. Cuando se abre la botella, las moléculas de perfume se mueven aleatoriamente hacia el exterior de la botella y de manera azarosa también colisionan con aquellas moléculas en el aire. Imagina estas colisiones como si fueran pelotas chocando unas con otras en una mesa de billar. Las colisiones azarosas eventualmente empujan las moléculas de perfume hacia las paredes de la habitación y eventualmente por toda la habitación. Si se abre la botella de perfume en un extremo de la habitación y te encuentras parado en el otro extremo, eventualmente sentirás el perfume una vez que las moléculas hayan llegado al extremo donde estás. Otra persona que se pare cerca de la botella de perfume en el momento de abrirla, deberá oler el perfume antes que tú. A las colisiones aleatorias de las moléculas en difusión se le conoce como movimiento browniano gracias a Sir Robert Brown, un científico inglés quien describiera este tipo de movimiento en 1827. A pesar de lo aleatorio de estas colisiones, con el tiempo hay un desplazamiento neto de las moléculas de perfume desde las áreas de alta concentración (en y cerca de la botella de perfume) hacia las áreas de baja concentración (en el otro extremo de la habitación). Esto es el proceso de difusión. Eventualmente, la proporción de moléculas de perfume que serán empujadas dentro de la botella llegará a ser igual a la proporción de moléculas que salen de ella, y las moléculas quedarán distribuidas de manera uniforme en la habitación. La temperatura tiene un efecto sobre la difusión. A mayor temperatura, el movimiento es más rápido. Piensa en un trozo de hielo. La temperatura baja mantiene a las moléculas moviéndose muy lento, de esta manera el agua se encuentra en estado sólido. A medida que la temperatura aumenta, el movimiento molecular aumenta y el agua pasa a estado líquido y el hielo se derrite. El calentamiento prolongado, como el poner una olla con agua sobre una estufa, incrementa aún más el movimiento molecular de tal manera que el agua pasa al estado gaseoso y se convierte en vapor de agua. Un ejemplo de una difusión importante en el cuerpo humano es la captación de oxígeno en la sangre que se encuentra en los pulmones y la liberación de dióxido de carbono a los pulmones desde la sangre. La sangre que regresa a los pulmones es baja en oxígeno pero tiene altas concentraciones de dióxido de carbono como resultado de la respiración celular. Cuando inhalamos aire, recibimos oxígeno, así que los pulmones tendrán mucho oxígeno pero poco dióxido de carbono. El oxígeno se mueve de un área de alta concentración (los pulmones) a un área de baja concentración (la sangre) por difusión. De manera similar, el dióxido de carbono se mueve de un área de alta concentración (la sangre) a un área de baja concentración (los pulmones) por difusión. Exhalamos para deshacernos del dióxido de carbono que se encuentra ahora en los pulmones.

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CAPÍTULO 2 La química de la vida

Ósmosis La ósmosis es un tipo especial de difusión. Pertenece únicamente al movimiento de moléculas de agua a través de una membrana selectivamente permeable (ej., la membrana plasmática) de un área de alta concentración de moléculas de agua (ej., agua pura) hacia un área de baja concentración de moléculas de agua (ej., agua a la que un soluto, como puede ser sal o azúcar, ha sido agregado). La ósmosis puede demostrarse de manera relativamente simple separando agua destilada con una membrana selectivamente permeable (una barrera que permita pasar al agua, pero no a solutos como la sal) y añadiendo una solución de sal en agua al 3% del otro lado de la membrana (Figura 2-13). El nivel de agua del lado del soluto subirá, y el nivel del agua del lado del agua destilada bajará. El ascenso de agua en el matraz se opone a la presión atmosférica y a la gravedad y eventualmente se detendrá. En este nivel de equilibrio, el número de moléculas de agua que penetra al área del soluto es igual al número de moléculas de agua que sale de ella. La cantidad de presión requerida para detener la ósmosis es una

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medida de la presión osmótica. La solución deja de subir cuando el peso de la columna es igual a la presión osmótica. El mecanismo de la ósmosis es simple. La sal en la columna de agua en solución no puede pasar a través de la membrana selectivamente permeable. La sal se encuentra en mayor concentración en la solución y el agua se encuentra en menor concentración en la columna debido a que se le ha agregado sal. El agua en el vaso de precipitado es agua destilada pura; no hay solutos en ella. El agua, la cual puede moverse a través de la membrana selectivamente permeable, causa el incremento de altura observado en la columna de agua en el matraz. El agua “intenta” igualar su concentración tanto en el matraz como en el vaso de precipitado. Así, el agua se mueve a través de la membrana selectivamente permeable de un área de alta concentración en el vaso de precipitado a un área de baja concentración en el matraz (la solución de sal en el matraz). Muchas membranas biológicas son selectivamente permeables, como las membranas de las células. Los efectos de la ósmosis en los glóbulos rojos de la sangre pueden demostrarse con facilidad (Figura 2-14). Si

Solución salina al 3%

La solución deja de elevarse cuando el peso de la columna iguala la presión osmótica

Membrana selectivamente permeable

Agua destilada Agua

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Solución salina elevándose

FIGURA 2-13. Un experimento sencillo para ilustrar la ósmosis.

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CAPÍTULO 2 La química de la vida

ALERTA SANITARIA

LLUVIA ÁCIDA

Todos conocemos el término lluvia ácida. El exceso de contaminantes industriales emitidos a la atmósfera procedente de las instalaciones eléctricas de carbón y de los automóviles, pueden cambiar el pH del medio ambiente. Estos contaminantes caen a la tierra como una precipitación ácida (lluvia, nieve o neblina) que puede causar problemas respiratorios cuando la respiramos o problemas gástricos al llegar al estómago y al sistema digestivo. Nos damos cuenta de la gravedad de este problema cuando observamos que se han muerto los peces de un lago o cuando bosques enteros que están cerca de las plantas industriales que emiten altas tasas de contaminación han sido destruidos. La precipitación ácida es un tema de preocupación global. Los edificios y monumentos de piedra caliza (carbonato de calcio) se erosionan con facilidad gracias a los ácidos (incluso ácidos débiles). En 1990, en Estados Unidos se aprobó e implementó la Ley de Aire Limpio para ayudar a reducir los niveles de la lluvia ácida y así proteger la salud y el medio ambiente.

se coloca un glóbulo rojo en una solución salina normal (una solución isotónica) en donde la concentración afuera del glóbulo rojo es igual a la concentración de sal interna, las moléculas de agua pasarán dentro y fuera del glóbulo rojo a tasas iguales, y no se observarán cambios en su forma (Figura 2-14A). En cambio, si el glóbulo rojo es colocado en agua destilada pura (una solución hipotónica) donde las moléculas de agua se encuentran en mayor concentración afuera que adentro de la célula, el agua se moverá hacia el interior del glóbulo rojo, causando que se hinche y eventualmente explote (Figura 2-14B). Si el glóbulo rojo es colocado en una solución salina al 5% (una solución hipertónica) en donde hay más agua libre al interior de la célula que fuera de ella, el glóbulo rojo perderá agua a favor de la solución y se encogerá o arrugará (Figura 2-14C). Debido a que la sangre en el sistema circulatorio se encuentra bajo presión por los latidos del corazón, se pierde mucho plasma sanguíneo (la parte líquida de la sangre, que en su mayoría está compuesta por agua con materiales disueltos y en suspensión coloidal) en los tejidos circundantes y los capilares los cuales son altamente permeables y apenas de una célula de grosor. Las proteínas suspendidas de manera coloidal en la sangre no pueden pasar a través de las membranas celulares de los capilares; causando así una presión osmótica lo suficientemente grande como para reabsorber la mayor parte del líquido que escapa de los capilares. A pesar de que el agua y algunas otras sustancias con pesos moleculares pequeños pueden entrar por ósmosis en las células que las necesitan, el transporte osmótico es insuficiente para la mayoría de las necesidades de la célula. Los azúcares, aminoácidos, proteínas grandes y grasas son necesarias para producir ATP y mantener y crear estructuras. Las células obtienen estos materiales no osmóticos o no difusibles por medio de un mecanismo especial llamado transporte activo. Este meca-

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nismo necesita de energía en forma de ATP para superar las barreras osmóticas/y de difusión, otra gran razón de por qué el ATP es tan importante para la supervivencia de la célula. El transporte activo es el transporte de materiales en contra de un gradiente de concentración o en oposición a otros factores que normalmente impedirían que el material entrara a la célula. En este caso, las moléculas se mueven de un área de baja concentración a un área de alta concentración (como en una vacuola alimenticia).

pH El pH está definido como el logaritmo negativo de la concentración del ion hidrógeno en una solución: pH = –log [H+]. El agua pura tiene un pH de 7. Recuerda que cuando el agua destilada (H2O) se disocia, por cada ion H+ formado, se forma un ion OH– también. En otras palabras, la disociación del agua produce H+ y OH– en cantidades iguales. Por ello, un pH de 7 indica neutralidad en una escala de pH. La Figura 2-15 muestra el pH de varias soluciones. Si una sustancia se disocia formando un exceso de iones H+ cuando se disuelve en agua, nos referimos a ella como un ácido. Todas las soluciones ácidas tienen valores de pH por debajo de 7. Mientras más fuerte es un ácido, produce más iones H+ y su valor de pH es más bajo. Debido a que la escala de pH es logarítmica, un cambio de pH de una unidad significa un cambio de 10 veces de magnitud en la concentración de iones de hidrógeno. De modo que el jugo de limón con un pH de dos es 100 veces más ácido que el jugo de tomate con un pH de cuatro. Una sustancia que se combina con los iones H+ cuando se disuelve en agua es llamada base o álcali. Por ende, gracias a su combinación con los iones H+, una base disminuye la concentración de los iones H+ en esa solu-

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(A)

Solución isotónica

10 μm

(B)

Solución hipotónica

10 μm

(C)

Solución hipertónica

10 μm

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CAPÍTULO 2 La química de la vida

FIGURA 2-14. Efecto de la ósmosis sobre los eritrocitos cuando son colocados en soluciones salinas de diferente concentración.

ción. Las soluciones básicas, también llamadas alcalinas, tienen valores de pH por arriba de 7. El agua de mar tiene un pH de 8 y es 10 veces más básica que el agua destilada pura con un pH de 7. En nuestros cuerpos, la saliva tiene un valor de pH ligeramente por debajo de 7, de manera que es ligeramente ácida, mientras que el ambiente del estómago con su jugo gástrico y ácido clorhídrico es muy

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ácido con un valor de pH próximo a 1. Nuestra sangre por otra parte, tiene un valor de pH de 7.4, haciéndola ligeramente básica. La orina tiene un pH de 6, la cual, a pesar de ser ácida, no es tan ácida como el jugo de tomate con un pH de 4. El pH en el interior de la mayoría de las células y en el fluido que las rodea es bastante cercano a 7. Debido

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CAPÍTULO 2 La química de la vida

Agua destilada Sangre 7.4 Clara de huevo 8.0

Leche 6.6 Café negro 5.0

Bicarbonato de sodio 9.0 Leche de magnesia 10.5

Jugo de tomate 4.6

Amoníaco doméstico 11.0

Vinagre 3.0 Jugo gástrico 2.0

Blanqueador 13.0 Quita grasa 13.8 Ácido clorhídrico 0.8

0.0

1.0

2.0

3.0 4.0

5.0 6.0

7.0

8.0

9.0 10.0 11.0 12.0 13.0

14.0

Neutro Base fuerte

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Ácido fuerte

FIGURA 2-15. El pH de varias soluciones. Un pH arriba de 7 indica que es una base; un valor debajo de 7 indica que es un ácido.

a que las enzimas son extremadamente sensibles al pH, un pequeño cambio puede hacerlas no funcionales; por lo tanto, nuestros cuerpos cuentan con amortiguadores. Un amortiguador es una sustancia que actúa como una reserva de iones de hidrógeno, donándolos a una solución cuando su concentración baja repentinamente y aceptando iones de hidrógeno de una solución cuando la concentración de éstos aumenta. Los amortiguadores son necesarios porque las reacciones químicas en las células producen constantemente ácidos y bases. Los amortiguadores mantienen la homeostasis de las células con respecto a los niveles de pH. La mayoría de los amor-

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tiguadores consisten de pares de sustancias, un ácido y una base. Por ejemplo, el amortiguador clave en la sangre humana es el par ácido-base de bicarbonato (una base) y de ácido carbónico (un ácido). Ácido carbónico y agua se combinan químicamente para formar ácido carbónico (H2CO3). El ácido carbónico puede entonces disociarse en agua, liberando iones H+ además de iones bicarbonato HCO3–. El pH de la sangre puede estabilizarse por el equilibrio entre estas reacciones que convierten el ácido carbónico H2CO3 en el ion bicarbonato HCO3– (base) y viceversa.

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Campo

PROFESIONAL

Exi Existen muchas oportunidades a nivel profesional para aquellos individuos interesados do os en la química. ● T Técnico de laboratorio: Trabaja como asistente de investigación en la industria y

en las universidades. ● Profesor de preparatoria: Se especializa en la enseñanza de los principios bási-

cos de la Química a jóvenes adolescentes. ● Profesor de universidad: Conduce investigación, enseña a los adultos principios

químicos de nivel superior y asesora proyectos de investigación química en los niveles de licenciatura y posgrado. ● Químico orgánico: Se especializa y estudia la química del átomo de carbono y de todos los compuestos que contienen carbono como parte de su estructura molecular. ● Químico ambiental: Estudia los efectos de la contaminación química del medio ambiente. ● Bioquímico: Estudia las bases químicas de la vida en la genética, en la biología molecular, la microbiología o en la tecnología de alimentos.

RESUMEN INTRODUCCIÓN 1. Debido a que los órganos, tejidos y células del cuerpo están conformados por sustancias químicas y funcionan por medio de reacciones, es necesario entender un poco de Química básica. 2. La Química es la ciencia que estudia a los elementos, sus componentes y las reacciones que se generan entre ellos, así como la estructura molecular de la materia.

ESTRUCTURA ATÓMICA 1. Los átomos son las partículas más pequeñas de los elementos (mantienen todas las características de dicho elemento) y participan en reacciones químicas a través de sus electrones. 2. Un átomo está constituido por un núcleo que contiene protones cargados positivamente y por neutrones que son partículas sin carga. 3. Los electrones poseen carga negativa y orbitan al núcleo de los átomos en determinados niveles energéticos, que se ecuentran a cierta distancia de los núcleos pesados y compactos.

ELEMENTOS, ISÓTOPOS, COMPUESTOS 1. Un elemento es una sustancia cuyos átomos contienen el mismo número de protones y electrones. Los átomos son eléctricamente neutros. 2. Un compuesto es una combinación de átomos de dos o más elementos.

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3. Un isótopo es un átomo del mismo elemento pero cuyo número de neutrones en el núcleo varía. 4. El carbono es un elemento que se encuentra en toda la materia viva. 5. La tabla periódica organiza a los elementos en categorías con propiedades similares.

ENLACES Y ENERGÍA 1. Los átomos se combinan químicamente entre sí formando enlaces al ganar, perder o compartir electrones. 2. Un enlace iónico se forma cuando un átomo de un compuesto gana electrones mientras que otro átomo en el mismo compuesto los pierde. Las moléculas enlazadas por iones se disocian cuando se sumergen en el agua. Las sales minerales forman enlaces iónicos. 3. Un enlace covalente se forma cuando los átomos comparten electrones. El carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno forman enlaces covalentes. Estos enlaces no se disocian en presencia de agua. 4. Los puentes de hidrógeno son débiles. Ayudan a mantener juntas las moléculas de agua y unen a otras moléculas haciendo que adquieran formas tridimensionales. 5. Se les llama donadores de electrones a aquellas moléculas que suministran electrones durante una reacción química; en cambio, a aquellas que ganan electrones se les llama aceptores de electrones. 6. Los enlaces contienen energía; es decir, son los electrones los que contienen la energía presente en los enlaces químicos.

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7. Existen moléculas especiales llamadas transportadores de electrones, las cuales aceptan electrones por un periodo corto y usan la energía de éstos para sintetizar moléculas de ATP.

SUSTANCIAS COMUNES EN LOS SISTEMAS VIVOS 1. Las sustancias que comúnmente podemos encontrar en los sistemas vivos son: agua, dióxido de carbono, oxígeno, amoníaco, sales minerales, carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos y trifosfato de adenosina. Agua 1. Una célula está compuesta de aproximadamente entre 60 a 80% de agua (H2O), que es una molécula ligeramente polar: los dos átomos de hidrógeno tienen una carga parcial positiva y el átomo de oxígeno una carga parcial negativa. Esto explica por qué las moléculas de enlaces iónicos se disocian cuando se les coloca en el agua. 2. El agua tiene muchas funciones importantes en las células: forma parte en algunas de las reacciones, sirve como un medio o solvente para que otras reacciones se produzcan, sirve de base para el transporte de materiales, absorbe y libera el calor manteniendo la temperatura corporal, protege, y es la base para todos los lubricantes del cuerpo. Dióxido de carbono 1. El gas dióxido de carbono (CO2) se produce como desecho de la respiración celular. 2. Es necesario para las plantas, las cuales producen oxígeno gaseoso en la reacción de fotosíntesis, que convierte la energía radiante del sol en energía química utilizable como la glucosa para la supervivencia de plantas y animales. 3. Todo el carbono en las moléculas que contienen, proviene directa o indirectamente del dióxido de carbono. Oxígeno 1. El oxígeno molecular (O2) es requerido por todos los organismos que respiran aire. 2. Es necesario para que pueda ocurrir la respiración celular, convirtiendo la glucosa en moléculas de ATP C6H12O6 + 6O2 → ATP (energía) + 6CO2 + 6H2O. 3. El oxígeno proviene del proceso de fotosíntesis de las plantas 6CO2 + 12H2O → C6H12O6 (glucosa) + 6O2 + 6H2O. Amoníaco 1. El amoniaco (NH3) se produce como un subproducto de la descomposición de los aminoácidos. 2. Los aminoácidos contienen nitrógeno y son los componentes básicos de las proteínas.

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3. El amoníaco, el cual es tóxico, es convertido a urea inofensiva por enzimas presentes en el hígado. Sales minerales 1. Las sales minerales son calcio (Ca+), fosfato (PO4–), cloruro(Cl–), sodio (Na+) y potasio (K+). 2. El calcio es necesario para la contracción muscular y para tener huesos fuertes. 3. El fosfato es necesario para producir ATP. 4. El sodio, el potasio y el cloro son necesarios para la contracción muscular y la transmisión nerviosa. Carbohidratos 1. Los carbohidratos están compuestos de carbono, hidrógeno y oxígeno en una proporción de 1:2:1. Los carbohidratos más simples son azúcares de cinco y seis carbonos. 2. La desoxirribosa y la ribosa son azúcares importantes de cinco carbonos, mientras que la glucosa y la fructosa son azúcares importantes de seis carbonos. 3. Los carbohidratos tienen dos funciones importantes: el almacenamiento de energía y el fortalecimiento estructural de la célula. Lípidos 1. La grasa es uno de los más importantes tipos de lípidos , el 95% de las grasas en el cuerpo humano son triglicéridos, compuestos de glicerol y de ácidos grasos. 2. Se llama grasa saturada cuando los ácidos grasos contienen sólo enlaces covalentes simples. Éstos pueden contribuir a enfermedades cardiovasculares. No obstante, se llama grasa no saturada o insaturada cuando los ácidos grasos tienen uno o más enlaces covalentes dobles. Éstos son buenos para la salud. 3. Las grasas son fuente de energía; actúan como aislantes para el cuerpo y protegen a los órganos. Proteínas 1. Las proteínas contienen carbono, oxígeno, hidrógeno, nitrógeno y azufre. 2. Los aminoácidos son los componentes básicos de las proteínas. 3. Las proteínas son una fuente de energía y son parte esencial de las estructuras membranosas de la célula. Existen proteínas estructurales como la actina y la miosina presentes en las células musculares. 4. Las enzimas son catalizadores proteicos que hacen que las reacciones químicas se produzcan en las células. El funcionamiento de nuestro sistema inmunológico se basa en las proteínas. 5. Las proteínas tienen cuatro tipos de estructura en base a sus enlaces: primaria (secuencia de aminoácidos), secundaria (basada en la formación

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de puentes de hidrógeno entre aminoácidos, causándole enrollamiento), terciaria (plegamiento secundario basado en los enlaces formados entre sus átomos de azufre), y cuaternaria (basada en las relaciones espaciales entre las unidades). Ácidos nucleicos 1. El ácido desoxirribonucleico (ADN) es el material genético de la célula. Se encuentra en el núcleo que determina todas las características y funciones de la célula. 2. El ácido ribonucleico (ARN) existe en dos formas necesarias para la síntesis de proteínas: el ARN mensajero y el ARN de transferencia. 3. Los ácidos nucleicos están formados por cadenas de nucleótidos. 4. Un nucleótido es una molécula compleja que se forma por la combinación de una base nitrogenada (purina o pirimidina), un azúcar (desoxirribosa) y un grupo fosfato. 5. Las dos bases de purina son adenina y guanina. Las tres bases de pirimidina son timina, citosina y uracilo (el uracilo se encuentra únicamente en el ARN y sustituye a la timina presente en el ADN). Adenosín trifosfato 1. El ATP es una molécula de alta energía, es el combustible que permite a las células funcionar y mantenerse. 2. La molécula de ATP está formada por un azúcar ribosa, por adenina, y por tres grupos fosfato. La energía de la molécula se almacena en el segundo y en el tercer enlace de los grupos fosfato. 3. El desdoblamiento de la molécula de glucosa y otros nutrientes proporciona la energía para la síntesis de moléculas de ATP.

TRANSPORTE DE MATERIALES DENTRO Y FUERA DE LAS CÉLULAS Los materiales se mueven a través de las membranas plasmáticas de tres maneras diferentes: difusión, ósmosis y transporte activo. Difusión 1. La difusión es el movimiento de moléculas a través de un medio, de una zona de alta concentración a un área de baja concentración de moléculas. 2. La colisión al azar de las moléculas por difusión se conoce como movimiento browniano. 3. El aumento de la temperatura acelera la velocidad de difusión de moléculas. 4. Un ejemplo de difusión en el cuerpo humano es la captación de oxígeno por la sangre en los pulmones y la liberación de dióxido de carbono a los pulmones provenientes de la sangre.

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Ósmosis 1. La ósmosis es un tipo especial de difusión. 2. La ósmosis es el movimiento de moléculas de agua a través de una membrana selectivamente permeable, como la membrana plasmática, de una zona de mayor concentración de moléculas de agua (por ejemplo, agua pura) a un área de baja concentración de moléculas de agua (por ejemplo, agua mezclada con sal o azúcar). 3. Una solución isotónica (por ejemplo, solución salina normal) es una solución en la que la concentración de sal afuera de la célula es la misma que dentro de la célula. De tal forma que no se ganan ni se pierden grandes cantidades de agua. 4. Una solución hipotónica (por ejemplo, agua destilada pura) es una solución en que la concentración de sal dentro de la célula es mayor que fuera de la célula. La célula absorberá agua en este tipo de solución. 5. Una solución hipertónica (por ejemplo, una solución salina al 5%) es aquella en que la concentración de sal es mayor fuera de la célula que dentro de la célula. La célula perderá agua en esta solución. 6. El transporte activo es el transporte de materiales en contra de una gradiente de concentración en oposición a otros factores que normalmente impiden que el material penetre la célula. Este mecanismo requiere energía en forma de ATP y es el mecanismo principal por el cual la mayoría de las células obtienen los materiales que necesitan para su correcto funcionamiento.

pH 1. El pH es el logaritmo negativo de la concentración de iones de hidrógeno en una solución: pH = –log [H+]. 2. Si una sustancia se disocia y forma un exceso de iones H+ cuando se disuelve en agua, se conoce como ácido. Los ácidos tienen valores de pH por debajo de 7. 3. Una sustancia que se combina con los iones H+ cuando se disuelve en agua se denomina base. Las soluciones básicas tienen un valor de pH superior a 7. 4. El agua destilada pura tiene un pH de 7 y es neutra. 5. Los amortiguadores son sustancias especiales que actúan como reserva de iones de hidrógeno, donándolos a una solución cuando la concentración disminuye y aceptándolos cuando la concentración aumenta. Los amortiguadores ayudan a mantener la homeostasis dentro de las células respecto a los niveles de pH, manteniéndolos cercanos a 7.

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CAPÍTULO 2 La química de la vida

PREGUNTAS DE REPASO 1. Describe la naturaleza y estructura del átomo. 2. Enlista los principales elementos químicos que se encuentran en los sistemas vivos. * 3. Compara los enlaces iónicos y covalentes e indica los cuatro principales elementos que se encuentran en los enlaces covalentes de las células. * 4. ¿Por qué es necesario para la célula tener ácidos nucleicos en el núcleo? * 5. Explica las funciones que tiene el agua en los sistemas vivos. 6. ¿Cuáles son las dos funciones principales que tienen los carbohidratos en las células vivas? 7. Enlista tres funciones de las grasas en el cuerpo humano. * 8. Enlista cuatro funciones de las proteínas que son necesarias para el buen funcionamiento y supervivencia del cuerpo humano. * 9. Describe cuáles son las diferencias y similitudes que existen entre la ósmosis y la difusión, y menciona cómo funcionan en el cuerpo. * 10. ¿Cuál es la importancia del transporte activo para la supervivencia de una célula? * 11. ¿Por qué es importante el pH para el mantenimiento de la homeostasis en el cuerpo? 12. Discute el pH de un ácido, una base y una sal. *

Preguntas de pensamiento crítico

LLENA LOS ESPACIOS EN BLANCO Llena los espacios en blanco con el término más apropiado. 1. Las moléculas que contienen carbono, hidrógeno y oxígeno se conocen como ____________________. La glucosa (un azúcar) es una de estas moléculas. 2. Las moléculas conocidas como ____________________ son los componentes básicos de las proteínas. 3. Todo el carbono de los compuestos orgánicos más grandes que se encuentran en los sistemas vivos proviene directa o indirectamente de ____________________. 4. Las partículas más pequeñas de los elementos que intervienen en las reacciones químicas son ____________________.

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5. Un ____________________ es una sustancia cuyos átomos contienen el mismo número de protones y el mismo número de electrones. 6. En los átomos de algunos elementos, el número de neutrones varía. Estos diferentes tipos de átomos se conocen como ____________________. 7. Los dos tipos de enlaces químicos que se encuentran en la materia viva son los enlaces____________________ y ____________________. 8. La molécula más abundante en los seres vivos es el ____________________. 9. Los carbohidratos tienen dos funciones básicas: ___________________ y ____________________. 10. Los nucleótidos enlazados entre sí mediante el grupo fosfato de uno y el azúcar del otro forman largas cadenas moleculares llamadas ____________________.

RELACIONA AMBAS COLUMNAS Coloca el número más apropiado en el espacio en blanco. _____ NH3 1. Carbohidrato vegetal _____ C6H12O6 2. Grupo hidroxilo _____ Glucógeno 3. Grupo amino _____ Almidón 4. Amoníaco _____ CO2 5. Glicerol _____ OH– 6. Grupo carboxilo _____ COOH 7. Grupo de fosfato inorgánico _____ NH2 8. Carbohidrato animal _____ PO4– 9. Ácidos grasos _____ C5 10. Ribosa 11. Glucosa 12. Dióxido de carbono

Investiga y explora ● Busca en internet palabras clave del

capítulo para descubrir información adicional y generar ejercicios interactivos. Las palabras clave pueden incluir ADN, difusión y ósmosis. ● Visita el sitio http://www.acid-base.

com para un tutorial de ácido-base.

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Conexión con StudyWARE ™ Toma una prueba de evaluación o juega al ahorcado con tu CD-ROM de StudyWareTM.

E JERCICIO DE LA B OR ATORIO:

LA QUÍMICA DE LA VIDA

Material necesario: Un medidor de pH, equipo de ósmosis, modelos de moléculas químicas. 1. Medición del pH: Con la ayuda de un medidor de pH (potenciómetro) provisto por tu profesor, mide el pH del agua del grifo, agua destilada, jugo de tomate, jugo de naranja, jugo de manzana, saliva, solución de bicarbonato de sodio, amoníaco y cloro de uso doméstico. Prepara una tabla para colocar estas sustancias en la categoría de ácido o base. 2. Demostración de ósmosis: Tu profesor demostrará los efectos de la ósmosis con

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la ayuda de un equipo proporcionado por una empresa de suministros biológicos. El experimento de la figura 2-13 se puede demostrar utilizando primero una solución salina al 3% y luego una solución de azúcar al 3%. 3. Examina los modelos químicos (proporcionados por tu profesor) que ilustran las estructuras moleculares y los enlaces de algunas sustancias comunes que se encuentran en los sistemas vivos.

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Estructura de la célula OBJETIVOS DEL CAPÍTULO Después de estudiar este capítulo, deberás ser capaz de: 1. Nombrar a los principales contribuyentes de la teoría celular. 2. Enlistar los principios de la teoría celular moderna. 3. Explicar la estructura molecular de la membrana celular. 4. Describir la estructura y función de los siguientes organelos celulares: núcleo, retículo endoplásmico, aparato de Golgi, mitocondria, lisosomas, ribosomas y centriolo. 5. Explicar la importancia y el proceso de la síntesis proteica.

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C O N C E P T O S C L AV E Ácido desoxirribonucleico Ácido ribonucleico Aparato de Golgi ARN de transferencia ARN mensajero Autólisis Caroteno Celulosa Centriolos Centrosoma Cilios Cisternas Citoplasma Cloroplastos Crestas Cromatina Cromoplastos

Eucarionte Flagelos Grana Lamela Leucoplastos Lisosomas Membrana nuclear Membrana plasmática Micra Micrómetro Microtúbulos Mitocondria Modelo de mosaico fluido No polar Núcleo Nucleolo Nucleoplasma

INTRODUCCIÓN La célula es la unidad básica en la organización biológica del cuerpo humano. Durante nuestra vida, éste se compone de trillones de células. Aunque éstas tienen distintas funciones, todas poseen ciertas propiedades estructurales en común. Todas las células se componen de un protoplasma, que es una solución acuosa coloidal de carbohidratos, proteínas, lípidos, ácidos nucleicos y sales inorgánicas rodeadas por una membrana celular que las delimita. El protoplasma (proto significa “primero” y plasma quiere decir “formado”) es predominantemente una suspensión coloidal de agua con compuestos orgánicos e inorgánicos en solución. Éstos son las unidades

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Organelos Plasmalema Polar Procarionte Protoplasma RE liso (agranular) RE rugoso (granular) Retículo endoplásmico Ribosomas Síntesis proteica Tilacoide Traducción Transcripción Tubulina Vacuolas Xantofilas

básicas que constituyen las estructuras que se encuentran dentro del protoplasma, es decir, los organelos. Algunos se encuentran en la mayoría de las células. Las células superiores, como las que componen el cuerpo humano, se denominan eucariontes (eu = verdadero); las que no poseen organelos rodeados por membranas (ej., bacterias) se denominan procariontes. Los organelos que son comunes a todas las células eucariontes son el núcleo, las mitocondrias, el retículo endoplásmico, los ribosomas, el aparato de Golgi y los lisosomas. Si una célula tiene una función especializada que otras células no comparten, como por ejemplo, el movimiento, la célula tendrá organelos especializados. Las células de nuestro cuerpo que mueven materiales a 41

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CAPÍTULO 3 Estructura de la célula

través de su superficie expuesta o libre, serán cubiertas con filas de cientos de cilios. (Por ejemplo, las células en nuestro tracto respiratorio producen moco para atrapar polvo y microorganismos que pasen los vellos nasales, después mueven el material hacia nuestra garganta para que sea tragado y pase al sistema digestivo.) El espermatozoide humano que debe viajar por todo el útero hasta el tercio superior de las trompas de Falopio o tubo uterino, para fertilizar al óvulo, tiene un flagelo que lo impulsa a lo largo de su trayectoria. Las células vegetales que fotosintetizan (convierten la energía luminosa en energía química, p. ej., en alimentos como los azúcares) tienen organelos especializados llamados cloroplastos. Cuando se observa una célula al microscopio, la estructura que predomina es el núcleo, que es el centro de control de la célula. Por esta razón, el protoplasma de ésta se subdivide en dos secciones: el protoplasma dentro del núcleo, llamado nucleoplasma, y el protoplasma fuera del núcleo, llamado citoplasma. Las células varían en tamaño y la mayoría son demasiado pequeñas como para verlas a simple vista. Las células se miden en términos de micrómetros, que comúnmente se denominan micras (μ). Un micrómetro (μm) equivale a una milésima parte (10–3) de un milímetro. La mayoría de las células eucariontes tienen un tamaño que va de los 10 a los 100 micrómetros de diámetro (10 a 100 millonésima parte de

Ribosomas

Centriolo

un metro). Los microscopios fotónicos nos permiten ver las características generales de las células con magnificaciones de 10× a 1000×. Este tipo de microscopios es el que más comúnmente usamos en el laboratorio. Sin embargo, para “ver” o estudiar los detalles de las células se debe utilizar un microscopio electrónico. Estos microscopios son bastante complejos. En general usan un haz de electrones para visualizar estructuras. Las personas se deben entrenar para poder hacer uso de estos sofisticados instrumentos. Nuestro conocimiento actual sobre las estructuras celulares proviene de investigaciones hechas con microscopios electrónicos . En los diagramas de una célula animal (Figura 3-1) y de una célula vegetal (Figura 3-2) típicas, se ilustra una vista tridimensional de la ultraestructura celular.

Conexión con StudyWARE ™ En tu CD CD-ROM ROM de StudyWARE™ encon encontrarás un juego interactivo donde podrás marcar las partes principales de una célula vegetal.

Lisosoma Nucleolo Núcleo

Aparato (complejo) de Golgi

Mitocondria

Membrana plasmática Retículo endoplásmico liso

© Delmar/Cengage Learning

Retículo endoplásmico rugoso

FIGURA 3-1. Diagrama de una célula animal típica que muestra una vista tridimensional de la ultraestructura celular.

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CAPÍTULO 3 Estructura de la célula

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Pared celular

Cloroplasto

Pared de la célula adyacente Vacuola

Membrana plasmática

Cadena citoplásmica

Mitocondria

Citoplasma

Poro nuclear Complejo de Golgi

Retículo endoplásmico liso Nucléolo

Retículo endoplásmico rugoso

Ribosoma

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Núcleo

FIGURA 3-2. Diagrama de una célula vegetal típica que ilustra una vista tridimensional de su ultraestructura celular.

HISTORIA DE LA TEORÍA CELULAR Debido a que las células son demasiado pequeñas como para ser observadas a simple vista, éstas no se observaron hasta la invención del primer microscopio, a mediados del siglo XVII. Robert Hooke fue el científico inglés que describió las células por primera vez en 1665. Él construyó uno de los primeros microscopios primitivos para observar una delgada rebanada de corcho, que es tejido vegetal muerto que proviene de la corteza de los árboles. Por lo que sólo pudo observar las paredes de las células muertas. Le parecieron como pequeñas celdas, así que las llamó cellulae (pequeñas celdillas), un vocablo que proviene del latín. El término célula se ha usado desde entonces. Las células vivas fueron observadas años más tarde, por un naturalista alemán llamado Anton Von Leeuwen-

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hoek. Él observó agua de un estanque bajo su microscopio y se asombró de ver tantas cosas en lo que el creía agua pura. Los pequeños organismos que vio fueron llamados animálculos (que significan animales pequeños). Sin embargo, pasaron casi 150 años antes de que se conociera la importancia de las células como las unidades básicas de la organización biológica. Dos alemanes establecieron los cimientos de lo que hoy en día llamamos teoría celular. En 1838, Matthias Schleiden, un botánico, después de estudiar cuidadosamente los tejidos vegetales, declaró que todas las plantas se componen de unidades individuales llamadas células. En 1839, Theodor Schwann, un zoólogo, declaró que todos los animales también se componen de unidades individuales llamadas células. Así fue como se dieron las bases de nuestra teoría celular moderna.

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CAPÍTULO 3 Estructura de la célula

La teoría celular moderna consiste de los siguientes principios: 1. Las células son los seres vivos más pequeños y completos. Son las unidades básicas de organización de todos los organismos. 2. Todos los organismos se componen de una o más células, en donde pueden ocurrir todos los procesos de la vida. 3. Las células surgen de una célula preexistente, mediante un proceso llamado división celular. 4. Todas las células que existen en la actualidad son descendientes de las primeras células, formadas en el origen de la historia evolutiva de la vida en la Tierra.

ANATOMÍA DE UNA CÉLULA EUCARIONTE TÍPICA Las siguientes estructuras son partes de una célula eucarionte típica: membrana celular, citoplasma, núcleo, membrana nuclear, nucleoplasma, cromatina, nucleolo, mitocondria, lisosomas, retículo endoplásmico (liso y rugoso), aparato de Golgi y ribosomas.

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La membrana celular Todas las células están rodeadas por una membrana celular. Esta membrana se denomina membrana plasmática o plasmalema (Figura 3-3). Bajo alta magnificación en un microscopio electrónico, se observa que esta membrana se compone de una doble capa de fosfolípidos con proteínas embebidas en ella. Los fosfolípidos parecen esferas con colas. La parte esférica, es la parte hidrofílica (que atrae el agua) y las colas son hidrofóbicas (que repelen el agua). Este arreglo permite el paso de moléculas de agua a través de la membrana, mediante ósmosis (discutida en el Capítulo 2). Las proteínas embebidas en la bicapa de fosfolípidos permite el paso de moléculas e iones a través de la membrana celular (Figura 3-4). Algunas proteínas crean canales de transporte para pequeños iones

Cadenas de carbohidratos

Fosfolípido

Región no polar de la proteína de membrana

Proteína globular periférica

Cadena de una proteína integral

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Colesterol

FIGURA 3-3. La estructura de una membrana (celular) plasmática.

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CAPÍTULO 3 Estructura de la célula

disueltos, otras actúan como enzimas para el transporte activo de materiales al interior de la célula en contra de un gradiente de concentración, y requieren de trifosfato de adenosina (ATP) para poder funcionar, otras proteínas actúan como sitios receptores para que las hormonas puedan entrar a la célula, y otras más actúan como marcadores de identidad. Además, algunas proteínas en la superficie de la bicapa de fosfolípidos actúan como mate-

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rial cementante para mantener la adhesión con otras células; otras actúan como soporte estructural dentro de la célula, uniéndose a las estructuras del citoesqueleto, que sostienen a los organelos en el citoplasma. Las proteínas también constituyen la estructura de la bomba de sodio-potasio, una característica única de ciertas membranas celulares, como las membranas de las células musculares y nerviosas (Figura 3-5).

Exterior

Membrana plasmática

Interior Enzima

Sitio receptor

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Canal de transporte

Marcador de identidad celular Unión a citoesqueleto

Adhesión celular

FIGURA 3-4. Las funciones de las proteínas asociadas a la bicapa lipídica de la membrana celular.

K+

Na+

K+

Na+

3

2

Na+

K+ K+ 4

1

Na+ Na+

ADP Na+

ATP

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P

P K+

K

+

FIGURA 3-5. La naturaleza proteica de la bomba de sodio-potasio de la membrana celular de las células musculares y nerviosas.

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CAPÍTULO 3 Estructura de la célula

Estas moléculas de proteínas y de fosfolípidos se arreglan en lo que se denomina modelo de mosaico fluido. Las moléculas de fosfolípidos son como las piezas de un mosaico, pero en lugar de estar embebidas en un cemento sólido, se encuentran en un fluido y se pueden mover ligeramente para permitir el paso de moléculas de agua a través de la membrana celular y por ende hacia el citoplasma de la célula. Esta estructura molecular básica de la membrana celular es la misma para todos los organelos delimitados por membranas dentro de una célula.

Citoplasma La porción líquida de la célula se denomina protoplasma. El protoplasma fuera del núcleo se llama citoplasma; el que se encuentra dentro del núcleo se denomina nucleoplasma. El principal constituyente del citoplasma es el agua. Sin embargo, ésta tiene muchos tipos de compuestos químicos distribuidos entre sus moléculas. Algunos de éstos son ácidos nucleicos como el ácido ribonucleico de transferencia (ARNt) y el ARN mensajero, enzimas, hormonas y otras sustancias químicas diferentes involucradas en el funcionamiento celular. Algunos de estos compuestos se encuentran en solución con el agua, mientras que otros están en suspensión coloidal. Tanto en solución como en forma de coloide, las sustancias se distribuyen uniformemente en el medio acuoso. Sin embargo, en una solución, los átomos individuales o iones, se distribuyen en todo el medio. En cambio, en un coloide, en lugar de atomos individuales, son grupos de átomos los que se distribuyen en el medio. El factor que determina si una sustancia irá a en solución o formará un coloide, es la interacción electrónica entre las moléculas de la sustancia y las moléculas del agua. Debido a que en la molécula de H2O el átomo de oxígeno tiene una mayor atracción por los electrones que el átomo de hidrógeno en el enlace H-O (pues comparten los electrones de manera desigual), el átomo de oxígeno será parcialmente negativo, y los dos átomos de hidrógeno serán parcialmente positivos. Observa la Figura 2-5 del Capítulo 2. Se dice que una molécula con una distribución desigual de electrones es una molécula polar. Gracias a esta polaridad de la molécula de agua, otros compuestos polares, como los compuestos unidos iónicamente, como la sal (cloruro de sodio) son fácilmente solubles en agua y entran en solución. La polaridad de las moléculas de agua disminuye las fuerzas electrostáticas que mantienen unidas a las moléculas por enlaces iónicos, por lo que éstas se disocian en iones individuales y se disuelven en agua. Otros compuestos, como las moléculas unidas por enlaces covalentes, se componen de átomos que ejercen una atracción igual por los electrones del enlace que las mantiene juntas. Por lo tanto, los electrones no son atraídos con mayor fuerza hacia uno u otro de los átomos del enlace. Los compuestos con enlaces no polarizados se

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denominan no polares y no se disuelven con facilidad en el agua. Los compuestos orgánicos con enlaces C-H son no polares y entran en suspensión coloidal en el medio acuoso del citoplasma. Las proteínas, los carbohidratos, grasas y los ácidos nucleicos están suspendidos coloidalmente en el citoplasma, mientras que las sales minerales como sodio, potasio, calcio, cloro y fósforo se encuentran en solución. Algunos componentes celulares, como los gránulos de almacén y las micelas de grasa, no se disuelven ni se suspenden en el citoplasma. Estos compuestos son producto de las funciones que se han acumulado en ciertos sitios específicos del citoplasma. El citoplasma también contiene estructuras llamadas vacuolas. Una vacuola es un área, dentro del citoplasma, que se encuentra rodeada por una membrana vacuolar. Esta membrana tiene la misma estructura que la membrana celular. Generalmente, una vacuola se llena de una mezcla acuosa, pero también puede contener alimentos almacenados (vacuola alimenticia) o productos de deshecho celular (vacuola de desecho).

El núcleo El núcleo es la estructura más prominente de la célula. Es claramente visible bajo el microscopio fotónico. Es una estructura llena de líquido que se separa del citoplasma mediante una membrana nuclear, también llamada envoltura nuclear. El núcleo es el centro de control de la célula. Las células a las que se les extrae el núcleo pierden sus funciones. Las células a las que se les trasplanta el núcleo de otra célula, toman las características de la célula que donó el núcleo.

Membrana nuclear Una característica distintiva de la membrana nuclear es que se compone de dos membranas (Figura 3-6). La membrana interna rodea y contiene el nucleoplasma y sus materiales. La membrana externa es la continuación del retículo endoplásmico (RE), un organelo que discutiremos más adelante. El microscopio electrónico ha revelado la presencia de poros o aperturas en la doble membrana nuclear. Estos poros tienen una partición muy fina que dificulta el transporte libre o la filtración de materiales al nucleoplasma, pero sí permiten el paso de materiales que provienen de éste, y que deben llegar al citoplasma. Por ejemplo, cuando se lleva a cabo la síntesis de proteínas, el código para sintetizar una proteína se encuentra en el ADN, que se localiza en el núcleo, pero la proteína se sintetiza en el sitio ribosomal del citoplasma. El código es copiado del ADN en una molécula especial llamada ARN mensajero (ARNm), que sale del núcleo a través de un poro para llegar al ribosoma. Este proceso se discute con mayor detalle más adelante dentro de este mismo capítulo. La estructura de la membrana nuclear tiene el mismo patrón que el modelo de mosaico fluido de la membrana plasmática.

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CAPÍTULO 3 Estructura de la célula

Nucleoplasma El medio líquido del núcleo se denomina nucleoplasma. Consiste de una suspensión coloidal de proteínas; los ácidos nucleicos ADN, ácido desoxirribonucleico, y ARN,

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ácido ribonucleico; enzimas y otras sustancias químicas del núcleo. En el nucleoplasma ocurren muchas reacciones químicas que son esenciales para la función y supervivencia de la célula, incluyendo su reproducción.

Cromatina Cuando se tiñe una célula se pueden observar hilos delgados en el núcleo. Este material se llama cromatina y es el material genético de la célula. Las células del cuerpo humano contienen 46 cromosomas (22 pares de autosomas y un par de cromosomas sexuales: un miembro de cada par proviene del padre y el otro de la madre). El óvulo y el espermatozoide contienen la mitad de ese número, es decir, 23 cromosomas. Los cromosomas se componen de moléculas de ADN y proteínas. Cuando las moléculas de ADN se duplican, durante la división celular, se acortan y engrosan, haciéndose visibles. Es cuando llamamos cromosomas al ADN. Cuando la célula no se está dividiendo, las moléculas de ADN son largas y delgadas, visibles solamente como cromatina. Todos los términos utilizados anteriormente sirven para describir los distintos niveles de organización cromosómica (Figura 3-7). Esto se discute con mayor detalle en el Capítulo 4. El ADN controla muchas funciones celulares.

Núcleo Poros nucleares

Las dos membranas de la envoltura nuclear

Núcleo Poro

Cromatina Nucléolo

(A)

Cromosomas de humano

Cisterna de retículo endoplásmico

Núcleo Superenrollamiento dentro del cromosoma Membrana interna Cromatina

Membrana externa

FIGURA 3-6. La estructura de la membrana o envoltura

nuclear. A) Diagrama de la anatomía interna del núcleo y de la conexión de la membrana nuclear externa con el retículo endoplásmico rugoso. B) Diagrama del complejo del poro.

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(B)

Enrollamiento dentro del superenrollamiento

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Complejo del poro

Fibra de cromatina

FIGURA 3-7. Algunos de los distintos niveles de la organiza-

ción cromosómica.

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CAPÍTULO 3 Estructura de la célula

Nucleolo El nucleolo es una partícula esférica dentro del nucleoplasma que no tiene una membrana que lo delimite. Principalmente se compone de ADN, ARN y proteínas. Una célula puede tener más de un nucleolo. Esta estructura es el sitio de síntesis ribosómica. Participa en la síntesis de proteínas porque ensambla los ribosomas que son los sitios de síntesis proteica.

bajos requisitos energéticos, como las que recubren las mejillas (células epiteliales), tendrán mitocondrias con menos invaginaciones o crestas. Todas las células poseen aproximadamente el mismo número de mitocondrias. Son heredadas de la madre, a través del óvulo. Las mitocondrias también contienen ADN mitocondrial.

Lisosomas La mitocondria Las mitocondrias son estructuras pequeñas de forma oblonga que están constituidas por dos membranas (Figura 3-8). La membrana exterior confiere a la mitocondria su forma de cápsula; la membrana interior se invagina sobre sí misma para proveer una superficie sobre la cual ocurren las reacciones químicas que liberan energía. Cuando se observan bajo un microscopio fotónico, las mitocondrias parecen pequeños granos oscuros en el citoplasma. El microscopio electrónico nos ha revelado su verdadera naturaleza. Las invaginaciones de la membrana interna se denominan crestas. En las crestas ocurre la respiración celular, donde los alimentos (energía química) son convertidos en otra forma útil de energía química, el ATP. Por esta razón, las mitocondrias son conocidas como las centrales eléctricas de la célula. En su expresión más simple, la respiración celular puede describirse de la siguiente forma: Alimentos (como glucosa) + oxígeno → energía + desecho. C6H12O6 + 6O2 → ATP + 6CO2 + 6H2O. Esta reacción química se discute con más detalle en el Capítulo 4. Gran parte de las reacciones que producen energía, que ocurren en la mitocondria, tienen lugar en la superficie de las crestas. Las células con altos requisitos energéticos (como las células musculares) tendrán mitocondrias con muchas invaginaciones o crestas. Las células con

Los lisosomas son pequeños cuerpos en el citoplasma que contienen poderosas enzimas digestivas que promueven la lisis de componentes celulares (Figura 3-1). La estructura y el tamaño de los lisosomas varían, pero generalmente son esféricos. Tienen tres funciones generales: 1. Actúan junto con las vacuolas alimenticias. Cuando una célula necesita más energía, un lisosoma se fusiona con una vacuola alimenticia para descomponer los alimentos en una forma utilizable que pueda ir a la mitocondria y ser convertida en ATP. Por ejemplo, el almidón, un carbohidrato complejo, se desdobla en azúcares simples, las proteínas se degradan a aminoácidos y las grasas son convertidas a ácidos grasos y glicerol. 2. Los lisosomas también participan en el mantenimiento y reparación de los componentes celulares. Si una sección del retículo endoplásmico necesita reconstruirse, el lisosoma degradará la membrana en aminoácidos, ácidos grasos, glicerol, y así sucesivamente; el material puede reciclarse para construir nuevas proteínas y fosfolípidos. 3. Los lisosomas también actúan como agentes suicidas en las células viejas y debilitadas. Este proceso se conoce como autólisis. El lisosoma liberará todas sus enzimas directamente al citoplasma de la célula y la destruirá junto con sus organelos.

Retículo endoplásmico

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Membrana externa Compartimento externo Membrana interna Crestas Matriz

FIGURA 3-8. La estructura de las membranas de una mito-

condria típica.

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El retículo endoplásmico, o RE, es un complejo sistema de membranas que forma una colección de cavidades delimitadas por membranas. Con frecuencia éstas se interconectan para formar un sistema de canales en el citoplasma. El tamaño y la forma de estas cavidades varían con el tipo de célula. Cuando las cavidades son de tipo saco o de canal, se denominan cisternas y se utilizan para almacenar y transportar materiales sintetizados por la célula. El RE se puede unir a la membrana externa de la membrana o envoltura nuclear, e interconectarse con la membrana celular (Figura 3-9). Con el uso del microscopio electrónico, se descubrió que existen dos tipos de RE: el liso y el rugoso.

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CAPÍTULO 3 Estructura de la célula

en las células de las gónadas, en donde se sintetizan las hormonas sexuales. Parece que una de sus funciones es participar en la síntesis de hormonas sexuales. También se encuentra en las células de los lacteales de las vellosidades del intestino delgado. Por eso también se cree que participa en el transporte de grasas.

Productos secretorios (polisacáridos, proteínas, etc.) Vesículas secretorias

El aparato de Golgi

Cisterna Golgi

El aparato de Golgi también se llama cuerpo de Golgi. Consiste en un ensamble de cisternas planas tipo saco que se parecen a una pila de hot-cakes (Figura 3-9). Los cuerpos de Golgi pueden diferir en tamaño y compactación. Funcionan como los sitios donde se acumulan y concentran los compuestos que serán secretados por la célula. Suelen observarse unidos al RE. Cuando las secreciones de la célula son una combinación de proteínas y carbohidratos, los carbohidratos serán sintetizados en el aparato de Golgi y los complejos de proteínas con carbohidratos se ensamblan ahí. En el páncreas, las enzimas sintetizadas por los ribosomas se recolectan en las membranas del aparato de Golgi y después se secretan. También se pueden originar lisosomas a partir del aparato de Golgi, cuando las enzimas digestivas se acumulan en él.

Proteína sintetizada para ser usada internamente

Proteína sintetizada para ser exportada

RE liso RE rugoso

Ribosomas

Poro nuclear

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Núcleo

FIGURA 3-9. La estructura y la naturaleza del retículo endo-

plásmico y del cuerpo de Golgi.

El RE rugoso o granular Todas las células tendrán un RE granular o rugoso. Se denomina rugoso o granular porque tiene ribosomas unidos a éste. Éstos son los gránulos observados en el RE. Por lo tanto, el RE rugoso es uno de los sitios de síntesis proteica. Las proteínas que serán secretadas por la célula se sintetizan ahí. Las cavidades y las vesículas del RE rugoso funcionan en la segregación y el transporte de estas proteínas en la preparación para su posterior descarga o procesamiento. El RE rugoso también puede estar involucrado en la síntesis de enzimas digestivas que formarán parte de los lisosomas.

El RE liso o agranular Ocasionalmente, un RE agranular o liso, se unirá a un RE granular (Figura 3-9). Estructuralmente, la forma lisa difiere de la forma rugosa. La forma lisa no tiene ribosomas unidos. También tiene funciones diferentes. Sólo ciertas células tienen RE liso o agranular. Se encuentra

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Ribosomas Los ribosomas son pequeños gránulos distribuidos por todo el citoplasma, éstos se encuentran unidos al RE rugoso o granular. No se encuentran rodeados por una membrana. Los ribosomas se componen de ARN ribosomal y de proteínas. Durante la síntesis de proteínas el ARN mensajero se une a los ribosomas. Existe una gran cantidad de ribosomas en la célula porque son esenciales para la función celular, pues son los sitios de síntesis proteica.

Síntesis de proteínas Las proteínas son esenciales para la función y la estructura celular. Éstas forman parte de las estructuras membranales (las proteínas se encuentran asociadas a la bicapa lipídica). Las enzimas son proteínas catalizadoras (todas las reacciones químicas celulares requieren enzimas), y nuestro sistema inmune funciona gracias a la producción de anticuerpos (proteínas de gran tamaño) que atacan a las proteínas extrañas (antígenos). El código para sintetizar una proteína particular se encuentra en la molécula de ADN, dentro del núcleo. Los genes en la molécula de ADN contienen el código genético. Sin embargo las proteínas son sintetizadas en los ribosomas. Por lo tanto, este código debe ser copiado y transportado hacia los ribosomas. Una molécula especial, llamada ARN mensajero (ARNm) copia el código a partir de la molécula de ADN dentro del núcleo. Este proceso se denomina transcripción, y ocurre con la ayuda

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CAPÍTULO 3 Estructura de la célula

de una enzima llamada polimerasa de ARN o ARN polimerasa. Después, el ARNm sale del núcleo a través de un poro nuclear, y se dirige al citoplasma, hacia un ribosoma o un grupo de ribosomas. El ribosoma ayudará a ensamblar las proteínas, ya que ahora tiene el código o receta para producirlas. Para sintetizar una proteína, el ribosoma requiere de ingredientes que son los aminoácidos. Otra molécula llegará al citoplasma y reunirá cada aminoácido. Esta molécula es el ARN de transferencia (ARNt). Contiene el código para un aminoácido particular especificado por tres bases nitrogenadas en un extremo de la molécula conocido como el anticodón (Figura 3-10). Estas tres bases establecen complementariedad con tres de las bases de la molécula del ARNm, denominadas el codón. De esta forma, una serie de moléculas de ARNt

acarrean aminoácidos a ciertos sitios de la molécula de ARNm. Este proceso se llama traducción (lectura del código y transferencia de los aminoácidos apropiados a la secuencia que marca el codón en el ARNm). Enseguida, los ribosomas, con la asistencia de algunas enzimas, van posicionando y uniendo los aminoácidos para formar una cadena polipeptídica (Figura 3-11). Los numerosos ribosomas que se encuentran en la célula indican la importancia de la síntesis proteica para la supervivencia y funcionalidad de la célula.

Centriolos En las células animales se encuentran dos centriolos dispuestos en ángulo recto cerca de la membrana nuclear. En conjunto el par se denomina centrosoma. Se componen

Extremo de unión OH al aminoácido

Asa

Asa del anticodón

A

G

U

Anticodón

U

C

A

Codón ARNm

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Asa

FIGURA 3-10. La estructura de una molécula de ARN de transferencia.

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CAPÍTULO 3 Estructura de la célula

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Núcleo Cadena de ADN Nucleolo

Transcripción

Citoplasma Cadena de ARNm

Cadena de ARNm Ribosoma

AR

Nt

ARNt

AR

Nt

Traducción

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Poza de aminoácidos

FIGURA 3-11. Una visión general del proceso de síntesis de proteínas.

de nueve juegos de fibras triples (Figura 3-12). La fibra interna de cada triplete se conecta con la fibra externa del triplete adyacente mediante una subfibrilla. Durante la división celular los centriolos se mueven a cada lado de la célula que se divide, y se posicionan en los polos opuestos de la célula. A partir de este momento forman un sistema de microtúbulos, que son cilindros largos y huecos hechos de una proteína llamada tubulina. Estas fibras, o microtúbulos, redistribuyen los cromosomas duplicados en las células hijas apropiadas, durante la división celular.

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Cilios y flagelos Los cilios y flagelos son organelos celulares ubicados en la superficie celular. Se componen de fibrillas que sobresalen de la célula y que vibran o se mueven como látigos. Algunos organismos unicelulares usan estas estructuras para moverse en su medio. Por ejemplo, euglena tiene un flagelo que la mueve en el agua, mientras que paramecium está cubierto con varias filas de cientos de cilios que le permiten nadar en el agua estancada. En el cuerpo humano, el espermatozoide se mueve gracias a un flagelo

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CAPÍTULO 3 Estructura de la célula

Triplete de microtúbulos

Doblete externo Brazo entre dobletes

Membrana plasmática

Microtúbulo central

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Cilio o flagelo

que lo ayuda a alcanzar el óvulo en la parte superior de las trompas de Falopio, donde se unen para llevar a cabo la fertilización. Las células estacionarias, como las que recubren nuestro tracto respiratorio, están cubiertas con cilios en su borde libre para mover el paquete de mocopolvo hacia arriba, a través de las superficies celulares y llevar este material a la garganta, donde será tragado y posteriormente desechado por el cuerpo. Aunque los cilios y flagelos son similares anatómicamente, un flagelo es considerablemente más grande que un cilio. Una célula con cilios tendrá varias filas de cilios, pero una célula con flagelos tendrá uno (como los espermatozoides), o dos o cuatro, como algunos protozoarios unicelulares. Externamente, estas estructuras son protuberancias de la membrana celular parecidas a un cabello. Internamente se componen de nueve fibrillas dobles dispuestas en un anillo cilíndrico alrededor de dos fibrillas centrales (Figura 3-13). Los microtúbulos o fibrillas del flagelo se originan en una estructura llamada cuerpo basal, que se encuentra justo debajo del área que conecta el flagelo con la membrana celular. El cuerpo basal tiene una estructura cilíndrica, como el centriolo, es decir, también se compone de nueve juegos de fibrillas triples.

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Membrana plasmática

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FIGURA 3-12. La estructura de un centriolo.

FIGURA 3-13. La anatomía interna de un cilio o de un flagelo.

Plástidos en las células vegetales En nuestro ejercicio de laboratorio sobre las células analizaremos y compararemos las células animales con las vegetales. Por lo tanto, es necesario discutir los organelos que sólo se encuentran en las células vegetales. El más común y más numeroso es el cloroplasto, que origina el color verde de las plantas. Los cloroplastos son organelos grandes que se encuentran principalmente en las células vegetales (Figura 3-14). Éstos contienen el pigmento verde clorofila. Estos organelos son el sitio donde se lleva a cabo la fotosíntesis. Es aquí donde la energía luminosa del sol se convierte en energía química y alimento para el uso tanto de plantas como de animales. Sin las plantas y sus

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Membrana doble

Tilacoide

Lamela

Grana

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CAPÍTULO 3 Estructura de la célula

FIGURA 3-14. La anatomía interna de un cloroplasto.

cloroplastos, los animales no podrían sobrevivir en este planeta. El proceso de fotosíntesis ocurre dentro del cloroplasto. La ecuación química es la siguiente: 6CO2 + 12H2O → C6H12O6 o glucosa (azúcar, alimentos) + 6O2 (el aire que respiramos) + 6H2O Los cloroplastos son lo suficientemente grandes como para ser vistos bajo el microscopio. Están delimitados por una membrana externa, pero la segunda estructura membranosa interna es bastante compleja. El interior contiene muchas pilas de membranas llamadas grana. Una grana se compone de una pila de membranas dobles individuales llamadas tilacoides. Las granas se

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conectan entre sí por un sistema diferente de membranas, llamadas lamelas. Las granas se componen de proteínas, enzimas, clorofila y otros pigmentos organizados en una estructura laminar. Las células vegetales también tienen otros dos tipos de plástidos. Los cromoplastos tienen una estructura parecida a la de los cloroplastos pero contienen otros pigmentos, como los carotenoides. Los pigmentos carotenoides son xantofilas, que producen un color amarillo (la piel de los plátanos), y carotenos, que producen un color rojo (jitomates y zanahorias). Estos pigmentos también producen los colores de los pétalos de las flores y de las frutas. Otro tipo de plástido son los leucoplastos. Los leucoplastos no tienen ningún pigmento, son plástidos de almacenamiento. El bulbo de una cebolla está lleno de leucoplastos donde se almacena azúcar y la papa contiene leucoplastos donde almacena almidón.

La pared celular de las células vegetales La membrana celular de una célula vegetal está rodeada por una cubierta semirrígida llamada pared celular, compuesta por un carbohidrato complejo, la celulosa. Ésta se sintetiza en el aparato de Golgi mediante la reunión de unidades de glucosa. Este material es el que llamamos fibra y es la parte no digerible de nuestra dieta, por lo que mantiene nuestras heces firmes. Debemos comer frutas y vegetales para mantener un balance de fibras en nuestra dieta. Esta fibra puede ayudar a prevenir el desarrollo del cáncer de colon. A diferencia de las células vegetales, las células animales no tienen pared celular.

CONFORME EL CUERPO ENVEJECE La apoptosis es un proceso natural mediante el cual, las células del cuerpo mueren. Éste se encuentra controlado por genes específicos. Durante este proceso se eliminan las células dañadas, las células que han sobrepasado su tiempo natural de vida y que necesitan ser sustituidas, las células que han sido infectadas por patógenos y ciertas células cancerígenas. Conforme envejecemos, los procesos de reparación y de división celular para sustituir las células viejas son mas difíciles de lograr. Algunos biólogos creen que en realidad existen “genes de la muerte” que se activan a lo largo de la vida, dando como resultado el deterioro y la muerte celular.

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CAPÍTULO 3 Estructura de la célula

Campo

PROFESIONAL

É Éstos son los campos profesionales disponibles para los individuos interesados en la estructura celular y su función: es ● Biólogo celular; estudia la anatomía y función de los organelos celulares. Esta

área se trabaja en las universidades y centros médicos ya sea como investigadores o técnicos. ● Microscopista electrónico, equipado con un entrenamiento especial para operar el microscopio electrónico, puede encontrar empleo en hospitales, universidades, industria y compañías farmacéuticas.

RESUMEN INTRODUCCIÓN 1. La célula es la unidad básica de organización biológica. Está compuesta de un medio fluido llamado protoplasma, que a su vez se encuentra rodeado por una membrana celular o plasmática. Las estructuras dentro de este protoplasma se denominan organelos. 2. El protoplasma dentro del núcleo se denomina nucleoplasma; el protoplasma fuera del núcleo es el citoplasma.

HISTORIA DE LA TEORÍA CELULAR 1. Dos alemanes, Matthias Schleiden, un botánico, y Theodor Schwann, un zoólogo, fueron los primeros biólogos en proponer la teoría celular en la década de 1830. 2. La teoría celular moderna establece que las células son las unidades básicas de organización de todos los organismos; todos los organismos se componen de una o más células; las células surgen sólo de células preexistentes mediante la división celular; y todas las células existentes son descendientes de las primeras células formadas en la historia evolutiva de nuestra vida en la Tierra.

LA MEMBRANA CELULAR 1. La membrana celular o membrana plasmática, se compone de una doble capa de fosfolípidos con proteínas asociadas a ésta. 2. La capa de fosfolípidos permite el paso libre de moléculas de agua a través de la membrana celular por vía ósmosis, mientras que las proteínas actúan como canales, áreas de transporte activo, sitios receptores y marcadores de identidad para la célula.

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3. Este arreglo molecular de la membrana celular se conoce como patrón de mosaico fluido y es el responsable de la permeabilidad selectiva de la membrana. A través de la membrana entran y salen materiales de la célula.

CITOPLASMA CELULAR 1. El principal constituyente del citoplasma es el agua. Los compuestos químicos como las sales minerales se disuelven en solución en este líquido; los compuestos químicos con enlaces C-H (moléculas orgánicas) se encuentran en suspensión coloidal. 2. En una solución, los átomos individuales o iones, se distribuyen a través del medio acuoso; en un coloide, son grupos de átomos, en lugar de átomos individuales, los que se distribuyen en un medio acuoso. 3. La molécula del agua tiene propiedades únicas, las cuales determinan si las moléculas se disolverán en solución o en suspensión coloidal. El átomo de oxígeno en el H2O tiene una mayor atracción de electrones que los átomos de hidrógeno en el enlace H-O; por lo tanto, el átomo de oxígeno es ligeramente negativo, mientras que los dos átomos de hidrógeno son ligeramente positivos. 4. Los compuestos polares, como las sales minerales con enlaces iónicos, se disolverán en agua y entrarán en una solución; los compuestos no polares, como las moléculas con enlaces covalentes, como las proteínas, carbohidratos, grasas y ácidos nucleicos, entrarán en una suspensión coloidal. 5. El citoplasma de la célula también contiene gránulos de almacenamiento, micelas de grasa y vacuolas.

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CAPÍTULO 3 Estructura de la célula

EL NÚCLEO 1. El núcleo es el centro de control celular. Está rodeado por una membrana nuclear doble. La membrana nuclear interna rodea la parte fluida del núcleo, llamada nucleoplasma, mientras que la membrana externa se conecta con el retículo endoplásmico. 2. La membrana nuclear se encuentra perforada con poros que permiten el paso de materiales, como el ARN mensajero, para que salga del núcleo y llegue al citoplasma de la célula. 3. El material genético dentro del nucleoplasma se observa como hebras oscuras de ácido nucleico conocidas como cromatina. Esta cromatina se duplicará, acortará y engrosará durante la división celular y se hará visible como cromosomas. 4. El nucleolo es una partícula esférica dentro del nucleoplasma que no tiene una membrana protectora. Es el sitio donde se forman los ribosomas.

LAS MITOCONDRIAS 1. Las mitocondrias son la planta generadora de energía celular. Cada mitocondria se compone de dos membranas. La membrana externa le da forma de cápsula, y la membrana interna se invagina sobre sí misma para incrementar su área superficial. 2. Los dobleces internos de la mitocondria se llaman crestas. En la mitocondria ocurre la fase aeróbica de la respiración celular: C6H12O6 + 6O2 → ATP (energía) + 6CO2 + 6H2O 3. Las células con mayores requisitos energéticos, como las células musculares, tendrán mitocondrias con muchas crestas; aquellas con menores requisitos tendrán menos crestas.

LISOSOMAS 1. Los lisosomas son estructuras pequeñas en el citoplasma rodeadas por una membrana, éstos contienen enzimas digestivas poderosas. 2. Los lisosomas funcionan en tres diferentes formas en las células: funcionan junto con las vacuolas alimenticias para digerir los alimentos almacenados; funcionan en el mantenimiento y reparación de los organelos celulares; y actúan como agentes suicidas para eliminar las células viejas y debilitadas.

RETÍCULO ENDOPLÁSMICO 1. El retículo endoplásmico o RE es un complejo sistema de membranas que consiste en un conjunto

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de cavidades o canales delimitados por una membrana. Estos canales son llamados cisternas. 2. El RE se conecta con la membrana externa nuclear y con la membrana celular. 3. Existen dos tipos de RE. Todas las células tienen un RE rugoso o granular con ribosomas unidos a sus membranas. La función de un RE rugoso es la síntesis proteica. Algunas células tienen un RE liso o agranular, que no tiene ribosomas unidos. La función de un RE liso puede ser el transporte de grasas o la síntesis de hormonas sexuales.

EL APARATO DE GOLGI 1. El cuerpo o aparato de Golgi es un conjunto de sacos planos tipo cisterna que parecen una pila de hot cakes. 2. Funcionan como puntos dentro del citoplasma donde se concentran los compuestos que serán secretados por la célula. Actúan como los almacenes de la célula. 3. Si la célula se encuentra sintetizando carbohidratos y proteínas, los carbohidratos serán sintetizados en el aparato de Golgi.

RIBOSOMAS 1. Los ribosomas son pequeños gránulos distribuidos en todo el citoplasma y unidos al RE rugoso. No están cubiertos por una membrana. 2. Los ribosomas son el sitio de la síntesis proteica.

SÍNTESIS PROTEICA 1. Las proteínas funcionan en las vías principales y esenciales para el funcionamiento y la supervivencia celular. Son parte de la estructura de las membranas; actúan como enzimas o catalizadores que originan reacciones químicas en las células; también participan en nuestra respuesta inmunológica. 2. El código para sintetizar una proteína particular se encuentra contenido en un gen de la molécula de ADN. El ADN se encuentra en el núcleo, mientras que la proteína se forma en un ribosoma localizado en el citoplasma. 3. Una molécula especial, llamada ARN mensajero, copia el código de la molécula de ADN en un proceso llamado transcripción. El ARNm sale del núcleo a través de un poro nuclear y lleva el código a un ribosoma o grupo de ribosomas. 4. Otras moléculas, llamadas ARN de transferencia, van al citoplasma y acarrean aminoácidos particulares. Cada molécula de ARNt, en uno de

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CAPÍTULO 3 Estructura de la célula

sus extremos contiene una secuencia conocida como anticodón, la cual es específica para reconocer un aminoácido particular. El extremo con el anticodón sólo podrá complementar un sitio en la molécula de ARNm llamado codón. Este proceso se conoce como traducción. 5. Los ribosomas unirán los aminoácidos que llevó cada ARNt al ARNm, y con la ayuda de enzimas, construirán las proteínas.

CENTRIOLOS

LA PARED CELULAR EN LAS CÉLULAS VEGETALES 1. La membrana celular de las células vegetales está rodeada por una cubierta semirrígida llamada pared celular. Se compone de celulosa, sintetizada por el aparato de Golgi, que a su vez es secretada a través de la membrana celular. 2. La celulosa es el material de nuestra dieta que llamamos fibra.

PREGUNTAS DE REPASO

1. En la célula se pueden encontrar dos centriolos dispuestos en ángulo recto, cerca de la membrana nuclear. El par de centriolos se conoce como un centrosoma. 2. Cada centriolo se compone de nueve juegos de fibras triples. 3. Los centriolos forman el huso mitótico durante la división celular y guían a los cromosomas duplicados hacia las células hijas.

1. Define una célula. 2. Enlista los puntos principales de la teoría celular moderna. * 3. ¿Por qué se le llama modelo de mosaico fluido a la estructura molecular de la membrana celular? * 4. Explica por qué algunos compuestos químicos se disuelven en solución y otros se suspenden en estado coloidal dentro del citoplasma celular. * 5. ¿Por qué se considera al núcleo como el centro de control celular? * 6. Basándote en su estructura, ¿por qué se compara a las mitocondrias con plantas generadoras de energía? 7. Enlista tres funciones de los lisosomas. 8. ¿Cuáles son los dos tipos de retículo endoplásmico y cuál es su función en la célula? 9. ¿Cuál es la función del aparato de Golgi? * 10. ¿Por qué son tan numerosos los ribosomas en el citoplasma de las células? 11. Enlista tres funciones importantes de las proteínas en la célula. 12. ¿Qué es un centrosoma? 13. Enlista las funciones de cilios y flagelos. 14. Nombra y define los tres tipos de plástidos encontrados en las células vegetales. * 15. ¿Por qué se deben estudiar las células vegetales en las clases de Anatomía y Fisiología?

CILIOS Y FLAGELOS 1. Los cilios son proyecciones cortas semejantes a un cabello, mientras que los flagelos son proyecciones largas, ambas se originan en la membrana celular. Internamente se componen de nueve fibrillas dobles arregladas dispuestas en anillo alrededor de dos fibras centrales. 2. Una célula con cilios tendrá varias filas de cilios que mueven materiales por el borde libre de la célula, como lo hacen las células del tracto respiratorio, que mueven el paquete de moco y polvo hasta que llega a nuestra garganta. 3. Una célula flagelada, como las células espermáticas, puede hacer uso de su flagelo para moverse en su medio.

PLÁSTIDOS DE LAS CÉLULAS VEGETALES 1. El plástido más común de las células vegetales es el cloroplasto, que contiene el pigmento verde clorofila, que le permite a las células vegetales realizar la fotosíntesis. 2. La fotosíntesis es la conversión de energía luminosa (del sol) en energía química (alimentos como la glucosa). 3. Los cromoplastos son plástidos que contienen los pigmentos carotenoides xantofila (amarillo) y caroteno (naranja-rojo). 4. Los leucoplastos son plástidos que almacenan alimentos (ejs., azúcar y almidón). No contienen pigmentos y son incoloros.

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Preguntas de pensamiento crítico

LLENA LOS ESPACIOS EN BLANCO Llena los espacios en blanco con el concepto apropiado. 1. La teoría celular fue propuesta en la década de 1830 por ____________________ y ____________________. 2. Los detalles modernos de la estructura celular han sido estudiados en gran parte gracias a la invención del microscopio ____________________.

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CAPÍTULO 3 Estructura de la célula

3. Las membranas celulares se componen de capas, una bicapa de ____________________ con ____________________ asociadas en esta doble capa. 4. El principal componente del citoplasma es ____________________. 5. En una solución, los átomos o iones ____________________ de una sustancia se distribuyen en todo el medio. 6. En un coloide, los _______________________ de átomos se distribuyen en todo el medio. 7. Gracias a que el átomo de oxígeno, en la molécula de H2O, atrae con mayor fuerza a los electrones que el átomo de H en el enlace H-O, el átomo de oxígeno tiene una carga ligeramente ____________________ y los átomos de hidrógeno tienen una carga ligeramente ____________________. 8. Las moléculas con enlaces iónicos se llaman ____________________, mientras que las moléculas con enlaces covalentes se denominan moléculas ____________________. 9. La membrana o envoltura nuclear se compone de dos membranas; la membrana externa generalmente se continúa con el ____________________, que con frecuencia presenta ribosomas unidos a él. 10. El medio fluido del núcleo se denomina____________________. 11. Durante la división celular, la cromatina se condensa en estructuras gruesas tipo varilla llamadas ____________________, que se vuelven visibles bajo el microscopio fotónico.

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17. La síntesis proteica ocurre en los ____________________, que se componen de ARN y proteínas, y no se encuentran rodeados por una membrana. 18. El interior de los cloroplastos consiste de muchas pilas de membranas llamadas ____________________. 19. Internamente, un flagelo se compone de ____________________ fibras dobles arregladas en un anillo cilíndrico alrededor de ____________________ fibrillas individuales centrales. 20. Los centriolos forman la ____________________, que distribuye a las cromosomas hijas durante la división celular a las células hijas

RELACIONA LAS COLUMNAS Coloca el número con el concepto apropiado en la columna izquierda. _____ Mitocondria 1. Lisosomas _____ Células 2. Lacteales musculares 3. Síntesis de proteínas _____ Enzimas 4. Redistribución _____ Hormonas cromosómica sexuales 5. Planta generadora de la _____ Ribosomas célula _____ Cloroplastos 6. Movimiento _____ Centriolo 7. Pigmentos carotenoides _____ Flagelo 8. Cisternas _____ Pared celular 9. Muchas crestas _____ Canales del RE 10. Retículo endoplásmico liso 11. Celulosa 12. Sitio de fotosíntesis

12. Una partícula esférica dentro del núcleo que no posee una membrana que la recubra es un ____________________; es el sitio de síntesis de ribosomas. 13. Las convoluciones de la membrana interna de la mitocondria se denominan ____________________. 14. Los _______________________ son pequeños cuerpos en el citoplasma que contienen enzimas que promueven la lisis de los componentes celulares. 15. Cuando las cavidades unidas a la membrana del retículo endoplásmico tienen forma de canal o saco se denominan ____________________. 16. El ____________________ parece funcionar como un sitio de la célula donde los compuestos que van a ser secretados por ella se acumulan y concentran, así como el sitio de síntesis de los carbohidratos.

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CAPÍTULO 3 Estructura de la célula

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ESTRUCTURA CELULAR

Material necesario: Microscopio fotónico compuesto, preparaciones microscópicas de la letra “e”, hilos de colores, una planta Elodea o Cabomba viva así como un bulbo de cebolla, cultivo vivo de Paramecium, mondadientes de terminación plana y tinción azul de metileno, microscopio estereoscópico (de disección) y musgo, un video o CD-ROM sobre “Cómo usar un microscopio”.

I. USO DE UN MICROSCOPIO FOTÓNICO COMPUESTO

Oculares Tubo de observación binocular

Revólver

Brazo

Objetivos

Platina

Clips de la platina

Tu microscopio compuesto es un equipo caro y delicado que por ende debe ser manejado con cuidado. La Figura 3-15 muestra las partes de un microscopio fotónico compuesto.

A. PARTES DE UN MICROSCOPIO COMPUESTO 1. Toma tu microscopio del área donde se almacenan. Usa tus dos manos. Toma el brazo con una mano y apoya la base con tu otra mano. Lleva el microscopio a tu mesa de laboratorio y colócalo con cuidado. Desenrolla el cable de luz y conéctalo. 2. Identifica el cuerpo tubular. En la parte superior de éste se encuentran los lentes oculares, que en general vienen con una magnificación de 10×. Al final del cuerpo tubular se encuentran los otros elementos de magnificación atornillados en el revólver. Estos elementos se llaman lente objetivo. Aunque el número de las lentes objetivo varía, generalmente podemos encontrar un objetivo con baja resolución (magnificación 10×) y uno de alta resolución (magnificación de 40×).

Lámpara de iluminación con filtros

Sistema de ajuste macro/ micrométrico

© Delmar/Cengage Learning

E JE R CICIO DE L A B O R ATORIO:

Base

FIGURA 3-15. Las partes de un microscopio fotónico compuesto.

3. Debajo del cuerpo tubular se encuentra la platina, que es la pieza plana donde se colocan las preparaciones. Puede ser una platina mecánica móvil. La platina tendrá clips para sostener la preparación en su lugar. Habrá una perforación en la platina para permitir que la luz se refleje a par(continúa)

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CAPÍTULO 3 Estructura de la célula

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ESTRUCTURA CELULAR (Continuación) tir de la lámpara a través de la apertura en la platina. Por lo tanto la luz pasa a través del espécimen que se encuentra en la preparación del microscopio y llega al cuerpo tubular, resultando en una imagen en la retina de tu ojo. 4. La importancia de la luz hace necesario que se ajuste cuidadosamente. Tu microscopio puede o no tener un condensador, que concentra la luz. Justo debajo de la platina se puede encontrar el iris del diafragma. Practica moviendo la palanca del iris del diafragma y observa los cambios de luz al mirar a través del lente ocular. Si tienes un diafragma de placa o disco, practica cambiando los distintos tamaños para observar los cambios en la intensidad de la luz. 5. Cuando se observa un objeto bajo el microscopio se requiere que tengas las lentes a cierta distancia del objeto. Esto se denomina trabajo a distancia. A la distancia correcta de trabajo, el objeto se encuentra enfocado. Los cambios y ajustes en el foco se logran al usar las manijas de ajuste micrométrico y macrométrico ubicadas en el brazo.

B. MAGNIFICACIÓN 1. El poder de magnificación de la mayoría de los objetivos y oculares está grabado en ellos. El lente ocular estará marcado en la parte superior. Los objetivos están marcados en un lado. 2. Los objetivos de baja resolución tendrán grabado un 10×, que significa que este objetivo producirá una imagen 10 veces más grande que el objeto en la preparación del microscopio. 3. Cuando se usa un microscopio compuesto, se usan dos juegos de magnificadores. El lente ocular tiene una magnificación de 10×, y los objetivos de baja resolución de 10×. Bajo estos lentes, el objetivo forma una imagen en el cuerpo tubular 10 veces más grande que el objeto en la preparación; el lente ocular de 10× magnifica esta imagen otras 10 veces. Por lo tanto, la imagen que alcanza tu ojo tiene una magnificación total de 100 veces.

C. USO DEL MICROSCOPIO 1. Después de haber revisado sus partes, ahora estás listo para usar el microscopio. Asegúrate de que el microscopio se encuentre conectado a la corriente eléctrica; coloca el microscopio en tu mesa de laboratorio con los lentes oculares hacia ti. Enciende el foco. Limpia los lentes oculares y los objetivos con el papel para lentes que te provea tu maestro. 2. Obtén una preparación microscópica con la letra e y colócala en la platina sobre la apertura de ésta. Asegúrate de que la letra e esté cubierta con un cubreobjetos y quede en el centro de la apertura. Asegura la preparación con los clips. Coloca los objetivos de baja resolución en su lugar. Sonará un clic y se bloquearán en su posición. Baja el objetivo girando la perilla macroscópica. Tu microscopio debe tener un tope automático para que no rompas el cubreobjetos. Mira a través del lente ocular. Nota la apariencia de la letra e bajo esta resolución. Enfócala ajustando lentamente la perilla de ajuste micrométrico. Ahora observa de nuevo la letra e, está de cabeza, pero cuando la vez a través del microscopio se encuentra en el sentido correcto. Ahora mueve la platina hacia la derecha; la letra e se mueve hacia la izquierda; ahora mueve la platina hacia la izquierda y observarás que la letra e se mueve hacia la derecha. Mueve la platina lejos de ti (hacia arriba), la letra e se mueve hacia ti (abajo). Mueve la platina hacia ti (abajo); la letra e se aleja de ti (arriba). Estos fenómenos se llaman inversiones. Practica moviendo la platina para que te acostumbres a las inversiones. 3. Si quieres ver con mayor detalle debes cambiar el objetivo de mayor resolución. Usando tu pulgar y dedo índice desbloquea el objetivo de baja resolución y mueve el objetivo de alta resolución a la posición adecuada rotando el revolver. Ahora usa solamente la perilla del ajuste micrométrico para llevar esa parte de la letra e a un punto de enfoque. Podrás notar como el campo de visión disminuyó conforme el objeto que se analiza se observa de mayor tamaño. Tu magnificación en alta resolución es de 10× (lente ocular) × 40× del objetivo de alta resolución = 400. Recuerda ajustar la luz si es necesario. (continúa)

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CAPÍTULO 3 Estructura de la célula

ESTRUCTURA CELULAR (Continuación)

D. PRECAUCIONES IMPORTANTES 1. Usa solamente la perilla de ajuste micrométrico para enfocar bajo el objetivo de alta resolución. Nunca uses la de ajuste macrométrico bajo esta resolución. 2. Utiliza sólo papel especial para limpiar los lentes y los objetivos; nunca uses pañuelos desechables o servilletas ni ningún otro material no adecuado. Éstos pueden rayar los delicados lentes. Siempre limpia los lentes antes y después de la práctica de laboratorio. 3. Mantén la base del microscopio seca todo el tiempo para prevenir la corrosión de las partes metálicas.

E. PROFUNDIDAD DEL FOCO 1. Obtén una preparación microscópica con tres hilos de colores montados juntos. En baja potencia (100×), enfoca el punto donde los tres hilos se cruzan. Ahora, usando la perilla de ajuste micrométrico, enfoca hacia arriba y hacia abajo. Conforme haces esto, nota las diferentes partes de los hilos y observa como se diferencia un hilo del otro. Cuando una hebra se encuentra enfocada, las otras dos se encuentran borrosas. Al enfocar continuamente las hebras, puedes percibir la dimensión de profundidad que no es evidente cuando el foco se encuentra descansando en una sola posición. 2. Ahora pon el objetivo de alta resolución y nota que puedes ver mucho menos profundidad que bajo la de menor resolución. De hecho, puede ser que no seas capaz de distinguir claramente una hebra bajo esta resolución. 3. La distancia vertical que permanece en foco en cualquier momento se denomina profundidad del foco o profundidad de campo. El medio en el que se encuentran embebidas las hebras de hilo entre el cubreobjetos y el portaobjetos es como la profundidad del agua en una alberca. Cuando el espécimen se encuentra cerca de la superficie o del cubreobjetos, se encuentra enfocado; se irá desenfocando si se aleja de éste (si es un espécimen vivo, como el Paramecium, que observarás más tarde).

II. EL MICROSCOPIO DE DISECCIÓN 1. Otro microscopio común en los cursos de Anatomía y Biología es el microscopio

de disección binocular. Tu maestro tendrá listo uno para hacer una demostración para todos. Este microscopio tiene un par de oculares, uno para cada ojo. La distancia entre los oculares puede ajustarse juntándolos o separándolos hasta que los hayas ajustado a la posición correcta de tus ojos. El par ocular tiene una magnificación de 10×. La parte movible de los lentes objetivos generalmente es de 1× o 2×. 2. Coloca un musgo pequeño en la platina del microscopio (usualmente es una placa redonda de vidrio). Mueve la planta y cambia el lente objetivo para observar el arreglo de las venas en las hojas.

III. EL MICROSCOPIO ELECTRÓNICO Los microscopios fotónicos sólo pueden magnificar cerca de 2000×. Gran parte de nuestro conocimiento de la estructura fina ha sido derivada de las imágenes tomadas con el microscopio electrónico. Éste usa un haz de electrones en lugar de luz, e imanes en lugar de lentes de vidrio. Los haces de electrones tienen una longitud de onda mucho más corta que la luz visible, y al refractarlos con imanes se produce una resolución miles de veces mayor a la que se produce con un haz de luz. Se requiere entrenamiento especial para utilizarlo. Observa las fotografías de los detalles celulares que se pueden tomar con un microscopio electrónico. Tu maestro hará una presentación con varias diapositivas que contengan imágenes tomadas con este microscopio.

IV. PREPARANDO TUS PROPIAS MUESTRAS HÚMEDAS Las muestras húmedas se preparan colocando una gota de material sobre un portaobjetos limpio. Si el material está seco, coloca una gota de agua al centro de la preparación. Se coloca un cubreobjetos en la parte superior del material, sosteniéndolo en un ángulo de 45° hasta que el borde del cubreobjetos toque la gota de agua. Después deja caer lentamente el cubreobjetos sobre el material. El agua empujará el aire en frente de ella, de esta manera se previenen las burbujas de agua.

A. CÉLULAS DE EPIDERMIS HUMANAS 1. Frota suavemente el interior de tu mejilla con un mondadientes plano. Prepara un (continúa)

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ESTRUCTURA CELULAR (Continuación)

B. CÉLULAS VEGETALES 1. Corta una cebolla en cuartos; con los fórceps pela un pedazo de epidermis del interior de una de las hojas del bulbo. Crea una preparación húmeda montando este pedazo de epidermis sobre una gota de agua; trata de evitar que el tejido se doble. 2. Compara esto con el epitelio celular humano. Estas células vegetales tienen paredes celulares rígidas, que se pueden observar con facilidad bajo el objetivo de baja resolución. Cambia al objetivo de alta resolución y observa el núcleo y varios nucleolos. Nota la gran vacuola celular y el citoplasma limpio. No existen cloroplastos en el bulbo de la cebolla. 3. Toma una hoja joven de la parte superior de una Elodea acuática o de una Cabomba. Haz una preparación húmeda y observa los grandes cloroplastos verdes en las células de esta planta. Nota el gran número de cloroplastos en el citoplasma de las células, aun vistos con baja resolución. Existen tantos cloroplastos que cualquier otro contenido

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celular se oscurece. En las hojas jóvenes, el citoplasma se mueve en corrientes; por lo tanto, los cloroplastos se moverán en una corriente dentro de la célula. De nuevo nota la pared celular rígida hecha de celulosa. La membrana celular es empujada contra la pared celular por lo que no es visible como una entidad separada.

C. ANIMAL UNICELULAR VIVO: PARAMECIUM Haz un montaje húmedo de Paramecium colocando una gota del cultivo (tu maestro lo proveerá) en un portaobjetos cubierto por un cubreobjetos. El Paramecium es un animal ciliado unicelular (Figura 3-16). Examina tu preparación con el objetivo de baja resolución porque los Paramecia son nadadores activos en el medio acuoso. Observa las estructuras del animal, especialmente los cilios que se observan en el borde de la membrana celular, el gran macronúcleo y el surco oral.

Cilios Vacuola alimenticia Tricocistos

Citoplasma

Macronúcleo Micronúcleo Surco oral

Citofaringe Vacuola contráctil

Poro anal

© Delmar/Cengage Learning

portaobjetos colocando una gota de agua en su centro. Coloca el frotis en la gota de agua. Añade una pequeña cantidad de tinción azul de metileno a la gota de agua, dejando caer una gota de la tinción en la gota de agua con las células. Mezcla la tinción, el agua, y el frotis con el mismo mondadientes. Cúbrelos con el cubreobjetos. Ésta es la única preparación en la que utilizaremos tinción. 2. Has removido algunas células epiteliales que recubren tu boca. Estas células se desgastan continuamente y son reemplazadas por nuevas. Por lo tanto, es fácil que se desprendan en grandes cantidades. 3. Bajo el objetivo de baja resolución, observa tu preparación hasta que encuentres células individuales. Ahora obsérvalas con el objetivo de alta resolución. Nota que las células son planas y de forma irregular. Ubica el núcleo, el nucleolo, la membrana nuclear, el citoplasma y la membrana celular. Los gránulos oscuros en el citoplasma seguramente son mitocondrias. También podrías observar algunas vacuolas.

FIGURA 3-16. La estructura de un Paramecium.

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Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis OBJETIVOS DEL CAPÍTULO Después de estudiar este capítulo, deberás ser capaz de: 1. Definir metabolismo. 2. Describir las etapas básicas de la glucólisis e indicar los principales productos y la producción de ATP. 3. Describir el ciclo de Krebs del ácido cítrico, sus principales productos y producción de ATP. 4. Describir el sistema de transporte de electrones y cómo es producido el ATP. 5. Comparar la glucólisis con la producción anaeróbica de ATP en las células musculares y la fermentación. 6. Explicar cómo otros compuestos alimenticios, además de la glucosa, son usados como fuentes de energía. 7. Nombrar a los descubridores de la estructura de la molécula del ADN. 8. Conocer la estructura básica de la molécula de ADN. 9. Nombrar los pares de bases nitrogenadas y la manera en que se emparejan en la molécula de ADN. 10. Definir las etapas del ciclo celular. 11. Explicar el significado de la mitosis en la supervivencia de la célula y el crecimiento en el cuerpo humano. 12. Entender el significado de la meiosis como una reducción del material genético y en la formación de células sexuales. 62

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C O N C E P T O S C L AV E Acetaldehído Acetil-CoA Ácido acético Ácido alfacetoglutárico Ácido cítrico Ácido fosfoglicérico (PGA) Ácido láctico Ácido málico Ácido nucleico Ácido oxaloacético Ácido pirúvico Ácido succínico Adenina ADN (ácido desoxirribonucleico) Aeróbico Alcohol etílico Anabolismo Anafase Anafase I Anafase II Áster Calorías Carcinógenos Carcinomas Catabolismo Centrómero Ciclo celular Ciclo del ácido cítrico o de Krebs Cinetocoro Citocinesis Citosina

Clonas Coenzima A Cromátidas Cromatina Cuerpos polares Dinucleótido de nicotinamida y adenina (NAD) Dinucleótido flavín adenina (DAF) Diploide Enfermedad de Tay-Sachs Entrecruzamiento Espermatogénesis Fermentación Fibras del huso Fosfogliceraldehído (PGAL) Fosforilación Gametogénesis Gen Glucólisis Glucosa Guanina Haploide Interfase Meiosis Metabolismo Metafase Metafase I Metafase II Metástasis Metastizar

Mitosis Mutación Nucleótidos Ovogénesis Óvulo fecundado/ cigoto Pirimidinas Placa celular Profase Profase I Profase II Purinas Quiasmas Quinona Respiración anaeróbica Respiración celular/ metabolismo Sarcomas Sinapsis Síndrome de Down Síndrome de Klinefelter Sistema de citocromos Sistema de transferencia/ transporte de electrones Surco de segmentación Telofase Telofase I Telofase II Tétrada Timina Tubulina Tumor

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO CELULAR Para que las células puedan mantener su estructura y función, deben ocurrir reacciones químicas en su interior que requieren un aporte de energía biológicamente utilizable. La forma más común de energía disponible en una célula es la energía química que se encuentra en la estructura de una molécula de ATP (adenosín trifosfato). Empleamos el término metabolismo para describir el total de cambios químicos que ocurren dentro de una célula. Existen dos subcategorías de metabolismo: el anabolismo, un proceso que requiere energía para la construcción de moléculas grandes a partir de la combinación de moléculas más pequeñas y, el catabolismo, el cual es un proceso que libera energía y descompone moléculas grandes en moléculas más pequeñas. Estos procesos metabólicos celulares son comúnmente llamados respiración celular o metabolismo celular. Las moléculas de ATP se forman en la célula durante una descomposición escalonada (catabolismo) de moléculas orgánicas (carbohidratos, grasas y proteínas). Medimos la energía contenida en los alimentos en calorías. Esta descomposición libera energía química (calorías) almacenada en estos compuestos orgánicos que es usada para sintetizar ATP (otra forma de energía química) a partir de ADP (adenosín difosfato) y PO4 (fosfato inorgánico). De esta forma, el ATP es la fuente de energía disponible en la célula para ser utilizada en los procesos celulares: las reacciones químicas utilizan ATP como una fuente de energía para mantener la estructura y función celular. La fotosíntesis, llevada a cabo por las células de las plantas, es la fuente de moléculas orgánicas (comestibles) que serán descompuestas para formar ATP. La fotosíntesis requiere 6CO2 + 12H2O en presencia de luz y clorofila para producir C6H12O6 (glucosa) una molécula orgánica + 6O2 (oxígeno) como producto de desecho + 6H2O (agua) también como producto de desecho. La formación de ATP es el paso final en la transformación de la energía de la luz a energía química en una forma utilizable biológicamente. Esto explica el significado de nuestra dependencia en las plantas para convertir la energía solar o de la luz en alimentos o energía química. El proceso celular más eficiente por medio del cual se forma el ATP durante la descomposición de moléculas orgánicas requiere oxígeno molecular (O2). Este proceso se conoce como respiración o metabolismo celular. La ecuación química general es: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energía en forma de ATP. La respiración, por tanto, requiere de un intercambio de gases entre la célula y sus alrededores para permitir la entrada de O2 a la célula y la salida de CO2. La respiración

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bioquímica es estrictamente el proceso dependiente de oxígeno o aeróbico de producción de ATP. Este significado bioquímico de la respiración no debe confundirse con el significado diario del respirar. La sustancia más común que es descompuesta en células aeróbicas para producir ATP es la glucosa, C6H12O6. La descomposición de una molécula de glucosa a dióxido de carbono y agua es un proceso continuo, sin embargo, para fines prácticos lo discutiremos en tres pasos. El primer paso es llamado glucólisis. Debido a que no requiere oxígeno, también es llamado ocasionalmente respiración anaeróbica (sin oxígeno). Este paso ocurre en el citoplasma de la célula. Los siguientes dos pasos son llamados el ciclo de Krebs del ácido cítrico y el sistema de transferencia o transporte de electrones. Estos dos pasos requieren oxígeno y ocurren en la matriz y en los plegamientos o crestas de la mitocondria de una célula.

METABOLISMO CELULAR O RESPIRACIÓN BIOQUÍMICA Glucólisis El primer paso en la respiración bioquímica es la glucólisis. Es similar a la descomposición aeróbica de la glucosa y a dos diferentes formas de descomposición anaeróbica de moléculas de glucosa. Un tipo de descomposición anaeróbica de ésta ocurre en las células de levadura (un tipo de hongo) y se conoce como fermentación. El otro tipo ocurre en nuestras células musculares cuando nos ejercitamos, experimentamos fatiga muscular y no podemos hacer entrar suficiente oxígeno a nuestras células musculares. En todo el proceso de la glucólisis, el azúcar glucosa C6 (cadena de seis átomos de carbono) se descompone lentamente mediante varios procesos enzimáticos en dos unidades de ácido pirúvico C3. Referirse a la Figura 4-1 mientras discutimos la glucólisis. El primer paso en la glucólisis (el cual se lleva a cabo en el citoplasma de la célula) es la adición de un fosfato a la glucosa. Este proceso se conoce como fosforilación. El fosfato proviene de la descomposición de una molécula de ATP en ADP y PO4, liberando la energía requerida para añadir el fosfato a la glucosa. La glucosa fosfatada cambia rápidamente a otra forma de azúcar fosfatada C6 llamada fructosa fosfato. En otra reacción dependiente de ATP, la fructosa fosfato es fosforilada mediante la descomposición de otra molécula de ATP en ADP y PO4. Este fosfato es añadido al fosfato de fructosa, creando fructosa difosfato. Hasta ahora no se ha formado ATP, solamente se han consumido dos moléculas de ATP y éstas deben de ser repuestas de nuestra producción final de ATP al final de la glucólisis.

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

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Glucólisis Paso uno de la respiración

Glucosa

(C6H12O6)

ATP ADP + PO4 Glucosa fosfato cambia rápidamente a fructosa fosfato (C6)

ATP ADP + PO4 Fructosa difosfato

Se escinde

2 fosfogliceraldehído (C3): PGAL 2 NAD 2 NADH2 * 6 ATP producidos vía transporte electrónico

Se oxida (cada uno cede dos átomos de H al NAD)

* 2 Ácido fosfoglicérico (C3): PGA 4 ADP

Reacciones de alta liberación de energía 2 ácido pirúvico (C3) Producto final

4 ATP (se deben reponer los dos de arriba, ganancia neta de sólo dos)

© Delmar/Cengage Learning

4 PO4

FIGURA 4-1. Los pasos básicos en glicólisis, el primer paso en la respiración bioquímica.

En el siguiente paso de la glucólisis, la fructosa se divide o rompe en dos moléculas C3 de fosfogliceraldehído, abreviado como PGAL. El PGAL es ahora oxidado (pierde electrones) por medio de la extracción de dos electrones y dos iones H+ para formar dos moléculas de ácido fosfoglicérico, abreviado como PGA. Los dos átomos de hidrógeno que provienen de cada uno de los PGAL pasan al sistema de transporte de electrones, acarreados mediante la molécula transportadora de electrones dinucleótido de nicotinamida y adenina, abreviado como NAD. Este paso es de hecho parte

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del sistema de transporte de electrones y resultará en la producción de seis moléculas de ATP. Sin embargo, este paso únicamente sucede si hay oxígeno presente. En este proceso, el NAD se reduce (gana electrones) a NADH2. Debido a que hay dos moléculas de PGAL, este paso sucede dos veces. Cada vez que una molécula de NAD es reducida a NADH2 y el sistema de transporte de electrones funciona, se producen tres moléculas de ATP. Nuevamente, como esta reacción sucede dos veces, un total de seis moléculas de ATP son producidas en este paso aeróbico.

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

Después de eso, se descomponen los dos PGA a través de una serie de pasos enzimáticos que liberan gran cantidad de energía en dos moléculas C3 de ácido pirúvico. Tanta energía es liberada en estos pasos que cuatro moléculas de ADP y cuatro PO4 son añadidos para formar cuatro moléculas de ATP. La energía en las moléculas de PGA es convertida en cuatro moléculas de alta energía de ATP. En este paso, hemos formado cuatro ATP pero con dos de estos ATP debemos reponer los dos ATP usados en el comienzo de la glucólisis. Por lo tanto, nuestra ganancia neta de ATP es unicamente dos moléculas de ATP. En resumen, la descomposición glucolítica de una molécula de glucosa produce dos moléculas de ácido pirúvico. Tomó dos moléculas de ATP el iniciar la secuencia y cuatro ATP fueron producidos. Sin embargo, para reponer los dos ATP nuestra ganancia neta es de sólo dos. No obstante, también hemos producido dos NADH2, los cuales son parte del sistema de transporte de electrones. Cuando existe oxígeno presente, se producen seis moléculas de ATP más. La glucólisis aeróbica produce seis más dos u ocho moléculas de ATP. La glucólisis anaeróbica produce únicamente dos.

NAD es reducido vía transporte de electrones a NADH2 y tres ATP son producidos. El ácido alfacetoglutárico C5 ahora se descompone en ácido succínico, la primera molécula C4. Pierde un carbono y dos oxígenos en forma de CO2 (producto de desecho) y dos hidrógenos a favor de NAD. Por lo que, vía transporte de electrones, seis moléculas más de ATP son formadas. El ácido succínico se transforma en otra molécula C4, ácido málico. Finalmente, el ácido málico pierde dos hidrógenos en favor del flavín adenín dinucleótido, abreviado como FAD. Éste es otro transportador de electrones del sistema de transporte de electrones; se forman dos moléculas más de ATP en este paso. El ácido málico ahora es convertido en ácido oxaloacético. También, en pasar de ácido alfacetoglutárico a ácido oxaloacético se produce un equivalente del ATP; el trifosfato de guanosina (GTP). En resumen, por cada ácido pirúvico que entra en el ciclo de Krebs de ácido cítrico, tres CO2, cuatro NADH2, un FADH2 y un ATP (GTP) son producidos. Debido a que dos moléculas de ácido pirúvico entraron en el ciclo, debemos de multiplicar todos estos productos por dos.

El ciclo de Krebs del ácido cítrico

El sistema de transporte (transferencia) de electrones

En presencia de O2, las dos moléculas de ácido pirúvico formadas como resultado de la glucólisis se descomponen en el segundo paso de la respiración bioquímica. Este paso es nombrado en honor a su descubridor, un bioquímico inglés nacido en Alemania, Sir Hans Krebs, quien postuló la idea por primera vez en 1937. Éste es el ciclo de Krebs del ácido cítrico (el cual se lleva a cabo en las mitocondrias). Explicaremos este ciclo usando sólo una de las moléculas de ácido pirúvico que son producidas en la glucólisis. Cuando terminemos, multiplicaremos todos los productos por dos. Primero, el ácido pirúvico C3 es convertido en ácido acético de manera transitoria y después en acetil-CoA C2 por una enzima llamada coenzima A. Esto causa que la molécula de ácido pirúvico pierda un carbono y dos oxígenos en forma de CO2 como producto de desecho. También pierde dos hidrógenos en favor de NAD, produciendo NADH2 (por lo tanto, vía transporte de electrones, se producen tres moléculas de ATP). El acetil-CoA entra ahora al ciclo de Krebs del ácido cítrico. Esto ocurre en las crestas de la mitocondria (Figura 4-2). La acetil-CoA C2 reacciona con una molécula de ácido oxaloacético C4 para formar la molécula de ácido cítrico C6, por esto el nombre del ciclo. No se produce ATP en este paso pero un evento importante ocurre. La coenzima A es regenerada para reaccionar con otra molécula de ácido acético y continuar el ciclo. Otra enzima convierte ahora el ácido cítrico en ácido alfacetoglutárico C5. Esto causa que el ácido cítrico pierda un carbono y dos oxígenos en forma de CO2 (producto de desecho) y dos hidrógenos a favor de NAD de nuevo. En consecuencia,

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La mayor parte del ATP producido durante la respiración bioquímica es producido en el sistema de transporte de electrones (Figura 4-3). Dos moléculas de NADH2 se produjeron en la glucólisis. Dos NADH2 fueron producidos durante la formación del acetil-CoA. Seis NADH2 y dos FADH2 fueron producidos después, en el ciclo del ácido cítrico. El NAD y el FAD donan los electrones de los átomos de hidrógeno que han capturado en estas reacciones a los sistemas de enzimas presentes en las crestas de la mitocondria. Cada uno de estos electrones tiene un potencial de electrón ligeramente distinto. A medida que los electrones del cofactor NADH2 son transferidos de un transportador de electrones al siguiente, éstos van perdiendo lentamente su energía. Esta energía es utilizada para síntesis de ATP dependiente de energía a partir de ADP y fosfato inorgánico. El sistema de transporte de electrones funciona como una serie de reacciones de oxidacción-reducción. Cuando el NAD acepta los dos hidrógenos, es reducido a NADH2. Cuando dona los dos hidrógenos en favor de FAD, el NAD se oxida mientras que FAD se convierte en FADH2 y se reduce. Esta serie de reacciones redox continúa hasta que los electrones del átomo de hidrógeno son finalmente donados al oxígeno. Diferentes tipos de transportadores de electrones participan en este proceso: el cofactor NAD, el cofactor FAD, la quinona y el sistema de citocromos. Existe un debate acerca de si los protones de hidrógeno (2H+) son transferidos junto con los electrones (2e−) en este transporte o no. Una teoría aceptada actualmente se muestra en la Figura 4-3.

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

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Ciclo del ácido cítrico de Krebs Proceso dos de la respiración Ácido pirúvico (C3) Ácido

acético (C3) CO2

NAD 3 ATP producidos vía e.t.

Enzima CoA

NADH2

Acetil-CoA

COA

(C2)

Ácido oxaloacético (C4)

Ácido cítrico (C6)

FADH2 FAD CO2

2 ATP producidos vía e.t. (ácido málico) C4

“ATP” ( = GTP)

CO2

PO4 “ADP” ( = GDP)

NAD NADH2

2 NADH2

3 ATP producidos vía e.t. 2 NAD

Ácido α-cetoglutárico (C5)

GTP = Guanosín trifosfato Este es equivalente al adenosín trifosfato

e.t. = Transporte de electrones

© Delmar/Cengage Learning

6 ATP producidos vía e.t. (ácido succínico) C4

FIGURA 4-2. El ciclo del ácido cítrico de Krebs y sus productos.

Este esquema ilustra por qué la descomposición de la glucosa requiere oxígeno (O2). El oxígeno es el aceptor final de electrones para los electrones capturados por los cofactores durante la descomposición de la glucosa. Se forma un ATP durante el primer paso de la transferencia de electrones de NADH2 a FAD. Durante la siguiente transferencia de FADH2 a quinona H2 al sis-

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tema de citocromos a O2 (o ½ O2 = O), se forman dos unidades más de ATP. Como podrán darse cuenta, el sistema de citocromos sólo acepta dos electrones y los transfiere al oxígeno (O). Por lo tanto, la quinona H2 debe transferir directamente los dos protones de hidrógeno (2H+) al oxígeno, produciendo agua (H2O)como producto de desecho.

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

Sistema de transferencia de electrones H2O NADH2

2e– 2H+

2e– 2H+

NAD

FADH2

2e– 2H+

Quinona H2

2H+ 2e–

2e–

Quinona

FAD

Citocromos ½ O2

PO4

ATP

2ADP

Un ATP es producido a partir del NADH2

2PO4

2ATP

FAD

Dos ATP son producidos a partir del FADH2 vía citocromos hasta el oxígeno

© Delmar/Cengage Learning

ADP

FIGURA 4-3. El transporte o sistema de transferencia de electrones y la producción de ATP.

A medida que examinamos el sistema de transporte de electrones, observamos que cuando los electrones son donados al NAD, se forman tres unidades de ATP durante la transferencia de electrones completa. No obstante, cuando los electrones son donados directamente a FAD y NAD es evitado, sólo dos unidades de ATP son formadas durante la transferencia de electrones.

Resumen de la producción de ATP durante la glucólisis, el ciclo del ácido cítrico y el sistema de transporte de electrones La producción neta de la glucólisis son dos unidades de ATP y dos moléculas de NADH2 por molécula de glucosa. Debido a que cada molécula de NADH2 produce tres ATP durante el transporte de electrones, un total de ocho unidades de ATP resultan de la glucólisis, que incluye el transporte de electrones. En el ciclo de Krebs del ácido cítrico y el estado transitorio, cuatro NADH2, un FADH2 y un ATP (o GTP) son formados durante la descomposición de cada ácido pirúvico. Sin embargo, como cada molécula de glucosa produce dos moléculas de ácido pirúvico, en realidad se forman ocho NADH2, dos FADH2 y dos unidades de ATP (o GTP). El número de unidades de ATP formadas durante el ciclo del ácido cítrico y el transporte de electrones es entonces 24 + 4 + 2 o 30 ATP o 24 + 4 =28 ATP y 2 GTP. En total, 30 ATP del ciclo del ácido cítrico y transporte de electrones más 8 ATP de la glucólisis y el transporte de

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electrones producen una ganancia neta de 38 unidades de ATP por molécula de glucosa o 36 ATP y 2 GTP. Esto representa una captura celular de alrededor del 60% de la energía disponible de la descomposición de una sola molécula de glucosa. Esto es una eficiencia muy alta comparada con cualquier máquina hecha por el hombre. Es importante recordar que la respiración bioquímica o celular es un proceso continuo. A pesar de que tendemos a discutirla en tres “pasos”, éstos no son eventos separados. Hemos visto que el transporte de electrones es parte de la glucólisis cuando existe oxígeno disponible y que el transporte de electrones es responsable de la mayor parte de la producción de ATP en el ciclo de Krebs del ácido cítrico.

RESPIRACIÓN ANAERÓBICA La glucosa puede descomponerse de dos maneras en ausencia de oxígeno. Una es cuando las células de levadura (un tipo de hongo) se alimentan de la glucosa, proceso llamado fermentación. La otra situación ocurre en nuestras células musculares cuando nos ejercitamos en exceso, experimentamos fatiga muscular y no podemos hacer llegar suficiente oxígeno a las células musculares. Entonces las células comienzan a descomponer glucosa en ausencia de oxígeno, una descomposición mucho menos eficiente y con una producción de ATP menor. A continuación discutiremos estos dos procesos anaeróbicos.

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

Fermentación La fermentación es el proceso por el cual la levadura descompone la glucosa de manera anaeróbica (en ausencia de oxígeno). Los productos finales de la fermentación son: dióxido de carbono (CO2), alcohol etílico (CH3CH2OH) y ATP. En las células de levadura, la glucosa es descompuesta, como en la glucólisis, para producir dos moléculas de ácido pirúvico, una ganancia neta de dos ATP y dos NADH2. Sin embargo, ya que no es usado oxígeno, las moléculas de ácido pirúvico no proceden al ciclo del ácido cítrico. En vez de eso una enzima de la levadura llamada descarboxilasa descompone el ácido pirúvico en CO2 y un compuesto C2, acetaldehído (CH3CHO). Es el gas de CO2 el que causa que el pan se infle y es la razón por la cual agregamos levadura a nuestra harina (glucosa), agua y huevos (lo cual hace masa) cuando horneamos pan. Ya que este proceso sucede sin oxígeno, el NADH2 no dona sus electrones al oxígeno a través del sistema de transporte de electrones como lo hace en la respiración aeróbica. En vez de eso, el NADH2 dona sus dos átomos de hidrógeno al acetaldehído por medio de la acción de otra enzima de la levadura llamada deshidrogenasa alcohólica. Esta reacción regenera el NAD y forma el producto final: alcohol etílico. Este producto es lo que es producido en las industrias de la cerveza, el vino y los licores convirtiendo los azúcares en uvas y en alcohol. En conclusión, el proceso de fermentación produce únicamente dos moléculas de ATP por molécula de glucosa. Obviamente, este mecanismo de captura de energía es mucho menos eficiente que la respiración aeróbica.

Producción anaeróbica de ATP en los músculos La segunda situación que puede ocurrir en la respiración anaeróbica es la descomposición de glucosa en las células musculares humanas cuando no hay suficiente oxígeno disponible debido a fatiga muscular como cuando un atleta hace una carrera de velocidad. Este proceso comienza nuevamente con la glucólisis. Sin embargo, el ácido pirúvico formado sufre un destino diferente. De nuevo la glucólisis rinde dos moléculas de ácido pirúvico, una ganancia neta de dos moléculas de ATP y dos NADH2 por molécula de glucosa. Como en la fermentación, los dos NADH2 no pueden donar sus electrones al oxígeno. En cambio el NADH2 los dona al ácido pirúvico para formar ácido láctico. Es la acumulación de ácido láctico la que causa la fatiga momentánea en los músculos sobreejercitados. Cuando los músculos son trabajados en exceso, las células musculares necesitan producir energía extra en forma de ATP. La respiración aeróbica produce la mayor parte de esta energía. Sin embargo, si el músculo es trabajado más rápido de lo que el oxígeno (O2) puede ser suministrado al torrente sanguíneo, las células musculares comienzan a producir el ATP de manera anaeróbica

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y el ácido láctico se acumula. Una vez que el oxígeno llega a la célula, la fatiga disminuye a medida que el ácido láctico se descompone. Cuando nos ejercitamos en exceso, sentimos los músculos adoloridos y experimentamos fatiga muscular, nos damos cuenta de que nuestro ritmo cardiaco y de respiración están acelerados. Cuando nos sentamos, respiramos más rápido (para hacer entrar más O2 en nuestros cuerpos), la fatiga disminuye. Cuando el O2 se encuentra de nuevo disponible, el ácido láctico es convertido de nuevo en ácido pirúvico y la respiración aeróbica procede de manera normal. Notamos que la formación anaeróbica de ATP en los músculos es mucho menos eficiente que la respiración aeróbica. Sólo dos moléculas de ATP son producidas por molécula de glucosa.

PRODUCCIÓN DE ATP A PARTIR DE COMPUESTOS ALIMENTICIOS GENERALES Obviamente, no sólo comemos glucosa. Entonces, ¿en qué parte del ciclo de respiración para producir ATP encajan los otros compuestos alimenticios en nuestra dieta? Si pensamos en los pasos de la respiración bioquímica como componentes de un horno celular muy eficiente en donde el combustible (alimentos) es convertido a otra forma de energía química, ATP, entonces podemos obtener un mejor entendimiento de cómo se descomponen otras moléculas para producir ATP (Figura 4-4). La glucosa es un carbohidrato simple. Otros carbohidratos como el almidón (carbohidrato de plantas) y el glucógeno (almidón animal) así como otros tipos de azúcares como monosacáridos y disacáridos entran en el horno celular en el nivel en el que la glucosa entra en la secuencia glicolítica. Si después de la digestión, las moléculas de alimentos no son necesitadas inmediatamente, pueden ser almacenadas en el cuerpo (en vacuolas alimenticias o en el hígado, o convertidas en células adiposas) hasta que sean necesarias posteriormente para producir más ATP. La digestión descompone la grasa en ácidos grasos y glicerol. Ellos también entran en el horno celular en un nivel relacionado con su estructura química. El glicerol, una molécula C3, es similar al PGA y entrará en la etapa de PGA de la glucólisis. Los ácidos grasos entran en el ciclo de Krebs del ácido cítrico. Las proteínas se descomponen por medio de su digestión en aminoácidos. Entrarán a su vez en el horno celular en un nivel relacionado con su estructura química. La alanina, un aminoácido C3, y el ácido láctico entran en la etapa del ácido pirúvico. El ácido glutámico, un aminoácido C5, es similar al ácido alfacetoglutárico. El ácido aspártico, un aminoácido C4, se asemeja al ácido oxaloacético. Estos aminoácidos entran al ciclo del ácido cítrico en diferentes etapas. Así que cuando pones ese trozo de dulce en tu boca durante un receso en clase para obtener algo de energía extra para terminar la clase, ahora tendrás un mejor entendi-

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

Glucosa

Grasas

Aminoácidos

(Hidrólisis) Glucosa-6-PO4

Glucógeno

(Desaminación) Hígado NH3 (Amonio)

Glicerol Ácidos grasos

Ácido láctico

β-oxidación

Cetonas

Cetoácido

Ácido pirúvico

Urea

CO2

Cetogénesis Hígado

Acetil-CoA

Ciclo del ácido cítrico

½O2 e–

CO2

(Sistema de transporte de electrones)

H2O

H+ ADP

ATP

© Delmar/Cengage Learning

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FIGURA 4-4. Cómo la digestión de las proteínas y de las grasas se acopla al proceso bioquímico de la respiración.

miento de cómo ese carbohidrato es convertido en ATP (Figura 4-5), el combustible que hace funcionar nuestras células. La manera más simple de describir la respiración bioquímica o celular es empezar el proceso con una molécula de glucosa (Figura 4-6). La glucólisis ocurre en el citoplasma de la célula y produce ácido pirúvico. Si hay oxígeno disponible, el ácido pirúvico se descompone eventualmente en acetil-CoA, el cual entra entonces en el ciclo del ácido cítrico, para convertirse posteriormente en CO2, H2O y 38 ATP. Si no hay oxígeno disponible, el ácido pirúvico es convertido en ácido láctico y sólo dos moléculas de ATP son producidas.

RESUMEN DE LA PRODUCCIÓN DE ATP A PARTIR DE UNA MOLÉCULA DE GLUCOSA La tabla 4-1 resume los productos obtenidos y el total de ATP producido en las etapas individuales del metabolismo celular de una molécula de glucosa. Las etapas son descompuestas en glucólisis, producción de acetil-CoA y el ciclo del ácido cítrico.

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INTRODUCCIÓN A LA REPRODUCCIÓN CELULAR La reproducción celular es el proceso mediante el cual una célula se duplica. En este proceso el material genético del núcleo se duplica durante la interfase del ciclo celular, seguido de un proceso llamado mitosis que es cuando el material nuclear se replica. Después de esto, la citocinesis ocurre y los organelos celulares se duplican en el citopasma, evento final de la mitosis que produce dos nuevas células hijas. Estos procesos, que forman parte del ciclo celular, nos permiten crecer, repararnos a nosotros mismos y mantener nuestras estructuras y funciones. En otras palabras, estos procesos nos permiten mantenernos vivos. La reproducción celular es también el proceso por el cual heredamos nuestro material genético a nuestros hijos de una generación a otra. En este proceso surgen las células especiales llamadas células sexuales: el óvulo y el espermatozoide. En este tipo de reproducción celular, el material genético no sólo debe duplicarse, sino también debe ser reducido a la mitad para que el óvulo femenino porte la mitad del material genético o 23 cromosomas y

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

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Glucosa (C6H12O6)

Glucólisis O2

Citoplasma Ácido pirúvico

2 ácido láctico + 2 ATP Respiración anaeróbica

6CO2 + 6H2O + 38ATP Respiración aeróbica

© Delmar/Cengage Learning

Ciclo del ácido cítrico Cadena de transporte de electrones

FIGURA 4-5. Cómo un dulce es metabolizado hasta ATP.

el esperma del hombre porte la otra mitad. Un tipo especial de división celular reductiva llamada meiosis, que sucede únicamente en las gónadas, permite que esto ocurra. Cuando un espermatozoide y un óvulo se unen en la fecundación, el material genético vuelve a su dotación completa de 46 cromosomas. Antes de estudiar estos procesos de división celular, es necesario entender la estructura básica de la molécula de ADN, que constituye el material genético. Examinaremos también la historia del descubrimiento de la estructura de esta importante molécula.

LA ESTRUCTURA DE LA MOLÉCULA DE ADN Para entender mejor la estructura de la molécula de ADN, se discutirá su historia, descubrimiento y anatomía.

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La historia del descubrimiento del ADN Uno de los descubrimientos más importantes en la biología en el siglo XX fue el descubrimiento de la estructura tridimensional de la molécula de ADN. Un grupo de científicos hizo diversas contribuciones para el conocimiento de esta molécula. La molécula fue descubierta en 1869 por un químico alemán llamado Friedrich Miescher, quien extrajo una sustancia del núcleo de las células humanas y otra del esperma de pez. La llamó nucleína porque provenía del núcleo. Después, debido a que este material era ligeramente ácido, se le conoció como ácido nucleico. No fue sino hasta los años 20 que se hicieron más descubrimientos. Un bioquímico, P. A. Levine, descubrió que el ADN contenía tres componentes principales: grupos de fosfato (PO4), azúcares de cinco carbonos, bases nitrogenadas llamadas purinas (adenina y guanina) y pirimidinas (timina y citosina).

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

Piruvato

Glucólisis

Glucosa

Ácido láctico Mitocondria

ATP

NADH Acetil-CoA

NADH H2O

Ciclo del ácido cítrico

Citoplasma

NADH

tem Sis

te de spor tran e ad

electrones

O2

Membrana plasmática

CO2

© Delmar/Cengage Learning

ATP

Fluido extracelular

FIGURA 4-6. Un esquema general de la respiración celular.

Tabla 4-1

Producción de ATP por respiración celular

Paso

Producto

Total de ATP producido

Glucólisis

4 ATP

2 ATP (4 ATP producidos menos 2 ATP para comenzar el ciclo)

2 NADH2

6 ATP

Producción de acetil-CoA

2 NADH2

6 ATP

Ciclo del ácido cítrico

2 ATP o 2 GTP

2 ATP o 2 GTP

6 NADH2

18 ATP

2 FADH2

4 ATP 38 ATP o 36 ATP y 2 GTP

La estructura tridimensional actual del ADN fue descubierta en la década de 1950 por tres científicos. Fue la química británica Rosalind Franklin quien descubrió que la molécula tenía una estructura helicoidal similar a una escalera de caracol. Esto se demostró cuando realizó un análisis de cristalografía con rayos X del ADN. Su fotografía fue tomada en 1953 en el laboratorio de otro bioquímico británico llamado Maurice Wilkins. Al mismo tiempo, otros dos investigadores de

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la Universidad de Cambridge en Inglaterra, también estaban estudiando la molécula de ADN: James Watson, un alumno estadounidense de posgrado, y el científico inglés Francis Crick. Después de enterarse informalmente del descubrimiento de Rosalind Franklin, desarrollaron la estructura tridimensional de la molécula de ADN. El descubrimiento de Rosalind Franklin de la naturaleza helicoidal de la molécula de ADN fue publicado en 1953, no obstante Watson y Crick se enteraron

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

El diagrama de un segmento de la cadena de ADN y la estructura de doble hélice

S = Desoxirribosa, P = Fosfato, C = Citosina, G = Guanina, A = Adenina, T = Timina

S

El ADN (ácido desoxirribonucleico) es el material hereditario de la célula. No sólo determina los rasgos que exhibe un organismo sino que también se duplica de manera exacta durante la reproducción para que los hijos presenten las características básicas de sus padres. Las características de los organismos se deben a reacciones químicas que ocurren dentro de nuestras células. El ADN rige estas reacciones químicas por medio del mecanismo que controla qué proteínas son producidas. Cada molécula de ADN es una doble cadena helicoidal de nucleótidos (Figura 4-7). Un nucleótido está formado por un grupo fosfato (PO4), un azúcar de cinco carbonos (desoxirribosa) y una base nitrogenada orgánica (que contiene nitrógeno), una purina o una pirimidina. Existen dos purinas: adenina y guanina, y dos pirimidinas: timina y citosina. La adenina siempre se empareja con la timina, y la guanina siempre se empareja con la citosina. Los enlaces se forman entre el grupo fosfato de un nucleótido y el azúcar del siguiente nucleótido en una cadena. La base nitrogenada orgánica se extiende desde el azúcar del nucleótido. Es fácil visualizar la naturaleza helicoidal doble del ADN si lo imaginamos como una escalera de caracol. Los barandales de la escalera están compuestos de una cadena de azúcar y fosfato y los escalones son los pares de bases nitrogenadas. Si observamos la Figura 4-8, veremos que una pirimidina siempre se empareja con una purina. La pirimidina es un anillo simple de seis átomos (timina y citosina), y una purina es un anillo fusionado de nueve átomos (adenina y guanina). Las bases nitrogenadas orgánicas forman una compleja estructura en forma de anillo compuesta de átomos de carbono y nitrógeno. Debido a que sabemos la manera en que las bases se emparejan en la cadena doble de nucleótidos, si sólo conociéramos un lado de la hélice, podríamos descifrar el otro lado relacionando las bases. Las dos cadenas de la hélice se mantienen juntas por débiles puentes de hidrógeno formados entre los pares de bases. Se forman dos puentes de hidrógeno entre la pirimidina-timina y la purina-adenina, mientras que se forman tres puentes de hidrógeno entre la pirimidina-citosina y la purina-gua-

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S

P

P S

La anatomía de la molécula de ADN

TA

AT

S

P

P S

TA

S

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GC

S

P

P S

CG

S

P

P S

GC

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de los resultados antes de ser publicados. James Watson y Francis Crick ganaron el premio Nobel en 1962 después de publicarlos. Rosalind Franklin murió trágicamente de cáncer antes de este evento. Hoy en día, sin embargo, se les da crédito a estas tres personas por descubrir la estructura del ADN, la molécula que contiene toda la información hereditaria de un individuo. James Watson publicó en 1968 un relato interesante sobre el descubrimiento de la naturaleza de la molécula en su libro The Double Helix. Este descubrimiento abrió toda una gama de campos de investigación para el siglo XX: el ADN recombinante, el proyecto del genoma humano y la ingeniería genética.

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S

P

P S

AT

S

FIGURA 4-7. La doble cadena helicoidal de nucleótidos de

una molécula de ADN (un fragmento muy corto).

nina. La secuencia de bases en una cadena determina la secuencia de bases en la otra debido al emparejamiento especificado. Por lo tanto las dos cadenas son complementarias una de la otra. Un gen es una secuencia de pares de bases nitrogenadas orgánicas que codifican para una proteína o polipéptido. Un proyecto importante del siglo XX que se desarrolló a partir del descubrimiento del ADN por Watson, Crick y Franklin, es el proyecto del genoma humano. El objetivo de este proyecto era identificar todos los genes de los 46 cromosomas (moléculas de ADN) del humano. Ahora sabemos que existen aproximadamente 3 mil millones de pares de bases orgánicas que codifican más de 30 000 genes. Podemos imaginar que las bases adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G) son las cuatro letras del alfabeto de la vida. Estos pares de bases determinan las características de toda la vida que conocemos en nuestro planeta. La estructura básica de la molécula de ADN es la misma para todos los organismos vivos.

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

O

5' Extremo O– P

–O

H O 5' CH2 O H

N

N

P

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H

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O P

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H 3'

H O H2C

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N

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O H2C

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H

H

Guanina (G) N

N

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H

N

Citosina (C) H H

CH2 O

H N

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H

O

3' Extremo

H

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N

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O

H H

–O

H

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Adenina (A) H

Timina (T) CH3

H

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H

H O H2C 5' O

O– P

Esqueleto de azúcar fosfato de una de las cadenas del ADN

Bases nitrogenadas de ambas cadenas unidas por puentes de hidrógeno

O

Esqueleto de azúcar fosfato de la cadena complementaria de ADN

© Delmar/Cengage Learning

–O 5' Extremo

FIGURA 4-8. Puentes de hidrógeno entre purinas y pirimidinas, y la estructura química de una molécula de ADN.

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

La molécula de ADN debe duplicarse antes de la división celular. La molécula se separa donde los puentes de hidrógeno sujetan a las dos cadenas de nucleótidos y se sintetiza una nueva copia de la cadena de ADN (Figura 4-9). El primer paso es el desenrollamiento de la molécula. Esto se logra gracias a que las enzimas helicasa

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separan los puentes de hidrógeno presentes entre los pares de bases y estabilizan las cadenas de nucleótidos de la doble hélice. Después se añaden nuevos nucleótidos a las cadenas separadas utilizando a la ADN polimerasa, otra enzima. Así se construye una nueva molécula de ADN.

Guanina

Citosina

Adenina

Timina Uracilo

Molécula original de ADN

Molécula de ADN se desenrolla

Cadena vieja

Cadena nueva Nucleótido

Cadena vieja

Molécula nueva de ADN Molécula nueva de ADN

© Delmar/Cengage Learning

Cadena nueva

FIGURA 4-9. Replicación del ADN. Las dos cadenas de nucleótidos se separan y se duplican.

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

EL CICLO CELULAR Toda reproducción comienza a nivel celular. El proceso por el cual una célula se divide en dos y duplica su material genético se denomina ciclo celular (Figura 4-10). Éste se divide en tres etapas principales: la interfase (donde se produce una gran actividad pero que no es visible, por lo que antes a esta etapa se le llamaba “estado de reposo”), la mitosis y citocinesis. Dos de estas tres etapas tienen subetapas. Discutiremos todas las fases a detalle. El tiempo para completar un ciclo celular varía mucho entre los diferentes organismos. Las células de un embrión en desarrollo completan el ciclo celular en menos de 20 minutos. Una célula de mamífero en división, completaría su ciclo en aproximadamente 24 horas. Otras células de nuestro cuerpo, tales como las nerviosas y musculares, raramente se someten al ciclo celular y se dividen. Las células del hígado humano sólo se dividen en caso de deterioro y su ciclo celular usualmente dura un año completo.

Interfase Consulte las ilustraciones de la Figura 4-10 de las etapas del ciclo celular que se discuten a continuación. Una célula pasa la mayor parte del tiempo en la etapa de interfase del ciclo celular. Esta fase, que es la más larga y dinámica en la vida de la célula, no es parte de la división celular. De hecho, la palabra interfase significa “entre las fases”. Sin embargo, durante este tiempo la célula está creciendo, metabolizando, y manteniéndose a sí misma. En la interfase, el núcleo es visto como una estructura encerrada dentro de la célula rodeada de su membrana División celular

nuclear. En el interior del nucleoplasma los filamentos estirados de los cromosomas se ven como hilos oscuros, que en conjunto denominamos cromatina. La interfase tiene tres subfases: crecimiento uno (G1), síntesis (S), y crecimiento dos (G2). Algunos autores las llaman Gap1 y Gap2. G1 es la fase de crecimiento primario de la célula y ocupa la mayor parte su vida útil. La fase de síntesis o S es cuando las cadenas de ADN se duplican. Cada cromosoma ahora consta de dos cromátidas hermanas unidas entre sí a una región central llamada centrómero, aunque aún no están visibles. La mayoría de los cromosomas se conforman 60% de proteínas y 40% de ADN. La fase G2 es la fase final para la preparación de la división celular. En las células animales, los centriolos inician el movimiento hacia los polos opuestos de la célula. Las mitocondrias se duplican mientras los cromosomas se condensan y se enroscan firmemente a los cuerpos compactados. La tubulina se sintetiza. Éste es el material de la proteína que forma los microtúbulos y se ensambla en el huso.

Mitosis La mitosis es un proceso de reproducción celular que se origina en el núcleo formando dos núcleos idénticos. Esta fase del ciclo celular ha sido muy estudiada por los biólogos debido al movimiento intrincado de los cromosomas hijos cuando se separan. Esta fase también puede ser fácilmente observada con un microscopio de luz. Aunque la mitosis es un proceso continuo, se subdivide en cuatro etapas: profase, metafase, anafase y telofase. Consulte la Figura 4-11 para una ilustración de las fases de la mitosis. Las células resultantes de la mitosis son copias exactas o clones de la célula madre.

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Conexión con StudyWARE ™

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Observa una animación de la mitosis en tu CD-ROM de StudyWARE™.

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Mitosis

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de cro mosomas

Interfase

FIGURA 4-10. Las etapas del ciclo celular.

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© Delmar/Cengage Learning

S(

10 h

Profase Los cromosomas enroscados y duplicados se han acortado y engrosado y ahora son visibles. Cada cromosoma está formado por dos cromátidas hermanas o hijas. Las cromátidas hermanas permanecen unidas entre sí al centrómero. El centrómero es una constricción o pellizco en la zona del cromosoma donde se encuentra un disco

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

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Centriolos Nucleolo Núcleo Membrana nuclear

a. Interfase

b. Profase temprana

c. Profase intermedia

d. Profase tardía

e. Metafase

f. Anafase temprana

h. Telofase

i. Interfase: se establece la etapa de dos células hijas

g. Anafase tardía

© Delmar/Cengage Learning

Membrana celular

FIGURA 4-11. Una ilustración de la interfase y de las etapas de la mitosis.

de proteína llamado cinetocoro. En las células animales, la pareja de centriolos comienza a separarse hacia los polos opuestos de la célula formando entre ellos un grupo de microtúbulos llamados fibras del huso. En las células vegetales, un grupo similar de éstas se forman a pesar de que no hay centriolos. A medida que los centriolos se separan hacia los polos opuestos de la célula, se van rodeando de un grupo de microtúbulos de tubulina que irradian hacia el exterior como un asterisco denominado áster. Las fibras del huso se forman entre los ásteres, empujando a los centriolos a los extremos opuestos de la célula y pegándolos a la membrana celular. En este momento se rompe la membrana nuclear y los componentes pasan a formar parte del retículo endoplásmico. El nucleolo ya no es visible.

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Cada cromosoma presenta dos cinetocoros, uno para cada cromátida hermana. A medida que la profase continúa, un grupo de microtúbulos crece desde los polos hasta los centrómeros de los cromosomas. Los microtúbulos adjuntan los cinetocoros a los polos del huso. Debido a que estos microtúbulos procedentes de los dos polos se adjuntan a lados opuestos del centrómero, una hermana cromátida se va a un polo y la otra al otro, garantizando la separación de las cromátidas hermanas dirigiéndolas a células hijas diferentes.

Metafase La metafase es la segunda fase de la mitosis y comienza cuando las cromátidas hermanas se alinean en el centro de la célula. Los cromosomas se alinean en un círculo a

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

lo largo de la circunferencia interior de la célula llamado ecuador de la célula. Los cromosomas, sujetados en su lugar por los microtúbulos y pegados al cinetocoro por sus centrómeros, se disponen en un anillo en la placa ecuatorial en el centro de la célula. Al final de la metafase cada centrómero se divide, separando las dos cromátidas hermanas de cada cromosoma.

Anafase La anafase es la etapa más corta de la mitosis y es una de las etapas más dinámicas para observar bajo el microscopio. El centrómero dividido, cada uno con una cromátida hermana, se mueve hacia los polos opuestos del huso. El movimiento es causado por la tracción de los microtúbulos del cinetocoro de cada una de las cromátidas hermanas. Las cromátidas hermanas adquieren una forma de V mientras se dirigen hacia sus respectivos polos. En este momento, los polos también se separan por deslizamiento microtubular y las cromátidas hermanas se mueven hacia polos opuestos por el acortamiento de los microtúbulos unidos a ellas. La división del citoplasma o citocinesis puede comenzar en la anafase.

Telofase La etapa final de la mitosis es la telofase. Las cromátidas hermanas, que ahora pueden ser llamadas cromosomas, comienzan a desenvolverse y desenroscarse. Su forma de V o de salchicha desaparece transformándose en cromatina difusa, que se vuelve larga y delgada. El huso mitótico se desmonta mientras que los microtúbulos se dividen en unidades de tubulina que posteriormente se utilizarán para construir el citoesqueleto de las nuevas células hijas. Se forma una membrana nuclear alrededor cada grupo de hijas cromosomas. La citocinesis está casi completa. En las células animales los centriolos se duplican. Las células vegetales no cuentan con ellos.

Citocinesis El proceso de división celular aún no está completo porque la separación real de la célula en dos nuevas células hijas aún no ha ocurrido. La fase del ciclo en el que se produce la división celular real se llama citocinesis. En las células animales, la citocinesis ocurre cuando las células son separadas por surcos o pinchazos en el interior de la membrana celular, conocidos como surcos de división. La membrana celular forma una hendidura o valle al exterior del ecuador del huso. Este surco aparece por primera vez en la anafase tardía, y durante la telofase se dibuja en mayor profundidad por la contracción de un anillo de filamentos de actina que se encuentran en el citoplasma por debajo de los puntos de constricción. A medida que avanza la constricción, el surco se extiende hacia el centro de la célula dividiéndola en dos.

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En las células vegetales se forma una placa celular en el ecuador, constituida por pequeñas vesículas membranosas. Esta placa crece hacia afuera hasta que llega a la membrana celular y se fusiona con ella. La celulosa se deposita en esta nueva membrana formando una nueva pared celular que divide la célula en dos. Ahora, cada nueva célula hija entra en la etapa de interfase del ciclo celular. En este momento, cada una comienza su fase de crecimiento hasta que esté lista para dividirse otra vez.

MEIOSIS: UNA DIVISIÓN REDUCTIVA En la reproducción sexual, dos células especializadas (espermatozoide y óvulo), conocidas como gametos, se unen para formar un óvulo fecundado o cigoto. La ventaja de la reproducción sexual es la mayor variabilidad genética que resulta de la unión del material hereditario de dos organismos diferentes (los humanos). Esto da lugar a un nuevo individuo similar pero no idéntico a ninguno de los padres. Esta variabilidad genética nueva da a los hijos la oportunidad de adaptarse a un entorno cambiante. Para producir estas células o gametos, debe ocurrir un tipo especial de división celular que se conoce como meiosis y sólo se produce en órganos específicos del cuerpo: las gónadas femeninas u ovarios y las gónadas masculinas o testículos. La meiosis es una división reductiva de los materiales nucleares a fin de que cada gameto contenga sólo la mitad del material hereditario de la célula madre. Cuando dos gametos se unen, el cigoto resultante tiene una dotación completa de material hereditario o ADN. Los humanos tenemos 46 cromosomas en las células de nuestro cuerpo, sin embargo, el huevo humano sólo tiene 23 y el esperma humano también tiene sólo 23 como resultado de la meiosis. Este número reducido se llama haploide (del griego haploos = uno) o número n y el total o la dotación completa de cromosomas es referida como 2n o diploide (del griego di = dos). La Figura 4-12 ilustra el ciclo sexual. Heredamos 23 cromosomas de nuestra madre a través del óvulo fecundado en la concepción y 23 del espermatozoide de nuestro padre. La meiosis consiste en dos divisiones independientes donde los cromosomas se separan unos de otros pero el ADN se duplica una sola vez. La primera división meiótica se divide en cuatro subetapas: profase I, metafase I, anafase I y telofase I. Es en esta primera división meiótica que los cromosomas se reducen a la mitad. La segunda división se da en cuatro subetapas: profase II, metafase II, anafase II y telofase II. En la meiosis el resultado son cuatro células hijas, cada una con sólo la mitad del material genético, mientras que en la mitosis el resultado son dos células hijas cada una con la dotación completa de material genético.

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

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Mujer (diploide) 2n

Hombre (diploide) 2n

Meiosis

Meiosis

Espermatozoide (haploide) n Óvulo (haploide) n

Fecundación Cigoto (diploide) 2n

© Delmar/Cengage Learning

Se desarrolla en adulto masculino o femenino

FIGURA 4-12. El ciclo sexual.

Las etapas de la meiosis Las etapas de la meiosis se discuten a continuación. Consulta la Figura 4-13 para seguir el debate.

Conexión con StudyWARE ™ Observa una animación de la meiosis en tu CD-ROM de StudyWARE™.

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Profase I El ADN ya se ha duplicado antes del inicio de la meiosis. Por lo tanto, al igual que al comienzo de ésta, en la interfase, cada hebra de ADN está formada por dos cromátidas hermanas unidas por sus centrómeros. En la profase I, los cromosomas duplicados se acortan, enroscan, engruesan y se hacen visibles. Aquí es donde la meiosis hace la diferencia: Cada cromosoma se empareja con su homólogo. Recuerda que nuestros 46 cromosomas son pares de 23. Un miembro de cada par fue heredado de nuestra madre y el otro miembro de cada par de nuestro padre. En la mitosis los cromosomas semejantes no se emparejan entre sí. En la meio-

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

Profase I

Metafase I

Anafase I Meiosis I

Interfase

Telofase I Meiosis II

Telofase II

Anafase II

Metafase II

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Profase II

FIGURA 4-13. Las etapas de la meiosis y el comportamiento de los cromosomas.

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

sis, los cromosomas homólogos son tan cercanos que se alinean uno junto al otro en un proceso llamado sinapsis. Ahora tenemos un par de cromosomas homólogos, cada uno con dos cromátidas hermanas. El par de cromosomas visibles se denomina tétrada (Figura 4-14). Los cromosomas están tan juntos que en realidad pueden intercambiar el material genético en un proceso llamado entrecruzamiento. Segmentos reales de ADN son intercambiados entre las cromátidas hermanas de los cromosomas homólogos. El entrecruzamiento es un acontecimiento común que sucede al azar y sólo ocurre en la meiosis. La evidencia del entrecruzamiento se puede ver en el microscopio de luz como una estructura en forma de X conocida como quiasma o quiasmas (en plural). Los husos se forman de los microtúbulos al igual que en la mitosis; los cromosomas emparejados

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se separan ligeramente y se orientan sobre el huso, unidos por su centrómero.

Metafase I Los microtúbulos del huso se unen al cinetocoro sólo en el exterior de cada centrómero, y los centrómeros de los dos cromosomas homólogos se unen a microtúbulos procedentes de polos opuestos. Esta unión de un solo lado contrasta con la de la mitosis, donde el cinetocoro es sostenido en ambos lados del centrómero por los microtúbulos. Esto asegura que los cromosomas homólogos se desplacen a polos opuestos de la célula. Los cromosomas homólogos se alinean en la placa ecuatorial. La centrómeros de cada par se encuentran opuestos uno frente al otro. La orientación del huso es al azar, por lo que, cualquier homólogo podría estar orientado hacia cualquier polo.

Cromátidas hermanas Quiasma terminal

Cinetocoro Homólogos

Quiasma terminal

Meiosis

Mitosis

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Microtúbulos del huso

FIGURA 4-14. El apareamiento de los cromosomas homólogos en la profase I de la meiosis produce figuras llamadas tétradas. Cuando ocurre entrecruzamiento, es visible y se llama quiasma.

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

Anafase I Los microtúbulos del huso se acortan y tiran de los centrómeros hacia los polos, arrastrando a ambas cromátidas hermanas. A diferencia de la mitosis, los centrómeros no se dividen en esta etapa. Debido a la orientación al azar de los cromosomas homólogos en la placa ecuatorial, un polo puede recibir cualquier homólogo de cada par. Por lo tanto, los genes en los cromosomas diferentes se clasifican de forma independiente.

Conexión con StudyWARE ™ Juega un juego interactivo etiquetando las etapas de la meiosis en tu CD-ROM de StudyWARE™.

Telofase I Los cromosomas homólogos se han separado y ahora un miembro de cada par está en extremos opuestos del huso. Ahora, en cada polo hay un conjunto de cromosomas “haploides”. El número se ha reducido de 46 a 23 en cada polo. Sin embargo cada cromosoma todavía tiene dos cromátidas hermanas unidas por un centrómero común. Esta “condición duplicada” será corregida en la segunda división meiótica. Ahora el huso desaparece, los cromosomas se desenroscan y se vuelven largos y delgados y se forma una nueva membrana nuclear alrededor de cada grupo de cromosomas en los polos opuestos. La citocinesis ocurre y ahora tenemos dos nuevas células formadas al final de la primera división meiótica. La segunda división meiótica se asemeja a lo que ocurre en la mitosis.

Profase II En cada una de las dos células hijas producidas en la primera división meiótica se forma un huso y los cromosomas se acortan, enroscan y engrosan. La membrana nuclear desaparece pero no se duplica el ADN.

Metafase II En cada una de las dos células hijas los cromosomas se alinean en la placa ecuatorial. Las fibras del huso se unen a ambos lados del centrómero. Cada cromosoma está formado por dos cromátidas hermanas y un centrómero.

Anafase II Los centrómeros de los cromosomas se dividen. La fibras del huso se comprimen separando a las cromátidas hermanas y llevando cada una a un polo opuesto. Ahora, cada cromosoma es un haploide verdadero que consiste en una cromátida y un centrómero.

Telofase II Nuevas membranas nucleares se forman alrededor de las cromátidas separadas, el huso desaparece y los cromosomas se desenroscan y desenvuelven. El resultado son cuatro células hijas haploides cada una con la mitad del material genético de la célula madre original, o, en nuestro caso, cada célula con 23 cromosomas en lugar de 46.

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GAMETOGÉNESIS: LA FORMACIÓN DE LAS CÉLULAS DEL SEXO Las cuatro células haploides producidas por la meiosis aún no son células sexuales maduras; ahora debe ocurrir una diferenciación. Esto se conoce como gametogénesis. El proceso que ocurre en los túbulos seminíferos de los testículos se denomina espermatogénesis (Figura 4-15). El citoplasma de cada una de las cuatro células producidas, llamadas espermátidas, se modifica a un flagelo tipo cola. Una concentración de mitocondrias se acumula en la pieza intermedia o cuello. La mitocondria produce el ATP necesario para impulsar al flagelo, provocando que los espermatozoides naden. El núcleo de cada célula se convierte en la cabeza de los espermatozoides, el material genético se concentra en su cabeza. El espermatozoide penetra el óvulo y se fusiona con el material genético de éste en un proceso conocido como fertilización, dando como resultado un óvulo fecundado o cigoto. La formación del óvulo de la mujer, proceso denominado ovogénesis, se produce en el ovario (Figura 4-16). Sin embargo, solamente se produce un óvulo funcional. En la primera división meiótica, existe una distribución desigual del citoplasma, una célula será mas grande que la otra. La célula mayor en la segunda división meiótica también presenta una distribución desigual de citoplasma. Las tres células más pequeñas que se producen son llamadas cuerpos polares y eventualmente mueren. Ellas han aportado citoplasma a la célula más grande que se convertirá en el óvulo funcional. La unión del espermatozoide y el óvulo se denomina fertilización y restablece el número diploide de cromosomas a 46.

UNA COMPARACIÓN DE LA MITOSIS Y MEIOSIS Los dos tipos de división celular, la mitosis y la meiosis son fáciles de confundir. Tienen similitudes, pero también diferencias. En ambas, los cromosomas se duplican o replican en la fase del ciclo de la célula llamada interfase. Sin embargo, en la mitosis el resultado final es de dos células hijas, cada una con exactamente el mismo número de cromosomas que la célula madre, mientras que en la meiosis el resultado final es de cuatro células

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

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Espermatogonia

Los cromosomas se condensan y compactan. Cada par consiste de cuatro cromátidas (tétrada)

Los cromosomas se alinean formando pares homólogos Profase 1

Un arreglo aleatorio de los pares de cromosomas maternos y paternos se distribuye a cada núcleo de la telofase en desarrollo

Las tétradas continúan compactándose y se separan ligeramente

Anafase 1

Metafase 1

Telofase 1

Los pares homólogos se alinean paralelamente en la placa ecuatorial, un par a cada lado

Los cromosomas se mueven hacia polos opuestos. Sin división de los centrómeros Espermatocitos secundarios (cada uno con un número haploide de cromosomas)

Segunda división meiótica Los cromosomas se dividen a partir de los centrómeros y se separan Espermátidas

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Espermatozoides

FIGURA 4-15. Proceso de espermatogénesis en los túbulos seminíferos de los testículos.

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

Ovogonia

Ovocito primario (metafase I)

Anafase tardía I Telofase temprana I

Primer cuerpo polar (no funcional)

Ovocito secundario

Segunda división meiótica

Ovótida

Segundos cuerpos polares (no funcionales)

Cigoto (óvulo fecundado)

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Espermatozoide

FIGURA 4-16. El proceso de ovogénesis en el ovario.

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

hijas, cada una con sólo la mitad del número de cromosomas que la célula madre. La mitosis consiste de una división, mientras que la meiosis consiste de dos divisiones. En la mitosis, cuando el material genético se duplica, los cromosomas homólogos se encuentran dispersos en el núcleo y no se queda ninguno fuera. En la meiosis, después de la duplicación, los pares de cromosomas homólogos se alinean juntos tan cercanamente que se entrelazan; así, el entrecruzamiento o intercambio de segmentos de ADN puede ocurrir. El entrecruzamiento se produce sólo durante la profase I de la meiosis. Esto da lugar a una recombinación de genes existentes, produciendo así nuevas características genéticas. En la mitosis el centrómero se divide durante la anafase. El centrómero no se divide en la anafase I, sino en la anafase II. La Figura 4-17 proporciona un resumen comparativo de la mitosis y la meiosis. La mitosis se produce en todas las células de nuestro cuerpo de forma regular (excepto en los nervios, músculos y células hepáticas). Después de que el óvulo es fecundado, el embrión se desarrolla por mitosis. De igual manera, después del nacimiento, crecemos y maduramos por mitosis. Cuando cortamos nuestro dedo o tenemos un moretón, las células son reparadas y reemplazadas

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

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por mitosis. Las células del hígado se dividen solamente si están dañadas, las células musculares y las células nerviosas rara vez se dividen por mitosis. Las células producidas por este fenómeno pueden vivir por su cuenta; contienen la misma información genética que la célula madre. En secciones especiales de nuestras gónadas, en los túbulos seminíferos de los testículos en los hombres y en los ovarios de la mujer, se produce otro tipo de división celular. La meiosis se produce sólo en estas células especiales de las gónadas. Es una división reductiva ya que el material genético se reduce a la mitad. Este proceso comienza en la pubertad en los varones y en el embrión de la hembra y continuará en la pubertad de la mujer. Las células producidas no pueden vivir por su cuenta, viven sólo por un tiempo corto y, finalmente, mueren a menos que se fusionen durante la fertilización en el interior del aparato reproductor femenino. En cada tipo de división celular, el material genético se duplica perfectamente durante la interfase. A veces, el material genético puede dañarse por rayos X, radiación o por ciertos químicos. Cuando pasa esto, el material genético dañado puede ocasionar que la célula no llegue a la interfase provocando que las células se dividan continuamente formando masas de tejido. Esto es el cáncer.

CÁNCER

El cáncer puede deber su origen a varios factores. Uno es la información incorrecta en el material genético de una célula. Cuando una célula duplica su material genético durante la interfase S (síntesis) en raras ocasiones puede ocurrir un error. La copia exacta del código puede ser alterada por factores externos como la exposición excesiva a ciertos productos químicos (humo, asbesto), radiación (materiales radiactivos), rayos X e incluso algunos virus. Esto se llama mutación. Cuando el código genético que regula la división celular se ve afectado, las células continúan creciendo y no entran en interfase, sino que siguen dividiéndose sin control. Esto da lugar a un grupo de células llamado tumor. Todas las células del tumor contienen la misma información genética errónea, y algunas células viajan a otras partes del cuerpo produciendo más tumores. Esto se conoce como metástasis, que es cuando las células defectuosas se propagan a otras partes del cuerpo. El cáncer puede ocurrir en cualquier tejido, y se ha desarrollado una serie de términos para definir cada tipo de cáncer. Los tumores que se desarrollan en el tejido epitelial se llaman carcinomas; y aquellos que se desarrollan en el tejido conectivo, como el hueso, se llaman sarcomas. Los agentes que causan el cáncer se llaman carcinógenos. Algunos de los cánceres más graves en los seres humanos son el cáncer de pulmón, como resultado de fumar cigarrillos; el cáncer colorrectal, causado por el exceso de carne roja en la dieta, y el cáncer de mama. La causa del cáncer de mama parece estar relacionado con un gen localizado en el cromosoma número 17, que es responsable de la susceptibilidad hereditaria a la enfermedad.

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

MITOSIS

Profase Los cromosomas se condensan. Las fibras del huso se forman entre los centriolos, los cuales se mueven hacia polos opuestos.

Metafase Los microtúbulos del aparato del huso se unen a los cromosomas. Los cromosomas se alinean a lo largo del ecuador del huso.

Anafase Las cromátidas hermanas se separan y se mueven hacia polos opuestos.

Metafase I Los microtúbulos del aparato del huso se unen a los cromosomas. Los pares homólogos se alinean a lo largo del ecuador del huso.

Anafase I Los pares de cromosomas homólogos se separan y se mueven hacia polos opuestos. Los centrómeros no se dividen.

Metafase II Los microtúbulos del aparato del huso se unen a los cromosomas. Los cromosomas se alinean a lo largo del huso.

Anafase II Las cromátidas hermanas se separan y se mueven hacia polos opuestos. Los centrómeros se dividen.

Telofase Las cromátidas llegan a los polos y se forma la nueva membrana nuclear. Inicia la división celular.

Células hijas Se completa la división celular. Cada célula recibe cromosomas que son idénticos a los del núcleo original.

MEIOSIS I

Profase I Los cromosomas homólogos se condensan y se aparean. Ocurre el entrecruzamiento. Las fibras del huso se forman entre los centriolos y los mueven a polos opuestos.

Telofase I Un juego de pares de cromosomas llega a cada polo y comienza la división nuclear.

Células hijas Cada célula recibe material cromosómico proveniente de la recombinación (entrecruzamiento) de cromosomas homólogos.

Profase II Los cromosomas se recondensan. Las fibras del huso se forman entre los centriolos y éstos se mueven hacia polos opuestos.

Telofase II Las cromátidas hermanas llegan a los polos e inicia la división celular.

Células hijas Se completa la división celular. Cada célula contendrá la mitad del número original de cromosomas.

© Delmar/Cengage Learning

MEIOSIS II

FIGURA 4-17. Comparación de la mitosis con la meiosis.

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

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TRASTORNOS GENÉTICOS

ENFERMEDAD DE TAY-SACHS La enfermedad de Tay-Sachs es causada por un rasgo recesivo genético que se encuentra principalmente en las familias judías con origen de Europa Oriental, especialmente los judíos ashkenazi. Se trata de un trastorno neurodegenerativo del metabolismo lipídico causado por la falta de la enzima hexosaminidasa A, lo que provoca una acumulación de esfingolípidos en el cerebro. Esto causa retraso progresivo físico y mental que resulta en la muerte temprana del individuo afectado. Los primeros síntomas aparecen a los seis meses de edad con convulsiones, seguido de la ceguera debido a la atrofia del nervio óptico, demencia y parálisis. Los niños suelen morir entre los dos y los cuatro años. No hay cura.

SÍNDROME DE KLINEFELTER El síndrome de Klinefelter se presenta en hombres que han alcanzado la pubertad. Ocurre cuando hay cromosomas X extra. La condición más común es un cromosoma XXY. En esta condición se presentan: piernas largas, testículos pequeños y firmes, agrandamiento anormal de las mamas, venas varicosas, inteligencia por debajo de la normal, habilidades sociales pobres y enfermedad pulmonar crónica. Los hombres con un cromosoma XXXXY tienen graves anomalías congénitas y retraso mental. El síndrome de Down es un defecto congénito común causado por un cromosoma 21 extra. Se presenta en aproximadamente uno de cada 600 a 650 nacidos de madres que tienen 35 años de edad o más. El resultado es retraso mental y defectos físicos. Antes se conocía como mongolismo. La condición se puede diagnosticar mediante una amniocéntesis durante el embarazo. Algunos de los defectos físicos incluyen inclinación de ojos, puente nasal bajo, manos cortas y anchas con dedos rechonchos, pies anchos y regordetes con un espacio entre los dedos primero y segundo, y desarrollo anormal de los dientes. La característica más prominente de este síndrome es el retraso mental con un IQ de entre 50 y 60. Además, las personas con esta enfermedad pueden presentar enfermedades cardiacas, infección pulmonar crónica y problemas visuales. Los niños que sobreviven a sus primeros años tienden a ser de constitución robusta y no muy altos con un desarrollo sexual incompleto o retrasado.

(Foto del síndrome de Down cortesía de los retratos de diseño de Marijane Scott, Calendario de 1996 Down Right Beautiful)

SÍNDROME DE DOWN

CONFORME EL CUERPO ENVEJECE A medida que envejecemos, nuestro metabolismo se desacelera considerablemente, ya que no necesita tanta energía para el crecimiento y mantenimiento como en nuestra juventud. Por lo tanto, no necesitamos el mismo aporte calórico como en el pasado. Debemos reducir la cantidad de alimentos que tomamos a diario para evitar el “inevitable” aumento de peso que se experimenta de los 40 años en adelante. El ejercicio diario también ayuda a reducir este aumento de peso. Las mujeres dejan de ovular y de producir óvulos por meiosis después de la menopausia. Sin embargo, los hombres continúan produciendo espermatozoides hasta bien entrados los años 80. Por ello no es raro que un padre tenga hijos a los 70.

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

Campo

PROFESIONAL Ést son las licenciaturas que están disponibles para las personas interesadas en el Éstas metabolismo: me ● Nutriólogos: tienen estudios superiores de los alimentos y la nutrición y trabajan

como profesionales en hospitales, centros de cuidado infantil, sistemas escolares y asilos. ● Dietistas: establecen la ingesta diaria equilibrada de líquidos y alimentos para

personas desde la primera infancia hasta la vejez. También existen licenciaturas para las personas interesadas en la reproducción celular. ● Ingenieros genéticos: trabajan con ADN recombinante para estudiar la alteración

y control del fenotipo (apariencia) y genotipo (los genes) de los organismos. En el futuro, este trabajo puede ofrecer la posibilidad de eliminar o controlar enfermedades genéticas en los seres humanos. ● Gerontólogos: estudian el proceso de envejecimiento y sus efectos sociológicos,

económicos, psicológicos, y clínicos experimentados por las personas mayores. ● Consultores en planificación familiar: ayudan en los programas de planificación

familiar, suministran información sobre las maneras de quedar embarazada o cómo prevenir embarazos no deseados.

RESUMEN INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO CELULAR 1. La forma más común de energía química que mantiene la estructura y función celular es la molécula ATP (adenosín trifosfato). 2. Metabolismo es un término general que describe todos los cambios químicos que ocurren en las células. Existen dos subcategorías: el anabolismo, que es el proceso requeridor de energía que construye moléculas más grandes mediante la combinación de moléculas más pequeñas; y el catabolismo, que es el proceso liberador de energía que rompe las moléculas grandes en otras más pequeñas. Estos procesos metabólicos celulares se llaman a menudo: respiración celular. 3. El ATP se produce en el catabolismo escalonado (descomposición) de las moléculas de los alimentos como la glucosa. La energía química en los alimentos (calorías) se libera y se utiliza para poner ADP (adenosín difosfato) y PO4 (fosfatos) juntos para producir ATP. 4. La ecuación química total de la respiración celular es: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38 ATP o 36 ATP y 2 GTP.

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5. La respiración celular consiste en tres procesos o etapas: la glucólisis, el ciclo de Krebs del ácido cítrico y el transporte de electrones.

GLUCÓLISIS 1. La glucólisis ocurre en el citoplasma de la célula y no requiere oxígeno. 2. Se deben utilizar dos moléculas de ATP para iniciar la glucólisis, las cuales deben ser “devueltas” de nuestra producción de ATP. 3. El producto principal de la glucólisis es la fructosa difosfato, que se divide en dos moléculas de fosfogliceraldehído que a su vez oxidan a dos ácidos fosfoglicéricos y se convierten en un producto final: dos moléculas de ácido pirúvico. 4. Cuando hay oxígeno presente, dos hidrógenos de cada uno de los dos fosfogliceraldehídos se van al principio del sistema de transporte de electrones con el cofactor NAD. Esto produce seis moléculas de ATP. 5. Cuando el ácido fosfoglicérico se descompone en ácido pirúvico se producen 4 ATP, sin embargo hay que pagar los dos que iniciaron la secuencia. Por lo tanto, sólo se produce una ganancia neta de dos ATP.

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

6. En la glucólisis se produce una ganancia neta total de ocho ATP. En la glucólisis anaeróbica de las células musculares y en el proceso de fermentación sólo se producen dos.

CICLO DE KREBS DEL ÁCIDO CÍTRICO 1. El ciclo del ácido cítrico fue nombrado así por el bioquímico británico Sir Hans Krebs quien propuso por primera vez el proyecto en 1937. 2. Las dos moléculas de ácido pirúvico producidas en la glucólisis se convierten en ácido acético y después en acetil-CoA por la acción de la enzima CoA. Ahora, la acetil-CoA entra en las crestas de las mitocondrias para experimentar el ciclo del ácido cítrico. 3. Los productos químicos importantes en este ciclo son: ácido cítrico, ácido alfa-cetoglutárico, ácido succínico, ácido málico y ácido oxaloacético. 4. La mayor parte de ATP se produce mediante el transporte de electrones. Para cada una de las dos moléculas de ácido pirúvico desglosadas, se producen 14 ATP por medio del transporte de electrones generando una producción total de 28. Además, se producen 2 ATP o GTP durante el ciclo de ácido cítrico, dando un total de 30 ATP o 28 ATP y 2 GTP. 5. Por cada molécula de ácido pirúvico desglosada se emiten tres moléculas de CO2 como producto de desecho, produciendo un total de seis moléculas de CO2.

EL SISTEMA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES 1. El sistema de transporte de electrones funciona como una serie de reacciones redox (oxidaciónreducción). 2. Existen varios tipos de transportadores de electrones en este sistema: NAD (nicotinamida adenina dinucleótido), quinona FAD (dinucleótido de flavina y adenina), y el sistema de citocromos. 3. Si el sistema comienza con NAD, se producen tres ATP. Si el sistema comienza con FAD, sólo se producen dos ATP. 4. El oxígeno es necesario para la respiración porque es el máximo aceptor de electrones en el sistema. 5. Cuando el oxígeno acepta los electrones y los protones de los dos átomos de hidrógeno, el agua (H2O) se produce como un producto de desecho.

RESUMEN DE LA PRODUCCIÓN DE ATP 1. La glucólisis produce una ganancia neta total de ocho ATP. 2. El ciclo de Krebs del ácido cítrico produce 14 ATP para cada una de las dos moléculas de ácido

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pirúvico y un ATP o GTP a través del transporte de electrones. Por lo tanto, la producción total en este ciclo es de 28 ATP y dos de GTP o 30 ATP. 3. Los ocho ATP de la glucólisis y los 30 ATP del ciclo de ácido cítrico suman un total de 38 ATP por cada molécula de glucosa.

RESPIRACIÓN ANAERÓBICA 1. La fermentación es el proceso por el cual las células de levadura descomponen la glucosa en ausencia de oxígeno. Este proceso produce solamente dos ATP y es mucho menos eficiente que la glucólisis. 2. Los otros productos de fermentación son el gas de dióxido de carbono (que hace que la masa de pan se infle), y el alcohol etílico, que se usa en la cerveza, el vino, y la industria de bebidas alcohólicas. 3. Cuando sobrecargamos de trabajo nuestros músculos y las células musculares no pueden conseguir suficiente oxígeno, éstas comienzan a descomponer la glucosa (por la ausencia de oxígeno). La ganancia neta total es de sólo dos moléculas ATP, y el ácido pirúvico se convierte en ácido láctico. 4. La acumulación de ácido láctico en las células musculares es lo que causa la fatiga en los músculos sobreejercitados. La respiración y latidos del corazón se aceleran para llevar más O2 a las células. Finalmente, el cansancio desaparece cuando el ácido láctico se convierte de nuevo en ácido pirúvico y el oxígeno vuelve a estar disponible.

PRODUCCIÓN DE ATP DE ALIMENTOS COMPUESTOS GENERALES 1. El horno celular que “quema” la comida para producir ATP consiste en la glucólisis, el ciclo de Krebs del ácido cítrico y el transporte de electrones. 2. Los carbohidratos alimentan al horno al nivel de la glucosa en la glucólisis. 3. Las grasas son digeridas en glicerol, que alimenta al horno en la fase de ácido fosfoglicérico de la glucólisis y en ácidos grasos que alimentan al ciclo del ácido cítrico. 4. Las proteínas son digeridas en aminoácidos. Alimentan al horno en diferentes etapas de la glucólisis y ciclo del ácido cítrico sobre la base de su estructura química. 5. Los carbohidratos, las grasas y las proteínas son todas las posibles fuentes de energía celular, ya que pueden desglosarse y su energía química se puede convertir en otra forma de energía química como el ATP, la cual hecha a andar la maquinaria celular.

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

INTRODUCCIÓN A LA REPRODUCCIÓN CELULAR 1. La reproducción celular es el proceso mediante el cual una célula se duplica. La mitosis es la duplicación del material genético en el núcleo. La citocinesis es la duplicación de los organelos en el citoplasma. La meiosis es un tipo especial de división reductiva que se produce sólo en las gónadas.

LA ESTRUCTURA DE LA MOLÉCULA DE ADN Historia del descubrimiento del ADN 1. El ADN fue descubierto por primera vez en 1869 por el químico alemán Friedrich Miescher. 2. En la década de 1920, P. A. Levine descubrió que el ADN contenía fosfatos, azúcares de cinco carbonos y bases nitrogenadas. 3. Rosalind Franklin, de nacionalidad británica, descubrió la estructura helicoidal del ADN a través de estudios de cristalografía de rayos X. 4. El estadounidense James Watson, y el británico Francis Crick ganaron en 1962 el premio Nobel por la elaboración de la estructura tridimensional de la molécula. Anatomía de la molécula de ADN 1. Una molécula de ADN es una doble cadena helicoidal de nucleótidos. 2. Un nucleótido es una combinación compleja de un grupo fosfato (PO4), un azúcar de cinco carbonos (desoxirribosa) y una base nitrogenada, ya sea purina o pirimidina. 3. Una pirimidina consta de un solo anillo de seis átomos de carbono y nitrógeno. Hay dos pirimidinas en la molécula: la timina y la citosina. 4. Una purina se compone de un doble anillo fusionado de nueve átomos de carbono y nitrógeno. Hay dos purinas en la molécula: adenina y guanina. 5. En la cadena de nucleótidos, se forman enlaces entre el grupo fosfato de un nucleótido y el azúcar del nucleótido siguiente. La base se extiende desde el azúcar. 6. La adenina de una cadena siempre se empareja con la timina de la otra cadena. La citosina de una cadena siempre se empareja con la guanina de la otra cadena. Las bases se mantienen unidas por puentes de hidrógeno. 7. Un gen es una secuencia de pares orgánicos de base nitrogenada que codifica una proteína o un polipéptido. 8. En nuestros 46 cromosomas hay miles de millones de pares de base nitrogenada que codifican más de 30,000 genes.

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EL CICLO CELULAR 1. El ciclo celular es el proceso mediante el cual una célula se divide en dos y duplica su material genético. 2. El ciclo celular se divide en tres etapas: interfase, mitosis y citocinesis. Interfase 1. La interfase es el tiempo entre las divisiones. Se divide en tres subetapas: G1 (crecimiento uno), S (síntesis), y G2 (crecimiento dos). 2. La mayor parte de vida de la célula se gasta en el G1. 3. Durante la fase S, el material genético o ADN se duplica. 4. Durante la fase G2, las mitocondrias se replican y los cromosomas se condensan y enroscan. Se sintetiza la tubulina. Mitosis 1. La mitosis, que es la división celular del núcleo, tiene cuatro etapas: profase, metafase, anafase y telofase. Profase 1. Los cromosomas duplicados se acortan, se condensan y se hacen visibles como dos cromátidas hermanas unidas en una zona central llamada centrómero. 2. Los dos cinetocoros se encuentran en el centrómero. 3. Los centriolos se mueven hacia los polos opuestos de la célula y forman husos y ásteres en las células animales. 4. La membrana nuclear se rompe y desaparece el nucleolo. 5. Los microtúbulos adjuntan a los cinetocoros al huso. Metafase 1. Las cromátidas hermanas se alinean en círculo en el ecuador de la célula, que es mantenida en su lugar por los microtúbulos unidos a los cinetocoros del centrómero. 2. El centrómero se divide. Anafase 1. Cada centrómero dividido jala a una de las cromátidas hermanas a un polo opuesto. 2. La citocinesis comienza. Telofase 1. Los cromosomas se empiezan a descondensar y desenvolver. 2. El huso mitótico se rompe. 3. Se forma una nueva membrana nuclear alrededor del conjunto de cromosomas en cada polo. 4. La citocinesis está casi completa.

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

Citocinesis 1. En las células animales se forma un surco divisorio por medio de un pellizco a la membrana celular, dando lugar a dos células hijas. 2. En las células vegetales se forma una placa celular en el ecuador y crece hacia afuera dividiendo efectivamente a la célula en dos. La placa celular se convierte en una nueva pared celular.

MEIOSIS: UNA DIVISIÓN REDUCTIVA 1. La meiosis es una división reductiva de los materiales nucleares que sólo se produce en las gónadas. Se reduce el material genético de 46 (diploides o 2n) a 23 (haploides o n) cromosomas. 2. La meiosis consiste en dos divisiones dando lugar a cuatro células. La primera división meiótica reduce el número de cromosomas a la mitad. La segunda corrige su naturaleza duplicada. Etapas de la meiosis Profase I 1. Se emparejan los cromosomas homólogos y puede ocurrir un sobrecruzamiento. 2. Las fibras del huso se forman, la membrana nuclear se rompe y los cromosomas se unen al eje por los centrómeros. Metafase I 1. Los microtúbulos se adhieren al cinetocoro a un lado del centrómero y se alinean pares de cromosomas homólogos a lo largo del ecuador del huso. Anafase I 1. Los centrómeros no se dividen. Los microtúbulos del huso se acortan y tiran de los centrómeros de los cromosomas hacia polos opuestos, uno de cada par a un polo. Telofase I 1. Un miembro de cada par de cromosomas homólogos se encuentra en cada polo. El número de cromosomas se ha reducido a la mitad. Ahora son haploides pero todavía duplicados. 2. El huso desaparece y se forma una nueva membrana nuclear alrededor de cada grupo de cromosomas en el polo. 3. Los cromosomas se descondensan y desenvuelven. 4. Se produce una citocinesis y dos nuevas células hijas se forman. Profase II 1. Se forma un huso en cada célula hija, los centriolos se mueven hacia polos opuestos y los cromosomas se enroscan y engruesan. 2. Desaparece la membrana nuclear.

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Metafase II 1. Los cromosomas se alinean en el ecuador de la célula unidos por los microtúbulos del huso. 2. Los microtúbulos se unen a los dos cinetocoros del centrómero. Anafase II 1. Los centrómeros se dividen. 2. Las fibras huso se contraen separando a las cromátidas hermanas una a cada polo del huso. Telofase II 1. Las cromátidas llegan a cada polo, donde se desenroscan y desenvuelven. 2. Se forma una nueva membrana nuclear alrededor de las cromátidas y el huso desaparece. 3. Se forman cuatro células haploides cuando la citocinesis se completa.

GAMETOGÉNESIS: LA FORMACIÓN DE LAS CÉLULAS DEL SEXO 1. La espermatogénesis se produce en los túbulos seminíferos de los testículos. Cada una de las cuatro células producidas por la meiosis se convierte en esperma. 2. El citoplasma de cada célula se convierte en un flagelo tipo cola y una concentración de mitocondrias forma la pieza media o collar. La cabeza del espermatozoide está formada por el núcleo de la célula. 3. La ovogénesis se produce en el ovario. De las cuatro células producidas, sólo una se convierte en óvulo funcional. Las otras tres son llamadas cuerpos polares y aportan su citoplasma al óvulo funcional. Una comparación de la mitosis y la meiosis 1. La mitosis produce dos células hijas con el mismo material genético que la célula madre. 2. La meiosis produce cuatro células hijas, cada una con la mitad del material genético de la célula madre. 3. En la meiosis, pares de cromosomas homólogos se alinean en la profase I e intercambian material genético en un proceso llamado entrecruzamiento. 4. La mitosis es un proceso de división reductiva celular mediante la cual crecemos, nos mantenemos y nos reparamos. La mayoría de las células de nuestro cuerpo experimentan la mitosis. Las células nerviosas y musculares rara vez se dividen y las células del hígado se dividen solamente cuando están dañadas. 5. La meiosis se produce sólo en las gónadas. A diferencia de las células producidas mediante la mitosis, las células meióticas no pueden vivir por su cuenta. Ellas deben unirse durante la fertilización en el tracto reproductor femenino.

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

6. El cáncer es un crecimiento celular incontrolado causado por el material genético dañado. Las células no entran en la interfase, sino que se dividen continuamente.

PREGUNTAS DE REPASO 1. Haz un diagrama de la glucólisis, el primer paso en la descomposición bioquímica de una molécula de glucosa. Indica dónde y cuántos ATP se producen. 2. Realiza un diagrama del ciclo de Krebs del ácido cítrico a partir de una molécula de ácido pirúvico. señala dónde y cuántos ATP se producen. 3. Efectúa un diagrama del sistema de transporte de electrones con sus transportadores de electrones. Indica dónde y cuántos ATP se producen. * 4. ¿Por qué la fermentación anaeróbica y la producción de ATP de las células musculares son menos eficientes que la glucólisis? * 5. Además de la cerveza y el vino, nombra algunas otras aplicaciones prácticas del proceso de fermentación para el progreso humano. 6. Nombra los cuatro tipos de bases orgánicas que se encuentran en una molécula de ADN, e indica cómo se emparejan en el enlace las dos cadenas helicoidales de la molécula. Incluye un dibujo lineal diagramático de un segmento corto de ADN. 7. Nombra las tres etapas principales del ciclo celular. 8. Nombra y explica lo que sucede durante las tres subetapas de la interfase. * 9. ¿Por qué la interfase fue una vez llamada “fase de reposo”? 10. Nombra y describe brevemente las etapas de las dos divisiones meióticas de la meiosis. * 11. ¿Por qué la meiosis es llamada división reductiva? * 12. Compara las principales diferencias entre mitosis y meiosis. *

Preguntas de pensamiento crítico

VERDADERO O FALSO V

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1. La descomposición de la glucosa requiere oxígeno, porque el oxígeno es el donador final de electrones para que éstos sean utilizados por los cofactores en el sistema de transporte de electrones. 2. La descomposición anaeróbica de la glucosa por células de levadura produce un ATP, alcohol etílico, CO2 y NAD. 3. El ácido láctico producido en los músculos durante la respiración anaeróbica se acumula y nunca se descompone o convierte en otros productos.

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4. La formación de ácido láctico regenera NAD para su uso en la secuencia glucolítica. 5. Cada molécula de glucosa sometida a la glucólisis cede una molécula de ácido pirúvico. 6. Una molécula de glucosa sometida a la respiración aeróbica cede 34 moléculas de ATP. 7. La ecuación química global para la respiración es C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energía en forma de ATP. 8. Cuando el dinucleótido adenina nicotina se reduce en el transporte de electrones, dos moléculas de ATP se producen. 9. La fermentación es tan efectiva como la glucólisis. 10. Todos los alimentos introducidos en el cuerpo deben ser desglosados en glucosa antes de proceder a la respiración.

COMPLETA LOS ESPACIOS EN BLANCO Llena los espacios en blanco con el término más apropiado. 1. ____________________ descubrió la naturaleza helicoidal de la molécula de ADN a través de estudios de cristalografía de rayos X en Inglaterra. 2. ____________________ y ____________________ ganaron el premio Nobel en 1962 por determinar la estructura tridimensional de la molécula de ADN. 3. La molécula ADN consiste en una cadena de doble hélice de ____________________. 4. En la molécula de ADN, cada grupo fosfato está enlazado a ____________________. 5. Los dos tipos de bases de nitrógeno en la molécula de ADN son: ____________________, un anillo simple de seis átomos, y ____________________, un doble anillo fusionado de nueve átomos de carbono y nitrógeno. 6. La adenina siempre se empareja con ____________________, y la citosina siempre se empareja con ____________________. 7. Los pares de nitrógeno de las dos cadenas de la molécula ADN se mantienen unidas por enlaces____________________. 8. La división celular reductiva en el núcleo de la producción de dos núcleos idénticos se conoce como ____________________. 9. ____________________ es una división reductiva de los materiales nucleares a fin de que cada gameto contenga sólo la mitad del material genético de la madre.

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CAPÍTULO 4 Metabolismo celular y reproducción: Mitosis y meiosis

10. El intercambio de material genético entre los cromosomas homólogos que ocurre en la profase I de la meiosis se llama ____________________. 11. El número de células que se producen después de la mitosis es ____________________, mientras que el número de células producidas después de la meiosis es ____________________. 12. La meiosis ocurre sólo en ____________________ del cuerpo humano.

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Investiga y explora Busca en internet los cambios en el metabolismo que se producen a medida que envejecemos. Comparte con la clase algo que hayas aprendido de tu investigación.

Conexión con StudyWARE ™ Haz una prueba o un juego interactivo para reforzar f el contenido de este capítulo en tu CD-ROM de StudyWARE™.

E JERCICIO DE LA B OR ATORIO:

METABOLISMO CELULAR

El autor recomienda a los estudiantes que vean en el laboratorio el video “Respiración celular: La energía de la vida”. Este video fue producido por Human Relations Media, 175 Tompkins Ave.,

E JERCICIO DE LA B OR ATORIO:

REPRODUCCIÓN CELULAR

1. Configura el microscopio compuesto de luz y observa las fases de la mitosis en los portaobjetos, de blástula de pescado blanco (animal) y de punta de raíz de cebolla (planta). Dibuja y etiqueta las células que muestren las siguientes etapas: interfase, profase, metafase, anafase y telofase. 2. Examina una diapositiva preparada con espermatozoides humanos. Dibuja y rotula las partes de un espermatozoide. 3. Examina una diapositiva preparada con los cromosomas de una mosca de la fruta (Dro-

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Pleasantville, NY 10570-3156. Dura 22 minutos e incluye una guía para profesores y hojas de trabajo para los alumnos.

sophila) y de un frotis de las glándulas salivales de la mosca. 4. Construye una porción de una molécula de ADN con el equipo suministrado por el instructor. 5. Utilizando un bio-kit de simulación de cromosomas, construye cromosomas con cuentas de colores que representen a los genes haciendo una réplica de las etapas del ciclo mitótico celular.

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Tejidos OBJETIVOS DEL CAPÍTULO Después de estudiar este capítulo, deberás ser capaz de: 1. Clasificar el tejido epitelial basándote en la forma y en su arreglo, así como poner ejemplos de éste. 2. Nombrar los tipos de glándulas del cuerpo y ejemplificar. 3. Nombrar las funciones del tejido conectivo. 4. Comparar el tejido epitelial con el tejido conectivo en términos de su arreglo celular y del material intersticial. 5. Nombrar los tres principales tipos de tejido conectivo y ejemplificar. 6. Enlistar las funciones del tejido epitelial. 7. Enlistar los tres tipos de músculo y describir cada uno basándote en su estructura y su función. 8. Describir la anatomía de una neurona y la función del tejido nervioso.

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C O N C E P T O S C L AV E Adiposo Aponeurosis Areolar Axón Cartílago elástico Cartílago hialino Células caliciformes Células de Kupffer Colágeno Condrocito Cuerpo celular Dendritas Dentina Discos intercalados Elastina Endocardio Endotelio Epitelio columnar Epitelio cuboidal Epitelio de transición Epitelio escamoso Epitelio estratificado Epitelio glandular Epitelio pseudoestratificado Epitelio simple Eritrocitos Fagocítico Fascia

Fibras musculares Fibroblastos Fibrocartílago Glándulas endocrinas Glándulas exocrinas Glándulas exocrinas compuestas Glándulas exocrinas simples Heparina Histamina Histiocitos Histología Hueso Hueso compacto Hueso esponjoso Laguna Leucocitos Ligamentos Macrófagos Mastocitos Matriz Membrana basal Membrana mucosa/ epitelio Membranas sinoviales Mesotelio Microglia Músculo cardiaco Músculo estriado o esquelético Músculo liso

Neuroglia Neurona Osteocitos Parietal Pericardio Peristalsis Peritoneo Pleura Reticular Sanguíneo Sistema reticuloendotelial (RE) Tejido Tejido conectivo Tejido epitelial Tejido hematopoyético Tejido linfoide Tejido muscular Tejido seroso Tendones Terminaciones del axón Visceral

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CAPÍTULO 5

Tejidos

INTRODUCCIÓN Las unidades básicas de los tejidos son agrupaciones de células. Estas células tienen funciones y estructuras similares. Los tejidos se clasifican basándose en la forma en la que se arreglan las células, así como en el tipo y la cantidad de material que se encuentra entre éstas. Las células pueden estar empaquetadas muy juntas o separadas por material intersticial. Al estudio de los tejidos se le denomina histología. Los cuatro tipos de tejidos básicos son epitelial, conectivo, muscular y nervioso. Cada tipo se encuentra subdividido en ejemplos específicos. Estos tejidos se combinan para formar órganos. Los conjuntos de órganos forman los sistemas del cuerpo que nos permiten funcionar y sobrevivir en el ambiente.

TEJIDO EPITELIAL El tejido epitelial tiene cuatro funciones principales. 1. Producir el tejido subyacente: nuestra piel es tejido epitelial y nos protege del posible daño causado por los rayos del sol y por ciertos químicos. El recubrimiento de nuestro tracto digestivo se compone de tejido epitelial y protege el tejido subyacente de la abrasión conforme los alimentos pasan a través del tracto. 2. Absorción: en el recubrimiento de nuestro intestino delgado, los nutrientes de los alimentos digeridos entran a los capilares sanguíneos y son transportados a las células de nuestro cuerpo. 3. Secreción: todas las glándulas se componen de tejido epitelial; las glándulas endocrinas secretan hormonas, las glándulas mucosas secretan moco, y nuestro tracto intestinal contiene células que secretan enzimas digestivas, además del páncreas e hígado, que secretan la mayor fracción de enzimas digestivas. 4. Excreción: las glándulas sudoríparas excretan productos de desecho, como la urea. Cuando el tejido epitelial tiene una función protectora o de absorción se encuentra arreglado en láminas que cubren superficies, como la piel o el recubrimiento intestinal. Cuando tiene una función secretora, las células involucionan de la superficie hacia los tejidos subyacentes para formar estructuras glandulares. Sólo una mínima cantidad, si es que la hay, de material intercelular se encuentra en el tejido epitelial. Las células se encuentran empaquetadas muy juntas y por ende, este tejido no es tan fácil de penetrar como otros. Las células epiteliales se encuentran ancladas entre sí y a los tejidos subyacentes mediante una membrana especializada llamada membrana basal. Esta membrana actúa como el cemento en un piso, donde los mosaicos serían las células en esta metáfora. Esto es muy importante porque actúa como un ancla para la unión de las células

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epiteliales y provee protección para los tejidos subyacentes, como sería el caso del tejido conectivo. El tejido epitelial puede nombrarse de acuerdo a la forma y las estructuras que se encuentren en el borde libre, o exterior, de las células. Esta superficie puede ser plana o puede tener filas de cilios (como aquellas que recubren el tracto respiratorio), un flagelo (común en la célula espermática), microvellosidades (dobleces), y vesículas secretoras (como las que recubren el intestino delgado). El tejido epitelial puede ser del grosor de una sola capa o de varias capas de células.

Clasificación basándose en la forma Las células epiteliales se clasifican como escamosas, cuboidales o columnares. Las células escamosas son planas y ligeramente irregulares en su forma (Figura 5-1). Funcionan como una capa protectora. Recubren nuestra boca, vasos sanguíneos y linfáticos, partes de los túbulos renales, nuestra garganta y esófago, el ano y nuestra piel. Si se exponen de manera constante a un agente irritante, como sucede en los recubrimientos de los ductos de las glándulas, otras células pueden tomar la apariencia de células escamosas. Las células cuboidales parecen cubos pequeños (Figura 5-2). Se encuentran en las glándulas y en el recubrimiento del tejido de los conductos glandulares (sudoríparas y salivales), las cubiertas germinales de los ovarios, y en la capa pigmentada de la retina del ojo. Su función puede ser de secreción y protección. En las áreas de los túbulos renales tienen la función de absorción. Las células columnares tienen una apariencia grande y rectangular (Figura 5-3). Se encuentran en el recubrimiento de ciertos conductos glandulares (ej., glándulas mamarias) y en el conducto biliar del hígado. También se pueden observar en los tejidos secretores, como la mucosa del estómago, las vellosidades del intestino delgado, los tubos uterinos, y en el tracto respiratorio superior. Muchas de estas células presentan cilios.

Clasificación basándose en el arreglo Los cuatro arreglos más comunes del tejido epitelial son el simple, estratificado, pseudoestratificado y transicional. Conforme se describen las células epiteliales, se puede hacer una combinación de la clasificación, tanto de forma como de arreglo. El arreglo simple tiene una capa celular de grosor. Se encuentra en el recubrimiento de los capilares sanguíneos, los alveolos de los pulmones, y en el asa de Henle en los túbulos renales. Observa la Figura 5-2 para ver el epitelio cuboidal simple que se encuentra en el recubrimiento de los conductos glandulares. Regresa a la Figura 5-3 para observar el epitelio columnar simple que se encuentra en las vellosidades del intestino delgado y en el recubrimiento del útero. El arreglo estratificado tiene varias capas celulares de grosor. Puedes observar la Figura 5-1B para tener un ejemplo del epitelio escamoso estratificado que se encuentra en el

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CAPÍTULO 5 Tejidos

Ubicación y características

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Morfología

Células del epitelio escamoso Son células aplanadas y de forma irregular. Cubren el corazón, los vasos sanguíneos y linfáticos, celomas y los alveolos (bolsas de aire) de los pulmones. La capa externa de la piel está compuesta de células de epitelio plano estratificado queratinizado. Las células estratificadas en la capa externa de la piel protegen el cuerpo contra infecciones microbianas.

Fotografía cortesía de Fred Hossler, Visuals Unlimited, Inc.

(A)

(B)

FIGURA 5-1. Vistas del epitelio escamoso.

Ubicación y características

Morfología

(A)

Fotografía B cortesía de Cabisco, Visuals Unlimited, Inc.

Células del epitelio cuboidal Son de forma cúbica rodean los túbulos renales y cubren los ovarios y las partes secretoras de algunas glándulas.

(B)

FIGURA 5-2. Vistas del epitelio cuboidal.

interior de nuestra boca y garganta así como en la superficie externa de la piel. El epitelio cuboidal estratificado se encuentra en el recubrimiento de los conductos de las glándulas sudoríparas y de las glándulas salivales. El epitelio columnar estratificado se encuentra en el recubrimiento de los conductos de las glándulas mamarias y en partes de la uretra masculina.

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El arreglo pseudoestratificado parece consistir de varias capas debido a la presencia de varios núcleos posicionados en la célula, pero en realidad, todas las células se extienden de la membrana basal hacia la superficie externa o libre de las células. Este arreglo generalmente se ve en las células columnares. La Figura 5-4A es un ejemplo de epitelio columnar pseudoestratificado ciliado.

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CAPÍTULO 5

Tejidos

Ubicación y características

Morfología

Células del epitelio columnar Son alargadas, en general presentan el núcleo cerca del fondo y a menudo contienen cilios en la superficie externa; recubren los conductos, el tracto digestivo (especialmente del intestino y el estómago), partes del tracto respiratorio y glándulas. (B)

Fotografía B cortesía de Richard Kessel, Visuals Unlimited, Inc.

(A)

Cortesía de John D. Cunningham (fotografía A), Richard Kessel (fotografía B), Visuals Unlimited, Inc.

FIGURA 5-3. Vistas del epitelio columnar.

(A)

(B)

FIGURA 5-4. Muestras de (A) epitelio ciliado columnar pseudoestratificado y (B) epitelio de transición.

Podemos encontrar este tejido en la garganta, tráquea, y en los bronquios de los pulmones. El epitelio transicional consta de varias capas de células muy elásticas, flexibles y estrechamente empaquetadas (Figura 5-4B). Cuando la superficie de las células se estira, como cuando la vejiga está llena, las células tienen una apariencia escamosa o plana, pero cuando el tejido se relaja, como en la vejiga vacía, las paredes de las células tienen una apariencia dentada, como los dientes de una sierra. Este tipo de epitelio recubre la pelvis de los riñones, los uréteres, la vejiga urinaria y la parte superior de la uretra.

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Clasificación en base a la función El tejido epitelial también puede ser nombrado o clasificado sobre la base de su función. Los términos membrana mucosa, glándulas, endotelio y mesotelio se refieren a tejidos epiteliales. Las membranas mucosas recubren los tractos digestivo, respiratorio, urinario y reproductivo, así como todas las cavidades corporales que abren al exterior. Generalmente son ciliadas. Su función más obvia es producir moco, pero también concentra la bilis en la vesícula

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CAPÍTULO 5 Tejidos

biliar. En el intestino secreta enzimas que llevan a cabo la digestión de los alimentos y de los nutrientes antes de su absorción. Las membranas mucosas protegen, absorben nutrientes y secretan moco, enzimas y sales biliares. El epitelio glandular forma glándulas. Las glándulas son involuciones de células epiteliales especializadas para sintetizar compuestos específicos. El cuerpo tiene dos tipos de glándulas multicelulares. Las glándulas exocrinas tienen ductos excretores que conducen el material secretado de la glándula hacia la superficie de un lumen (pasillo) sobre la piel. Existen dos tipos de glándulas exocrinas. Las glándulas exocrinas simples tienen conductos simples sin ramificaciones. Algunos ejemplos son las glándulas sudoríparas, la mayor parte de las del tracto digestivo y las sebáceas. El otro tipo de glándula exocrina es la glándula exocrina compuesta. Estas glándulas se componen de varios lóbulos, cada uno con ductos que se unen a otros. Por lo que los conductos se encuentran ramificados. Los ejemplos de éstas son las glándulas mamarias y las grandes glándulas salivales. Las glándulas endocrinas son el segundo tipo de glándulas multicelulares en el cuerpo. No presentan conductos y secretan hormonas; los ejemplos son la tiroides y la glándula pituitaria. Las células caliciformes son glándulas unicelulares que secretan moco. Se encuentran distribuidas entre las células epiteliales que componen las membranas mucosas. Endotelio es un nombre especial que se le da al epitelio que recubre el sistema circulatorio. Este sistema está cubierto por una sola capa de células tipo escamoso. El endotelio recubre los vasos sanguíneos y los vasos linfáticos. El que recubre el corazón tiene un nombre especial, que es endocardio. Un capilar sanguíneo consta de una sola capa de endotelio. A través de esta capa unicelular pasan el oxígeno, dióxido de carbono, nutrientes y los desechos que son transportados por las células sanguíneas hacia el resto de las células del cuerpo. El último tipo de tejido epitelial clasificado en base a la función es el mesotelio. También se conoce como tejido seroso y cubre las grandes cavidades del cuerpo que no abren al exterior. Estas membranas consisten únicamente en una capa de células escamosas sobre una lámina de tejido conectivo. Existen nombres especiales asociados con este tipo de tejido epitelial. La pleura es la membrana serosa o tejido mesotelial que recubre la cavidad torácica. El pericardio es la membrana serosa que cubre el corazón; el peritoneo es la membrana serosa que cubre la cavidad abdominal. Este tejido protege, ya que reduce la fricción entre órganos y secreta fluidos. El término parietal se refiere a las paredes de una cavidad y visceral se refiere a la cubierta de un órgano.

TEJIDO CONECTIVO El segundo mayor tipo de tejido es el tejido conectivo. Este tipo de tejido permite el movimiento y provee soporte

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a otros tejidos. En éste, a diferencia del epitelial, hay abundancia de un material intercelular llamado matriz. Esta matriz varía en su tipo y cantidad. Contribuye a las diferencias que existen entre los distintos tipos de tejido conectivo. También existen fibras de colágeno y elastina embebidas en la matriz. A veces, las fibras pueden observarse fácilmente bajo el microscopio, como ocurre en los tendones, mientras que en otros tejidos, no son tan aparentes, como en el cartílago. Podemos clasificar el tejido conectivo en tres subgrupos: tejido conectivo laxo, tejido conectivo denso y tejido conectivo especializado.

Tejido conectivo laxo Como su nombre lo indica, las fibras del tejido conectivo laxo no se encuentran muy juntas. Existen tres tipos de éste: areolar, adiposo y reticular. El tejido conectivo rellena los espacios y penetra entre los órganos. El tejido areolar es el que presenta mayor distribución. Se estira fácilmente aunque es resistente a la ruptura. Tiene tres tipos principales de células distribuidas entre sus delicadas fibras: los fibroblastos, los histiocitos y los mastocitos. Los fibroblastos son pequeñas células aplanadas con grandes núcleos y poco citoplasma; su forma es ligeramente irregular. El término fibroblasto (blasto significa germinal o embrionario) se refiere a la capacidad de estas células para formar fibrillas (pequeñas fibras). Participan activamente en la reparación de lesiones. Los histiocitos son células fagocíticas estacionarias y grandes, que ingieren (fago = comer) desechos y microorganismos fuera del sistema circulatorio sanguíneo. Originalmente se encuentran como monocitos en la sangre circulante. Cuando son motiles en el tejido se denominan macrófagos. Un macrófago del tejido conectivo laxo se denomina específicamente como un histiocito. Los histiocitos son estacionarios o se encuentran fijos en el tejido. Los mastocitos son células redondas o poligonales y se encuentran cerca de vasos sanguíneos pequeños. Los mastocitos funcionan en la producción de heparina (un anticoagulante) y la histamina (una sustancia inflamatoria que se produce como respuesta alérgica). El tejido areolar es el soporte básico alrededor de los órganos, músculos, vasos sanguíneos y nervios (Figura 5-5). Forma las delicadas membranas alrededor de la médula espinal y del cerebro. Une a la piel con los tejidos subyacentes. El tejido adiposo es el segundo tipo de tejido conectivo laxo (Figura 5-6). Está cargado con células adiposas. Las células adiposas contienen tanta grasa almacenada que su núcleo y citoplasma quedan pegados contra la membrana celular. En un corte histológico bajo el microscopio, se ven como grandes burbujas de jabón y se reconocen fácilmente. El tejido adiposo actúa como un empaque firme y protector alrededor y entre los órganos, entre haces de fibras musculares y nervios, así como también da soporte a los vasos sanguíneos. Los riñones tienen una capa de tejido adiposo que los cubre para protegerlos de golpes o sacudidas fuertes. Además, como

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CAPÍTULO 5

Tejidos

Función

Ubicación y características

Morfología Mastocitos

Está compuesto de una gran matriz semifluida con muchos tipos diferentes de células y fibras. Incluye fibroblastos (fibrocitos), células plasmáticas, macrófagos, mastocitos y diversos tipos de glóbulos blancos. Las fibras son haces de proteínas fuertes y flexibles de colágeno y de fibras elásticas de elastina. Se encuentra en la epidermis de la piel y en la capa subcutánea con células adiposas.

Fibras reticulares Fibras de colágeno Fibroblasto Célula plasmática Fibra elástica Matriz Macrófago

(A)

(B)

Fotografía (B) cortesía de John D. Cunningham, Visuals Unlimited, Inc.

Conectivo areolar (laxo) Este tejido rodea varios órganos y soporta neuronas y vasos sanguíneos que transportan nutrientes (a las células) y desperdicios (fuera de las células). El tejido areolar también almacena (temporalmente) glucosa, sales y agua.

FIGURA 5-5. Vistas de tejido conectivo laxo o areolar.

Función

Ubicación y características

Morfología Citoplasma

Es un tipo de tejido conectivo laxo compuesto de células adiposas en forma de saco; se especializa en el almacenamiento de grasa. Las células adiposas se encuentran en todo el cuerpo; en la capa subcutánea de la piel, alrededor de los riñones, dentro de las articulaciones y en la médula de los huesos largos.

Fibras de colágeno Núcleo Vacuola (para almacenamiento de grasa)

(A)

(B)

Fotografía (B) cortesía de Fred Hossler, Visuals Unlimited, Inc.

Tejido adiposo Este tejido almacena lípidos (grasa), actúa como un filtro, amortigua, da soporte y aísla el cuerpo.

FIGURA 5-6. Vistas de tejido adiposo. Este tejido rodea los lóbulos de las glándulas mamarias. La cantidad de tejido adiposo deter-

mina el tamaño de los senos en una mujer.

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CAPÍTULO 5 Tejidos

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la grasa es un mal conductor del calor, el tejido adiposo actúa como un aislante para el cuerpo, protegiéndolo de pérdidas excesivas de calor o de un incremento excesivo en la temperatura. Piensa en los animales del Ártico y del Antártico. Pueden vivir allí gracias a las capas de grasa, que son de tejido adiposo. La joroba de un camello no es un órgano para almacenar agua, sino una joroba constituida de tejido adiposo con gran capacidad de almacenar grasa para proteger los órganos internos del calor del desierto. El tejido reticular es el tercer tipo de tejido conectivo suelto. Consiste de una red fina de fibras que forman el marco estructural del hígado, de la médula ósea y de los órganos linfoides, como el bazo y los nódulos linfáticos.

son tendones anchos y planos (Figura 5-7). Los tendones tienen una mayoría de fibras de colágeno, mientras que los ligamentos (ej., cuerdas vocales) tienen una combinación de colágena y elastina. Los ejemplos de tejido conectivo denso que tienen un arreglo irregular de estas fibras son las láminas musculares, la capa de la dermis de la piel, y las cubiertas externas de los tubos corporales como los de las arterias. Las cápsulas que son parte de una estructura articular también tienen tejido conectivo denso irregular, como la fascia, el tejido conectivo que cubre un músculo completo.

Tejido conectivo denso

Algunos tipos de tejido conectivo tienen funciones especializadas. El cartílago es uno de estos tipos especiales de tejido. Los tres tipos de cartílago que encontramos en el cuerpo son hialino, fibroso y elástico. Las células del cartílago se llaman condrocitos; son células grandes y redondas con núcleos esféricos. Cuando vemos el cartílago bajo el microscopio, los condrocitos se encuentran en cavidades llamadas lagunas. Las lagunas son cavidades en una matriz firme compuesta de proteínas y polisacáridos. Dependiendo del tipo de cartílago, diferentes

Función

Tejido conectivo denso Este tejido forma ligamentos, tendones y aponeurosis. Los ligamentos son bandas (o cuerdas) fuertes y flexibles que sostienen firmemente a los huesos en las articulaciones. Los tendones son bandas blancas y brillantes que adhieren los músculos esqueléticos con los huesos. Las aponeurosis son bandas de tejido anchas y aplanadas que sujetan un músculo a otro o al periostio (la cubierta ósea). La fascia es tejido conectivo fibroso alrededor del músculo que permite al músculo mantenerse en su lugar.

Ubicación y características

El tejido conectivo denso es también llamado tejido blanco, porque está hecho de fibras de colágeno empaquetadas de manera muy firme. El tejido denso es flexible pero no elástico. Este tejido tiene poca irrigación sanguínea y por eso tarda en sanar.

Morfología

Fibras de colágeno Fibroblasto

Fotografía (B) cortesía de Carolina Biological, Visuals Unlimited, Inc.

Como su nombre lo indica, el tejido conectivo denso está compuesto de paquetes de fibras proteicas. Se divide en dos subgrupos que se basan en el arreglo de las fibras y de la fracción de las fibras fuertes de colágeno y de las fibras flexibles de elastina. Los ejemplos de tejido conectivo denso que tienen un arreglo regular de fibras son los tendones, que unen los músculos al hueso; los ligamentos, que unen el hueso con otro hueso; y las aponeurosis, que

Tejido conectivo especializado

(A) densamente empaquetadas

(B)

FIGURA 5-7. Algunos ejemplos de tejido conectivo denso con un arreglo regular de fibras son los tendones, los ligamentos y las

aponeurosis. Los que presentan un arreglo irregular de fibras se denominan fascias.

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CAPÍTULO 5

Tejidos

Función

Cartílago Proporciona un soporte firme pero flexible al esqueleto embrionario y a una parte del esqueleto adulto. Hialino Conforma el esqueleto de un embrión.

Ubicación y características

Morfología

El cartílago hialino se encuentra en la superficie de huesos articulares y también en la punta de la nariz, bronquios y tubos bronquiales. Las costillas están unidas al esternón (hueso pectoral) por el cartílago costal. También se encuentra en la laringe y en la tráquea.

Células (condrocitos) Matriz

Laguna (espacio que encierra las células) (A)

Fotografía (B) cortesía de Fred Hossler, Visuals Unlimited, Inc.

102

(B)

FIGURA 5-8. La anatomía del cartílago hialino.

cantidades de fibras de colágeno y elastina se encontrarán embebidas en la matriz, causando que el cartílago sea flexible o muy fuerte y resistente. El cartílago hialino, cuando se observa bajo el microscopio, tiene una matriz sin fibras visibles, de aquí el nombre hialino, que significa claro o cristalino (Figura 5-8). Conforme el feto se forma en el vientre, el sistema esquelético se compone por completo de cartílago hialino y es visible después de los tres meses de embarazo. Gran parte de este cartílago hialino será sustituido por hueso en los siguientes seis meses, a través del proceso llamado osificación. Sin embargo, parte del cartílago hialino permanece como una cubierta en las superficies de los huesos que forman las articulaciones. En nuestro cuerpo, los cartílagos costales que unen las terminaciones anteriores de nuestro séptimo par de costillas con el esternón se componen de cartílago hialino. La tráquea y los bronquios permanecen abiertos por medio de anillos incompletos de cartílago hialino. El septo de nuestra nariz también se compone de este tipo de cartílago. El fibrocartílago tiene una mayoría de fibras de colágeno embebidas en la matriz (Figura 5-9). Dichas fibras hacen que este tipo de cartílago sea denso y muy resistente al estiramiento. Los discos intervertebrales que rodean nuestra médula espinal y actúan como amortiguadores entre nuestras vértebras se componen de este fuerte cartílago. También conecta nuestros dos huesos

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pélvicos con la sínfisis púbica. Por lo tanto, podemos flexionar nuestra columna vertebral y curvarnos dentro de un límite particular de movimiento. Durante el parto, ocurre una expansión del canal del parto en la sínfisis púbica dentro de cierto límite gracias al fibrocartílago. El tercer tipo de cartílago es el cartílago elástico. Este tipo de cartílago tiene una predominancia de fibras de elastina embebidas en la matriz. Estas fibras deben teñirse de forma especial para poder ser vistas bajo el microscopio (Figura 5-10). Además permiten que este tipo de cartílago sea flexible y capaz de regresar a su forma original. El cartílago elástico se encuentra en nuestro oído externo o aurícula, en nuestros canales o tubos auditivos y en la epiglotis. El hueso es un tipo de tejido conectivo especializado muy firme. Este tema se cubre con mayor detalle en el Capítulo 7. Si observamos una sección de hueso, podemos distinguir dos tipos de tejido óseo: el hueso compacto, que forma la densa capa externa del hueso y tiene una apariencia sólida, y el hueso esponjoso, que forma el interior, es de apariencia esponjosa y se localiza debajo del hueso compacto. Cuando se ven al microscopio, las células óseas, llamadas osteocitos, también se encuentran las cavidades o lagunas, como lo vimos en el cartílago. La matriz del hueso está impregnada con sales minerales, particularmente de calcio y fósforo, que le confieren al hueso su apariencia dura y firme (Figura 5-11).

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CAPÍTULO 5 Tejidos

Fibrocartílago Es una sustancia de soporte, fuerte y flexible, que se encuentra entre los huesos y en donde se requiera de la aplicación de mucha fuerza (y cierto grado de rigidez).

Ubicación y características

Morfología

El fibrocartílago se localiza dentro de los discos intervertebrales y en la sínfisis púbica entre los huesos del pubis.

Condrocitos Fibras blancas y densas (A)

Fotografía (B) cortesía de, Visuals Unlimited, Inc.

Función

103

(B)

FIGURA 5-9. La anatomía del fibrocartílago.

Función

Cartílago elástico La matriz intercelular está embebida con una red de fibras elásticas y es firme pero flexible.

Ubicación y características

Morfología

El cartílago elástico se localiza en el interior del tubo auditivo, en el oído externo, la epiglotis y la laringe.

Fibras elásticas Condrocitos Núcleo

(B)

Fotografía (B) cortesía de Triarch, Visuals Unlimited, Inc.

(A)

FIGURA 5-10. La anatomía del cartílago elástico.

Otro tejido conectivo especializado es la dentina, el material que forma nuestros dientes. Aunque la dentina está muy relacionada con el hueso en cuanto a su estructura, es más dura y más densa. La corona de nuestros dientes está cubierta con otro tipo de material, el esmalte, que tiene una apariencia blanca. La dentina es de color

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café claro. Si alguna vez te has astillado un diente, el material café que ves debajo del esmalte es la dentina. El esmalte se secreta hacia la dentina a partir de células epiteliales especiales que originan el órgano del esmalte. Esta secreción ocurre justo antes de que los dientes salgan a través de las encías.

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CAPÍTULO 5

Tejidos

Función

Tejido óseo Comprende el esqueleto del cuerpo, el cual da soporte y protección a las partes de los tejidos suaves subyacentes y a los órganos, y también sirve para el anclaje de los músculos esqueléticos.

Ubicación y características

Morfología

La matriz intercelular de los tejidos conectivos se calcifica debido a las sales minerales (carbonato de calcio y fosfato de calcio). La calcificación le confiere a los huesos dureza y resistencia. Todo el esqueleto está compuesto de tejido óseo.

Célula ósea Citoplasma Núcleo

Lagunas óseas

(A)

(B)

Fotografía (B) cortesía de Fred Hossler, Visuals Unlimited, Inc.

104

FIGURA 5-11. Vistas del hueso compacto.

Los tejidos sanguíneo y hematopoyético son otros ejemplos de tejido conectivo especializado. La sangre es un tejido conectivo único en tanto se compone de una porción fluida (el plasma) así como por sus elementos sanguíneos: los eritrocitos o glóbulos rojos, y los leucocitos o glóbulos blancos (Figura 5-12). La sangre se discute con mayor detalle en el Capítulo 13. Las células sanguíneas se forman en la médula ósea roja, y algunos glóbulos blancos también se forman en los órganos linfoides. La médula y los órganos linfoides se conocen como tejidos hematopoyéticos. La sangre es el tejido líquido que circula a través del cuerpo. Transporta oxígeno, nutrientes, hormonas, enzimas y productos de desecho como el dióxido de carbono gaseoso y la urea. También brinda protección al cuerpo por medio de los glóbulos blancos y ayuda a regular la temperatura corporal. El tejido linfoide es otro tipo de tejido conectivo especializado (Figura 5-13). Se encuentra en las glándulas linfáticas o nódulos linfáticos, el timo, el bazo, las amígdalas y los adenoides. El tejido linfático manufactura las células plasmáticas, como los linfocitos B. El papel principal de este tejido es la producción de anticuerpos y la de protegernos de las enfermedades causadas por microorganismos foráneos. El sistema reticuloendotelial o sistema RE consiste en células de tejido conectivo especializadas en la fagocitosis. Existen tres tipos de células que cumplen esta categoría. El primer tipo lo conforman las células RE que

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recubren el hígado (también se conocen como células de Kupffer) y aquellas que recubren el bazo y la médula ósea. El segundo tipo son los macrófagos. Estas células también se conocen como histiocitos porque están fijas en el tejido hasta que necesitan “caminar” hacia un invasor y devorarlo. Cualquier célula fagocítica del sistema RE puede denominarse macrófago. El tercer tipo es una celula de la neuroglia, la cual da soporte, y una célula de la microglía. Ésta es una célula fagocítica que se encuentra en el sistema nervioso central. Otro tipo de células de la neuroglía también dan soporte. Las membranas sinoviales recubren las cavidades de las articulaciones de movimiento libre y también se clasifican como tejido conectivo especializado. Estas membranas recubren las bursas, que son pequeños sacos que contienen fluido sinovial entre los músculos, tendones, huesos, piel y estructura subyacentes. Previenen la fricción.

Funciones del tejido conectivo El tejido conectivo tiene muchas funciones variadas: 1. Dar soporte: los huesos dan soporte a otros tejidos del cuerpo. En la superficie de los huesos encontramos músculos, nervios, vasos sanguíneos, grasa y piel. El cartílago soporta nuestra nariz y es el principal componente de la estructura de nuestros oídos.

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CAPÍTULO 5 Tejidos

Sangre vascular (tejido sanguíneo líquido) Transporta nutrientes y moléculas de oxigeno a las células y desechos metabólicos hacia fuera de las células (puede ser considerado como un tejido líquido). Contiene células que funcionan en la defensa del cuerpo y en la coagulación sanguínea.

Ubicación y características

Morfología

La sangre está compuesta de dos partes principales: una líquida llamada plasma y una fracción celular sólida conocida como células sanguíneas (corpúsculos sanguíneos). Los corpúsculos se suspenden en el plasma y de los cuales existen dos tipos: células rojas de la sangre (eritrocitos) y células blancas (leucocitos). Un tercer componente celular (realmente, un fragmento celular) son las plaquetas. La sangre circula dentro de los vasos (arterias, venas y capilares) y a través del corazón.

Eritrocitos

Trombocitos (plaquetas)

Neutrófilo

Monocito

(A)

Linfocito

Basófilo

Eosinófilo

Fotografía (B) cortesía de Fred Hossler, Visuals Unlimited, Inc.

Función

105

(B)

FIGURA 5-12. Vistas de la sangre, un tipo de tejido conectivo fluido.

Linfa Transporta tejido líquido, proteínas, grasas y otros materiales de los tejidos del sistema circulatorio. Esto ocurre a través de una serie de tubos llamados vasos linfáticos.

Ubicación y características

La linfa es un fluido constituido por agua, glucosa, proteínas, grasas y sales. Sus componentes celulares son los linfocitos y los granulocitos. Ellos fluyen en los vasos linfáticos que corren paralelamente a las venas y bañan los espacios intercelulares.

Morfología

Capilar sanguíneo

Eritrocito Leucocito Linfa

Cells © Delmar/Cengage Learning

Función

Capilar linfático

FIGURA 5-13. El diagrama de un capilar linfático.

2. Nutrición: la sangre transporta nutrientes a las células del cuerpo. Las membranas sinoviales en las cápsulas articulares nutren al cartílago que se encuentra encima de los huesos. 3. Transporte: la sangre transporta gases, enzimas y hormonas hacia las células.

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4. Conexión: los tendones conectan los músculos con los huesos, y los ligamentos conectan los huesos entre sí. 5. Movimiento: los músculos jalan los huesos por medio de los tendones, y los huesos mueven nuestros cuerpos alrededor de nuestro ambiente.

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CAPÍTULO 5

Tejidos

6. Protección: los huesos protegen órganos vitales del cuerpo, como son el corazón, pulmones, cerebro y médula espinal. Las células sanguíneas, especialmente los leucocitos, nos protegen de microorganismos foráneos y de las lesiones a los tejidos. 7. Aislamiento: el tejido adiposo (grasa) nos previene de la pérdida excesiva de calor, así como de un incremento excesivo en la temperatura. 8. Almacenamiento: el hueso almacena las sales minerales, calcio y fósforo. El tejido adiposo almacena las moléculas altamente energéticas de la grasa, para que se usen y conviertan en trifosfato de adenosina cuando sea necesario. 9. Unión y separación: el tejido conectivo une a la piel con los músculos subyacentes. También forma capas alrededor y entre los órganos.

TEJIDO MUSCULAR La característica básica del tejido muscular es su capacidad de acortarse y engrosarse o contraerse. Esto se debe a la interacción de dos proteínas en la célula muscular: la actina y la miosina. La contractilidad de las células musculares se discute con mayor detalle en el Capítulo 9. Debido a que la longitud de una célula muscular es mucho más grande que su ancho, generalmente nos referimos a ellas como fibras musculares. Los tres tipos del tejido muscular son liso, estriado o esquelético y cardiaco.

Función

Liso (involuntario no estriado) Éste proporciona el movimiento involuntario. Por ejemplo, el movimiento de los materiales por el tracto digestivo, controla el diámetro de los vasos sanguíneos y la pupila de los ojos.

Las células del tejido muscular liso tienen forma de huso con un solo núcleo (Figura 5-14). No presentan estrías, es decir, no se observa un patrón de bandas claras y oscuras cuando se ven bajo el microscopio. Este tejido muscular es involuntario, lo que quiere decir que no tenemos control sobre su contracción. Está controlado por el sistema nervioso autónomo. Podemos encontrar músculo liso en las paredes de los órganos que forman tubos como los del tracto digestivo, y en las arterias y venas. Las células musculares están arregladas en capas: una capa longitudinal externa y una capa circular interna. La contracción simultánea de ambas capas empuja el material en el interior de la luz de los órganos con espacios internos en una sola dirección. Por lo tanto, los alimentos son empujados por la contracción de los músculos lisos a lo largo del tracto digestivo, un movimiento denominado peristalsis o peristaltis, es la manera en que la sangre fluye a lo largo de las arterias y venas. La orina también es desplazada desde los riñones hacia los uréteres gracias a la contracción del músculo liso. Cuando mencionamos la palabra músculo, normalmente nos referimos al músculo esquelético o estriado (Figura 5-15). Éste es el tejido que origina el movimiento de nuestro cuerpo al poner en acción a los huesos, por lo que se denomina músculo esquelético. Las células del músculo esquelético son largas, delgadas, multinucleadas y con estrías. En ellas podemos apreciar las bandas claras de los filamentos delgados de actina, que se alternan con las bandas oscuras de los filamentos gruesos de miosina. Cuando comemos “carne” de animales o de pescado, generalmente lo que estamos consumiendo

Ubicación y características

Morfología

Este músculo no se ve estriado porque carece de las bandas de estrías del musculo esquelético; su movimiento es involuntario. Forma parte de las paredes de los tractos digestivo, respiratorio, genitourinario y de los vasos sanguíneos y linfáticos.

(B)

Núcleo

Célula en forma de huso

Espacio intercelular

(A) Fotografía (B) cortesía de R. Calentine, Visuals Unlimited, Inc.

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FIGURA 5-14. Vistas del músculo liso.

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CAPÍTULO 5 Tejidos

Esquelético (voluntario estriado) Estos músculos se anclan a las partes movibles del esqueleto. Realizan contracciones rápidas y potentes, y son capaces de mantener periodos largos de contracciones sostenidas, permiten el movimiento voluntario.

Ubicación y características

Morfología

El músculo esquelético es estriado (tiene bandas transversales en toda la longitud de la fibra muscular); es voluntario porque se mueve bajo control de la conciencia; y es esquelético porque se ancla (A) al esqueleto (huesos, tendones, y a otros músculos).

Núcleo

Miofibrillas

Fotografía (B) cortesía de R. Calentine, Visuals Unlimited, Inc.

Función

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(B)

FIGURA 5-15. Vistas de las células del músculo esquelético.

Cardiaco Estas células ayudan al corazón a contraerse para bombear la sangre hacia su interior y hacia fuera del mismo.

Ubicación y características

Morfología

Núcleo central

El músculo cardiaco es un músculo involuntario (no está bajo control de la conciencia) estriado (presenta un patrón de bandas transversales). Forma las paredes del corazón.

Estriaciones

(A)

(B)

Ramificación celular Disco intercalado

Fotografía (B) cortesía de John Cunningham, Visuals Unlimited, Inc.

Función

FIGURA 5-16. Vistas de las células del músculo cardiaco.

son los músculos. Los músculos componen cerca del 40% de nuestro peso y de nuestra masa total. El músculo estriado es voluntario y está bajo el control del sistema nervioso.

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El músculo cardiaco sólo se puede encontrar en el corazón. Al igual que el músculo esquelético, se encuentra estriado, pero de manera similar al músculo liso, solamente presenta un núcleo y se encuentra bajo

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CAPÍTULO 5

Tejidos

el control del sistema nervioso autónomo (Figura 5-16). Las células del músculo cardiaco son de forma cilíndrica, con ramificaciones que las conectan con otras células cardiacas. Estas ramificaciones se conectan entre sí a través de áreas especiales llamadas discos intercalados. Estas células son mucho más cortas que las de los músculos esquelético o liso. El músculo cardiaco es el que causa la contracción de nuestro corazón; por lo que también bombea la sangre a través de nuestro cuerpo. Las ramas interconectadas de las células del músculo cardiaco son responsables de coordinar la acción de bombeo del corazón (lo que será discutido con mayor detalle en el Capítulo 14).

TEJIDO NERVIOSO La unidad básica de organización del tejido nervioso es la célula nerviosa o neurona (Figura 5-17). En realidad, la neurona es una célula conductora, mientras que otras células del sistema nervioso, como la neuroglia, son células de soporte. Estos tipos de células nerviosas se discuten con mayor detalle en el Capítulo 10. Las neuronas

Función

Neuronas (células nerviosas) Tienen la capacidad de reaccionar ante los estímulos. 1. Irritabilidad Capacidad del tejido nervioso para responder a cambios ambientales.

son células muy largas, por lo que de igual manera que las células musculares, se denominan fibras nerviosas. Es básicamente imposible ver una neurona completa aún utilizando un objetivo de baja resolución en el microscopio porque son demasiado largas. Sin embargo, podemos ver las diferentes partes de una neurona conforme deslizamos la preparación. El cuerpo celular contiene el núcleo. También posee extensiones celulares parecidas a una raíz llamadas dendritas que reciben los estímulos y los conducen al cuerpo celular. Los axones son extensiones largas y delgadas del cuerpo celular que transmiten el impulso hacia las terminales del axón. El tejido nervioso está constituido por el cerebro, la médula espinal y varios nervios del cuerpo. Es el tejido del cuerpo con mayor organización. Controla y coordina las actividades corporales. Nos permite percibir nuestro medio ambiente y adaptarnos a condiciones cambiantes. Coordina nuestros músculos esqueléticos. Incluye los sentidos especiales como la vista, el gusto, el olfato y la audición. Controla nuestras emociones y nuestra capacidad de razonar. Nos permite aprender a través de la memoria.

Ubicación y características

Morfología

El tejido nervioso se compone de neuronas (las células nerviosas). Las neuronas tienen ramificaciones por medio de las cuales conectan y coordinan las distintas actividades del cuerpo. Se encuentran formando parte del encéfalo, la médula espinal y los nervios.

2. Conductividad Capacidad para transportar los impulsos (mensajes) nerviosos.

(B)

Dendritas Núcleo Vaina de mielina Axón

(A) Cuerpo celular

Ramificaciones de las terminales axónicas Fotografía (B) cortesía de Triarch, Visuals Unlimited, Inc.

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FIGURA 5-17. Vistas de una neurona (neurona motora multipolar).

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CAPÍTULO 5 Tejidos

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CONFORME EL CUERPO ENVEJECE Las células se dividen con mayor velocidad en los individuos jóvenes que en los adultos mayores. Por lo tanto, las lesiones en el adulto sanan mucho más lento, y ocasionalmente no sanan por completo, especialmente cuando se trata del tejido óseo. Se puede notar una disminución en las capacidades atléticas de los individuos a finales de la tercera década de vida y principios de la cuarta. Las células musculares y las neuronas funcionales disminuyen con la edad. La memoria y la capacidad cerebral declinan de manera significativa con la edad. Conforme envejecemos las fibras fuertes de colágena comienzan a tomar una forma irregular, por lo que los ligamentos y tendones se hacen más frágiles y menos flexibles. Las fibras elásticas pierden parte de su elasticidad. Vemos incrementos graduales en las arrugas de la piel gracias a estos cambios en las fibras del tejido conectivo. Por lo tanto, entre más viejos nos hacemos, más tendemos a usar cremas humectantes y cremas cosméticas o lociones que contengan fibra.

Campo

PROFESIONAL

Éstt son algunos campos profesionales disponibles para los individuos interesados Éstos en n el estudio de los tejidos. Requieren entrenamiento en microscopia para analizar las estructuras estr es tr celulares. ● Los histólogos son profesionales médicos especializados en el estudio de la

estructura y función de los tejidos. Pueden obtener empleo en las universidades y centros médicos. ● Los científicos forenses se especializan en el análisis de muestras de tejidos,

buscando pistas que ayuden a resolver crímenes. Son empleados por las agencias policiacas.

RESUMEN INTRODUCCIÓN 1. La histología es el estudio de los tejidos. 2. Los cuatro tipos de tejido son epitelial, conectivo, muscular y nervioso.

TEJIDO EPITELIAL 1. El tejido epitelial funciona de cuatro formas: protege los tejidos adyacentes; absorbe nutrientes; secreta hormonas, moco y enzimas; y excreta desechos como la urea a través del sudor. 2. La membrana basal actúa como un ancla y adhesivo para las células epiteliales. 3. El tejido epitelial puede ser clasificado de acuerdo a su forma, arreglo o función. 4. El tejido epitelial se compone de paquetes de células, con muy poco material intercelular.

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Clasificación en base a la forma 1. Las células epiteliales escamosas son planas y tienen una función protectora, como el recubrimiento de la cavidad oral o de nuestra piel. 2. Las células epiteliales cuboidales, como su nombre lo indica, tienen forma cúbica y funcionan en la protección y la secreción. 3. Las células epiteliales columnares son altas y rectangulares. Funcionan en la secreción y en la absorción. Clasificación en base al arreglo 1. El epitelio simple consta de una capa celular de grosor. 2. El epitelio estratificado tiene varias capas de células de grosor. 3. El epitelio pseudoestratificado aparenta tener varias capas celulares de grosor, pero en realidad, es una sola capa en donde todas las células se extienden desde la membrana basal hasta la superficie exterior.

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CAPÍTULO 5

Tejidos

4. El epitelio transicional consiste de varias capas de paquetes de células flexibles. Cuando se estiran parecen lisas; pero cuando se relajan parecen irregulares o dentadas. Clasificación en base a la función 1. La membrana mucosa protege, absorbe nutrientes, secreta enzimas y sales biliares además de producir moco. 2. Las glándulas exocrinas simples, como las glándulas sudoríparas y las sebáceas, tienen ductos individuales sin ramificaciones. 3. Las glándulas exocrinas compuestas poseen varios lóbulos ramificados con conductos ramificados. Los ejemplos de este tipo de glándulas son las glándulas mamarias y las glándulas salivatorias mayores. 4. Las glándulas endocrinas no poseen conductos y secretan hormonas directamente al torrente sanguíneo. 5. El endotelio recubre los vasos linfáticos y sanguíneos. El endotelio del corazón se denomina endocardio. 6. El mesotelio o tejido seroso recubre las grandes cavidades del cuerpo. La pleura recubre la cavidad torácica. El peritoneo recubre la cavidad abdominal. El pericardio cubre el corazón.

TEJIDO CONECTIVO 1. El tejido conectivo se compone de células con una gran cantidad de material intercelular llamado matriz. 2. Las fibras fuertes del colágeno o las fibras flexibles de la elastina, se pueden encontrar embebidas en esta matriz. 3. Los tres subgrupos de tejido conectivo son el tejido conectivo laxo, tejido conectivo denso y tejido conectivo especializado. Tejido conectivo suelto 1. Los tres tipos de tejido conectivo laxo son el areolar, el adiposo y el reticular. 2. El tejido conectivo laxo rellena y penetra en los órganos. 3. El tejido areolar es el más ampliamente distribuido entre los distintos tipos de tejido conectivo laxo. Contiene tres tipos de células: fibroblastos, que crean fibrillas para la reparación de los tejidos; histiocitos o macrófagos, que fagocitan; y mastocitos, que producen el anticoagulante heparina e histamina, una sustancia inflamatoria. 4. El tejido adiposo es tejido conectivo laxo con grasa almacenada en sus células. Protege y aísla. 5. El tejido reticular da forma al hígado, bazo, nódulos linfáticos y médula ósea.

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Tejido conectivo denso 1. El tejido conectivo denso tiene un arreglo regular de fibras embebidas, se encuentra en tendones, ligamentos y aponeurosis. 2. El tejido conectivo denso con un arreglo irregular de fibras embebidas, forma láminas musculares, las cápsulas de las articulaciones y la fascia. Tejido conectivo especializado 1. Las células que forman el cartílago se llaman condrocitos. Los tres tipos de cartílago son hialino, fibrocartílago y elástico. 2. El cartílago hialino se encuentra en los cartílagos costales que unen las costillas con el esternón, en el septo de la nariz y en los anillos que mantienen la tráquea y los bronquios abiertos. 3. El fibrocartílago es muy fuerte; los discos intervertebrales se componen de éste. 4. El cartílago elástico es flexible y se estira con facilidad. Se encuentra en las orejas, la epiglotis y en los tubos auditivos. 5. Los dos tipos de tejido óseo son el tejido compacto o denso y el tejido esponjoso. Las células óseas se llaman osteocitos. Se encuentran embebidas en una matriz de calcio y fósforo, que son las sales minerales responsables de la dureza del hueso. 6. Nuestros dientes se componen de dentina; la corona de nuestros dientes está cubierta por el esmalte. 7. La sangre se compone de una fracción líquida llamada plasma y las células sanguíneas. Las células sanguíneas se forman en la médula ósea roja, un tejido hematopoyético. 8. El tejido linfoide origina las glándulas linfáticas, timo, bazo, amígdalas y adenoides. Este tejido produce las células plasmáticas o linfocitos B que producen los anticuerpos. 9. El sistema reticuloendotelial (RE) participa en la fagocitosis del tejido conectivo. Las células de Kupffer recubren el hígado; las células RE también recubren el bazo y la médula ósea. La palabra macrófago es un término que se utiliza para cualquier célula fagocítica del sistema RE. Las células de la microglia fagocitan en el sistema nervioso; otras células de la neuroglia funcionan como soporte. 10. Las membranas sinoviales recubren las articulaciones y las bursas. Producen el fluido sinovial, que lubrica las articulaciones y nutre al cartílago. Funciones del tejido conectivo 1. Da soporte a otros tejidos. 2. Nutrición: la sangre transporta los alimentos. 3. Transporte: la sangre transporta enzimas y hormonas.

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CAPÍTULO 5 Tejidos

4. Conecta distintos tejidos. 5. Provee movimiento mediante los huesos. 6. Protege órganos vitales (huesos del cráneo y tórax) e inmuniza (tejido linfoide y glóbulos blancos). 7. Aísla y mantiene la temperatura (tejido adiposo). 8. Provee áreas de almacenamiento: el hueso almacena calcio y fósforo, el tejido adiposo almacena grasa. 9. Une y separa otros tejidos del cuerpo.

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*

4. Compara la estructura del tejido epitelial con la del tejido conectivo. * 5. ¿Por qué se dice que el tejido adiposo es un buen aislante? 6. Nombra cinco funciones del tejido conectivo y da ejemplos. 7. Nombra los tres tipos de tejido muscular. 8. Nombra los dos tipos de células nerviosas que componen el tejido nervioso. *

Preguntas de pensamiento crítico

TEJIDO MUSCULAR 1. Los tres tipos de tejido muscular son liso, estriado o esquelético y cardiaco. 2. Gracias a la interacción de dos proteínas, la actina y la miosina, las células musculares se pueden acortar o contraer. Algunas jalan los huesos mediante tendones y llevan a cabo el movimiento. 3. Las células del músculo liso son largas, unicelulares y no se encuentran estriadas. Son involuntarias y están arregladas en dos capas alrededor de órganos vacíos: una capa exterior longitudinal y una capa interior circular. Se encuentran en el tracto digestivo, arterias y venas, y los uréteres del riñón. 4. Las células del músculo esquelético o estriado son largas, multinucleadas y estriadas. Son voluntarias y jalan los huesos, causando el movimiento. 5. Las células de músculo cardiaco sólo se encuentran en el corazón. Están estriadas, son uninucleadas y de forma cilíndrica con ramas que se conectan a ramificaciones de otras células cardiacas mediante discos intercalados. Son las responsables de bombear sangre a través del corazón.

TEJIDO NERVIOSO 1. El tejido nervioso se compone de dos tipos de células nerviosas: las neuronas, que son células conductoras, y la neuroglia, que son células de soporte y protección. 2. Una neurona se compone de un cuerpo celular nucleado, extensiones del cuerpo celular, llamadas dendritas, y un axón largo con terminales axónicas. 3. El tejido nervioso controla y coordina las actividades del cuerpo.

PREGUNTAS DE REPASO 1. Nombra las tres formas de las células que componen el tejido epitelial. 2. Nombra los dos tipos de glándulas exocrinas y da un ejemplo de cada uno. 3. Nombra las cuatro funciones del tejido epitelial.

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COMPLETA LOS ESPACIOS EN BLANCO Completa los espacios en blanco con los términos apropiados. 1. Los tres tipos de tejido conectivo son: ____________________, _____________________ y _____________________. 2. Las _____________________ son las células que forman fibrillas y participan activamente en la reparación de las lesiones. 3. Los _____________________ son células fagocíticas que operan fuera del sistema vascular, generalmente se encuentran fijos en el tejido areolar. 4. Las _____________________ funcionan en la producción de heparina e histamina. 5. El tejido _____________________ es tejido conectivo laxo con células que contienen grasa. 6. Los ejemplos del tejido conectivo denso con un arreglo regular de fibras son _____________________, _____________________, y _____________________. 7. Los ejemplos del tejido conectivo denso que tienen un arreglo irregular de fibras son _____________________, _____________________, _____________________ y _____________________. 8. Los tres tipos de cartílago son _____________________, _____________________ y _____________________. 9. Los dos tipos más comunes de tejido óseo son _____________________ y _____________________. 10. Un diente se compone de _____________________; la corona del diente está cubierta por el _____________________, la sustancia más dura del cuerpo. 11. Las membranas _____________________ recubren las cavidades de las articulaciones de movimiento libre y las bursas. 12. Los dos tipos de fibras proteicas que se pueden encontrar en la matriz del tejido conectivo son _____________________ y _____________________.

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CAPÍTULO 5

Tejidos

RELACIONA LAS COLUMNAS Coloca el número apropiado en el espacio en blanco indicado. _____ Heparina 1. Células del cartílago _____ Histamina 2. Plaquetas sanguíneas _____ Condrocitos 3. La sustancia más dura _____ Osificación del cuerpo _____ Esmalte 4. Glóbulos blancos _____ Médula 5. Tejido hematopoyético _____ Eritrocitos 6. Anticoagulante _____ Leucocitos 7. Glóbulos rojos _____ Neurona 8. Células adiposas _____ Neuroglia 9. Dan soporte a la neurona 10. Células conductoras 11. Sustancia inflamatoria 12. Formación de hueso

Investiga y explora Investiga en internet los conceptos clave de este capítulo para descubrir información adicional y ejercicios interactivos. Las palabras clave pueden incluir anatomía de una neurona, tejido muscular, tejido epitelial o tejido conectivo.

Conexión con StudyWARE ™ Contesta un cuestionario o realiza un juego de concentración en tu CD-ROM de StudyWARE™.

E JE R CICIO DE L A B O R ATORIO: Material necesario: Un microscopio compuesto y preparaciones microscópicas.

A. TEJIDO EPITELIAL 1. Analiza una preparación de tejido epitelial escamoso estratificado. Estarán disponibles dos preparaciones. Las preparaciones hechas a partir de tejidos internos de humano, como la epiglotis, no tendrán queratina, lo que significa que las células presentarán núcleo. Si la preparación es de piel, las células estarán queratinizadas, y no tendrán núcleo. Observa la Figura 5-1 del texto mientras analizas este tejido. 2. Analiza las preparaciones de epitelio cuboidal simple. Esta preparación estará

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TEJIDOS hecha de un conducto glandular. Observa la Figura 5-2 en el texto mientras analizas la forma cúbica de estas células unidas a la membrana basal. 3. Analiza una preparación de epitelio columnar simple. La mejor preparación de este tipo de tejido proviene del intestino. Observa la Figura 5-3 en el texto mientras analizas la forma rectangular y la altura de estas células. 4. Examina una preparación de epitelio columnar pseudoestratificado y ciliado. Nota que los cilios, en el borde libre de las células, parecen flamas u olas. Observa que cada célula se extiende desde la membrana basal. Observa la Figura 5-4A en el texto.

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CAPÍTULO 5 Tejidos

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TEJIDOS (Continuación)

B. TEJIDO CONECTIVO 1. Examina una preparación de cartílago hialino. Nota que los condrocitos se encuentran en una cavidad o laguna y que la matriz es cristalina. En esta preparación no observarás fibras. Analiza la Figura 5-8 en el texto conforme ves la preparación. 2. Examina una preparación de cartílago elástico. Esta preparación ha sido teñida especialmente para mostrar las fibras de elastina, en forma de huso, embebidas en la matriz que rodea a los condrocitos en la laguna. Cuando veas esta preparación analiza la Figura 5-10 del texto. 3. Analiza una preparación de fibrocartílago. Observa el grosor y las ondulaciones que presentan las fibras de colágena en la matriz. Nota que hay pocos condrocitos en la laguna en comparación con los otros dos tipos de cartílago. Observa la Figura 5-9 cuando veas esta preparación. 4. Observa una preparación de hueso compacto. Analiza la Figura 5-11 del texto al mismo tiempo que observas la preparación. Identifica el canal central rodeado por los anillos del hueso. El canal central contiene un capilar sanguíneo. Los anillos óseos se forman por la matriz mineralizada y se denominan lamelas. Aprecia la laguna con osteocitos. 5. Observa una preparación de sangre de humano teñida con tinción de Wright. Primero analízala a baja resolución. Busca un área donde veas algunas células teñidas en oscuro. Éstas serán leucocitos con el núcleo teñido. Ahora pasa a alta resolución. Serás capaz de identificar muchos eritrocitos sin núcleo y varios leucocitos con su núcleo teñido, éstos generalmente aparecen doblados. También nota los pequeños puntos que

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se ven en el plasma; éstos son trombocitos o plaquetas. Compárala con la Figura 5-12 del texto.

C. TEJIDO MUSCULAR 1. Observa una preparación de músculo liso. Pon atención a la disminución en el tamaño de las células del músculo liso que no tienen estrías transversales. Tambien podrás apreciar que son uninucleadas y que bajo el microscopio parecen como agua fluyendo en un río. Analiza la Figura 5-14 del texto. 2. Analiza una preparación de músculo esquelético. Podrás apreciar que las células son largas, multinucleadas y con estrías transversales visibles. Se ven como polos gruesos bajo el microscopio. Las estrías transversales son bandas alternas de filamentos gruesos de miosina (oscuros) y filamentos delgados de actina (claros). Observa la Figura 5-15 del texto conforme veas este tejido. 3. Analiza una preparación de músculo cardiaco. Analiza la Figura 5-16 del texto. Nota que las células son estriadas y uninucleadas. Las células tienen ramificaciones que parecen divisiones en los polos. Puedes apreciar discos gruesos e intercalados que se conectan con las ramificaciones de las células cardiacas.

D. TEJIDO NERVIOSO 1. Examina una preparación de una neurona multipolar. Esta preparación proviene de la médula espinal de buey. Obsérvala a baja resolución para identificar el cuerpo celular con el núcleo y las extensiones de las dendritas. Observa los axones largos con sus terminaciones axónicas. Analiza la Figura 5-17 del texto.

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El sistema tegumentario OBJETIVOS DEL CAPÍTULO Después de estudiar este capítulo, deberás ser capaz de: 1. Nombrar las capas de la epidermis. 2. Definir el término queratinización. 3. Explicar por qué existen distintos colores de piel entre las personas. 4. Describir la anatomía de un cabello. 5. Comparar los tipos de glándulas presentes en la piel basadas en su estructura y secreción. 6. Explicar la importancia de la sudoración en la supervivencia. 7. Explicar cómo la piel ayuda a regular la temperatura corporal. 8. Nombrar las funciones de la piel.

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C O N C E P T O S C L AV E Albinismo Cabello Callo Callosidades Cama de la uña Carcinoma de células basales Carcinoma de células escamosas Cianosis Corium Corteza Cuerpo de la uña Cutícula Dermis Desmosomas Eje

Epidermis Estrato basal Estrato córneo Estrato espinoso Estrato germinativo Estrato granuloso Estrato lúcido Estratos Folículo piloso Glándulas sebáceas Glándulas sudoríparas Hipodermis Lúnula Médula Melanina

INTRODUCCIÓN El sistema tegumentario o integumentario está conformado por la piel y sus apéndices. Ver Mapa Conceptual 6-1: Sistema tegumentario. Los apéndices o modificaciones de la piel incluyen el pelo, las uñas, las glándulas sebáceas, ceruminosas y sudoríparas. La palabra tegumento significa cubierta o envoltura. La piel de una persona adulta cubre aproximadamente de 1.5 a 2.0 metros cuadrados de la superficie del cuerpo. La piel pesa alrededor de 2.7 kg (casi el doble del peso del cerebro o del hígado) y recibe aproximadamente un tercio de toda la sangre que circula en nuestro cuerpo. Es flexible pero a la vez rugosa y bajo condiciones normales es capaz de reparar y regenerarse por sí misma. Casi toda nuestra piel es resistente al agua. Nos protege de la dañina luz ultravioleta emitida por los rayos solares gracias a la presencia

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Melanocitos Melanoma maligno Músculo erector del pelo Porción papilar Porción reticular Quemadura de grosor completo Quemadura de grosor parcial Quemaduras de primer grado Quemaduras de segundo grado Quemaduras de tercer grado Queratina Queratinización Raíz Raíz de la uña Sebo

de células pigmentadas. Es una barrera efectiva que nos protege de las sustancias químicas más dañinas evitando que entren a nuestro ambiente interno. Participa en la disipación de agua durante la sudoración, con lo que ayuda a regular nuestra temperatura corporal.

LAS CAPAS DE LA PIEL Nuestra piel consiste de dos capas principales (Figura 6-1). La epidermis es una capa de tejido epitelial que a su vez puede dividirse en subcapas. Se localiza por encima de la segunda capa, conocida como dermis. Ésta es una capa densa de tejido conectivo que conecta la piel con los tejidos que se encuentran por debajo de ella, como la grasa y el músculo. Por debajo de la dermis se localiza la capa subcutánea, con frecuencia denominada hipodermis. 115

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CAPÍTULO 6 El sistema tegumentario

Sistema tegumentario

posee una

desarrolla una

Estructura específica

Función específica

permite

incluye

Glándulas sebáceas

Pelo

Uñas

incluye

Glándulas Glándulas sudoríparas ceruminosas

suaviza el

secreta

Piel

Receptores sensoriales

Recepción sensorial

para

secreta incluye

secreta

Regulación de la temperatura

necesaria involucra para

Protección

Excreción

en contra de incluye

yace sobre

Sebo

Sudor

Cerumen

Epidermis con queratina, melanina

Dermis con vasos sanguíneos

Capa subcutánea con grasa

VasoAislamiento constricción y dilatación

Enfriamiento mediante evaporación

Rayos UV y microorganismos

para

para

para

para

para para

MAPA CONCEPTUAL 6-1. Sistema tegumentario. Ésta es la primera introducción de un mapa conceptual. Cada sistema del

cuerpo tendrá un mapa conceptual que esquematizará la relación entre las diversas estructuras del sistema y cómo estas estructuras permiten al sistema desempeñar sus funciones. Un mapa conceptual es básicamente un esquema que permite visualizar los principales temas de un capítulo en una sola página, de esta manera, el lector cuenta con un panorama general de éstos. El mapa conceptual divide un tema en sus componentes principales. En primer lugar, el sistema del cuerpo se divide por líneas de conexión en sus estructuras y funciones. Entonces, cada uno de estos dos grandes temas se subdividen en componentes más pequeños. La conexión de las líneas o flechas se usan para unir las divisiones relacionadas con el propósito de mostrar las relaciones. De vez en cuando, una breve descripción o una palabra pueden usarse junto con las líneas de conexión para reforzar la explicación de la relación. Dedica unos minutos a examinar el mapa conceptual antes de continuar tu lectura por el capítulo. Además te ayudará a preparar el terreno para lo que estés por leer. Al estudiar la información del capítulo, recurre al mapa conceptual, el cual te ayudará a recordar lo que has leído.

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CAPÍTULO 6 El sistema tegumentario

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Eje del pelo Poro Papila Epidermis Capilar Conducto de la glándula sudorípara Dermis Glándula sebácea Fibra nerviosa Capa subcutánea (hipodermis)

Glándula sudorípara

Célula adiposa

© Delmar/Cengage Learning

Vaso sanguíneo

FIGURA 6-1. Las capas de la piel y algunos de sus apéndices.

Conexión con StudyWARE ™ Observa una animación relacionada con la piel en tu CD-ROM de StudyWARE™.

La epidermis La epidermis o capa más externa de la piel está compuesta de células epiteliales queratinizadas (carecen de núcleos) estratificadas y escamosas. Estas células se mantienen juntas gracias a conexiones cerradas altamente convolucionadas llamados desmosomas. Estos desmosomas son responsables de la estructura continua y flexible de la piel. El grosor de la epidermis es mayor donde recibe una mayor cantidad de abrasión y peso –en las palmas de las manos y en las plantas de los pies–; y es mucho más delgada en la superficie ventral del tronco.

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La epidermis, que carece de vascularización, yace sobre una membrana de tejido conectivo. Las células más basales de esta membrana se dividen por mitosis, de manera que las células nuevas empujan a las más viejas hacia la superficie. A medida que se desplazan hacia arriba, su forma y composición química cambia debido a que pierden su contenido de agua y eventualmente mueren. Este proceso se conoce como queratinización debido que las células se comienzan a llenar de la proteína queratina. Estas células externas muertas, se descaman constantemente. La capa externa forma una barrera efectiva contra sustancias que pudieran penetrar la piel y es muy resistente a la abrasión. El proceso de queratinización produce capas distintivas de la epidermis llamadas estratos (Figura 6-2). De la porción más externa hacia la más interna podemos enumerar cinco capas. El estrato córneo, comúnmente llamada capa callosa; el estrato lúcido, comúnmente denominado la capa clara; el estrato granuloso, que en general se conoce como la capa granular; y el estrato espinoso, que regularmente recibe el nombre de capa espinosa. La capa más interna e importante, es el estrato germinativo (o capa regenerativa) también conocida como estrato basal.

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CAPÍTULO 6 El sistema tegumentario

Estrato córneo

Estrato lúcido Estrato granuloso Epidermis

Estrato espinoso

Estrato germinativo

Capa papilar

Capa reticular

© Delmar/Cengage Learning

Dermis

FIGURA 6-2. Epidermis y dermis.

El estrato córneo Constituye la capa más externa de la epidermis. Consiste de células muertas que se convirtieron en proteína. Se les denomina células queratinizadas debido a que han perdido la mayor parte de su contenido líquido. Los organelos de la célula se han convertido en masas de queratina que es una proteína muy dura, y la cual le da a esta capa su fuerza estructural. Estas células también están cubiertas y rodeadas de lípidos para prevenir el paso de los líquidos. Ellas están constituidas únicamente por 20% de agua en comparación con las células de la capa más interna que contienen cerca de 70%. Pueden consistir de hasta 25 capas. En el momento en que las células alcanzan esta capa, los desmosomas ya se rompieron y por lo tanto, estas células se descaman constantemente. La descamación de las células del cuero cabelludo se conoce como caspa.

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Esta capa también cumple el papel de barrera física contra las ondas luminosas y de calor, microorganismos (ej., bacterias, hongos, protozoarios y virus) y la mayoría de las sustancias químicas. El grosor de esta capa está determinado por la cantidad de estimulación y abrasión ejercida sobre la superficie, así como por la cantidad de peso que carga; a esto se debe el engrosamiento de la palma de las manos y de los pies. Cuando la piel se encuentra bajo una constante abrasión o fricción, desarrollará un área engrosada conocida como callo. Los estudiantes que escriben en exceso desarrollarán pequeños callos en los dedos con los que sostienen el lápiz. De igual manera pueden aparecer callosidades en los dedos del pie o en las estructuras prominentes del pie.

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CAPÍTULO 6 El sistema tegumentario

El estrato lúcido El estrato lúcido yace exactamente por debajo del estrato córneo pero es difícil de observar en el tipo de piel muy delgada. Su grosor es de una o dos células y éstas son planas y transparentes.

El estrato granuloso El estrato granuloso consiste de dos o tres capas de células aplanadas. Debido a que estas células tienden a acumular gránulos, se le denominó capa granular; estos gránulos no están relacionados de ninguna manera con el color de la piel. En esta capa, las células pierden su núcleo y se vuelven quebradizas. Es una capa activa en el proceso de queratinización. En esta capa las células pierden su núcleo y se ponen quebradizas y compactas.

El estrato espinoso El estrato espinoso consiste de varias capas de células poliédricas con forma de espinas. En este estrato, los desmosomas siguen presentes. El contorno generado por la forma poliédrica de las células provoca que tenga una apariencia espinosa. En ciertas clasificaciones, esta capa forma parte del estrato germinal.

El estrato germinativo El estrato germinativo es la capa de la piel más profunda e importante puesto que contiene las únicas células de la epidermis capaces de dividirse por mitosis. Cuando se forman nuevas células, éstas sufren cambios morfológicos y nucleares a medida que son empujadas hacia arriba por las células en división que se encuentran por debajo de ellas. De esta manera, originan las capas superiores de la epidermis que se regenerará a sí misma siempre y cuando el estrato germinal permanezca intacto. Su capa basal, denominada estrato basal, yace sobre la membrana basal.

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El estrato germinal también contiene las células denominadas melanocitos, que son los responsables del color de la piel. Los melanocitos son de forma irregular con apéndices largos que se extienden entre las otras células epiteliales de esta misma capa. Producen un pigmento llamado melanina la cual es responsable de las variaciones en la pigmentación de la piel. Los individuos

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de cualquier raza poseen el mismo número de melanocitos, pero las distintas razas portan genes específicos que determinan la cantidad de melanina producida por los melanocitos. Los melanocitos de los individuos de tez más oscura son más activos y producen una mayor cantidad de melanina. Con la exposición a la luz del sol, estas células se activan para producir melanina. La piel de cualquier persona (de cualquier raza) se oscurece después de una exposición prolongada a la luz solar; a este oscurecimiento de la piel se le llama bronceado. Con base en descubrimientos e investigaciones antropológicas realizadas por la familia Leakey en Olduvai Gorge, Tanzania, los científicos proponen que los humanos evolucionamos en África. Probablemente los primeros humanoides eran de piel muy oscura para protegerse del daño de los rayos ultravioleta; ellos poseían melanocitos muy activos como los africanos de hoy en día. Con el paso del tiempo, algunos humanos migraron lejos del ecuador y fijaron ciertas mutaciones y recombinaciones genéticas involucradas en la actividad de los melanocitos; de esta manera, después de muy largos periodos evolucionaron las distintas razas, cuyas variaciones en el color de la piel determinaron la cantidad de melanina producida y su distribución. El factor que más contribuye al incremento en la pigmentación de la piel es el efecto estimulador del sol sobre los melanocitos. La melanina se une a ciertas proteínas para formar un compuesto resistente; es por ello que la piel con una pigmentación más oscura sea más resistente a la irritación provocada por fuentes externas. Aquellas personas que viven cerca al ecuador tendrán tez más oscura que aquellas que habitan en las regiones al norte como Noruega, Suecia, Finlandia y Dinamarca. Esta variación en el contenido de melanina es el principal factor responsable de las diferencias de color entre razas. Los individuos con piel oscura tienen melanocitos más activos que aquellas personas de piel clara. Ciertas áreas del cuerpo pueden tener una mayor cantidad de melanina, tal como los pezones, las pecas y lunares, al igual que algunas otras presentan menor cantidad, como las palmas de las manos y las plantas de los pies. A pesar de que son varios genes los que determinan el color de la piel, una sola mutación puede causar la falta de color en la piel debido a que se inhibe la producción de melanina. Esta condición se conoce como albinismo y es producida por un gen recesivo que causa la ausencia de melanina. Las personas albinas no tienen pigmento en su piel ni en sus apéndices, su cabello es de color blanco, sus ojos de color rosa y su piel es extremadamente delicada. Estos individuos deben de ser muy cuidadosos y evitar la exposición al sol.

La dermis La dermis también recibe el nombre de corium; yace por debajo de la epidermis y a menudo se hace referencia a ella como la verdadera piel. Está compuesta por tejido conectivo denso, fibras blancas y fuertes de colágeno y

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CAPÍTULO 6 El sistema tegumentario

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

QUEMADURAS

Las quemaduras pueden clasificarse en tres grandes categorías: quemaduras de primer, segundo y tercer grados. Las quemaduras de primer y segundo grados pueden clasificarse como quemaduras de grosor parcial. Estas quemaduras no destruyen por completo la capa basal del estrato germinal y la regeneración de la epidermis ocurrirá, tanto a partir de los bordes de la herida como a partir de ella. Las quemaduras de primer grado involucran a la epidermis (Figura 6-3A). Pueden ser el resultado del contacto de la piel con objetos muy fríos o muy calientes. También pueden ser resultado de una exposición prolongada a los rayos del sol. Siempre debe usarse bloqueador solar para evitar este tipo de quemaduras. Los síntomas de las quemaduras de primer grado son el enrojecimiento de la piel y dolor. También puede producirse una ligera hinchazón o edema. Estas quemaduras pueden sanar en un periodo de siete días y no dejan cicatriz. Las quemaduras de segundo grado involucran tanto a la epidermis como a la dermis (Figura 6-3B). Con una participación mínima de la dermis, los síntomas incluirán enrojecimiento, dolor, hinchazón y la formación de ámpulas. La sanación de estas heridas puede tomar hasta dos semanas y no dejan cicatriz. Si la dermis se afecta de manera significativa, la quemadura puede tomar varios meses en sanar y la herida aparecerá de color blanco. Puede desarrollarse una cicatriz. En quemaduras de tercer grado, también llamadas quemaduras de grosor completo, la epidermis y la dermis se destruyen por completo (Figura 6-3C). La recuperación sólo puede ocurrir a partir del borde de la herida. Curiosamente, las quemaduras de tercer grado normalmente no causan dolor ya que los receptores sensoriales de la piel se destruyen. Por lo general el dolor proviene del área que rodea la quemadura de tercer grado, donde las de primer y segundo grados la rodean. Las quemaduras de tercer grado por lo general requieren de injertos de piel ya que tardan un largo periodo en sanar y tienden a formar un tejido desfigurado. Los injertos evitan estas complicaciones y acelerarán la recuperación. Los injertos de piel se preparan de la epidermis y la dermis de otra parte del cuerpo, por lo general de los glúteos y de los muslos, y posteriormente son colocados sobre la quemadura. El tejido intersticial de la quemadura ayuda a sanar el área.

amarillas de elastina. La dermis está embebida por vasos sanguíneos, nervios, vasos linfáticos, músculo liso, glándulas sudoríparas, folículos pilosos y glándulas sebáceas. La dermis puede dividirse en dos porciones (Figura 6-2). La porción papilar es el área adyacente a la epidermis, y la porción reticular se encuentra entre la porción papilar y el tejido graso subcutáneo localizado por debajo de ella. Una capa delgada de tejido areolar, que generalmente contiene grasa (tejido adiposo), se conoce como el tejido subcutáneo o fascia superficial y ancla a la dermis con estructuras subyacentes como el músculo o el hueso. A menudo nos referimos al tejido subcutáneo como la hipodermis. En esta área es donde se aplican las inyecciones hipodérmicas. El tono de color rosa de las personas de piel delgada se debe a la presencia de vasos sanguíneos en la dermis; la epidermis carece de ellos. Cuando un individuo se ruboriza, los vasos sanguíneos de la dermis se dilatan, causando el enrojecimiento del área facial. Cuando un individuo de piel delgada se sofoca o ahoga, el dióxido de carbono presente en la sangre provoca que la sangre tome un tono azulado; esto resulta en la coloración azulada de la piel o cianosis causada por la falta de oxígeno en la sangre. Por otro lado, cuando un individuo de piel oscura se sofoca o ahoga, ocurre la misma condición pero se produce un tono grisáceo o cenizo en su piel.

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LAS ESTRUCTURAS ACCESORIAS DE LA PIEL Las estructuras asociadas a la piel incluyen el cabello, uñas, glándulas sebáceas, glándulas ceruminosas en el conducto auditivo externo y las glándulas sudoríparas.

Pelo (o cabello) La presencia de pelo, además de las glándulas mamarias, es una característica principal de todos los mamíferos. Cuando el pelo es muy espeso y cubre la mayor parte de la superficie del cuerpo, como la de un perro o un gato, se le llama forro o pelaje. Incluso en los seres humanos, el pelo cubre todo el cuerpo excepto las palmas de las manos, las plantas de los pies, y ciertas partes de los genitales externos (por ejemplo, la cabeza del pene). En algunas partes del cuerpo, el pelo es tan pequeño que parece invisible, sin embargo, en otros lugares es muy evidente como en la cabeza, las axilas y alrededor de los genitales. La cantidad de pelo que una persona desarrolla está relacionada con factores genéticos complejos.

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Epidermis

Dermis

(A) Piel enrojecida y seca Primer grado

Primer grado, superficial

(B) Presencia de ámpulas, piel rosa o roja Segundo grado

Segundo grado, grosor parcial

(C) Piel carbonizada, piel negra, café y roja Tercer grado

Tercer grado, de grosor completo.

Fotografía cortesía de The Phoneix Society for Burn Surviors, Inc.

Grasa subcutánea, músculo

FIGURA 6-3. Las quemaduras son generalmente referidas como de (A) primer, (B) segundo, o (C) tercer grados.

Cada cabello individual se compone de tres partes (Figura 6-4): la cutícula, la corteza y la médula. La parte más externa es la cutícula, que consiste en varias capas de células superpuestas en forma de escama. La corteza es la porción principal del pelo, sus células son alargadas y se unen para formar fibras aplanadas. En las personas con cabello oscuro, estas fibras contienen gránulos de pigmento. La parte media o central del pelo se conoce como médula. Está compuesta de células con muchas caras. Éstas, con frecuencia presentan burbujas de aire. Existen otras estructuras que forman parte de la anatomía de un cabello. El eje es la parte visible del pelo. La raíz se encuentra embebida en un tubo de epidermis llamada folículo piloso. El folículo está compuesto de

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una vaina de tejido conectivo externa y una membrana epitelial interna que se continúa con el estrato germinativo. Unido al folículo piloso, se encuentra un conjunto de fibras de músculo liso que forman el músculo erector del pelo, responsable de crear la apariencia de la carne de gallina en la piel cuando nos asustamos o tenemos un escalofrío. El músculo es involuntario y cuando se contrae tira del folículo piloso, haciendo que el cabello se “erice”. Nos percatamos de la apariencia de la carne de gallina cuando el cabello es escaso. Cuando los perros o gatos enfurecen, los pelos de la parte dorsal de su cuello se erizan; de igual manera, esto es resultado de la contracción de estos músculos erectores.

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(A)

(B)

Epidermis

Eje del pelo

Cutícula de la capa Capa interna de la raíz interna Capa granular de la raíz Capa pálida

Médula Raíz del pelo

Corteza

Médula Corteza Raíz del pelo Cutícula (del pelo)

Pelo

Bulbo piloso (base de la raíz del cabello)

Músculo erector del pelo Glándula sebácea Capa dérmica de la raíz Capa externa del epitelio de la raíz

Arteria Vena

Capa interna del epitelio de la raíz Matriz

Grasa

Papilas dérmicas

Capa externa de la raíz

Papila del pelo en la raíz

Folículo piloso

Vasos sanguíneos

Matriz

© Delmar/Cengage Learning

Dermis

Cutícula

FIGURA 6-4. La anatomía de un cabello.

Crecimiento del pelo El crecimiento del pelo es similar al crecimiento de la epidermis. Ten en cuenta que el folículo del pelo es una involución de la epidermis. Las capas de células más profundas en la base del folículo del pelo son responsables de la producción de nuevas células mediante mitosis. Las células epiteliales de los folículos del cabello se dividen por mitosis y son empujadas hacia arriba a causa de la membrana basal. A medida que éstas se desplazan hacia arriba, se queratinizan y forman las capas del eje del cabello. El crecimiento de éste comienza en el bulbo piloso. Los vasos sanguíneos en el bulbo piloso proporcionan el alimento para producir el pelo. Éste crece en ciclos, y su duración depende del cabello. Una cabellera crece durante tres años y detiene su crecimiento por uno o dos años. La caída del cabello significa que el pelo está siendo reemplazado a medida que el pelo viejo se cae del folículo cuando un nuevo cabello comienza a formarse. Algunas personas, especialmente hombres, tienen una predisposición genética a lo que se denomina patrón de calvicie. Ellos sufren una pérdida permanente de pelo debido a que los folículos de su cabello también se pierden. Esto ocurre porque las hormonas sexuales masculinas afectan los folículos del pelo de los hombres provocando la calvicie.

Textura del pelo Clasificamos la textura del cabello como liso, ondulado o rizado. Esto se debe a factores genéticos que controlan la naturaleza de la queratina del cabello. La queratina de

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la corteza del cabello se polimeriza y se une en una configuración química determinada llamada alfa queratina, haciendo a las fibras elásticas. La cadena de alfa queratina en algunas personas produce el pelo liso, ondulado en otras, y con rizos más compactos en otras. Cuando se estira, la cadena de queratina adquiere una forma más lineal llamada beta queratina. A menos que el pelo se distienda o altere mediante agentes químicos, regresará inmediatamente a su configuración alfa habitual. Cuando nos bañamos, el cabello puede medir más de su longitud normal debido al peso del agua. Esto es posible debido a que la queratina de la proteína puede estirarse fácilmente en la dirección del eje longitudinal de las cadenas moleculares de aminoácidos. Los permanentes actúan sobre este principio y la gente puede cambiar la textura de su pelo acudiendo a un salón de belleza para recibir este tratamiento. El estilista estirará y moldeará el cabello para producir formas nuevas: tubos grandes para el pelo recto, pequeños y apretados para el pelo rizado. A continuación, un producto químico reductor se coloca en el pelo para romper los puentes disulfuro de la cadena de alfa queratina. Posteriormente, un nuevo producto químico oxidante se coloca en el pelo para restablecer la estabilización de nuevos enlaces cruzados en la actual posición de la cadena beta. Recuerda que los productos químicos sólo afectan a la parte visible del pelo o eje. Las nuevas células que crecen en el bulbo piloso no tendrán la nueva textura del permanente, y eventualmente el nuevo estilo se perderá. Se necesitará otra visita al salón de belleza para mantener la forma deseada del cabello.

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Color de pelo El color del pelo también está determinado por factores genéticos complejos. Por ejemplo, el cabello de algunas personas se vuelve gris en su juventud, mientras que otros encanecen alrededor de los 40, 50, o incluso tan tarde como a los 60 años. Sabemos que las canas se producen cuando el pigmento está ausente en la corteza del cabello. Las canas resultan tanto por la ausencia de pigmento en la corteza como por la formación de burbujas de aire en el eje. Factores hereditarios desconocidos determinan el encanecimiento del cabello. Un interesante proyecto de investigación se hizo con los gatos de pelo negro y gris. El pelo de un gato negro se volvió gris cuando su dieta era deficiente en ácido pantoténico (un aminoácido). La restauración de esta sustancia a su dieta convirtió el pelo gris a negro. Por desgracia, esto sólo funciona con los gatos. Así que la industria de coloración del cabello sigue siendo segura. El tener grandes emociones, como estar en un accidente grave de automóvil o de avión, puede hacer que el pelo de las personas cambie de color y se torne gris o blanco. Esto ocurre en raras ocasiones. Desconocemos los procesos fisiológicos que hacen que esto ocurra. Las estructuras asociadas a la piel incluyen el pelo, glándulas sebáceas, glándulas ceruminosas presentes en el canal auditivo, así como glándulas sudoríparas.

Uñas Los humanos tenemos uñas en la punta de los dedos de las manos y de los pies (Figura 6-5). Algunos otros animales presentan garras (pájaros, reptiles, gatos y perros) o pezuñas (caballos, vacas, venados y alces). La uña es una modificación de células epidérmicas callosas compuestas de queratina. El aire mezclado con la matriz de queratina, constituye la porción blanca en forma de luna creciente ubicada al final de cada uña y es conocida como lúnula, al igual que la parte blanca del extremo libre de cada uña. La lúnula varía de persona a persona y de uña a uña dependiendo de factores genéticos. El cuerpo de la uña es la porción visible de la uña. La raíz de la uña es la porción adherida a la cama de la uña a partir de la cual ésta crece aproximadamente 1 mm por semana, a menos que

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se presente una enfermedad que evite su crecimiento. La cutícula es el estrato córneo que se extiende hacia la parte externa sobre el extremo proximal del cuerpo de la uña. La uñas de nuestras manos crecen más rápido que las de nuestros pies. La regeneración de una uña que se ha perdido puede tomar de 3½ a 5½ meses. La regeneración de una uña del pie puede tomar entre 6 a 8 meses, siempre y cuando ésta permanezca intacta. A medida que envejecemos, la tasa de crecimiento de nuestras uñas disminuye.

Glándulas sebáceas Las glándulas sebáceas (Figura 6-1) se desarrollan a lo largo de las paredes de los folículos pilosos y producen el sebo. Se trata de una sustancia aceitosa que lubrica la superficie de nuestra piel, dándole un aspecto brillante. Las secreciones sebáceas están formadas por células que contienen todo el sebo. A medida que las células se desintegran, el sebo se mueve a lo largo del eje del pelo a la superficie de la piel donde se produce el brillo estético. Cepillar el cabello provoca que el sebo cubra el eje de nuestro cabello, haciendo que el pelo tenga un aspecto brillante. Recuerda lo bien que se ve tu perro o gato después de un buen cepillado. La secreción sebácea se encuentra bajo el control del sistema endocrino. Aumenta en la pubertad, lo que resulta en problemas de acné en los adolescentes y disminuye en la edad adulta, lo que resulta en problemas de piel seca. También aumenta al final del embarazo.

Las glándulas sudoríparas Las glándulas sudoríparas (Figura 6-1) son glándulas tubulares simples que se encuentran en la mayoría de las estructuras del cuerpo. Sin embargo, no se encuentran en los márgenes de los labios o la cabeza del pene. Son más numerosas en las palmas de nuestras manos y en las plantas de los pies. Se ha calculado que existen alrededor de 3000 glándulas sudoríparas por pulgada cuadrada en las palmas de nuestras manos. Cuando nos ponemos nerviosos, nuestras manos son las primeras zonas que sudan de nuestro cuerpo.

Matriz de la uña (segmento de la cama de la uña)

Eponiquio (cutícula)

Cama de la uña

Uña

Extremo libre Uña Extremo libre de la uña

Lúnula

© Delmar/Cengage Learning

Estrato granuloso

Eponiquio (cutícula)

Estrato córneo Estrato espinoso (A)

(B)

FIGURA 6-5. La anatomía de una uña. (A) Vista posterior de un dedo y de (B) una uña, así como de sus estructuras subyacentes.

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ALERTA SANITARIA

PRESENCIA DE ACNÉ EN LOS ADOLESCENTES

Durante la pubertad las glándulas sebáceas segregan una cantidad excesiva de sebo. El conducto de la glándula puede obstruirse con esta sustancia aceitosa. Debido a la gran cantidad que está siendo secretada, ésta no puede salir hacia la superficie de la piel. El aceite graso se oxida en presencia de aire y se decolora, produciendo un “punto negro”. El sebo retenido en la glándula puede proporcionar un medio de cultivo para las bacterias productoras de pus. Si la obstrucción es cercana a la superficie de la piel, esto se traduce en un “barro”. Si la obstrucción es profunda en la glándula a lo largo del eje del pelo, el resultado es un absceso. Se debe acudir a un médico para que pueda drenar el exceso de líquido y la infección bacteriana. Para evitar los puntos negros y espinillas, los adolescentes deben lavarse la cara diariamente. Se puede utilizar alcoholes como astringentes para secar la superficie de la piel, dependiendo del tipo de ésta.

Cada glándula sudorípara consiste en una porción secretora y un conducto excretor. La porción secretora se encuentra en la profundidad de la dermis y de vez en cuando en el tejido subcutáneo, es un tubo ciego trenzado y enrollado sobre sí mismo. Un tubo ciego es aquel que tiene una sola abertura, en este caso, en la parte superior. De la porción secretora en espiral que produce el sudor, el conducto excretor sube en espiral hacia la epidermis a través de la dermis y, finalmente, se abre en la superficie de la piel. El tipo más común y numeroso de glándula sudorípara es aquella denominada ecrina. Otro grupo más reducido de glándulas sudoríparas son las apocrinas. Éstas se encuentran únicamente en las axilas, en el escroto de los varones, en los labios mayores de las mujeres y alrededor del ano. No participan en la regulación de la temperatura corporal. Por lo general, se abren en los folículos pilosos por encima de las glándulas sebáceas. Se activan en la pubertad y contribuyen al desarrollo del olor corporal. El sudor contiene los mismos materiales inorgánicos que la sangre pero en una concentración mucho más baja. El cloruro de sodio es el componente principal y es la razón por la cual el sudor tiene un sabor salado. Sus componentes orgánicos son la urea, ácido úrico, aminoácidos, amoniaco, azúcar, ácido láctico y ácido ascórbico. El sudor en sí es prácticamente inodoro. Esto puede sorprender, porque muchos de nosotros hemos estado en el vestuario de un gimnasio. En realidad, el olor se produce por la acción de las bacterias que se alimentan del sudor. ¿Recuerdas la última vez que hiciste algo de ejercicio extenuante? Sudaste, pero no había ningún olor durante los primeros 10 o 15 minutos. Después de ese tiempo, el olor se fue desarrollando, ya que en ese tiempo, la población bacteriana creció sobre el sudor y produjo mal olor. La sudoración es también un proceso fisiológico importante que enfría el cuerpo. Conduce a la pérdida de calor en el cuerpo, ya que se requiere calor para evaporar el agua contenida en el sudor. Por lo tanto, la sudora-

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ción ayuda a disminuir la temperatura corporal. Algunas personas nacen sin glándulas sudoríparas, debido a una ausencia congénita de las mismas. Estas personas pueden morir de un golpe de calor si se exponen a altas temperaturas, incluso aunque sólo sea por un breve periodo. Otras personas presentan glándulas sudoríparas hiperactivas y deben utilizar desodorantes y antitranspirantes más fuertes. La presencia de pelo en las axilas, provoca que el sudor se acumule. Debido a que nuestras axilas suelen estar cubiertas mientras que nuestros brazos se encuentran en posición de descanso, el entorno es ideal para que las bacterias se alimenten del sudor, y de allí la necesidad de usar desodorantes.

Conexión con StudyWARE ™ Practica un juego interactivo relacionando las capas de la piel con algunos de sus apéndices en tu CD-ROM de StudyWARE™.

FUNCIONES DEL SISTEMA TEGUMENTARIO La piel participa en la sensibilidad, la protección, la termorregulación y la secreción.

Sensación Los sitios receptores en la piel detectan cambios de temperatura y presión en el ambiente externo. Están en contacto con las neuronas sensoriales que transmiten el impulso hacia el cerebro y la médula espinal para su

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CONFORME EL CUERPO ENVEJECE A medida que envejecemos, se producen muchos cambios visibles en la piel, tales como “patas de gallo” alrededor de los ojos y de la boca. Una disminución en las secreciones de sebo da como resultado una piel más seca. Escuchamos y vemos los anuncios de cremas hidratantes de la piel, una gran fuente de ingresos para la industria cosmética. La pérdida de fibras de colágeno y de elastina en la dermis produce la flacidez de la piel y la formación de arrugas. El flujo de sangre a la piel disminuye con la edad, y la piel se vuelve más delgada y se torna más transparente. El número de melanocitos disminuye en ciertas áreas, causando el oscurecimiento de otras denominadas manchas de la edad o manchas del hígado. La falta de melanina también es causada por el envejecimiento; la producción de pelo blanco avanza con la edad. A medida que envejecemos, el cabello no crece de forma periódica sobre nuestras cabezas como lo hizo en nuestra juventud, y el pelo de muchas personas, tanto de mujeres como de hombres, adelgaza o inclusive se pierde. Esto también está relacionado con factores genéticos. Algunos individuos experimentan la calvicie a los 20 años, mientras que otros mantienen la cabeza con mucho cabello a los 70 años. Las uñas, especialmente las uñas de los dedos de las manos, pueden llegar a ser frágiles y romperse con facilidad, mientras que las uñas de los pies pueden ser susceptibles a las infecciones por hongos, decolorarse y volverse más gruesas de lo normal. Los adultos mayores pueden llegar a ser sensibles al frío a causa de una baja circulación sanguínea y un menor número de depósitos de grasa debajo de la piel, la cual aísla la capa subcutánea. Además, debido a que la piel no es capaz de repararse y automantenerse tan fácilmente como lo hizo en la juventud, los adultos mayores son más propensos a desarrollar infecciones de ésta. La secreción de sebo por las glándulas sebáceas disminuye con la edad, dando lugar a una piel seca y por lo tanto a la necesidad de usar cremas hidratantes para la piel. Durante los meses de invierno en los lugares de clima templado, esta condición es aún más exagerada por los vientos secos, que causan su agrietamiento, abriendo pequeñas y dolorosas heridas alrededor de las puntas de los dedos. Durante estos periodos, la aplicación diaria de cremas hidratantes para las manos es especialmente útil.

interpretación (Capítulos 10 y 11). Los receptores de temperatura producen las sensaciones de calor y frío. Los sitios de presión del receptor nos permiten interpretar la presión excesiva que se traduce en la sensación de dolor como cuando recibimos un pellizco. También detecta la presión suave que da lugar a la sensación de placer como de un masaje suave o una caricia. Las combinaciones de diferentes grados de estos estímulos en los sitios receptores producen otras sensaciones que llamamos ardor, picazón o cosquilleo. Estos receptores permiten reaccionar a los estímulos externos e interpretar lo que está ocurriendo en el mundo exterior.

Protección La piel es un revestimiento elástico resistente, que impide el paso de agentes físicos y químicos dañinos. La melanina producida por los melanocitos en el estrato germinativo oscurece la piel y nos protege del daño de los rayos ultravioleta. La mayoría de los productos químicos no pueden entrar en el cuerpo a través de la piel, pero los productos químicos secretados por la hiedra venenosa

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y el roble venenoso sí lo pueden hacer. Otros productos químicos solubles en grasa como el DDT, pesticida de hidrocarburos clorados, también puede atravesar la piel. Si colocas tu mano dentro de una lata de gasolina, no te intoxicas. Sin embargo, si la colocas dentro de un recipiente de DDT, puedes intoxicarte. Las personas que trabajan con ciertos insecticidas deben utilizar ropa protectora para evitar la penetración de estos productos químicos a través de su piel. El contenido de lípidos de la piel impide la pérdida excesiva de agua y electrolitos a través de la piel. La piel normal es impermeable al agua, a los carbohidratos, las grasas y a las proteínas. Sin embargo, todos los gases así como determinadas sustancias volátiles pasarán a través de la epidermis como los plaguicidas orgánicos que acabamos de mencionar. Las numerosas aberturas alrededor de los folículos pilosos pueden actuar como canales para la absorción de estos materiales. La piel también tiene un “manto ácido”. Esta acidez mata a la mayoría de las bacterias y otros microorganismos que entran en contacto con nuestra piel. Los jabones y champús a menudo se identifican por tener

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CAPÍTULO 6 El sistema tegumentario

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

CÁNCER DE PIEL

Cortesía de Robert A. Silverman, MD, Pediatric Dermotology, Georgetown University

Cortesía de Robert A. Silverman, MD, Pediatric Dermotology, Georgetown University

El cáncer de piel generalmente se desarrolla debido a la exposición excesiva a los rayos ultravioleta del sol, razón por la cual los protectores solares con un FPS de 15 o más, deben utilizarse cuando se realizan actividades al aire libre, o cuando nuestra ocupación requiere de realizar trabajo al aire libre. Las áreas más comunes donde se desarrolla el cáncer de piel son la cara, el cuello y las manos. Hay tres tipos de cáncer de piel, dos de los cuales pueden ser letales. El tipo más común es el carcinoma de células basales. Este tipo de cáncer produce una úlcera abierta y puede tratarse con radioterapia o resección quirúrgica; rara vez se propaga. El primer tipo de cáncer de piel peligroso es el carcinoma de células escamosas, que produce un tumor nodular altamente queratinizado en la epidermis (Figura 6-6). Si no se trata puede propagarse a la dermis, hacer metástasis, y causar la muerte. El tipo de cáncer de piel más peligroso es el melanoma maligno (Figura 6-7). Es poco frecuente y se asocia con un lunar en la piel. Un lunar es una agrupación de melanocitos; éstos se convierten en cancerosos y la metástasis es común. El melanoma puede aparecer como un nódulo oscuro o una lesión plana difusa. A menos que se trate a tiempo, este cáncer es mortal.

FIGURA 6-6. Carcinoma de células escamosas en la cara.

un pH balanceado, lo que indica que estos productos de limpieza no destruyen el manto ácido de la piel. Algunas enfermedades de la piel destruyen la acidez de algunas de sus zonas y afectan la capacidad de auto-esterilización de nuestra piel. Estas enfermedades hacen a la piel propensa a las infecciones bacterianas. Las uñas protegen los extremos de los dedos y también se pueden utilizar como defensa. El cabello actúa como aislante y ayuda a prevenir la pérdida de calor. Los vellos nasales filtran partículas extrañas y grandes como las del hollín. De igual manera, las pestañas protegen los ojos de partículas extrañas.

Termorregulación La temperatura normal del cuerpo se mantiene alrededor de 98.6°F (37°C). La regulación de la temperatura es crítica para nuestra supervivencia ya que los cambios de temperatura afectan el funcionamiento de las enzimas. La presencia de las enzimas es fundamental para las reacciones químicas normales que ocurren en nuestras células. Cuando la gente tiene fiebre alta, puede morir ya que la alta temperatura del cuerpo destruye las enzimas causando la ruptura de su estructura química. Sin éstas, las reacciones químicas no pueden ocurrir y nuestra maquinaria celular se ve afectada y el resultado podría ser la muerte.

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FIGURA 6-7. Melanoma facial maligno.

Cuando aumenta la temperatura externa, los vasos sanguíneos de la dermis se dilatan para llevar un mayor flujo de sangre a la superficie del cuerpo desde el tejido más profundo. En la piel, la sangre con su temperatura o calor se pierde por radiación, convección, conducción y evaporación. Cuando sudamos, el agua del sudor se evapora, lo que requiere de energía y por lo tanto se desprende calor para reducir la temperatura corporal. Cuando la temperatura externa disminuye, la primera respuesta del cuerpo es dilatar los vasos sanguíneos para llevar el calor generado internamente a la superficie de nuestro cuerpo y calentar nuestras extremidades. Las mejillas de las personas de piel delgada se tornan de color rosado cuando salen en un día de invierno. Una exposición excesiva al frío no puede mantenerse por mucho tiempo, de manera que los vasos sanguíneos se constriñen para llevar el calor de nuevo hacia adentro para preservar los órganos vitales de nuestro cuerpo. El congelamiento ocurre cuando la piel de las extremidades ya no recibe un suministro sanguíneo debido a la persistencia de la constricción de los vasos sanguíneos en la dermis para la conservación del calor. Los tejidos en la punta de estas extremidades mueren y se tornan de color negro.

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CAPÍTULO 6 El sistema tegumentario

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

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ENFERMEDADES DEL SISTEMA TEGUMENTARIO

TIÑA La tiña es causada por varias especies de hongos. Sus síntomas incluyen lesiones irregulares en forma de escama con bordes elevados que causa comezón. Hace tiempo, se creía que esta condición era causada por gusanos, de ahí el nombre de tiña, que en latín significa gusano. La tiña en los pies se conoce como pie de atleta, en el área de la ingle se denomina tiña inguinal. La tiña del cuero cabelludo se denomina capitus tiña y es más común en los niños. Sin tratamiento, puede conducir a la pérdida del cabello y a infecciones bacterianas secundarias.

PSORIASIS La psoriasis es un trastorno crónico común de la piel que puede ser de origen genético. La causa real es desconocida. Se caracteriza por placas rojas cubiertas de escamas gruesas, secas y plateadas que se desarrollan a partir de una producción excesiva de células epiteliales a través de la hiperactividad del estrato germinativo. Estos parches se pueden desarrollar en cualquier parte del cuerpo. Cuando la lesión se raspa, por lo general se produce sangrado. No hay cura conocida para esta enfermedad, pero puede ser controlada con corticosteroides, luz ultravioleta, cremas y champús de alquitrán.

VERRUGAS Las verrugas son causadas por virus del papiloma humano. El virus causa el crecimiento no controlado del tejido epidérmico. El virus se transmite por contacto directo con una persona infectada. Los tumores son generalmente benignos y desaparecen espontáneamente. También se pueden extirpar quirúrgicamente o con aplicaciones tópicas.

HERPES LABIAL El herpes labial, también conocido como fuego, es causado por el virus Tipo I del herpes simple. Las infecciones iniciales no muestran síntomas pero el virus puede permanecer latente en la piel alrededor de la boca y en la membrana mucosa de la boca. Cuando se encuentra activo, produce pequeñas llagas llenas de líquido que son dolorosas e irritantes.

IMPÉTIGO El impétigo es una enfermedad altamente contagiosa que se presenta en los niños causada por la bacteria Staphylococcus aureus (Figura 6-8). La piel entra en erupción con pequeñas ampollas llenas de pus que se rompen con facilidad, produciendo una costra de color miel. Las ampollas se desarrollan generalmente en la cara y se pueden propagar. Las bacterias se propagan por contacto directo y entran en la piel a través de heridas causadas por abrasión. El tratamiento incluye una limpieza con jabones antibacterianos y antibióticos.

HERPES Es causado por el herpes zóster o virus de la varicela que se desarrolla durante la infección infantil. El virus permanece latente en los nervios craneales o espinales. El trauma o el estrés, de alguna manera activan el virus y éste viaja a través de las vías nerviosas de la piel donde se produce mucho dolor y erupciones cutáneas vesiculares. El tratamiento para aliviar los síntomas incluye algunas lociones para contrarrestar el ardor y la comezón, y analgésicos para calmar el dolor.

VITILIGO El vitiligo es una enfermedad de la piel adquirida que resulta en manchas irregulares de diferentes tamaños que carecen totalmente de pigmentación. Las manchas blancas despigmentadas se encuentran con frecuencia en las áreas expuestas de la piel. La causa de la enfermedad es desconocida.

LUNARES Los lunares son producidos por grupos de melanocitos que se desarrollan durante los primeros años de vida. Son trastornos de la piel comunes que generalmente son benignos y desarrollados por la (continúa)

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CAPÍTULO 6 El sistema tegumentario

ENFERMEDADES DEL SISTEMA TEGUMENTARIO (continuación)

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

mayoría de la gente. Los lunares alcanzan su tamaño y elevación máxima en la pubertad. Varían en tamaño y se puede tener pelo asociados a ellos. Si se agrandan y oscurecen más adelante en la vida, los lunares pueden ser un primer indicio de cáncer de piel. Los lunares deben ser supervisados para detectar cambios a partir de los 30 años. Los lunares que constantemente se irritan o infectan se deben eliminar quirúrgicamente y enviar al laboratorio de patología para su análisis.

ALOPECIA La alopecia se conoce comúnmente como calvicie y puede ser causada por una serie de factores, tanto en hombres como en mujeres. La calvicie de patrón masculino (calvicie común) está influida por factores genéticos y por el envejecimiento. Algunas personas pueden empezar a perder pelo del cuero cabelludo ya en los 20, mientras que otras pueden tener una cabeza repleta de cabello en su vejez. La calvicie también se ve influida por las hormonas sexuales masculinas. La industria cosmética ha comercializado una serie de fármacos, como el minoxidil, para que el cabello vuelva a crecer y contrarrestar los efectos de la calvicie. La alopecia también puede ser causada por la desnutrición, la diabetes, ciertos trastornos endocrinos, la quimioterapia para el cáncer, y las interacciones medicamentosas. Otras formas de alopecia incluyen la alopecia universal, que es una pérdida total de todo el vello corporal, la alopecia areata, que se traduce en manchas de la cara que carecen de pelo y en el cuero cabelludo causada por un trastorno autoinmune; y la alopecia capitis total, un trastorno poco común, que se traduce en la pérdida completa de todo el pelo del cuero cabelludo.

VARICELA La varicela es causada por el virus Varicella zoster (Figura 6-9). Se desarrolla en los niños pequeños produciendo erupciones vesiculares en la piel que generan mucha comezón. El líquido de las erupciones y sus costras son altamente contagiosos, excepto cuando están completamente secas. La transmisión se produce a través del contacto con las lesiones de la piel, pero también puede ocurrir a través de la saliva al estornudar o toser. Existe una vacuna disponible para los niños de 12 meses o más para prevenir la enfermedad.

DERMATITIS DE LA HIEDRA, EL ROBLE Y EL ZUMAQUE VENENOSO

FIGURA 6-8. Pústulas localizadas en el

FIGURA 6-9. Pústulas de varicela

brazo y tronco ocasionadas por el impétigo causado por Staphylococcus.

en el tronco de un niño.

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FIGURA 6-10. Dermatitis de contacto ocasionado por el roble venenoso.

Cortesía de Timothy Berger, MD, Profesor Clínico Asociado, Universidad de California, San Francisco

Cortesía de Robert A. Silverman, MD, Dermatología Pediátrica, Universidad de Georgetown

Cortesía de Robert A. Silverman, MD, Dermatología Pediátrica, Universidad de Georgetown

La dermatitis de la hiedra venenosa es causada por el contacto con una sustancia química, el toxicodendrol, presente en las hojas de la hiedra, la hoja de parra y la planta del género Rhus, que se caracteriza por tener tres hojas con puntos brillantes. Se caracteriza por la presencia de erupciones vesiculares que causan comezón y ardor. Puede ser tratada con la aplicación tópica de cremas o lociones con corticosteroides. La dermatitis del roble venenoso y el zumaque venenoso son causadas por el contacto con especies del arbusto también pertenecientes al género Rhus (Figura 6-10).

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CAPÍTULO 6 El sistema tegumentario

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

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ENFERMEDADES DEL SISTEMA TEGUMENTARIO (continuación)

PARONIQUIA, ONICOMICOSIS Y ONICOCRIPTOSIS La paroniquia se produce cuando el pliegue de piel en el borde de la uña se infecta (Figura 6-11A). La onicomicosis es una infección por hongos que resulta en tener uñas secas, espesas y quebradizas, y por lo general es acompañada de una coloración amarillenta (Figura 6-11B). Es muy difícil de tratar, y las aplicaciones tópicas son ineficaces. La onicocriptosis también se conoce por el nombre de uña encarnada (Figura 6-11C). Se produce cuando el borde lateral distal de la uña crece o se presiona en la piel de un dedo del pie causando inflamación. La prevención de la enfermedad se logra con el uso de calzado adecuado y recortando correctamente las uñas de los pies.

LESIONES CUTÁNEAS

© Delmar/Cengage Learning

© Delmar/Cengage Learning

© Delmar/Cengage Learning

Diversas lesiones pueden desarrollarse en la superficie de la piel (Figura 6-12). Una pápula es una lesión cutánea que es una pequeña elevación sólida de menos de un centímetro de diámetro. La mácula es una pequeña decoloración plana de la piel incluso ubicada en la superficie de la piel. Un pequeño sarpullido puede ser considerado una mácula. Una roncha o habón es una elevación pálida o enrojecida producida por un edema o hinchazón localizada, como la causada por una picadura de mosquito. Una costra es una capa dura, sólida en la superficie de la piel causada por la sangre seca, suero o pus. También se le conoce como corteza. Un furúnculo es una infección de estafilococo de un folículo piloso o de una glándula con formación de pus. Se caracteriza por la hinchazón, dolor y enrojecimiento. Se trata con antibióticos y extirpación quirúrgica por lo general en un consultorio médico. Una ampolla o vesícula es una ámpula delgada de la piel que contiene un líquido claro, seroso, por lo general, de más de un centímetro de diámetro. Una pústula es una pequeña elevación de la piel, similar a una vesícula o ampolla, pero se llena de pus. Por lo general son de menos de un centímetro de diámetro. Un quiste es un saco encapsulado en la dermis o bajo la piel en el tejido subcutáneo. Se alinea con el epitelio y puede contener líquido o una masa semisólida.

FIGURA 6-11. (A) Paroniquia, (B) Onicomicosis, (C) Onicocriptosis.

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CAPÍTULO 6 El sistema tegumentario

LESIONES CUTÁNEAS B.

A. Pápula Lesión sólida, elevada, de menos de 0.5 cm de diámetro Ejemplo Verrugas, nevos elevada

C.

Mácula Cambios localizados en el color de la piel de menos de 1 cm de diámetro Ejemplo Peca

D. Roncha Edema localizado en la epidermis que causa una elevación irregular que puede ser roja o pálida Ejemplo Picadura de mosquito

Costra Pus, suero o sangre seca localizada en la superficie de la piel Ejemplo Impétigo

QUE CONTIENEN FLUIDO E.

F. Bullas Similar a las vesículas sólo que de más de 0.5 cm de diámetro Ejemplo Dermatitis de contacto, quemaduras de segundo grado, impétigo bulboso, pénfigos

Furúnculo Infección de la piel que se origina en una glándula o folículo piloso Ejemplo Forunculosis

G.

Quiste Masa semisólida o fluido encapsulado localizada en el tejido subcutáneo o dermis Ejemplo Quiste sebáceo, quiste epidérmico

© Delmar/Cengage Learning

H. Pústula Vesículas que se llenan de pus, por lo general de menos de 0.5 cm de diámetro Ejemplo Acné, impétigo, forúnculos, carbuncos, foliculitis

FIGURA 6-12. Diversas lesiones cutáneas.

Secreción La piel produce dos tipos de secreciones: el sebo y el sudor. El sebo es secretado por las glándulas sebáceas. Además de impartir un brillo cosmético a nuestra piel y de hidratarla, el sebo tiene propiedades antifúngicas y antibacterianas. Ayuda a prevenir la infección y mantiene la textura y la integridad de la piel. El sudor es producido por las glándulas sudoríparas y es esencial en el proceso de enfriamiento del cuerpo. El sudor también contiene productos de desecho como la urea, amoniaco y ácido úrico por lo que también se puede considerar una excreción. Una secreción es de tipo benéfico, mientras que una excreción es algo que el cuerpo no necesita y que podría ser perjudicial. La piel está involucrada activamente en la producción de la vitamina D. La exposición a los rayos

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ultravioleta del sol estimula la piel para producir una molécula precursora de esta vitamina, la cual se transporta al hígado y a los riñones para producir la vitamina D madura. La vitamina D es necesaria para nuestro cuerpo, ya que estimula la ingesta de calcio y fósforo en nuestros intestinos. El calcio se necesita para la contracción muscular y para el desarrollo de los huesos. El fósforo es un elemento esencial de la molécula de trifosfato de adenosina. Debido a que vivimos en el interior de una casa, y que además en climas más fríos usamos ropa pesada, a menudo no nos exponemos al sol como para producir suficiente vitamina D. Por lo tanto, debemos ingerir vitamina D a través de nuestra dieta. Algunas fuentes ricas en vitamina D son de la leche, otros productos lácteos y el pescado.

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CAPÍTULO 6 El sistema tegumentario

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Campo

PROFESIONAL

Ést son las áreas profesionales disponibles para los individuos interesados en el Éstas sistema sist st tegumentario: ● L Los cosmetólogos, que se pueden desarrollar en el maquillaje para artistas y

los estilistas de cabello, pueden ocupar puestos en las televisoras, en el cine o en los salones de belleza. ● Los dermatólogos son médicos que se especializan en las enfermedades y en los

trastornos de la piel. ● Los alergólogos son médicos que se especializan en las respuestas inflamatorias

de la piel y las reacciones del sistema inmune. ● Los cirujanos plásticos son médicos que se especializan en las cirugía cosmé-

tica para corregir defectos de nacimiento y contrarrestar los efectos del envejecimiento. ● Las enfermeras también realizan estudios para especializarse en el cuidado de la

piel.

LOS SISTEMAS DEL CUERPO TRABAJAN JUNTOS PARA MANTENER LA HOMEOSTASIS: EL SISTEMA TEGUMENTARIO Sistema esquelético

Sistema cardiovascular ● Los vasos sanguíneos de la dermis ayudan a regular la temperatura corporal mediante su dilatación o constricción. ● La dilatación de los vasos sanguíneos en las personas de piel clara produce el enrojecimiento de la piel durante la ruborización .

● La vitamina D producida por nuestra piel provee de

calcio para desarrollar huesos fuertes. Sistema muscular ● La vitamina D ayuda a proveer del calcio necesario para la contracción muscular. ● Los músculos faciales generan las expresiones faciales del lenguaje corporal. ● Los escalofríos ayudan a controlar la temperatura corporal calentando el cuerpo. Sistema nervioso ● Los sitios receptores de cambios de temperatura y de presión en la piel proveen información al sistema nervioso para poder contender con el medio ambiente. ● Los nervios activan las glándulas sudoríparas. Sistema endocrino ● Las hormonas controlan la secreción de sebo producido por las glándulas sebáceas. ● Las hormonas incrementan el flujo sanguíneo a la piel. ● Las hormonas controlan la cantidad de grasa en el tejido subcutáneo.

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Sistema linfático ● La piel es una barrera efectiva que actúa en contra de la invasión por microorganismos proveyendo de una primera línea de defensa para el sistema inmune. ● El sebo posee propiedades antimicóticas y antibacteriales. ● El manto ácido de la piel ayuda a prevenir la mayoría de las infecciones bacterianas. Sistema digestivo ● La vitamina D producida por la piel genera la absorción de calcio y fósforo por el intestino. ● El exceso de calorías pueden ser almacenadas como grasa en el tejido subcutáneo. Sistema respiratorio ● Los sitios receptores en la piel pueden producir cambios en las tasas de respiración. Sistema urinario ● Los riñones pueden restaurar los niveles de agua y electrolitos perdidos durante la sudoración.

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CAPÍTULO 6 El sistema tegumentario

Sistema reproductor ● La estimulación de sitios receptores en la piel puede producir excitación sexual. ● La estimulación de los pezones en las mujeres postnatales provoca la producción de leche por las glándulas mamarias.

RESUMEN INTRODUCCIÓN 1. El sistema tegumentario está formado por la piel, cabello, uñas, glándulas sebáceas, glándulas ceruminosas en el conducto auditivo externo, y las glándulas sudoríparas. 2. La piel es resistente al agua, nos protege de la radiación ultravioleta; a través del sudor disipa el agua y ayuda a regular la temperatura corporal.

LAS CAPAS DE LA PIEL 1. La piel se compone de dos capas: la epidermis superior y la dermis inferior o corion. La epidermis 1. La epidermis se compone de epitelio escamoso estratificado y queratinizado. 2. A medida que las células se desplazan hacia la superficie de la epidermis éstas pierden agua y su núcleo cambia químicamente, en un proceso conocido como queratinización. 3. Las cinco capas de la epidermis, de la más externa a la más interna son las siguientes: estrato córneo o capa callosa estrato lúcido o capa transparente, estrato granuloso o capa granular, estrato espinoso o capa espinosa, estrato germinativo o capa regenerativa. El estrato córneo 1. Se compone de células muertas convertidas en proteínas o células queratinizadas que constantemente se pierden en un proceso de descamación. 2. Es una barrera que actúa en contra de las ondas de luz y de calor, y la mayoría de los productos químicos y de los microorganismos. El estrato lúcido 1. Esta capa es una capa plana y transparente de sólo una o dos células de espesor; es difícil de observar.

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El estrato granuloso 1. Está formado por dos o tres capas de células muy activas en la queratinización. El estrato espinoso 1. Este estrato se compone de varias capas de células espinosas con forma poliédrica. 2. Los puentes de anclaje celulares o desmosomas se encuentran en esta capa. El estrato germinativo o basal 1. Se encuentra por encima de la membrana basal. Su capa más profunda de células se denomina el estrato basal. 2. Ésta es la capa que produce nuevas células de la epidermis por mitosis. 3. Los melanocitos de esta capa producen melanina. Este pigmento es responsable del color de la piel y de la protección contra los rayos ultravioleta del sol. 4. Las personas de piel oscura poseen melanocitos más activos. 5. El albinismo es una condición genética que resulta de la ausencia de melanina. La dermis 1. La dermis también se denomina corion o piel verdadera y está compuesta de tejido conectivo denso. 2. En la dermis se encuentran los vasos sanguíneos y linfáticos, nervios, músculos, glándulas y folículos pilosos. 3. Se divide en dos fracciones: la porción papilar localizada por debajo de la epidermis y la porción reticular ubicada por encima del tejido subcutáneo. 4. El tejido subcutáneo se puede llamar hipodermis.

LOS APÉNDICES DE LA PIEL 1. Los apéndices de la piel incluyen el pelo, uñas, glándulas sebáceas, ceruminosas, y sudoríparas. Pelo 1. El pelo cubre todo el cuerpo excepto las palmas de las manos, las plantas de los pies y ciertas partes de los genitales externos. 2. Cada cabello individual se compone de tres partes: la cutícula externa, la corteza, que es la parte principal de los gránulos del pigmento, y la médula interna que presenta espacios de aire. 3. La parte visible de un cabello se denomina eje. 4. El folículo piloso es la raíz del cabello.

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5. Cuando los músculos erectores del pelo se contraen, provocan que se levanten y den la apariencia de “piel de gallina”. Crecimiento del pelo 1. El crecimiento del pelo comienza en el bulbo del cabello, en las células localizadas en la parte más profunda del folículo piloso; crece por mitosis y se alimenta a partir de los vasos sanguíneos. 2. El cabello crece mediante ciclos. Textura del pelo 1. La textura del pelo se puede clasificar como lisa, rizada, u ondulada, y se debe a factores genéticos. 2. El pelo en la conformación de cadena de alfaqueratina es elástico, y cuando se estira, adopta una conformación beta. Color de pelo 1. El color del pelo está determinado por factores genéticos complejos. 2. Las canas se producen cuando el pigmento está ausente en la corteza. 3. El pelo blanco es resultado tanto de la ausencia de pigmento, como de burbujas de aire en el eje. 4. La herencia y otros factores desconocidos provocan su decoloración. Uñas 1. Una uña es una modificación de las células epidérmicas compuesta de queratina. 2. La lúnula es el extremo proximal de la uña en forma de media luna y es producida por la mezcla del aire con la queratina. 3. El cuerpo es la parte visible de la uña. La raíz de la uña está cubierta por la piel. 4. La uña crece a partir de la cama de la uña. 5 La cutícula es el estrato córneo que se extiende sobre el cuerpo de la uña. Glándulas sebáceas 1. Las glándulas sebáceas producen sebo y se encuentran a lo largo de las paredes de los folículos. 2. El sebo, una grasa, le otorga un brillo cosmético a la piel y la mantiene hidratada. 3. La secreción sebácea está controlada por el sistema endocrino, aumenta durante la pubertad y en las etapas finales del embarazo. Disminuye con la edad. Glándulas sudoríparas 1. Las glándulas sudoríparas son más numerosas en la palmas de nuestra manos y en la plantas de los pies.

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2. El tubo ciego secretor de una glándula sudorípara se encuentra en el tejido subcutáneo. La porción excretora atraviesa la dermis hacia la superficie. 3. El olor del sudor se produce por la acción de las bacterias que se alimentan de él. 4. La sudoración es un proceso fisiológico importante que ayuda a disminuir la temperatura del cuerpo.

FUNCIONES DEL SISTEMA TEGUMENTARIO 1. La piel provee de sensación, protección, termorregulación y secreción. Sensación 1. Los sitios receptores para detectar cambios en la temperatura (frío o caliente) y en la presión (placer o dolor) se encuentran en la piel. 2. La combinación de estímulos resulta en sensaciones de comezón, quemadura y cosquilleo. Protección 1. La piel impide la entrada de agentes físicos y químicos dañinos al cuerpo. 2. La melanina nos protege de los rayos ultravioleta emanados por el sol. 3. El contenido lipídico de la piel evita la pérdida excesiva de agua y de electrolitos. 4. El pH ácido de la piel mata la mayoría de las bacterias y microorganismos que entran en contacto con ella. 5. El pelo actúa como aislante, protege nuestros ojos y filtra las partículas extrañas que penetran en nuestra nariz. Termorregulación 1. La temperatura del cuerpo es regulada mediante la dilatación y constricción de los vasos sanguíneos en la dermis de la piel. 2. La sudoración es un proceso de evaporación que enfría el cuerpo. Secreción 1. El sebo tiene propiedades antimicóticas y antibacterianas. 2. El sudor contiene productos de desecho tales como la urea, el ácido úrico y amoniaco, por lo que también se considera una excreción. 3. La piel ayuda a elaborar vitamina D mediante la exposición a los rayos ultravioleta del sol.

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CAPÍTULO 6 El sistema tegumentario

PREGUNTAS DE REPASO 1. Enlista las cinco capas de la epidermis con sus nombres comunes. 2. Enlista y describe las cuatro funciones del sistema tegumentario. * 3. Si todas las personas poseen el mismo número de melanocitos en su piel, ¿cómo explicamos las diferencias de color entre las distintas razas? * 4. ¿Por qué una persona que nace con ausencia de glándulas sudoríparas será susceptible a una muerte por exposición a un choque de calor? *

Preguntas de pensamiento crítico

Investiga y explora ● Visita el sitio web de la Fundación

de Cáncer de Piel en http://www. skincancer.org e investiga uno de los tipos de cáncer de piel. Escribe un pequeño resumen de una página o dos de lo que aprendiste. ● Visita el sitio web de MedlinePlus en

http://www.nlm.nih.gov/medlineplus e investiga acerca de cualquiera de las condiciones de la piel mencionadas en este capítulo.

ESTUDIO DE CASO Siesha, una mujer de 21 años de edad, visita a su dermatólogo tras una revisión de su médico general. Siesha está preocupada por un lunar que se ha desarrollado en su muslo derecho. El médico advierte que ella tiene un bronceado oscuro. Al elaborar su historial clínico, Siesha menciona que ella y sus amigos juegan voleibol de playa cada fin de semana durante el verano, y utiliza las camas solares durante el invierno. Tras el examen del lunar, el médico considera que Siesha podría tener un cáncer de piel.

Preguntas 1. 2. 3. 4.

¿Qué tipo de cáncer de piel crees que Siesha pudiera tener? ¿Cuál es el segundo tipo de cáncer que es potencialmente fatal? ¿Cuál es el tipo de cáncer menos peligroso? ¿Qué aspectos de la historia de Siesha indican que se encuentra en riesgo de presentar cáncer de piel? 5. ¿Qué precauciones pueden tomar las personas para prevenir el cáncer de piel?

Conexión con StudyWARE ™ Contesta un examen o practica uno de los juegos interactivos en tu CD-ROM de StudyWARE™.

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CAPÍTULO 6 El sistema tegumentario

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RELACIONA LAS COLUMNAS Coloca el número más apropiado sobre el espacio en blanco que le corresponda. _____ Melanina 1. Eje central del pelo _____ Queratinización 2. Pigmento de la piel _____ Dermis 3. Porción visible del pelo _____ Cutícula 4. Luna creciente de la uña _____ Médula 5. Desmosomas _____ Eje 6. Produce células secas y _____ Corteza frágiles que carecen de _____ Lúnula núcleo _____ Sebo 7. Lubrica la superficie de la _____ Cianosis piel 8. Color de piel azul o cenizo 9. Músculo erector del pelo 10. Porción principal del pelo, las células están alargadas 11. Corion 12. Capa más externa de la piel, células escamosas

E JERCICIO DE LA B OR ATORIO:

EL SISTEMA TEGUMENTARIO

Materiales necesarios: Un microscopio compuesto y portaobjetos con preparaciones 1. Examina uno de los portaobjetos que contenga una preparación de la piel de la palma de la mano. Intenta distinguir las diferentes capas de la epidermis. Identifica la membrana basal. Advierte cómo las células más cercanas a la membrana basal no están queratinizadas y son cuboidales, pero aquellas

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más lejanas del estrato córneo sí lo están y son escamosas y queratinizadas. Advierte las dos capas de la dermis: la porción papilar y la reticular. 2. Examina una preparación de ejes de pelos provenientes de cuero cabelludo humano. Observa con atención la estructura del folículo piloso que rodea al pelo.

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El sistema esquelético OBJETIVOS DEL CAPÍTULO Después de estudiar este capítulo, deberás ser capaz de: 1. Nombrar las funciones del sistema esquelético. 2. Nombrar los dos tipos de osificación. 3. Describir por qué la dieta puede afectar el desarrollo óseo en los niños y el mantenimiento de los huesos en los adultos mayores. 4. Describir la histología del hueso compacto. 5. Definir y dar ejemplos de las marcas de los huesos. 6. Nombrar los huesos craneales y faciales. 7. Nombrar los huesos del esqueleto axial y apendicular.

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C O N C E P T O S C L AV E Acetábulo Agujero magno Alveolos Astrágalo Atlas Cabeza Calcáneo Canales de Volkmann Canales haversianos/centrales Canalículo Capitado Carpales Cartílago Cavidad medular Célula osteoprogenitora Cifosis Cigomáticos o huesos malares Cintura pélvica Clavícula Cóndilo Cóndilo occipital Cornetes nasales Costillas Cresta Cresta occipital externa Cresta supraorbital Cuboides Cuello Cuneiformes Diáfisis Eje

Endostio Epífisis Escafoides/navicular Escápula Escoliosis Espina Esternón Estribo Falange Falanges Fémur Fíbula Fontanela Foramen Foramen del obturador Fosa Fosa glenoidea Fractura Ganchoso Gladiolo Hematopoyesis Hueso compacto o denso Hueso esfenoides Hueso esponjoso Hueso etmoidal Hueso frontal Hueso hioides Hueso mandibular Hueso occipital Hueso palatino Huesos wormianos/suturales Huesos del tarso

Huesos lagrimales Huesos maxilares Huesos nasales Huesos parietales Huesos sesamoideos Huesos temporales Húmero Ilion Isquion Lacunar Lamela Ligamentos Línea Línea epifisaria Lordosis Lunares Maleolo Manubrio Margen orbital Meato/canal Médula ósea amarilla Médula ósea roja Metacarpos Metáfisis Metatarsos Navicular/escafoides Osículos auditivos Osificación Osificación endocondral Osificación intramembranosa Osteoblastos Osteoclastos (continúa)

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

Osteomalacia Osteón Periostio Piramidal Pisiforme Placa timpánica del hueso temporal Porción escamosa del hueso temporal Porción mastoidea del hueso temporal Porción pétrea del hueso temporal Proceso acromial Proceso coracoide Proceso olécranon

Procesos Protuberancia occipital externa Pubis Radio Rótula Seno/antro Surco Sutura Sutura coronal Sutura lambdoidea Sutura sagital Tendones Tibia Trabéculas

INTRODUCCIÓN La estructura de soporte del cuerpo se compone de la unión de los huesos a la que llamamos esqueleto. Éste nos permite permanecer erectos, movernos en nuestro ambiente, y realizar características extraordinarias de gracia artística como los movimientos de ballet o logros atléticos como el salto con pértiga o la resistencia física normal. El sistema esquelético nos permite mover un bolígrafo y escribir, así como nos ayuda a respirar. Está muy asociado con el sistema muscular. El sistema esquelético incluye todos los huesos del cuerpo y su cartílago asociado, tendones y ligamentos. A pesar de la apariencia de los huesos, éstos en realidad se componen de tejido vivo. La apariencia dura o “muerta” de los huesos, se debe a las sales minerales, como el fosfato de calcio embebido en la matriz inorgánica del tejido óseo. Leonardo da Vinci (1452-1519), el famoso artista y científico del Renacimiento, está acreditado como el primer anatomista que ilustró correctamente el esqueleto, incluyendo sus 206 huesos. Observa el Mapa Conceptual 7-1: Sistema esquelético.

LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ESQUELÉTICO El esqueleto tiene cinco funciones generales: 1. Soporta y estabiliza los tejidos circundantes, como los músculos, vasos sanguíneos y linfáticos, nervios, grasa y piel.

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Trapecio Trapezoide Trocánter Tróclea Tubérculo Ulna Vértebra coccígea/cóccix Vértebras cervicales Vértebras lumbares Vértebras sacrales/sacro Vértebras torácicas Vómer Xifoides Yunque

2. Protege los órganos vitales del cuerpo, como el encéfalo, médula espinal, corazón y pulmones, así como también protege otros tejidos blandos del cuerpo. 3. Ayuda en la movilización del cuerpo al proveer puntos de unión para los músculos que al jalar los huesos actúan como palancas. 4. Crea células sanguíneas. Este proceso se conoce como hematopoyesis y principalmente ocurre en la médula ósea roja. 5. Es un área de almacenamiento de sales minerales, especialmente de fósforo y calcio, además de grasas. El cartílago, los tendones y los ligamentos se encuentran asociados a los huesos. El cartílago, un tipo de tejido conectivo, es el ambiente en el que el hueso se desarrolla en un feto. También se encuentra en las terminaciones de ciertos huesos y de articulaciones en los adultos, proporcionando una superficie lisa para que los huesos adyacentes se puedan mover. Los ligamentos son estructuras fuertes de tejido conectivo que unen a los huesos entre sí, como los que vinculan la cabeza del fémur con el acetábulo del hueso pélvico en la cadera. Los tendones son estructuras similares pero unen músculos con huesos.

EL CRECIMIENTO Y LA FORMACIÓN DEL HUESO El esqueleto de un feto en desarrollo se forma al término del tercer mes de embarazo. Sin embargo, en este punto,

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

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Sistema esquelético

posee

realiza

Estructuras específicas

Funciones específicas

realiza

incluye

Huesos

contiene

incluye

Articulaciones

unido a huesos en

Cartílagos

unido a huesos en

Soporte

Movimiento

Células

llena de

secreta

Médula ósea

Fibras de colágeno

Material la fuerza y rigidez se requieren para intercelular

fuerte gracias a

Formación de células sanguíneas

puede proveer le permite a los huesos proveer

Cavidad medular

Protección

Almacenamiento de minerales

regulado para

Control de los niveles de calcio y fósforo en los fluidos extracelulares

rígido gracias a

Calcio y fósforo

depositado sobre

se liberan o añaden a partir del material intercelular para la médula ósea roja funciona en

MAPA CONCEPTUAL 7-1. Sistema esquelético.

el esqueleto se compone predominantemente de cartílago. Durante los siguientes meses del embarazo, ocurre la osificación, es decir, la formación y el crecimiento de los huesos. Los osteoblastos invaden el cartílago y comienzan el proceso de osificación. El crecimiento longitudinal de los huesos continúa aproximadamente hasta

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los 15 años de edad en las mujeres y hasta los 16 en los hombres. Esto se lleva a cabo en la línea o placa epifisaria. La maduración y remodelación del hueso continúan hasta los 21 años en ambos sexos. Sería incorrecto decir que el cartílago se convierte en hueso. En realidad, el cartílago es el ambiente en el cual se desarrolla el hueso.

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

Su fuerte matriz proteica es responsable de la resiliencia o “elasticidad” del hueso cuando se le aplica una presión. Las sales minerales depositadas en la matriz proteica son responsables de la fuerza del hueso, para que no se oprima cuando se le aplica presión.

Deposición del hueso El hueso se desarrolla a partir de unas células en forma de huso llamadas osteoblastos que, a su vez, se desarrollan a partir de células óseas no diferenciadas llamadas células osteoprogenitoras (Figura 7-1). Estos osteoblastos se forman debajo de la membrana fibrovascular que cubre al hueso, el periostio (Figura 7-2). Estos osteoblastos también se encuentran en el endostio, que recubre la médula ósea o cavidad medular. La deposición del hueso está controlada por la cantidad de tensión o presión que se ejerza sobre el hueso. Entre más tensión exista, mayor será la deposición ósea. El talón es un hueso largo y fuerte porque recibe el peso del cuerpo cuando caminamos. Los huesos (y músculos) enyesados se desgastan o atrofian, mientras que una tensión excesiva y continua, vía ejercicio, causará que el hueso y los músculos crezcan sanos y fuertes. Ésta es la razón por la que se recomienda que los niños corran y jueguen, logrando desarrollar huesos fuertes en sus años formativos. Cuando se remueve un yeso el paciente tiene que participar en terapia física para remodelar los huesos y músculos debilitados por el uso del mismo. La fractura de un hueso estimula la proliferación de los osteocitos lastimados. Después secretan grandes cantidades de matriz para formar hueso nuevo. Además, otro tipo de células óseas llamadas osteoclastos se encuentran presentes en casi todas las cavidades del hueso (Figura 7-1). Se derivan de células del sistema inmunológico, y son los responsables de la reabsorción del hueso. Éstas son grandes células que remueven hueso de la parte interior durante la remodelación, como ocurre cuando se rompe un hueso. Estas células también son

Célula osteoprogenitora

Osteoblasto

responsables de la capacidad de que un hueso que soldó de forma incorrecta, pueda enderezarse. Si se descubre que un niño tiene las piernas arqueadas, el médico puede poner soportes en las piernas. El ajuste periódico de estos soportes aumenta la presión en el hueso para que los osteocitos (osteoblastos maduros) depositen hueso nuevo, mientras que los osteclastos remueven el hueso viejo durante el proceso de remodelación. Este proceso puede ocasionar que una fractura que había soldado incorrectamente pueda sanar bien. Para corregir esto, se debe romper el hueso de nuevo, y se debe enyesar otra vez para que sane de forma adecuada.

Tipos de osificación Existen dos tipos principales de osificación (la formación de huesos por osteoblastos). El primer tipo es la osificación intramembranosa, en donde las membranas de tejido conectivo denso son reemplazadas por depósitos de sales inorgánicas de calcio, formando hueso. La membrana eventualmente se convierte en el periostio del hueso maduro. Debajo del periostio se encuentra el hueso compacto con un núcleo interno de hueso esponjoso. Sólo los huesos del cráneo se forman a través de este proceso. Debido a que la osificación completa por este proceso no ocurre sino hasta algunos meses después del nacimiento, uno puede sentir estas membranas en la parte superior del cráneo de un bebé, esta parte se conoce como mollera o fontanela. Esto permite que el cráneo del bebé se compacte un poco, conforme se mueve a través del canal del parto. Los otros huesos del cuerpo se forman por un segundo proceso llamado osificación endocondral (Figura 7-3). Éste es el proceso en donde el cartílago es el ambiente para que se desarrollen las células óseas (endo = dentro, condro = cartílago). Conforme se sintetiza la matriz orgánica, los osteoblastos se rodean de matriz ósea y maduran en células óseas u osteocitos. Ambos tipos de osificación dan como resultado la formación de un hueso compacto o esponjoso.

Osteocito

Osteoclasto

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FIGURA 7-1. Los diferentes tipos de células óseas.

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

Línea de crecimiento/ epifisaria

Epífisis proximal

Metáfisis

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Cartílago articular

Endostio Hueso compacto

Hueso esponjoso (contiene médula ósea roja)

Médula ósea amarilla

Periostio

(B) Periostio Diáfisis

Hueso esponjoso Arteria nutriente

Trabéculas

© Delmar/Cengage Learning

Hueso compacto Metáfisis (C)

Epífisis distal (A)

FIGURA 7-2. La estructura de un hueso largo típico. (A) Diáfisis, epífisis y cavidad medular. (B) El hueso compacto rodea la médula

ósea amarilla dentro de la cavidad medular. (C) El hueso esponjoso y el hueso compacto en la epífisis.

ALERTA SANITARIA

HUESOS FUERTES

Para mantener huesos fuertes y saludables en nuestras vidas, es importante mantener una dieta balanceada con una ingesta diaria de calcio. Podemos hacer esto al consumir productos lácteos como leche, yogurt y quesos. Además de la dieta, hacer ejercicio de manera regular es importante. Conforme se desarrollan los huesos en niños y adolescentes, es importante incrementar la ingesta de calcio y ejercitarse más rigurosamente. Conforme maduramos seguimos requiriendo calcio, sin embargo, en menor cantidad. El ejercicio diario, tan simple como caminar en la edad avanzada, o correr o practicar deportes en la edad media, ayudará a mantener un sistema esquelético sano. Cuando practicamos deportes, caminamos o corremos, es importante usar zapatos con un soporte apropiado para el arco. Esto prevendrá problemas a futuro en los huesos del pie. Mantener una postura apropiada cuando caminamos y nos sentamos también mantiene a los huesos fuertes y saludables.

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

dole la apariencia de una esponja. En estos espacios se puede encontrar la médula ósea.

El sistema haversiano de hueso compacto

Periostio Cartílago calcificado

El hueso se forma entre el cartílago calcificado

Centro de osificación primaria

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Cavidad medular

FIGURA 7-3. Osificación endocondral, en donde el cartílago

es el ambiente en el que se desarrolla el hueso.

Mantenimiento del hueso En un cuerpo saludable, debe existir un balance entre la cantidad de calcio almacenado en los huesos, el calcio en la sangre, y el exceso de calcio excretado por los riñones y el sistema digestivo. La concentración apropiada de calcio en sangre y en los huesos está controlada por el sistema endocrino. Dos hormonas, la calcitonina y la paratohormona, controlan la concentración de calcio en nuestro cuerpo. La calcitonina causa que el calcio se almacene en los huesos; la paratohormona origina su liberación en el torrente sanguíneo.

LA HISTOLOGÍA DEL HUESO Existen dos tipos de tejido óseo: el compacto o denso y el esponjoso (Figura 7-2C). En los dos tipos de tejido, los osteocitos son los mismos, pero el arreglo de cómo el abastecimiento sanguíneo alcanza las células óseas es diferente. Los dos tipos de tejido tienen funciones diferentes. El hueso compacto es denso y fuerte, mientras que el esponjoso tiene muchos espacios abiertos, dán-

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El canal haversiano, también conocido como osteón, fue nombrado en honor al médico inglés, Clopton Havers (1650-1702), quien lo describió como una característica prominente del hueso compacto (Figura 7-4). Este sistema permite el metabolismo efectivo de las células óseas rodeadas por anillos de sales minerales. Tiene varios componentes. Corriendo en paralelo a la superficie del hueso podemos encontrar muchos canales pequeños con vasos sanguíneos (capilares, arteriolas y vénulas) que portan oxígeno y nutrientes, y se encargan de remover productos de desecho y dióxido de carbono. Estos canales se llaman haversianos o canales centrales y se encuentran rodeados por anillos concéntricos de hueso, donde cada una de las capas se conoce como lamela. Entre dos anillos de lamela ósea podemos encontrar varias cavidades lacunares pequeñas. En cada una se observa un osteocito o célula ósea suspendida en el tejido líquido. Todas las cavidades lacunares están conectadas entre ellas y al canal central o haversiano mediante unos canales mucho más pequeños llamados canalículos. Los canales que corren de manera horizontal a los canales centrales, también contienen vasos sanguíneos y son llamados canales de Volkmann o canales perforados. Lo que fluye a través de ellos es tejido líquido, que baña a los osteocitos, llevando oxígeno y nutrientes, y acarreando los productos de desecho y dióxido de carbono, manteniendo a los osteocitos vivos y saludables.

Conexión con StudyWARE ™ En tu CD CD-ROM ROM de StudyWARE™ podrás observar la animación de una fractura como resultado de una fuerza directa sobre el hueso.

Hueso esponjoso El hueso esponjoso se encuentra en las terminaciones de los huesos largos y forma el centro de todos los otros huesos. Consiste en una red de secciones óseas interconectadas llamadas trabéculas, lo que le confiere la apariencia de una esponja (Figura 7-2C). La trabécula le da fuerza al hueso sin conferirle el peso de ser sólido. Cada trabécula consiste de varias lamelas con osteocitos entre ellas, igual que en el hueso compacto. Los espacios entre las

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

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Osteón (sistema haversiano)

Lamela circunferencial

Vasos sanguíneos dentro del canal haversiano o canal central Canalículos

Cavidades lacunares con osteocitos

Lamela intersticial

Lamelas concéntricas Vaso sanguíneo dentro del canal perforado o canal de Volkmann

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Periostio

FIGURA 7-4. La estructura detallada del hueso compacto denso.

trabéculas están llenos de médula ósea. Los nutrientes salen de los vasos sanguíneos en la médula y pasan por difusión a través de los canalículos de la lamela para llegar a los osteocitos en las cavidades lacunares.

Médula ósea Los espacios entre ciertos huesos esponjosos están llenos con médula ósea roja. Esta médula se encuentra ricamente abastecida con sangre y consiste en células sanguíneas y sus precursores. La función de la médula ósea roja es la hematopoyesis, o la formación de glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas. Por lo tanto, las células sanguíneas en todos los estados de desarrollo se pueden encontrar en la médula ósea roja. En el Capítulo

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13 discutiremos con mayor detalle los distintos estados de desarrollo de las células sanguíneas. En un adulto, las costillas, vértebras, esternón y huesos de la pelvis contienen médula ósea roja en su tejido esponjoso. Estos huesos producen las células sanguíneas en los adultos. La médula ósea roja entre las terminaciones del húmero y del fémur, es muy abundante durante el nacimiento y decrece conforme envejecemos. La médula ósea amarilla es un tejido conectivo que consiste de células adiposas. Principalmente se encuentra en los ejes de los huesos largos entre la cavidad medular, el área central del eje óseo (Figura 7-2B). La médula ósea amarilla se extiende hacia los osteones o sistemas haversianos, reemplazando la médula ósea roja cuando ésta se termina.

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

TRASTORNOS DEL SISTEMA ESQUELÉTICO

RAQUITISMO El raquitismo es una enfermedad causada por deficiencias en los minerales calcio y fósforo, o por deficiencias de vitamina D y exposición solar. La vitamina D es necesaria para la absorción de calcio y fósforo. Esta condición origina cambios en los huesos, que se conocen como raquitismo en los infantes, y como osteomalacia en los adultos. Los huesos no pueden osificarse, lo que resulta en huesos débiles que se fracturan con facilidad. El raquitismo se da en niños que no reciben una exposición solar adecuada (se requiere de luz solar para producir vitamina D en el cuerpo) o cuya dieta es deficiente en vitamina D (la leche es una fuente de esta vitamina).

FRACTURAS La ruptura de un hueso o cartílago asociado, se conoce como una fractura (Figura 7-5). Debido a que el hueso soporta otros tejidos, una fractura generalmente está acompañada por lesiones del tejido blando subyacente, como músculo o tejido conectivo. Las fracturas óseas se clasifican como abiertas o compuestas, si es que el hueso sobresale de la piel, o como cerradas o simples si la piel no se encuentra perforada. Las fracturas también pueden catalogarse en base a la dirección de la línea de fractura, como transversas (en ángulos rectos al eje mayor), lineales (paralelas al eje mayor), o como oblicuas (un ángulo distinto al ángulo recto al eje mayor). Una fractura en rama verde es una fractura incompleta. El hueso se dobla y rompe en la parte externa. Una fractura conminuta es una en donde el hueso se rompe en varias piezas.

Porción media del hueso

Transversal Oblicua

Desplazada Lineal

Porción distal del hueso

Normal

En rama verde (incompletas)

Cerrada (simple, completa) Tipos de fracturas óseas

Abierta (compuesta)

Conminuta

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Porción proximal del hueso

FIGURA 7-5. Tipos de fracturas óseas

CLASIFICACIÓN DE LOS HUESOS EN BASE A SU FORMA Los huesos individuales del cuerpo se pueden dividir por su forma en cinco categorías: largos, cortos, planos, irregulares y sesamoideos (Figura 7-6).

Huesos largos Los huesos largos (Figura 7-2) son huesos cuya longitud excede su amplitud y consisten de una diáfisis o

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eje compuesta principalmente de hueso compacto, una metáfisis en cada terminación de la diáfisis que consiste en hueso esponjoso, y dos extremidades, cada una llamada epífisis, separada de la metáfisis por la línea de crecimiento o epifisaria, donde ocurre el crecimiento longitudinal del hueso. El eje consiste principalmente de hueso compacto. Se hace más grueso hacia la porción central porque la presión sobre el hueso es mayor en este punto. La fuerza de un hueso largo también se asegura por una ligera curvatura del eje, un buen diseño para distribuir el peso. El interior del eje es la cavidad medular, llena de médula ósea amarilla. Las extremidades o

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

145

Huesos irregulares Los huesos irregulares son huesos con una forma muy peculiar y diferente, o de forma irregular. Consisten en hueso esponjoso delimitado por una capa delgada de otro compacto. Los ejemplos de huesos irregulares son las vértebras y los osículos de los oídos. Huesos planos (frontal)

Hueso irregular (vértebra) Huesos largos (húmero)

Hueso corto (cuboides)

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Huesos sesamoideos

FIGURA 7-6. La clasificación de los huesos en base

a su forma.

epífisis del hueso largo tienen una cubierta delgada de tejido compacto sobre una mayoría de tejido esponjoso, que usualmente contiene médula ósea roja. Las epífisis son amplias y expandidas para lograr su articulación con otros huesos y para proveer una superficie mayor de unión con los músculos. Los ejemplos obvios de huesos largos son la clavícula, húmero, radio, ulna, fémur, tibia y fíbula. Los ejemplos no tan obvios son las versiones cortas de un hueso largo, como los metacarpos de la mano, metatarsos del pie y las falanges de los dedos.

Huesos cortos Los huesos cortos no son versiones cortas de los huesos largos. Éstos no presentan un eje largo. Tienen una forma algo irregular. Consisten de una capa delgada de tejido compacto sobre una porción mayor de tejido esponjoso. Ejemplos de huesos cortos son los huesos del carpo de la muñeca y los del tarso del pie.

Huesos planos Los huesos planos son huesos delgados que se encuentran en cualquier parte donde existe la necesidad de una unión masiva de músculo, o protección de partes blandas y vitales del cuerpo. Generalmente son curvos, consisten en dos placas planas de hueso compacto delimitadas por una capa de hueso esponjoso. Los ejemplos de huesos planos son el esternón, las costillas, escápula, partes de los huesos pélvicos y algunos huesos del cráneo.

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Los huesos sesamoideos son pequeños y redondos. Estos huesos están delimitados por tendones y tejido fascial que se encuentran adyacentes a las articulaciones. Ayudan en el funcionamiento de los músculos. La rótula es el hueso sesamoideo más grande. Algunos de los huesos de la muñeca y el tobillo se pueden clasificar como huesos sesamoideos y como huesos cortos.

MARCAS DE LOS HUESOS La superficie de cualquier hueso típico exhibe ciertas proyecciones llamadas procesos o ciertas depresiones llamadas fosas, o ambas. Estas marcas son funcionales porque pueden ayudar a unir huesos con otros huesos, proveer una superficie de unión de los músculos, o servir como la vía de paso para los vasos sanguíneos y los nervios. La siguiente es una lista de algunos términos y definiciones con respecto a las marcas óseas.

Procesos Un proceso es el término general para referirse a cualquier prominencia ósea obvia. La siguiente es una lista de ejemplos específicos de procesos. 1. Espina: cualquier proyección afilada, como los procesos espinosos de las vértebras (Figura 7-14). 2. Cóndilo: una protuberancia redonda, que usualmente se encuentra en la articulación con otro hueso, como los cóndilos laterales y mediales del fémur (Figura 7-23). 3. Tubérculo: un proceso pequeño y redondo, como el tubérculo menor del húmero (Figura 7-19). 4. Tróclea: un proceso tipo polea, como la tróclea del húmero (Figura 7-19). 5. Trocánter: una proyección muy larga, como el trocánter mayor y menor del fémur (Figura 7-23).

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

6. Cresta: un borde delgado del hueso, como las crestas iliacas del hueso de la cadera (Figura 7-22). 7. Línea: una borde menos prominente que una cresta. 8. Cabeza: un alargamiento terminal, como la cabeza del húmero y la cabeza del fémur (Figuras 7-19 y 7-23). 9. Cuello: la parte del hueso que conecta la cabeza o alargamiento terminal con el resto del hueso, como el cuello del fémur (Figuras 7-19 y 7-23).

Fosas La fosa es el término general para cualquier depresión o cavidad dentro o sobre un hueso. La siguiente es una lista con ejemplos específicos de fosas. 1. Sutura: una unión delgada, que generalmente se encuentra entre dos huesos, como las suturas de los huesos del cráneo (Figura 7-9). 2. Foramen: una apertura mediante la cual pasan vasos sanguíneos, nervios y ligamentos. Como el agujero magno del hueso occipital del cráneo o el foramen obturador del hueso pélvico (Figura 7-22). 3. Meato o canal: un pasaje tipo tubo, como el meato auditivo o canal auditivo (Figura 7-9). 4. Seno o antro: una cavidad dentro de un hueso, como los senos nasales o seno frontal (Figura 7-8A). 5. Surco: una hendidura, como los surcos intertuberculares o el surco del húmero (Figura 7-19).

DIVISIONES DEL ESQUELETO Típicamente, un esqueleto tiene 206 huesos. La porción axial consiste del cráneo (28 huesos, incluyendo los huesos craneales y faciales), el hueso hioides, las vértebras (26 huesos), costillas (24 huesos) y el esternón. La porción apendicular del esqueleto consiste en los huesos de las extremidades superiores o brazos (64 huesos, incluyendo la cintura escapular) y los huesos de las extremidades inferiores o piernas (62 huesos, incluyendo los huesos de la cintura pélvica) (Figura 7-7).

EL ESQUELETO AXIAL El cráneo, en el uso correcto del término, incluye los huesos craneales y faciales. Discutiremos primero los huesos craneales.

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Los huesos craneales Los huesos del cráneo tienen varias funciones importantes. Éstos protegen y encierran el cerebro y los órganos especiales de los sentidos, como los ojos y los oídos. Los músculos para la masticación y para el movimiento de la cabeza, se unen a los huesos craneales. En ciertas locaciones, podemos encontrar senos o cavidades que se conectan con las cavidades nasales (Figura 7-8). Todos los huesos individuales del cráneo están unidos entre sí por uniones inamovibles llamadas suturas. El hueso frontal es el hueso que forma la frente, el techo de la cavidad nasal, y las órbitas, que son las cavidades óseas que contienen los ojos (Figura 7-9). Las marcas óseas importantes se encuentran en el margen orbital, una cresta definida encima de cada órbita ubicada en la posición de las cejas, y en la cresta supraorbital, que cubre el seno frontal y se puede sentir en la parte media de la frente. La sutura coronal se encuentra donde el hueso frontal se une a los huesos parietales. Los dos huesos parietales forman el techo y los laterales superiores del cráneo. Se unen en la sutura sagital en la línea media del cráneo. El hueso occipital es el hueso que forma la parte trasera y la base del cráneo (Figura 7-9) y une los huesos parietales en la porción superior mediante la sutura lambdoidea. La parte inferior de este hueso tiene una gran apertura llamada foramen magnum, por donde se conecta la médula espinal con el cerebro. En cada porción inferior del hueso occipital se puede encontrar un proceso llamado cóndilo occipital. Estos procesos son importantes porque se articulan con depresiones en la primera vértebra cervical (atlas), permitiendo que la cabeza se conecte con el resto de las vértebras. Otras marcas notorias son la cresta occipital externa y la protuberancia occipital externa, que se puede sentir en la base del cuello. Varios ligamentos y músculos se unen a estas regiones. Los dos huesos temporales ayudan a formar las porciones inferiores y la base del cráneo (Figura 7-9). Cada hueso temporal encierra una oreja y porta una fosa para la articulación con la mandíbula inferior. Los huesos temporales son de forma irregular y cada uno consiste de cuatro partes: la parte escamosa, pétrea, mastoidea y timpánica. La porción escamosa es la de mayor tamaño y de ubicación superior a las otras cuatro porciones. Es una placa delgada y plana de hueso que forma las sienes. Proyectándose desde su parte inferior se encuentra el proceso zigomático, que forma la parte lateral del arco zigomático o pómulo. La porción pétrea se encuentra al fondo de la base del cráneo, donde protege y rodea el oído interno. La porción mastoidea se encuentra detrás y debajo del meato auditivo o apertura auditiva. El proceso mastoideo es una proyección redondeada de la porción mastoidea del hueso temporal, se puede sentir detrás de la oreja. Varios músculos del cuello se unen a este proceso mastoideo y ayudan en el movimiento de la cabeza.

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

Frontal

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Parietal

Temporal

Occipital

Cráneo Cigomático

Temporal

Mandíbula

Maxilar

Cintura escapular Clavícula Esternón

Escápula Columna vertebral

Tórax Costillas

Extremidades superiores Húmero

Radio Cúbito Huesos de la cadera Huesos del carpo

Sacro Cóccix

Metacarpo Falanges

Extremidades inferiores Fémur Rótula

Tibia

Huesos del tarso Calcáneo

Metatarso Falanges (A) Anterior

(B) Posterior

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Peroné

FIGURA 7-7. El sistema esquelético humano. (A) Vista anterior. (B) Vista posterior.

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

Senos frontales Senos etmoides Senos esfenoides Senos maxilares

(A) Canal auditivo externo Martillo Yunque

Estribo Canales semicirculares Ámpula Vestíbulo NC VIII Cóclea

Ventana oval

Membrana timpánica

Ventana redonda

Lóbulo Oído externo

Oído medio

Oído interno

(B)

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Trompa de Eustaquio

FIGURA 7-8. (A) Los senos paranasales. (B) Sección transversal del oído, donde se muestran los osículos.

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

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Sutura coronaria

Hueso parietal

Hueso frontal

Sutura escamosa

Hueso temporal

Hueso esfenoides (ala mayor)

Sutura lambdoidea

Hueso nasal Hueso occipital

Hueso lagrimal Hueso etmoidal

Meato auditivo externo Hueso cigomático

Proceso mastoideo

Maxilar

Proceso estiloide

Mandíbula

Proceso temporal del hueso cigomático

Arco zigomático

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Proceso cigomático del hueso temporal

FIGURA 7-9. Los huesos del cráneo.

Finalmente, la placa timpánica forma el piso y la pared anterior del meato auditivo externo. Se puede observar un proceso estiloide delgado que se extiende de la superficie inferior de esta placa. Los ligamentos que sostienen el hueso hioide en su lugar (que da soporte a la lengua) se unen a este proceso estiloide de la placa timpánica del hueso temporal. El hueso esfenoides forma la porción anterior de la base del cráneo (Figuras 7-9 y 7-10). Cuando se ve por debajo parece una mariposa. Actúa como un ancla manteniendo todos los huesos craneales juntos. El hueso etmoides es la principal estructura de soporte de las cavidades nasales y ayuda a formar parte de las órbitas. Es el más ligero de todos los huesos craneales (Figuras 7-9 y 7-10). Los seis osículos auditivos son los tres huesos que encontramos en cada oído (Figura 7-8B): el martillo, o maleolo el estribo y el yunque. Estos huesos pequeños están altamente especializados en su estructura y fun-

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ción, además se encuentran involucrados en la excitación de los receptores auditivos. Los huesos wormianos o huesos suturales se ubican entre las suturas de los huesos craneales. Varían en número, son pequeños y de forma irregular, y nunca se incluyen en el número total de huesos del cuerpo. Se forman como resultado de la osificación intramembranosa de los huesos craneales.

Conexión con StudyWARE ™ En tu CD CD-ROM ROM de StudyWARE™ podrás encontrar un juego interactivo en donde indiques los huesos del cráneo.

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

Hueso frontal

Sutura coronaria

Hueso parietal

Hueso esfenoides

Hueso etmoidal Hueso temporal Hueso nasal Hueso cigomático Hueso lagrimal

Vómer

Cornete nasal medio

Maxilar

Mandíbula

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Cornete nasal inferior

FIGURA 7-10. Los huesos faciales.

Los huesos faciales Al igual que los huesos del cráneo, los huesos faciales están unidos por suturas inamovibles, con una excepción: la mandíbula inferior. Este hueso es capaz de moverse en ciertas direcciones. Puede elevarse y deprimirse cuando hablamos, y se puede retraer o acercar y cambiar de lado a lado cuando masticamos. Los dos huesos nasales son huesos delgados y delicados que se unen en una sutura para formar el puente de la nariz (Figura 7-10).

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Los dos huesos palatinos forman la parte posterior del techo de tu boca, lo que es el paladar duro. Esta región es la misma que el piso de la cavidad nasal. Las extensiones superiores de los huesos palatinos ayudan a formar las paredes exteriores de la cavidad nasal. Los dos huesos maxilares componen la mandíbula superior (Figura 7-10). Cada hueso maxilar consiste de cinco partes: el cuerpo, proceso cigomático, proceso frontal, proceso palatino y proceso alveolar. El gran cuerpo de los maxilares forma parte del piso y pared exterior de la cavidad nasal, gran parte del piso de la órbita

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

y de la cara anterior de la sien. El cuerpo está cubierto por un número de músculos fasciales y contiene un seno maxilar grande ubicado de manera lateral a la nariz. El proceso cigomático se extiende lateralmente para participar en la formación de la mejilla. (Los procesos se nombran de acuerdo al hueso al que se dirigen; por lo tanto, el proceso cigomático del hueso maxilar se dirige al cigomático para unirlo.) El proceso frontal se extiende hacia arriba, o hacia el hueso frontal o frente. El proceso palatino se extiende posteriormente en un plano horizontal para unir o articularse con el hueso palatino, y en realidad forma la porción anterior mayor del paladar superior o techo de la boca. El proceso alveolar porta los dientes de la mandíbula superior, y cada diente se encuentra embebido en un alveolo. Los dos huesos maxilares se unen en la sutura intermaxilar. Esta fusión se completa justo después del nacimiento, si los dos huesos no se unen para formar una estructura continua, resulta en un defecto conocido como paladar hendido que usualmente está asociado al labio leporino. Con las técnicas quirúrgicas de hoy en día, el defecto puede ser reparado poco después del nacimiento. Los dos huesos cigomáticos, también conocidos como huesos malares, forman las prominencias de las mejillas y descansan sobre los maxilares (Figura 7-10). Sus procesos maxilares unen el hueso maxilar al conectarse con el proceso cigomático del hueso maxilar. Cada hueso cigomático tiene un proceso frontal y un proceso temporal pequeño que se une de manera lateral con el hueso temporal, formando el arco cigomático fácilmente identificable. Los dos huesos lagrimales componen parte de la órbita en el ángulo interior del ojo (Figura 7-10). Estos huesos pequeños y delgados yacen directamente detrás del proceso frontal de los maxilares. Su superficie lateral tiene una depresión, o fosa, que sostiene los sacos lagrimales y provee un canal para el ducto lagrimal. Las lágrimas son dirigidas desde este punto, hacia el meato inferior de la cavidad nasal, una vez que han limpiado y lubricado el ojo. Los dos cornetes nasales son muy delgados y frágiles (Figura 7-10). Existe uno en cada fosa nasal en la porción lateral. Se extienden hacia la porción del septo, pero no se fusionan. Forman una serie de repisas en la cavidad nasal, donde el aire se humedece, calienta y filtra. El vómer es un hueso plano que compone la porción inferior del septo nasal (Figura 7-10). El hueso mandibular se desarrolla en dos partes. El cartílago que interviene en su desarrollo se osifica en la niñez, y una vez osificado se fusiona en una sola estructura continua. Es el hueso más largo y fuerte de la cara (Figura 7-10). Consiste de un cuerpo en forma de U con procesos alveolares que portan los dientes de la mandíbula inferior (justo como el hueso maxilar porta los dientes en sus procesos alveolares). A cada lado del cuerpo en forma de U, se encuentran los ramos que se extienden perpendicularmente en dirección superior.

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Cada ramo tiene un cóndilo para su articulación con la fosa mandibular del hueso temporal, permitiendo el amplio margen de movimiento de la mandíbula inferior (Figura 7-9).

Las órbitas Las órbitas son las dos cavidades profundas en la porción superior de la cara que protegen los ojos. Varios huesos del cráneo contribuyen a su formación. Observa la Figura 7-10 para analizar estos huesos. Cada órbita consiste de los siguientes huesos: Área de la órbita

Huesos que participan

Techo

Frontal, esfenoides

Piso

Maxilar, zigomático

Pared lateral

Cigomático, ala mayor del esfenoides

Pared media

Maxilar, lagrimal, etmoides

Las cavidades nasales El marco de la nariz que rodea las dos fosas nasales se localiza en el centro de la cara, entre el paladar duro en su parte inferior, y el hueso frontal en su parte superior. La nariz consta de los siguientes huesos (Figura 7-10): Área de la nariz

Huesos que participan

Techo

Etmoides

Piso

Maxilar, palatino

Pared lateral

Maxilar, palatino

Septo o pared media

Etmoides, vómer, nasal

Puente nasal

Nasal

El foramen del cráneo Si uno observa la parte inferior del cráneo y se fija en el piso de la cavidad craneal, se puede ver el foramen más grande del cráneo, el foramen magno. También se pueden observar otras aperturas pequeñas que penetran los huesos individuales del cráneo. Todos tienen nombres y son las vías de paso para los vasos sanguíneos y nervios que entran y salen de distintos órganos del cerebro.

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152

CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

El hueso hioide El hueso hioide es un componente único del esqueleto axial porque no tiene articulación con otros huesos (Figura 7-11). En contadas ocasiones se ve como parte de un esqueleto articulado en algún laboratorio. En realidad, está suspendido del proceso estiloide del hueso temporal mediante dos ligamentos estiloides. De manera externa, puedes detectar su posición en el cuello, justo arriba de la laringe a cierta distancia de la mandíbula. Tiene la forma de una herradura, consistiendo en un cuerpo central con dos proyecciones laterales. Las proyecciones largas son los cuernos mayores y las laterales de menor tamaño, son los cuernos menores. El hueso hioide actúa como un soporte para la lengua y sus músculos asociados. También ayuda a elevar la laringe durante la deglución o durante el habla.

¿Cómo estudiar los huesos del cráneo? Cuando estamos aprendiendo los diferentes huesos del cráneo, uno de los mejores métodos es analizar las placas de colores en tu libro de texto, donde a cada hueso se le da un color diferente. Observa la Figura 7-10, la vista anterior del cráneo, y la Figura 7-9, vista lateral del cráneo. Una vez que tengas idea de la ubicación de estos huesos, usa un modelo de cráneo humano (ya sea real o una reproducción en plástico) y busca las suturas como guía. Recuerda que en un cráneo real, entre más viejo sea menos obvias serán las suturas. Conforme envejecemos, las suturas tienden a desaparecer o a desvanecerse. Las placas de colores te ayudarán a reconocer en dónde están localizados los huesos del cráneo.

cada médula espinal contenida entre sus canales articulados formados por una sucesión de agujeros. La columna vertebral se forma por una serie de 26 huesos irregulares llamados vértebras, separados y protegidos por los discos intervertebrales de cartílago. Una vértebra típica tiene las siguientes características (Figura 7-12): el cuerpo es una porción anterior gruesa en forma de disco, perforada por numerosos agujeros para el paso de los vasos sanguíneos al hueso. El arco neural delimita un espacio, el foramen neural o vertebral, por donde pasa la médula espinal. El arco tiene tres procesos para la unión muscular: el proceso espinoso, bastante largo en las vértebras torácicas, dirigido a la porción posterior, y dos procesos transversales, uno a cada lado de las vértebras. Los articulares se usan para unirse con la vértebra inmediatamente superior por medio de los dos procesos articulares superiores, y con la vértebra inmediatamente inferior usando los dos procesos articulares inferiores. El arco vertebral se compone de dos porciones en cada lado, los pedículos ubicados arriba y debajo para el paso de los nervios desde y de la médula espinal, y la lámina, que forma la pared posterior de la columna vertebral. Observa la Figura 7-13 para analizar distintas vistas de la estructura de la columna vertebral. Existen siete vértebras cervicales, 12 vértebras torácicas y cinco vértebras lumbares. Todas permanecen separadas por el resto de nuestras vidas, lo cual hace que tengan cierto movimiento. Además hay cinco vértebras sacrales que se fusionan en la vida adulta para formar el sacro. Existen cuatro vértebras coccígeas, que se unen firmemente para formar el cóccix. Estos dos últimos huesos, el sacro y el cóccix, son fijos, por eso se dice que las vértebras son 26 en lugar de 33.

El torso o tronco El esternón, las costillas y las vértebras componen el tronco o torso del esqueleto axial. Las vértebras son rígidas y proveen soporte al cuerpo, pero los discos fibrocartilaginosos entre las vértebras permiten un mayor grado de flexibilidad. Los discos y las vértebras protegen la deli-

Cuerpo

Anterior

Foramen vertebral

Pedículo

Asta mayor

Proceso transversal

Cuerpo

Hueso hioides (vista anterior)

FIGURA 7-11. El hueso hioides (vista anterior).

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Arco vertebral (dos pedículos y dos láminas) Proceso espinoso Posterior Vista superior

© Delmar/Cengage Learning

Asta menor

© Delmar/Cengage Learning

Lámina

FIGURA 7-12. Las características de las vértebras típicas.

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

Atlas Eje

C1

C1

C2

C2 C3 C4 C5 C6 C7

Vértebra cervicales

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Primera vértebra cervical (atlas) Segunda vértebra cervical (eje)

Región cervical (curvada anteriormente)

T1 T2

Primera vértebra torácica

T3 T4 T5 T6

Vértebras torácicas

T7 Discos intervertebrales

Región torácica (curvada posteriormente)

T8 T9 T10 T11

Discos intervertebrales

T12 L1 Primera vértebra lumbar L2 L3

Vértebras lumbares

Región lumbar (curvada anteriormente)

Proceso transversal

L4

Proceso espinoso

L5

Cóccix (vértebra coccígea fusionada)

Regiones del sacro y del cóccix (curvadas posteriormente)

Sacro

Cóccix

Vista anterior

(A)

(B)

© Delmar/Cengage Learning

Sacro (vértebras sacrales fusionadas)

FIGURA 7-13. (A) La columna vertebral, vista anterior. (B) La columna vertebral, vista lateral.

Las vértebras cervicales son las más pequeñas. Las primeras dos tienen nombres especiales (Figura 7-14). La primera se conoce como atlas (nombrada en honor a Atlas, quien en la mitología griega sostenía el mundo); da soporte a la cabeza por medio de su articulación con los cóndilos del hueso occipital. La segunda vértebra es el eje; actúa como el pivote sobre el cual rotan el atlas y la cabeza. Las vértebras torácicas tienen dos caracterís-

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ticas distintivas: un proceso espinoso largo que apunta en dirección inferior, y seis articulaciones facetarias, tres a cada lado para su articulación con una costilla. Las vértebras lumbares son las más grandes y fuertes. Están modificadas para la unión con los músculos poderosos de la espalda. El sacro es un hueso ligeramente curvo y triangular. El cóccix se puede mover ligeramente para incrementar el tamaño del canal del parto en la mujer.

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

Superficie articular que soporta el cráneo Anterior Proceso transversal

Posterior

Agujero transversal (A) Vista superior del atlas (C1) Proceso odontoide (dens)

Cuerpo

Proceso transversal

Proceso espinoso (B) Vista posterior- superior del eje (C2)

© Delmar/Cengage Learning

Agujero transversal

FIGURA 7-14. (A) Vista superior del atlas (C1) y (B) vista posterior-superior del eje (C2).

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

TRASTORNOS DE LA COLUMNA

Las curvaturas normales de la columna se pueden exagerar como resultado de una lesión, mala postura corporal, o enfermedad (Figura 7-15). Cuando la curva posterior de la columna se acentúa en la región torácica superior, la condición se denomina cifosis. Esto resulta en lo que comúnmente conocemos como joroba. Es particularmente común en los individuos mayores debido a la osteoporosis. También puede originarse por tuberculosis espinal, osteomalacia o raquitismo. La lordosis es una curvatura lumbar anormalmente acentuada. También puede ser el resultado del raquitismo o de la tuberculosis espinal. La lordosis temporal es común en hombres con sobrepeso y mujeres embarazadas, que llevan sus hombros hacia atrás para preservar su centro de gravedad, acentuando la curvatura lumbar. La escoliosis es una curvatura lateral anormal de la espina que ocurre con mayor frecuencia en la región torácica. En las mujeres puede ser común en la adolescencia, pero las condiciones más severas resultan de estructuras vertebrales anormales, como extremidades inferiores de distintas longitudes, o parálisis muscular en un lado del cuerpo. Los casos severos pueden ser tratados con frenos corporales o con cirugía antes de que el crecimiento óseo se detenga.

Además de proveer protección a la médula espinal y de dar soporte al cuerpo, la columna vertebral también se construye para resistir fuerzas de compresión muchas veces mayores al peso del cuerpo. Los discos intervertebrales fibrocartilaginosos actúan como amortiguadores

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para que después de aterrizar sobre tus pies después de un salto o caída, las vértebras no se fracturen. La anestesia epidural generalmente se inyecta en la región lumbar inferior durante el parto.

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

155

B.

C.

FIGURA 7-15. Curvaturas anormales de la columna: (A) cifosis; (B) lordosis; (C) escoliosis.

Gladiolo, cuerpo

Proceso cifoide

© Delmar/Cengage Learning

A.

© Delmar/Cengage Learning

Manubrio

FIGURA 7-16. El esternón, vista anterior.

El tórax El tórax, o caja torácica, se compone del esternón, los cartílagos costales, costillas y los cuerpos de las vértebras torácicas. Esta caja ósea encierra y protege al corazón y los pulmones. También brinda soporte a los huesos del cinturón escapular y a los huesos de las extremidades superiores.

de manera indirecta. Debido a que el 11o. y 12o. par de costillas no tienen cartílago y no se unen de manera anterior, estas costillas “falsas” tienen otro nombre, costillas flotantes. Por supuesto, todas las costillas se unen por la parte posterior a las vértebras torácicas.

El esternón

EL ESQUELETO APENDICULAR

El esternón (Figura 7-16) se desarrolla en tres partes: el manubrio, el gladiolo y el proceso xifoides. El esternón tiene la apariencia de una espada, donde el manubrio sería el mango de la espada, el gladiolo el cuerpo, y el proceso xifoides la punta de la espada. El xifoides no tiene unión con las costillas, pero el manubrio y el gladiolo presentan muescas a cada lado para su unión con los primeros siete cartílagos costales. El manubrio se articula con la clavícula (Figura 7-17). Entre estos dos puntos de unión se encuentra la muesca supraesternal o yugular, que se puede palpar fácilmente a través de la piel. El diafragma y los músculos abdominales rectales se unen al proceso xifoides.

Los huesos de las extremidades superiores

Las costillas Tenemos 12 pares de costillas (Figura 7-17). Se nombran de acuerdo a sus uniones anteriores. Debido a que los siete pares superiores se articulan directamente con el esternón, se conocen como costillas verdaderas. Los cinco pares inferiores son las costillas falsas. Los cartílagos costales del 8o., 9o. y 10o. pares de costillas se unen al cartílago de la 7a. costilla, por lo que unen al esternón

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Los huesos de las extremidades superiores incluyen los huesos de la cintura escapular, los brazos, antebrazos, muñeca, mano y dedos. Los huesos de la cintura escapular son la clavícula y la escápula. La clavícula es un hueso largo y delgado ubicado en la raíz del cuello, justo por debajo de la piel y anterior a la primera costilla. La terminación media se articula con el manubrio del esternón, y la terminación lateral con el proceso acromial de la escápula. La escápula es un hueso triangular grande y plano que se encuentra en la porción dorsal del tórax, y cubre el área de la segunda a la séptima costilla (Figura 7-18). Otras proyecciones en la escápula son el proceso coracoide, que funciona como un punto de unión para los músculos que mueven el brazo, y la fosa glenoidea, que recibe la cabeza del húmero y ayuda a mover la articulación del hombro. El húmero es el hueso más grande y largo del brazo superior (Figura 7-19). Su cabeza es redonda y se une al resto del hueso por su cuello anatómico. La parte superior tiene dos prominencias, los tubérculos mayor y menor,

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

Muesca supraesternal o yugular

Clavícula

Costillas verdaderas (1-7)

Esternón

© Delmar/Cengage Learning

11 12

Costillas falsas (8-12)

Cartílago costal

Costillas flotantes (11 y 12)

FIGURA 7-17. Caja torácica, vista anterior.

Lateral

Medio

Medial

Lateral

Acromion (proceso acromial)

Proceso coracoides Proceso coracoides

Fosa glenoidea

Cuerpo Proceso espinoso

Borde axilar

(A) Escápula derecha, vista anterior

(B) Escápula derecha, vista posterior

© Delmar/Cengage Learning

Borde vertebral

Borde axilar

FIGURA 7-18. Escápula. (A) Vista anterior. (B) Vista posterior.

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

Cuello anatómico Tubérculo mayor

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Cabeza Tubérculo menor Cuello quirúrgico

Cuello anatómico Cuello quirúrgico

Surco intertubercular (bicipital)

Surco radial Tuberosidad deltoidea

Fosa radial Epicóndilo lateral

Fosa coronoides

Cresta supracondilar medial

Epicóndilo medial

Fosa de olécranon Epicóndilo lateral

Capítulo Tróclea

Tróclea (A)

(B)

© Delmar/Cengage Learning

Cresta supracondilar lateral

FIGURA 7-19. El húmero derecho. (A) Vista anterior. (B) Vista posterior.

que funciona como puntos de inserción de muchos músculos en la extremidad superior. El cúbito es el hueso medial más largo del antebrazo (Figura 7-20). Su eje es triangular, y su terminación distal se conoce como cabeza. En su terminación proximal encontramos el proceso oleocrano o codo. Cuando se golpea este punto, los nervios se presionan, causando un hormigueo, lo que le da el nombre común del “hueso de la risa”. El radio es el hueso lateral más corto del antebrazo. Se une a la ulna por una membrana interósea que atraviesa el área entre los ejes de ambos huesos. Se mueven como uno solo. Los procesos estiloides del radio se articulan con algunos huesos de la muñeca. Los huesos de la muñeca se llaman carpales (Figura 7-21). Se arreglan en dos filas de cuatro cada una. En

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la fila proximal, de medial a lateral encontramos los pisiformes, piramidales, lunares y escafoides, también conocidos como naviculares. En la fila distal, de medial a lateral encontramos los huesos ganchoso, capitales, trapezoide o multiangular menor y el trapecio, o multiangular mayor. La palma de la mano se compone de cinco huesos metacarpales (Figura 7-21). Estos son huesos pequeños y largos, cada uno con una base, un eje y una cabeza. Irradian fuera de los huesos de la muñeca como los rayos de una rueda. Cada uno se articula con la falange proximal de un dedo. Cada dedo, exceptuando el pulgar, tiene tres falanges: una proximal, una media, y una terminal o distal. El pulgar sólo presenta una falange proximal y una distal.

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

Olécranon Cabeza del radio

Cabeza del radio

Articulación proximal radio-cúbito

Cuello del radio

Cuello del radio

Tuberosidad radial

Tuberosidad radial

Cúbito

Radio

Articulación distal radio-cúbito Proceso estiloide del radio

Proceso estiloide del radio

Proceso estiloide del cúbito (A)

(B)

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Radio

FIGURA 7-20. Radio y cúbito derechos. (A) Vista anterior. (B) Vista posterior.

Los huesos de las extremidades inferiores Los huesos de las extremidades inferiores incluyen el cinturón pélvico, que proporciona soporte al tronco y provee unión a las piernas. Consiste en un par de huesos de la cadera, o huesos coxales. Cada hueso coxal consiste de tres partes fusionadas: el ilion, el isquion y el pubis. Otros huesos de las extremidades inferiores incluyen el fémur, la rótula, tibia, peroné, tarsos, metatarsos, pies y talones. La cintura pélvica se compone de dos huesos coxales que se articulan entre sí por la parte anterior, en la sínfisis púbica. Por la parte posterior se articulan con el sacro. Este anillo óseo se conoce como pelvis.

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El ilion es la porción más larga y superior del hueso de la cadera. Forma la prominencia expandida de la cadera superior o la cresta iliaca. En las mujeres suele ser más amplia que en los hombres. Su cresta se proyecta hacia la espina iliaca anterior superior, y la espina iliaca inferior anterior (Figura 7-22). El isquion es la porción más fuerte del hueso de la cadera, se dirige ligeramente hacia la parte posterior. Su borde curvo se ve, de manera frontal, como el margen más bajo de la pelvis. Posee una tuberosidad isquial redondeada y gruesa, sobre la que nos sentamos, y que por ende, soporta el peso del cuerpo en esta posición. El pubis es superior, y ligeramente anterior al isquion. Entre el pubis y el isquion se encuentra

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

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Falange distal Falanges Falange media

Falange proximal

Metacarpos

Huesos del carpo

Pisiforme

Trapecio

Piramidal

Trapezoide

Lunar

Capital Escafoides/navicular

Cúbito

Radio

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Ganchoso

FIGURA 7-21. Los huesos de las manos y la muñeca.

un gran foramen obturador. Éste es el agujero más grande del cuerpo, y permite el paso de nervios, vasos sanguíneos y tendones. En la porción lateral de la cadera, justo encima del foramen obturador, se encuentra una cápsula profunda llamada acetábulo. Las tres partes del hueso pélvico se unen en esta cápsula. También recibe la cabeza del fémur para ayudar a formar la articulación de la cadera. El fémur es el hueso más largo y pesado del cuerpo (Figura 7-23). Este hueso grande de la parte superior de la pierna no se encuentra en una línea vertical con el eje del cuerpo erecto. En realidad, posee un diseño único

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que le permite soportar y distribuir el peso del cuerpo. Se encuentra ubicado en un ángulo, ligeramente hacia abajo y hacia dentro, para que los dos fémures tomen la apariencia de una gran letra V (Figura 7-6). Su extremidad superior posee una gran cabeza que se ensambla en el acetábulo del hueso pélvico, mediante un cuello anatómico. Su porción inferior se amplía en un gran cóndilo lateral, y un cóndilo medio aún más grande. Se articula de manera distal con la tibia. La rótula es el hueso sesamoideo más grande. Es ligeramente plana y triangular, yace en el frente de la articulación de la rodilla, y se encuentra envuelta por

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

Cresta iliaca

Ilion

Espina iliaca superior anterior Fosa iliaca

Espina iliaca inferior anterior

Pubis

Espina isquial Cuerpo del pubis

Isquion

Acetábulo

Tuberosidad isquial

Foramen obturador

(A)

Hueso coxal derecho, vista media

Sacro

Articulación sacroiliaca Ilion

Coxa Pubis Acetábulo Sínfisis del pubis

(B)

Foramen obturador

Isquion

© Delmar/Cengage Learning

Espina iliaca anterior superior

FIGURA 7-22. (A) Hueso de la cadera derecha, vista media. (B) Vista anterior de la pelvis.

los tendones del músculo del cuadriceps femoral. Su única articulación es con el fémur. Es un hueso movible, e incrementa el poder de palanca de los músculos que enderezan la rodilla. La tibia es el hueso más largo de los dos huesos que forman la parte inferior de la pierna (Figura 7-24). También se conoce como espinilla. Los cóndilos redondeados

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del fémur, descansan sobre el cóndilo plano ubicado en el extremo proximal de la tibia. La fíbula, también se conoce como peroné. En proporción a su longitud, es el cuerpo óseo más delgado del cuerpo. Yace en paralelo a la tibia. No se articula con el fémur, pero se une al extremo proximal de la tibia mediante su cabeza.

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

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Cuello

Cabeza

Trocánter mayor

Trocánter menor

Foramen nutritivo Línea áspera

Epicóndilo medial

Epicóndilo lateral

Cóndilo medial

Cóndilo lateral

(A)

(B)

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Eje

FIGURA 7-23. El fémur. (A) Vista anterior. (B) Vista posterior.

Los huesos del tobillo se conocen como huesos del tarso (Figura 7-25). Los siete huesos del tarso son cortos y se asemejan a los huesos del carpo de la muñeca, pero son de mayor tamaño. Se organizan en la parte delantera y trasera del pie. Los huesos del tarso del retropié son el calcáneo, que es el hueso más largo y forma el talón, el astrágalo, o tobillo, el navicular, y el cuboides. Debido a que el calcáneo o tobillo, recibe todo el peso del cuerpo al caminar, se ha desarrollado como el hueso del tarso con mayor tamaño. Los huesos del tarso de la parte delantera del pie, son medial (I), intermedio (II), y cuneiformes laterales (III). El resto de los huesos de la parte delantera del pie son los metatarsos y las falanges. Existen cinco huesos metatarsos en esta parte. Cada uno se clasifica como un hueso largo, en base a su forma, y cada uno tiene un eje y una cabeza. Las cabezas, en las porciones distales de los metatarsos, forman lo que conocemos como la punta de los dedos. Las bases del primero, segundo y tercer meta-

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tarsos, se articulan con los tres cuneiformes; el cuarto y el quinto metatarsos se articulan con el cuboides. Los músculos intrínsecos de los dedos se unen a los ejes de los metatarsos. El primer metatarso es el más largo debido a que soporta el peso durante la caminata. Las falanges de los huesos se clasifican como huesos largos, a pesar de su corta extensión, porque poseen una base, un eje y una cabeza (Figura 7-25B). Tienen el mismo arreglo que las falanges de los dedos. Existen dos falanges en el dedo gordo del pie, proximal y distal. La parte proximal es grande debido a que soporta el peso cuando caminamos. Los otros cuatro dedos tienen tres falanges, proximal, medial y distal.

EL ARCO DEL PIE Los huesos del pie se arreglan en una serie de arcos que le permiten al pie resistir el peso de nuestro cuerpo cuando estamos parados, además de servir de palanca

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

Tuberosidad tibial Cóndilo lateral

Cóndilo lateral

Cóndilo medial

Cabeza

Tibia

Maleolo medial Maleolo lateral

Maleolo lateral (A)

(B)

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Fíbula

Fíbula

FIGURA 7-24. La tibia y la fíbula. (A) Vista anterior. (B) Vista posterior.

cuando caminamos. Existen dos arcos longitudinales y uno transversal. El arco longitudinal medio se forma por los huesos calcáneo, astrágalo, navicular, los tres cuneiformes y los tres metatarsos mediales. Éste es el arco más grande del pie y se puede notar con facilidad. El arco longitudinal lateral es mucho más bajo y logra su forma mediante la unión de los huesos calcáneo, cuboides y los

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dos metatarsos laterales. El arco transversal es perpendicular a los arcos longitudinales y es más pronunciado en la base de los metatarsos. El término pie plano, indica una disminución en la altura de los arcos longitudinales. En algunos individuos causa dolor y puede ser hereditario, o ser el resultado de una debilitación de los músculos del pie.

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

Fíbula

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Tibia

Astrágalo Navicular Segundo cuneiforme Tercer cuneiforme Metatarso II Falanges

Cuboides Calcáneo

Base

Eje

Cabeza

(A)

Falanges Falange distal Falange media Falange proximal Huesos del metatarso

Primer cuneiforme Segundo cuneiforme Tercer cuneiforme Cuboides

Huesos del tarso

Navicular

Calcáneo

(B)

© Delmar/Cengage Learning

Astrágalo

FIGURA 7-25. (A) Tobillo y pie derecho, vista lateral. (B) Tobillo y pie derecho, vista superior.

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

CONFORME EL CUERPO ENVEJECE Conforme envejecemos, se forma menos matriz proteica en nuestro tejido óseo, acompañado de una pérdida de sales de calcio. Los huesos se debilitan y tienden a romperse con mayor facilidad en los adultos mayores. Éstos también desarrollan menor flexibilidad en el esqueleto debido a la disminución en la colágena que se encuentra en los tendones de tejido conectivo que conectan los huesos a los músculos, y a los ligamentos, que conectan los huesos entre sí. Por lo tanto, conforme envejecemos, debemos ser más conscientes de nuestra dieta e incluir alimentos que contengan calcio. El ejercicio regular también ayuda a mantener los huesos y tejidos saludables. Caminar es una excelente manera de ejercitar huesos y músculos. ¿Es verdad que nos “encogemos” cuando envejecemos? La disminución de tamaño se debe a un adelgazamiento de los discos intervertebrales en la columna espinal. Empezando alrededor de los 40 años, los individuos pueden perder cerca de media pulgada de altura cada 20 años debido a la pérdida de proteínas en los discos.

Campo

PROFESIONAL

Exii Existen muchas áreas profesionales disponibles para los individuos interesados en estudiar es stu el sistema esquelético. ● E Entrenadores atléticos. Proveen una guía para desarrollar músculos y huesos,

para mejorar la agilidad, verse bien, o como entrenamiento deportivo. ● Quiroprácticos. Los quiroprácticos completan al menos dos años de estudios

médicos, seguidos de cuatro años en una escuela certificada en quiropráctica, aprenden a manipular mecánicamente la columna vertebral como un método para mantener un sistema nervioso saludable. ● Desarrolladores de prótesis son las personas que crean extremidades artifi-

ciales. ● Ortopedistas son los médicos especializados en prevenir y corregir trastornos

del esqueleto, articulaciones y músculos. También existen carreras para ser enfermeros ortopédicos. ● Ortesistas son los individuos que diseñan, crean y ajustan frenos u otros aparatos

ortopédicos prescritos por un médico. ● Paramédicos o técnicos en emergencias médicas se pueden especializar en

tratamientos de trastornos del sistema esquelético, como fracturas óseas.

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

SISTEMAS CORPORALES TRABAJANDO JUNTOS PARA MANTENER LA HOMEOSTASIS: EL SISTEMA ESQUELÉTICO

Sistema tegumentario ● La vitamina D se produce en la piel, mediante la exposición a los rayos UV. ● Promueve la absorción del calcio en los huesos, para la formación de huesos y dientes. Sistema muscular ● Mediante sus tendones, los músculos jalan a los huesos, llevando a cabo el movimiento. ● El calcio de los huesos es necesario para que ocurra la contracción muscular. Sistema nervioso ● Los huesos del cráneo protegen al cerebro, las vértebras y discos intervertebrales protegen la médula espinal. ● Los receptores del dolor monitorean los traumas que ocurren a los huesos. ● El calcio de los huesos es necesario para la transmisión nerviosa. Sistema endocrino ● La hormona calcitonina induce el almacenamiento de calcio en los huesos. ● La hormona parathormona origina la liberación del calcio a partir del hueso. ● La hormona del crecimiento, secretada por la pituitaria anterior, afecta el desarrollo del hueso.

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

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Sistema cardiovascular ● Las células sanguíneas transportan oxígeno y nutrientes a las células óseas y se llevan el dióxido de carbono y los productos de desecho. ● El calcio de los huesos es necesario durante la coagulación sanguínea y para el funcionamiento normal del corazón. Sistema linfático ● La médula ósea roja produce linfocitos, que funcionan en nuestra respuesta inmunológica. Sistema digestivo ● El calcio, necesario para el desarrollo de la matriz ósea, es absorbido en el intestino a partir de la ingesta alimenticia. ● El exceso de calcio puede ser eliminado mediante los intestinos. Sistema respiratorio ● El oxígeno llega al cuerpo gracias al sistema respiratorio, y es transportado por la sangre, para que llegue a las células óseas y ocurra el proceso de respiración bioquímica. ● Las costillas, junto con los músculos intercostales y el diafragma, permiten el movimiento de la respiración. Sistema urinario ● Los riñones ayudan a regular los niveles de calcio en sangre. ● El exceso de calcio puede ser eliminado a través de los riñones. Sistema reproductivo ● Los huesos son una fuente rica en calcio durante la lactancia. ● La pelvis ayuda a soportar el útero y al feto en desarrollo durante el embarazo en la mujer.

ENFERMEDADES DEL SISTEMA ESQUELÉTICO

OSTEOPOROSIS La osteoporosis es un trastorno del sistema esquelético caracterizado por una disminución en la masa ósea, acompañada de un incremento en la susceptibilidad a las fracturas óseas. Esto resulta de una disminución en los niveles de estrógeno que ocurre después de la menopausia en las mujeres, y en hombres y mujeres cuando se envejece. Los estrógenos ayudan a mantener el tejido óseo saludable al estimular a los osteoblastos para formar hueso nuevo. La osteoporosis ocurre con mayor frecuencia en las mujeres de edad media y avanzada, pero también puede afectar a adolescentes que no mantienen una dieta balanceada, personas con alergias a productos lácteos, y cualquier persona con un trastorno alimenticio. La masa ósea disminuye de tal forma que el esqueleto no puede soportar el estrés mecánico diario. Las fracturas óseas son comunes, incluso a partir de actividades de la vida cotidiana. Esta enfermedad es responsable de la pérdida de altura, jorobas y dolor en los individuos mayores. Una dieta adecuada y el ejercicio pueden prevenir la osteoporosis. (continúa)

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

ENFERMEDADES DEL SISTEMA ESQUELÉTICO (continuación)

ENFERMEDAD DE PAGET La enfermedad de Paget es una enfermedad no metabólica común cuya causa desconocemos. Generalmente afecta a individuos de edad media y avanzada. Los síntomas incluyen un engrosamiento irregular y un ablandamiento de los huesos. Hay una excesiva destrucción de huesos y una desorganizada separación de éstos. Las áreas afectadas son cráneo, pelvis y extremidades. El tratamiento incluye una dieta alta en proteínas y calcio, acompañada de un ejercicio regular y de bajo impacto.

GIGANTISMO El gigantismo es el resultado de una osificación endocondral excesiva en las placas epifisarias de los huesos largos. Esto tiene como resultado extremidades anormalmente largas, dándole al individuo afectado la apariencia de un “gigante” muy alto.

ENANISMO El enanismo es la condición opuesta al gigantismo, y resulta de una osificación inadecuada en las placas epifisarias de los huesos largos. Esto resulta en un individuo anormalmente pequeño. Esta condición no debe confundirse con el enanismo genético.

ESPINA BÍFIDA La espina bífida es un defecto congénito en el desarrollo del arco vertebral posterior en donde la lámina no se une en la línea media. Es un trastorno relativamente común. Puede ocurrir con sólo una pequeña lámina deformada, o puede estar asociada a la ausencia completa de la lámina, causando que los contenidos del canal espinal se expongan en la parte posterior. Si la condición no involucra herniación de las meninges o contenidos del canal espinal, no se requiere tratamiento.

DISCO HERNIADO Un disco herniado es la ruptura del fibrocartílago que rodea un disco intervertebral que amortigua las vértebras inferiores y superiores en su posición. Esto produce presión en la raíz de los nervios espinales, causando dolor y daño severo. Con frecuencia, esta condición ocurre en la región lumbar. Esta condición ocurre más frecuentemente en la región y también se conoce como disco patinado. El tratamiento puede incluir reposo prolongado para promover que sane o bien la cirugía para remover el disco dañado.

PALADAR HENDIDO Y LABIO LEPORINO El paladar hendido, más común en las mujeres, ocurre cuando los procesos palatinos de los huesos maxilares no se fusionan apropiadamente, resultando en una apertura entre las cavidades oral y nasal (Figura 7-26). Una persona con esta condición no puede hablar con claridad y tiene dificultades para comer o beber. Un niño que nace con esta condición puede ser tratado con cirugía para repararla; por lo tanto, es raro ver esta condición en los países desarrollados. El labio leporino, más común en los hombres, ocurre cuando los huesos maxilares no se forman normalmente, produciendo una hendidura en el labio superior. El tratamiento se da por cirugía en la infancia. Un niño puede nacer al mismo tiempo con paladar hendido y labio leporino.

OJO MORADO Un ojo morado se origina por un golpe en la cresta supraorbital, que cubre el seno frontal. Esto resulta en una laceración de la piel acompañada de sangrado. El líquido tisular y la sangre se acumulan en el tejido conectivo alrededor del párpado. Esta hinchazón, hematoma y decoloración producen el ojo morado, también llamado equimosis periorbital o moretón.

TABIQUE DESVIADO Un tabique desviado se desarrolla cuando el tabique nasal se mueve hacia la izquierda (generalmente) durante el crecimiento. Puede agravarse por un golpe fuerte al área nasal. Las desviaciones serias

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

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ENFERMEDADES DEL SISTEMA ESQUELÉTICO

pueden interferir con el flujo nasal, causando sangrados frecuentes, o dolor de cabeza y falta de aliento. Estas desviaciones pueden ser reparadas con cirugía.

SINUSITIS La sinusitis es la inflamación de uno o más senos paranasales: el frontal, etmoides, esfenoidal, y/o maxilar. Esta inflamación e hinchazón de la membrana mucosa bloquea el drenaje de los senos a la nariz, resultando en la acumulación de materiales de drenaje que ocasionan presión, dolor y dolor de cabeza. Esta condición puede deberse a varios factores, que incluyen infecciones, reacciones alérgicas y cambios en la presión atmosférica, como al tomar un avión o al bucear. Los tratamientos incluyen antibióticos, descongestionantes, analgésicos y cirugía para ayudar a drenar en los individuos que presentan sinusitis crónica.

WHIPLASH Una lesión por latigazo del cuello afecta las vértebras cervicales así como los músculos y ligamentos asociados. Es originada por un movimiento violento, donde la cabeza y el cuello van hacia atrás y hacia delante, como se experimenta en un choque o en lesiones atléticas. Origina dolor y rigidez severas en la región del cuello y puede producir fracturas del proceso espinoso de las vértebras cervicales, así como el desgarre de ligamentos, tendones y músculos en esta área.

ACROMEGALIA La acromegalia es una condición crónica causada por la hiperactividad de la pituitaria anterior, dando como resultado una secreción excesiva de la hormona del crecimiento (Figura 7-27). Produce crecimiento y grosor excesivos en los huesos de las manos, cara, mandíbula y pies, así como un alargamiento del tejido acompañante. Las complicaciones que se desarrollan incluyen enfermedades cardiacas, hipertensión, exceso de azúcar en sangre y aterosclerosis (placas de colesterol en las arterias). El tratamiento puede incluir radiación o remoción quirúrgica de parte de la pituitaria.

CLAVÍCULA FRACTURADA

FIGURA 7-26. Paladar hendido.

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Proporción normal

© Delmar/Cengage Learning

Cortesía del Dr. Joseph Konzelman, Facultad de Odontología, Colegio Médico de Georgia

La clavícula fracturada representa la ruptura ósea más común del cuerpo. Puede ocurrir a partir de una caída donde uses tu brazo como amortiguador, o a partir de una fuerza excesiva sobre el tórax anterior, como ocurre en un accidente automovilístico cuando se usa el cinturón de seguridad. El tratamiento más común para una clavícula fracturada es el uso de una férula para mantener el brazo estacionario y no permitir que se mueva. Esto permite que los osteoclastos reabsorban el daño óseo y los osteoblastos reparen el hueso.

Acromegalia

FIGURA 7-27. Comparación entre un individuo normal y uno con acromegalia.

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

RESUMEN INTRODUCCIÓN 1. El esqueleto es la estructura que da soporte al cuerpo; permite que los músculos lleven a cabo el movimiento y la respiración. 2. La apariencia sólida del hueso se debe a las sales minerales que forman la matriz inorgánica que rodea a las células óseas vivas. 3. Leonardo da Vinci fue el primero que ilustró correctamente los 206 huesos del cuerpo.

LAS FUNCIONES DEL SISTEMA ESQUELÉTICO El esqueleto tiene cinco funciones: 1. Da soporte a los tejidos subyacentes. 2. Protege órganos vitales y tejidos blandos. 3. Provee palancas para los músculos. 4. Produce células sanguíneas en la médula ósea roja mediante el proceso de hematopoyesis. 5. Actúa como un área de almacenamiento de sales minerales, especialmente de calcio y fósforo, y de grasa en la médula amarilla.

EL CRECIMIENTO Y FORMACIÓN DEL HUESO 1. Después de los primeros tres meses, el esqueleto del feto se ha formado por completo, y está constituido principalmente por cartílago hialino. Posteriormente desarrolla la osificación y sigue su crecimiento. 2. El crecimiento longitudinal de los huesos continúa aproximadamente hasta los 15 años en las mujeres, y 16 en los hombres. 3. La maduración ósea continúa hasta los 21 años de edad en ambos sexos. Deposición del hueso 1. El hueso se desarrolla a partir de células óseas embrionarias, en forma de huso, conocidas como osteoblastos. 2. Los osteoblastos se desarrollan en células óseas maduras llamadas osteocitos. Se forman bajo la membrana fibrovascular que cubre al hueso, llamada periostio, y bajo la membrana que recubre la cavidad medular, el endostio. 3. Entre más presión se ejerce sobre un hueso, más se desarrolla. 4. Los osteoclastos son las células responsables de la reabsorción del hueso lesionado. También reabsorben hueso durante la remodelación.

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Tipos de osificación Los dos tipos de osificación son: 1. Osificación intramembranosa: proceso en donde las membranas de tejido conectivo denso son reemplazadas por depósitos de sales de calcio inorgánicas. Los huesos del cráneo se forman de esta manera. 2. Osificación endocondral: proceso a través del cual el cartílago se desarrolla en las células óseas. El resto de los huesos del cuerpo se desarrollan de esta forma. Mantenimiento del hueso 1. La cantidad correcta de calcio almacenado en los huesos, la cantidad apropiada de calcio en sangre, y la excreción del exceso de calcio están controladas por el sistema endocrino. 2. Las glándulas paratiroideas secretan parathormona, que inducen la liberación de calcio al torrente sanguíneo. Otra hormona, la calcitonina, promueve el almacenamiento de calcio en los huesos.

LA HISTOLOGÍA DEL HUESO Existen dos tipos de tejido óseo: 1. El hueso compacto o denso, es fuerte y sólido. 2. El hueso esponjoso tiene muchos espacios abiertos llenos de médula ósea. El sistema haversiano de hueso compacto 1. Un médico inglés, Clopton Havers (1650-1702), fue el primero en describir las características del hueso compacto. 2. Los canales haversianos u osteones, son pequeños canales que contienen vasos sanguíneos, que corren en paralelo a la superficie del hueso compacto, y que a su vez, se encuentran rodeados por anillos concéntricos de hueso sólido, llamados lamelas. 3. En estos anillos de hueso encontramos cavidades lacunares; cada una contiene un osteocito bañado en fluido. 4. Las cavidades lacunares se interconectan entres sí, y eventualmente a los osteones, mediante canales más pequeños llamados canalículos. 5. El fluido tisular que circula en estos canales transporta nutrientes y oxígeno, y se lleva los desechos celulares. Hueso esponjoso 1. El hueso esponjoso consiste en una red de hueso arreglado en trabéculas. 2. Las trabéculas crean la apariencia esponjosa de este tipo de tejido. 3. Los espacios entre las trabéculas se llenan de médula ósea.

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Médula ósea Existen dos tipos de médula ósea: 1. La función de la médula ósea roja es la hematopoyesis, o formación de células sanguíneas. 2. En un adulto, las costillas, vértebras, esternón y pelvis contienen la médula ósea roja en su tejido esponjoso. 3. La médula ósea amarilla se encuentra en los ejes de los huesos largos, entre su tejido esponjoso. 4. La médula ósea amarilla almacena células adiposas.

LA CLASIFICACIÓN DE LOS HUESOS Los huesos del cuerpo se pueden clasificar, basándose en la forma, en cinco categorías. 1. Los huesos largos consisten en un eje o diáfisis, una porción más amplia al final de la diáfisis llamada metáfisis, y dos extremidades llamadas epífisis. Ejemplos de estos huesos son la clavícula, húmero, radio, cúbito, fémur, tibia y fíbula, así como las falanges, los metacarpos y metatarsos. 2. Los huesos cortos tienen una forma algo irregular. Ejemplos son los huesos del tarso del pie y los huesos del carpo de la mano. 3. Los huesos planos funcionan para proteger y proveer una superficie mayor para la unión muscular. Ejemplos son algunos de los huesos del cráneo, las costillas, la escápula y parte de los huesos de la cadera. 4. Los huesos irregulares tienen una forma muy peculiar o irregular. Ejemplos son las vértebras y los osículos del oído. 5. Los huesos sesamoideos son huesos redondeados y pequeños, cubiertos por tendones y tejido fásico, alrededor de las articulaciones. Un ejemplo es el hueso sesamoideo de mayor tamaño, la rótula.

MARCAS ÓSEAS 1. Los huesos exhiben ciertas proyecciones llamadas procesos. Los ejemplos de procesos son la espina, cóndilo, tubérculo, tróclea, trocánter, cresta, línea, cabeza y cuello. 2. Los huesos también exhiben ciertas depresiones llamadas fosas. Los ejemplos de fosas son las suturas, foramen, meato o canal, seno o antro y surco. 3. Las marcas óseas ayudan a unir huesos, proveer una superficie para la unión muscular, o servir como vía de paso para los vasos sanguíneos y nervios, dentro y fuera del hueso.

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DIVISIONES DEL ESQUELETO 1. El esqueleto humano tiene 206 huesos. 2. El esqueleto se puede dividir en el esqueleto axial (cráneo, hioide, vértebras, costillas y esternón) y el esqueleto apendicular (huesos de las extremidades superiores e inferiores).

ESQUELETO AXIAL 1. Los huesos del cráneo consisten en el hueso frontal, los dos huesos parietales, el hueso occipital, los dos huesos temporales, el hueso esfenoides, el hueso etmoides, los seis osículos auditivos (martillo, yunque y estribo en cada oído), y en los variables huesos wormianos o suturales. 2. Los huesos faciales consisten en los dos huesos nasales, los dos huesos palatinos, los dos huesos maxilares (mandíbula superior), los dos huesos zigomáticos o malares (pómulos), los dos huesos lagrimales, los dos cornetes nasales, el vómer, y la mandíbula. Las órbitas, cavidades nasales y agujeros 1. Las órbitas son las dos cavidades profundas que delimitan y protegen los ojos. Cierto número de huesos del cráneo contribuyen a formarlas. 2. El marco de la nariz rodea las dos cavidades nasales compuestas por varios huesos del cráneo. 3. Los agujeros son las vías de paso para los vasos sanguíneos y nervios. El agujero más grande del cráneo es el foramen magno, por donde pasa la médula espinal. El hueso hioide 1. El hueso hioide no se articula con ningún otro hueso. Está suspendido por ligamentos a partir de los procesos estiloides del hueso temporal. 2. Su función es servir de soporte a la lengua. El torso o tronco 1. El esternón, las costillas y las vértebras componen el torso. 2. Una vértebra típica tiene ciertas características: un cuerpo en forma de disco, un arco que delimita el foramen espinal, un proceso espinoso y dos procesos transversales para la unión muscular; dos procesos articulares superiores, así como dos procesos articulares inferiores para la articulación con las vértebras inferiores y superiores. 3. Existen siete vértebras cervicales: la primera se llama atlas, y la segunda eje.

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

4. Existen 12 vértebras torácicas que se articulan con las costillas. 5. Existen cinco vértebras lumbares, que son las más fuertes. 6. El sacro se compone de cinco vértebras sacrales fusionadas. 7. El cóccix se compone de cuatro vértebras coccígeas fusionadas. 8. El esternón se desarrolla en tres partes; se asemeja a una espada: el manubrio o empuñadura, el gladiolo o cuerpo, que parece la hoja de la espada, y el proceso xifoides que sería la punta de la espada. 9. Existen 12 pares de costillas: los siete pares superiores se articulan directamente con el esternón a través de sus cartílagos costales y son conocidos como costillas verdaderas; los cinco pares inferiores se conocen como costillas falsas; debido a que los pares de costillas 11 y 12 no tienen cartílago costal para articularse indirectamente con el esternón, al igual que los pares 8, 9 y 10, se conocen como costillas flotantes.

4. La tibia o espinilla es el hueso más largo de la pierna inferior. 5. La fíbula de la pierna inferior es el hueso más delgado del cuerpo. También se conoce como hueso de la pantorrilla. 6. Los huesos del tarso del pie son el calcáneo o talón, el astrágalo o tobillo, el navicular y los tres cuneiformes. 7. Los metatarsos componen el resto de los huesos del pie, junto con las 14 falanges de sus dedos.

LOS ARCOS DEL PIE 1. El pie tiene tres arcos: el arco longitudinal medio que es el más alto, el argo longitudinal lateral y el arco transversal. 2. El pie plano resulta de una disminución en la altura de los arcos longitudinales.

PREGUNTAS DE REPASO 1. Nombra cinco funciones del esqueleto. 2. ¿Por qué es necesario que los padres se aseguren de que sus hijos beban leche, se ejerciten y jueguen durante el día todos los días? 3. Nombra los huesos del cráneo. 4. Nombra los huesos faciales. 5. Nombra los huesos del carpo de la muñeca. 6. Nombra los huesos del tarso del pie.

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EL ESQUELETO APENDICULAR Los huesos de las extremidades superiores 1. Los huesos de la cintura escapular son la clavícula y la escápula. 2. El húmero es el hueso del brazo superior. 3. Los huesos del antebrazo son el cúbito, el más largo de los dos huesos, con un proceso olécranon proximal o hueso de la risa del codo, y el radio, el hueso corto que se articula con algunos de los huesos del carpo de la muñeca. 4. Los huesos del carpo de la muñeca son el pisiforme, piramidal, lunar y escafoides (en la fila proximal); el ganchoso, capital, trapezoide o multiangular menor, y el trapecio o multiangular mayor (en la fila distal). 5. Los huesos de la palma de la mano son los cinco metacarpos. 6. Los huesos de los dedos son las 14 falanges de cada mano. Los huesos de las extremidades inferiores 1. Cada cadera o hueso pélvico consiste de tres huesos fusionados: isquion, ilion y pubis. Forman la cintura pélvica. El ilion femenino es más amplio que el masculino, y cuando nos sentamos nos apoyamos sobre la tuberosidad isquial. 2. El fémur es el hueso más largo del cuerpo. 3. La rótula es el hueso sesamoideo más largo; está envuelto en el tendón del cuádriceps del músculo femoral.

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Pregunta de pensamiento crítico

COMPLETA LOS ESPACIOS EN BLANCO Completa los espacios en blanco con el término adecuado. 1. Los dos tipos de tejido óseo más comunes son ____________________ y ____________________. 2. El hueso se desarrolla a partir de células con forma de huso llamadas ____________________, que se pueden encontrar debajo del periostio. 3. Los ____________________ son células grandes, presentes en las cavidades del hueso, que funcionan en la reabsorción del hueso. 4. La osificación ____________________ es un proceso en donde el tejido conectivo denso o membranas, son reemplazadas por depósitos de calcio inorgánico. 5. El “reemplazo” de estructuras cartilaginosas con hueso se conoce como osificación ____________________. 6. Una enfermedad en los huesos infantiles, causada por deficiencia de vitamina D y luz solar es ____________________; en adultos se conoce como ____________________.

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7. Los canales haversianos están rodeados por anillos óseos concéntricos, cada capa se conoce como ____________________; entre éstas, encontramos pequeñas cavidades llamadas ____________________, cada una contiene un osteocito. 8. La función de la médula ósea ____________________ es la hematopoyesis. 9. La médula ósea ____________________ consiste principalmente en células adiposas. 10. El puente de la nariz se compone del par de huesos ____________________. 11. El paladar duro del techo de la boca se compone de los dos huesos ____________________. 12. El hueso ____________________, que se encuentra en el esqueleto axial, no tiene articulaciones con otros huesos, y funciona como soporte para la lengua. 13. La primera vértebra cervical es el ____________________ y soporta la cabeza; la segunda vértebra cervical se conoce como ____________________. 14. El esternón se desarrolla en tres partes: el ____________________, el cuerpo o ____________________, y el ____________________. 15. Existen 12 pares de costillas. Los siete pares superiores se articulan directamente con el esternón y se conocen como costillas ____________________; los cinco pares inferiores no se articulan directamente con el esternón y se denominan costillas ____________________.

RELACIONA LAS COLUMNAS Coloca el número más apropiado en el espacio en blanco. _____ Periostio 1. Prominencia redondeada o _____ Osteomalacia tipo nudillo _____ Epífisis 2. Depresión dentro o sobre _____ Proceso un hueso _____ Cóndilo 3. Canal, pasaje tipo tubo _____ Fosa 4. Orificio por el cual pasan los _____ Fisura/sutura vasos y nervios _____ Foramen 5. Membrana fibrovascular _____ Meato que cubre el hueso _____ Seno 6. Hueso zigomático _____ Surco 7. Cualquier marca ósea _____ Frente prominente _____ Pómulo 8. Hueso frontal _____ Fosa dental 9. Cavidad dentro de un hueso 10. Las dos extremidades de un hueso largo 11. Muesca o hendidura

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12. Alveolo 13. Cresta estrecha del hueso 14. Hendidura estrecha entre dos huesos 15. Raquitismo en adultos 16. Hueso temporal 17. Hueso parietal

VERDADERO O FALSO V

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1. El cartílago se convierte en hueso durante la osificación. 2. La matriz proteica es responsable de la elasticidad, y las sales depositadas en la matriz previenen que se aplaste. 3. Entre más presión se ejerza sobre un hueso, menos se desarrollará el hueso. 4. Es posible que los huesos curvos en un niño se enderecen gracias a un proceso continuo de reabsorción. 5. La concentración apropiada de calcio en sangre está controlada y mantenida por las glándulas paratiroideas. 6. El foramen magno es el orificio más grande del esqueleto y se encuentra en la base del hueso parietal. 7. Al igual que los huesos del cráneo, todos los huesos faciales están unidos por suturas inamovibles. 8. Si las vértebras torácicas se vuelven excesivamente curvas, se desarrolla una condición conocida como cifosis. 9. Los pares de costillas 11 y 12 se conocen como costillas flotantes, porque no se articulan con otras partes del esqueleto. 10. La escápula es el hueso cuyo nombre más común es clavícula.

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

ESTUDIO DE CASO Lorette, una mujer de 70 años, está siendo evaluada por una ortopedista en una clínica local después de haberse fracturado recientemente la mano. Un año antes, Lorette sufrió una caída y experimentó fracturas vertebrales, las cuales le siguen causando mucho dolor. El médico nota que Lorette presenta una postura inadecuada y una joroba. Su registro médico revela un historial de fracturas pequeñas, así como una pérdida anual anormal en su estatura.

Preguntas 1. ¿Qué condiciones pueden ser responsables de la historia médica de Lorette, así como de sus problemas actuales? 2. ¿En qué tipo de individuos es más probable que se desarrolle esta condición? 3. ¿Qué hormona protege a las mujeres para evitar que se desarrolle este problema antes de la menopausia? 4. ¿Cuál es el término médico para la joroba, y qué origina su desarrollo? 5. ¿Por qué Lorette ha perdido altura en los últimos años? 6. ¿Qué medidas pueden tomar los individuos para prevenir este trastorno esquelético?

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CAPÍTULO 7 El sistema esquelético

E JER CICIO DE LA B ORATOR IO:

EL SISTEMA ESQUELÉTICO

Materiales necesarios: un esqueleto humano articulado, ya sea de hueso real, si es posible, o de una buena reproducción plástica; varios cráneos (uno por cada 4-5 alumnos); ejemplos desarticulados de huesos humanos, un pie y una mano articulados; una preparación microscópica de hueso compacto. 1. Integrar equipos de 4 a 5 alumnos. Usar las placas coloreadas de tu libro de texto para identificar los huesos faciales y craneales, junto con las principales suturas, mientras se trabaja con los cráneos que les dé el maestro. 2. Ve hacia el esqueleto articulado e identifica los otros huesos del cuerpo.

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3. Observa el pie y la mano articulados e identifica los huesos del carpo de la muñeca, y los huesos del tarso del pie. 4. Analiza el hueso hioide e identifica sus partes. 5. Trata de identificar las distintas marcas de los huesos que se mencionan en el libro de texto. 6. Examina un hueso largo que ha sido seccionado para observar los tejidos compacto y esponjoso. 7. Revisa la histología del hueso compacto al observar una preparación microscópica de éste. Identifica todas las partes del sistema haversiano u osteón.

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El sistema articular OBJETIVOS DEL CAPÍTULO Después de estudiar este capítulo, deberás ser capaz de: 1. Nombrar y describir los tres tipos de articulaciones. 2. Nombrar ejemplos de los dos tipos de articulaciones sinartrosis. 3. Nombrar ejemplos de los dos tipos de articulaciones anfiartrosis. 4. Describir y dar ejemplos de los seis tipos de diartrosis o articulaciones sinoviales. 5. Describir la naturaleza capsular de una articulación sinovial. 6. Describir los tres tipos de bursas. 7. Nombrar algunos de los trastornos de las articulaciones. 8. Describir los posibles movimientos de las articulaciones sinoviales.

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C O N C E P T O S C L AV E Abducción Aducción Anfiartrosis Articulación Articulación condiloide Articulación de bola y cavidad Articulación de pivote Articulación de silla de montar Articulación por deslizamiento Articulaciones en bisagra Bursas Bursas subcutáneas

Bursas subfasciales Bursas subtendinosas Circunducción Depresión Diartrosis o articulaciones sinoviales Dorsiflexión Elevación Eversión Extensión Fascia Flexión Flexión plantar Gonfosis Hiperextensión

Inversión Oposición Prolongación Pronación Reposición Retracción Rotación Sinartrosis Sincondrosis Sindesmosis Sínfisis Supinación Sutura

INTRODUCCIÓN

Sinartrosis

Una articulación es el sitio de unión entre dos o más huesos, independientemente del grado de movimiento permitido. Las suturas entre los huesos del cráneo se consideran como una parte del sistema articular, de la misma manera que la rodilla o el codo. Cuando pensamos en una articulación, tendemos a pensar en las que se mueven libremente, como la articulación del hombro o la cadera, pero otros tipos de unión presentan un movimiento limitado o inclusive hay ausencia de éste.

Las sinartrosis son las articulaciones o uniones entre los huesos que no permiten movimiento. El prefijo sin significa mantenerse unidos. Existen tres tipos de sinartrosis o articulaciones inmóviles. El primero es la sutura. Ésta es una articulación en donde los huesos se mantienen unidos por una capa fina de tejido fibroso. Las suturas del cráneo son algunos ejemplos. Recuerda que en el Capítulo 7, mencionamos que los huesos del cráneo se forman por osificación intramembranosa. El tejido fibroso en la sutura es el remanente de ese proceso y ayuda a su formación. El segundo ejemplo es la sindesmosis. Ésta son las articulaciones en las que los huesos están conectados por los ligamentos. Ejemplos de ello es en donde el radio se articula con el cúbito y en donde el peroné se articula con la tibia. Estos huesos se mueven como uno solo cuando pronamos y supinamos el antebrazo o rotamos la pantorrilla. Algunos autores consideran las sindesmosis como ejemplo de una anfiartrosis (articulación de poco movimiento).

LA CLASIFICACIÓN DE LAS ARTICULACIONES: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN Las articulaciones se clasifican en tres grandes grupos según el grado de movimiento (función) y el tipo de material que mantiene la unión de los huesos en la articulación (estructura).

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CAPÍTULO 8 El sistema articular

El tercer ejemplo es la gonfosis. Ésta son las articulaciones en las que un proceso cónico se coloca sobre un pivote y se mantiene en su lugar mediante ligamentos. Un ejemplo es un diente en su alveolo (pivote), que se mantiene en su lugar debido al ligamento periodontal.

Anfiartrosis Las anfiartrosis son las articulaciones que permiten sólo un ligero movimiento. Existen dos ejemplos de anfiartrosis. El primero es una sínfisis, que son las articulaciones en las que los huesos están conectados por un disco de fibrocartílago. Un caso es la sínfisis del pubis, donde los dos huesos de la pelvis se unen en el pubis. Durante el parto, esta articulación permite un leve movimiento del hueso pélvico para aumentar el tamaño del canal del parto.

El segundo ejemplo de anfiartrosis es una sincondrosis, que son las articulaciones en las que dos superficies óseas están conectadas por cartílago hialino que es sustituido por hueso permanente a través del desarrollo. Un caso de sincondrosis es la articulación entre la epífisis y la diáfisis (eje) de un hueso largo. Recuerda del Capítulo 7, que ésta es la ubicación de la placa de crecimiento a partir de la cual los huesos largos se desarrollan longitudinalmente por una osificación endocondral. Algunos autores consideran la sincondrosis como un ejemplo de sinartrosis (sin movimiento). Otro ejemplo es la conexión de cartílago hialino entre las costillas y el esternón.

Diartrosis o articulaciones sinoviales Las diartrosis o articulaciones sinoviales son articulaciones de movimiento libre (Figura 8-1). Se caracterizan por la presencia de una cavidad rodeada de una cápsula.

Periostio

Hueso

Membrana sinovial Cavidad de la articulación (lleno de líquido sinovial) Cápsula fibrosa

Cartílago articular

Periostio

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Hueso

FIGURA 8-1. La estructura de la articulación sinovial.

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CAPÍTULO 8 El sistema articular

Dicha cavidad puede contener diversas cantidades y concentraciones de distintos tejidos y puede estar encerrada por una cápsula fibrosa de cartílago articular. Los ligamentos pueden reforzarla y el cartílago cubre los extremos de los huesos opuestos. Esta cápsula se alinea en el interior de la membrana sinovial, que produce el líquido del mismo nombre. La mayoría de las articulaciones de las extremidades superiores e inferiores son diartrosis. El cartílago articular proporciona una suave superficie deslizante para el hueso que se opone. Esto es posible debido a la lubricación provista por el líquido sinovial. Los huesos de oposición se usan o erosionan con el tiempo debido a la constante fricción causada por el movimiento en la articulación. El cartílago articular tiene un suministro de sangre limitado. Recibe su alimento del líquido sinovial y de un pequeño número de vasos sanguíneos subsinoviales presentes en la unión del cartílago y la cápsula articular. El líquido sinovial tiene dos funciones: la creación de una superficie suave deslizante para los huesos de oposición y la nutrición del cartílago articular. El cartílago también funciona como un amortiguador entre las vértebras de la columna vertebral para reducir al mínimo las fuerzas de peso y de choque al correr, caminar o saltar. Las fibras de colágena que conectan un hueso con otro en la articulación sinovial forma la cápsula sinovial que encierra a la articulación. La amplitud de movimiento de la articulación se relaciona con la laxitud o libertad de la articulación. Esto está directamente relacionado con la estructura de la cápsula y la manera en que se forma sobre los huesos de oposición. En la articulación del hombro, que tiene la mayor amplitud de movimiento, la cápsula está lo suficientemente laxa como para permitir que la cabeza del húmero se aleje de la cavidad glenoidea de la escápula. Sin embargo, en la articulación de la cadera, el intervalo de movimiento es mucho más restringido, ya que la cápsula es más gruesa y más corta, y la cabeza del fémur se encuentra profundamente localizada en el acetábulo del hueso pélvico. El fémur también está conectado con el acetábulo por una serie de ligamentos fuertes. Esta estructura es necesaria debido al requerimiento de una mayor fuerza en esta articulación. Además de estos tejidos que componen la cápsula, los músculos y los tendones también se puede encontrar en la capa más externa de la cápsula. Proporcionan un mecanismo importante para mantener la estabilidad de una articulación sinovial o diartrosis. Éstos presentan ventajas sobre los ligamentos, porque durante la relajación y la contracción mantienen las superficies articulares en contacto firme en cada una de las posiciones de la articulación. En resumen, las articulaciones sinoviales desempeñan diversas funciones. En primer lugar, cargan el peso y permiten el movimiento; en segundo lugar, su construcción en forma de cápsula hecha de ligamentos, tendones, músculos y cartílagos articulares, proporciona estabilidad; y en tercer lugar, el líquido sinovial lubrica la articulación y nutre el cartílago.

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MOVIMIENTOS EN LAS ARTICULACIONES SINOVIALES Las diartrosis o articulaciones sinoviales pueden realizar los siguientes movimientos. La flexión es el acto de doblar o disminuir el ángulo entre los huesos. La extensión es el acto de aumentar el ángulo entre los huesos y es lo opuesto a la flexión. Consulta la Figura 8-2A para observar un esquema de la flexión/extensión e hiperextensión. La hiperextensión aumenta el ángulo de la articulación más allá de la posición anatómica. La abducción es el movimiento de los huesos o de las extremidades lejos de la línea media del cuerpo; el movimiento contrario se conoce como aducción, que es el movimiento del hueso o de la extremidad hacia la línea media del cuerpo (Figura 8-2B). La rotación es el acto de mover los huesos alrededor de un eje central, el plano del movimiento de rotación es perpendicular al eje, como cuando giramos la cabeza. La circunducción es el acto de mover los huesos de tal manera que el extremo del hueso o de la extremidad describa un círculo en el aire y los lados del hueso describan un cono (Figura 8-2C). La supinación y pronación se refieren al movimiento del antebrazo y la mano (Figura 8-3A). La supinación es el movimiento de los huesos del antebrazo de tal manera que el radio y el cúbito no estén paralelos. Si el brazo está a un lado del cuerpo, la palma se traslada desde una posición anterior a una posterior; si el brazo está extendido, la palma ve hacia arriba como cuando se carga un plato. La pronación se refiere a mover los huesos del antebrazo, de manera que el radio y el cúbito no sean paralelos. Si el brazo está a un lado del cuerpo, la palma se mueve desde una vista anterior a una posición posterior, si el brazo está extendido, la palma queda hacia abajo. La eversión e inversión hacen referencia a los movimientos del pie (Figura 8-3B). La eversión es el acto de mover la planta del pie hacia fuera en el tobillo, mientras que en la inversión se mueve la planta del pie hacia adentro. La protracción es el acto de mover una parte del cuerpo hacia adelante en un plano paralelo al suelo. La retracción es el mover una parte del cuerpo hacia atrás en un plano paralelo al suelo. En la Figura 8-3C observa los movimientos de protracción y retracción de la mandíbula inferior. La elevación es cuando se sube una parte del cuerpo; la depresión es cuando se baja. Consulta la Figura 8-3D para observar un esquema de elevación y depresión del hombro. La oposición es el movimiento que se produce sólo con el pulgar y es exclusiva de los primates. Se produce cuando la punta del pulgar y los dedos se juntan. La acción nos permite utilizar herramientas como por ejemplo escribir con un bolígrafo.

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CAPÍTULO 8 El sistema articular

Hiperextensión

Extensión Flexión

(A)

Abducción

(B)

Aducción

(C)

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Circunducción

FIGURA 8-2. Movimientos de las articulaciones sinoviales. (A) Flexión/extensión e hiperextensión. (B) Abducción/aducción.

(C) Circunducción.

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CAPÍTULO 8 El sistema articular

Eversión

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Inversión

(B)

Pronación

Supinación (A)

Dorsiflexión

Depresión

Protracción

Flexión plantar Elevación

© Delmar/Cengage Learning

(E)

Retracción

(C)

(D)

FIGURA 8-3. Movimientos de las articulaciones sinoviales. (A) Pronación/supinación. (B) Eversión/inversión. (C) Protracción/retrac-

ción. (D) Depresión/elevación. (E) Dorsiflexión/ flexión plantar.

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CAPÍTULO 8 El sistema articular

ALERTA SANITARIA

ARTICULACIONES SANAS

Cuando pensamos en nuestras articulaciones, siempre vienen a nuestra mente las articulaciones de movimiento libre o diartrosis, como las del hombro, codo, cadera y rodilla. Aunque la estructura de estas articulaciones permite realizar una amplia gama de movimientos, los movimientos persistentes o excesivos pueden causar daños a las mismas. Estas lesiones se conocen como las lesiones por movimientos repetitivos y pueden afectar las estructuras asociadas, tales como músculos, nervios, tendones, ligamentos y bursas. Las lesiones que se pueden desarrollar rápidamente debido a la tensión mecánica excesiva incluyen el “codo de tenista” o “codo de canoísta”. Los tenistas desarrollan con frecuencia este tipo de lesión en el codo debido a su uso excesivo. Aquellos que practican el remo en canoa el fin de semana, durante ocho horas al día, también desarrollan de manera frecuente el llamado codo de canoísta. Los que practican descalzos el esquí acuático, con el tiempo, se causan graves daños en el cartílago del menisco de la rodilla. Estas lesiones son graves, pero pueden ser temporales si el atleta le da tiempo suficiente al codo o la rodilla para que puedan recuperarse y vuelvan a realizar sus movimientos normales. Otro tipo de lesiones que se desarrollan a largo plazo también se deben a movimientos repetitivos. En esta era tecnológica de las computadoras, el síndrome del túnel carpiano, que afecta a la muñeca, se desarrolla en los individuos que usan regularmente el teclado durante largos períodos. Los primeros síntomas incluyen una leve molestia en la articulación, sensación de hormigueo, y la fatiga muscular. Si se detecta temprano y se trata, este síndrome puede prevenirse. Para mantener la salud de las articulaciones, el ejercicio y el movimiento moderado es esencial para mantener la estabilidad articular y su lubricación. Sin embargo, si una ocupación requiere de realizar movimientos repetitivos, se debe dar descanso frecuente a la articulación y deberá mantenerse una buena postura corporal. Esto puede ayudar a aliviar el estrés ejercido sobre una articulación que se encuentra bajo un trabajo constante.

La reposición se produce cuando los dedos regresan a sus posiciones normales. La dorsiflexión es el acto de levantar el pie hacia arriba a la altura del tobillo y la flexión plantar es empujar el pie hacia abajo en la articulación del tobillo, las acciones que hacemos al caminar (Figura 8-3E).

Conexión con StudyWARE ™ Practica un juego interactivo en tu CD CD-ROM ROM de StudyWARE ™ relacionando los movimientos de las articulaciones sinoviales.

LOS SEIS TIPOS DE DIARTROSIS O ARTICULACIONES SINOVIALES Tenemos seis tipos de articulaciones de movimiento libre o sinovial. Observa la Figura 4.8 para ver un esquema de la estructura geométrica y ejemplos de estas articulaciones. Una articulación de bola (esférica) y cavidad (receptáculo) es un ejemplo de una articulación multiaxial. En este tipo de unión, una cabeza en forma de bola encaja en una cavidad cóncava. Dos ejemplos son la cabeza en forma de bola del fémur en la cavidad cóncava del acetábulo del

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hueso de la pelvis y la cabeza del húmero en la fosa glenoidea de la escápula. Este tipo de articulación ofrece la gama más amplia de movimientos que pueden producirse en todos los planos y direcciones. De las dos articulaciones de bola y cavidad, la cadera y el hombro, éste es el que tiene la gama más amplia de de movimiento. La articulación en bisagra está estructurada de tal forma que una superficie convexa se coloca en una superficie cóncava. En este tipo de articulación el movimiento se limita a la flexión y extensión en un solo plano. Dos ejemplos son la articulación del codo y la rodilla. Debido a que el movimiento se limita a un solo plano, estas articulaciones también son llamadas bisagras uniaxiales. Consulta la Figura 8-5 para observar un esquema de la estructura de la articulación uniaxial de la rodilla. Otras articulaciones de este tipo en bisagra son las falanges media y distal de los dedos de las manos y de los pies. La articulación de pivote es otra articulación uniaxial porque el movimiento se limita a la rotación en un solo plano. La articulación está construida de tal manera que un proceso tipo pivote gira dentro de una cavidad ósea en torno a un eje longitudinal. Un ejemplo es la articulación entre la vértebra atlas (el proceso de giro) que rota dentro de la cavidad ósea de la vértebra eje. La articulación condiloide, a veces llamada articulación elipsoidal, es una articulación biaxial que consiste en una protuberancia de forma ovalada, que encaja en una cavidad elíptica. Facilita el movimiento en dos planos per-

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CAPÍTULO 8 El sistema articular

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Articulación uniaxial en bisagra Convexo

Cóncavo Superficie cóncava de la ulna

Bisagra

Pivote uniaxial

ARTICULACIONES UNIAXIALES

Cóndilo (elipsoidal)

Articulación de la rótula

Articulación de silla de montar

ARTICULACIONES BIAXIALES

ARTICULACIONES MULTIAXIALES

© Delmar/Cengage Learning

Deslizamiento

FIGURA 8-4. Los cinco tipos de diartrosis o articulaciones sinoviales de libre movimiento.

pendiculares entre sí. La articulación de la muñeca entre el radio del antebrazo y algunos de los huesos del carpo de la mano son ejemplos de cóndilos. La mano puede flexionarse y extenderse en un plano, como por ejemplo para hacer la señal de alto y luego bajarla. También puede retraerse como cuando la agitamos de un lado a otro. La articulación de silla de montar, es otra articulación biaxial, aunque un poco más compleja en estructura. En este tipo de articulación, una de las superficies es cóncava en un sentido y convexa en el otro (como en el trapecio, un hueso del carpo de la muñeca), mientras que la superficie articular del otro es recíprocamente convexa y cóncava (el hueso metacarpiano del pulgar). Por lo tanto, los dos huesos se acoplan entre sí. Observa la Figura 8.4 para estudiar su estructura. Con este tipo de construcción es posible realizar el movimiento en dos planos perpen-

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diculares entre sí: flexión y extensión, más abducción y aducción. Esto permite el movimiento de oposición del pulgar, un avance evolutivo que logró una destreza fenomenal de la mano para poder agarrar los objetos y utilizar las herramientas. La articulación por deslizamiento es el último tipo de articulación sinovial y es una articulación multiaxial. Este tipo de unión está formada tanto por superficies planas opuestas o ligeramente convexas opuestas y por superficies cóncavas, sólo permite el movimiento por deslizamiento. Ejemplos de las articulaciones por deslizamiento son aquellas que existen entre las apófisis articulares superiores e inferiores de las vértebras de la espina dorsal. La Tabla 8-1 muestra la clasificación de los tres tipos de articulaciones y ejemplos de cada uno.

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CAPÍTULO 8 El sistema articular

Fémur Ligamento cruzado anterior Cóndilo medio del fémur

Ligamento fibular colateral

Ligamento colateral de la tibia

Cóndilo lateral del fémur

Ligamento cruzado anterior Meniscos laterales

Menisco medio

Cóndilo lateral de la tibia

Cóndilo medio de la tibia

Tendón del cuádriceps Músculo femoral Fíbula Ligamento patelar

© Delmar/Cengage Learning

Patela

Tibia

FIGURA 8-5. La estructura de una articulación uniaxial en bisagra de la rodilla.

Tabla 8-1

Clasificación de los tres tipos de articulaciones y ejemplos

Tipo o articulación 1. Sinartrosis: Sin movimiento a. Sutura (los huesos se unen mediante una capa delgada de tejido fibroso)

Ejemplos

Suturas del cráneo

b. Sindesmosis (huesos conectados por ligamentos ubicados entre los huesos)

Borde del radio y el cúbito; las articulaciones de la tibia y fíbula

c. Gonfosis (articulaciones en las que un proceso cónico encaja en una cavidad mantenida en su lugar por ligamentos)

Los dientes en sus alveolos

2. Anfiartrosis: Articulaciones que permiten ligero movimiento a. Sínfisis (huesos conectados por un disco Sínfisis púbica de fibrocartílago) b. Sincondrosis (dos superficies óseas conectadas por cartílago)

Articulación entre la epífisis (porción más ancha) y diáfisis (eje) de un hueso largo; sincondrosis púbica; sincondrosis intercostal; sincondrosis esternal

3. Diartrosis o articulaciones sinoviales: De libre movimiento a. De bola y cavidad Hombro, cadera b. En bisagra

Rodilla, codo, dedos de las manos y de los pies

c. De pivote

Cuello

d. Cóndilo

Articulación de la cadera localizada entre el radio y los huesos carpianos

e. De silla de montar

Articulación carpal-metacarpal en el pulgar

f. Por deslizamiento

Articulaciones intervertebrales

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CAPÍTULO 8 El sistema articular

Conexión con StudyWARE ™ Ve una animación sobre las articulaciones sinoviales en tu CD-ROM de StudyWARE™.

BURSAS Las bursas son sacos cerrados con un revestimiento de membrana sinovial. Se pueden encontrar en los espacios

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de tejido conectivo ubicados entre los tendones, los ligamentos y los huesos. Se encuentran allí, donde se puede desarrollar fricción durante el movimiento. Facilitan el deslizamiento de los músculos sobre músculos o tendones en las superficies óseas de ligamentos. Se clasifican en tres tipos dependiendo de su ubicación. Las bursas subcutáneas se encuentran debajo (sub) de la piel (cutánea) cuando ésta se encuentra en la parte superior de un proceso óseo subyacente (por ejemplo, la articulación de la rodilla). Entre la patela o la rótula y la piel suprayacente se encuentra una bursa subcutánea que evita la fricción entre el hueso y la piel. Ver la Figura 8.6 para un esquema de bursas de la articulación de la rodilla.

Bursa suprapatelar

Tendón del cuádriceps femoral

PATELA

Cápsula fibrosa

Ligamento cruzado posterior

Parche de grasa

Bursa intrapatelar profunda

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Ligamento cruzado anterior

Bursa prepatelar subcutánea

FIGURA 8-6. Vista lateral de la articulación donde se ilustran las bursas.

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CAPÍTULO 8 El sistema articular

Las bursas subfasciales se encuentran entre los músculos, arriba de la fascia de uno y bajo la fascia de otro. La fascia es el tejido conectivo fibroso que cubre el epimisio de un paquete muscular. Estas fascias se discutirán en el Capítulo 9. ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

Las bursas subtendinosas se encuentran donde un tendón se superpone a otro o donde un tendón cubre alguna proyección ósea, como en el hombro.

TRASTORNOS DE LAS ARTICULACIONES

BURSITIS La bursitis es una inflamación de la bursa sinovial que puede ser causada por el estrés o la tensión excesiva ejercida sobre la bursa. Jugar al tenis durante largos periodos produce el codo de tenista. Es un ejemplo de la bursitis en la articulación del codo causado por el estrés excesivo. Tú puedes experimentar el codo de canoísta si te gusta remar durante varias horas. Esto, desde luego, es temporal. El codo y el hombro son sitios en los que comúnmente se desarrolla la bursitis. Ésta también puede ser causada por un proceso inflamatorio local o sistémico. Si persiste la bursitis, bursitis crónica, los músculos de la articulación con el tiempo pueden degenerarse o atrofiarse y la articulación puede volverse rígida, aunque la propia articulación no esté enferma.

ARTRITIS La artritis es la inflamación de toda la articulación. Por lo general, involucra a todos los tejidos de la articulación: cartílago, hueso, músculos, tendones, ligamentos, nervios, suministro de sangre, y así sucesivamente. Hay más de 100 variedades de artritis, y 10% de la población sufre este trastorno, que no tiene cura. El alivio del dolor es común con el uso de analgésicos pero sólo suavizan este síntoma de la artritis.

FIEBRE REUMÁTICA La fiebre reumática es una enfermedad desarrollada debido a una infección bacteriana leve. Si no se detecta en la infancia, la bacteria puede ser transportada por el torrente sanguíneo a las articulaciones, lo que resulta en el posible desarrollo de la artritis reumatoide en etapas más avanzadas de la vida.

ARTRITIS REUMATOIDE La artritis reumatoide es un trastorno del tejido conectivo que causa la inflamación severa de las articulaciones pequeñas. Es muy desgastante y puede destruir las articulaciones de las manos y de los pies. La causa es desconocida. Se piensa que en el desarrollo de este tipo de artritis pueda estar implicado un factor genético o una reacción autoinmune, es decir, una reacción inmune contra los propios tejidos de una persona. Las membranas sinoviales de las articulaciones y de los tejidos conectivos crecen de manera anormal para formar una capa en la cápsula articular. Esta capa crece en las superficies articulares de los huesos y cartílagos, fusionando y destruyendo los huesos de la articulación.

FIBROSITIS PRIMARIA La fibrositis primaria es la inflamación del tejido conectivo fibroso presente en una articulación. Es vulgarmente llamada reumatismo o “dolor de huesos”. Cuando se presenta en la zona lumbar, se le conoce como lumbalgia o dolor de espalda.

OSTEOARTRITIS La osteoartritis, también conocida como enfermedad articular degenerativa, se produce con la edad avanzada, especialmente en personas de 70 años. Es más común en individuos con sobrepeso y afecta a las articulaciones que lo soportan. El ejercicio moderado puede prevenir el deterioro de las articulaciones y aumentar la capacidad de mantener el movimiento en ellas. (continúa)

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CAPÍTULO 8 El sistema articular

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

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TRASTORNOS DE LAS ARTICULACIONES

GOTA La gota es una acumulación de cristales de ácido úrico en la articulación ubicada en la base del dedo gordo del pie y en otras de los pies y las piernas. Es más común en hombres que en mujeres. Estos cristales, que son productos de desecho, también pueden acumularse y causar daño en los riñones.

ESGUINCE Un esguince se produce cuando una torsión o giro desgarra los ligamentos asociados con una articulación. Los sitios más comunes donde se producen los esguinces son el tobillo y la muñeca.

HERNIA DISCAL Una hernia discal, también conocida como disco de ruptura o hernia, se desarrolla cuando el disco fibro-cartilaginoso intervertebral sobresale o se mueve fuera de lugar y pone presión sobre la médula espinal. Puede ocurrir en cualquier parte, pero las áreas más comunes son las regiones lumbar y sacra de la columna vertebral. Ello ocasiona un dolor intenso. Si el disco desplazado no responde a la terapia física y a los medicamentos, es recomendable realizar una laminectomía para extirpar quirúrgicamente el disco que sobresale.

DISLOCACIÓN Una dislocación es el desplazamiento temporal de un hueso de alguna articulación, debido a la tensión excesiva ejercida sobre la articulación. Éstas se presentan con mayor frecuencia en el hombro y en la cadera, pero también puede ocurrir en los dedos y en las rodillas. El tratamiento de esta condición es forzar al hueso a regresar a su lugar en la articulación y la inmovilización con un yeso o férula mientras se cura.

GINGIVITIS La gingivitis es una inflamación de los tejidos de la encía. Es causada por la falta de higiene oral que resulta en una infección bacteriana con síntomas de inflamación y sangrado de las encías. La placa bacteriana se acumula en los dientes y la infección puede diseminarse a los alveolos en la cavidad del diente. Esto destruirá los ligamentos periodontales y puede hacer que el hueso de los alveolos dentales degenere, lo que puede originar la pérdida de los dientes. El cepillado diario y la limpieza con hilo dental después de las comidas, junto con las visitas al dentista para una limpieza semestral ayudará a prevenir la pérdida de los dientes y el desarrollo de la gingivitis.

HIPEREXTENSIÓN La hiperextensión se define como el movimiento de una articulación a una posición mucho más allá de la máxima extensión normal de la articulación. Se trata de un desplazamiento forzado como el que se causa cuando se usan las manos para amortiguar una caída resultando en una hiperextensión de la articulación de la muñeca. Esto puede provocar un esguince grave o la fractura de los huesos. La del cuello puede ocurrir por la colisión trasera causada en un accidente automovilístico.

CADERA DISLOCADA Una dislocación de cadera ocurre cuando la cabeza del fémur se desplaza fuera del acetábulo de la cadera. Esta condición puede suceder en un accidente automovilístico o puede ser congénita. Se acompaña de hinchazón, dolor, rigidez y pérdida de movimiento. Una dislocación también puede ocurrir en cualquier articulación del cuerpo.

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CAPÍTULO 8 El sistema articular

CONFORME EL CUERPO ENVEJECE Los adultos mayores experimentan algunos cambios importantes en el sistema articular, especialmente en las articulaciones sinoviales. Las fibras de elastina y de colágeno se vuelven menos flexibles en una articulación y la reparación normal del tejido disminuye. Las superficies del cartílago articular decaen, porque en los adultos mayores no se tiene la capacidad de renovar el cartílago tan rápidamente como cuando se es joven. Muchas personas de 50 años toman pastillas de condroitina glucosamina para complementar la restitución del cartílago y ayudar a reparar y lubricar las articulaciones. Este suplemento alimenticio proviene de los tiburones. La producción de líquido sinovial también disminuye con la edad, igual que la flexibilidad de los tendones y de los ligamentos, lo que reduce la amplitud de movimiento en las articulaciones sinoviales. Por ello, el ejercicio moderado pero regular es tan importante a medida que envejecemos para ayudar a mantener las articulaciones tan flexibles como sea posible.

RESUMEN INTRODUCCIÓN Una articulación es el sitio de unión entre dos o más huesos, independientemente del grado de movimiento que ésta permita.

CLASIFICACIÓN DE LAS ARTICULACIONES 1. Las articulaciones se clasifican en tres grandes grupos en función del grado de movimiento que permiten y de su estructura: sinartrosis, anfiartrosis y diartrosis. Sinartrosis 1. Las sinartrosis no permiten el movimiento. Los tres ejemplos de sinartrosis son la sutura, sindesmosis y gonfosis. 2. En una sutura los huesos están unidos por una capa delgada de tejido conectivo fibroso, tal como en las suturas del cráneo. 3. Una sindesmosis es una articulación en la que los huesos están conectados por los ligamentos que existen entre los huesos, como en las articulaciones del radio y el cúbito, y de la tibia y el peroné. Algunos autores consideran este tipo de articulación como una anfiartrosis. 4. Una gonfosis consiste de un proceso cónico en una cavidad que es unida por ligamentos, como un diente en su alveolo. Anfiartrosis 1. La anfiartrosis sólo permite un movimiento ligero. Los dos ejemplos son la sínfisis y la sincondrosis. 2. Una sínfisis es una articulación en la que los huesos están unidos por un disco de fibrocartílago, como es la sínfisis púbica.

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3. Una sincondrosis es una articulación que une dos superficies óseas unidas por cartílago hialino, como en la placa de crecimiento entre la diáfisis y la epífisis de los huesos largos. Algunos autores consideran esta articulación como una sinartrosis. Diartrosis o articulaciones sinoviales 1. Las diastrosis o articulaciones sinoviales son de movimiento libre. 2. Se caracterizan por tener una estructura capsular con una cavidad interna. 3. La cápsula de la articulación puede estar compuesta por distintos tipos de tejido: fibrocartílago, ligamentos, tendones, músculos y membranas sinoviales. 4. Las diartrosis o articulaciones sinoviales tienen varias funciones. Cargan peso y permiten el movimiento; los ligamentos, tendones, músculos y cartílagos articulares proporcionan estabilidad; y la superficie del líquido sinovial lubrica y nutre el cartílago.

MOVIMIENTOS EN LAS ARTICULACIONES SINOVIALES 1. La flexión reduce el ángulo formado entre algunos huesos. 2. La extensión incrementa el ángulo de una articulación. 3. La hiperextensión aumenta el ángulo de la articulación más allá de la posición anatómica. 4. La dorsiflexión levanta el pie hasta la unión con el tobillo. 5. La flexión plantar es el acto de mover el pie hacia abajo en la articulación del tobillo.

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CAPÍTULO 8 El sistema articular

6. La abducción mueve los huesos hacia la línea media del cuerpo. 7. La aducción mueve los huesos lejos de la línea media del cuerpo. 8. La rotación es el acto de mover el hueso alrededor de un eje central, perpendicular al eje. 9. La circunducción es el acto de mover el hueso de tal manera que el extremo del hueso o de la extremidad describa un círculo en el aire y los lados del hueso describan un cono. 10. La supinación mueve la palma de la mano hacia una posición elevada o de una posición posterior a una anterior si ésta se encuentra a un lado del cuerpo. 11. La pronación es el movimiento de la palma de la mano hacia abajo o de una posición anterior a una posterior si se encuentra a un lado del cuerpo. 12. En la eversión se mueve la planta del pie hacia fuera a partir del tobillo. 13. En la inversión se mueve la planta del pie hacia adentro a partir del tobillo. 14. La protracción es el acto de mover una parte del cuerpo hacia adelante en un plano paralelo al suelo. 15. La retracción es el mover una parte del cuerpo hacia atrás, en un plano paralelo al suelo. 16. La elevación sube una parte del cuerpo. 17. La depresión baja una parte del cuerpo. 18. La oposición es el movimiento característico del pulgar; se produce cuando su punta y la de los demás dedos se juntan. 19. La reposición es lo contrario a la oposición.

respecto del otro y está ubicado en la articulación carpiana-metacarpiana del pulgar. 6. La articulación por deslizamiento (multiaxial) únicamente permite el deslizamiento, como las articulaciones intervertebrales de la columna.

BURSAS 1. Existen tres tipos de bursas. Las bursas son sacos cerrados con un revestimiento sinovial que previene la fricción entre tejidos superpuestos. 2. Las bursas subcutáneas se encuentran entre la piel y los procesos óseos subyacentes. 3. Las bursas subfasciales se encuentran en los puntos donde los músculos se superponen entre sí. 4. Las bursas subtendinosas se encuentran en los puntos donde un tendón se superpone a otro o a una proyección ósea.

PREGUNTAS DE REPASO 1. Nombra y describe los tres tipos de articulaciones encontradas en el cuerpo humano. 2. Nombra dos tipos de sinartrosis y da un ejemplo de cada una. 3. Nombra dos tipos de anfiartrosis y da un ejemplo de cada una. * 4. ¿Por qué las diartrosis o articulaciones sinoviales deben de estar constreñidas como cápsulas para maximizar su función? 5. Nombra los seis tipos de diartrosis y da un ejemplo de cada una. 6. Nombra y define los tres tipos de bursas en el cuerpo humano. * 7. ¿Cómo puede un individuo prevenir la ocurrencia de la osteoartritis? 8. Nombra los movimientos que pueden ocurrir en las articulaciones sinoviales.

LOS SEIS TIPOS DE DIARTROSIS O ARTICULACIONES SINOVIALES 1. La articulación de bola y cavidad (multiaxial) es la que permite un mayor rango de movimiento, como en la articulación del hombro y cadera. 2. La articulación en bisagra (uniaxial) limita el movimiento a flexionar y extender la rodilla, el codo y las falanges medias y distales. 3. La articulación de pivote (uniaxial) limita el movimiento a la rotación en un solo plano, tal como la articulación del atlas y el eje de la columna. 4. El cóndilo o articulación condiloide o elipsoidal (biaxial) permite el movimiento en dos planos formando ángulos el uno con respecto al otro, como en la articulación de la muñeca ubicada entre el radio y los huesos carpianos. 5. La articulación en silla de montar (biaxial), localizada únicamente en el pulgar, permite el movimiento en dos planos en ángulos rectos uno

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Preguntas de pensamiento crítico

Investiga y explora Escribe acerca de un familiar o alguien que conozcas que tenga una de las enfermedades, trastornos o condiciones comunes presentadas en este capítulo, y organiza una discusión acerca de su enfermedad.

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CAPÍTULO 8 El sistema articular

ESTUDIO DE CASO Mabel es una mujer de 42 años de edad que acudió con el especialista para realizarse un chequeo de su artritis. Ella le dice al especialista que está experimentando más dolor y rigidez articular que de costumbre. El especialista la examina y se da cuenta de que sus manos y pies se ven cada vez más deformes debido a la severa inflamación articular. Para Mabel es más difícil realizar sus actividades cotidianas. Afirma que se le dificulta abrir las botellas, las manijas de las puertas, ponerse sus calcetines y sus zapatos. También siente dolor y se cansa fácilmente al caminar distancias cortas.

Preguntas 1. 2. 3. 4.

De acuerdo a sus síntomas, ¿qué tipo de artritis podría tener Mabel? ¿Cuáles son las principales características de este trastorno? ¿Cuál es la causa de esta afección y el daño en las articulaciones? ¿Qué tan extensa es su artritis?

Conexión con StudyWARE ™ Realiza el examen de prueba o reproduce uno de los juegos interactivos en tu CD-ROM de StudyWARE™ para reforzar el contenido de este capítulo.

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CAPÍTULO 8 El sistema articular

E JERCICIO DE LA B OR ATORIO:

EL SISTEMA ARTICULAR

Materiales requeridos: Un modelo de esqueleto articulado, modelos anatómicos de la articulación del hombro y de la cadera que puedan desarticularse y mostrar los músculos, tendones, huesos y cartílagos 1. Examina la articulación de bola y cavidad de la cadera y del hombro. Identifica la naturaleza capsular de las articulaciones mediante la visualización del músculo, tendones, ligamentos y cartílagos. Si es posible, saca la cabeza del fémur del acetábulo y examina la estructura de la articulación.

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2. Examina los huesos de la articulación del codo y de la rodilla en el esqueleto, observando cómo los huesos encajan entre sí para permitir la flexión y extensión. 3. Estudia la mano. Ten en cuenta la flexión y la extensión de las articulaciones en bisagra de los dedos, y la articulación en silla de montar del pulgar. 4. Examina la articulación de la muñeca y del tobillo. En la muñeca, observa cómo la de tipo cóndilo es aquella en la que el radio se articula con los huesos del carpo.

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El sistema muscular OBJETIVOS DEL CAPÍTULO Después de estudiar este capítulo, deberás ser capaz de: 1. Describir la anatomía gruesa y microscópica del músculo esquelético. 2. Describir y comparar las diferencias básicas entre la anatomía de los músculos esquelético, liso y cardiaco. 3. Explicar el concepto actual de contracción muscular basándote en tres factores: fuentes neuroeléctricas, químicas y energía. 4. Definir tono muscular y comparar las contracciones isotónicas e isométricas. 5. Enlistar los factores que pueden causar el mal funcionamiento muscular, originando diversos trastornos. 6. Nombrar e identificar la ubicación de los principales músculos superficiales del cuerpo.

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C O N C E P T O S C L AV E Abdominal transverso Abductor del meñique Abductor hallucis Abductor pollicis Acetilcolina Actina Aductor pollicis Agonistas Anconeo Antagonistas Aponeurosis Banda o zona H Bandas A Bandas I Bíceps braquial Bíceps femoral Braquial Braquiorradial Buccinador Cigomático Contracción isométrica Contracción isotónica Contracción muscular Cuádriceps femoral Deltoides Diafragma Elevador de la escápula Elevador del labio superior Endomisio Epimisio Esternocleidomastoideo Extensor del carpo

Extensor digital Extensor hallucis Extensor pollicis Fascia Fascia lata Fascículo Fascículos Fibrilación Flexor del carpo Flexor digital Flexor hallucis Flexor pollicis Fosfocreatina Frontal Gastrocnemio Glúteo mayor Glúteo medio Glúteo mínimo Grácil Ilíaco Infraespinoso Inserción Intercostales internos Intercostales internos Interóseo Latísimo dorsal Ley del todo o nada Línea Z Masetero Masticación Miosina Músculo cardiaco Músculo liso

Oblicuo externo Oblicuo inferior Oblicuo interno Oblicuo superior Occipital Oponente del pulgar Orbicular del labio Origen Pectoral mayor Pectoral menor Perimisio Peroneo largo Plantar Poplíteo Potencial de acción Potencial de reposo Potencial eléctrico Pronador cuadrado Pronador redondo Psoas2 Pterigoideos Recto abdominal Recto femoral Recto inferior Recto lateral Recto medial Recto superior Redondo menor Retículo sarcoplásmico Romboide Sarcolema Sarcómero Sartorio (continúa)

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

C O N C E P T O S C L AV E ( c o n t i n u a c i ó n ) Semimembranoso Semitendinoso Serrato anterior Sinergistas Sistema sarcotubular Sistema T o túbulos T Sóleo Supinador

Supraespinoso Temporal Tercer peroneo Tibia anterior Tibia posterior Tono Trapecio Tríceps braquial

INTRODUCCIÓN Conforme lees esta introducción, los músculos esqueléticos mueven tus ojos para leer las palabras. Los músculos te permitieron tomar este libro y abrirlo en la página correcta. Caminaste a tu escritorio y probablemente tomaste este libro de alguna repisa. Todas estas acciones te permiten funcionar en el ambiente. Además, el músculo liso contiene la sangre de tus arterias y venas, los alimentos que has ingerido están siendo empujados a través de tu tracto digestivo, y la orina está siendo transportada de tus riñones, mediante los uréteres, hacia tu vejiga. Mientras tanto, el músculo cardiaco está bombeando sangre, transportando oxígeno y nutrientes a tus células corporales y llevándose los desechos. Los músculos componen aproximadamente de 40% a 50% del peso corporal. Nos permiten realizar tareas físicas de resistencia (correr o jugar algún deporte) y de gracia (ballet, patinaje artístico). Cuando se contraen, llevan a cabo el movimiento del cuerpo como un todo y causan que nuestros órganos internos funcionen de manera apropiada. Los músculos del diafragma, pecho y abdomen nos permiten respirar. Observa el Mapa conceptual 9-1: Sistema muscular.

LOS TIPOS DE MÚSCULO A partir de la discusión sobre los tejidos, que revisaste en el Capítulo 5, puedes recordar que existen tres tipos de tejido muscular: esquelético o estriado, liso o visceral, y cardiaco. Recuerda que el músculo esquelético es voluntario, es decir, podemos controlar sus contracciones. Bajo el microscopio, las células del músculo esquelético son multinucleadas y estriadas; observamos bandas oscuras y claras que se alternan. En cambio, el músculo liso es involuntario, uninucleado y no estriado. Se encuentra en lugares como el tracto digestivo. El músculo cardiaco es involuntario, estriado y uninucleado, sólo se encuentra en el corazón.

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Tropomiosina Troponina Unidad motora Vasto intermedio Vasto lateral Vasto medial

LA ANATOMÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO O ESTRIADO Las células esqueléticas maduras son las fibras musculares largas y delgadas, que tienen una longitud que va desde 1 a 50 mm de longitud y de 40 a 50 micrómetros de diámetro (Figura 9-1). Gracias a esta estructura celular única, es decir, que su longitud sea mucho mayor que su amplitud, las células musculares también se conocen como fibras de músculo esquelético. Además, cada célula o fibra muscular es multinucleada y se encuentra rodeada por una membrana celular especial. Dicha membrana está polarizada eléctricamente y se conoce como sarcolema. El cual está rodeado por el primero de tres tipos de tejido conectivo que se encuentra en el músculo, el endomisio, que es un tipo de tejido conectivo delicado. Como estudiamos en la Figura 9-1, podemos ver que el músculo consiste de cierto número de haces, llamados fascículos. Cada haz de células musculares se conoce como un fascículo, y está rodeado por otra capa de tejido conectivo llamada perimisio. Esto se puede observar a simple vista. El perimisio se conecta con el tejido conectivo grueso que rodea al músculo, el epimisio. Estas tres capas de tejido conectivo actúan como un cemento que mantiene a todas las células y haces musculares juntas. Por si esto no fuese suficiente, una capa de tejido areolar cubre el tronco muscular por encima del epimisio, esto se denomina fascia muscular. Cuando el músculo esquelético se observa bajo el microscopio, las células parecen tener un patrón de bandas claras y oscuras, al que nos referimos como estrías. Las estriaciones se deben a la yuxtaposición de bandas claras y oscuras de proteínas sobre las miofibrillas. Las oscuras se componen de filamentos gruesos de la proteína miosina. Siendo gruesos estos filamentos aparecen de color oscuro, y se denominan bandas A (un “tip” para recordar: la última letra en la palabra obscura es la A). Las bandas claras se componen de filamentos delgados de actina; que al ser tan delgados se observan de un color

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

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Sistema muscular

posee una

Estructura específica

realiza

Funciones específicas

permite

que involucran Contracción

Epimisio (fascia profunda)

rodeado por

produce

Músculo esquelético (vientre muscular)

Movimiento de la piel

Mantenimiento de la postura

produce

Movimientos esqueléticos

Generación de calor

permite

Perimisio

rodeado por

consiste de

Haces musculares (fascículos)

Expresiones faciales

Reproducirnos

Comer, moverse, otras actividades

Respirar

consiste de

Endomisio

rodeado por

controlada para Célula muscular (fibra muscular)

Mantener los niveles de O2 y CO2 en los fluidos extracelulares

ayuda en Mantener la temperatura corporal

MAPA CONCEPTUAL 9-1. Sistema muscular.

claro bajo el microscopio. Estas bandas se conocen como bandas I. Hay otras marcas importantes. Se puede observar una banda delgada que se tiñe de color oscuro en la región central de las bandas I, esta región parece una serie de letras “Z”, una encima de la otra, y por lo mismo se denomina línea Z. La sección de color ligeramente oscuro en las bandas A se conoce como banda o zona H.

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Éste es el punto donde los filamentos de miosina son más gruesos y en donde no existen puentes cruzados entre ellos. El área entre dos líneas Z adyacentes se denomina sarcómero. Es aquí en donde a nivel molecular, ocurre el proceso de contracción gracias a interacciones químicas, las cuales discutiremos más adelante. La microscopia electrónica también ha revelado el hecho de que las fibras musculares (miles de unidades

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

Músculo

Fascia Epimisio Perimisio Endomisio

Fascículo Fibra muscular o célula

Retículo sarcoplásmico Borde del sarcolema

Túbulo t

Miofibrilla

Retículo sarcoplásmico y túbulos t formando una tríada

Sarcómero

Línea m Línea z Actina

Miosina

Miofilamentos

Puente entrecruzado Línea z

© Delmar/Cengage Learning

Banda a Zona o banda h

Banda i

FIGURA 9-1. La anatomía del músculo esquelético a niveles microscópico, celular y molecular.

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

que componen una célula muscular) están rodeadas por estructuras compuestas de membranas con forma de vesículas y túbulos. Estas estructuras constituyen lo que se conoce como sistema sarcotubular. El sistema sarcotubular tiene dos componentes: los túbulos T y el retículo sarcoplásmico. Los túbulos del sistema T son continuos a la membrana o sarcolema de la fibra muscular, y forman una malla perforada de fibrillas musculares individuales. El retículo sarcoplásmico forma una cortina irregular alrededor de cada fibrilla. Regresa a la Figura 9-1 para analizar otra vez estas complejas estructuras. Este sistema T promueve la transmisión rápida de un impulso nervioso en la membrana celular, para que llegue a las miles de fibrillas que conforman la célula muscular. Se podría decir que una célula muscular es como la hebra de un hilo. Si la pones bajo el microscopio, podrás observar que se compone de miles de unidades más pequeñas. Por lo tanto, la célula o fibra muscular se compone de unidades aún más pequeñas conocidas como miofibrillas. A nivel molecular, cada una se compone de filamentos microscópicos de las proteínas miosina (que es gruesa y de color oscuro) y actina (que es delgada y aparece de color claro bajo el microscopio).

LA FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR Para comprender cómo se contrae un músculo, primero es necesario describir lo que es una unidad motora y las propiedades de las células musculares. Primero discutamos lo que es una unidad motora. Todas las células musculares inervadas por una neurona motora se denominan unidad motora, pues (las células musculares) siempre se excitan de manera simultánea, y por ende, se contraen juntas. Es importante recordar que las divisiones terminales o terminaciones axónicas de la neurona motora se distribuyen a todo lo largo del músculo. La estimulación de una sola unidad motora origina una contracción débil pero constante en una gran área del músculo, más que una contracción fuerte en un punto específico. Los músculos que controlan los movimientos finos (como los músculos del ojo) se caracterizan por la presencia de pocas fibras musculares en cada unidad motora. Otra manera de expresarlo sería decir que la proporción de fibras nerviosas a células musculares es alta. Por ejemplo, cada unidad motora presente en el músculo ocular contiene cerca de 10 células musculares. Sin embargo, los movimientos gruesos (como levantar un objeto con tu mano) contendrán una unidad motora con 200 o más células musculares. En promedio, una sola fibra nerviosa inerva cerca de 150 células musculares. Las células musculares poseen cuatro propiedades: excitabilidad, conductividad, contractilidad y elasticidad. Las fibras musculares pueden ser excitadas por un estímulo. En nuestros cuerpos este estímulo es una célula nerviosa. En el laboratorio podemos estimular y excitar

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un músculo mediante descargas eléctricas. Además de poder excitarse, todo el protoplasma de las células musculares posee la propiedad de ser conductivo, lo que permite que la respuesta viaje a lo largo de la célula. El tipo de respuesta dependerá del tipo de tejido que sea excitado. En las células musculares la respuesta es la contracción. La elasticidad permite que las células musculares regresen a su posición original después de una contracción. La interacción de tres factores origina la contracción muscular: factores neuroeléctricos, interacciones químicas y fuentes energéticas.

Factores neuroeléctricos Alrededor de la membrana de las fibras musculares, o sarcolema, se encuentran los iones. Observa la Figura 9-2 para analizar la distribución eléctrica. La distribución iónica es tal que existe una mayor concentración de iones potasio (K+) al interior de la célula que fuera de ésta, mientras que la concentración de iones de sodio (Na+) es mayor fuera de la membrana celular que en el interior. Estos iones presentan una carga positiva. Gracias a su distribución inequitativa, existe una distribución eléctrica alrededor de la célula muscular. El interior de la célula tiene carga negativa y el exterior está cargado positivamente. Esta situación se conoce como el potencial de reposo de la célula muscular. Conforme el impulso nervioso alcanza la coyuntura neuromuscular, donde las terminales axónicas de las células nerviosas se encuentran próximas al músculo y sus numerosas células, se desencadena la liberación de una sustancia neurotransmisora conocida como acetilcolina. Esta sustancia química afecta la membrana de la célula muscular. Causa que los iones de sodio (que se mantenían fuera de la célula durante el potencial de reposo) penetren a la célula muscular. Este flujo rápido de iones de sodio crea un potencial eléctrico que viaja en ambas direcciones a lo largo de la célula muscular a una tasa de 5 metros por segundo. Este flujo de Na+ hace que el interior de la célula deje de ser negativo para hacerse positivo. Ésta es una señal para que la célula muscular genere su propio impulso, llamado potencial de acción. Es la indicación para contraerse. Mientras tanto los iones de potasio que se mantenían dentro de la célula comienzan a moverse al exterior para restaurar el potencial de reposo, pero no pueden volver a este estado porque siguen entrando demasiados iones de sodio. Este potencial de acción no sólo viaja sobre la superficie de la membrana de la célula muscular, sino que pasa por la célula mediante los túbulos T y también por todas las células que componen el músculo. Este potencial de acción causa que el retículo sarcoplásmico libere los iones de calcio al líquido que rodea a las miofibrillas de las células musculares. Alrededor de los miofilamentos de actina existen dos sustancias inhibitorias: troponina y tropomiosina. Observa la Figura 9-3. Estas sustancias impiden que los filamentos de miosina y actina interactúen. Sin embargo, cuando el retículo sarcoplásmico

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

La concentración de iones de potasio (K+) es mayor al interior celular La concentración de iones de sodio (Na+) es mayor al exterior celular El interior de la célula presenta carga negativa y fuera carga positiva Terminales axónicas de las células nerviosas Unión neuromuscular

−−− −−−

Na+

−− −−

K+

Sarcolema de la célula muscular

Na+

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

K+

K+

Na+

K+

K+

Na+

K+

K+

K+

K+

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Na+

Na+

Na+

Na+

K+

© Delmar/Cengage Learning

Na+

FIGURA 9-2. Factores iónicos y neuroeléctricos que afectan a las células de músculo esquelético.

libera los iones de calcio, la acción de estas sustancias inhibitorias queda relegada. La liberación de los iones de calcio es la que promueve el proceso de contracción a nivel molecular en los miofilamentos. Cuando el potencial de acción deja de estimular la liberación de los iones de calcio del retículo, estos iones comienzan a regresar y se acumulan en el retículo sarcoplásmico. El mecanismo responsable de esta acción es la bomba de sodio-potasio de la membrana de las células musculares. Conforme los iones de sodio entran a la célula y el potasio sale, para tratar de restaurar el potencial de reposo, la bomba de sodiopotasio comienza a operar para restaurar la distribución iónica de vuelta al potencial de reposo normal. La contracción ocurre en milésimas de segundo, y una vez que la bomba de sodio-potasio restaura la distribución iónica, la contracción cesa porque el potencial de acción se detiene y todos los iones de calcio se unen de nuevo al retículo. Se requiere una serie continua de potenciales de acción para sostener la contracción muscular. Ahora discutamos las interacciones químicas con los iones de calcio.

Interacción química En 1868, un científico alemán llamado Kuhne extrajo una proteína muscular a partir de una solución salina concentrada, a la que denominó miosina. En 1934, se demostró que la miosina se gelificaba formando hebras. Poco después, se descubrió que las hebras de miosina se alargaban cuando se ponían en contacto con trifosfato de adenosina (ATP). No fue sino hasta 1942 que los

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científicos descubrieron que la miosina no era homogénea, y que de hecho, existía otra proteína en el músculo, distinta a la miosina, a la que denominaron actina. En realidad, las unidades de actina se unen con la miosina para formar la actomiosina durante el proceso de la contracción. La liberación de los iones de calcio del retículo sarcoplásmico inhibe la actividad de la troponina y la tropomiosina, que mantenían separados a los filamentos de miosina y actina. Los iones de calcio se unen a la troponina y hacen que la miosina tome su forma activa. Los filamentos de miosina tienen cabezas grandes que contienen moléculas de ATP. La miosina activada libera la energía del ATP en el sitio activo de la actina, cuando se alinea con ésta para formar la actomiosina. La unión con la cabeza de la miosina, crea un puente entrecruzado que jala los filamentos de actina hacia el interior, entre los filamentos de miosina y descompone el ATP en difosfato de adenosina (ADP) y PO4 mientras libera energía, para causar la contracción. Observa la Figura 9-4. El acortamiento de los elementos contráctiles en el músculo se lleva a cabo por el traslape de los filamentos de actina sobre los de miosina. El ancho de las bandas A permanece constante mientras que las líneas Z se acercan durante la contracción (Figura 9-1). Cuando la bomba de sodio-potasio (Figura 9-5) ha restaurado el potencial de acción de la célula y los iones de sodio salen de ésta, y los de potasio regresan al interior, el potencial de acción se detiene y los iones de calcio son reabsorbidos por el retículo sarcoplásmico. En este momento

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

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Cabeza

Dos cadenas polipeptídicas se entrelazan para formar un superenrrollamiento

(A)

Molécula de miosina

(B) Miofilamento de miosina

Complejo de troponina

Tropomiosina

© Delmar/Cengage Learning

Molécula de actina

(C)

Miofilamento de actina

FIGURA 9-3. La estructura de los miofilamentos de actina y miosina dentro de una célula muscular. (A) Molécula de miosina.

(B) Miofilamento de miosina. (C) Miofilamento de actina.

cesa la contracción y los filamentos de actina se liberan de la miosina, ocasionando que las líneas Z se separen de nuevo. Este proceso tan complejo ocurre en 1/40 de segundo. Piensa que sólo hemos discutido una pequeña parte de los filamentos de una célula muscular.

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Existen miles de miofilamentos en una sola célula muscular, y los músculos, como tus bíceps, contienen cientos de miles de células musculares, todas interactuando y coordinándose a nivel molecular para poder llevar a cabo una contracción.

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

Potencial de acción Sarcolema

Túbulo T Retículo sarcoplásmico Miofibrilla

Ca++ Troponina

La troponina se va del sitio activo

El calcio se une a la troponina

Actina Tropomiosina

ADP +P Miosina

Paso 1:

ADP +P ADP +P

Puente entrecruzado Paso 2:

Paso 3:

ADP +P

ATP

Paso 4:

Paso 5:

© Delmar/Cengage Learning

Sitio activo

FIGURA 9-4. La interacción de los puentes entrecruzados de miosina con los filamentos de actina, acerca a las moléculas de actina

con las de miosina, dando como resultado una contracción.

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

K+

K+

Na+

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Na+ Na+

K 3

2 1

K 4

ADP Na+ Na+

K+

P

ATP

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P

K+

Na+

FIGURA 9-5. La bomba de sodio-potasio en la membrana de una célula muscular.

Fuentes energéticas Las células musculares convierten energía química (ATP) en energía mecánica (contracción). Esta fuente energética proviene de las moléculas de ATP (Capítulo 4). Actina + miosina + ATP → actomiosina + ADP + PO4 + energía (que causa la contracción). La energía que se consigue gracias a la degradación del ATP se usa cuando los filamentos de actina y de miosina se traslapan. El ATP se sintetiza durante la glucólisis, el ciclo de Krebs o del ácido cítrico, durante el transporte de electrones, y en las células musculares mediante la degradación de la fosfocreatina. En la glucólisis, que recordarás después de haber leído el Capítulo 4, la glucosa presente en la sangre, entra a las células, donde es degradada químicamente mediante una serie de reacciones que producen ácido pirúvico. Se libera una pequeña cantidad de energía de la molécula de glucosa con una ganancia neta de dos moléculas de ATP. En el ciclo del ácido cítrico de Krebs y el transporte de electrones, si hay oxígeno presente, el ácido pirúvico se descompone hasta llegar a producir CO2, H2O y 36 moléculas más de ATP. Si no hay oxígeno presente en la célula muscular, el ácido pirúvico cambia a ácido láctico y éste se acumula en las células, dando una producción de sólo dos moléculas de ATP hasta que vuelva a haber oxígeno suficiente. Las células musculares tienen otras dos fuentes adicionales de ATP. La fosfocreatina se puede encontrar solamente en el tejido muscular, y provee una fuente rápida de ATP para su contracción. Cuando los músculos se encuentran en reposo, el exceso de ATP no se requiere para la contracción, por lo que el fosfato se transfiere a la creatina para construir una reserva de fosfocreatina. Durante un momento de ejercicio vigoroso, la fosfocreatina transfiere su grupo fosfato al ADP para liberar ATP y

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creatina, abasteciendo al músculo con una fuente adicional de ATP. La reacción general es reversible: fosfocreatina + ADP ↔ creatina + ATP. Además, las células del músculo esquelético pueden absorber los ácidos grasos libres que encuentran en la sangre y degradarlos, obteniendo otra fuente de energía para producir CO2, H2O y ATP. Por supuesto, durante cualquier contracción, se produce calor como producto de desecho. En resumen, las células musculares tienen cuatro fuentes de ATP para la energía que requiere la contracción: 1. Glucosa + 2 ATP → CO2 + H2O + 38 ATP (aeróbico) 2. Glucosa + 2 ATP → 2 ácido láctico + 2 ATP (anaeróbico) 3. Fosfocreatina + ADP → creatina + ATP 4. Ácidos grasos libres → CO2 + H2O + ATP En estos procesos, la glucólisis, el ciclo del ácido cítrico de Krebs y el transporte de electrones juegan un papel vital.

LA CONTRACCIÓN MUSCULAR Cuando se estudia la contracción de un músculo esquelético, en el laboratorio, al aplicar una carga eléctrica al músculo, el análisis de la contracción se conoce como contracción muscular (Figura 9-6). Este análisis, revela un breve periodo latente después del estímulo, justo antes de que comience la contracción. Este periodo de latencia, es seguido por otro de contracción, al cual le sigue un periodo de relajación. El de latencia ocurre porque el potencial de reposo de las células musculares debe cambiar al potencial eléctrico, y esto se logra conforme entran los iones de sodio. El origen de esta acción es la acetilco-

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

Contracción muscular Acortamiento

Relajación

E s t í m u l o

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Latente

FIGURA 9-6. Análisis de laboratorio de una contracción

muscular.

lina liberada por las terminales axónicas de las células nerviosas. El potencial eléctrico se convierte en un potencial de acción, y la señal viaja a través de los túbulos T para llegar al retículo sarcoplásmico. Después, los iones de calcio son liberados hacia el fluido que rodea las miofibrillas de actina y miosina, dando lugar a la contracción. Una vez que la bomba de sodio-potasio comienza a funcionar, el calcio es reabsorbido y ocurre la relajación. La fuerza de la contracción depende de varios factores: la fuerza del estímulo (un estímulo débil no logra una contracción); la duración del estímulo (aún cuando el estímulo sea fuerte, si se aplica por un milisegundo puede que no sea suficiente para que sea efectivo); la velocidad de la aplicación (un estímulo fuerte aplicado rápidamente puede no tener efecto aún cuando sea fuerte); el peso de la carga (uno puede levantar un bote de basura con una mano, pero no puede levantar una mesa); y, finalmente, la temperatura (los músculos operan mejor a una temperatura corporal normal, 37˚C o 98.6˚F en humanos). Un estímulo que sea lo suficientemente fuerte para incitar una respuesta en una célula muscular individual, producirá una contracción máxima. Puede que la contracción ocurra o no lo haga. Esto se conoce como ley del todo o nada.

TONO MUSCULAR El tono se define como una propiedad muscular en donde un estado constante de contracción parcial puede ser sostenido. Algunas células musculares en un músculo particular siempre se contraerán mientras otras permanecen en reposo. Después, las que estaban en reposo se contraen, mientras que las que se contraían entran en relajación. Esto nos permite, por ejemplo, mantener la postura corporal por periodos largos sin mostrar síntomas de cansancio, debido a que los estímulos nerviosos se alternan entre varios grupos de células musculares, permitiendo que todas éstas tengan periodos de reposo. El tono se refiere al grado de firmeza que exhiben los músculos esqueléticos mientras mantienen una tensión ligera pero constante sobre los huesos que unen. El tono mantiene la presión sobre los contenidos del abdomen,

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mantiene la presión sanguínea en las arterias y venas, y ayuda en la digestión al estómago y los intestinos. Existen dos tipos de contracción. Cuando levantamos una pesa, los músculos se acortan y engrosan. En este tipo de contracción, el tono o la tensión permanecen iguales, por lo que se conoce como una contracción isotónica. Cuando empujamos una pared o intentamos levantar algo muy pesado, los músculos permanecen a una longitud constante mientras que la tensión muscular incrementa, esto se conoce como una contracción isométrica. A partir de este hecho, se ha desarrollado una serie de ejercicios, denominados ejercicios isométricos (como entrelazar los dedos de las manos y jalarlas hacia delante para desarrollar los bíceps). Estos ejercicios ayudan a desarrollar el tono o firmeza de los músculos.

LA ANATOMÍA DEL MÚSCULO LISO El músculo liso se encuentra en las estructuras del cuerpo que tienen luz, como los intestinos, vasos sanguíneos y la vejiga urinaria. No puede ser controlado voluntariamente porque está bajo el mando del sistema nervioso autónomo, y también puede ser estimulado mediante hormonas. Cada célula de músculo liso contiene un solo núcleo alargado, y gracias a que sus fibras son más delgadas que las del músculo esquelético, las estrías producidas por los arreglos de miosina y actina no son visibles. Las células se conectan por fibrillas que se extienden a la célula adyacente. En las estructuras como el intestino delgado, el músculo liso presenta un arreglo en dos capas, una capa longitudinal externa, y una capa circular interna. La contracción de estas dos capas, donde la capa circular se contrae primero, resulta en la reducción de la longitud y en la circunferencia del tubo. Esta contracción impulsa el contenido en una sola dirección, por ejemplo, los alimentos digeridos o el quimo en el intestino, o la sangre, cuando se trata de las arterias o venas. Las células de músculo liso producen una contracción más lenta que la del músculo esquelético, pero la contracción del músculo liso permite mayor extensión muscular. En el músculo liso, las fibras de actina y de miosina no se encuentran organizadas de forma regular, por lo que este tipo de músculo no presenta una apariencia estriada. Por ende, la contracción ocurre de forma similar, pero sin el arreglo regular de las fibrillas. Las fibrillas se deslizan juntas y de forma rítmica acortan la célula, pero una onda lenta de contracción pasa por toda la masa muscular conforme el impulso nervioso alcanza una célula y se transmite al resto de las fibras o células musculares.

LA ANATOMÍA DEL MÚSCULO CARDIACO El músculo cardiaco no puede ser influenciado por nuestra voluntad, pues, al igual que el músculo liso, se encuentra bajo el control del sistema nervioso autónomo.

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

ALERTA SANITARIA

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MÚSCULOS FUERTES

Para mantener músculos fuertes y saludables, es necesario ejercitarlos diariamente. Después de una buena noche de sueño, levántate de la cama y haz estiramientos. Comienza por mover lentamente tus brazos y piernas; camina hacia algún lugar con aire fresco y toma bocanadas profundas, estirando tus músculos de la respiración y llenando tus pulmones a su capacidad máxima. Esta acción puede establecer tu rutina de moverte y estirarte mediante actividades diarias. La caminata es uno de los mejores ejercicios para mantener músculos saludables. Permanece relajado mientras te estiras, comienza lentamente para calentar los músculos y después muévete con un ritmo más riguroso. Aún cuando corras o levantes pesas, trata de permanecer relajado, porque la tensión pone un esfuerzo extra sobre los músculos y puede causarles daño. Conforme crecen los niños, edúcalos para que comprendan la importancia de ejercitarse y las ventajas que tienen al mantener unos músculos y huesos saludables. El ejercicio regular debe volverse parte de las rutinas diarias de nuestra vida. Incluso los adultos mayores deben ser apremiados para tomar caminatas diarias. ¿Has notado a los viejos vendedores de supermercado cuando caminan antes de que abran las tiendas? Los individuos que han sido confinados a tomar reposo en cama, deben ser realineados en distintas posiciones corporales varios días antes de que se les permita estirar los músculos que no han estado trabajando. El ejercicio diario, como caminar o correr, o levantar pesas, te ayudará a mantener un sistema muscular saludable.

Es uninucleado, como el músculo liso; sin embargo, se encuentra estriado al igual que el músculo esquelético. El músculo cardiaco tiene otra cualidad distintiva. Si se estimula una célula cardiaca, todas las células o fibras se estimulan, por lo que todas las células musculares se contraen al mismo tiempo. Además, las que se contraen más rápido controlan la velocidad de otras, causando que todas se contraigan a una tasa más veloz. El ritmo rápido del músculo cardiaco se debe a una propiedad especial de este tipo de célula, pues cuando recibe un impulso, se contrae, se relaja de inmediato, y después está lista para recibir otro impulso. Estos eventos ocurren cerca de 75 veces por minuto. Sin embargo, el periodo de una contracción individual es más lento en el músculo cardiaco (cerca de 0.8 segundos) que el del músculo liso, que es mucho más rápido (cerca de 0.09 segundos). Si se producen contracciones descontroladas de células individuales, ocurre lo que conocemos como fibrilación. La fibrilación sucede cuando el corazón es incapaz de bombear sangre de manera apropiada, lo que, a su vez, puede conducir a la muerte.

NOMBRES Y FUNCIONES DE LOS MÚSCULOS ESQUELÉTICOS Los músculos pueden ser nombrados de acuerdo a sus acciones (aductor, flexor, extensor); de acuerdo a su forma

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(cuadrado, trapecio); a su origen e inserción (esternocleidomastoideo); a su ubicación (frontal, tibial, radial); a su número de divisiones (bíceps, tríceps, cuádriceps); y, finalmente, de acuerdo a la dirección en la que corren sus fibras (transversal, oblicuo). La unión fija de un músculo, que funciona como base para su acción, se conoce como su origen. La unión movible, donde se pueden ver los efectos de la contracción, es la inserción. El origen es la unión proximal (cercana al esqueleto axial) del músculo con el hueso; la inserción es la unión distal (lejos del esqueleto axial) a otro hueso. La mayoría de los músculos esqueléticos voluntarios no se insertan directamente al hueso, sino que se insertan mediante fibras de colágena que son fuertes, no elásticas y blanquecinas, éstas se conocen como tendones. Los tendones varían en su longitud, pueden ser desde una fracción de pulgada, hasta tener una longitud de 30 cm, como el tendón de Aquiles en la pierna inferior, que se inserta en el talón. Cuando un tendón es ancho y plano se le conoce como aponeurosis. Los músculos tienen distintas formas y tamaños. Los músculos que flexionan una extremidad en una articulación se denominan flexores. Los músculos que estiran una extremidad en una articulación se conocen como extensores. Si una extremidad se mueve lejos de la línea media, quiere decir que un abductor está haciendo su trabajo; sin embargo, si la extremidad se acerca hacia la línea media, el que trabaja es un aductor. Los músculos que hacen girar una extremidad son rotadores. En los

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

movimientos del tobillo, los músculos de dorsiflexión giran el pie hacia arriba, y los músculos de flexión plantar lo anclan al piso. En los movimientos de la mano, cuando se extiende el brazo y la palma ve en dirección hacia el piso, se está haciendo una pronación, mientras que cuando la palma ve hacia arriba, se hace una supinación. Los elevadores levantan una parte del cuerpo, y los depresores, hacen que descienda. Consulta el Capítulo 8 para revisar todos los movimientos posibles de las articulaciones sinoviales. Al realizar cualquier movimiento, como doblar la pierna mediante la articulación de la rodilla, los músculos que realizan el movimiento se conocen como los motores primarios o agonistas. En este caso, los músculos que estiran la rodilla son los antagonistas. Los agonistas o la fuerza motriz, se deben relajar para que los antagonistas realicen su función, y viceversa. Los sinergistas son los músculos que ayudan a los agonistas.

FUNCIÓN Y UBICACIÓN DE ALGUNOS MÚSCULOS ESQUELÉTICOS Los músculos superficiales del cuerpo son los que se pueden encontrar debajo de la piel (Figura 9-7). Algunas partes del cuerpo, como los brazos y piernas, tienen hasta tres capas musculares diferentes (superficial, media y profunda). Otras áreas sólo presentan músculos superficiales, como el área del cráneo. Estos músculos se pueden observar con facilidad en un humano, principalmente en los fisicoculturistas y atletas. Estos individuos se ejercitan regularmente, desarrollando sus músculos superficiales.

Músculos de la expresión facial Varios músculos están involucrados en la creación de expresiones faciales y de lenguaje corporal (Figura 9-8). La Tabla 9-1 enlista los músculos y las funciones que realizan. El occipital retrae el cuero cabelludo. El frontal eleva tus cejas y frunce la piel de tu frente. Los músculos cigomáticos están involucrados en las sonrisas y la risa. El elevador del labio superior levanta tu labio superior. El orbicular del labio cierra tus labios, y el buccinador comprime tus mejillas. Estos dos músculos están involucrados en fruncir los labios para dar un beso.

Músculos de la masticación La masticación se da con el movimiento de algunos músculos muy fuertes. La Tabla 9-2 enlista los músculos de la masticación y las funciones que realizan. El masetero y

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el temporal son los músculos principales, involucrados en cerrar tu mandíbula al dar una mordida. Son asistidos por los músculos pterigoideos.

Músculos del ojo Los músculos que mueven los ojos son únicos porque no se insertan en los huesos, sino que se insertan en el globo ocular. La Tabla 9-2 enlista los músculos que mueven los ojos y las funciones que realizan. El recto superior eleva los ojos; el recto inferior los baja. El recto medial mueve los ojos hacia la línea media y el recto lateral los mueve de forma lateral. El oblicuo superior y el inferior se encargan de rotar al ojo sobre un eje.

Músculos que mueven la cabeza El músculo principal en el movimiento de la cabeza es el esternocleidomastoideo (Figura 9-8). La Tabla 9-3 enlista los músculos de la cabeza y las funciones que realizan. La contracción de ambos esternocleidomastoideos causa la flexión del cuello; la contracción de uno a la vez, resulta en la rotación hacia la izquierda o derecha. Otros músculos del cuello ayudan al esternocleidomastoideo a mover la cabeza.

Conexión con StudyWARE ™ En tu CD CD-ROM ROM de StudyWARE™ encontra encontrarás un juego interactivo en donde podrás nombrar los músculos de la cabeza y el cuello.

Músculos que mueven la cintura escapular Los músculos que mueven la escápula son los elevadores escapulares, los romboides, el pectoral menor y el trapecio. El trapecio se puede ver superficialmente entre el cuello y la clavícula. Observa la Figura 9-7 para analizar la anatomía superficial de los músculos del tórax. El serrato anterior tiene la forma del diente de una sierra en la parte lateral superior del pecho. Todos estos músculos mueven la escápula. La Tabla 9-3 enlista los músculos que mueven la cintura escapular y las funciones que realizan.

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

Frontal

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Temporal Orbicular ocular

Orbicular de los labios

Masetero

Esternocleidomastoideo Trapecio Deltoides Pectoral mayor

Bíceps braquial Serrato anterior Recto abdominal

Oblicuo externo Línea alba Extensores de la mano Flexores de las manos y dedos Tensor de la fascia lata

Aductores de las ingles

Sartorio

Recto femoral

Vasto lateral Rodilla

Vasto medio

Ligamento de la rodilla

Tibial anterior

Gastrocnemio Sóleo Tibial © Delmar/Cengage Learning

Peroneo largo

FIGURA 9-7A. Los músculos superficiales del cuerpo (vista anterior).

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

Occipital

Esternocleidomastoideo Trapecio Séptima vértebra cervical

Deltoides Redondo menor Infraespinoso

Redondo mayor Tríceps braquial

Romboide mayor

Latísimo dorsal

Extensores de las manos y dedos Glúteo mayor

Tracto iliotibial Aductor mayor

Bíceps femoral

Grácil

Semitendinoso

Corva

Semimembranoso

Gastronecmio

Peroneo largo

Sóleo

Peroneo corto

Tendón de Aquiles

© Delmar/Cengage Learning

Tendón (Aquiles)

FIGURA 9-7B. Los músculos superficiales del cuerpo (vista posterior).

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

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Frontal

Orbicular de los ojos

Masetero Buccinador

Platisma

Orbicular de los labios Platisma

© Delmar/Cengage Learning

Esternocleidomastoideo

FIGURA 9-8A. Algunos músculos del cuello y la cabeza (vista anterior).

Músculos que mueven el húmero La mayor parte de los músculos que mueven el húmero se originan en los huesos de la cintura escapular (Figura 9-9). La Tabla 9-4 enlista los músculos que mueven el húmero y las funciones que realizan. El pectoral mayor flexiona y aduce el brazo. El latísimo dorsal extiende, aduce y rota el brazo en la línea media. Como estos movimientos se usan con regularidad en la natación, este músculo también se conoce como músculo de nadador. Los siguientes músculos se conocen como rotadores. El redondo menor aduce y rota el brazo. El deltoide

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abduce el brazo y también es el músculo que recibe las inyecciones. El supraespinoso también abduce el brazo. El infraespinoso rota el brazo.

Músculos que mueven el codo Tres músculos flexionan el antebrazo en el codo, el braquial, el bíceps braquial y el braquiorradial. La Tabla 9-5 enlista los músculos que mueven el codo, así como las funciones que realizan. Dos músculos se encargan de extender el brazo: el tríceps braquial y el anconeo.

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

Frontal

Temporal

Occipital

Orbicular de los ojos

Arco cigomático

Buccinador Masetero Orbicular de los labios Esternocleidomastoideo

Trapecio Elevador de la escápula © Delmar/Cengage Learning

Platisma

FIGURA 9-8B. Algunos músculos del cuello y cabeza (vista lateral). Tabla 9-1

Músculos de la expresión facial

Músculo

Función

Occipital

Retrae el cuero cabelludo

Frontal

Eleva las cejas, frunce la piel de la frente

Cigomático menor

Levanta el labio superior hacia arriba y hacia el exterior

Elevador superior del labio

Levanta el labio superior

Elevador superior del labio y del ala de la nariz Levanta el labio superior y dilata la narinas Buccinador

Comprime las mejillas y retrae el ángulo

Cigomático mayor

Empuja el ángulo de la boca hacia arriba y hacia atrás cuando nos reímos

Mentalis

Eleva y hace sobresalir el labio inferior, como cuando dudamos

Orbicular del labio

Cierra los labios

Risorio

Músculos de las sonrisas

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

Tabla 9-2

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Músculos de la masticación y músculos que mueven los ojos

Músculos de la masticación Músculo

Función

Masetero

Cierra la mandíbula

Temporal

Eleva la mandíbula y cierra la boca; retrae la mandíbula

Pterigoideo medio

Eleva la mandíbula; cierra la boca

Pterigoideo lateral (doble cabeza)

Lleva la mandíbula hacia delante

Músculos extrínsecos del ojo Músculo

Función

Recto superior

Mueve los ojos hacia arriba

Recto inferior

Mueve los ojos hacia abajo

Recto medial

Mueve los ojos hacia el centro

Recto lateral

Mueve los ojos lateralmente

Oblicuo superior

Mueve los ojos sobre un eje

Oblicuo inferior

Mueve los ojos sobre un eje

Tabla 9-3

Músculos de la cabeza y cintura escapular

Músculos que mueven la cabeza Músculo

Origen

Inserción

Función

Esternocleidomastoideo

Dos cabezas en el esternón y clavícula

Hueso temporal

Flexiona la columna vertebral; rota la cabeza

Músculos que mueven la cintura escapular Músculo

Origen

Inserción

Función

Elevador de la escápula

Vértebras cervicales

Escápula

Eleva la escápula

Romboide mayor

2a. a 5a. vértebras torácicas

Escápula

Mueve la escápula hacia atrás y hacia arriba; ligera rotación

Romboide menor

Última cervical y 1a. vértebra torácica

Escápula

Eleva y retrae la escápula

Pectoral menor

Costillas

Escápula

Deprime el hombro y lo rota hacia abajo

Trapecio

Hueso occipital, 7a. cervical y 12a. torácica

Clavícula

Mueve la cabeza hacia los lados, rota la escápula

Serrato anterior

8a., 9a. costillas

Escápula

Mueve la escápula hacia delante, lejos de la columna, y hacia dentro y hacia abajo, en dirección al pecho

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

Trapecio

Trapecio Clavícula

Pectoral mayor Deltoides Deltoides

Tríceps braquial

Tríceps braquial Bíceps braquial-cabeza corta Bíceps braquial-cabeza larga

Braquiorradial Braquial Braquiorradial

Pronador redondo

Extensor radial del carpo largo

Anconeo Flexor ulnar del carpo

Extensor radial del carpo corto

Flexor radial del carpo Palmar largo

Extensor digital común

Extensor ulnar del carpo

Flexor ulnar del carpo Flexor digital sublime

(A)

(B)

© Delmar/Cengage Learning

Extensor digital del meñique

FIGURA 9-9. Músculos que mueven el brazo y los dedos: (A) vista anterior, (B) vista posterior.

Músculos que mueven la muñeca Los dos flexores del carpo flexionan la muñeca y los tres extensores del carpo la extienden con la ayuda del extensor digital común. La Tabla 9-5 enlista los múscu-

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los que mueven la muñeca, así como las funciones que realizan. Éstos se encuentran involucrados en la abducción y aducción de la muñeca. Cuando te toman el pulso, el tendón del flexor del carpo radial se usa como el sitio para localizarlo.

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

Tabla 9-4

Músculos que mueven el húmero

Músculo

Origen

Inserción

Función

Coracobraquial

Escápula

Húmero

Flexiona, aduce el brazo

Pectoral mayor

Clavícula; seis costillas superior y esternón

Húmero

Flexiona, aduce y rota el brazo medialmente

Redondo mayor

Escápula

Húmero

Aduce, extiende y rota el brazo medialmente

Redondo menor

Escápula

Húmero

Rota el brazo lateralmente y aduce

Deltoides

Clavícula, escápula

Húmero

Abduce el brazo

Supraespinoso

Escápula

Húmero

Abduce el brazo

Infraespinoso

Escápula

Húmero

Rota el húmero hacia el exterior

Latísimo dorsal

Seis torácicas inferiores; vértebras lumbares; sacro, íleo, cuatro costillas inferiores

Húmero

Extiende, aduce, rota el brazo medialmente, mueve el hombro hacia abajo y hacia arriba

Tabla 9-5

209

Músculos que mueven el codo y la muñeca

Músculos que mueven el codo Músculo

Función

Braquial

Flexiona el antebrazo

Tríceps braquial (tres cabezas)

Extiende y aduce el antebrazo

Bíceps braquial (dos cabezas)

Flexiona el brazo; flexiona el antebrazo; supina la mano

Anconeo

Extiende el antebrazo

Braquiorradial

Flexiona el antebrazo

Músculos que mueven la muñeca Músculo

Función

Flexor del carpo radial

Flexiona y aduce la muñeca

Flexor del carpo ulnar

Flexiona, aduce la muñeca

Extensor del carpo radial corto

Extiende y abduce la articulación de la muñeca

Extensor del carpo radial largo

Extiende y abduce la muñeca

Extensor del carpo ulnar

Extiende y aduce la muñeca

Palmar largo

Flexiona la articulación de la muñeca

Palmar corto

Tensa la palma de la mano

Extensor digital común

Extiende la articulación de la muñeca

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

Músculos que mueven la mano La supinación de la mano, para que la palma vea hacia arriba, es causada por el músculo supinador. Los dos músculos que pronan la mano, para que la palma vea hacia abajo, son el pronador redondo y el pronador cuadrado. Estos músculos se encuentran debajo de los músculos superficiales, en la profundidad del brazo. La

Tabla 9-6

Tabla 9-6 enlista los músculos que mueven la mano, pulgar y dedos, así como las funciones que realizan.

Músculos que mueven el pulgar El pulgar es capaz de moverse en varias direcciones, lo que le confiere a la mano una capacidad única que separa a los

Músculos que mueven la mano, pulgar y dedos

Músculos que mueven la mano Músculo

Función

Supinador

Supina el antebrazo

Pronador redondo

Prona el antebrazo

Pronador cuadrado

Prona el antebrazo

Músculos que mueven el pulgar Músculo

Función

Flexor pollici largo

Flexiona la segunda falange del pulgar

Flexor pollici corto

Flexiona el pulgar

Extensor pollici largo

Extiende la falange terminal

Extensor pollici corto

Extiende el pulgar

Aductor pollici

Aduce el pulgar

Abductor pollici largo

Abduce, extiende el pulgar

Abductor pollici corto

Abduce el pulgar

Oponente pollici

Flexiona y opone el pulgar

Músculos que mueven los dedos Músculo

Función

Flexor digital profundo

Flexiona la falange terminal

Flexor digital mínimo corto

Flexiona el dedo meñique

Interóseo dorsal

Abduce, flexiona las falanges proximales

Flexor digital superficial

Flexiona las falanges medias

Extensor del índice

Extiende el dedo índice

Interóseo palmar

Aduce, flexiona las falanges proximales

Abductor digital mínimo

Abduce el dedo meñique

Oponente digital mínimo

Rota, abduce el quinto metacarpo

Extensor digital común

Extiende los dedos

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

humanos del resto de los animales. Podemos tomar y usar herramientas gracias a nuestro pulgar. Los dos músculos del flexor pollicis flexionan el pulgar, pollicis proviene del latín “pulgar”. Los dos extensores pollicis aducen el pulgar (Tabla 9-6). El músculo adductor pollicis aduce el pulgar; los dos abductores del pulgar lo abducen. El oponente pollici flexiona y opone el pulgar, se usa cuando escribimos.

Músculos que mueven los dedos Los músculos flexores digitales flexionan los dedos, los extensores digitales estiran los dedos. Ve a la Tabla 9-6. El dedo meñique y el índice tienen músculos separados que son similares. Los musculos interóseos, que se encuentran entre los metacarpos, causan la abducción de las falanges proximales de los dedos. Los tendones del extensor digital se pueden observar en la superficie de tu mano. Extiende tus dedos para ver estos tendones.

Tabla 9-7

211

Músculos de la pared abdominal Tres capas de músculos a lo largo del costado del abdomen constriñen y sostienen el contenido abdominal en su lugar. Del exterior al interior son: el oblicuo externo, el oblicuo interno, y el transverso abdominal. Al frente de tu vientre se encuentra el recto abdominal. Éste es el músculo que se desarrolla cuando hacemos abdominales y tratamos de tener un abdomen de “lavadero”. La Tabla 9-7 enlista los músculos de la pared abdominal y la respiración. Ve la Figura 9-10.

Músculos de la respiración El músculo principal durante la respiración es el diafragma. Su contracción causa que el aire entre a los pulmones. Cuando se relaja, el aire sale de los pulmones. Para expandir las costillas mientras llenamos de aire

Músculos de la pared abdominal y respiración

Músculos de la pared abdominal Músculo

Origen

Inserción

Función

Oblicuo externo

Ocho costillas inferiores

Cresta iliaca, lámina del recto anterior

Comprime el contenido abdominal

Oblicuo interno

Cresta iliaca

Cartílago costal de las tres o cuatro costillas inferiores

Comprime el contenido abdominal

Transverso abdominal

Cartílago de la cresta iliaca de las seis costillas inferiores

Cartílago xifoide, línea alba

Comprime el contenido abdominal

Recto abdominal

Cresta del pubis, sínfisis del pubis

Cartílago de la 5a., 6a. y 7a. costillas

Flexiona la columna vertebral, ayuda en la compresión de la pared abdominal

Músculo

Origen

Inserción

Función

Diafragma cartílago

Proceso xifoide, cartílagos costales vértebras lumbares

Tendón central

Incrementa el diámetro vertical del tórax

Intercostales externos

Borde inferior de las costillas

Borde superior de las costillas adyacentes

Junta las costillas adyacentes entre sí

Intercostales internos

Cresta sobre la superficie interior de las costillas

Borde superior de las costillas inferiores

Junta las costillas adyacentes entre sí

Cuadrado lumbar

Cresta iliaca

Última costilla y cuarta vértebra lumbar superior

Flexiona el tórax de manera lateral

Músculos de la respiración

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

Pectoral mayor

Serrato anterior Recto abdominal (cubierto por una lámina) Línea alba

Recto abdominal (sin lámina) Oblicuo externo (exterior)

Ombligo Oblicuo abdominal externo

Transverso abdominal (interior) Oblicuo interno (medio) © Delmar/Cengage Learning

Cresta iliaca

FIGURA 9-10. Músculos de la pared abdominal.

los pulmones, se requiere del intercostal externo y del interno. Los intercostales externos elevan las costillas cuando respiramos o inspiramos, y los intercostales internos deprimen las costillas cuando espiramos. Analiza la Tabla 9-7.

Conexión con StudyWARE ™ Observa una animación de los músculos accesorios en tu CD-ROM de StudyWARE™.

Músculos que mueven el fémur Analiza la Tabla 9-8 para revisar la lista de músculos involucrados en el movimiento de los muslos o del fémur. Los músculos psoas e iliacos flexionan los muslos. El glúteo se compone de tres músculos: el glúteo mayor, que forma la mayor parte de éstos; el glúteo medio, donde se administran las inyecciones, y se encuentra por encima y lateral

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al mayor; y el glúteo mínimo. El glúteo mayor se extiende hasta el muslo. Existen dos músculos aductores y un abductor. El tensor de la fascia lata, que precisamente la tensa, es una banda gruesa de tejido conectivo en la porción lateral del muslo, y causa la abducción del fémur.

Músculos que mueven la articulación de la rodilla Existen seis músculos involucrados en la flexión de la rodilla, éstos se encuentran en la parte posterior de la pierna, además existen cuatro músculos involucrados en la extensión de la misma, y se pueden encontrar en la superficie anterior de la pierna (Figura 9-11). La Tabla 9-9 enlista los músculos involucrados en la flexión de la rodilla. Los flexores de la rodilla son el bíceps femoral, el semitendinoso, el semimembranoso (estos tres se conocen como los tendones de la corva), el poplíteo, el grácil, y el sartorio. Los tendones de la corva obtuvieron este nombre porque los tendones de estos músculos, en los cerdos, se usaban para suspender los jamones durante el proceso de ahumado o curado. Muchos predadores atrapan a su presa mordiendo estos tendones. Cuando una persona se “jala un tendón de la corva”, en realidad se ha desgarrado alguno de estos músculos.

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

Tabla 9-8

213

Músculos involucrados en el movimiento del fémur

Músculo

Origen

Inserción

Función

Psoas mayor

Proceso transversal de las vértebras lumbares

Fémur

Flexiona y rota medialmente los muslos

Psoas menor

Última vértebra torácica y lumbar

Unión con el ilion y el pubis

Flexiona el tronco

Iliaco

Última vértebra torácica y lumbar

Unión con el íleo y el pubis

Flexiona y rota el muslo medialmente y el pubis

Glúteo mayor

Ilion, sacro y cóccix

Fascia lata, cresta del glúteo

Extiende y rota el muslo lateralmente

Glúteo medio

Ilion

Tendón sobre el fémur

Abduce y rota medialmente el muslo

Glúteo menor

Ilion

Fémur

Abduce y rota medialmente el muslo

Tensor de la fascia lata

Ilion

Fémur

Tensa la fascia lata

Abductor corto

Pubis

Fémur

Abduce y rota el muslo

Adductor largo

Isquion, ramo isqueopúbico

Fémur

Aduce y extiende la pierna

Obturador externo

Isquion, ramo isqueopúbico

Fémur

Rota lateralmente la pierna

Pectíneo

Unión del ilion y pubis

Fémur

Flexiona y aduce la pierna

Aductor largo

Cresta y sínfisis del pubis

Fémur

Aduce, rota y flexiona la pierna

El cuádriceps femoral consiste en cuatro partes que extienden la rodilla. Éstas son el recto femoral, vasto lateral, vasto medial y el vasto intermedio. El medial y el lateral se pueden observar con facilidad en el muslo anterior (Figura 9-11). El sartorio es el músculo más largo del cuerpo, y se conoce como el músculo de los “sastres”. Flexiona y rota la pierna de forma lateral cuando nos sentamos con las piernas cruzadas, que es una posición en la que se sientan los sastres mientras cosen a mano y sostienen en su regazo el material.

Músculos que mueven el pie Existen cinco músculos que flexionan la planta del pie, o que la llevan hacia abajo. Éstos son el gastrocnemio o músculo de la pantorrilla, el tibial posterior, el sóleo, el peroneo

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largo y el plantar. Dos músculos flexionan dorsalmente el pie, o lo llevan hacia arriba. Éstos son el tibial anterior y el tercer peroneo. La Tabla 9-10 enlista los músculos involucrados en el movimiento del pie y los dedos del pie.

Músculos que mueven los dedos del pie Existen dos músculos que flexionan el dedo gordo del pie: el flexor hallucis corto y largo; un músculo extiende el dedo gordo, el extensor hallucis (Tabla 9-10). Los músculos del flexor digital flexionan los dedos, mientras que los del extensor digital, los extienden. El abductor hallucis abduce el dedo gordo y el abductor del meñique abduce el dedo más corto del pie. En total, existen 20 músculos intrínsecos del pie que mueven los dedos para flexionarlos, extenderlos, aducirlos y abducirlos.

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214

CAPÍTULO 9 El sistema muscular

Glúteo mayor

Iliopsoas

Tensor de la fascia lata

Pectíneo

Aductor mayor

Aductor largo Bíceps femoral (cabeza larga)

Grácil Sartorio

Recto femoral

Semitendinoso Semimembranoso Bíceps femoral (cabeza corta)

Vasto lateral

Vasto medio Plantar

Gastronecmio Peroneo largo

Gastronecmio

Tibial anterior Sóleo

Sóleo

(A)

(B)

© Delmar/Cengage Learning

Tendón calcáneo (aquiles)

Extensor digital común largo

FIGURA 9-11. Músculos superficiales de la pierna: (A) vista anterior, (B) vista posterior.

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

Tabla 9-9

215

Músculos que mueven la articulación de la rodilla

Músculo

Función

Bíceps femoral (dos cabezas)

Flexiona la pierna; rota de forma lateral después de flexionarla

Semitendinoso

Flexiona la pierna, y extiende el muslo

Semimembranoso

Flexiona la pierna y extiende el muslo

Poplíteo

Flexiona la pierna y la rota

Grácil

Aduce el muslo, flexiona la pierna

Sartorio

Flexiona el muslo, y lo rota lateralmente

Cuádriceps femoral (cuatro cabezas)

Extiende y flexiona los muslos

Recto femoral Vasto lateral Vasto medial Vasto intermedio

Tabla 9-10

Músculos que mueven el pie y sus dedos

Músculos que mueven el pie Músculo

Función

Gastrocnemio

Flexiona la planta del pie, flexiona la pierna, supina el pie

Sóleo

Flexiona plantarmente el pie

Tibial posterior

Flexiona plantarmente el pie

Tibial anterior

Flexiona dorsalmente el pie

Tercer peroneo

Flexiona dorsalmente el pie

Peroneo largo

Eversión y flexión plantar del pie

Peroneo corto

Eversión del pie

Plantar

Flexión plantar del pie

Músculos que mueven los dedos del pie Músculo

Función

Flexor hallucis corto

Flexiona el dedo gordo

Flexor hallucis largo

Flexiona el dedo gordo

Extensor hallucis largo

Extiende el dedo gordo, dorsiflexiona el tobillo

Interóseo dorsal

Abduce y flexiona los dedos

Flexor digital largo

Flexiona los tobillos, extiende el pie

Extensor digital largo

Extiende los dedos del pie

Abductor hallucis

Abduce y flexiona el dedo gordo

Abductor del meñique

Abduce el meñique

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

TRASTORNOS MUSCULARES

Los trastornos que causan enfermedades en los músculos se pueden originar a partir de varias fuentes: el abastecimiento vascular, el abastecimiento nervioso o por las láminas de tejido conectivo que rodean las células musculares, o haces musculares. Los síntomas principales de trastornos musculares son parálisis, debilidad, degeneración o atrofia muscular, dolor y espasmos.

CONTRACTURA Es una condición en donde un músculo acorta su longitud en la posición de reposo. Con frecuencia, las contracturas ocurren en los individuos que han estado guardando reposo en cama por periodos largos, y los músculos no se ejercitan de manera apropiada. Las contracturas se pueden prevenir manteniendo el cuerpo en una alineación apropiada cuando se reposa, cambiando de posición periódicamente y ejercitando los músculos de manera frecuente. Si ocurre una contractura, ésta se cura lenta y dolorosamente en un procedimiento en el que el músculo se regresa a su longitud normal y se ejercita de forma adecuada.

CALAMBRES Son contracciones dolorosas y espásticas de los músculos, éstas ocurren gracias a la irritación muscular, como la inflamación del tejido conectivo o por una acumulación de ácido láctico.

MIALGIA Término que se utiliza para referirse al dolor muscular.

MIOSITIS Es la inflamación del tejido muscular.

ATROFIA Es la disminución en la masa muscular ocasionada por la falta de ejercicio, como cuando una extremidad se encuentra en un yeso por un periodo prolongado. La estimulación de los nervios con una ligera corriente eléctrica puede mantener el tejido muscular viable hasta que regrese a la actividad muscular completa. En los casos severos, las fibras musculares se pierden y son reemplazadas con tejido conectivo.

HIPERTROFIA Opuesto a la atrofia, es un incremento en el tamaño del músculo ocasionado por un aumento en el grosor de las células musculares mediante el ejercicio, como el levantamiento de pesas. Esta actividad incrementa la cantidad de proteína entre las células musculares. Nacemos con todas las células musculares que siempre vamos a tener. No incrementan su población, sólo su tamaño.

TENDINITIS Es una inflamación en los tendones.

DISTROFIA MUSCULAR Es un trastorno muscular hereditario, tiene mayor frecuencia en los hombres. En esta enfermedad, los tejidos musculares degeneran conforme pasa el tiempo, resultando en parálisis total.

MIASTENIA GRAVIS Se caracteriza por debilidad muscular o cansancio. Generalmente comienza en los músculos faciales. Se origina por una destrucción anormal de los receptores de acetilcolina en la unión neuromuscular. Ésta es una enfermedad autoinmune, causada por los anticuerpos que atacan los receptores de acetilcolina. (continúa)

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

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TRASTORNOS MUSCULARES (continuación)

ESCLEROSIS AMIOTRÓFICA LATERAL (EML) También se conoce como enfermedad de Lou Gehrig. Es un trastorno degenerativo progresivo de las neuronas motoras del cuerpo. Afecta a las personas de edad media. Cerca del 10% de los casos es hereditario, y el gen que causa la condición está en el cromosoma 21. La enfermedad se origina por una degeneración de las neuronas motoras de las astas anteriores de la médula espinal y el tracto corticoespinal. Comienza con debilidad y atrofia muscular. Generalmente suele involucrar los músculos de las piernas, antebrazo y manos. Después se esparce a los músculos de la cara, afectando el habla y otros músculos del cuerpo. Entre los dos y los cinco años de padecerla, hay una pérdida de control muscular que puede ocasionar la muerte. No se conoce una cura para esta enfermedad. También se le conoce como esclerosis múltiple.

RIGOR MORTIS Ocurre después de la muerte, cuando los músculos no se pueden contraer (rigor = rigidez, mortis = muerte). Esto ocurre cuando los iones de calcio se salen del retículo sarcoplásmico y originan contracciones. Como no se produce ATP, los puentes cruzados de miosina no se pueden separar de los filamentos de actina. Por lo tanto, los músculos permanecen en un estado de rigidez por 24 horas. Después de 12 horas, los tejidos degeneran y dejan de estar rígidos.

RONCAR Los ronquidos se originan por vibraciones rápidas de la úvula y el paladar suave que producen un sonido rasposo durante el sueño. Esto es causado por respirar con la boca y la nariz al mismo tiempo. Los dilatadores nasales que se venden en la farmacia ayudan a aliviar este problema.

TÉTANOS Es causado por la bacteria Clostridium tetani. Esta bacteria es anaeróbica; es decir, que vive en ausencia de oxígeno. Así que cuando pisamos un clavo oxidado, produciendo una herida punzante profunda, podemos transferir la bacteria a tejidos con muy poco oxígeno. Esto también puede ocurrir con cualquier herida profunda. La bacteria es muy común en nuestro ambiente. Cuando se encuentra en los tejidos, libera una toxina fuerte que suprime la actividad de las neuronas motoras. Las neuronas motoras producen una contracción sostenida en los músculos esqueléticos. Debido a que afecta los músculos de la boca, la enfermedad también se conoce como trismo, causando dificultades para tragar. Otros síntomas incluyen dolor de cabeza, espasmos musculares y rigidez muscular. En Estados Unidos existe un programa de vacunación para controlar el tétanos. Después de aplicar la vacuna inicial del tétanos, se recomiendan otras dosis de refuerzo cada 10 años para prevenir la enfermedad.

POLIO Es originado por un virus que es un Enterovirus. Entra a la médula espinal del sistema nervioso central y afecta los nervios periféricos y los músculos que controla. El virus ataca las neuronas motoras en las astas anteriores de la médula espinal, que es la materia gris (polio en griego significa materia gris). Entre 1940 y 1950, miles de niños en Estados Unidos contrajeron la enfermedad que causa la poliomielitis aguda. Muchos desarrollaron parálisis en sus extremidades, tuvieron que utilizar aparatos correctivos, y algunos tuvieron que ser colocados en “respiradores artificiales” porque no podían respirar bien. Afortunadamente, se desarrolló una vacuna (vacunas de Salk y Sabin) y hoy en día la enfermedad es bastante rara en Estados Unidos. Sin embargo, sigue ocurriendo en los países del tercer mundo, donde las vacunas no están disponibles a pesar de los esfuerzos que ha hecho la Organización Mundial de la Salud. (continúa)

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

TRASTORNOS MUSCULARES (continuación)

FASCITIS PLANTAR Es una inflamación del tejido conectivo (fascia) que forma parte de los arcos del pie. Puede ser muy dolorosa y ser causada por un estiramiento continuo de los músculos y ligamentos del pie. Usualmente, los corredores de largas distancias o los individuos con ocupaciones en donde se camina mucho pueden desarrollar esta enfermedad.

FIBROMIALGIA Es una forma de reumatismo que no afecta las articulaciones. Se caracteriza por dolor crónico en tendones y músculos, acompañado de rigidez, espasmos ocasionales y fatiga. No hay cura. También ocasiona trastornos del sueño. Se le conoce como fibrositis. Puede producir dolor en el hombro, cuello, brazos, manos, espalda baja, caderas, piernas, rodillas y pies. Los relajantes musculares, medicamentos antiinflamatorios y la terapia física son métodos de tratamiento que sólo proporcionan un alivio temporal.

CONFORME EL CUERPO ENVEJECE Conforme envejecemos, a veces a los 30 años, ocurre una pérdida gradual en las células o fibras musculares. A los 40 años de edad, comienza a ocurrir una disminución gradual en el tamaño de los músculos. A los 70 años, 50% de nuestra masa muscular desaparece. El ejercicio consistente como caminar, puede retrasar y disminuir los efectos de la edad. Los ejercicios de resistencia, como ejercitarse en el gimnasio con algunas pesas, son todavía una mejor manera de mantener la masa muscular. Conforme continuamos envejeciendo, el tiempo que le toma a un músculo responder a los estímulos nerviosos disminuye, resultando en un menor aguante y pérdida de fuerza. Las mujeres mayores, en particular, pueden crear una joroba debido a cambios en los músculos sacro espinales, que se encuentran a los lados de la columna vertebral. Su pérdida de fuerza produce la apariencia de la joroba que generalmente vemos en los adultos mayores. Permanecer como una persona físicamente activa puede prevenir muchos de los cambios relacionados con la edad que ocurre en los músculos abdominales.

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

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Campo

PROFESIONAL

Ést son las áreas profesionales que se encuentran disponibles para los individuos Éstas que qu ue están interesados en el sistema muscular. ● M Médicos, que se pueden especializar en medicina del deporte y tratar los problemas relacionados con heridas en músculos, huesos y articulaciones. ● Medicina osteopática tiene un enfoque terapéutico al poner mayor énfasis en la relación entre los órganos y el sistema músculo esquelético. Estos doctores también usan medicamentos, radiación y cirugía para el diagnóstico y la terapia médica. ● Masajistas terapéuticos manipulan los músculos al frotarlos para incrementar la circulación sanguínea, y mejorar el tono muscular al originar relajación en el paciente.

LOS SISTEMAS DEL CUERPO TRABAJAN JUNTOS PARA MANTENER LA HOMEOSTASIS: EL SISTEMA MUSCULAR Sistema tegumentario ● Receptores sensoriales en la piel estimulan la con-

tracción muscular en respuesta a cambios ambientales en la temperatura o presión. ● La piel disipa el calor durante la contracción muscular. Sistema esquelético ● Los huesos proveen sitios de unión para los músculos y actúan como palancas para llevar a cabo el movimiento. ● Los huesos almacenan el calcio necesario para la contracción muscular. Sistema nervioso ● Las neuronas motoras estimulan la contracción muscular al liberar acetilcolina en sus terminales axónicas ubicadas en las uniones neuromusculares. Sistema endocrino ● La hormona del crecimiento, liberada por la pituitaria anterior, estimula el desarrollo muscular. ● Las hormonas incrementan el flujo sanguíneo a los músculos cuando nos ejercitamos.

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Sistema cardiovascular ● El corazón bombea sangre a las células musculares, acarrea nutrientes y desechos lejos de las células musculares. ● Los eritrocitos llevan oxígeno y reciben el dióxido de carbono de las células musculares. Sistema linfático ● Las contracciones del músculo esquelético empujan la linfa a través de los vasos linfáticos, particularmente, mediante la respiración. ● Los linfocitos combaten infecciones en los músculos y desarrollan inmunidad. Sistema digestivo ● La contracción del músculo esquelético durante la deglución, trae alimentos al sistema; la contracción del músculo liso empuja los alimentos digeridos por el estómago y los intestinos. ● Los intestinos absorben nutrientes digeridos para que estén disponibles como fuente energética para las células musculares. Sistema respiratorio ● La respiración depende del diafragma y los músculos intercostales. ● Los pulmones proveen oxígeno a las células musculares, y eliminan el dióxido de carbono, desecho de la respiración celular.

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

Sistema urinario ● El músculo liso empuja la orina de los riñones hacia los uréteres, para que lleguen a la vejiga. ● Los músculos esqueléticos controlan la eliminación de orina. ● En el asa de Henle en las nefronas de los riñones, los niveles de calcio están controlados por la eliminación de cualquier exceso y la restauración del calcio en la sangre para la contracción muscular. Sistema reproductivo ● Los músculos esqueléticos se encuentran involucrados en los besos, erecciones, transferencia de esperma de los machos a las hembras, y otras formas de comportamiento y actividades sexuales. ● Las contracciones del músculo liso del útero llevan a cabo el parto.

RESUMEN INTRODUCCIÓN 1. Los músculos esqueléticos nos ayudan a leer, pues mueven nuestros ojos, también nos permiten movernos y respirar en nuestro ambiente. 2. Los músculos lisos impulsan los alimentos por los intestinos, contienen la sangre en nuestras arterias y venas, y llevan la orina por los uréteres. 3. El músculo cardiaco bombea sangre en nuestro corazón y vasos sanguíneos, mantiene la presión de la sangre. 4. Los músculos componen del 40 al 50% de nuestro peso corporal.

LOS TIPOS DE MÚSCULO Los tres tipos de tejido muscular son el esquelético, liso o visceral, y el cardiaco. 1. Las células del músculo esquelético son voluntarias, estriadas y compuestas por células multinucleadas que son mucho más largas que anchas, de ahí que se les denomine fibras musculares. 2. Las células del músculo liso son involuntarias (no podemos controlarlas a voluntad), no están estriadas y son fibras uninucleadas. 3. Las células de músculo cardiaco también son involuntarias, pero son estriadas y uninucleadas. Estas células no tienen la apariencia de fibras, pero tienen extensiones o ramificaciones.

LA ANATOMÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO O ESTRIADO 1. Las células de músculo esquelético o fibras se encuentran rodeadas por una membrana eléctrica polarizada conocida como sarcolema.

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2. Un músculo consiste en cierto número de haces de músculo esquelético, conocidos como fascículos. Cada haz, o fascículo, se compone de varias fibras o células musculares. 3. Cada célula muscular en un fascículo se encuentra rodeada por un tipo delicado de tejido conectivo, el endomisio. 4. Cada haz o fascículo está rodeado por otra capa de tejido conectivo llamada perimisio. 5. El perimisio de cada fascículo se cubre con otra capa de tejido conectivo, que rodea al músculo por completo, el epimisio. 6. Por encima del epimisio podemos encontrar una capa de tejido areolar, llamada fascia. 7. Cuando se observan en el microscopio, las células de tejido muscular tienen estriaciones, éstas se deben a la yuxtaposición de bandas claras y oscuras de proteínas gruesas como la miosina (llamadas bandas A), y bandas claras, de la proteína actina (llamadas bandas I). 8. En medio de una banda I podemos encontrar una línea Z. 9. En medio de una banda A encontramos una línea o zona H. 10. El área entre dos líneas Z adyacentes se denomina sarcómero. 11. La microscopia electrónica ha revelado que las fibras musculares de actina y miosina que componen una célula muscular, se encuentran rodeadas por un sistema sarcotubular compuesto de túbulos T y una cortina irregular llamada retículo sarcoplásmico. 12. La función de los túbulos T es la transmisión rápida de un impulso nervioso a todas las fibrillas en una célula, mientras que el retículo sarcoplásmico almacena iones de calcio.

LA FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR 1. Todas las células o fibras musculares están inervadas por la misma neurona motora, formando una unidad motora. 2. Las células musculares tienen cuatro propiedades: excitabilidad ante un estímulo; conductividad de dicho estímulo a través de su citoplasma; contractilidad, que es la reacción ante el estímulo; y elasticidad, que permite a la célula retomar su forma original después de la contracción. 3. La contracción muscular se origina por la interacción de tres factores: fuentes neuroeléctrica, química y energética.

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Factores neuroeléctricos 1. Las células musculares tienen iones de sodio con carga positiva (Na+) en mayor concentración al exterior que al interior de la célula. 2. Las células musculares tienen iones de potasio con carga positiva (K+), en mayor concentración al interior que al exterior de la célula. 3. El exterior de una célula muscular se encuentra cargado positivamente y el interior presenta una carga negativa. Esta distribución eléctrica se conoce como potencial de reposo de la membrana celular. 4. Cuando una neurona motora inerva una célula muscular, secreta acetilcolina a partir de las terminales axónicas en la unión neuromuscular. Esto causa que los iones de sodio entren por la membrana celular, creando un potencial eléctrico (cambiando el interior de negativo a positivo). 5. Los iones de potasio se mueven fuera de la membrana celular para tratar de restaurar el potencial de reposo, pero no lo pueden hacer porque todavía están entrando demasiados iones de sodio. 6. El influjo de iones de sodio causa que los túbulos T transmitan el estímulo al interior de la célula muscular, creando un potencial de acción. 7. El potencial de acción causa que el retículo sarcoplásmico libere iones de calcio hacia los fluidos que rodean las miofibrillas de actina y miosina. 8. La troponina y tropomiosina (sustancia inhibitoria) han mantenido separados los filamentos de actina y miosina, pero los iones de calcio inhiben la acción de ambas proteínas. 9. El calcio causa que la miosina se vuelva miosina activada. La miosina activada se puede unir con los filamentos de actina. Factores químicos 1. Los puentes entrecruzados o cabezas de los filamentos de miosina tienen ATP. Cuando los puentes entrecruzados se unen con la actina, la degradación de ATP libera energía que se usa para acercar los filamentos de actina hacia los filamentos de miosina. El área entre dos líneas Z se acorta, mientras que las bandas A permanecen del mismo tamaño. Ésta es la contracción a nivel molecular. 2. Mientras tanto, la bomba de sodio-potasio ha comenzado a operar. Ha bombeado hacia fuera los iones de sodio, y ha hecho que vuelvan a

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entrar los iones de potasio que se habían salido, restaurando el potencial de reposo de la célula muscular. Los iones de calcio son reabsorbidos por el retículo sarcoplásmico, causando la inhibición del potencial de acción y restaurando el potencial de reposo. La célula muscular se relaja y cesa la contracción. 3. Todo el proceso de contracción ocurre en 1/40 de segundo. Fuentes energéticas 1. El ATP es la fuente energética de la contracción muscular: actina + miosina + ATP → actomiosina + ADP + PO4 + energía de contracción. 2. El ATP se produce durante la glucólisis, el ciclo del ácido cítrico de Krebs y el transporte de electrones, dando como resultado una producción de 36 moléculas de ATP. 3. El ATP se puede producir en las células musculares en ausencia de oxígeno, durante la respiración anaeróbica, dando una producción de sólo dos moléculas de ATP y la acumulación de ácido láctico durante el ejercicio vigoroso. 4. Las células musculares también pueden ingerir ácidos grasos libres a partir de la sangre, y degradarlos para formar ATP. 5. Las células musculares también usan fosfocreatina como una fuente de fosfato para producir ATP.

LA CONTRACCIÓN MUSCULAR 1. El análisis de laboratorio de una contracción muscular revela un periodo de latencia breve, seguido de inmediato por el estímulo, y luego por la contracción. La relajación ocurre después de la contracción. Esto se conoce como una contracción muscular. 2. La fuerza de una contracción depende de la fuerza, velocidad y duración del estímulo, así como del peso de la carga y la temperatura. 3. La ley del todo o nada dice que un estímulo que sea lo suficientemente fuerte como para causar una contracción en una célula muscular individual, resultará en una contracción máxima.

TONO MUSCULAR 1. El tono es la propiedad de un músculo en donde se mantiene un estado de contracción parcial a lo largo de todo el músculo. 2. El tono mantiene la presión sobre el contenido abdominal, ayuda a mantener la presión sanguínea en los vasos, y ayuda en la digestión. El tono le da una apariencia firme a los músculos esqueléticos

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3. Existen dos tipos de contracciones: la contracción isotónica ocurre cuando los músculos se acortan y engrosan, como cuando levantamos pesas y la tensión permanece constante; la contracción isométrica ocurre cuando la tensión se incrementa pero los músculos permanecen a una longitud constante, como cuando empujamos una pared.

LA ANATOMÍA DEL MÚSCULO LISO 1. El músculo liso se encuentra en estructuras que presentan luz, como los intestinos, arterias, venas y vejiga. Está bajo el control del sistema nervioso autónomo. 2. Las células de músculo liso son involuntarias, uninucleadas y no presentan estrías. 3. En las estructuras huecas, el músculo liso presenta un arreglo en dos capas: una capa longitudinal externa y una capa circular interna. Mediante la contracción simultánea de ambas capas se impulsa el material que contiene en una sola direccion.

LA ANATOMÍA DEL MÚSCULO CARDIACO 1. El músculo cardiaco se encuentra solamente en el corazón, y está controlado por el sistema nervioso autónomo. 2. Las células de músculo cardiaco son involuntarias, uninucleadas y estriadas. También tienen discos intercalados que coordinan la contracción. 3. Las células de músculo cardiaco pueden recibir un impulso, contraerse, relajarse de inmediato, y estar preparadas para recibir otro impulso. Esto ocurre cerca de 75 veces por minuto.

NOMBRE Y FUNCIONES DE ALGUNOS MÚSCULOS ESQUELÉTICOS 1. Los músculos pueden nombrarse de acuerdo a sus acciones, a su forma, origen e inserción, ubicación o dirección de sus fibras. 2. El origen es el sitio de unión más fijo; la inserción es la unión móvil de un músculo. 3. Los tendones unen al músculo con un hueso. Un tendón plano y ancho se denomina aponeurosis. 4. Los músculos que doblan una extremidad en una articulación se denominan flexores; los que la enderezan se denomina extensores. 5. Los abductores mueven una extremidad lejos de la línea media del cuerpo; los aductores acercan la extremidad a la línea media. 6. Los rotadores giran una extremidad sobre un eje. 7. Los músculos que elevan los pies son los dorsiflexores; aquellos que hacen que descienda son los flexores plantares.

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8. Los músculos que giran la mano hacia arriba son los supinadores; aquellos que la giran hacia abajo, encarando el suelo, son pronadores. 9. Los elevadores levantan una parte del cuerpo; los músculos encargados del descenso de una parte corporal son los depresores. 10. Los músculos motrices primarios son los músculos que llevan a cabo una acción. Los que ayudan en este movimiento se conocen como sinergistas.

FUNCIÓN Y UBICACIÓN DE ALGUNOS MÚSCULOS ESQUELÉTICOS 1. Los músculos faciales alrededor de los ojos y boca ayudan en el lenguaje corporal, como cuando sonreímos. 2. Los músculos que rodean la mandíbula superior e inferior ayudan en la masticación. 3. Existen seis músculos unidos al ojo, que lo mueven en todas las direcciones. 4. El músculo principal en el movimiento de la cabeza es el esternocleidomastoideo. 5. El brazo superior se mueve gracias a los deltoides, pectorales y los músculos rotadores del brazo. 6. El antebrazo se puede flexionar y extender; los supinadores y pronadores supinan y pronan el antebrazo, y mueven la mano. 7. La muñeca y los dedos se pueden flexionar, extender, abducir y aducir. 8. El pulgar puede oponerse a los demás dedos, lo que nos ayuda a tomar los objetos como herramientas, dando como resultado una de las capacidades únicas de la mano. 9. Existen tres capas de músculo en el torso que se encargan de comprimir nuestros contenidos abdominales de forma lateral, mientras el recto abdominal en el frente, produce el efecto de “lavadero” que se obtiene si se hacen abdominales. 10. La respiración se logra gracias al diafragma y a los músculos intercostales de las costillas. 11. Los músculos de la cadera flexionan, extienden, abducen y aducen las ingles. 12. Los músculos de los muslos, como las corvas, flexionan la rodilla; el cuádriceps femoral la extiende. 13. Los músculos del pie y de los dedos del pie producen la flexión plantar y la dorsiflexión al caminar, la eversión e inversión de la planta del pie, y la flexión y extensión de los dedos.

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PREGUNTAS DE REPASO *1. Explica la contracción muscular basándote en los factores neuroeléctricos, interacciones químicas y fuentes energéticas. *2. Compara la anatomía de una célula del músculo esquelético con la de las células de los músculos liso y cardiaco. *3. Compara la contracción isométrica con la contracción isotónica. 4. Define tono muscular. 5. Describe algunos síntomas de trastornos musculares. *6. Explica por qué algunos trastornos musculares pueden ser originados por ciertas áreas problemáticas en tejidos distintos a los músculos. *Preguntas de pensamiento crítico

COMPLETA LOS ESPACIOS EN BLANCO Completa los espacios en blanco con los términos apropiados. 1. Las miofibrillas tienen bandas oscuras conocidas como ____________________ que se componen de la proteína ____________________. 2. Las miofibrillas también presentan bandas claras conocidas como ____________________ compuestas de la proteína ____________________. 3. Una línea oscura entre una banda clara se conoce como línea ____________________, y el área entre dos de estas líneas forma un ____________________. 4. La microscopia electrónica ha revelado que las fibras musculares están rodeadas por un sistema sarcotubular. Parte de este sistema es el sistema ____________________ que funciona en la transmisión rápida del estímulo a todas las fibras en el músculo mediante la liberación de iones de ____________________ a partir del retículo sarcoplásmico. 5. Todas las fibras musculares que son inervadas por la misma fibra nerviosa forman una unidad ____________________. 6. Los iones de ____________________ tienen una mayor concentración al interior de la célula muscular en reposo, mientras que los iones de ____________________ tienen mayor concentración al exterior de la célula. 7. Un impulso nervioso causa la liberación de ____________________ en la unión neuromuscular, que a su vez, causa que los iones de ____________________ penetren velozmente en la célula muscular, provocando el cambio en su polaridad.

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8. Existen dos sustancias inhibitorias que rodean los miofilamentos de actina y miosina, éstas son ____________________ y ____________________. 9. Las células de los músculos liso y cardiaco se encuentran bajo el control del sistema nervioso ____________________. 10. La fuente energética para la contracción muscular son las moléculas de ____________________.

RELACIONA LAS COLUMNAS Coloca el número apropiado en el espacio en blanco. _____ Sarcolema 1. Haces musculares _____ Fascia 2. Dolor muscular _____ Epimisio 3. Antagonistas _____ Músculos 4. Inflamación del tejido primarios muscular en el 5. Cubierta de tejido areolar movimiento que cubre todo el músculo _____ Miastenia gravis 6. Estado de contracción _____ Miositis constante _____ Extensores 7. Los músculos se cansan con _____ Fascículos facilidad _____ Tono 8. Membrana de la célula _____ Mialgia muscular polarizada 9. Agonistas 10. Tejido conectivo que cubre todo el músculo 11. Contractura 12. Tejido conectivo que cubre un fascículo

Investiga y explora ● Visita el sitio en internet de la

Asociación de Distrofia Muscular en http://www.mda.org e investiga uno de los tipos de distrofia muscular. Escribe un par de párrafos en tu cuaderno sobre lo que aprendiste acerca de esta enfermedad. ● Busca en internet algunas de las

palabras clave para obtener un poco de información adicional y ejercicios interactivos. Las palabras clave pueden ser músculo esquelético, músculo liso, músculo cardiaco o fisiología de la contracción muscular.

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

ESTUDIO DE CASO Nico Fapoulas, un hombre de 48 años de edad, está conversando con su médico sobre los síntomas que experimenta. Dice que cuando realiza su caminata matutina, siente débiles y cansadas las piernas. Está presentando problemas al realizar tareas simples que requieren destreza manual, como escribir o abrir cerraduras. Después de examinarlo, el médico observa cierta atrofia en los músculos de las piernas, antebrazos y manos de Nico. También nota que está teniendo algunos problemas con el habla.

Preguntas 1. 2. 3. 4.

¿Qué enfermedad crees que esté desarrollando Nico? ¿Por qué ha experimentado debilidad muscular y atrofia? ¿Cuál es el origen de esta condición? ¿Cuál es la prognosis para un individuo con esta condición?

Conexión con StudyWARE ™ Para ayudarte a aprender el sistema muscular, juega al “ahorcado” o practica un juego de destreza mental en tu CD-ROM de StudyWARE™.

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CAPÍTULO 9 El sistema muscular

E JER CICIO DE LA B ORATOR IO:

EL SISTEMA MUSCULAR

Materiales necesarios: Un modelo del torso humano con los músculos esqueléticos; fotografías de un atleta, una bailarina, o un modelo vivo. 1. Examina un modelo del torso humano con distintos músculos superficiales. 2. Tu profesor te mostrará un DVD sobre la función muscular.

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3. Mediante las fotografías o el modelo humano con buen desarrollo muscular, identifica todos los músculos superficiales que puedas.

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Introducción al sistema nervioso, médula espinal y nervios espinales OBJETIVOS DEL CAPÍTULO Después de estudiar este capítulo, deberás ser capaz de: 1. Nombrar las principales divisiones del sistema nervioso. 2. Clasificar los distintos tipos de células de la neuroglia. 3. Enlistar la clasificación funcional y estructural de las neuronas. 4. Explicar cómo se transmiten los impulsos nerviosos. 5. Nombrar los diferentes tipos de tejido neuronal y sus definiciones. 6. Describir la estructura de la médula espinal. 7. Nombrar y numerar los nervios espinales.

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C O N C E P T O S C L AV E Acetilcolina Acetilcolinesterasa Adrenalina/epinefrina Arco reflejo Asta gris dorsal o posterior Asta gris ventral o anterior Astas Astrocitos Axón Células de la glía Células de la microglia Células de Schwann/ neurolemocitos Células ependimales Corteza Cuerpos de Nissl/sustancia cromatofílica Dendritas Despolarización División parasimpática División simpática Dopamina Duramadre

Endorfinas Ganglios Ley del todo o nada Materia aracnoides Materia blanca Materia gris Meninges Meninges espinales Nervio Neuroglia Neurona eferente o motora Neurona sensorial o aferente Neuronas Neuronas asociativas o internunciales Neuronas bipolares Neuronas multipolares Neuronas unipolares Nódulos de Ranvier/nódulos neuro-fibrosos Norepinefrina Núcleo

Oligodendroglia Piamadre Potencial de acción Potencial de membrana o de reposo Raíz anterior o ventral Raíz dorsal o posterior Reflejo Repolarización Serotonina Sinapsis Sistema nervioso autónomo (SNA) Sistema nervioso central (SNC) Sistema nervioso periférico (SNP) Sistema nervioso somático Sistema periférico aferente Sistema periférico eferente Terminales axónicas Tracto Vaina de mielina

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CAPÍTULO 10 Introducción al sistema nervioso, médula espinal y nervios espinales

INTRODUCCIÓN El sistema nervioso es el centro de control del cuerpo y su red de comunicación. Dirige las funciones de los órganos y sistemas corporales. Nos permite interpretar lo que ocurre en nuestro ambiente externo y nos ayuda a decidir cómo reaccionar ante cualquier cambio o estímulo ambiental al originar contracciones musculares. Junto con el sistema endocrino ayuda a mantener la homeostasis (el ambiente interno de nuestro cuerpo) al controlar la glándula endocrina maestra (la pituitaria) mediante el hipotálamo del cerebro. Observa el Mapa Conceptual 10-1: Médula espinal y nervios espinales.

ORGANIZACIÓN El sistema nervioso se puede agrupar en dos categorías principales (Figura 10-1). La primera es el sistema nervioso central (SNC), que es el centro de control para todo

el sistema. Consiste del encéfalo y la médula espinal. Todas las sensaciones y cambios en nuestro ambiente externo deben ser enviados por receptores y órganos sensoriales hacia el SNC para que sean interpretados (¿qué significan?) y, después, si es necesario, dar una respuesta (como alejarse de una posible fuente de dolor o de peligro). La segunda categoría es el sistema nervioso periférico (SNP), que se subdivide en varias unidades de menor tamaño. Esta segunda categoría consiste de todos los nervios que conectan al encéfalo y médula espinal con receptores sensoriales, músculos y glándulas. El SNP se puede dividir en dos subcategorías: el sistema periférico aferente, que consiste de neuronas sensoriales o aferentes que llevan información de receptores en la periferia del cuerpo hacia el encéfalo y médula espinal, y el sistema periférico eferente, que consiste en neuronas motoras o eferentes, que llevan información desde el encéfalo y la médula espinal hacia músculos y glándulas.

Médula espinal y nervios espinales

realiza

funciones específicas

Estructura

Funciones

que incluyen

incluye

Neuronas

Neuroglia

Meninges

incluye

Médula espinal y nervios espinales

Mandar impulsos sensoriales al cerebro, integrar reflejos y mandar impulsos motores hacia los músculos

Protección y nutrición del tejido neural en el cerebro y la medula espinal

Protección y soporte de neuronas

Transmisión e interpretación de sensaciones

Reacciones a estímulos

resulta en

Multipolar

Unipolar y bipolar

permite

permite

permite

permite

MAPA CONCEPTUAL 10-1. Médula espinal y nervios espinales.

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CAPÍTULO 10 Introducción al sistema nervioso, médula espinal y nervios espinales

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Sistema nervioso

SNP 12 pares de nervios craneales 31 pares de nervios espinales

División somática

Neuronas sensoriales Información sensorial de la piel, músculos esqueléticos y articulaciones hacia el SNC

Neuronas motoras Impulsos motores del SNC hacia los músculos esqueléticos

División autónoma

Neuronas sensoriales Información sensorial de los órganos viscerales al SNC

Neuronas motoras Impulsos motores del SNC hacia el músculo liso, músculo cardiaco y glándulas

© Delmar/Cengage Learning

SNC Cerebro Médula espinal

FIGURA 10-1. Divisiones del sistema nervioso.

El sistema periférico eferente se puede subdividir en dos subcategorías. La primera es el sistema nervioso somático, que conduce impulsos del encéfalo y la médula espinal hacia el músculo esqueletico, causando una respuesta o reacción a cambios en nuestro ambiente externo. El segundo es el sistema nervioso autónomo (SNA), que conduce impulsos del encéfalo y de la médula espinal hacia el tejido muscular liso (como los músculos lisos del intestino que impulsan los alimentos a través del tracto digestivo), al músculo cardiaco del corazón y hacia las glándulas (como las endocrinas). El SNA se considera involuntario. Los órganos afectados por este sistema reciben fibras nerviosas de dos divisiones del SNA: la división simpática, que estimula o acelera la actividad, y por lo tanto involucra gasto energético y el uso de norepinefrina como neurotransmisor, y la división parasimpática, que estimula o acelera las actividades vegetativas del cuerpo, como la digestión, micción y defecación, así como para restaurar o desacelerar otras actividades. Usa la acetilcolina como neurotransmisor en las terminaciones nerviosas.

CLASIFICACIÓN DE LAS CÉLULAS NERVIOSAS El tejido nervioso consiste en grupos de células nerviosas o neuronas que transmiten información o impulsos ner-

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viosos en forma de cambios electroquímicos. Un nervio es un haz de células o fibras nerviosas. Este tejido también se constituye de células que realizan funciones de soporte y protección conocidas como células de la glía o neuroglia (neuroglia significa pegamento nervioso). Cerca del 60% de las células del cerebro son células de la neuroglia.

Células de la neuroglia Existen diferentes tipos y, a diferencia de las neuronas, éstas no conducen impulsos nerviosos (Figura 10-2). La Tabla 10-1 presenta una lista con los distintos tipos de neuroglia. Los astrocitos son células en forma de estrella que envuelven las células nerviosas para formar una red de protección en el encéfalo y la médula espinal. Unen las neuronas a sus vasos sanguíneos, ayudando a regular los nutrientes y los iones que requieren. La oligodendroglia se parece a astrocitos de menor tamaño. Éstos también proporcionan soporte mediante la formacion de filas de tejido conectivo semirrígido entre las neuronas del encéfalo y la médula espinal. Éstos producen la vaina de mielina de origen graso sobre las neuronas del encéfalo y la médula espinal del SNC. La microglia son pequeñas células que protegen este sistema y cuyo papel es fagocitar y destruir microbios como bacterias o desechos celulares. Las células ependimales delinean los ventrículos llenos de fluido del cerebro. Algunas producen fluido cerebroespi-

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CAPÍTULO 10 Introducción al sistema nervioso, médula espinal y nervios espinales

Espacio que contiene el líquido cerebroespinal

Células ependimales Neuronas

Astrocito

Célula de la microglia

Oligodendrocito

© Delmar/Cengage Learning

Capilar

FIGURA 10-2. Tipos de neuroglia en el SNC: astrocitos, oligodendroglia, microglia y células ependimales.

Tabla 10-1

Tipos de neuroglia

Tipo

Descripción

Astrocitos

Células con forma de estrellas que funcionan en la barrera hematoencefálica para prevenir que las sustancias tóxicas lleguen al cerebro.

Oligodendroglia

Proveen soporte y conexión.

Microglia

Involucrados en la fagocitosis de sustancias de desecho.

Células ependimales

Forman el recubrimiento de las cavidades en el encéfalo y la médula espinal.

Células de Schwann

Sólo se encuentra en el SNP y componen el neurilema y las vainas de mielina.

nal, y otras tienen cilios para mover el fluido a través del SNC. Las células de Schwann forman las vainas de mielina alrededor de las fibras nerviosas del SNP.

La estructura de una neurona Cada célula nerviosa del cuerpo contiene un solo núcleo (Figura 10-3). El núcleo es el centro de control de la célula. En el citoplasma podemos encontrar mitocondrias, cuerpos de Golgi, lisosomas, y una red de hebras llamadas neurofibrillas que se extienden hacia la parte del axón de la célula, conocida como la fibra celular. En el citoplasma del cuerpo celular se encuentra un gran retículo endoplásmico rugoso (RE). En una neurona, el RE tiene ribosomas unidos a él. Estas estructuras granu-

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lares se denominan cuerpos de Nissl, o sustancia cromatofílica, en ellas ocurre la síntesis proteica. Existen dos tipos de fibras nerviosas en cada célula nerviosa: las dendritas y los axones. Las dendritas son cortas y ramificadas, como las ramas de un árbol. Éstas son las áreas receptivas de la neurona, y una neurona multipolar presenta muchas dendritas. Sin embargo, una célula nerviosa sólo presenta un axón, que comienza como un ligero alargamiento del cuerpo celular llamado cono axónico. El axón es un proceso largo o fibra, que comienza de forma unitaria, pero se puede ramificar, y su parte terminal puede presentar muchas extensiones finas denominadas terminales axónicas, que se contactan con las dendritas de otras neuronas. En el axón podemos encontrar muchas mitocondrias y neurofibrillas.

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CAPÍTULO 10 Introducción al sistema nervioso, médula espinal y nervios espinales

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Terminales axónicas

Dendritas

Axón

Sustancia de Nissl

Impulso

Núcleo Cuerpo celular

Cono axónico Axón Axón colateral Cuerpo celular Vaina de mielina rodeando el axón

(A)

Axón

Dendritas

(B)

© Delmar/Cengage Learning

Impulso

Terminales axónicas

Impulso

Nódulo de Ranvier

FIGURA 10-3. Dos tipos de neuronas estructurales. (A) Multipolar. (B) Unipolar.

Los axones periféricos largos se encuentran envueltos en vainas de mielina producidas por las células de Schwann. Éstas son uno de los tipos de células de la neuroglia que se arreglan en capas alrededor del axón, produciendo láminas grasas de lipoproteína. Las porciones de las células de Schwann que contienen la mayor parte del citoplasma de la célula y el núcleo permanecen fuera de la vaina de mielina, constituyendo una fracción llamada neurilema. Los pequeños espacios que existen entre la vaina se conocen como nódulos de Ranvier.

Clasificación estructural de las neuronas Las células que conducen impulsos de una parte del cuerpo a otra, se denominan neuronas. Éstas se pueden clasificar tanto por función como por estructura. La clasificación estructural consiste en tres tipos de células. Las neuronas multipolares son las neuronas que tienen

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varias (multi) dendritas y un solo axón. La mayor parte de las neuronas del cerebro y la médula espinal son de este tipo. La neurona que estudiamos en el Capítulo 5 es de este tipo. Recuerda que la parte de la neurona que contiene el núcleo se conoce como cuerpo celular. Las extensiones pequeñas del cuerpo celular son las dendritas, y la gran extensión unitaria es el axón. Las células individuales conocidas como células de Schwann, o neurolemocitos, rodean el axón en sitios específicos y forman la vaina de mielina que rodea a los axones en el sistema nervioso periférico (Figura 10-4). Los espacios entre la vaina de mielina se llaman nódulos de Ranvier, o nódulos neurofibrosos. Estos espacios permiten que los iones fluyan libremente a partir de los líquidos extracelulares hacia los axones, ayudando a desarrollar los potenciales de acción para la transmisión nerviosa.

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CAPÍTULO 10 Introducción al sistema nervioso, médula espinal y nervios espinales

Mielina

Nódulos de Ranvier 1 mm

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Axón

FIGURA 10-4. Una sección de un axón del sistema nervioso periférico con su vaina de mielina, sustancia grasosa producida por las células de Schwann.

Las neuronas bipolares (Figura 11-11 en el Capítulo 11) presentan una dendrita y un axón. Funcionan como células receptoras en órganos sensoriales especiales. Sólo dos procesos (bi) se derivan del cuerpo celular. Solamente se pueden encontrar en tres áreas del cuerpo: la retina del ojo, el oído interno y el área olfatoria de la nariz. Las neuronas unipolares sólo presentan un proceso derivado del cuerpo celular. Este proceso se ramifica en una rama central que funciona como el axón, y una rama periférica que funciona como dendrita. La mayoría de las neuronas sensoriales son neuronas unipolares (Figura 10-3). La rama que funciona como un axón entra al encéfalo o a la médula espinal; la rama que funciona como dendrita se conecta a la parte periférica del cuerpo.

tratarse de una reacción glandular (como producir saliva después de oler galletas recién horneadas).

Conexión con StudyWARE ™ En tu CD-ROM de StudyWARE™ encontrarás un juego interactivo donde puedes identificar las estructuras de una neurona.

Clasificación funcional de las neuronas

LA FISIOLOGÍA DEL IMPULSO NERVIOSO

Las células nerviosas “sensan” varios cambios en el ambiente (estímulos debidos a cambios en la presión o en la temperatura) a partir de receptores. Los receptores son las terminaciones nerviosas periféricas de los nervios sensoriales que responden a los estímulos. Existen diferentes tipos de receptores. Nuestra piel tiene un número enorme de los mismos. Estos receptores transforman la energía del estímulo, como el calor, en impulsos nerviosos. La primera célula nerviosa en recibir este impulso de manera directa se denomina neurona aferente o sensorial. Estas neuronas son de tipo unipolar. Los receptores están en contacto sólo con una terminación de la neurona sensorial (el proceso periférico en la piel), asegurando un medio de transmisión de una sola vía para el impulso. El proceso central de la neurona sensorial se dirige hacia la médula espinal. A partir de la neurona sensorial, el impulso puede pasar a través de cierto número de neuronas asociativas o internunciales. Éstas se encuentran en el cerebro y la médula espinal y son de tipo multipolar. Transmiten el impulso sensorial hacia la parte apropiada del cerebro o médula espinal para que sea interpretada y procesada. A partir de la asociación de neuronas internunciales, el impulso se transmite a la célula nerviosa final, o la neurona motora o eferente. La neurona motora es de tipo multipolar. Esta neurona lleva a cabo una reacción ante el estímulo original. Generalmente es muscular (como alejarse de una fuente de calor o dolor), pero también puede

Una célula nerviosa es similar a una célula muscular porque ambas mantienen concentraciones iónicas características al interior y exterior de la membrana celular. Los iones de sodio (Na+) con carga positiva, se encuentran en mayor concentración al exterior de la célula. En cambio, existe una mayor concentración de iones de potasio (K+), con carga positiva, al interior de la célula. Esta situación se mantiene gracias a la acción de la bomba de sodio-potasio de la membrana celular (Figura 10-5). Además del ion de potasio, el interior de la fibra tiene iones de cloro (Cl–), con carga negativa, así como otras moléculas orgánicas con este mismo tipo de carga. Por lo tanto, la fibra nerviosa también presenta una distribución eléctrica, es decir, el exterior presenta una carga positiva, mientras que el interior permanece con carga negativa (Figura 10-6). Esta condición recibe el nombre de potencial de reposo o potencial de membrana. Los iones Na+ y K+ tienden a difundirse a través de la membrana, pero la célula mantiene su potencial de reposo gracias a los canales de la bomba de sodio-potasio que se encargan de expulsar los iones de Na+ y acumular los de K+. Cuando un impulso nervioso comienza, la permeabilidad de los iones sodio (Na+) cambia. El Na+ entra a la célula, cambiando la carga de la membrana nerviosa, de negativa (-) a positiva (+). Esta reversión de la carga eléctrica se denomina despolarización y crea el potencial de acción de la célula. El potencial de acción se mueve en una sola dirección, recorriendo toda la fibra nerviosa.

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CAPÍTULO 10 Introducción al sistema nervioso, médula espinal y nervios espinales

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3Na+

Difusión

Difusión

Bomba Na-K

Sodio (Na+) 2K+ Aniones – grandes

Potasio (K+)

Aniones – grandes

Aniones – grandes

Cloruro (Cl–)

+++++++++++++++++++++++++++++++++

Na+

Canal de sodio (proteína)

Líquido extracelular

Canal de potasio (proteína)

© Delmar/Cengage Learning

Citoplasma

K+

FIGURA 10-5. La bomba de sodio-potasio de la membrana de una célula nerviosa.

En este momento, los iones de potasio comienzan a moverse hacia fuera para restaurar el potencial de reposo de la membrana. La bomba de sodio-potasio comienza a funcionar, bombeando hacia fuera los iones de sodio que habían entrado a la célula y regresando los iones de potasio que se habían salido; de esta forma se restauran las cargas originales. Esto se conoce como repolarización

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de la membrana, como se muestra en la Figura 10-6, y el interior de la célula vuelve a ser negativo. Este proceso continúa a lo largo de la fibra nerviosa, actuando como una corriente eléctrica, llevando el impulso nervioso a lo largo de la fibra. El impulso nervioso es una onda de despolarización autopropagada, seguida de la repolarización de toda la fibra nerviosa.

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Estímulo + –

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(A)

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–

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–

–

+

Na+

+

Na+

–

+ +

Área de potenciales de acción viajando a lo largo de la neurona

–

+

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– +

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+

(B)

+

Na+

–

+

Na+

+

– –

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+ –

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–

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+

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Área de repolarización

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+

(C)

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Na+

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– +

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K+ K+ Na+ – – – – – – – – + + + + + + + + + + + + + + + – – – – – – –

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–

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+ –

+

+ + + + + + + + – – – – – – – – – – – – – – – + + + + + + +

Na+

–

+

Na+

+

Na+

–

FIGURA 10-6. La distribución eléctrica que rodea la fibra nerviosa y la transmisión de un impulso nervioso.

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CAPÍTULO 10 Introducción al sistema nervioso, médula espinal y nervios espinales

LA TRANSMISIÓN SINÁPTICA Las sinapsis son las áreas donde las ramas terminales de un axón (las terminales axónicas) se anclan cerca, pero no tocan, las terminaciones de las dendritas de otra neurona. Estas sinapsis son uniones de una sola vía que aseguran que el impulso nervioso viaje en una sola dirección. Esta área se conoce como hendidura sináptica. Se pueden encontrar otras áreas de sinapsis entre las terminales axónicas y los músculos, o entre las terminales axónicas y las glándulas. Un impulso que viaja a lo largo del nervio debe cruzar estos espacios. La transmisión a través de las sinapsis se lleva a cabo por secreciones, en muy bajas concentraciones de químicos conocidos como neurotransmisores, que se mueven a través de la hendidura. Conforme el impulso nervioso viaja a lo largo de la fibra, causa que las vesículas en las terminales axónicas de la neurona presináptica liberen el neurotransmisor químico. La mayor parte de las sinapsis en nuestro cuerpo utilizan acetilcolina como el neurotransmisor principal. Ésta permite que el impulso viaje a través de la hendidura sináptica hacia la neurona postsináptica. Sin embargo, no permanece ahí gracias a que una enzima en la hendidura, la acetilcolinesterasa, comienza a descomponerla después de haber realizado sus funciones (Figura 10-7). El sistema nervioso autónomo usa adrenalina (también conocida como epinefrina) como agente de transmisión. En el sistema nervioso existen muchos tipos de neurotransmisores. Algunas neuronas sólo producen un tipo; otras producen dos o tres. Los neurotransmisores mejor conocidos son la acetilcolina y la norepinefrina. Algunos otros son la serotonina, dopamina y las endorfinas.

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Neurona presináptica Dirección de la conducción del impulso nervioso Vesículas llenas de neurotransmisores Mitocondrias Hendidura sináptica

Neurona postsináptica

Receptores sobre la membrana postsináptica unidos a un neurotransmisor

© Delmar/Cengage Learning

Una fibra nerviosa que no presenta vaina de mielina, conduce el impulso por toda su longitud, pero la conducción es más lenta que a lo largo de una fibra mielinizada. Una fibra mielinizada está aislada por la vaina de mielina, por lo que la transmisión sólo se da en los nódulos de Ranvier, entre células de Schwann adyacentes. Tanto los potenciales de acción como el influjo de iones, sólo ocurren en estos nódulos, permitiendo que el impulso nervioso vaya saltando de nódulo en nódulo, y, por lo tanto, viaje mucho más rápido. Un impulso en una fibra motora mielinizada que inerva al músculo esquelético, puede viajar a 120 metros por segundo, mientras que el impulso de una fibra no mielinizada sólo viaja a 0.5 metros por segundo. En cualquier fibra nerviosa, el impulso nunca variará en intensidad. Si el estímulo o cambio en el ambiente es lo suficientemente grande para causar que la fibra lleve el impulso, éste tendrá la misma intensidad que otra fibra excitada por un impulso más fuerte. Esto se conoce como ley del todo o nada, que establece que si una fibra nerviosa lleva cualquier impulso, siempre lo llevará a su máxima intensidad.

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FIGURA 10-7. Una neurona presináptica libera neurotransmisores a la hendidura sináptica, transmitiendo el impulso nervioso hacia la neurona postsináptica.

Conexión con StudyWARE ™ En tu CD CD-ROM ROM de StudyWARE™ podrás observar una animación sobre la liberación de neurotransmisores.

EL ARCO REFLEJO Cuando reaccionamos de manera involuntaria ante un estímulo externo, experimentamos lo que se conoce como un reflejo. Esto se experimenta si nos pinchamos un dedo con una espina y de inmediato lo retiramos de la fuente de dolor. El reflejo nos permite responder mucho más rápido que si pensáramos de manera consciente qué hacer e interpretáramos la información del SNC. Por lo tanto, un reflejo es una reacción o respuesta involuntaria ante un estímulo aplicado a nuestra periferia que fue transmitido al SNC. El arco reflejo es la vía que resulta en un reflejo (Figura 10-8). Es la unidad básica del sistema nervioso y es la vía más simple y pequeña, capaz de recibir un estímulo, entrar al SNC (usualmente la médula espinal) para su interpretación inmediata, y producir una res-

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CAPÍTULO 10 Introducción al sistema nervioso, médula espinal y nervios espinales

Ganglio espinal (cuerpos Sinapsis de células nerviosas)

Neurona de conexión (asociativa)

Cuerpo celular

Materia gris

Neurona sensorial

Neurona motora Materia blanca

Terminal sensorial nerviosa o receptor (tendón)

Axón

Terminación motora nerviosa o efector (en músculo) Comienzo

FIGURA 10-8. La vía básica de un arco reflejo, ilustrada en el

reflejo patelar. puesta. El arco reflejo tiene cinco componentes: (1) un receptor sensorial en la piel; (2) una neurona sensorial o aferente; (3) neuronas asociativas o internunciales en la médula espinal; (4) una neurona motora o eferente; y (5) un órgano efector, como un músculo. Probablemente has experimentado un arco reflejo cuando te hacen un examen médico y el doctor te golpea debajo de la rodilla con un martillo de hule. Éste es el reflejo patelar, o reflejo del tendón de la rótula. El doctor golpea el tendón patelar justo debajo de la rodilla (el estímulo), causando la estimulación de los receptores del estiramiento dentro del cuádriceps femoral. Éstos envían el impulso, mediante las neuronas sensoriales, hasta la médula espinal, para que sea interpretado. De ahí, el impulso viaja hacia la neurona motora (respuesta) y de regreso a los músculos, que se contraen y extienden tu pierna. Los reflejos también ocurren dentro de nuestro cuerpo para mantener la homeostasis. La tasa cardiaca, la digestión y la tasa respiratoria son controladas y mantenidas por reflejos encargados de procesos involuntarios. Toser, estornudar, tragar saliva y vomitar son otros ejemplos de reacciones subconscientes automáticas ante cambios dentro o fuera del cuerpo.

EL AGRUPAMIENTO DEL TEJIDO NEURONAL En el sistema nervioso, se utilizan varios términos para describir la organización del tejido nervioso. Es importante comprender los significados. Materia blanca se refiere a grupos de axones mielinizados (la mielina tiene un color blanquecino) de varias neuronas sostenidas por

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Sinapsis Médula espinal

la neuroglia. La materia blanca forma tractos nerviosos en el SNC. Las áreas grises del sistema nervioso se conocen como materia gris, y consisten en los cuerpos de las células nerviosas y sus dendritas. También puede consistir en haces de axones no mielinizados y su neuroglia. La materia gris sobre la superficie del cerebro se denomina corteza. Un nervio es un haz de fibras ubicado fuera del SNC. La mayor parte de los nervios se compone de materia blanca. Los cuerpos de las células nerviosas que se encuentran fuera del SNC, generalmente se agrupan para formar ganglios. Gracias a que los ganglios consisten, principalmente, en cuerpos celulares no mielinizados, son masas de materia gris. Un tracto es un haz de fibras dentro del SNC. Los tractos pueden correr largas distancias hacia arriba y hacia abajo de la médula espinal. Los tractos también se encuentran en el cerebro y conectan partes de éste con la médula espinal. Los tractos ascendentes conducen impulsos hacia arriba de la médula y se encargan de las sensaciones. Los tractos descendentes conducen impulsos hacia abajo de la médula y se encargan de las funciones motoras. Los tractos se componen de fibras mielinizadas y por lo tanto se clasifican como materia blanca. Existen otros dos términos importantes: un núcleo es una masa de cuerpos celulares y dendritas dentro del SNC, que consiste en materia gris; las astas son las áreas de materia gris dentro de la médula espinal.

LA MÉDULA ESPINAL La médula espinal comienza como una continuación de la médula oblonga del tallo cerebral. Tiene una longitud aproximada de 16 a 18 pulgadas (40-45 cm). Su diámetro varía en distintos niveles porque se encuentra rodeada y protegida por el hueso (las vértebras) y por los discos de fibrocartílago (los discos intervertebrales). Se compone de una serie de 31 segmentos, cada uno de los cuales da lugar a un par de nervios espinales. Además de la protección anteriormente mencionada, la médula espinal (así como el encéfalo) se encuentran protegidos por las meninges, una serie de membranas de tejido conectivo. Las meninges asociadas específicamente con la médula espinal se conocen como meninges espinales (Figura 10-9). La meninge espinal más externa es la duramadre. Forma un tubo externo resistente compuesto de fibras de tejido conectivo. La meninge espinal media es la aracnoides o telaraña . Forma un delicado tubo membranoso de tejido conectivo al interior de la dura madre. La meninge espinal interna se conoce como piamadre, o madre delicada. Es una membrana fibrosa transparente que forma un tubo y se adhiere a la superficie de la médula espinal (y cerebro). Contiene muchos vasos sanguíneos y nervios que nutren a las células subyacentes. Entre la dura madre y la aracnoides encontramos un espacio llamado espacio subdural, que contiene líquido seroso. Entre la aracnoides y la píamadre se encuentra

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CAPÍTULO 10 Introducción al sistema nervioso, médula espinal y nervios espinales

ALERTA SANITARIA

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USO ILEGAL DE DROGAS

Algunas de las drogas más usadas que afectan el sistema nervioso son depresores, estimulantes y alucinógenos, así como esteroides anabólicos. Un ejemplo de un depresor es el Valium, que se prescribe en dosis bajas para aliviar la tensión. Sin embargo, dosis más altas pueden causar somnolencia, sedación y pérdida de sensaciones dolorosas. Otro grupo de depresores son los opiáceos, como la codeína y la heroína. La codeína puede ser prescrita por un doctor, pero la heroína no tiene un uso legal en Estados Unidos. Estas drogas actúan como sedantes y analgésicos, que alivian el dolor en dosis prescritas. Sin embargo, pueden causar una fuerte dependencia física y psicológica. También producen una sensación de euforia. Su sobredosis puede causar un coma, convulsiones y problemas respiratorios que pueden llevar a la muerte. Una droga derivada de la planta del cáñamo (Cannabis) es la marihuana. No es tan potente como el hashish. Éste se hace a partir de la resina de los puntos de floración de dicha planta. Esta droga produce un estado de euforia libre de ansiedad y altera la percepción del tiempo y espacio. La marihuana ha sido prescrita para los individuos con estados avanzados de enfermedades incurables (ej., ciertos tipos de cáncer) y glaucoma del ojo. Dosis más altas pueden causar alucinaciones y problemas respiratorios. Los ejemplos de estimulantes del SNC son la cocaína, alucinógenos como el LSD (dietilamina del ácido lisérgico), y las anfetaminas. Los alucinógenos como el LSD causan distorsión en los cinco sentidos. Las percepciones de la vista, sonido, olor y gusto se agudizan y exageran. La persona se puede sentir capaz de hacer cualquier cosa física, lo que puede ocasionar serias lesiones. La cocaína produce una gran dependencia física y psicológica en sus usuarios. Cuando se inhala produce un rápido estado de euforia. Sin embargo, causa cambios en la personalidad, convulsiones y muerte ocasionada por embolias o ritmos cardiacos anormales. Las anfetaminas sobre estimulan las neuronas postsinápticas, lo que ocasiona espasmos musculares, inquietud, frecuencias cardiacas elevadas e hipertensión. Éste es un alto precio a pagar por la sensación de euforia que producen al principio. Pueden ocasionar la muerte por fallas cardiacas o respiratorias. Los esteroides anabólicos actúan como hormonas sexuales masculinas y son usados por atletas debido a que provocan que las células del músculo esquelético incrementen de tamaño. Los atletas, como los fisicoculturistas, pueden incrementar rápidamente su masa muscular, aunque este beneficio puede tener serios efectos secundarios. Si se toman en grandes dosis, los andrógenos sintéticos o esteroides anabólicos, tienen un efecto negativo sobre el hipotálamo del cerebro y la glándula pituitaria. Esto causa una reducción en la liberación de la hormona liberadora de gonadotropinas, hormona luteinizante y la hormona foliculoestimulante. Como resultado, los testículos se pueden atrofiar y puede ocurrir la esterilidad. El abuso de los esteroides también puede ocasionar problemas del hígado, enfermedades cardiacas y cambios de personalidad.

el espacio subaracnoideo. Aquí circula el líquido cerebroespinal acuoso y cristalino. Las meninges no se unen directamente con las vértebras, están separadas por un espacio llamado espacio epidural. Este espacio contiene tejido conectivo suelto y tejido adiposo que actúa como amortiguador alrededor de la médula espinal.

Funciones de la médula espinal Una de las principales funciones de la médula espinal es llevar los impulsos sensoriales de la periferia al cerebro, y conducir impulsos motores del cerebro a la periferia. Los tractos nerviosos ascendentes, de la médula espinal, llevan la información sensorial del cuerpo al cerebro, y

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los tractos descendentes, conducen impulsos motores del cerebro a los músculos y las glándulas. Otra función principal es proveer los medios para los reflejos. Un par de nervios espinales se conecta con cada segmento de la médula espinal. Cada par de nervios espinales está conectado con ese segmento de la médula mediante dos pares de uniones llamadas raíces (ver Figura 10-9). La raíz posterior o dorsal es la raíz sensorial y sólo contiene fibras nerviosas sensoriales. Conduce impulsos de la periferia (como la piel) hacia la médula espinal. Estas fibras se extienden hacia el asta gris posterior o dorsal de la médula espinal. El otro punto de unión del nervio espinal a la médula es la raíz anterior o ventral, y ésta es la raíz motora. Contiene fibras de nervios motores y conduce

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CAPÍTULO 10 Introducción al sistema nervioso, médula espinal y nervios espinales

Surco mediano posterior Comisura anterior

Materia blanca

Columna posterior

Asta posterior

Columna lateral

Asta lateral

Columna anterior

Asta anterior

Materia gris

Canal central Fisura medial anterio

Raíz ganglionar posterior

Raíz posterior o dorsal

Piamadre

Raíz anterior o ventral

Aracnoides

Duramadre

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Nervio espinal

FIGURA 10-9. La anatomía de las meninges espinales y la médula espinal.

ALERTA SANITARIA

PUNCIÓN LUMBAR

La médula espinal se extiende hasta la segunda vértebra lumbar. Sin embargo, los nervios espinales, rodeados por las meninges, recorren por completo la columna vertebral. Debido a que no existe médula espinal al final del canal vertebral, se puede insertar una aguja en el espacio subaracnoideo de esta área sin dañar la médula espinal. Esto se hace para realizar una punción lumbar y extraer líquido cerebroespinal, que puede ser analizado para detectar organismos infecciosos como los que causan meningitis, o para detectar sangre en el caso de una hemorragia. También se puede suministrar anestesia insertando una aguja con un agente anestésico. Si se inyecta una sustancia radiopaca en esta área, se pueden tomar rayos X de la médula espinal para detectar cualquier daño o defecto en ella.

impulsos de la médula espinal hacia la periferia (como los músculos). Se conecta con el asta gris anterior o ventral de la médula espinal.

LOS NERVIOS ESPINALES Los 31 pares de nervios espinales surgen de la unión de las raíces dorsal y ventral de los nervios espinales (Figura

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10-9). Todos los nervios espinales son nervios mixtos, pues consisten en fibras sensoriales y motoras. La mayor parte de los nervios espinales salen de la columna vertebral entre las vértebras adyacentes. Se nombran y numeran de acuerdo a la región y el nivel de la médula espinal a partir del cual emergen (Figura 10-10). Existen ocho pares de nervios cervicales, 12 pares de nervios torácicos, cinco pares de nervios lumbares, cinco de nervios sacrales y un solo par de nervios coccígeos. Los nervios

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CAPÍTULO 10 Introducción al sistema nervioso, médula espinal y nervios espinales

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RESUMEN Nervios espinales cervicales

C1 C2 C3 C4

INTRODUCCIÓN 1. El sistema nervioso es el centro de control del cuerpo y su red de comunicación. 2. Comparte el mantenimiento de la homeostasis con el sistema endocrino.

Plexo cervical

C5 C6 C7 C8 T1

Plexo braquial

ORGANIZACIÓN

T2 T3 Nervios espinales torácicos

1. El sistema nervioso central (SNC) consiste del encéfalo y la médula espinal. 2. El sistema nervioso periférico (SNP) consiste en el sistema periférico aferente (neuronas sensoriales) y el sistema periférico eferente (neuronas motoras). 3. El sistema periférico eferente se puede subdividir en el sistema nervioso somático, que envía señales a los músculos esqueléticos, y el sistema nervioso autónomo (SNA), que transmite señales a los músculos liso y cardiaco, así como a las glándulas. 4. El SNA tiene dos divisiones: la división simpática, que estimula y acelera la actividad, y la división parasimpática, que restaura o desacelera ciertas actividades, pero estimula las actividades vegetativas del cuerpo.

T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11

Duramadre

T12 Cono medular

L1

CLASIFICACIÓN DE LAS CÉLULAS NERVIOSAS

L2 Nervios espinales lumbares

Cauda equina

1. Las neuronas son las células nerviosas que transmiten impulsos nerviosos en la forma de cambios electroquímicos. 2. Un nervio es un haz de células nerviosas. 3. Las células de la neuroglia son células nerviosas que protegen y brindan soporte a las neuronas.

L3 L4

Plexo lumbar

L5

Nervios espinales sacrales

S2

Plexo sacral

S3 S4 S5

Filum terminal

Nervios espinales coccígeos

© Delmar/Cengage Learning

S1

FIGURA 10-10. Los nombres y niveles emergentes de los 31

nervios espinales.

espinales también se numeran de acuerdo al orden (comenzando por la parte superior) dentro de la región. Por lo tanto, los 31 pares son, C1-C8 (cervicales), T1-T12 (torácicos), L1-L5 (lumbares), S1-S5 (sacrales) y Cx (coccígeo).

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Células de la neuroglia 1. Los astrocitos son células con forma de estrella que envuelven las neuronas para darle soporte al encéfalo y la médula espinal, también conectan neuronas con vasos sanguíneos. 2. Las oligodendroglias parecen astrocitos de menor tamaño. Forman filas de tejido de tipo conectivo, dan soporte y forman la vaina de mielina sobre las neuronas del cerebro y la médula espinal. 3. Las células de la microglia son pequeñas células que fagocitan microbios y desechos celulares. 4. Las células ependimales recubren los ventrículos del cerebro. Algunas producen líquido cerebroespinal y otras, las ciliadas, se mueven a través del SNC. 5. Las células de Schwann forman vainas de mielina alrededor de las fibras nerviosas en el sistema nervioso periférico.

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CAPÍTULO 10 Introducción al sistema nervioso, médula espinal y nervios espinales

La estructura de la neurona 1. Una neurona se compone de un cuerpo celular con núcleo y otros organelos intracelulares. 2. Las dendritas son extensiones del cuerpo celular y son las áreas receptivas de la neurona. 3. Un axón es una larga extensión unitaria del cuerpo celular que comienza como un ligero alargamiento, conocido como cono axónico. El axón se puede ramificar, pero en su terminación existen muchas extensiones llamadas terminales axónicas. 4. En los axones periféricos largos, una célula de Schwann produce una vaina de mielina que rodea y aísla el axón. Los pequeños espacios entre la vaina se conocen como nódulos de Ranvier. Clasificación estructural de las neuronas 1. Las neuronas multipolares tienen varias dendritas que se derivan del cuerpo celular, y un solo axón. La mayor parte de las neuronas del cerebro y de la médula espinal son neuronas multipolares. 2. Las neuronas bipolares tienen una dendrita y un axón. Se encuentran en la retina del ojo, el oído interno y en el área olfatoria de la nariz. 3. Las neuronas unipolares sólo tienen un proceso que se extiende en el cuerpo celular, que a su vez se ramifica en una rama central que funciona como un axón y una rama periférica, que funciona como dendrita. La mayor parte de las neuronas sensoriales son neuronas unipolares. Clasificación funcional de las neuronas 1. Los receptores detectan estímulos en nuestro ambiente. 2. Las neuronas sensoriales o aferentes reciben el impulso directamente del sitio receptor. Son neuronas unipolares. 3. Las neuronas asociativas o internunciales se encuentran en el cerebro y médula espinal. Transmiten el impulso para que después sea procesado e interpretado. Son neuronas multipolares. 4. Las neuronas motoras o eferentes llevan a cabo la reacción ante el estímulo. Son neuronas multipolares.

LA FISIOLOGÍA DEL IMPULSO NERVIOSO 1. Un fibra de célula nerviosa tiene una mayor concentración de Na+ en el exterior celular, y una mayor concentración de K+ en el interior celular. Esta diferencia se mantiene gracias a la bomba de sodio-potasio.

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2. La fibra nerviosa tiene una carga eléctrica negativa en el interior, y una carga eléctrica positiva al exterior. 3. Esta distribución eléctrica, originada por los iones, se conoce como potencial de membrana o de reposo. 4. Cuando comienza un impulso nervioso, los iones de sodio (Na+) se adentran en la célula, cambiando la carga eléctrica interior, de negativa a positiva. Éste es el potencial de acción y se conoce como despolarización. 5. Los iones de potasio (K+) se mueven hacia fuera para tratar de restaurar el potencial de membrana, y la bomba de sodio-potasio opera para restaurar la carga original. Ésta es la repolarización y se encarga de regresar al estado original de reposo o potencial de membrana. 6. El impulso nervioso es una onda de despolarización de autopropagación, seguida por la repolarización. Éste se mueve en una sola dirección por la fibra nerviosa, es decir, es unidireccional. 7. La ley del todo o nada establece que si una fibra nerviosa transmite un impulso, éste será un impulso de máxima intensidad.

LA TRANSMISIÓN SINÁPTICA 1. La sinapsis es un área donde las ramas terminales de un axón se encuentran cercanas, pero no tienen contacto, con las dendritas de otra neurona. 2. Cuando un impulso alcanza las terminales axónicas, dispara la liberación de un neurotransmisor como la acetilcolina en la hendidura sináptica, lo que permite que el impulso viaje a través de la sinapsis. 3. Otros neurotransmisores en el cuerpo son la epinefrina o adrenalina, norepinefrina, serotonina, dopamina y las endorfinas.

EL ARCO REFLEJO 1. Un reflejo es una reacción involuntaria a un estímulo externo. 2. Un arco reflejo es la vía que causa el reflejo. 3. El arco reflejo tiene cinco componentes: un receptor sensorial en la piel; una neurona aferente o sensorial; neuronas asociativas o internunciales en la médula espinal; una neurona motora o eferente; y un órgano efector.

EL AGRUPAMIENTO DEL TEJIDO NEURAL 1. La materia blanca se refiere a grupos de axones mielinizados de muchas neuronas sostenidas por la neuroglia.

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CAPÍTULO 10 Introducción al sistema nervioso, médula espinal y nervios espinales

2. La materia gris consiste en cuerpos de células nerviosas y dendritas, así como grupos de axones no mielinizados y su neuroglia. 3. Un nervio es un haz de fibras fuera del SNC. 4. Los ganglios son cuerpos de células nerviosas fuera del SNC. 5. Un tracto es un haz de fibras dentro del SNC. 6. Un núcleo es una masa de cuerpos de células nerviosas y dendritas al interior del SNC. 7. Las astas son áreas de materia gris en la médula espinal.

LA MÉDULA ESPINAL 1. La médula espinal es una continuación de la médula oblonga. 2. La médula espinal se compone de 31 segmentos, cada uno de los cuales da lugar a un par de nervios espinales. 3. La médula espinal se encuentra protegida por las meninges espinales. 4. La meninge espinal externa es la duramadre o madre resistente, la meninge espinal media es la aracnoides o telaraña, y la meninge espinal interna es la piamadre o madre delicada. 5. Entre la duramadre y la aracnoides se encuentra el espacio subdural, que contiene líquido seroso. 6. Entre la aracnoides y la piamadre se encuentra el espacio subaracnoideo en donde circula el líquido cerebroespinal.

FUNCIONES DE LA MÉDULA ESPINAL 1. La médula espinal lleva los impulsos sensoriales de la periferia hacia el cerebro (tractos ascendentes) y conduce los impulsos motores del cerebro a la periferia (tractos descendentes). 2. La médula espinal también integra reflejos. 3. Cada par de nervios espinales se conecta a un segmento de la médula espinal mediante dos puntos de unión llamados raíces. 4. La raíz posterior o dorsal es sensorial, y se conecta con el asta gris posterior o dorsal de la médula espinal. 5. La raíz ventral o anterior es motora, y se conecta con el asta gris anterior o ventral de la médula espinal.

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LOS NERVIOS ESPINALES 1. 2. 3. 5. 6.

Existen ocho pares de nervios cervicales (C1-C8). Existen 12 pares de nervios torácicos (T1-T12). Existen cinco pares de nervios lumbares (L1-L5). Existen cinco pares de nervios sacrales (S1-S5). Existe un par de nervios coccígeos (Cx).

PREGUNTAS DE REPASO 1. Nombra los 31 nervios espinales e indica cuántos pares existen de cada tipo. * 2. Discute los factores involucrados en la transmisión de un impulso nervioso. 3. Nombra y describe los cinco tipos de células de la neuroglia. 4. Clasifica la organización del sistema nervioso. 5. Nombra y describe los tres tipos de neuronas estructurales. * 6. Explica cómo funciona un arco reflejo y nombra sus componentes. 7. Nombra las dos funciones de la médula espinal. *Preguntas de pensamiento crítico

COMPLETA LOS ESPACIOS EN BLANCO Completa los espacios en blanco con el término apropiado. 1. El sistema nervioso central se constituye de la ____________________ y del ____________________. 2. El sistema nervioso periférico consiste en el sistema aferente, compuesto de neuronas ____________________, y el sistema eferente, compuesto por neuronas ____________________. 3. El sistema nervioso autónomo se divide en la división ____________________, que estimula, y la división ____________________, que restaura actividades y estimula las funciones vegetativas. 4. Las meninges presentan una meninge externa, llamada ____________________, una meninge media, conocida como ____________________ o telaraña, y una meninge interna, llamada ____________________. 5. Un ____________________ es un área de materia gris en la médula espinal.

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CAPÍTULO 10 Introducción al sistema nervioso, médula espinal y nervios espinales

RELACIONA LAS COLUMNAS Coloca el número apropiado en el espacio en blanco. _____ Astrocitos 1. Produce una vaina de _____ Materia blanca mielina sobre las neuronas _____ Ganglios 2. Cuerpos de células _____ Núcleo nerviosas fuera del SNC _____ Oligodendroglia 3. Fagocitan y destruyen _____ Astas microbios _____ Meninges 4. Haces de fibras en el SNC _____ Tracto 5. Unen neuronas con sus _____ Materia gris vasos sanguíneos _____ Microglia 6. Axones no mielinizados y _____ Neuroglia 7. Cubiertas alrededor del cerebro y la médula espinal 8. Materia gris en la médula espinal 9. Arco reflejo 10. Masa de cuerpos de células nerviosas y dendritas en el SNC

11. Neuronas mielinizadas 12. Materia blanca de la médula espinal

Investiga y explora Busca en internet los conceptos clave de este capítulo para obtener información adicional. Los conceptos clave pueden incluir sistema nervioso central, clasificación de las células nerviosas, estructura de una neurona, fisiología del impulso nervioso, médula espinal y nervios espinales.

ESTUDIO DE CASO Tres estudiantes de preparatoria están siendo evaluados por un médico en una clínica de rehabilitación para adolescentes. Héctor, un chico de 15 años, parece agitado e inquieto. Él le dice al médico que sufre de espasmos musculares. En su examen físico, el galeno nota que tiene una tasa cardiaca acelerada, y presión sanguínea alta. Carolyn, una chica de 16 años, está siendo evaluada después de una emergencia la noche anterior. De acuerdo al registro en el cuarto de emergencias, Carolyn estaba en una fiesta con sus amigos, cuando tuvo una convulsión. Sus registros también muestran que tenía una tasa cardiaca anormal cuando la admitieron. Dante, un chico de 14 años, también fue tratado de emergencia la noche anterior. Sus padres lo encontraron sobre el sofá durmiendo profundamente. Cuando vieron que no lo podían despertar, lo llevaron al hospital, donde experimentó una convulsión. Más tarde, sus padres descubrieron en su cuarto el medicamento que le habían prescrito a su madre después de una cirugía mayor.

Preguntas 1. ¿Qué tipo de droga crees que esté usando Héctor? 2. ¿Qué tipo de problemas a largo plazo puede causar este tipo de drogas? 3. ¿Qué droga pudo haber causado la convulsión y la frecuencia cardiaca anormal en Carolyn? 4. ¿Cómo obtienen el dramático “éxtasis” cuando usan esta droga? 5. ¿Qué droga pudo haber causado los síntomas de Dante? 6. ¿Crees que la droga que tomó Dante es legal, ilegal, o depende de las circunstancias?

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CAPÍTULO 10 Introducción al sistema nervioso, médula espinal y nervios espinales

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Conexión con StudyWARE ™ En tu CD-ROM de StudyWARE™ podrás contestar un cuestionario o realizar un juego interactivo que te ayude a aprender sobre el sistema nervioso.

E JERCICIO DE LA B OR ATORIO:

EL SISTEMA NERVIOSO

Materiales necesarios: preparaciones microscópicas de neuronas y células de la neuroglia, modelo anatómico de la médula espinal, martillo de hule. 1. Analiza una preparación microscópica de la médula espinal de buey. Estudia las partes de las neuronas multipolares internunciales, nota las siguientes estructuras: el cuerpo celular con el núcleo y las dendritas como extensiones del cuerpo celular; encuentra axones con ramificaciones y las terminales axónicas. Observa los pequeños astrocitos y sus núcleos teñidos esparcidos por toda la preparación.

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2. Analiza el modelo anatómico de una sección de la médula espinal con nervios espinales unidos a ésta. Estudia las astas dorsales y ventrales grises de la médula. Nota cómo la raíz sensorial dorsal del nervio espinal entra al asta dorsal gris, y cómo la raíz ventral motora del nervio espinal sale del asta ventral gris de la médula. 3. Induce el reflejo patelar en tu compañero, golpéalo suavemente en el tendón patelar con el martillo de hule. Observa que la extensión de la rodilla es completamente involuntaria e inconsciente, lo que ilustra cómo se produce un arco reflejo.

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El sistema nervioso: Cerebro, nervios craneales, sistema nervioso autónomo y los sentidos especiales OBJETIVOS DEL CAPÍTULO Después de estudiar este capítulo, deberás ser capaz de: 1. Enlistar los componentes principales del encéfalo. 2. Nombrar las funciones del líquido cerebroespinal o cefalorraquídeo. 3. Enlistar las funciones de los componentes principales del encéfalo. 4. Enlistar los 12 nervios craneales y sus funciones. 5. Nombrar los componentes del sistema nervioso autónomo y describir sus funciones. 6. Describir la anatomía básica de los órganos de los sentidos y explicar su funcionamiento.

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C O N C E P T O S C L AV E Acueducto cerebral/ acueducto de Sylvius Aurícula Bulbo raquídeo Células gustativas Cerebelo Cerebro Cerumen Circunvoluciones Conducto auditivo externo Córnea Coroides Corteza cerebral Cristalino Cuerpo calloso Cuerpo ciliar Cuerpos mamilares Decusación de las pirámides Diencéfalo Disco óptico División parasimpática División simpática Esclerótica Estribo Fisura longitudinal Foramen interventricular/ foramen de Monroe

Formación reticular Fóvea central Glándula pineal Glándula pituitaria Glándulas ceruminosas Hemisferios cerebrales Hipotálamo Humor acuoso Humor vítreo Infundíbulo Ínsula Iris Lóbulo frontal Lóbulo occipital Lóbulo parietal Lóbulo temporal Martillo Membrana timpánica Mesencéfalo Nervio abducens VI Nervio accesorio XI Nervio facial VII Nervio glosofaríngeo IX Nervio hipogloso XII Nervio oculomotor III Nervio olfatorio I Nervio óptico II Nervio trigémino V

Nervio troclear IV Nervio vago X Nervio vestibulococlear VIII Papilas Papilas gustativas Pedúnculos cerebrales ventrales Puente de Varolio Pupila Quiasma óptico Retina Rodopsina Sentido del olfato Sistema nervioso autónomo Surco Tálamo Tectum dorsal Tracto óptico Trompa de Eustaquio Tronco encefálico Ventana oval Ventana redonda Ventrículos Yunque

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CAPÍTULO 11 El sistema nervioso: Cerebro, nervios craneales, sistema nervioso autónomo y los sentidos…

INTRODUCCIÓN

parte del sistema nervioso: incluyen la vista, la audición, el equilibrio, el olfato y el gusto. Ver el Mapa Conceptual 11-1: El cerebro, Mapa Conceptual 11-2: Los nervios craneales, y el Mapa Conceptual 11-3: El sistema nervioso autónomo y los sentidos.

Este capítulo es una continuación de la discusión acerca del sistema nervioso que inició en el Capítulo 10. El encéfalo está dividido en cuatro partes. El tronco encefálico controla la respiración, el ritmo cardiaco y las reacciones a los estímulos visuales y auditivos. El diencéfalo incluye el tálamo y el hipotálamo, que controla muchas funciones, incluyendo aquellos relacionados con la homeostasis. El cerebro controla los procesos intelectuales y las emociones, mientras que el cerebelo mantiene la postura corporal y el equilibrio. El sistema nervioso autónomo controla todas las funciones involuntarias del cuerpo tales como la regulación de nuestros órganos internos y el control de las glándulas. Los sentidos especiales forman

COMPONENTES PRINCIPALES DEL ENCÉFALO El encéfalo es uno de los principales órganos del cuerpo (Figura 11-1); en un adulto promedio, su peso es de alrededor de tres libras. Se divide en cuatro partes principales: (1) el tronco encefálico, que consta de tres áreas más pequeñas: el bulbo raquídeo, el puente de Varolio y el

Encéfalo

desarrolla

tiene una

Estructura específica

Funciones específicas

realiza

que incluye

Encéfalo

que incluyen

Meninges craneales

protege

que incluye

Tronco Diencéfalo: encefálico: tálamo, médula, puente, hipotálamo mesencéfalo

Absorción de traumatismos, circulación de nutrientes

Coordinación de los movimientos musculares, equilibrio

Movimientos musculares, emociones, inteligencia

Percepción de la temperatura y el dolor, homeostasis, centro de la sed, patrones de sueño

Conciencia, ritmo cardiaco, respiración, respuestas visuales y auditivas

incluye

Cerebro

Cerebelo

Líquido cefalorraquídeo

permite permite controla controlan permiten

MAPA CONCEPTUAL 11-1. El encéfalo.

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CAPÍTULO 11 El sistema nervioso: Cerebro, nervios craneales, sistema nervioso autónomo y los sentidos…

mesencéfalo, (2) el diencéfalo, que consiste del tálamo e hipotálamo, (3) el cerebro, y (4) el cerebelo. El encéfalo está protegido por los huesos del cráneo y las meninges. Las meninges craneales es el nombre que se le atribuye a las meninges que protegen el cerebro y tienen la misma estructura de las espinales: la duramadre externa, la aracnoides media y la piamadre interna (discutidas en el capítulo 10). El encéfalo, al igual que la médula espinal, están protegidos por el líquido cefalorraquídeo que circula a través del espacio subaracnoideo que lo rodea, a la médula espinal, y a través de los ventrículos del mismo. Los ventrículos son cavidades dentro del encéfalo que se conectan entre sí, con el espacio subaracnoideo de las meninges y con el canal central de la médula espinal. El líquido cefalorraquídeo sirve como un amortiguador para el sistema nervioso central y hace circular los nutrientes.

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El encéfalo posee cuatro ventrículos (Figura 11-2). Hay dos ventrículos laterales en cada lado o hemisferio del cerebro ubicados debajo del cuerpo calloso. El tercer ventrículo es una rendija ubicada entre y por debajo de las dos mitades (la izquierda y la derecha) del tálamo, y se encuentra entre los ventrículos laterales. Cada ventrículo lateral se conecta con el tercer ventrículo por una estrecha abertura ovalada llamado foramen interventricular o foramen de Monroe. El cuarto ventrículo se encuentra entre el cerebelo y el tronco encefálico inferior. Se conecta con el tercer ventrículo a través del acueducto cerebral, también conocido como el acueducto de Sylvius. El techo de este cuarto ventrículo cuenta con tres aberturas mediante las cuales se conecta con el espacio subaracnoideo de las meninges del encéfalo y la médula espinal; esto permite el flujo de líquido cefalorraquídeo a través de la médula espinal, el encéfalo y sus ventrículos.

Nervios craneales

tienen una

Estructura específica

desarrollan

Funciones específicas

realiza

que incluye

Nervio olfatorio (I)

Nervio óptico (II)

Nervio oculomotor (III), Troclear (IV), Abducens (VI)

que incluyen

Nervio facial Nervio (VII), trigeminal (V), Glosofaríngeo Vestibulococlear (IX), (VIII), Hipogloso (XII) Accesorio (IX), Vago (X)

Trituración, equilibrio, voz, percepción de los órganos

Sentido del gusto, expresiones faciales, deglución, movimientos de la lengua

Movimientos oculares

Sentido de la vista

Sentido del olfato

permiten permiten permiten permiten permiten

MAPA CONCEPTUAL 11-2. Los nervios craneales.

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CAPÍTULO 11 El sistema nervioso: Cerebro, nervios craneales, sistema nervioso autónomo y los sentidos…

Sistema nervioso autónomo y los sentidos especiales

tienen una

División simpática del SNA

División parasimpática del SNA

desarrollan

Estructura específica

Funciones específicas

que incluye

que incluyen

Nariz

Lengua

Ojo

Sentido de la audición y del equilibrio

Oído

Sentido de la vista

Sabor salado, ácido, amargo y dulce

Sentido del olfato

Restauración del cuerpo a un estado carente de estrés, controla digestión, micción, defecación y constricción de pupilas

Incrementa el ritmo cardiaco y la tasa respiratoria, el gasto energético, contiende con el estrés

Neuronas Papilas Neuronas sensoriales gusta- sensoriales bipolares bipolares tivas

permite detectan detectan detectan permite permite

MAPA CONCEPTUAL 11-3. El sistema nervioso autónomo y los sentidos especiales.

ANATOMÍA Y FUNCIÓN DEL TRONCO ENCEFÁLICO El tronco encefálico está conformado por el bulbo raquídeo, el puente de Variolo, y el mesencéfalo. Conecta al encéfalo con la médula espinal. Es una zona muy delicada del cerebro y los daños, inclusive a áreas pequeñas, pueden causar la muerte. La Figura 11-3 muestra las partes del cerebro y las áreas de función cerebral. El bulbo raquídeo contiene todos los tractos ascendentes y descendentes que conectan la médula espinal con diversas partes del cerebro. Estos conductos constituyen la sustancia blanca de la médula. Algunos tractos motores se ubican de manera transversal mientras

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atraviesan el bulbo raquídeo. El cruce de dichas vías se conoce como decusación de las pirámides y explica el porqué las áreas motoras en un lado de la corteza cerebral controlan los movimientos del músculo esquelético en el lado opuesto del cuerpo. El bulbo raquídeo también presenta un área de materia gris dispersa que contiene algunas fibras blancas. Esta zona se llama formación reticular, y funciona en el mantenimiento de la conciencia y el despertar. Dentro de la médula se encuentran tres centros de reflejo vitales de este sistema reticular: el centro vasomotor, que regula el diámetro de los vasos sanguíneos, el centro cardiaco, que regula la fuerza de contracción y el ritmo cardiaco, y el área de ritmicidad medular, que ajusta el ritmo básico de la respiración.

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CAPÍTULO 11 El sistema nervioso: Cerebro, nervios craneales, sistema nervioso autónomo y los sentidos…

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Encéfalo

Tálamo

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Hipotálamo Mesencéfalo Puente

Cerebelo

Bulbo raquídeo Médula espinal

FIGURA 11-1. Estructura del encéfalo.

Tercer ventrículo

Piamadre Cuerpo calloso Espacio subaracnoideo

Ventrículo lateral Foramen u orificio de Monroe

Aracnoides Espacio subdural

Cerebro

Duramadre

Cráneo

Cuarto ventrículo

© Delmar/Cengage Learning

Acueducto cerebral

Cerebelo

FIGURA 11-2. Los ventrículos del encéfalo, las meninges craneales y el patrón de flujo del líquido cefalorraquídeo.

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CAPÍTULO 11 El sistema nervioso: Cerebro, nervios craneales, sistema nervioso autónomo y los sentidos…

Surcos Circunvoluciones del hemisferio cerebral (giros)

Lóbulo parietal

Cerebro Lóbulo frontal Lóbulo occipital Lóbulo temporal (A) Mesencéfalo Tronco encefálico

Puente

Cerebelo

Bulbo raquídeo

Emociones, personalidad, moralidad, intelecto, habla

Ha b

Vista lateral

la Área sensorial, motora, sensación de dolor, calor, tacto Audición Vista

(B)

Impulsos de relevo Control nervioso autónomo, control de la presión arterial, regulación de la temperatura corporal, estimulación de la hormona antidiurética, asistencia en la regulación del apetito, actúa sobre los intestinos, participa en las emociones, ayuda a mantener el estado de vigilia

Reflejos oculares, impulsos relacionados con la conducta Respiración, trituración, gusto

Tono muscular, equilibrio, caminar, bailar Corazón, pulmones, estómago, vasos sanguíneos

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Olfato

FIGURA 11-3. (A) Estructura del encéfalo. (B) Áreas de función cerebral.

El puente de Varolio es un puente que conecta la médula espinal con el encéfalo y las partes diversas partes del encéfalo entre sí. Las fibras longitudinales se comunican con la médula espinal o comunican el bulbo raquídeo con las partes superiores del encéfalo, y las fibras transversales con el cerebelo. Su área pneumotáxica y apneustica ayudan en el control de la respiración. El mesencéfalo contiene los pedúnculos cerebrales ventrales, que transmiten los impulsos desde la corteza cerebral al puente y a la médula espinal. También contiene el tectum dorsal, que es un centro reflejo que controla el movimiento de los ojos y de la cabeza en respuesta

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a estímulos visuales; también controla el movimiento de la cabeza y el tronco en respuesta a estímulos auditivos, tales como ruidos fuertes.

ANATOMÍA Y FUNCIÓN DEL DIENCÉFALO El diencéfalo se localiza en la parte superior del mesencéfalo y entre los dos hemisferios cerebrales. También rodea el tercer ventrículo. Se divide en dos áreas principales: el tálamo y el hipotálamo. También contiene

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CAPÍTULO 11 El sistema nervioso: Cerebro, nervios craneales, sistema nervioso autónomo y los sentidos…

los tractos ópticos y el quiasma óptico, donde los nervios ópticos se cruzan entre sí; el infundíbulo, que se inserta en la glándula pituitaria; los cuerpos mamilares, que intervienen en la memoria y las respuestas emocionales al olor; y la glándula pineal, que forma parte del epitálamo. La glándula pineal es una glándula endocrina en forma de piña que segrega la melatonina, que afecta a nuestro estado de ánimo y nuestro comportamiento. Esto se discute en el Capítulo 12. El tálamo es la parte superior del diencéfalo y la estación principal de transmisión de impulsos sensoriales que llegan a la corteza cerebral procedentes de la médula espinal, tronco encefálico, y de las distintas partes del cerebro. También desarrolla una función importante como centro de interpretación para el reconocimiento consciente del dolor y la temperatura y de cierta percepción de la presión y el tacto. El epitálamo es un área pequeña ubicada en la zona superior y posterior del tálamo. Contiene algunos núcleos pequeños involucrados en las respuestas emocionales y viscerales al olor. Contiene la glándula pineal. El hipotálamo es la parte inferior del diencéfalo y, a pesar de su pequeño tamaño, controla muchas funciones corporales relacionadas con la homeostasis. Controla e integra el sistema nervioso autónomo. Recibe impulsos sensoriales de los órganos internos. Es el intermediario entre el sistema nervioso y el sistema endocrino, ya que envía señales y controla la glándula pituitaria. Es el centro de los fenómenos del poder de la mente sobre el cuerpo. Cuando oímos hablar de las curaciones inexplicables en personas diagnosticadas con una enfermedad terminal, pero que se negaron a aceptar el diagnóstico y

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se recuperaron, el hipotálamo puede haber estado involucrado en este fenómeno de control de la mente sobre el cuerpo. El hipotálamo controla nuestros sentimientos de rabia y agresión. Controla la temperatura de nuestro cuerpo. Contiene nuestro centro de la sed, informándonos de cuándo y cuánta agua debemos beber para mantener nuestro cuerpo en un estado saludable. Mantiene el estado de vigilia y los patrones de sueño, lo que nos permite adaptarnos a diferentes turnos de trabajo o los problemas del desfase de horario al viajar. También regula la ingesta de alimentos.

CEREBRO: ESTRUCTURA Y FUNCIONES El cerebro constituye la porción más grande del encéfalo. Su superficie está compuesta de materia gris y se conoce como la corteza cerebral. Debajo de la corteza se encuentra la materia blanca. Una fisura importante, la fisura longitudinal, separa el cerebro en dos mitades: derecha e izquierda o en hemisferios cerebrales. En la superficie de cada hemisferio se encuentran numerosos pliegues llamados circunvoluciones que presentan numerosos surcos. Los pliegues aumentan la superficie de la corteza. Ésta cuenta con áreas motoras para controlar los movimientos musculares, las áreas sensoriales para la interpretación de impulsos sensoriales, y áreas de asociación involucradas en los procesos emocionales e intelectuales. Un puente de fibras nerviosas conocido como el cuerpo calloso conecta los dos hemisferios cerebrales (Figura 11-4).

Lóbulo frontal Corteza cerebral (materia gris)

Giro Surco Superior Materia gris

Fisura longitudinal Surco central

Materia blanca

Cuerpo calloso Lóbulo parietal Ínsula

Putamen

Lóbulo occipital Ventrículo lateral

Globo pálido Inferior

Tálamo

Núcleos basales Núcleo lentiforme

Tercer ventrículo Materia blanca del cerebro

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Núcleo caudado

Surco lateral

FIGURA 11-4. Anatomía de los hemisferios cerebrales (sección frontal).

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CAPÍTULO 11 El sistema nervioso: Cerebro, nervios craneales, sistema nervioso autónomo y los sentidos…

Los lóbulos de los hemisferios cerebrales toman su nombre de los huesos del cráneo que se encuentran por encima de ellos. El lóbulo frontal constituye la porción anterior de cada hemisferio. Controla las funciones musculares voluntarias, los estados de ánimo, la agresión, la recepción de olor y la motivación. El lóbulo parietal se localiza detrás del lóbulo frontal y se separa de éste mediante el surco central. Es el centro de control para evaluar la información sensorial proveniente del tacto, el dolor, el equilibrio, el sabor y la temperatura. El lóbulo temporal se localiza por debajo de los lóbulos frontal y parietal y está separado de ellos por la fisura lateral. Evalúa los estímulos de audición y los estímulos olfatorios, y además participa en los procesos de memoria. También funciona como un importante centro de pensamientos abstractos y de toma de decisiones. El lóbulo occipital constituye la parte posterior de cada hemisferio, sus límites no son distintos de los otros lóbulos. Funciona en la recepción e interpretación de la información visual (Figuras 11-1 y 11-3). Un quinto lóbulo, la ínsula, está incrustado profundamente en el surco lateral. El surco central separa los lóbulos frontal y parietal. El surco lateral separa el cerebro en los lóbulos frontales, parietales y temporales.

CEREBELO: ESTRUCTURA Y FUNCIONES El cerebelo es la segunda estructura más grande del encéfalo. Presenta una forma similar a una mariposa. Se encuentra por debajo de los lóbulos occipitales del cerebro y detrás del puente y el bulbo raquídeo del tronco encefálico (Figura 11-3). Se compone de dos hemisferios parcialmente separados conectados por una estructura centralizada estrecha llamada vermis. El cerebelo se compone principalmente de la materia blanca con una fina capa de materia gris en su superficie, llamada la corteza cerebral. Funciona como un centro de reflejo en la coordinación de movimientos complejos de los músculos esqueléticos, el mantenimiento de la postura corporal adecuada y del equilibrio. Si está dañado, puede haber una disminución en el tono muscular, temblores, pérdida de equilibrio y dificultad en los movimientos del músculo esquelético.

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EL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO El sistema nervioso autónomo es una subdivisión del sistema nervioso periférico eferente. Funciona automáticamente sin esfuerzo consciente. Regula las funciones de los órganos internos controlando las glándulas, los músculos lisos y el músculo cardiaco. Ayuda a mantener la homeostasis mediante el control del ritmo cardiaco, la presión arterial, la respiración y la temperatura corporal. Este sistema nos ayuda a hacer frente a situaciones de emergencia, a las emociones y las actividades físicas. Los receptores presentes en los órganos envían impulsos sensoriales al cerebro y a la médula espinal. Los impulsos motores viajan a lo largo de las fibras nerviosas periféricas que conducen a los ganglios ubicados fuera del sistema nervioso central dentro de los nervios craneales y espinales. Estos ganglios son parte del sistema nervioso autónomo. El sistema nervioso autónomo se divide en dos partes. La división simpática (Figura 11-5), que prepara el cuerpo para situaciones de estrés que requieren gasto energético, como el aumento del ritmo cardiaco y la tasa respiratoria, para poder huir de una situación de peligro. Las fibras del sistema se derivan de las regiones torácica y lumbar de la médula espinal. Sus axones salen de la médula a través de las raíces ventrales de los nervios espinales, pero luego dejan el nervio espinal y entran en los miembros de una cadena de ganglios paravertebrales que se extiende longitudinal y lateralmente a la columna vertebral. Otra neurona que deja el ganglio paravertebral, la fibra postganglionar, se dirige al órgano efector. La división simpática utiliza la acetilcolina en las sinapsis preganglionares como un neurotransmisor, pero usa la norepinefrina (o noradrenalina) en las sinapsis de las fibras postganglionares. La división parasimpática opera en condiciones normales que carecen de estrés. También funciona en la restauración del cuerpo a un estado de descanso después de una experiencia estresante, contrarrestando los efectos de la división simpática. Las fibras preganglionares de la división parasimpática surgen del tronco encefálico y la región sacra de la médula espinal (Figura 11-6). Conducen hacia el exterior en los nervios craneales y sacrales de los ganglios situados cerca de las vísceras. Las fibras postganglionares son cortas y se dirigen a los músculos o las glándulas dentro de las vísceras para producir sus efectos. Las fibras preganglionares y postganglionares de la división parasimpática utilizan acetilcolina como neurotransmisor en las sinapsis. La mayoría de los órganos que reciben las neuronas motoras autónomas son inervados por las divisiones simpática y parasimpática. Sin embargo, hay algunas excepciones: los vasos sanguíneos y las glándulas sudoríparas están inervadas únicamente por neuronas simpáticas, y los músculos lisos asociadas con la lente del ojo son controlados exclusivamente por neuronas parasimpáticas.

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CAPÍTULO 11 El sistema nervioso: Cerebro, nervios craneales, sistema nervioso autónomo y los sentidos…

Médula

Ganglio ciliar

Glándula lagrimal y septo nasal

Mesencéfalo

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Nervio craneal III Mesencéfalo

Cadena de ganglios paraventrales

Nervio craneal VII

Ojo

Médula

Ganglio pterigopalatino Glándula paratiroides

Ganglio submandibular

Glándulas salivales submandibular y sublingual

Nervio craneal IX

Tráquea

T1 T2

Corazón

T1

T3

Pulmón

Ganglio ótico

T4

T2

Nervio craneal X

T5

Ganglio celiaco T6

T3

Estómago

T4

Pulmón T7

Páncreas

T6 Intestino delgado

T9 T10

T5

Corazón

T8

T7

Hígado

Hígado

Bazo

T8

T11

Glándula adrenal (médula)

T12

T9

Estómago

L1

T10

L2

T11

Bazo Ganglio mesentérico superior

Intestino grueso

T12

Páncreas Intestino delgado

L1 L2

Vejiga y genitales

Intestino grueso

Riñón

FIGURA 11-5. Rutas nerviosas de la división simpática del sistema nervioso autónomo.

S2 Vejiga, genitales

La división simpática nos prepara para la actividad física al incrementar la presión arterial y el ritmo cardiaco, dilata las vías respiratorias para permitir el aumento de la tasa respiratoria y estimula la sudoración. También provoca la liberación de glucosa desde el hígado como una fuente rápida de energía, mientras que inhibe las actividades digestivas. Este sistema es a veces llamado sistema de corre o defiéndete, ya que nos prepara para enfrentar una situación de peligro o huir rápidamente de ella. La división parasimpática estimula la digestión, micción y defecación. También contrarresta los efectos de la

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Ganglio mesentérico inferior

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Riñón

S3 Nervios pélvicos S4

FIGURA 11-6. Rutas nerviosas de la división parasimpática del sistema nervioso autónomo.

división simpática al disminuir el ritmo cardiaco, la presión arterial y disminuir la tasa respiratoria. También es responsable de la constricción de la pupila del ojo. Esta división en ocasiones es llamada el sistema de descanso y reposo.

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CAPÍTULO 11 El sistema nervioso: Cerebro, nervios craneales, sistema nervioso autónomo y los sentidos…

LOS 12 NERVIOS CRANEALES Y SUS FUNCIONES Contamos con 12 pares de nervios craneales. Diez pares se originan en el tronco encefálico. Los 12 pares abandonan el cráneo a través de varios agujeros. Son designados en dos formas: con números romanos indican el orden en que surgen los nervios desde el encéfalo (parte frontal del encéfalo hacia la parte posterior), y por nombres que indican su función o distribución. Algunos nervios craneales son únicamente sensoriales o aferentes, otros sólo son motrices o eferentes. Los nervios craneales cuya función es sensorial y motriz se conocen como nervios mixtos (Figura 11-7). El nervio olfatorio (I) es únicamente sensorial y transmite impulsos relacionados con el olfato. El nervio óptico (II) también es enteramente sensorial y transmite impulsos relacionados con la vista. El nervio oculomotor (III) es un nervio motor; controla el movimiento de los globos

oculares y del parpado superior y transmite impulsos relacionados con la sensación muscular y la percepción de la posición del cuerpo conocida como propriocepción. Su función parasimpática causa la constricción de la pupila del ojo. El nervio troclear (IV) es un nervio motor. Controla el movimiento del globo ocular y transmite impulsos relacionados con la percepción muscular. Es el nervio craneal más pequeño. El nervio trigeminal (V) es un nervio mixto y es el nervio craneal más grande. Tiene tres ramas: la maxilar, la mandibular y la oftálmica. Controla los movimientos de masticación y entrega al área facial impulsos relacionados al tacto, dolor y temperatura en los dientes. El nervio abducens (VI) es un nervio motor que controla el movimiento del globo ocular. El nervio facial (VII) es un nervio mixto. Controla los músculos responsables de la expresión facial y transmite sensaciones relacionadas con el gusto. Su función parasimpática controla las glándulas salivales y lagrimales. El nervio vestibulococlear (VIII) es enteramente sensorial.

Nervio olfatorio (I)

Nervio óptico (II) Nervio oculomotor (III)

Rama oftálmica Rama maxilar

Nervio troclear (IV)

Rama mandibular Nervio trigeminal (V)

Nervio abducens (VI)

Nervios glosofaríngeo (IX) y vago (X)

Nervios facial (VII y vestibulococlea (VIII)

Nervio accesorio (XI)

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Nervio hipogloso (XII)

FIGURA 11-7. Los nervios craneales son nombrados con números romanos o por un nombre que hace referencia a su función.

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CAPÍTULO 11 El sistema nervioso: Cerebro, nervios craneales, sistema nervioso autónomo y los sentidos…

ALERTA SANITARIA

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ALERTA MENTAL

Una actividad mental conduce a la agilidad mental y a un cerebro sano. Conforme los niños crecen, los juguetes que requieren la interacción mental, el pensamiento, y la elección los ayudan a desarrollarse mentalmente. La lectura debe convertirse en un hábito durante toda su vida. Crucigramas, novelas, obras de teatro, y el ver una buena película son actividades que nos mantienen alerta durante nuestro tiempo libre y ejercitan nuestro cerebro. La dieta juega un papel en el mantenimiento de buenas funciones mentales. La proteína es un alimento esencial para el desarrollo mental en los niños pequeños. Muchos de nosotros hemos oído cómo el pescado es alimento para nuestro cerebro. El pescado es una excelente fuente de proteínas así como las carnes y aves de corral. Existen también muchas plantas que son fuentes de proteína como el cacahuate, la soya y el trigo. Los emparedados de mantequilla de cacahuate y mermelada o de atún a base de pan de trigo integral, son excelentes fuentes de proteína en las loncheras de los niños.

ALERTA SANITARIA

ALERTA DE CAFEÍNA

La cafeína se encuentra en el café, té, Coca-Cola, Pepsi y otras bebidas gaseosas al igual que el chocolate en pequeñas cantidades. Es uno de nuestros “productos básicos” y una droga legal disfrutada por millones de personas en el mundo. La cafeína funciona de la misma manera que la división simpática del sistema nervioso autónomo. Es decir, estimula la actividad fisiológica, causando un aumento de la frecuencia cardiaca. Nosotros lo interpretamos como un “levantón” en la mañana y nos mantiene alerta durante las horas pico de trabajo. Las cantidades moderadas de cafeína no suponen graves amenazas para nuestra salud. Sin embargo, el consumo excesivo de cafeína puede provocar presión arterial alta, ansiedad, un ritmo cardiaco irregular, y dificultad para conciliar el sueño. Los niveles de tolerancia de la cafeína varían de individuo a individuo. Hay que vigilar y determinar nosotros mismos cuánta cafeína es segura y qué cantidades pueden producir síntomas problemáticos. Una cantidad moderada de cafeína equivale a dos tazas de café o refresco de cola al día. Dado que los estudios con animales han demostrado una relación entre defectos de nacimiento y el consumo de cafeína, las mujeres embarazadas deben evitar el consumo de cafeína durante todo el periodo de embarazo.

Transmite impulsos relacionados con el equilibrio y la audición. El nervio glosofaríngeo (IX) es un nervio mixto que controla la deglución y percibe el sabor. Su función parasimpática controla las glándulas salivales. El nervio vago (X) es un nervio mixto que controla los movimientos de los músculos esqueléticos de la faringe, laringe y el paladar. Transmite los impulsos de las sensaciones en la laringe, en las vísceras y el oído. Su función parasimpática controla las vísceras presentes en el tórax y el abdomen. El nervio accesorio (XI) es un nervio motor, se origina en el tronco encefálico y en la médula espinal. Ayuda a controlar la deglución y los movimientos de la cabeza. Finalmente el nervio hipogloso (XII) es un nervio motor que controla los músculos involucrados en el habla y la

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deglución, sus fibras sensoriales conducen impulsos para la sensación muscular. La Tabla 11-1 muestra un resumen de los nombres y funciones de los nervios craneales.

LOS SENTIDOS ESPECIALES Los cinco sentidos son el olfato, el gusto, la vista, la audición y el equilibrio. Los sentidos del olfato y del gusto son activados por las interacciones entre compuestos químicos y los receptores sensoriales localizados en la lengua y en la nariz. La visión ocurre debido a las interacciones de la luz con los receptores sensoriales del ojo. La audición y el equilibrio funcionan gracias a la interacción de los estímulos mecánicos (ondas sonoras en el caso de la

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CAPÍTULO 11 El sistema nervioso: Cerebro, nervios craneales, sistema nervioso autónomo y los sentidos…

Tabla 11-1

Nervios craneales

Número

Nombre

Función

I

Olfatorio

Sensorial: olfato

II

Óptico

Sensorial: visión

III

Oculomotor

Motor: movimiento del globo ocular, regulación del tamaño de la pupila

IV

Troclear

Motor: movimientos oculares

V

Trigeminal

Sensorial: sensaciones en la cabeza y cara, sensación muscular Motor: masticación Nota: se divide en tres ramas, la rama oftálmica, la rama maxilar y la rama mandibular

VI

Abducens

Motor: movimiento del globo ocular, particularmente la abducción

VII

Facial

Sensorial: gusto Motor: expresión facial, secreción de saliva

VIII

Vestibulococlear

Sensorial: equilibrio, audición Nota: se divide en dos ramas, la rama vestibular responsable del equilibrio y la rama coclear responsable de la audición

IX

Glosofaríngeo

Sensorial: gusto Motor: deglución, secreción de saliva

X

Vago

Sensorial: sensación de los órganos suministrados Motor: movimiento de los órganos suministrados Nota: suministra la cabeza, faringe, bronquios, esófago, hígado y estómago

XI

Accesorio

Motor: movimiento de los hombros, movimiento de la cabeza y producción de la voz

XII

Hipogloso

Motor: movimientos de la lengua

audición y el movimiento para el balance) con los receptores sensoriales localizados dentro del oído.

El sentido del olfato El sentido del olfato también se conoce como sentido olfatorio. Las moléculas en el aire entran en la cavidad nasal y se disuelven en la mucosa epitelial de los cornetes nasales superiores, la plataforma superior de la nariz (Figura 11-8A). Ahí entran en contacto con las neuronas olfatorias modificadas para responder a los olores. Estas neuronas son bipolares. Sus dendritas se encuentran en la superficie epitelial de la plataforma superior y están en contacto con los receptores olfativos de la nariz. Las moléculas aromáticas se unen a estos receptores. Las neuronas olfativas transmiten el impulso a lo largo de sus axones cuyos extremos se convierten en bulbos olfatorios agrandados. A partir de ahí, se conectan con las neuronas de asociación ubicadas en el área del encéfalo llamada

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corteza olfativa localizada en los lóbulos temporal y frontal del cerebro. Las células receptoras son neuronas que presentan cilios en el extremo distal de sus dendritas (Figura 11-8B). Estos cilios funcionan como quimiorreceptores para detectar olores. Estas primeras moléculas se disuelven en la membrana mucosa que recubre la plataforma olfativa y luego son detectadas. El sentido del olfato está estrechamente relacionado con el sentido del gusto, utilizamos estos dos sentidos para decidir si deseamos comer un alimento en particular. Nuestro sentido del olfato es complejo debido a que un pequeño número de receptores detectan una gran variedad de olores. Es el cerebro que interpreta estas combinaciones de receptores en un tipo de código olfatorio. El mecanismo exacto de este funcionamiento todavía está siendo investigado por biólogos. Sin embargo, sí sabemos que los receptores olfatorios se adaptan rápidamente a los olores y después de un breve periodo ya no percibimos el olor tan intensamente como cuando lo detectamos en un inicio.

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CAPÍTULO 11 El sistema nervioso: Cerebro, nervios craneales, sistema nervioso autónomo y los sentidos…

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Fibras nerviosas bipolares dentro del bulbo olfatorio Tracto olfatorio

Bulbo olfatorio Área olfatoria de la cavidad nasal Cornetes nasales superiores

Placa cribiforme Células epiteliales columnares

Cavidad nasal

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Células receptoras olfatorias Cilios

(A)

(B)

FIGURA 11-8. (A) El área olfatoria de la nariz, formada por los cornetes nasales superiores. (B) Las células epiteliales columnares dan soporte a las células olfatorias receptoras, las cuales presentan cilios en sus extremos.

El sentido del gusto Las papilas gustativas son las estructuras sensoriales que se encuentran en determinadas papilas; son elevaciones de la lengua, que detectan los estímulos del gusto (Figura 11-9). Las papilas gustativas se encuentran también en el paladar ubicado en el techo de la boca, en algunas regiones de la faringe y en los labios de los niños. Cada papila gustativa está formada por dos tipos de células. El primer tipo son células epiteliales especializadas que forman la cápsula exterior del paladar. El segundo tipo de células forma el interior de las papilas gustativas. Éstas se llaman células gustativas y funcionan como receptores para el sabor. Las papilas gustativas son esféricas y presentan una abertura llamada poro del gusto. Los pelos gustativos son proyecciones diminutas de las células gustativas que se extienden fuera del poro del gusto. Estos pelos gustativos son los que en realidad funcionan como receptores de las células gustativas. Los nervios craneales VIII, IX y X conducen las sensaciones del gusto al encéfalo, el cual percibe e interpreta el sabor. Antes de que una sustancia química pueda degustarse, primero debe disolverse en un líquido (al igual que los olores en la nariz); la saliva producida por las glándulas salivales ofrece este medio líquido. Las fibras

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nerviosas que rodean las células gustativas transmiten los impulsos al cerebro para su interpretación. Los impulsos sensoriales viajan en los nervios faciales (VIII), glosofaríngeo (IX) y vago (X) hacia la corteza gustativa (sabor) y la corteza del lóbulo parietal del cerebro para su interpretación. Los cuatro principales tipos de sensaciones de sabor son: dulce, ácido, salado y amargo. A pesar de que todas las papilas gustativas pueden detectar los cuatro sabores, en la sección posterior de la lengua reaccionan fuertemente al sabor amargo, en la punta de la lengua reaccionan fuertemente al sabor dulce y salado, y las que están ubicadas a los lados de la lengua responden con más fuerza a los sabores ácidos (Figura 11-9). Las sensaciones gustativas están también influenciadas por las olfativas. El taparse la nariz al momento de deglutir reduce la sensación del sabor. Ésta es una práctica común cuando se toma una medicina de mal sabor.

El sentido de la vista Los ojos son los órganos de la vista. Están protegidos por las órbitas del cráneo. Véase el Capítulo 7 para revisar los huesos que forman las órbitas. Además, las cejas ayudan a

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CAPÍTULO 11 El sistema nervioso: Cerebro, nervios craneales, sistema nervioso autónomo y los sentidos…

Papilas

Célula gustativa Poro gustativo (A)

Papilas gustativas

Célula de soporte

Fibra nerviosa sensorial

Pelo gustativo Tejido conectivo Epitelio de la lengua

(C)

(D)

(E)

(F)

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(B)

FIGURA 11-9. (A) Las papilas gustativas ubicadas en la superficie de la lengua están asociadas con elevaciones llamadas papilas. (B) Una papila gustativa que contiene células del gusto presenta en su superficie una abertura llamada poro gustativo. Las secciones coloreadas indican los patrones comunes de los receptores del gusto: (C) dulce, (D) ácido, (E) salado, (F) amargo.

crear una sombra en los ojos y evitan que la transpiración entre al ojo y cause irritación. Los párpados y las pestañas protegen los ojos de objetos extraños. El parpadeo lubrica la superficie del ojo mediante la difusión de lágrimas que son producidas por la glándula lagrimal. Las lágrimas no sólo lubrican el ojo, sino que también ayudan a combatir las infecciones bacterianas a través de la enzima lisozima, la sal y la gammaglobulina.

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Conexión con StudyWARE ™ Observa la animación en tu CD CD-ROM ROM de StudyWARE™, que explica cómo se produce la vista.

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CAPÍTULO 11 El sistema nervioso: Cerebro, nervios craneales, sistema nervioso autónomo y los sentidos…

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Cuerpo ciliar y músculos intrínsecos Ligamentos suspensorios Conjuntiva

Retina

Iris Arterias y venas de la retina

Pupila Vía del haz de luz

Fóvea centralis

Cámara anterior con humor acuoso Córnea

Nervio óptico

Lente Cámara posterior con humor vítreo

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Punto ciego (disco óptico)

Coroides Esclerótica

FIGURA 11-10. La anatomía del ojo, vista transversal.

El ojo es una esfera llena de dos líquidos (Figura 11-10). Los músculos esqueléticos responsables de los movimientos oculares, los músculos rectos y los músculos oblicuos, se discuten en el Capítulo 9. La pared del ojo se compone de tres capas de tejido. La capa más externa, la esclerótica, es de color blanco y está compuesta de tejido conjuntivo resistente. Al mirarnos en el espejo, es aquella porción de color blanco de nuestro ojo. La córnea es la parte transparente de esta capa más externa que permite la entrada de luz al ojo. La segunda capa es la coroides, que contiene numerosos vasos sanguíneos y células pigmentadas. Es de color negro y absorbe la luz para que no se refleje en el ojo e interfiera con la visión. La capa más interna del ojo es la retina. Es de color gris y contiene las células fotosensibles conocidas como conos y bastones. El cuerpo ciliar se compone de los músculos lisos que sostienen al cristalino (lente) biconvexo, flexible y transparente, en su lugar. El iris es la parte que da color al ojo, y consiste de músculo liso que rodea la pupila. El iris regula la cantidad de luz que entra al ojo, modificando el diámetro de la pupila. Cuando entramos en un cuarto oscuro, el iris se abre para permitir una mayor entrada de luz. Cuando salimos a un lugar donde haya luz solar intensa, el iris se contrae, dejando entrar menos cantidad de luz a la pupila. El interior del ojo se divide en dos compartimentos. En frente de la lente se encuentra el compartimento anterior que se llena con un líquido llamado humor acuoso. Este líquido ayuda a desviar la luz, es una fuente de nutrientes para la superficie interna del ojo y mantiene la presión ocular; es producido por el cuerpo ciliar. El com-

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partimento posterior del ojo está lleno de humor vítreo. También ayuda a mantener la presión ocular, refracta o quiebra la luz y mantiene la retina y el cristalino en su lugar. La retina es la capa más interna del ojo y contiene las células fotosensibles (Figura 11-11). La retina tiene una capa epitelial pigmentada que ayuda a que la luz no se refleje de nuevo hacia el ojo. La capa sensorial está formada por conos y bastones, donde los bastones son más abundantes. Los bastones son muy sensibles a la luz así que funcionan con poca luz, pero no producen la visión

Célula ganglionar

Neurona bipolar sensorial

Nervio óptico (11)

Bastones

Retina

Cuerpos celulares Conos, responsables de la visión a color y de la luz brillante

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Anatomía del ojo

FIGURA 11-11. Las capas de la retina muestran los conos,

bastones, y otras capas celulares.

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CAPÍTULO 11 El sistema nervioso: Cerebro, nervios craneales, sistema nervioso autónomo y los sentidos…

en color. Los conos son los responsables de la visión a color. Tres tipos diferentes de conos son sensibles al rojo, verde o azul, las combinaciones de estos conos producen los demás colores que observamos. Los conos y bastones hacen sinapsis con las células bipolares de la retina. Las células bipolares hacen sinapsis con las células de los ganglios cuyos axones forman el nervio óptico. Finalmente, las fibras del nervio óptico llegan al tálamo del cerebro y hacen sinapsis en su parte posterior y entran como radiaciones ópticas hasta la corteza visual del lóbulo occipital del cerebro para su interpretación. La mancha amarillenta en el centro de la retina se llama mácula lútea. En su centro existe una depresión llamada fóvea central. Esta región produce la visión más aguda, como cuando miramos directamente a un objeto. En la parte media de la fóvea central se encuentra el disco óptico. Es aquí donde las fibras nerviosas salen del ojo formando el nervio óptico. Debido a que el disco óptico no tiene células receptoras, se denomina punto ciego. Tanto los bastones como los conos contienen pigmentos sensibles a la luz. Los bastones contienen el pigmento llamado rodopsina. Los conos contienen un pigmento ligeramente diferente; cuando se expone a la luz, la rodopsina se descompone en una proteína llamada opsina y un pigmento llamado retinal. La fabricación del retinal requiere vitamina A. Una persona con deficiencia de vitamina A puede experimentar ceguera nocturna, que es la dificultad para ver con poca luz. La vista es uno de nuestros sentidos más importantes. Los seres humanos dependen de la vista como sen-

Oído externo

tido principal para sobrevivir e interactuar con nuestro entorno. Nos educamos a través de la información visual, a través de la lectura, las interpretaciones de color y de movimiento. Las personas que pierden la vista tienden a desarrollar la agudeza de los otros sentidos como el olfato y el oído, los sentidos que nuestras mascotas, los perros y gatos, han desarrollado en un alto grado.

Conexión con StudyWARE ™ Practica un juego interactivo relacionando las diferentes estructuras del ojo en tu CD-ROM de StudyWARE™.

El sentido de la audición y el equilibrio El oído externo, interno y medio contienen los órganos del equilibrio y la audición (Figura 11-12). El oído externo es la parte que se extiende desde la parte exterior de la cabeza hasta el tímpano. En la porción media de éste encontramos la membrana timpánica, una cámara llena de aire denominada oído medio; éste contiene los huesecillos conocidos como: martillo, yunque y estribo. El oído externo y medio están involucrados en la audición. El interno es un grupo de cámaras llenas de líquido, involucrados tanto en el equilibrio como en la audición.

Oído medio Yunque Canales semicirculares

Martillo

Vestíbulo Ramas del nervio vestibulococlear

Aurícula

Cóclea meato auditivo externo

Tubo auditivo (de Eustaquio)

Estribo

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Ventana oval

Ventana redonda

Membrana timpánica

Oído interno

FIGURA 11-12. El oído externo, medio e interno y sus órganos.

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CAPÍTULO 11 El sistema nervioso: Cerebro, nervios craneales, sistema nervioso autónomo y los sentidos…

El oído externo consta de la parte flexible y visible conocida como la aurícula, compuesta principalmente de cartílago elástico. Ésta se conecta con nuestro canal auditivo conocido como el conducto auditivo externo. El pabellón auricular permite que las ondas de sonido entren al canal auditivo, y dirige las ondas hacia el tímpano o membrana timpánica. El canal auditivo está revestido con vellos y glándulas sebáceas modificadas llamadas glándulas ceruminosas , las cuales producen cera o cerumen. Los vellos y la cera protegen al tímpano de los objetos extraños. La membrana timpánica delgada, de color gris plateado, es muy delicada y las ondas de sonido provocan su vibración. El oído medio es la cavidad llena de aire que contiene el martillo, el yunque y el estribo. Estos huesos transmiten las vibraciones sonoras desde el tímpano hasta la ventana oval. Las dos aberturas en la parte media del oído medio se denominan ventana oval y ventana redonda. Conectan el oído medio con el interno. A medida que las vibraciones de las ondas sonoras se transmiten desde el martillo al estribo, se amplifican en el oído medio. En éste también se encuentra el tubo auditivo o trompa de Eustaquio que se abre en la faringe y permite que la presión de aire entre al oído medio y el aire exterior se iguale, garantizando así que los sonidos no se distorsionen. Al viajar en un avión, los cambios de altitud cambian la presión. Esto se traduce en sonidos apagados y dolor en el tímpano. Podemos permitir que el aire entre o salga del oído medio

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a través de la trompa de Eustaquio y así igualar la presión al bostezar, masticar o tragar. A veces tapamos nuestra nariz y boca mientras expulsamos suavemente el aire de nuestros pulmones a través de la trompa de Eustaquio para destapar nuestro tímpano e igualar la presión. El oído interno está compuesto de cámaras y túneles que se interconectan con el hueso temporal. Esta área contiene la cóclea, que participa en la audición, el vestíbulo y los canales semicirculares que están involucrados en el equilibrio. El equilibrio estático es controlado por el vestíbulo y determina la posición de la cabeza en relación a la gravedad; el equilibrio cinético está controlado por los canales semicirculares y determina el cambio en lo que respecta a movimientos de rotación de la cabeza.

Conexión con StudyWARE ™ ● Ve la animación en tu CD CD-ROM ROM de

StudyWARE™ que explica cómo oímos. ● Practica un juego interactivo relacio-

nando las estructuras del oído en tu CD-ROM de StudyWARE™.

CONFORME EL CUERPO ENVEJECE El sistema nervioso se desarrolla rápidamente en el embrión en desarrollo. En el primer mes, puede observarse el encéfalo y la médula espinal. Cuando un niño nace, la cabeza es mucho mayor en proporción al resto del cuerpo a causa del desarrollo del sistema nervioso y sus neuronas. A medida que crecemos, el cerebro se desarrolla muy rápidamente durante los primeros años de vida a medida que las neuronas aumentan de tamaño. Las células de soporte o neuroglia crecen y aumentan en número, y ciertas neuronas desarrollan sus vainas de mielina, mientras que las dendritas se desarrollan e incrementan en número, lo que resulta en mayor número de sinapsis. En la madurez, el sistema nervioso comienza a sufrir numerosos cambios. El encéfalo empieza a disminuir en tamaño y masa debido a una pérdida de neuronas que constituyen la parte externa del cerebro. Los individuos, de aproximadamente 70 años de edad pierden 7% del peso de su encéfalo. Además hay una pérdida de contactos sinápticos y neurotransmisores. Esto resulta en una disminución de la capacidad para enviar impulsos hacia y desde el encéfalo. Se dificulta el procesamiento de la información y el movimiento muscular y se disminuyen las respuestas. Éstos son todos los síntomas observados en los adultos mayores. Una reducción en el tamaño de las arterias que irrigan el encéfalo da como resultado una irrigación sanguínea que suministra una menor cantidad de oxígeno, lo cual aumenta las posibilidades de accidentes cerebrovasculares en los adultos mayores.

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Campo

PROFESIONAL

Ést son las licenciaturas que están disponibles para los individuos a quienes les Éstas interese in nte trabajar con el sistema nervioso. ● L Los anestesiólogos son médicos que administran la anestesia directamente a

los pacientes durante una cirugía o que supervisan a las enfermeras anestesistas durante la aplicación de ésta. ● Los asistentes de anestesiólogos son profesionales de la salud que adquieren

información preoperatoria, como el historial de problemas relacionados con la salud, y realizan el examen físico, como la inserción de catéteres intravenosos y las inyecciones; de igual manera, participan en la atención del paciente en la sala de recuperación. ● Los neurocirujanos son médicos especialistas en cirugía del encéfalo, médula

espinal y nervios periféricos. ● Las enfermeras anestesistas son enfermeras registradas que tienen entrenamiento

avanzado sobre la anestesia y que gestionan la atención a los pacientes durante la administración de la anestesia en determinadas situaciones quirúrgicas. ● Los acupunturistas son individuos capacitados en el método tradicional chino de

calmar el dolor mediante la inserción de finas agujas en la piel en sitios específicos con el fin de producir un efecto anestésico sobre algunas partes del cuerpo. ● Los psiquiatras son médicos con formación avanzada en el diagnóstico, preven-

ción y tratamiento de los trastornos mentales. ● Los psicólogos se especializan en el estudio de la función del cerebro. Un psicólogo

clínico cuenta con un posgrado y brinda asesoramiento y pruebas a los pacientes con trastornos emocionales y mentales.

SISTEMAS CORPORALES TRABAJANDO JUNTOS PARA MANTENER LA HOMEOSTASIS: EL SISTEMA NERVIOSO Sistema tegumentario ● Los receptores de temperatura en la piel detectan cambios en el ambiente externo y transmiten la información al sistema nervioso central para la interpretación de las sensaciones de frío o calor. ● Los receptores de presión en la piel detectan cambios en el ambiente externo y transmiten información al sistema nervioso para la interpretación de sensaciones de placer y de dolor. Sistema esquelético ● Los huesos del cráneo y las vértebras protegen al cerebro y a la médula espinal. ● Los huesos almacenan calcio para su liberación a la sangre. El calcio es necesario para la transmisión nerviosa.

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Sistema molecular ● La contracción muscular depende de la estimulación

nerviosa. ● El sentido muscular y la posición de las partes del

cuerpo son controladas por las neuronas sensoriales e interpretadas por el sistema nervioso. Sistema endocrino ● El hipotálamo del cerebro, a través de neurosecreciones, controla la acción de la glándula pituitaria, la glándula maestra del sistema endocrino, que controla las secreciones de diversas hormonas de otras glándulas endocrinas. Sistema cardiovascular ● Los impulsos nerviosos controlan el ritmo cardiaco y la presión arterial. ● Los impulsos nerviosos controlan la dilatación y constricción de los vasos sanguíneos, controlando el flujo sanguíneo. Sistema linfático ● La ansiedad y el estrés pueden comprometer la respuesta inmune, la función principal del sistema linfático.

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CAPÍTULO 11 El sistema nervioso: Cerebro, nervios craneales, sistema nervioso autónomo y los sentidos… ● El hipotálamo controla los fenómenos del poder

de la mente sobre el cuerpo y refuerza la respuesta inmune, combatiendo las enfermedades. Sistema digestivo ● El sistema nervioso autónomo controla la peristalsis, que mezcla la comida con enzimas digestivas y moviliza la comida por el tracto digestivo. ● Los impulsos nerviosos nos informan cuándo vaciar el tracto de desechos no digeribles. Sistema respiratorio ● La tasa respiratoria es controlada por el sistema nervioso, controlando los niveles de oxígeno y de carbono en la sangre. ● El nervio frénico controla la acción del diafragma, que controla las tasas de respiración.

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

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Sistema urinario ● Los impulsos nerviosos enviados a los riñones controlan la composición y la concentración de la orina. ● Los receptores de la vejiga nos informan cuando debemos vaciar la orina de nuestro cuerpo. Sistema reproductivo ● El sistema nervioso estimula la producción de óvulos y espermatozoides al inicio de la pubertad y a lo largo de toda la vida en los hombres, y hasta la menopausia en las mujeres. ● El placer sexual está determinado por los receptores sensoriales en las distintas partes del cuerpo. ● Las contracciones del músculo liso, estimuladas por el sistema nervioso, provocan el parto. ● La succión de las mamas por el recién nacido estimula la producción de leche en las glándulas mamarias.

TRASTORNOS DEL SISTEMA NERVIOSO

LA ENFERMEDAD DE ALZHEIMER La enfermedad de Alzheimer ocasiona un deterioro mental grave. También es conocida como la demencia senil de tipo Alzheimer (SDAT, por sus siglas en inglés). Por lo general, afecta a las personas mayores pero puede empezar más temprano en la vida con síntomas de pérdida de memoria y cambio de comportamiento. La enfermedad afecta al 10% de las personas mayores de 65 años y a casi la mitad de los de 85 años o más. Los síntomas empeoran dramáticamente en individuos mayores de 70 años. Los síntomas incluyen la falta de memoria, confusión, disminución de la capacidad intelectual, inquietud, desorientación, y, en ocasiones, alteraciones del habla. La enfermedad produce la pérdida de las neuronas de la corteza cerebral, resultando en una disminución del tamaño del cerebro. Los surcos crecen en tamaño y las circunvoluciones se estrechan. Los lóbulos temporales y frontales son particularmente afectados. Se forman axones alargados en la corteza que contiene la proteína beta-amiloide. Existe una predisposición genética para la enfermedad; el primer síntoma de la enfermedad comienza generalmente con una incapacidad para asimilar la información nueva a pesar de la capacidad de retener la información vieja, dificultad para recordar palabras, y la desorientación en un entorno común. La muerte ocurre generalmente de 8-12 años después de la aparición de los síntomas. Los pacientes deben ser custodiados y mantenidos en un ambiente cómodo para evitar que se lastimen.

ACCIDENTES CEREBROVASCULARES (ACV) Los accidentes cerebrovasculares (ACV) o embolias pueden ser causados por un coágulo o trombo en un vaso sanguíneo, o por un pedazo de coágulo que se desprende y viaja en el sistema circulatorio hasta que se aloja en un vaso sanguíneo y se bloquea la circulación. Puede ser causado por una hemorragia tisular o por la constricción de los vasos sanguíneos cerebrales, conocidos como vasoespasmo. Estas situaciones pueden resultar en una muerte celular localizada debido a la falta de suministro sanguíneo al tejido. Esto se conoce como infarto. Los síntomas son determinados por el tamaño y localización del mismo e incluyen la falta de sensibilidad o parálisis en el lado corporal opuesto a donde se produjo el infarto, debilidad, defectos del habla, o incapacidad para hablar. La muerte puede sobrevenir. Sin embargo, los síntomas pueden desaparecer en infartos menores cuando cesa la inflamación del cerebro. (continúa)

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ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

TRASTORNOS DEL SISTEMA NERVIOSO (continuación)

MENINGITIS La meningitis es una inflamación de las meninges causada por una infección bacteriana o viral, lo que resulta en dolor de cabeza, fiebre y rigidez en el cuello. Cuadros graves de meningitis viral pueden resultar en parálisis, estado de coma y muerte.

ENCEFALITIS La encefalitis es una inflamación del tejido cerebral causada por la transmisión de un virus a causa de la picadura de un mosquito. Se manifiesta por una amplia variedad de síntomas, incluyendo coma, fiebre y convulsiones, y podría causar la muerte.

TÉTANOS El tétanos es causado por la infección de una herida con la bacteria Clostridium tetani. La bacteria produce una neurotoxina que afecta a las neuronas motoras de la médula espinal y del tronco encefálico. También bloquea neurotransmisores inhibidores, resultando en contracciones musculares. Los músculos de la mandíbula se afectan inicialmente y se bloquea la mandíbula en una posición cerrada. La muerte podría ser causada debido a los espasmos de los músculos respiratorios y del diafragma.

ENFERMEDAD DE PARKINSON La enfermedad de Parkinson se caracteriza por temblores de la mano cuando se está en reposo y un paso lento con arrastre de pies que produce rigidez muscular. Es causada por el daño a los núcleos basales, lo que resulta en una cantidad deficiente de dopamina, un neurotransmisor inhibitorio. La enfermedad puede ser tratada en cierta medida con L-dopa. Las nuevas investigaciones emplean células fetales de cordones umbilicales conservados para transplantar al paciente. Estas células pueden producir dopamina en el individuo con la enfermedad.

PARÁLISIS CEREBRAL La parálisis cerebral es una condición causada por daño cerebral durante el desarrollo o el parto. Las funciones motrices del niño y la coordinación muscular son defectuosas. Los síntomas incluyen movimientos torpes, cabeceo y agitamiento de los brazos. El habla se ve afectada produciendo sonidos guturales, y la deglución se dificulta. El equilibrio es pobre y se sufren espasmos y temblores musculares. La atención prenatal y obstétrica cuidadosa es necesaria para prevenir esta condición.

EPILEPSIA La epilepsia es causada por un trastorno del encéfalo donde ciertas regiones del mismo están hiperactivas, lo que produce convulsiones (contracciones musculares involuntarias) y la posible pérdida de la conciencia.

JAQUECA La jaqueca o cefalea puede ser causada por una variedad de factores, desde tensión muscular y ansiedad, hasta dolor de muelas y senos paranasales hinchados. También puede deberse a la inflamación de las meninges, a tumores cerebrales, vasculares y debido a cambios en el suministro de sangre que llega al encéfalo.

ANEURISMA Un aneurisma es un agrandamiento o dilatación de la pared del vaso sanguíneo conocido también como inflamación. Ésta puede romperse y causar un sangrado o hemorragias en la zona. La hipertensión arterial puede causar que el aneurisma estalle. Por lo general los aneurismas se desarrollan en la aorta y en las arterias que irrigan el cerebro. La hemorragia cerebral destruye el tejido cerebral. Las personas mayores comúnmente desarrollan aneurismas alrededor de la arteria poplítea de la pierna.

ESCLEROSIS MÚLTIPLE (EM) La esclerosis múltiple es una enfermedad causada por la desmielinización progresiva de las células nerviosas en el cerebro y de la médula espinal. En la actualidad se considera una enfermedad auto-

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TRASTORNOS DEL SISTEMA NERVIOSO (continuación)

inmune. Produce lesiones del cerebro y médula espinal que resultan en un endurecimiento (esclerosis) de las cubiertas grasas de las capas de mielina lo que produce la conducción deficiente de los impulsos nerviosos. Por lo general, se desarrolla a principios de la edad adulta donde progresa, presentando pequeños momentos de remisión. Los síntomas de la enfermedad son debilidad muscular, visión doble, vértigo, reflejos anormales y en ocasiones dificultad en la micción. No hay cura para la enfermedad. Los tratamientos incluyen medicamentos que alivian los síntomas. A los pacientes se les anima a vivir una vida tan normal como sea posible. Algunas personas en la última etapa de la enfermedad necesitan un vehículo médico autorizado para ayudarlos a desplazarse.

SÍNDROME DE REYE El síndrome de Reye, nombrado por el patólogo australiano Ralph Reye, es una condición que afecta en su mayoría, a las personas menores de 18 años de edad. Por lo general, se desarrolla tras padecer una infección viral aguda como gripe, varicela, o un enterovirus. En las primeras etapas los síntomas incluyen erupción cutánea, vómito y desorientación seguido por convulsiones, coma y el colapso del sistema respiratorio. La causa de la enfermedad es desconocida aunque parece estar relacionada con la administración de aspirina. Las células del cerebro se hinchan y se acumula una gran cantidad de grasa en el riñón y en el hígado.

RABIA La rabia es una enfermedad viral aguda y mortal que afecta al sistema nervioso central. Se transmite a humanos a través de una mordida que contenga saliva de mamíferos infectados como gatos o perros o de animales silvestres como los murciélagos, zorrillos, mapaches y zorros. El virus viaja hacia el cerebro y otros órganos. Los síntomas incluyen fiebre, dolor muscular y de cabeza. Si no se trata, provoca encefalitis, espasmos musculares severos, convulsiones, parálisis, coma y eventualmente la muerte. El tratamiento incluye una serie de inyecciones de la vacuna administrada por vía intramuscular. La prevención es mediante la vacunación contra la rabia de nuestros gatos y perros domésticos. Dado que los perros con rabia le temen al agua y se niegan a beber, se ha empleado el nombre de hidrofobia (miedo al agua) para describir esta enfermedad.

PARÁLISIS DE BELL La parálisis de Bell también se conoce como parálisis facial. El resultado es la parálisis del nervio facial pero solamente de un lado de la cara. El paciente afectado puede ser incapaz de controlar la salivación o de cerrar un ojo. La falta de tono muscular hace que la cara se vea lánguida. La condición generalmente es temporal, pero en casos graves puede ser permanente. Los síntomas pueden deberse a un traumatismo al nervio, la compresión del nervio, o a una infección del virus del herpes simple.

CONMOCIÓN CEREBRAL Una conmoción cerebral es causada por una sacudida violenta al cerebro como consecuencia de un golpe severo. Esto resulta en daño cerebral, lo que provoca una pérdida momentánea de conciencia. En algunos cuadros los síntomas tales como dolor de cabeza provocado por tensión muscular, cambio de personalidad, o fatiga pueden persistir durante un mes o más.

DEPRESIÓN La depresión es una condición que hasta cierto punto experimentan la mayoría de las personas en algún momento de sus vidas. Aunque se ha descrito desde hace siglos, la causa exacta no es ni específica ni universal para todos los individuos afectados. Probablemente tenga una base tanto psicológica como fisiológica. Por definición, la depresión emocional es un estado anormal donde se presentan sentimientos de tristeza, rechazo, desesperanza y falta de valor que están fuera de proporción con la realidad. Ciertos tipos de depresión pueden ser tratados con medicamentos antidepresivos o psicoterapia. Pueden expresarse ciertos comportamientos como comer en exceso, apatía, retraimiento, ira e incluso agresión.

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ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

TRASTORNOS DE LOS SENTIDOS

OTITIS MEDIA La otitis media o infección del oído medio es muy común en niños pequeños. Puede dar lugar a una pérdida temporal de audición debido a la acumulación de líquido cerca de la membrana timpánica. Los síntomas incluyen fiebre e irritabilidad, y la coloración roja del tímpano es visible después de una revisión médica.

CONJUNTIVITIS La conjuntivitis es causada por una infección bacteriana de la conjuntiva del ojo. La conjuntivitis es contagiosa y es común en los niños. Se puede transmitir fácilmente mediante el contacto de las manos con los ojos o por agua contaminada en una piscina.

MIOPÍA La miopía es la habilidad para ver objetos cercanos, pero no los lejanos.

HIPERMETROPÍA La hipermetropía es la habilidad para ver objetos distantes, pero no los cercanos. Tanto la miopía como la hipermetropía se pueden corregir mediante una lente correctiva (una lente cóncava para la miopía y una lente convexa para la hipermetropía).

PRESBICIA La presbicia es una disminución en la capacidad del ojo para ver de cerca. Ésta es una parte normal del envejecimiento y ocurre generalmente alrededor de los 40 años. Se puede corregir mediante el uso de anteojos de lectura.

DALTONISMO El daltonismo es un rasgo genético heredado por el cromosoma X que ocurre con más frecuencia en varones. El resultado es la incapacidad de percibir uno o más colores.

CINETOSIS La cinetosis es causada por una estimulación de los canales semicirculares del oído interno que es producida por movimientos como aquellos experimentados durante un viaje en avión, buque, barco, o cualquier vehículo. Estas acciones causan debilidad, náusea y vómitos. Se han desarrollado ciertos fármacos, como la escopolamina, que pueden administrarse a través de un parche en la piel, generalmente colocado detrás de la oreja. Tiene una duración de hasta tres días para prevenir el mareo. Lo utilizan generalmente individuos que viajan en cruceros y aquellos que son sensibles al movimiento.

CATARATAS Por lo general se desarrollan cataratas en las personas mayores. La lente (cristalino) del ojo se opaca debido a una acumulación de materiales proteicos. El humor acuoso por delante del cristalino le proporciona nutrientes al mismo. Una disminución o pérdida de nutrientes conduce a la degeneración y a las cataratas, también conocida como opacidad del cristalino.

GLAUCOMA El glaucoma es causado por la presencia de demasiado humor acuoso por delante de la lente, lo que lleva a aumento de la presión en el ojo. Su principal síntoma es la reducción del campo de la visión. A menudo se da más en los afroamericanos que en los caucásicos. Las personas mayores deben ser evaluadas anualmente para detectar si han desarrollado glaucoma. El glaucoma provoca la destrucción de la retina o del nervio óptico y conduce a la ceguera.

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RESUMEN LAS PARTES PRINCIPALES DEL ENCÉFALO 1. El encéfalo está dividido en cuatro partes principales: el tronco encefálico que consiste del bulbo raquídeo, el puente de Varolio y el mesencéfalo; el diencéfalo, que consiste del tálamo y el hipotálamo; el cerebro, que consta de dos hemisferios, y el cerebelo. 2. El encéfalo está protegido por los huesos del cráneo, las meninges craneales y el líquido cefalorraquídeo. 3. El líquido cefalorraquídeo actúa como un amortiguador para el sistema nervioso central y hace circular los nutrientes; en el encéfalo, el líquido cefalorraquídeo circula por el espacio subaracnoideo y a través de los cuatro ventrículos.

LA ANATOMÍA Y FUNCIÓN DEL TRONCO ENCEFÁLICO 1. El bulbo raquídeo contiene todos los tractos ascendentes y descendentes que conectan la médula espinal con el cerebro. Algunas de estas vías se cruzan en el bulbo raquídeo, conocido como decusación de las pirámides. Esto explica por qué las funciones motoras en un lado del cerebro controlan los movimientos musculares en el lado opuesto del cuerpo. 2. La formación reticular del bulbo raquídeo controla la conciencia y el despertar. Los tres centros reflejos vitales controlan el diámetro de los vasos sanguíneos, ritmo cardiaco y ritmo respiratorio. 3. El puente de Varolio conecta la médula espinal con el encéfalo y las partes del encéfalo entre sí. También ayuda a controlar la respiración. 4. El encéfalo medio o mesencéfalo contiene el tectum dorsal, un centro reflejo, que controla el movimiento de la cabeza y los ojos en respuesta a la estimulación visual, y el movimiento de la cabeza y del tronco en respuesta a estímulos auditivos.

LA ANATOMÍA Y FUNCIONES DEL DIENCÉFALO 1. El tálamo es una estación de transmisión de los impulsos sensoriales y un centro de interpretación para el reconocimiento del dolor, la temperatura y el tacto. 2. El hipotálamo controla las funciones relacionadas con la homeostasis: controla el sistema nervioso autónomo, que recibe impulsos sensoriales de las vísceras; controla la glándula pituitaria, que es el centro de fenómenos de la mente sobre el cuerpo; controla nuestro centro de la sed, y mantiene nuestra vigilia y los patrones de sueño.

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EL CEREBRO: ESTRUCTURA Y FUNCIONES 1. La superficie del cerebro está compuesta de materia gris y se llama corteza cerebral. Por debajo de la corteza encontramos la sustancia blanca. 2. Una fisura longitudinal separa el cerebro en dos hemisferios. Los pliegues en la superficie de los hemisferios se conocen como circunvoluciones, éstas están intervenidas por surcos. 3. El cuerpo calloso es un puente de fibras nerviosas que conecta los dos hemisferios. 4. La superficie de la corteza tiene áreas motoras que controlan los movimientos musculares, las áreas sensoriales para la interpretación de impulsos sensoriales y las áreas de asociación involucradas en los procesos emocionales e intelectuales. 5. Cada hemisferio se divide en cuatro lóbulos principales. 6. El lóbulo frontal controla los movimientos musculares voluntarios, estados de ánimo, la agresión, la recepción de olor y la motivación. 7. El lóbulo parietal evalúa la información sensorial sobre el tacto, el dolor, el equilibrio, el sabor y la temperatura. 8. El lóbulo temporal evalúa el oído, el olfato y la memoria. Es un centro para el pensamiento abstracto y para la emisión de juicios. 9. En el lóbulo occipital se evalúa la información visual.

EL CEREBELO: ESTRUCTURA Y FUNCIONES 1. El cerebelo consta de dos hemisferios parcialmente separados conectados por una estructura llamada vermis. El cerebelo tiene forma de mariposa. 2. Funciona como un centro de coordinación de movimientos musculares complejos, el mantenimiento de la postura corporal y el equilibrio.

EL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO 1. El sistema nervioso autónomo es una subdivisión del sistema periférico eferente. 2. Regula los órganos internos controlando las glándulas, el músculo liso y el músculo cardiaco. Mantiene la homeostasis regulando los latidos del corazón, la presión arterial, la respiración y la temperatura corporal. 3. Nos ayuda a controlar las situaciones de emergencia, las emociones, y diversas actividades físicas.

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4. Se compone de dos divisiones: la división simpática y la división parasimpática. 5. La división simpática se encarga del gasto energético y de las situaciones estresantes aumentando los latidos del corazón y la respiración. Sus fibras surgen de las regiones torácica y lumbar de la médula espinal. Utiliza la acetilcolina como neurotransmisor en las sinapsis preganglionares y la norepinefrina o noradrenalina en las sinapsis postganglionares. 7. Las funciones de la división parasimpática se encargan de la restauración del cuerpo a un estado sin estrés. Sus fibras surgen del tronco encefálico y de la región sacra de la médula espinal. Utiliza la acetilcolina como neurotransmisor tanto en las sinapsis preganglionares como en las postganglionares. 8. La división simpática nos prepara para la actividad física: aumenta la presión arterial, la frecuencia cardiaca, la respiración y la sudoración, y libera glucosa desde el hígado para tener energía rápida. También se conoce como el sistema de corre o defiéndete. 9. La división parasimpática contrarresta los efectos de la división simpática: se alenta la frecuencia cardiaca, baja la presión arterial, y disminuye la tasa respiratoria. También controla la digestión, la micción, la defecación, y la constricción de la pupila. Se conoce como el sistema de reposo.

6. El nervio abducens (VI) también controla el movimiento del globo ocular. Es un nervio tanto sensorial como motor. 7. El nervio facial (VII) controla los músculos encargados de la expresión facial. También percibe el sabor. Su función parasimpática controla las glándulas lagrimales y salivales. Es un nervio tanto sensorial como motor. 8. El nervio vestibulococlear (VIII) transmite impulsos relacionados con el equilibrio y la audición. Es un nervio sensorial. 9. El nervio glosofaríngeo (IX) controla la deglución y percibe el sabor. Su función parasimpática controla las glándulas salivales. Es un nervio tanto sensorial como motor. 10. El nervio vago (X) controla los movimientos de los músculos esqueléticos en la faringe, laringe y paladar. Transmite los impulsos sensoriales provenientes de la laringe, las vísceras y el oído. Sus funciones parasimpáticas controlan las vísceras del tórax y el abdomen. Es un nervio tanto sensorial como motor. 11. El nervio accesorio (XI) ayuda a controlar la deglución y el movimiento de la cabeza. Es un nervio tanto sensorial como motor. 12. El nervio hipogloso (XII) controla los músculos responsables de la deglución y el habla. Es un nervio tanto sensorial como motor.

LOS SENTIDOS ESPECIALES LOS DOCE NERVIOS CRANEALES Y SUS FUNCIONES 1. El nervio olfatorio (I) transmite impulsos relacionados con el olfato; es un nervio sensorial. 2. El nervio óptico (II) transmite impulsos relacionados con la vista; es un nervio sensorial. 3. El nervio oculomotor (III) controla los movimientos de los globos oculares y el párpado superior. Su función parasimpática controla la constricción de la pupila. Es un nervio tanto sensorial como motor. 4. El nervio troclear (IV) controla los movimientos de los globos oculares. 5. El nervio trigeminal (V) controla los movimientos de masticación y el sentido del tacto, la temperatura y el dolor proveniente de los dientes y del área facial. Es un nervio tanto sensorial como motor.

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1. El sentido del olfato y del gusto se producen cuando las moléculas del aire se disuelven en la mucosa epitelial de los cornetes nasales superiores de la nariz. 2. Las neuronas sensoriales bipolares transfieren estos impulsos químicos a los bulbos olfatorios que se conectan con las neuronas de asociación de la corteza olfativa en los lóbulos temporal y frontal del cerebro. 3. Un pequeño número de receptores en la nariz detectan una gran variedad de olores a través de la interpretación cerebral de combinaciones de receptores. El sentido del gusto 1. Las papilas gustativas se encuentran en ciertas papilas de la lengua, en el paladar, y en algunas partes de la faringe. 2. Las papilas gustativas son de dos tipos de células: las células epiteliales que forman la cápsula exterior y las células gustativas que se forman en el interior de las papilas gustativas.

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3. La sustancia química responsable del sabor se disuelve primero en el líquido de la saliva. Estos impulsos sensoriales son generados por los nervios faciales, glosofaríngeos y vagos hacia la corteza del sabor ubicada en el lóbulo parietal del cerebro para su interpretación. 4. Hay cuatro sabores principales: amargo, detectado en la parte posterior de la lengua; dulce y salado, que se detecta en la punta de la lengua, y ácido, que se percibe con más intensidad en las papilas gustativas localizadas en las partes laterales de la lengua. 5. Las sensaciones gustativas están también influidas por las sensaciones olfativas. El sentido de la vista 1. Los ojos son los órganos de la vista. Los párpados y las pestañas protegen los ojos de objetos extraños. Las lágrimas, producidas por las glándulas lagrimales, lubrican los ojos. 2. Las lágrimas contienen la enzima lisozima bacteriolítica. La anatomía del ojo 1. La pared del ojo se compone de tres capas: la esclerótica, la coroides y la retina. 2. La esclerótica es la capa más externa del ojo, es blanca y dura, compuesta de tejido conjuntivo y colágeno. 3. La córnea es la parte transparente de la esclerótica que permite la entrada de luz al ojo. 4. La coroides es la segunda capa y contiene vasos sanguíneos y células pigmentarias. Es de color negro y absorbe la luz para evitar la reflexión que podría deteriorar la visión. 5. La retina es la capa más interna del ojo. Contiene las células sensibles a la luz llamadas bastones y conos. 6. El cuerpo ciliar mantiene el lente biconvexo, flexible y transparente, en su lugar. 7. El iris es la parte que da color al ojo y rodea la pupila. Regula la cantidad de luz que puede entrar en ésta.

poca luz; los conos producen sensaciones de color y requieren una gran cantidad de luz. 10. Los bastones y los conos hacen sinapsis con las células bipolares sensoriales de la retina. Éstas con el nervio óptico, que llega al tálamo para hacer sinapsis con la corteza visual del lóbulo occipital del cerebro para su interpretación. El sentido de la audición y el equilibrio 1. El oído externo, medio e interno contienen los órganos del equilibrio y de la audición. 2. La porción visible flexible y externa del oído se conoce como aurícula. Dirige las ondas de sonido al canal auditivo llamado el canal o conducto auditivo externo. 3. El canal auditivo está revestido de vellos y glándulas ceruminosas que producen cera para proteger al delicado tímpano o membrana timpánica, de objetos extraños. 4. El oído medio contiene los huesecillos del oído: el martillo, el yunque y el estribo. Estos huesos transmiten las vibraciones sonoras desde la membrana timpánica, que vibra a causa de éstas, a la ventana oval. 5. Hay dos aberturas en la parte media del oído medio: la ventana oval y la ventana redonda, que conectan el oído medio hasta el interno. 6. El oído medio también contiene la trompa de Eustaquio, que se conecta con la faringe y permite que la presión del aire se iguale entre el mundo exterior y el oído medio, por lo tanto no afecta la audición. 7. El oído interno consiste en la interconexión de cámaras llenas de líquido y túneles en el hueso temporal. Contiene la cóclea que participa en la audición, los canales semicirculares y el vestíbulo que participan en el equilibrio.

PREGUNTAS DE REPASO 1. Nombra las cuatro partes principales del encéfalo y sus subdivisiones. 2. Nombra las funciones complejas del hipotálamo. 3. Nombra los 12 nervios craneales; incluye su número romano y su función. * 4. Explica cómo el hipotálamo y el sistema nervioso autónomo nos permiten pelear o huir cuando nos encontramos en una situación de estrés o de peligro.

8. El interior del ojo se divide en dos compartimentos llenos de líquido. El anterior está lleno de humor acuoso, y el compartimento posterior está lleno de humor vítreo. Estos líquidos ayudan a mantener la presión ocular, a desviar la luz, y mantener la retina y el cristalino en su lugar. 9. Hay más bastones que conos en la retina. Estas células sensibles a la luz tienen dos funciones. Los bastones son muy sensibles a la luz y funcionan con

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Pregunta de pensamiento crítico

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COMPLETA LOS ESPACIOS EN BLANCO

RELACIONA AMBAS COLUMNAS

Completa los espacios en blanco con el concepto más adecuado. 1. El encéfalo está protegido por los huesos ____________________, el ____________________, y el líquido ____________________. 2. El líquido cefalorraquídeo actúa como un ____________________ y hace circular los ____________________. 3. El líquido cefalorraquídeo circula en el espacio ____________________ y en los cuatro ____________________ del encéfalo. 4. El entrecruzamiento de los tractos del bulbo raquídeo se conoce como ____________________. 5. El ____________________ del mesencéfalo es un centro de reflejos que controla el movimiento de la cabeza y los globos oculares, también de la cabeza y tronco en respuesta a estímulos visuales y auditivos. 6. Los pliegues en la superficie del cerebro se conocen como ____________________ y las hendiduras que intervienen se conocen como __________________. 7. Los dos hemisferios del cerebro están conectados por un puente de fibras nerviosas llamadas ____________________. 8. Los cuatro lóbulos principales de cada hemisferio cerebral son: ____________________, ____________________, ____________________, y el ____________________. 9. El cerebelo funciona coordinando los movimientos ____________________ y manteniendo al cuerpo ____________________. 10. Las dos subdivisiones del sistema nervioso autónomo son, el sistema ____________________, que estimula e involucra el gasto de energía, y el sistema ____________________, que en su mayoría restaura las funciones a la normalidad.

Coloca el número más apropiado sobre el espacio en blanco. _____ Corteza olfatoria 1. Esclerótica transparente _____ Corteza del gusto 2. Regula la cantidad de luz _____ Lágrimas que entra al ojo _____ Córnea 3. Conos y bastones _____ Coroides 4. Compartimento posterior _____ Retina del ojo _____ Iris 5. Mantiene al lente en su lugar _____ Cuerpo ciliar 6. Porción visible del oído _____ Pupila externo _____ Humor acuoso 7. Lóbulos temporales y _____ Humor vítreo olfatorios _____ Aurícula 8. Audición _____ Glándulas 9. Equilibrio ceruminosas 10. Cera _____ Cóclea 11. Lóbulo parietal _____ Canal 12. Compartimento anterior _____ semicircular del ojo 13. Parte coloreada del ojo 14. Vasos sanguíneos y células pigmentadas 15. Glándula lagrimal 16. Capa más externa del ojo 17. Punto ciego

Investiga y explora ● Busca en internet la historia de una

persona famosa que haya sido diagnosticada con alguna de las enfermedades mencionadas en este capítulo, por ejemplo Ronald Reagan, ex presidente de Estados Unidos, que sufrió de la enfermedad de Alzheimer. ● Visita el sitio web de Anatomía

Humana en http://www.innerbody. com y explora el sistema nervioso.

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CAPÍTULO 11 El sistema nervioso: Cerebro, nervios craneales, sistema nervioso autónomo y los sentidos…

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Conexión con StudyWARE ™ Realiza un examen o practica uno de los juegos interactivos que refuerce el contenido de este capítulo en tu CD-ROM de StudyWARE™.

E JERCICIO DE LA B OR ATORIO:

EL SISTEMA NERVIOSO

Materiales necesarios: Un modelo de encéfalo humano, el ojo de una oveja o de vaca para disección, un modelo del oído externo e interno, una charola y estuche de disección. 1. Obtén un modelo del cerebro humano conservado en sección frontal y transversal. Puedes conseguirlos en una empresa proveedora de material biológico y estará a cargo de tu instructor. Identifica las diversas partes del encéfalo, refiriéndote a la Figura 11-1 en el texto. De igual manera, identifica los cuatro ventrículos del encéfalo. 2. Obtén un ojo de oveja o vaca. Haz un corte transversal del ojo con tu bisturí. Consulta la figura 11-10 del texto. Identifica las tres capas del ojo: la dura y blanca esclerótica externa, la coroides negra en el centro, y la retina interior. Localiza la lente biconvexa.

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En la parte anterior al cristalino encontramos el humor acuoso y en la posterior, el humor vítreo. Observa el delicado iris oscuro que rodea la abertura del lente, la pupila. Si analizas con detenimiento la mitad posterior del ojo, observarás un material brillante azul verdoso. Éste es el tapete. El ojo humano no cuenta con dicho tapete, pero en las ovejas o vacas esta área refleja la luz, y es la causa de que los ojos de estos animales brillen en la oscuridad cuando se incide luz sobre ellos. 3. Obtén un modelo anatómico del oído provisto por tu instructor. Identifica el conducto o canal auditivo externo y el pabellón auricular del oído externo, el oído medio, y las estructuras del oído interno. Consulta la figura 11-12 del texto.

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El sistema endocrino OBJETIVOS DEL CAPÍTULO Después de estudiar este capítulo, deberás ser capaz de: 1. Enlistar las funciones de las hormonas. 2. Clasificar las hormonas en sus principales categorías químicas. 3. Describir el control que ejerce el hipotálamo cerebral sobre el sistema endocrino. 4. Nombrar las glándulas endocrinas y ubicarlas. 5. Enlistar las hormonas principales y sus efectos sobre el cuerpo. 6. Discutir algunas de las principales enfermedades del sistema endocrino y sus causas.

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C O N C E P T O S C L AV E Acidosis Adrenalina/epinefrina Aldosterona Aldosteronismo Andrógenos Bocio Calcitonina Células alfa Células beta Células oxifílicas Células principales Circuito de retroalimentación negativa Corteza adrenal Cortisol/hidrocortisona Cortisona Cretinismo Diabetes insipidus Diabetes mellitus Enfermedad de Addison Enfermedad de Grave Estrés Estrógeno Exoftalmia Glándula pineal/ cuerpo Glándula pituitaria/hipófisis Glándula tiroides Glándulas adrenales/glándulas suprarrenales

Glándulas endocrinas Glándulas paratiroideas Glicosuria Glucagón Hiperglicemia Hiperparatiroidismo Hipertiroidismo Hipófisis Hipoparatiroidismo Hipotálamo Hipotiroidismo Homeostasis Hormona adrenocorticotrópica (ACTH) Hormona antidiurética (ADH)/ vasopresina Hormona del crecimiento (GH) Hormona estimuladora de la tiroides (TSH) Hormona estimuladora de melanocitos (MSH) Hormona folículo estimulante (FSH) Hormona lactogénica (LTH)/prolactina Hormona luteinizante (LH) Hormona paratiroidea/ parathormona (PTH) Hormonas Hormonas liberadoras Infundíbulo

Insulina Islotes pancreáticos/isletas de Langerhans Liberación de hormonas inhibitorias Médula adrenal Melatonina Mixedema Noradrenalina/norepinefrina Ovarios Oxitocina (OT) Polidipsia Polifagia Poliuria Progesterona Serotonina Síndrome adrenogenital Síndrome de Cushing Testículos Testosterona Timo Timosina Tiroxina o tetrayodotironina (T4) Trastorno emotivo estacional Triyodotironina (T3)

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CAPÍTULO 12 El sistema endocrino

INTRODUCCIÓN El sistema endocrino ejerce el control químico sobre el cuerpo humano al mantener el ambiente interno de éste dentro del límite de ciertos rangos. Observa los Mapas Conceptuales 12-1 y 12-2: Sistema endocrino. Esto se conoce como homeostasis. La manutención de la homeostasis, que involucra el crecimiento, maduración, reproducción, metabolismo y conducta humana, es una actividad que comparten el sistema endocrino y el sistema nervioso, formando una asociación única. El

hipotálamo del cerebro (parte del sistema nervioso) es el encargado de mandar instrucciones, mediante señales químicas (neurotransmisores) a la glándula pituitaria (parte del sistema endocrino). Ocasionalmente, a la pituitaria se le conoce como glándula maestra, pues muchas de sus hormonas (señales químicas) estimulan a las otras glándulas endocrinas para que secreten sus hormonas. Las glándulas endocrinas son glándulas sin ductos que secretan sus hormonas directamente al torrente sanguíneo. El sistema circulatorio sanguíneo transporta estas señales químicas hasta los órganos blanco, donde sus

Sistema endocrino

tiene una

Estructura específica

desarrolla

realiza

Funciones específicas

que incluye

Hipotálamo y pituitaria

Tiroides y paratiroides

Adrenales

Glándula pineal

Páncreas

Otros órganos

Observa Mapa conceptual 12-2.

contienen Células secretorias

producen y liberan Hormonas

hacia Sangre

para transportarlas a

Células blanco

MAPA CONCEPTUAL 12-1. El sistema endocrino.

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CAPÍTULO 12 El sistema endocrino

efectos se pueden observar como respuestas específicas. Estas señales químicas u hormonas ayudan a regular el metabolismo, la concentración de agua y electrolitos en las células, el crecimiento, el desarrollo y los ciclos reproductivos. Las glándulas endocrinas no tienen ductos, lo opuesto a las glándulas exocrinas, que presentan ductos mediante los cuales sus secreciones son transportadas, de manera directa hacia un órgano o superficie corporal, como es el caso de las glándulas sudoríparas hacia la superficie del cuerpo, y las glándulas salivales hacia la boca.

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Este control químico del cuerpo funciona principalmente como un circuito de retroalimentación negativa. En nuestros hogares, nuestros sistemas de calefacción y termostatos operan como un circuito de retroalimentación negativa. Nosotros fijamos nuestro termostato a una temperatura particular, y cuando la temperatura de nuestra casa cae por debajo de la misma, el termostato hace que se encienda el calentador. Una vez que la temperatura al interior alcanza la fijada, el termostato envía otra señal para apagar el calentador. Los sistemas hormonales funcionan de la misma manera. Cuando la concentración de una hormona particular alcanza cierto nivel en el cuerpo, las glándulas endocrinas que secretan dicha hormona son inhibidas (por retroalimentación negativa) y la secreción de esa hormona cesa o disminuye significativamente. Más tarde, cuando la concentración de esa hormona cae por debajo de los niveles normales, la inhibición de la glándula cesa, y ésta comienza a producir y secretar de nuevo la hormona. Este tipo de circuito de retroalimentación negativa ayuda a controlar las concentraciones de varias hormonas en nuestro cuerpo.

LAS FUNCIONES DE LAS HORMONAS Las hormonas controlan el ambiente interno del cuerpo, desde el nivel celular al nivel de órganos. Éstas controlan la respiración, crecimiento y reproducción celular. Controlan los fluidos en el cuerpo, como la cantidad de agua y el balance de electrolitos. Se encargan de controlar la secreción de otras hormonas y nuestros patrones conductuales. Desarrollan una función vital en los ciclos reproductivos femeninos y masculinos y regular además nuestros ciclos de crecimiento y desarrollo.

Sistema endocrino

tiene una

Estructura específica

desarrolla

Funciones específicas

realiza

que involucran Ver Mapa conceptual 12-1.

Comunicación celular ayuda en

Homeostasis

Digestión y metabolismo

Reproducción y desarrollo

que se logran al regular las actividades de

Células blanco

MAPA CONCEPTUAL 12-2. El sistema endocrino.

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CAPÍTULO 12 El sistema endocrino

Hipotálamo Cerebro Cráneo

Lóbulo anterior de la pituitaria Lóbulo posterior de la pituitaria

Hormonas liberadoras Hormonas liberadoras

Vena portal

Hormonas

Lóbulo posterior Capilares

Hormonas

Prolactina

Hormonas gonadotrópicas

Hormona estimuladora de la tiroides

ACTH

Hormona del crecimiento

Producción de leche

Gónadas

Glándula tiroidea

Corteza adrenal

Crecimiento

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Lóbulo anterior

FIGURA 12-1. La relación del hipotálamo del cerebro con el lóbulo anterior de la glándula pituitaria.

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CAPÍTULO 12 El sistema endocrino

LA CLASIFICACIÓN DE LAS HORMONAS Las hormonas se pueden clasificar en tres categorías químicas generales. El grupo más simple incluye las hormonas que son aminoácidos modificados. Los ejemplos son las hormonas secretadas por la médula adrenal: epinefrina y norepinefrina, y las hormonas secretadas por la glándula pituitaria posterior: oxitocina y vasopresina. La segunda categoría son las proteínas hormonales: la insulina de las isletas pancreáticas, y las hormonas que estimulan las gónadas y la hormona del crecimiento de la glándula pituitaria anterior. La tercera categoría de hormonas son las esteroideas, que son lípidos. Los ejemplos son el cortisol de la corteza adrenal y el estrógeno y la testosterona producidas por las gónadas. Las hormonas de aminoácidos modificados y las proteicas se unen a receptores asociados a membranas que se encuentran en las células de los órganos blanco. Las hormonas esteroideas se difunden a través de la membrana celular y se unen a receptores intracelulares (al interior de la célula). Las hormonas esteroideas son solubles en lípidos y se pueden difundir a través del recubrimiento del estómago y los intestinos, y llegar al sistema circulatorio. Se pueden tomar de manera oral para tratar enfermedades. Las píldoras anticonceptivas compuestas de estrógeno y progesterona sintética, así como los esteroides para combatir inflamaciones, se pueden tomar de manera oral. Sin embargo, las hormonas proteicas y los aminoácidos modificados, como la insulina, se deben inyectar, porque no se pueden difundir a través del recubrimiento intestinal, ya que no son solubles en lípidos. Éstas se degradan antes de ser transportadas a través del recubrimiento del tracto digestivo, y por ende, su efecto se destruye. Es por esta razón, que para tratar la diabetes mellitus, la insulina debe inyectarse. Otra forma de diabetes, es la diabetes insipidus, que es causada por una deficiencia en la hormona antidiurética (ADH).

EL HIPOTÁLAMO DEL CEREBRO El hipotálamo del cerebro es la parte inferior del diencéfalo. Tiene un papel único en el sistema endocrino porque realiza la función principal de participar en el control de las secreciones de la glándula pituitaria. Presenta un tallo con forma de embudo, llamado infundíbulo, que se extiende desde la base del hipotálamo y se conecta con la glándula pituitaria. Históricamente, la glándula pituitaria se conoce como la glándula maestra del sistema endocrino, porque controla las secreciones de muchas glándulas endocrinas. Sin embargo, en la actualidad, es el hipotálamo del cerebro el que envía señales nerviosas y químicas a la glándula pituitaria; por lo que, el hipo-

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tálamo controla a la glándula pituitaria. Esta relación puede parecerse a la conducción de una orquesta. El director, como la glándula pituitaria, le dice a las distintas secciones de la orquesta (las otras glándulas endocrinas) cuándo y cómo tocar los instrumentos musicales. Sin embargo, el director obtiene información a partir de las partituras (el papel del hipotálamo). Las células nerviosas del hipotálamo producen señales químicas llamadas hormonas liberadoras y hormonas inhibitorias. Estas hormonas, que en realidad son neurosecreciones, estimulan o inhiben la liberación de una hormona particular de la glándula pituitaria (Figuras 12-1 y 12-2). Estas hormonas liberadoras entran a una cama capilar en el hipotálamo y son transportadas a través de la vena portal en el infundíbulo, hacia una segunda cama capilar en la glándula pituitaria anterior. Después de dejar los capilares, se unen a receptores que controlan la regulación de la secreción hormonal en la glándula pituitaria. Es entre el hipotálamo del cerebro y la glándula pituitaria que se mantiene y controla la interacción y relación entre los sistemas nervioso y endocrino. A la inversa, gracias al circuito de retroalimentación negativa, las hormonas del sistema endocrino pueden influenciar las funciones del hipotálamo.

LAS GLÁNDULAS ENDOCRINAS PRINCIPALES Y SUS HORMONAS Las glándulas endocrinas incluyen la glándula pituitaria, la glándula pineal, la glándula tiroidea, las glándulas paratiroideas, el timo, las glándulas adrenales, los islotes de Langerhans del páncreas, los ovarios en las mujeres, y los testículos en el hombre (Figura 12-3).

La glándula pituitaria anterior, sus hormonas y algunos trastornos La glándula pituitaria también se conoce como hipófisis. Es una glándula pequeña, del tamaño de un guisante, y algunas de sus hormonas afectan las funciones de muchas glándulas endocrinas, como los testículos, ovarios, la corteza adrenal y la tiroides. Se encuentra en una depresión del hueso esfenoidal debajo del hipotálamo del cerebro. Se divide en dos lóbulos, un lóbulo pituitario anterior, de mayor tamaño; y un lóbulo de menor tamaño, el lóbulo que conforma la pituitaria posterior. El lóbulo de la pituitaria anterior produce siete hormonas (Figura 12-1). La hormona del crecimiento (GH) estimula el metabolismo celular en la mayor parte de los tejidos del cuerpo, causando que las células se dividan e incrementen su tamaño. Aumenta la síntesis proteica y la descomposición de grasas y carbohidra-

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CAPÍTULO 12 El sistema endocrino

Cerebro Cráneo Hipotálamo

Lóbulo anterior de la pituitaria Lóbulo posterior

Tallo pituitario (infundíbulo) Axones Lóbulo posterior Capilar Gránulos que contienen hormonas

Lóbulo anterior Hormonas

Incrementa la permeabilidad del agua en los túbulos renales por lo que aumenta la reabsorción del agua

Oxitocina

Estimula la liberación de leche en las glándulas mamarias; estimula las contracciones uterinas

© Delmar/Cengage Learning

Hormona antidiurética (ADH)

FIGURA 12-2. La relación del hipotálamo del cerebro con el lóbulo posterior de la glándula pituitaria.

tos. Estimula el crecimiento de huesos y músculos. Si una persona joven produce escasa hormona del crecimiento, como resultado de un desarrollo anormal de la glándula pituitaria, se produce una condición denominada enanismo pituitario. La persona tiene poca estatura, aunque sus proporciones corporales son normales. El enano pituitario más famoso fue Charles Stratton, conocido como Tom Thumb, que fue empleado por P. T. Barnum en su circo. Murió en 1888, a los 45 años de edad, su estatura era menor a un metro. En cambio, un

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exceso de GH durante la niñez, resulta en gigantismo. El exceso en la secreción de dicha hormona después de la niñez, cuando los huesos han dejado de crecer, resulta en acromegalia. Los huesos, especialmente los de cara, manos y pies, se hacen más amplios. Sin embargo, en la mayoría de los niños, la pituitaria anterior produce la cantidad justa de GH, dando como resultado, tasas de crecimiento normales. Las revisiones médicas ayudan a monitorear la tasa de desarrollo y crecimiento, hoy en día es raro ver un enano pituitario o un gigante.

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CAPÍTULO 12 El sistema endocrino

Pineal

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Pituitaria

Tiroides Timo

Glándulas paratiroideas Vista posterior

Páncreas (islotes de Langerhans)

Corteza Médula

Testículos

Ovario

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Adrenal

FIGURA 12-3. Las glándulas endocrinas y su ubicación en el cuerpo.

La secreción de GH está controlado por dos hormonas liberadoras del hipotálamo: una estimula la secreción y la otra, la inhibe. Las secreciones máximas de GH ocurren durante periodos de sueño, ejercicio y ayuno. El crecimiento también está influenciado por la nutrición, la genética y las hormonas sexuales durante la pubertad. La hormona estimuladora de la tiroides (TSH) estimula la glándula tiroides para que produzca su hormona. La tasa de secreción de TSH se encuentra regulada por el hipotálamo, que produce la hormona liberadora de tirotropina (TRH), que a su vez estimula el lóbulo anterior de la pituitaria para que secrete TSH. La hormona adrenocorticotrópica (ACTH) estimula la corteza adrenal para secretar su hormona, llamada cortisol. La secreción de ACTH está regulada por la hormona liberadora de corticotropina (CRH) producida por el hipotálamo. La ACTH se encuentra involucrada con el efecto de ahorro de la glucosa, y ayuda a reducir la inflamación, así como también estimula la corteza adrenal.

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La hormona estimuladora de melanocitos (MSH) incrementa la producción de melanina en los melanocitos de la piel, causando un aumento en la pigmentación y oscureciendo el color de la piel. La hormona folículo estimulante (FSH) estimula el desarrollo de los folículos en los ovarios de las mujeres. En los hombres estimula la producción de células espermáticas en los túbulos seminíferos de los testículos. La hormona luteinizante (LH) estimula la ovulación en el ovario femenino, y la producción de la hormona sexual femenina, el estrógeno. Ayuda a mantener el embarazo. En los hombres, estimula la síntesis de testosterona en los testículos, para mantener la producción espermática. La hormona lactogénica (LTH), también conocida como prolactina, estimula la producción de leche en las glándulas mamarias después del parto. También mantiene los niveles de progesterona después de la ovulación y durante el embarazo. En los hombres parece incrementar la sensibilidad a LH y puede causar una disminución en las hormonas sexuales masculinas.

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CAPÍTULO 12 El sistema endocrino

ALERTA SANITARIA

ESTEROIDES Y ATLETAS

Durante 1950, las compañías farmacéuticas desarrollaron esteroides anabólicos, que son variantes de la hormona sexual masculina testosterona. La testosterona es responsable del aumento en el volumen de la masa muscular, y durante la pubertad induce el desarrollo óseo, el tono grave de la voz, y el crecimiento de vello facial y en el pecho de los hombres. Los esteroides anabólicos se desarrollaron para tratar a pacientes inmóviles después de las cirugías o con enfermedades musculares degenerativas y, en general, para prevenir la atrofia muscular de este tipo de individuos. Los fisicoculturistas y atletas pensaron que ingerir grandes dosis de estos esteroides les ayudarían a construir grandes masas musculares y a incrementar sus capacidades atléticas. Comenzaron a usar los esteroides anabólicos a mediados de los años sesenta. Aunque el uso de estos esteroides ha sido prohibido en la mayoría de las competencias, algunos atletas siguen usándolos. De hecho, no sólo atletas, sino también algunos hombres y mujeres que quieren añadir masa muscular e incrementar su capacidad de competencia en los deportes también usan estos fármacos. Se pueden adquirir legalmente por prescripción, o ilegalmente en el mercado negro de las drogas. Algunas estrellas deportivas han admitido su uso. Las ventajas de los esteroides anabólicos, de acuerdo a los atletas que los han usado, son: un incremento en el volumen de la masa muscular, un mayor número de eritrocitos, que resulta en una mayor capacidad en el transporte de oxígeno a las células musculares, y en un aumento en la agresividad. Esto da como resultado alcanzar un mejor desempeño atlético y estéticamente tener un “buen cuerpo”. Sin embargo, existen peligros asociados con el uso de esteroides anabólicos. Algunos de los efectos secundarios son testículos de menor tamaño e infertilidad, cambios en los niveles de colesterol en sangre, que podrían originar enfermedades cardiacas, daño al hígado que podría causar cáncer de hígado, caras abultadas (conocido como señal cushingoide), y problemas mentales. Los efectos psicológicos van desde la depresión, alucinaciones y personalidad maniaca que se puede tornar violenta. Sin embargo, algunos atletas continúan usando estas drogas a pesar de los peligros asociados a ella. El deseo de ser un ganador en nuestra sociedad parece nublar el sentido común en las decisiones.

La glándula pituitaria posterior y sus hormonas El lóbulo posterior de la pituitaria consiste principalmente en fibras nerviosas y células de la neuroglia que dan soporte a las fibras nerviosas, mientras que el lóbulo anterior se compone de células epiteliales. Neuronas especiales del hipotálamo producen las hormonas del lóbulo posterior de la pituitaria. Estas hormonas pasan a través de los axones y del tallo pituitario, para llegar al lóbulo posterior. Los gránulos secretorios, cercanos a las terminaciones axónicas, son los encargados de almacenar las hormonas (Figura 12-2). La hormona antidiurética (ADH), también conocida como vasopresina, mantiene el balance de líquidos en el cuerpo, al promover una mayor reabsorción de agua en los túbulos de las nefronas renales, lo que resulta en una menor concentración de agua en la orina. Si se secreta en grandes cantidades, la ADH puede ocasionar la constricción de los vasos sanguíneos, de allí toma su segundo nombre, vasopresina. Una deficiencia de ADH puede resultar en diabetes insipidus. Los individuos con

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esta condición producen de 20 a 30 litros de orina diario. Se pueden deshidratar gravemente. Pierden electrolitos esenciales, lo que resulta en funciones cardiacas y nerviosas alteradas. Esta condición se puede tratar tomando inyecciones de ADH o en la forma de un atomizador nasal. El hipotálamo regula la secreción de ADH a través de osmorreceptores que detectan cambios en la presión osmótica de los fluidos corporales. La deshidratación, causada por una ingesta de agua insuficiente, incrementa la concentración de solutos en la sangre, y estos osmorreceptores mandan señales al lóbulo posterior para que libere ADH. Esto hace que los riñones conserven agua. A la inversa, una toma exagerada de agua, diluye los solutos en sangre, inhibiendo la secreción de ADH, para que los riñones excreten una orina más diluida (con más agua) hasta que la concentración de solutos en los fluidos corporales regrese a la normalidad. Al contrario, un diurético, incrementa la secreción de orina. La oxitocina (OT) estimula la contracción de los músculos lisos en la pared del útero. El estiramiento de los tejidos uterinos y vaginales al final del embarazo, estimula la producción de OT, para que las contracciones

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CAPÍTULO 12 El sistema endocrino

uterinas se desarrollen en las últimas etapas del parto. La OT también origina la contracción de las células en las glándulas mamarias, causando la eyección de la leche o lactancia, que provoca que la leche pase por los ductos glandulares y llegue al pezón, cuando se amamanta a un recién nacido. En algunas ocasiones se pueden administrar preparaciones comerciales de OT para inducir el parto, si es que el útero no se contrae lo suficiente durante el parto. También se les da a las mujeres después del parto para constreñir los vasos sanguíneos del útero y minimizar el riesgo de una hemorragia.

La tiroides, sus hormonas y algunos trastornos La glándula tiroides consiste en dos lóbulos conectados por una pequeña banda llamada istmo (Figura 12-4). Los lóbulos se sitúan sobre los lados derecho e izquierdo de la tráquea y el cartílago tiroideo justo debajo de la laringe. Es una glándula endocrina de gran tamaño y altamente vascularizada, cubierta por una capa de tejido conectivo. Se compone de esferas de células llamadas folículos. Estos folículos se componen de epitelio cúbico simple, que produce y secreta las hormonas tiroideas. La producción de la tiroides está regulada por el hipotálamo, que induce a la pituitaria para que libere TSH e incremente la producción de la tiroides. La glándula tiroides requiere de yodo para funcionar de forma apropiada. En Estados Unidos se usa la sal yodada para asegurar una ingesta adecuada de yodo en la dieta. En los países que no tienen una cantidad adecuada de éste en su dieta, la glándula tiroides se alarga, formando un bocio. Sin embargo, cantidades adecuadas

Hueso hioideo

Cartílago tiroideo de la laringe

Glándula tiroides

Lóbulo izquierdo Lóbulo derecho

Tráquea

FIGURA 12-4. La glándula tiroides consiste de un lóbulo derecho y uno izquierdo unidos mediante un istmo.

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Istmo

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de yoduro originan que la glándula tiroides produzca de manera efectiva sus hormonas. Una es la tiroxina, también conocida como tetrayodotironina, que contiene cuatro átomos de yodo y su abreviación es T4. La otra hormona es la triyodotironina, que contiene tres átomos de yodo y su abreviación es T3. Estas hormonas regulan el metabolismo de carbohidratos, grasas y proteínas. Son necesarias para un crecimiento y desarrollo normal, así como para la maduración del sistema nervioso. Causan un incremento en la tasa de descomposición de carbohidratos y lípidos, para crear moléculas energéticas, así como un aumento en la tasa de síntesis proteica. La falta, o la producción de bajos niveles de las hormonas tiroideas, producen hipotiroidismo. En los niños pequeños, puede resultar en una condición denominada cretinismo. Los niños con esta condición presentan un retraso mental y no alcanzan una estatura normal. En los adultos, esta condición resulta en una tasa metabólica disminuida, que origina cansancio al punto que realizar actividades normales se vuelve un problema, también provoca la acumulación de líquido en el tejido subcutáneo, condición denominada mixedema. Un exceso en la secreción de hormonas tiroideas causa el hipertiroidismo. Éste resulta en un nerviosismo extremo, fatiga y una tasa metabólica elevada. La enfermedad de Grave es un tipo de hipertiroidismo causado por un exceso en la producción de hormonas tiroideas. Generalmente se encuentra asociada a un alargamiento de la glándula tiroides o a un bocio, y provoca un aumento en el volumen de los glóbulos oculares (“ojos saltones”), condición conocida como exoftalmia. Además de secretar estas dos hormonas tiroideas, las células extrafoliculares de la tiroides secretan una hormona llamada calcitonina. Esta hormona disminuye la concentración de los iones de calcio y fosfato en sangre inhibiendo la liberación de dichos iones a partir de sus reservorios en los huesos, y al incrementar la excreción de estos iones a los riñones. La secreción de la tiroides se encuentra bajo el control de la TSH producida por la glándula pituitaria anterior. El incremento en los niveles de hormonas tiroideas, por retroalimentación negativa, inhibe a la glándula pituitaria anterior, para que deje de liberar TSH y al hipotálamo, para que deje de secretar la hormona liberadora de TSH. Debido al mecanismo de retroalimentación negativa, la concentración de las hormonas tiroideas en la sangre fluctúa diariamente en un rango dentro de cierto límite.

Las glándulas paratiroideas, sus hormonas y algunos trastornos Las glándulas paratiroideas son cuatro glándulas del tamaño de unas pasas, se encuentran embebidas en la superficie posterior de la glándula tiroides (Figura 12-5). Existen dos en cada lóbulo de la tiroides, una glándula superior y una inferior. Cada glándula consiste de muchas células secretorias empacadas cercanas a las redes capi-

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CAPÍTULO 12 El sistema endocrino

Músculos de la faringe

Glándula tiroides

Células oxífilas

Tráquea

Células principales

Esófago (A)

(B)

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Glándulas paratiroideas

FIGURA 12-5. Las glándulas paratiroideas. (A) posición y (B) sus componentes celulares.

lares, estas células se denominan células principales paratiroideas y células oxífilas. Las glándulas paratiroideas secretan una sola hormona, llamada hormona paratiroidea o parathormona (PTH). La PTH inhibe la actividad de los osteoblastos y causa que los osteoclastos degraden el hueso y la matriz tisular, para liberar iones de calcio y fosfato en la sangre. Además, la PTH ocasiona que los riñones mantengan los niveles de calcio en la sangre y estimulan a las células intestinales para que absorban calcio a partir de los alimentos digeridos en el intestino. Esta hormona eleva los niveles de calcio para que retomen su nivel de concentración normal. La vitamina D también incrementa la absorción de calcio en los intestinos. La luz ultravioleta del sol que actúa sobre la piel es necesaria para el primer paso en la síntesis de la vitamina D. El paso final de la síntesis ocurre en los riñones y es estimulado por la PTH. La vitamina D también puede ser administrada en la dieta. Un nivel anormalmente alto en la secreción de PTH se conoce como hiperparatiroidismo y puede ser originado por un tumor en la glándula paratiroidea. Esto induce la degradación de la matriz ósea, y por lo tanto, los huesos se vuelven suaves y se deforman, lo que puede causar fracturas con facilidad. Los niveles elevados de calcio causan que los músculos y nervios se vuelvan menos excitables, lo que resulta en debilidad y fatiga. El exceso de iones de calcio y fosfato se puede depositar en lugares anormales,

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originando cálculos renales. Un nivel anormalmente bajo de PTH se denomina hipoparatiroidismo. Esto puede originarse por la extirpación quirúrgica de la tiroides y las glándulas paratiroideas o por lesiones en las glándulas. El bajo nivel de PTH reduce la actividad de los osteoclastos, disminuye las tasas de degradación de la matriz ósea o de reabsorción, y reduce la formación de vitamina D. Los huesos permanecerán fuertes, pero la disminución de los niveles de calcio en sangre producen músculos y nervios anormalmente excitables, originando la producción de potenciales de acción espontáneos. Ello puede ocasionar calambres musculares frecuentes, o contracciones. Si los músculos respiratorios son afectados puede ocurrir una falla respiratoria y ocasionar la muerte.

Las glándulas adrenales, sus hormonas y algunos trastornos Las glándulas adrenales también se conocen como glándulas suprarrenales (Figura 12-6). Son glándulas pequeñas que se encuentran en la parte superior de cada riñón. La parte interior de cada glándula se conoce como médula adrenal y la parte exterior es la corteza adrenal. Cada sección funciona como una glándula endocrina separada. La médula adrenal produce grandes cantidades de la hormona adrenalina, también conocida como epinefrina,

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CAPÍTULO 12 El sistema endocrino

Glándula adrenal Riñón

Corteza

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Médula

FIGURA 12-6. Las glándulas adrenales o suprarrenales, ubicadas en la parte superior de cada riñón, consisten de una médula adrenal interna y una corteza adrenal externa.

y pequeñas cantidades de norepinefrina o noradrenalina. Estas hormonas son liberadas en respuesta a señales de la división simpática del sistema nervioso autónomo. La epinefrina y la norepinefrina son conocidas como las hormonas de la respuesta huye o defiéndete, porque preparan al cuerpo para situaciones de amenaza que requieren de una actividad física vigorosa. Cuando una persona siente el peligro y experimenta estrés, el hipotálamo del cerebro envía señales a la glándula adrenal mediante la división simpática del sistema nervioso autónomo para que secrete sus hormonas. Estas hormonas originan la descomposición del glucógeno en el hígado para producir glucosa, y la liberación de ácidos grasos en las células adiposas. La glucosa y los ácidos grasos son liberados al torrente sanguíneo como una fuente rápida para la síntesis de trifosfato de adenosina (ATP) y un incremento en las tasas metabólicas. Las tasas cardiacas y de presión sanguínea se incrementan para transportar la glucosa y los ácidos grasos a las células musculares. El flujo sanguíneo disminuye en los órganos internos y la piel, pero se incrementa en las células musculares. Los pulmones ingieren más oxígeno para deshacerse del dióxido de carbono. Todos estos cambios preparan a nuestro cuerpo para huir o pelear ante una situación estresante. La corteza adrenal compone el grueso de la glándula adrenal. Sus células se organizan en tres capas de células epiteliales empaquetadas densamente, formando una región interna, una media y una externa en la corteza. La

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capa externa de la corteza adrenal secreta un grupo de hormonas llamadas hormonas mineralocorticoides porque regulan la concentración de electrolitos minerales. La hormona más importante de este grupo es la aldosterona, que regula la reabsorción de sodio y la excreción de potasio en los riñones. La capa media de la corteza adrenal secreta cortisol, también conocido como hidrocortisona, que es una hormona glucocorticoide. El cortisol estimula al hígado para que sintetice glucosa a partir de los aminoácidos circulantes. Causa que el tejido adiposo degrade las grasas en sus ácidos grasos componentes y origina la degradación de proteínas en aminoácidos. Estas moléculas son liberadas al torrente sanguíneo para que sean ingeridas por los tejidos como una fuente energética rápida. La acción del cortisol ayuda al cuerpo durante situaciones estresantes y ayuda a mantener la concentración de glucosa adecuada durante los periodos de ayuno. El cortisol también ayuda a reducir la respuesta inflamatoria. La cortisona, un esteroide altamente relacionado con el cortisol, se prescribe con frecuencia como un medicamento que reduce la inflamación y como tratamiento para la artritis. El Dr. Percy Julian, un científico afroamericano, descubrió la forma de producir cortisona de forma sintética y la manera de usarla como un tratamiento para el dolor producido por la inflamación en las articulaciones artríticas. Las células en la zona interna de la corteza adrenal producen las hormonas sexuales adrenales, los andrógenos. Éstas son las hormonas sexuales masculinas. Tanto en hombres como en mujeres, se secretan pequeñas cantidades de estas hormonas de la corteza adrenal. En los hombres adultos, la mayor parte de los andrógenos son secretados por los testículos. Los andrógenos estimulan el desarrollo de las características sexuales masculinas. En las mujeres adultas, los andrógenos adrenales estimulan la conducta sexual femenina. Si la corteza adrenal no produce suficientes hormonas, se da una condición llamada enfermedad de Addison. El presidente estadunidense, John F. Kennedy, sufría la enfermedad de Addison y estaba bajo cuidado médico para su tratamiento. Aunque siempre se veía bronceado y saludable, el color de la piel era síntoma de su enfermedad. Otros síntomas incluyen una disminución del sodio y bajos niveles de glucosa en la sangre, lo que origina fatiga y languidez, deshidratación y presión baja. Sin tratamiento, se puede ocasionar la muerte debido a cambios drásticos en el balance de electrolitos en la sangre. Un exceso en la secreción de la corteza adrenal puede originar el síndrome de Cushing. La concentración de glucosa en sangre permanece alta, disminuyendo las proteínas en tejido. La retención del sodio ocasiona el incremento en el fluido tisular, dando como resultado una piel abultada. El paciente exhibe obesidad, una cara en forma de luna, atrofia de la piel, y problemas menstruales en las mujeres. Los incrementos en la producción de andrógenos resultan en la masculinización de las mujeres, que puede observarse como la aparición de vello facial y una disminución en el tono de voz.

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CAPÍTULO 12 El sistema endocrino

El páncreas, sus hormonas y algunos trastornos

dón animal almacenado. Además, la glucosa es transportada hacia las células musculares y el tejido adiposo. Mediante un mecanismo de retroalimentación negativa, cuando los niveles de glucosa en sangre caen, como durante las comidas o durante la noche, la secreción de insulina disminuye. Mientras los niveles de glucosa se encuentran bajos, las células alfa, de los islotes pancreáticos, secretan la hormona glucagón. El glucagón estimula al hígado para que transforme el glucógeno almacenado en glucosa para elevar su nivel en sangre (Figura 12-7). La degradación de las proteínas en aminoácidos es utilizada por el hígado para sintetizar más glucosa. También, otros tejidos, degradan las grasas con rapidez para proveer una fuente energética alternativa. De nuevo, un mecanismo de retroalimentación negativa es el que regula la secreción de glucagón. La concentración baja de azúcar en la sangre estimula a las células alfa para secretarlo. Conforme los niveles de azúcar en sangre se elevan, la secreción de éste disminuye. Dicho mecanismo ayuda a prevenir la hipoglucemia cuando la concentración de glucosa disminuye durante el ejercicio, o entre las comidas. La manutención de los niveles de glucosa en sangre dentro de un rango normal, es esencial para que el cuerpo funcione correctamente. Una disminución de ésta puede originar el mal funcionamiento del sistema nervioso, ya que la glucosa es la principal fuente de energía de las células nerviosas. Si los niveles de glucosa disminuyen demasiado, la descomposición de grasas libera ácidos grasos y cetonas, ocasionando la disminución del

El páncreas tiene un papel dual, ya que es parte del sistema digestivo, donde sus células, llamadas acinos, producen enzimas digestivas conocidas como jugo pancreático, y también es parte del sistema endocrino, donde sus islotes pancreáticos, también conocidos como islotes de Langerhans, producen las hormonas insulina y glucagón. Estas hormonas regulan los niveles de glucosa en sangre. El páncreas es una glándula aplanada y alargada que se divide en cabeza, cuerpo y porción caudal. Puedes analizarla de nuevo en el Capítulo 16. Se encuentra detrás del estómago y sus ductos pancreáticos se conectan con el duodeno del intestino delgado. La porción exocrina de la glándula (el ducto pancreático) transporta sus jugos digestivos hacia el intestino. Su porción endocrina consiste en dos grupos principales de células altamente asociadas a los vasos sanguíneos. Estos grupos de células se conocen como islotes pancreáticos o islotes de Langerhans. Las células alfa secretan la hormona glucagón, y las células beta secretan la hormona insulina. Después de una ingesta principalmente alta en carbohidratos, como papas o arroz, vegetales, ensalada o cereales y panes, la concentración de glucosa en sangre se vuelve alta gracias a los procesos digestivos. En este punto, las células beta liberan insulina al torrente sanguíneo. La insulina promueve que la glucosa en la sangre se transforme en glucógeno en el hígado, el cual es el almi-

Glucosa absorbida por el intestino

Hacia el hígado Glucosa intracelular

el exceso se transforma en

conforme se requiere se transforma en Glucógeno

Respiración celular

CO2 + H2O + energía (ATP)

Cuando los depósitos de glucógeno se llenan, la glucosa se transforma en

Glicerol + ácidos grasos transportados a

Glicerol + ácidos grasos

Glicerol aminoácidos

Glucosa

Aminoácidos

almacenados como Células adiposas

Grasa

Proteínas

Glucosa y glucógeno no disponibles

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Glucosa

FIGURA 12-7. El almacenamiento de la glucosa y su conversión en el hígado como fuente de energía para el cuerpo.

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pH sanguíneo, condición conocida como acidosis. Si los niveles son demasiado altos, los riñones producen grandes cantidades de orina con altas dosis de glucosa, lo que puede originar deshidratación.

Los testículos y los ovarios La anatomía de los testículos y ovarios se discute con mayor detalle en el Capítulo 19. Los testículos, además de producir esperma como glándulas exocrinas, producen las hormonas sexuales masculinas como glándulas endocrinas. La principal hormona sexual masculina es la testosterona. Esta hormona es responsable del desarrollo de las estructuras reproductivas masculinas, y en la pubertad, del alargamiento del pene y los testículos. También promueve el desarrollo de las características sexuales secundarias del hombre, como el crecimiento de vello facial y en el pecho, agravamiento de la voz, desarrollo muscular, crecimiento óseo que resulta en hombros anchos y caderas angostas. Promueve el desarrollo de la conducta sexual masculina y la agresividad. En los ovarios de las mujeres, dos grupos de hormonas, el estrógeno y la progesterona, promueven el desarrollo de las estructuras reproductivas femeninas: el útero, vagina y las trompas de Falopio. También el desarrollo de las características sexuales secundarias, como

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el crecimiento de los senos, depósitos de grasa en las caderas y muslos, desarrollo óseo que resulta en caderas anchas, y un tono de voz más agudo. El ciclo menstrual también se encuentra controlado por estas hormonas. Las hormonas liberadoras producidas por el hipotálamo inducen a la glándula pituitaria anterior a que produzca las hormonas estimuladoras de las gónadas: LH y LSH. Éstas controlan la secreción de las que se forman en los testículos y ovarios. Las hormonas de las gónadas tienen un efecto de retroalimentación negativa sobre el hipotálamo y la glándula pituitaria anterior. Por lo que el cuerpo mantiene un nivel normal de hormonas sexuales en el cuerpo.

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tema endocrino en tu CD-ROM de StudyWARE™. ● Practica un juego interactivo donde

identifiques las glándulas del sistema endocrino, lo encontrarás en tu CD-ROM de StudyWARE™.

DEFICIENCIA DE INSULINA Y LA DIABETES MELLITUS

La diabetes mellitus es un trastorno muy común del sistema endocrino. Está originado por una deficiencia en la producción de insulina. Afecta a casi 14 millones de estadunidenses. Otros individuos con diabetes tienen un menor número de receptores de insulina en las células blanco, por lo que la glucosa no puede moverse hacia el interior celular, aun bajo cantidades normales de insulina. Esta condición resulta en una elevación crónica del nivel de glucosa en sangre, condición denominada hiperglicemia. En los diabéticos, conforme los niveles de azúcar en sangre se elevan, la cantidad de glucosa filtrada por los túbulos renales excede la capacidad de los mismos para reabsorberla. Por lo tanto, existe una gran cantidad de azúcar en la orina, condición denominada glicosuria. Esto da como resultado un incremento en la producción de orina, ya que se requiere de más agua para transportar la carga extra de glucosa. Esto se conoce como poliuria. Conforme se van perdiendo grandes cantidades de líquidos en la orina, los individuos diabéticos se deshidratan e ingieren cantidades cada vez mayores de líquidos, una condición conocida como polidipsia, o sed excesiva. Además, debido a que las células no reciben glucosa para quemarla como fuente energética, las personas diabéticas experimentan fuertes periodos de hambre o polifagia. Las personas diabéticas comen abundantemente y sin embargo siguen perdiendo peso. La enfermedad inhibe la síntesis de grasas y proteínas. Las células con deficiencias en glucosa usan las proteínas como fuente de energía, y los tejidos se van desgastando. El paciente se encuentra muy hambriento, come, y sin embargo pierde peso; además se cansa fácilmente. Los niños no se desarrollan bien, y tanto infantes como adultos no pueden reparar muy bien los tejidos. Los cambios en el metabolismo de las grasas causan la acumulación de los ácidos grasos y de cetonas en la sangre, lo que produce un pH sanguíneo bajo o acidosis. La acidosis y la deshidratación dañan las células cerebrales; por lo que estos individuos se pueden desorientar o entrar en un coma diabético y morir. (continúa)

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DEFICIENCIA DE INSULINA Y LA DIABETES MELLITUS (continuación)

Existen dos tipos de diabetes mellitus: la 1 y la 2. La diabetes tipo 1 también se conoce como diabetes juvenil, porque generalmente se desarrolla entre los 11 y 13 años de edad, hasta antes de los 30. Es una enfermedad autoinmunológica que destruye las células beta del páncreas. Los individuos con este tipo de diabetes deben inyectarse insulina diariamente. Esto también se conoce como diabetes mellitus dependiente de insulina (DMDI). Esta forma de diabetes representa 10% de la población de diabéticos. La diabetes mellitus tipo 2 también se conoce como diabetes independiente de insulina (DMII), y es la forma más común de la enfermedad, pues afecta cerca del 90% de las personas con diabetes. Por lo general se desarrolla después de los 40 años de edad y produce síntomas más leves. La mayor parte de las personas presentan sobrepeso cuando desarrollan la enfermedad. En esta situación, las células beta siguen produciendo insulina, pero en una cantidad reducida, y los receptores de insulina en las células blanco se pierden, por lo que la ingesta de glucosa disminuye. El tratamiento incluye mantener una dieta balanceada y controlada, así como ejercicio para mantener un peso corporal adecuado. La herencia y la carga étnica pueden predisponer a la enfermedad. Los americanos nativos presentan un mayor riesgo; los afroamericanos y los hispanos tienen 50% más probabilidades de desarrollar la diabetes tipo 2 que los caucásicos. Existen medicamentos para tratar la diabetes tipo 2. Los individuos con diabetes deben monitorear su nivel de glucosa en sangre varias veces al día. Sin monitoreo, y sin una manutención apropiada de los niveles de glucosa en sangre, puede ocurrir daño nervioso. La hiperglicemia ocasiona un menor flujo sanguíneo causado por la acumulación de materiales grasos en los vasos sanguíneos, lo que puede resultar en embolias, ataques cardiacos y una circulación reducida en las extremidades. La retinopatía diabética, que causa cambios en la retina del ojo, puede originar ceguera. Otra complicación de la diabetes pueden ser las enfermedades renales. Un monitoreo cuidadoso y la regulación de los niveles de azúcar en sangre pueden controlar los síntomas. El descubrimiento de la insulina en 1921 y el desarrollo de medicamentos ayudan a controlar la enfermedad hoy en día.

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

OTROS TRASTORNOS DEL SISTEMA ENDOCRINO

DIABETES INSIPIDUS La diabetes insipidus es causada por una falta de hormona antidiurética (ADH) producida por la glándula pituitaria posterior, o porque los receptores de ADH no funcionan normalmente. Esta enfermedad no se debe confundir con la diabetes mellitus. Los individuos con diabetes insipidus excretan cantidades copiosas de orina, por lo que se deshidratan severamente. También presentan una sed excesiva. Los niños con esta condición generalmente mojan la cama con frecuencia. El tratamiento incluye la administración de ADH mediante un atomizador nasal.

TRASTORNO AFECTIVO ESTACIONAL El trastorno afectivo estacional ocurre en los individuos que son sensibles a la sobreproducción de melatonina que ocurre en las zonas climáticas con meses de inviernos nublados y con poca luz solar. Produce un tipo de depresión. Debido a que los meses invernales también tienen días cortos, esto contribuye a una mayor secreción de melatonina por la glándula pineal (menos luz equivale a mayor cantidad de melatonina). Los individuos con esta condición pueden ser tratados con dosis diarias de luz artificial.

ALDOSTERONISMO El aldosteronismo es originado por un exceso en la secreción de aldosterona, una de las hormonas mineralocorticoides de la corteza adrenal. Los síntomas de esta condición incluyen presión sanguínea alta. Ello resulta por la retención de sodio y de agua en los riñones, por los niveles reducidos de potasio en la sangre y debido a un incremento en el pH sanguíneo.

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OTROS TRASTORNOS DEL SISTEMA ENDOCRINO (continuación)

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ESTRÉS El estrés puede ser causado por muchas razones ambientales externas, como preocupaciones sobre el estado financiero, calificaciones y exámenes, relaciones, etcétera. La epinefrina, de la médula adrenal y el cortisol, de la corteza adrenal, son las hormonas que nos ayudan a contender con las situaciones estresantes, incrementando los niveles de azúcar en sangre y la liberación de ácidos grasos del hígado y las células adiposas para que sean utilizados como una fuente de ATP en la energía muscular. Esto incluye un aumento en la frecuencia cardiaca. Cuando percibimos una situación estresante, nuestro sistema nervioso, mediante el hipotálamo del cerebro, envía señales del sistema nervioso autónomo hacia la glándula adrenal. Por lo que existe una cooperación entre el sistema nervioso y el sistema endocrino para lidiar con el estrés. El estrés crónico causa un exceso de secreción de estas hormonas, que puede conducir a serios efectos psicológicos (depresión) y efectos fisiológicos (malestar y susceptibilidad a infecciones).

SÍNDROME ADRENOGENITAL El síndrome adrenogenital ocurre por un exceso en la secreción de andrógenos de la corteza adrenal. Esto puede originarse por nacer con una glándula adrenal súper desarrollada, o por el desarrollo de un tumor en la glándula. Las mujeres que nacen con esta condición son pseudohermafroditas, con un clítoris alargado. Conforme se desarrollan, tendrán un tono de voz grave, con distribución de vello sobre la cara y el pecho, así como un mayor desarrollo muscular. Los hombres que nacen con esta condición tendrán un desarrollo temprano del pene y glándula prostática, así como del vello axilar y púbico. Los tumores pueden desarrollarse a una edad más avanzada, alrededor de los 35 años, y son más comunes en las mujeres. Éstos causan el desarrollo de vello facial, un tono de voz masculinizado, y una disminución en el tamaño de los senos. Los tratamientos incluyen cirugías para remover el tumor, cirugías cosméticas y depilación del cabello mediante electrolisis.

ALERTA SANITARIA

SÍNDROME DE CUSHING

El síndrome de Cushing es causado por un exceso, en la producción a largo plazo, de cortisol por la corteza adrenal. Los individuos con esta condición tienen un menor nivel de tolerancia a la glucosa. Los síntomas incluyen un exceso de peso alrededor de la cintura, cara en forma de luna causada por la acumulación de tejido adiposo en el tronco y en la cara. La piel se puede pigmentar de forma anormal, causando parches rojizos en la cara de los individuos con tez clara. Los individuos con este síndrome son susceptibles a infecciones, que pueden ser difíciles de erradicar.

ALERTA SANITARIA

ENFERMEDAD DE GRAVE

La enfermedad de Grave es un síntoma del hipertiroidismo. Los síntomas incluyen una protrusión anormal de los globos oculares (exoftalmia) y un alargamiento de la glándula tiroides. La enfermedad es más común en las mujeres y parece tener un origen genético. Ocurre entre los 30 y 60 años de edad. Otros síntomas incluyen pérdida de peso, fatiga, palpitaciones cardiacas, nerviosismo, temblores ligeros en las manos. Esta enfermedad se trata con medicamentos o con yoduro radiactivo.

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El timo y sus hormonas El timo es una masa bilobulada de tejido que se encuentra en el mediastino, detrás del esternón y entre los dos pulmones. Esta glándula tiene mayor importancia en la infancia, y es relativamente grande en los niños pequeños. Es vital para el desarrollo del sistema inmune, y este papel se discute con mayor detalle en el Capítulo 15. Conforme envejecemos, la glándula se encoge y es reemplazada con grasa y tejido conectivo. La glándula secreta la hormona timosina, que causa la producción de ciertos glóbulos blancos, llamados linfocitos T. Éstos protegen al cuerpo contra los microorganismos extraños, ayudando a combatir infecciones. El timo tiene un papel importante en el desarrollo de la inmunidad. Ocasionalmente, un infante puede nacer sin el timo, y su sistema inmune no se desarrollará de forma correcta. Estos niños serán susceptibles a las infecciones y tendrán más dificultades para combatir a los microorganismos infecciosos.

La glándula pineal y su hormona La glándula o cuerpo pineal es una pequeña estructura con forma de piña, que se encuentra entre los dos hemisferios cerebrales, unida a la parte superior del tálamo y cerca de la parte superior del tercer ventrículo (Figura

12-8). La glándula pineal produce la hormona melatonina, que se secreta directamente hacia el líquido cefalorraquídeo. La melatonina tiene varios efectos en el cuerpo, y se siguen investigando más. Ésta puede inhibir la secreción de las hormonas gonadotrópicas LH y LSH de la pituitaria anterior, inhibiendo a su vez, las funciones del sistema reproductivo. La luz brillante inhibe la secreción de la melatonina. Los estudios han indicado que la melatonina regula los ritmos circadianos. Bajo luz brillante, con poca producción de melatonina, las personas se “sienten bien” y su fertilidad se incrementa. Los niveles altos de melatonina, producidos en la oscuridad, causan que los individuos se sientan deprimidos y cansados, provocando el sueño. La melatonina afecta nuestros patrones de sueño-vigilia y mantiene nuestros ciclos biológicos. Los impulsos nerviosos que se originan en la retina de los ojos envían la información luminosa a la glándula pineal. En la luz tenue u oscuridad, los impulsos nerviosos del ojo disminuyen y la secreción de melatonina se incrementa. La melatonina también participa en el inicio de la pubertad y en los ciclos reproductivos femeninos. La serotonina también es secretada por la glándula pineal y actúa como un neurotransmisor y vasoconstrictor. Estimula la contracción del músculo liso e inhibe las secreciones gástricas.

Cuerpo calloso Tálamo

Glándula pineal

Hipotálamo

Glándula pituitaria

Cerebelo

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Quiasma óptico

FIGURA 12-8. La ubicación de la glándula pineal.

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CONFORME EL CUERPO ENVEJECE Conforme envejecen los individuos, la hormona del crecimiento disminuye su concentración. Esto causa una disminución en la masa ósea, que puede causar osteoporosis. También existe una disminución en la masa muscular, acompañada de un incremento en la deposición de tejido adiposo. El ejercicio regular ayuda a limitar la disminución en la concentración de la hormona del crecimiento. La producción de hormonas sexuales también declina, tanto en hombres como mujeres, sobre todo en los últimos años de la edad media. Esto da como resultado la menopausia en las mujeres, que ocasionalmente es tratada con una terapia de reemplazo hormonal. La secreción de timosina por parte del timo, disminuye con la edad, afectando el número de linfocitos que pueden madurar y proveer inmunidad funcional. Esto puede ocasionar mayor susceptibilidad al cáncer y a infecciones bacterianas y virales. La secreción de melatonina por parte de la glándula pineal, también disminuye en los individuos mayores, lo que ocasiona un cambio en los patrones de sueño, que causa cansancio durante las horas del día, y requiere siestas cortas durante el día, además de las horas de sueño nocturnas.

Campo

PROFESIONAL

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Exii Existen distintas áreas profesionales para los individuos que tengan interés en estudiar di ia el sistema endocrino. ● T Técnicos en medicina nuclear son los individuos que administran medicamentos radiactivos, conocidos como radiofarmacéuticos, como el yoduro radiactivo que se prescribe para tratar una glándula tiroides hiperactiva. Estos medicamentos radiactivos también se usan para el diagnóstico por imágenes. ● Endocrinólogos son los médicos especializados en el sistema endocrino y en el tratamiento de los problemas de dicho sistema. ● Nutriólogos para diabéticos son los individuos entrenados como nutriólogos que se especializan en la terapia nutricional, dar terapia y planear comidas balanceadas para los individuos con diabetes mellitus.

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CAPÍTULO 12 El sistema endocrino

SISTEMAS CORPORALES TRABAJANDO JUNTOS PARA MANTENER LA HOMEOSTASIS: EL SISTEMA ENDOCRINO

● El exceso de glucosa se almacena en el hígado en

forma de glucógeno, y se encuentra disponible para las células en los periodos entre las comidas debido a la acción combinada de la insulina y del glucagón. ● Las hormonas también afectan las actividades digestivas, induciendo el incremento del apetito durante la pubertad, causado por tasas metabólicas mayores.

Sistema tegumentario ● La producción de melanocitos en la piel es originada

por la hormona estimuladora de éstos de la pituitaria anterior. ● Los melanocitos producen melanina, originando una pigmentación más oscura en la piel para protegernos de los rayos del sol. ● Los andrógenos activan las glándulas sebáceas; el estrógeno incrementa la hidratación de la piel. Sistema esquelético ● La concentración de calcio en los huesos se encuentra controlada por las hormonas calcitonina y parathormona. ● Las células nerviosas del hipotálamo funcionan de forma apropiada gracias a la concentración adecuada del calcio. ● Los huesos protegen a las glándulas endocrinas del cerebro, la pelvis y el tórax. Sistema muscular ● Las hormonas pueden originar un incremento en la frecuencia cardiaca, que ayuda a aumentar la cantidad de sangre que transporta los nutrientes y el oxígeno a las células musculares durante el ejercicio. ● La hormona del crecimiento estimula el desarrollo muscular. Sistema nervioso ● Las células nerviosas del hipotálamo controlan las secreciones de la glándula pituitaria. ● Mediante un mecanismo de retroalimentación negativa, los niveles hormonales controlan las secreciones del hipotálamo. Sistema cardiovascular ● La sangre transporta hormonas a sus órganos blanco. ● Las tasas cardiacas y el diámetro de los vasos sanguíneos se encuentran bajo el control de hormonas. Sistema linfático ● Las hormonas estimulan la producción de linfocitos T. ● Las hormonas se encuentran involucradas en el desarrollo del sistema inmune de los niños. ● La linfa puede ser una ruta de transporte hormonal. Sistema digestivo ● Los niveles de glucosa en sangre se encuentran controlados por hormonas.

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Sistema respiratorio ● Los bajos niveles de oxígeno en la sangre estimulan la producción hormonal de la formación de eritrocitos en la médula ósea. ● Los eritrocitos transportan oxígeno de los pulmones al cuerpo, y se llevan el dióxido de carbono hacia los pulmones. ● La epinefrina incrementa la tasa respiratoria. Sistema urinario ● Las hormonas controlan la función renal. ● Los riñones controlan los niveles de agua y el balance de los electrolitos en la sangre. Sistema reproductivo ● Las hormonas sexuales estimulan el desarrollo de las estructuras reproductivas. ● Las hormonas sexuales también estimulan el desarrollo de las características sexuales secundarias en hombres y mujeres. ● Las hormonas sexuales estimulan el desarrollo de los óvulos y los espermatozoides.

RESUMEN INTRODUCCIÓN 1. El sistema endocrino mantiene el ambiente interno del cuerpo dentro de ciertos límites, lo logra mediante el control químico a través de sus hormonas. Esto se conoce como homeostasis. 2. El hipotálamo del cerebro envía señales químicas que controlan la glándula pituitaria, que es la glándula maestra del sistema endocrino. 3. Las glándulas endocrinas no tienen ductos que secreten sus hormonas directamente al torrente sanguíneo, que las lleve hacia los órganos blanco.

LAS FUNCIONES DE LAS HORMONAS 1. Las hormonas controlan la respiración, el crecimiento y la reproducción celular. 2. Controlan los niveles de los líquidos corporales y el balance de electrolitos. 3. Controlan la secreción de otras hormonas. 4. Controlan los patrones conductuales.

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CAPÍTULO 12 El sistema endocrino

5. Regulan los ciclos reproductivos así como nuestro crecimiento y desarrollo. 6. Mediante mecanismos de retroalimentación negativa, los niveles hormonales de nuestro cuerpo se mantienen en concentraciones normales.

LA CLASIFICACIÓN DE LAS HORMONAS 1. Algunas hormonas son aminoácidos modificados: epinefrina, norepinefrina, oxitocina y vasopresina (ADH). 2. Otras hormonas son proteínas: como la insulina y la del crecimiento. 3. Una tercera categoría son las hormonas esteroideas: cortisol, estrógeno y testosterona. 4. Las hormonas proteicas y de aminoácidos modificados se unen a receptores asociados a membranas en las células de los órganos blanco. Cuando se prescriben, éstas deben de inyectarse. 5. Las hormonas esteroideas se difunden a través de las membranas celulares y después se unen a receptores intracelulares. Cuando se prescriben se pueden tomar de manera oral.

EL HIPOTÁLAMO DEL CEREBRO 1. El hipotálamo del cerebro controla las secreciones de la glándula pituitaria, la glándula maestra del sistema endocrino. 2. Las células nerviosas del hipotálamo producen señales químicas conocidas como hormonas liberadoras, que estimulan y liberan hormonas que inhiben la liberación de una hormona particular en la glándula pituitaria. 3. El hipotálamo del sistema nervioso controla las secreciones del sistema endocrino. 4. A través de mecanismos de retroalimentación negativa, el sistema endocrino puede influenciar las funciones del hipotálamo.

LAS GLÁNDULAS ENDOCRINAS PRINCIPALES Y SUS HORMONAS 1. Las glándulas endocrinas son los lóbulos posterior y anterior de la glándula pituitaria, la glándula pineal, la tiroides, las paratiroideas, el timo, las glándulas adrenales, los islotes pancreáticos, los ovarios y los testículos. La glándula pituitaria anterior, sus hormonas y algunos trastornos 1. La glándula pituitaria también se conoce como hipófisis. Se divide en un gran lóbulo anterior y un lóbulo posterior de menor tamaño. Es la glándula maestra del sistema.

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2. El lóbulo anterior de la pituitaria, compuesto principalmente por epitelio glandular, produce siete hormonas. 3. La hormona del crecimiento (GH) estimula el metabolismo celular y el crecimiento de huesos y músculos. Su escasez en la infancia puede producir enanismo pituitario. Un exceso en su secreción durante la infancia produce una condición llamada gigantismo. Un exceso de secreción después de la infancia produce el alargamiento de las manos, pies y características faciales, una condición llamada acromegalia. 4. La hormona estimuladora de la tiroides (TSH) estimula a la tiroides para que secrete sus hormonas, T3, T4 y calcitonina. 5. La hormona adrenocorticoide (ACTH) estimula la corteza adrenal para que secrete su hormona, el cortisol. 6. La hormona estimuladora de melanocitos (MSH) causa el oscurecimiento de la piel al estimular la producción de melanina en los melanocitos. 7. La hormona folículo estimulante (FSH) estimula el desarrollo de los folículos en los ovarios de las mujeres y la producción de espermatozoides en los hombres. 8. La hormona luteinizante (LH) estimula la ovulación y producción de progesterona en las mujeres, y la producción de testosterona en los hombres. 9. La prolactina estimula la producción de leche en las glándulas mamarias de las mujeres después del parto. La glándula pituitaria posterior y sus hormonas 1. El lóbulo posterior se compone principalmente de fibras nerviosas y células de la neuroglia. Produce dos hormonas: la hormona antidiurética y la oxitocina. 2. La hormona antidiurética (ADH), también conocida como vasopresina, causa un incremento en la reabsorción de agua en los túbulos renales, lo que resulta en una menor cantidad de agua en la orina. Una deficiencia en ADH puede resultar en una condición conocida como diabetes insipidus. Si se secreta en grandes cantidades, puede constreñir los vasos sanguíneos, de ahí su otro nombre, vasopresina. 3. La oxitocina causa la contracción del músculo liso del útero durante el parto. También causa la constricción de las células de las glándulas mamarias, lo que resulta en la eyección de leche o lactancia. La tiroides, sus hormonas y algunos trastornos 1. La tiroides consiste en dos lóbulos conectados mediante un istmo. Se encuentra justo debajo de la laringe, en ambos lados de la tráquea. Produce tres hormonas, T3, T4 y calcitonina.

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CAPÍTULO 12 El sistema endocrino

2. La tiroides requiere yodo para funcionar correctamente. Éste forma parte de la sal yodada. 3. Sin una cantidad de yodo adecuada, la tiroides se alarga, formando un bocio. 4. La tiroxina o tetrayodotironina (T4) y la triyodotironina (T3) son dos hormonas tiroideas. Ambas regulan el metabolismo de los carbohidratos, grasas y proteínas, para que el sistema nervioso se desarrolle y crezca de forma normal. 5. El hipotiroidismo (falta de hormona tiroidea), en los niños, causa cretinismo, que resulta en una estatura pequeña y retraso mental. En los adultos causa fatiga y acumulación de fluidos en los tejidos subcutáneos. 6. El hipertiroidismo (exceso de hormona tiroidea) causa nerviosismo, una tasa metabólica alta y fatiga. La enfermedad de Grave, asociada con la tiroides alargada o bocio, también tiene el efecto de producir ojos saltones, conocido como exoftalmia. 7. Las células extrafoliculares de la tiroides secretan una tercera hormona, la calcitonina. Ésta disminuye la concentración de iones de calcio y fosfato en la sangre al inhibir la liberación de dichos iones en los huesos, e incrementando su excreción en los riñones. Las glándulas paratiroideas, su hormona y algunos trastornos 1. Las cuatro glándulas paratiroideas se encuentran embebidas en la superficie posterior de la glándula tiroides. 2. Sus células secretorias, llamadas células principales, secretan la hormona paratiroidea o parathormona (PTH). 3. La PTH causa que las células óseas liberen calcio y fosfato hacia la sangre; causa que los riñones conserven el calcio en la sangre, y también que las células intestinales lo absorban a partir de los alimentos digeridos. 4. La vitamina D también incrementa la absorción de calcio en los intestinos. 5. Cuando existen niveles altos de PTH, condición conocida como hiperparatiroidismo, se ocasiona la degradación de la matriz ósea, que produce huesos suaves y deformados, fáciles de fracturar. Además, el calcio elevado afecta músculos y nervios, lo que resulta en fatiga y debilidad muscular. El exceso de calcio puede causar cálculos renales. 6. Los bajos niveles de PTH o hipoparatiroidismo reducen la actividad de los osteoclastos, lo que origina tasas de descomposición ósea y de formación de vitamina D deficientes. El hueso permanece fuerte, pero conforme disminuye el nivel de calcio en la sangre, los músculos y los nervios se vuelven anormalmente excitables,

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resultando en calambres musculares y contracciones tetánicas. Esto puede ocasionar una falla respiratoria. Las glándulas adrenales, sus hormonas y algunos trastornos 1. Las glándulas adrenales, también conocidas como glándulas suprarrenales, se encuentran en la parte posterior de cada riñón. 2. Cada glándula se divide en una parte interior llamada médula adrenal, y una parte externa, llamada corteza adrenal. 3. La médula adrenal produce, en grandes cantidades, la hormona adrenalina, también llamada epinefrina; en cantidades menores produce noradrenalina o norepinefrina, en respuesta a señales de la división simpática del sistema nervioso autónomo. 4. La epinefrina y norepinefrina también se conocen como hormonas de la respuesta corre o defiéndete, pues preparan al cuerpo para situaciones estresantes. 5. Éstas causan la liberación de glucosa del hígado y de ácidos grasos a partir de las células adiposas, para que sea utilizada como una fuente de energía. La tasa cardiaca y la presión sanguínea aumentan. El flujo sanguíneo hacia las células musculares incrementa y disminuye el flujo hacia la piel y los órganos internos. Los pulmones toman más oxígeno. 6. La corteza adrenal se divide en tres capas. La capa externa secreta las hormonas mineralocorticoides, donde la más importante es la aldosterona, que regula la reabsorción de sodio y la excreción de potasio en los riñones. 7. La capa media de la corteza adrenal secreta cortisol, también conocida como hidrocortisona, una hormona glucocorticoide. Ésta causa que el hígado produzca glucosa a partir de los aminoácidos circulantes, origina que las proteínas se degraden en aminoácidos, y que las células adiposas degraden los ácidos grasos como fuente de energía para las células del cuerpo. 8. El cortisol también inhibe la respuesta inflamatoria. La cortisona, un esteroide altamente relacionado con el cortisol, se prescribe como tratamiento de la artritis para reducir la inflamación. 9. La capa interna de la corteza adrenal produce andrógenos, las hormonas sexuales adrenales de los hombres. Éstas estimulan las características sexuales masculinas. En los hombres adultos, la mayor parte de los andrógenos provienen de los testículos. En las mujeres adultas estimulan la conducta sexual femenina. 10. La enfermedad de Addison es causada por la ausencia o la falta de hormonas de la corteza adrenal. Sus síntomas incluyen una piel bronceada,

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CAPÍTULO 12 El sistema endocrino

disminución en la concentración de sodio en sangre, baja glucosa en sangre, que origina fatiga, deshidratación y presión sanguínea baja. 11. El síndrome de Cushing es originado por un exceso de secreción en la corteza adrenal. Sus síntomas incluyen altos niveles de glucosa en sangre y pocas proteínas tisulares. La retención de sodio causa que se incremente el líquido en los tejidos, dando como resultado una piel abultada. El paciente es obeso y con cara en forma de luna. El páncreas, sus hormonas y algunos trastornos 1. Las islotes pancreáticos o islotes de Langerhans son la porción endocrina del páncreas y producen dos hormonas, la insulina y el glucagón, que regulan los niveles de glucosa en sangre. 2. Las células beta de los islotes pancreáticos producen insulina después de las comidas. La insulina causa que el exceso de glucosa en sangre sea almacenada en el hígado como glucógeno, que es el almidón animal. La glucosa también se mueve hacia las células musculares y el tejido adiposo. 3. Las células alfa de los islotes pancreáticos producen glucagón entre las comidas, cuando los niveles de glucosa se encuentran al mínimo. El glucagón estimula al hígado para que convierta el glucógeno almacenado en glucosa, para que degrade los aminoácidos y los transforme en glucosa y para que descomponga las grasas de otros tejidos y se utilicen como fuente energética. 4. Los mecanismos de retroalimentación negativa regulan el nivel de la concentración de glucosa en sangre. 5. Una disminución en la concentración de glucosa sanguínea puede causar disfunciones nerviosas, ya que la glucosa es la principal fuente de energía de las células nerviosas. 6. Un nivel bajo de glucosa en sangre origina la degradación de las grasas, liberando ácidos grasos y cetonas en la sangre; lo que ocasiona una disminución en el pH sanguíneo, condición conocida como acidosis. 7. Un nivel alto de glucosa en sangre, causa que los riñones produzcan grandes cantidades de orina para diluir el exceso de glucosa, lo que ocasiona deshidratación. 8. Una producción insuficiente de insulina resulta en una enfermedad conocida como diabetes mellitus. Los testículos y los ovarios 1. Los testículos producen la principal hormona sexual masculina, la testosterona. 2. La testosterona causa el desarrollo de las estructuras reproductivas masculinas y, en la pubertad, el alargamiento de los testículos y del pene.

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3. La testosterona también induce el desarrollo de las características sexuales secundarias masculinas, como el vello facial y el vello en el pecho, el desarrollo muscular, un tono de voz grave, hombros amplios y caderas angostas. 4. Los ovarios producen las hormonas sexuales femeninas, el estrógeno y la progesterona. 5. El estrógeno y la progesterona inducen el desarrollo de los órganos reproductivos femeninos. También inducen el desarrollo de las características sexuales secundarias femeninas, como el crecimiento de los senos, un tono de voz agudo, caderas amplias y depósitos de grasa en los muslos, caderas y piernas. 6. Las hormonas sexuales femeninas también controlan el ciclo menstrual. El timo y sus hormonas 1. El timo produce la hormona timosina, esta glándula es crucial para el desarrollo del sistema inmunológico. 2. La timosina origina la producción de linfocitos T, glóbulos blancos que protegen al cuerpo contra los microorganismos foráneos. La glándula pineal y sus hormonas 1. La glándula pineal se encuentra en el cerebro, cerca del tálamo y produce la hormona melatonina. 2. La melatonina inhibe las funciones del sistema reproductivo y regula los ritmos corporales, como el patrón de vigilia-sueño. 3. La luz brillante inhibe la secreción de melatonina. 4. Un nivel bajo de melatonina durante la exposición a la luz brillante nos hace sentir bien, e incrementa la fertilidad; los niveles altos de melatonina, bajo luz tenue, nos hacen sentir cansados y deprimidos. 5. La glándula pineal también secreta serotonina, un neurotransmisor y vasoconstrictor.

PREGUNTAS DE REPASO *

1. Explica cómo el hipotálamo del cerebro controla el sistema endocrino. * 2. Explica cómo funciona el sistema de retroalimentación negativa para mantener los niveles hormonales en el cuerpo. 3. Nombra las tres categorías químicas para clasificar hormonas y dar algunos ejemplos. 4. Nombra las principales glándulas endocrinas y sus hormonas. 5. Menciona algunos efectos de la testosterona sobre el cuerpo masculino. *

Preguntas de pensamiento crítico

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CAPÍTULO 12 El sistema endocrino

RELACIONA LAS COLUMNAS Coloca el número apropiado sobre el espacio en blanco. _____ Tiroides 1. Hormonas tirotróficas _____ Prolactina 2. Parathormona _____ Médula adrenal 3. Testosterona _____ Pituitaria 4. Insulina anterior 5. Vasopresina (ADH) _____ Corteza adrenal 6. Tiroxina _____ Testículos 7. Estrógeno y progesterona _____ Ovarios 8. Adrenalina/epinefrina _____ Paratiroides 9. Cortisol _____ Páncreas 10. Melatonina _____ Pituitaria 11. Secreción de leche posterior 12. Serotonina

Investiga y explora ● Visita el sitio web Endrocrineweb en

http://www.endocrineweb.com, allí podrás leer más sobre las estructuras y las enfermedades del sistema endocrino. ● Visita la Asociación Americana para

la Diabetes http://www.diabetes.org, donde podrás aprender más sobre la diabetes tipo 1 y tipo 2. Escribe dos o tres párrafos en donde compares las diferencias entre ambos tipos.

ESTUDIO DE CASO Sofía, una mujer de 58 años, moderadamente obesa, está consultando a su médico de cabecera. Sofía está preocupada porque sufrió una herida en el pie hace dos semanas y ésta no sana. El médico nota que Sofía ha perdido 15 kilos desde su última visita. A pesar de su pérdida de peso, ella dice que ha estado mucho más hambrienta, y come más de lo usual. También le dice que ha estado experimentando una sed intensa, y micciones frecuentes. Basándose en sus síntomas y en los estudios diagnósticos que le realizó el médico, Sofía se entera de que tiene diabetes mellitus.

Preguntas 1. 2. 3. 4. 5.

¿Cuál es la característica principal de la diabetes mellitus? ¿Qué tipo de diabetes mellitus crees que tenga Sofía? ¿Cuáles son los cuatro síntomas clásicos de este trastorno? ¿Qué medidas tomará el médico para controlar los síntomas de Sofía? Si eventualmente, Sofía requiere de insulina, ¿por qué se deberá inyectar este medicamento? 6. ¿Qué complicaciones pueden desarrollar los individuos con una diabetes mellitus no controlada?

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CAPÍTULO 12 El sistema endocrino

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Conexión con StudyWARE ™ Practica un juego interactivo o contesta un cuestionario que refuerce tu aprendizaje sobre este capítulo. Los puedes encontrar en tu CD-ROM de StudyWARE™.

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CAPÍTULO 12 El sistema endocrino

E JE R CICIO DE L A B O R ATORIO:

EL SISTEMA ENDOCRINO

Materiales necesarios: un kit de disección, un feto de cerdo que provea una compañía biológica especializada y una bandeja de disección. 1. Coloca el feto del cerdo, con el vientre hacia arriba, en la bandeja de disección. Usando el bisturí y jalando con los fórceps, remueve la piel de un área cuadrada en la parte media de la mandíbula inferior, donde se unen las

orejas, posterior al tórax cercano al esternón. Observa la Figura 12-9, corte número 2. Antes de que realices tu corte horizontal, siente la laringe o la caja de voz. Haz el corte horizontal superior justo encima de la laringe, ten cuidado de no cortar demasiado profundo. Después corta lateralmente ambos lados, en dirección a la región torá-

2

4

1

3

Abertura urogenital

Cordón umbilical

© Delmar/Cengage Learning

5

FIGURA 12-9. Guía para la disección de un feto de cerdo. Realiza el corte número 2 para poder observar el timo y la tiroides. (continúa)

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CAPÍTULO 12 El sistema endocrino

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EL SISTEMA ENDOCRINO (Continuación) cica. Conforme hagas tu corte horizontal posterior, el esternón evitará que le hagas daño a los tejidos interiores. Ahora remueve la piel y la capa muscular que une la piel, jálala con cuidado con los fórceps y raspa el tejido con el bisturí. 2. Cuando remuevas la piel verás músculos y glándulas expuestos. Nota los largos músculos de la región del cuello. Éstos se pueden remover para exponer el timo. Observa la Figura 12-10 de una disección en un feto de cerdo, para que analices esta región. El timo parece una esponja, muy diferente a las fibras gruesas que componen el tejido muscular.

3. En el cerdo, el timo se compone de dos grandes lóbulos ubicados justo debajo de la laringe cartilaginosa. Ahora separa los dos lóbulos con los fórceps, así podrás exponer la oscura y pequeña glándula tiroides, que se encuentra en la parte superior de la tráquea. Mientras estás en esta parte, puedes observar los anillos cartilaginosos de la tráquea. 4. Una vez que hayas encontrado estas glándulas del sistema endocrino, regresa el feto a su área de almacenamiento. Después lo utilizaremos para otras disecciones.

Laringe

Timo

Tráquea Tiroides

Saco pericárdico

Corazón (ventrículo izquierdo)

Pulmón derecho

Diafragma Hígado

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Corte de la caja torácica

FIGURA 12-10. La garganta y la región torácica de un feto de cerdo disecado.

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La sangre OBJETIVOS DEL CAPÍTULO Después de estudiar este capítulo, deberás ser capaz de: 1. Describir las funciones de la sangre. 2. Clasificar los distintos tipos de células sanguíneas. 3. Describir la anatomía de los eritrocitos en relación a su función. 4. Comparar las funciones de los distintos tipos de leucocitos. 5. Explicar dónde y cómo se forman las células sanguíneas. 6. Explicar el mecanismo de coagulación. 7. Nombrar los distintos tipos sanguíneos.

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C O N C E P T O S C L AV E Aglutinación Albúmina Basófilos Células madre/ hematocitoblastos Coágulo Complemento Embolia Émbolo Eosinófilos Eritroblastosis fetal Eritrocitos Fagocitosis Fibrina

Fibrinógeno Fibrinólisis Globina Globulinas Grupo sanguíneo ABO Grupo sanguíneo Rh Hematopoyesis Hemo Hemoglobina Infarto Leucocitos Linfocitos Lisozima Macrófagos

Megacariocitos Monocitos Neutrófilos Placa Plasma Protrombina Sinéresis Tejido mieloide/ médula ósea roja Trombina Trombo Trombocitos/plaquetas Tromboplastina Trombosis

INTRODUCCIÓN

FUNCIONES DE LA SANGRE

La sangre es un tejido conectivo especializado que consta de dos componentes: los elementos de la sangre o células sanguíneas, y la parte líquida de la sangre o plasma (Figura 13-1). Los elementos de la sangre son los glóbulos rojos o eritrocitos, los glóbulos blancos o leucocitos, y las plaquetas o trombocitos. El plasma, un líquido viscoso, representa alrededor del 55% de la sangre; los elementos sanguíneos constituyen alrededor del 45% del volumen total de sangre. Una mujer promedio tiene alrededor de cinco litros de sangre, mientras que un hombre promedio tiene aproximadamente seis litros de sangre en el cuerpo. La sangre representa aproximadamente 8% del peso corporal total. Véase Mapa Conceptual 13-1: La sangre.

Bombeada por el corazón y transportada por los vasos sanguíneos en todo el cuerpo, la sangre es un complejo líquido que realiza una serie de indispensables funciones. Estas funciones se relacionan con el mantenimiento de la homeostasis. La sangre transporta el oxígeno desde los pulmones, donde se enlaza con los glóbulos rojos, a todas las células del cuerpo. Las células necesitan oxígeno para realizar el metabolismo celular. También lleva dióxido de carbono desde las células, donde se ha producido como un producto de desecho del metabolismo celular, hacia los pulmones, para ser expulsado del cuerpo. Mueve nutrientes, iones y agua desde el tracto digestivo hacia todas las célu299

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CAPÍTULO 13 La sangre

Plasma (55% del volumen total)

Elementos sanguíneos (45% del volumen total)

Eritrocitos

Trombocitos (plaquetas)

Neutrófilos

Monocito

Leucocitos

Eosinófilos

Linfocito © Delmar/Cengage Learning

Tubo de ensaye que contiene sangre

Basófilo

FIGURA 13-1. Los principales componentes de la sangre.

las del cuerpo; productos de desecho desde las células del cuerpo hacia las glándulas sudoríparas y riñones para su excreción. La sangre lleva hormonas desde las glándulas endocrinas a los diversos órganos del cuerpo, así como enzimas a las células para regular los procesos y reacciones químicas. Ayuda a regular el pH del cuerpo a través de los amortiguadores y aminoácidos que carga. El pH normal de la sangre es ligeramente alcalino, alrededor de 7.35 a 7.45. También desempeña un papel importante en la regulación de la temperatura del cuerpo ya que contiene un gran volumen de agua (el plasma), que es un excelente amortiguador del calor y refrigerante. Otra de sus funciones es regular el contenido de agua de las células a través de sus iones de sodio disueltos, por lo que desempeña un papel en el proceso de ósmosis. Es a través del mecanismo de la coagulación que la sangre ayuda a prevenir la pérdida de líquidos cuando se dañan los vasos sanguíneos y los tejidos. Por último, la sangre juega un papel vital en la protección del cuerpo contra microorganismos extraños y toxinas a través de sus células de combate, los leucocitos.

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LA CLASIFICACIÓN DE LAS CÉLULAS SANGUÍNEAS Y LA COMPOSICIÓN DE PLASMA La clasificación más común de los elementos o células de la sangre es: A. Los eritrocitos o glóbulos rojos (GR), que constituyen alrededor del 95% del volumen de las células sanguíneas. B. Los leucocitos o glóbulos blancos (GB) se dividen en dos subcategorías: los leucocitos granulares y los leucocitos no granulares. 1. En el citoplasma de los leucocitos granulares se observan gránulos cuando se tiñen con tinción de Wright. Existen tres tipos: a. Los neutrófilos, que representan entre 60% y 70% de los glóbulos blancos. b. Los eosinófilos que constituyen del 2% al 4% de los glóbulos blancos.

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CAPÍTULO 13 La sangre

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Sangre

tiene una

desarrolla

Estructura específica

Funciones específicas

que incluye

que incluye

Glóbulos rojos

Glóbulos blancos

contiene

protege

Plaquetas

que incluyen

Plasma

Transporte de nutrientes, desechos, hormonas, enzimas

Coagulación

Producción de anticuerpos

Reacciones alérgicas

Destrucción de bacterias y remoción de desechos celulares

Transporte de O2 y CO2

permite Hemoglobina permite

Neutrófilos, monocitos

Basófilos, eosinófilos

Linfocitos

permite provoca causa permite

MAPA CONCEPTUAL 13-1. La sangre.

c. Los basófilos que constituyen del 0.5% a 1% de los glóbulos blancos. 2. Los leucocitos no granulares no muestran gránulos en su citoplasma cuando se tiñen con tinción de Wright. Existen dos tipos: a. Los monocitos, que representan entre 3% y 8% de los glóbulos blancos. b. Los linfocitos, que representan del 20% al 25% de los glóbulos blancos. C. Los trombocitos o plaquetas (Figura 13-2). Tenemos 700 veces más glóbulos rojos en nuestra sangre que glóbulos blancos, y por lo menos 17 veces más glóbulos rojos que plaquetas.

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El plasma es el componente líquido de la sangre, 91% es agua. Aproximadamente 7% son proteínas de albúmina, globulinas y fibrinógeno. La albúmina desempeña un papel en el mantenimiento de la presión osmótica y el equilibrio de agua entre la sangre y los tejidos. Algunos ejemplos de las globulinas son los anticuerpos y el complemento, elementos importantes en la respuesta inmune del cuerpo. Otras globulinas actúan como moléculas de transporte para las hormonas y los llevan a los órganos diana. El fibrinógeno desempeña un papel vital en el mecanismo de la coagulación. El 2% del plasma restante consiste de solutos tales como iones, nutrientes, productos de desecho, gases, enzimas y hormonas. Las técnicas de almacenamiento de sangre fueron desarrollados por el Dr. Charles Drew, un cientí-

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CAPÍTULO 13 La sangre

Glóbulos rojos (eritrocitos)

Plaquetas (trombocitos)

Glóbulos blancos (leucocitos) Leucocitos granulares

Basófilo

Neutrófilo

Eosinófilo

Linfocito

Monocito

© Delmar/Cengage Learning

Leucocitos no granulares

FIGURA 13-2. Clasificación de las células sanguíneas.

fico afroestadounidense. Él es mejor conocido por sus investigaciones sobre el plasma sanguíneo. Sus descubrimientos sobre preservación de la sangre llevó a la formación de bancos de sangre en Estados Unidos y Gran Bretaña durante la Segunda Guerra Mundial. Fue director del Banco de Sangre de la primera Cruz Roja estadounidense.

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FORMACIÓN DE CÉLULAS SANGUÍNEAS: HEMATOPOYESIS La formación de células sanguíneas se denomina hematopoyesis y se produce en la médula ósea roja, también conocida como tejido mieloide. Todas las células san-

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CAPÍTULO 13 La sangre

guíneas son producidas por la médula ósea roja. Sin embargo, algunos tejidos linfáticos como el bazo, las amígdalas y los ganglios linfáticos producen leucocitos no granulares (linfocitos y monocitos). Éstos ayudan en la producción de las células sanguíneas. Éstas se desarrollan a partir de células mesenquimales indiferenciadas llamadas células madre o hematocitoblastos (Figura 13-3). Algunas células madre se diferencian en proeritroblastos, que con el tiempo pierden su núcleo y se convierten en glóbulos rojos maduros. Otras células madre se convertirán en mieloblastos, los cuales a su vez se convertirán en promielocitos. Algunas de estas células se convertirán en mielocitos basófilos y madurarán en los basófilos; los demás se convertirán en mielocitos eosinófilos y madurarán en los eosinófilos, mientras que otros se convertirán en mielocitos neutrofílicos que madurarán en neutrófilos. Otras células madre se convertirán en linfoblastos y madurarán hasta convertirse en linfocitos y otras lo harán en monoblastos y madurarán en monocitos. Finalmente, algunas células madre se convertirán en megacarioblastos y se someterán a la mitosis multipolar del núcleo, para madurar en las plaquetas de la sangre. Todas las etapas del desarrollo de células sanguíneas se encuentran en el tejido de la médula ósea roja.

ANATOMÍA Y FUNCIONES DE LAS CÉLULAS SANGUÍNEAS Los eritrocitos aparecen como discos bicóncavos con bordes más gruesos en el centro de la célula, tomando una aparente forma de dona. Éstos no tienen un núcleo y son simples en su estructura. Se componen de una red de proteína llamada estroma, de citoplasma, algunas sustancias lipídicas como el colesterol y de un pigmento rojo llamado hemoglobina que constituye 33% del volumen de la célula. Los eritrocitos contienen alrededor de 280 millones de moléculas de hemoglobina por eritrocito. Debido a que han perdido sus núcleos, éstos no se dividen. Viven aproximadamente 120 días. La función principal de los eritrocitos es unirse con el oxígeno en los pulmones y transportarlo a los diferentes tejidos del cuerpo. Posteriormente, se une con el dióxido de carbono presente en los tejidos y lo transporta a los pulmones para su expulsión del cuerpo. El pigmento hemoglobina permite que esto suceda. La hemoglobina se compone de una proteína llamada globina y un pigmento llamado hemo, que contiene cuatro átomos de hierro. Los átomos de hierro del grupo hemo se combinan con el oxígeno en los pulmones. En los tejidos del cuerpo, el oxígeno se libera y la proteína globina ahora se combina con el dióxido de carbono presente en el líquido intersticial y lo transporta a los pulmones donde es liberado. La hemoglobina que carga el oxígeno es de color rojo brillante, mientras que la hemoglobina carente de él es de un color rojo más oscuro. Un hombre sano tiene aproximadamente 5,400,000 glóbulos rojos/mm3 de san-

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gre y una mujer sana alrededor de 4.8 millones de glóbulos rojos/mm3 de sangre. Debido a la menstruación y la pérdida de sangre, algunas mujeres necesitan más hierro en su dieta para el transporte eficiente de oxígeno. Los leucocitos tienen núcleos pero carecen de pigmento. Su función general es luchar contra la inflamación y la infección. Se les conoce como las células blancas de la sangre por su falta de pigmentación. Son más grandes en tamaño que los glóbulos rojos y son transportados por la sangre a diversos tejidos en el cuerpo. Tienen la capacidad de salir de la sangre y moverse por los tejidos gracias a que presentan movimiento ameboide, es decir el envío de una extensión citoplasmática que se une a un objeto, mientras que el resto del contenido de la célula pasa entonces a esa extensión. De esta manera, los leucocitos atacan los microorganismos invasores y limpian los restos celulares mediante el consumo de este material gracias a la fagocitosis, que significa comer células. Cuando se tiñen con tinción de Wright, el citoplasma de los leucocitos muestra la presencia o ausencia de gránulos. Por lo tanto, los leucocitos se dividen en los leucocitos granulares y los no granulares. Los tres tipos de leucocitos granulares son los neutrófilos, basófilos y eosinófilos. Los dos tipos de leucocitos no granulares son los monocitos y linfocitos. Los neutrófilos son los leucocitos más comunes. Éstos son los glóbulos blancos más activos en respuesta a la destrucción de tejidos por bacterias. Permanecen en la sangre durante unas 12 horas y luego pasan a los tejidos, donde fagocitan las sustancias extrañas y secretan la enzima lisozima para la destrucción de ciertas bacterias. Cuando la pus se acumula en un área de infección, consiste de restos de células, fluidos y neutrófilos muertos. Los monocitos son también fagocíticos, fagocitan bacterias, células muertas o restos celulares. Son los leucocitos de mayor tamaño. Después de salir de la sangre y entrar en los tejidos, éstos aumentan de tamaño y entonces se conocen por el nombre de macrófagos. Los eosinófilos combaten sustancias irritantes, como el polen o pelo de gato que causan alergias. Éstos producen los antihistamínicos. Sus secreciones químicas también atacan algunos gusanos parásitos en el cuerpo. Los basófilos también están involucrados en las reacciones alérgicas, liberan heparina (un anticoagulante), histamina (una sustancia inflamatoria) y serotonina (un vasoconstrictor) en los tejidos. Los linfocitos están involucrados en la producción de anticuerpos y desempeñan un papel crucial en la respuesta inmune del cuerpo. Son los leucocitos más pequeños. Existen varios tipos de linfocitos: los B y los T, que se explican en el Capítulo 15. Están involucrados en el control de las células cancerosas, la destrucción de microorganismos y parásitos, y en el rechazo de los implantes de tejido externo. Los leucocitos son mucho menos numerosos que los glóbulos rojos, en promedio de 5000 a 9000 por mm3 de sangre. Pueden fagocitar sólo un cierto número de sustancias antes de que estos materiales interfieran

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CAPÍTULO 13 La sangre

Célula madre hematopoyética

Rubriblasto (proeritroblasto)

Mieloblasto

Prorrubricito

Rubricito

Monoblasto

Promielocito (progranulocito)

Mielocito eosinofílico

Mielocito neutrofílico

Promonocito

Linfoblasto

Prolinfocito

Megacarioblasto

Promegacariocito

Mielocito basofílico Megacariocito

Metarrubricito

Metamielocito eosinofílico

Metamielocito neutrofílico

Metamielocito basofílico

Linfocito grande

Metamegacariocito

Eritrocitos

Eosinófilos

Neutrófilos

Basófilos

Leucocitos granulares

Monocitos

Linfocitos Trombocitos T B (pequeño) (pequeño)

Leucocitos no granulares

© Delmar/Cengage Learning

Reticulocito

Célula de banda Célula de banda Célula de banda eosinofílico neutrofílica basofílica

FIGURA 13-3. La hematopoyesis comienza con las células madre (hematocitoblastos) en la médula espinal roja. La célula pasa por numerosas etapas de desarrollo antes de convertirse en una célula sanguínea madura.

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con la actividad metabólica normal de los leucocitos. Por lo tanto, su vida es bastante corta. En un cuerpo sano, algunos glóbulos blancos viven sólo unos días; durante las infecciones, pueden vivir por unas pocas horas. Los trombocitos o plaquetas son fragmentos celulares en forma de disco que presentan núcleo. Varían en tamaño de 2-4 micras de diámetro. Evitan la pérdida de líquidos cuando los vasos sanguíneos están dañados, iniciando una cadena de reacciones que resultan en la coagulación sanguínea. Tienen una vida media aproximadamente de una semana. Se producen en la médula ósea roja a partir de grandes megacariocitos. Analiza la Figura 13-4 para consultar la vida media y las funciones de las células sanguíneas.

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ALERTA SANITARIA

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EL MECANISMO DE COAGULACIÓN Cuando nos lesionamos por una caída o un raspón, los vasos sanguíneos se dañan y la sangre fluye hacia los tejidos provocando que pueda perderse del cuerpo. Afortunadamente, éste tiene un mecanismo para detener la pérdida de sangre y la reparación de los vasos sanguíneos y tejidos dañados. El mecanismo de la coagulación es un proceso que el cuerpo utiliza para detener la pérdida de sangre. Cuando los pequeños vasos sanguíneos están dañados, los músculos lisos de su pared se contraen. Esto puede detener la pérdida de sangre. Cuando los vasos más grandes están dañados, la constricción de los músculos lisos en las paredes del vaso sólo alenta la pérdida de sangre y el mecanismo de la coagulación se hace cargo. Un corte en un vaso sanguíneo provoca que las paredes lisas del vaso se tornen ásperas e irregulares. La coagulación es un proceso complejo de tres etapas (Figura 13-5). En la primera, la superficie rugosa del vaso dañado provoca que las plaquetas o trombocitos se agreguen o agrupen en el lugar de la lesión. Los tejidos dañados liberan tromboplastina. La tromboplastina provoca una serie de reacciones que dan lugar a la producción del activador de la protrombina. Estas actividades requieren la presencia de iones de calcio y ciertas proteínas y fosfolípidos.

MANTENER LA CIRCULACIÓN

La dieta es importante para mantener saludables las células rojas de la sangre. Dado que la hemoglobina contiene átomos de hierro, el hierro en la dieta ayuda a que los glóbulos rojos transporten más oxígeno. Las cantidades moderadas de carne roja y el hígado son buenas fuentes de hierro. De igual manera, debemos mantener una dieta saludable para nuestro corazón comiendo el tipo correcto de carne. Para mantener una buena circulación sanguínea, debemos tener niveles bajos de colesterol en la sangre. Carnes bajas en grasa, tales como los peces y las aves de corral, y aumento de fibra en nuestra dieta con frutas y verduras, ayudan a reducir los niveles de colesterol. Los niveles altos de colesterol pueden conducir a la formación de placa arterial, que bloquea el flujo sanguíneo, causando la formación de coágulos en lugares no deseados. Existen actividades que pueden ayudarnos a prevenir la coagulación no deseada. El ejercicio regular aumenta el volumen del plasma sanguíneo, manteniendo la sangre menos “espesa”. Esto se traduce en menos fibrinógeno y glóbulos rojos por unidad de volumen de sangre, reduciendo el riesgo de coagulación. Las personas que hacen ejercicio regularmente presentan un riesgo bajo de ataques al corazón. Los estilos de vida sedentarios producen los efectos opuestos. En base a este hecho, a los pacientes se les anima a caminar muy pronto después de las operaciones para evitar la posibilidad de formación de coágulos de sangre. Si fuma, intente dejar de hacerlo. Fumar aumenta los niveles de fibrinógeno en la sangre, incrementando así la posibilidad de la coagulación no deseada. El consumo moderado de alcohol también se asocia con reducción de las posibilidades de desarrollar enfermedades cardiacas. Uno o dos bebidas por día o una copa de vino tinto pueden ayudar a mantener un corazón sano y buena circulación de sangre en muchos individuos. Recuerde, una combinación de una dieta saludable y el ejercicio ayudan a mantener una buena circulación sanguínea.

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CAPÍTULO 13 La sangre

Célula sanguínea

Vida media en la sangre

Función

Eritrocito

120 días

Transporte de O2 y CO2

Neutrófilo

7-12 horas

Fagocitosis

Eosinófilo

Desconocido

Defensa contra alergenos y gusanos parásitos

Basófilo

Desconocido

Respuesta inflamatoria

Monocito

3 días

Vigilancia inmunológica (precursor de macrófago tisular) Fagocitosis

Linfocito B

Desconocido

Producción de anticuerpos Precursor de células de plasma

Linfocito T

Desconocido

Respuesta inmune celular

Plaquetas

7-8 días

Coagulación

FIGURA 13-4. Vida media y funciones de las células sanguíneas.

En la segunda etapa, la protrombina, una proteína plasmática producida por el hígado, se convierte en trombina. En presencia de los iones de calcio, el activador de la protrombina convierte la protrombina en trombina.

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En la tercera etapa, otra proteína plasmática, el fibrinógeno soluble, se convierte en fibrina insoluble. Es la trombina la que cataliza la reacción que fragmenta el fibrinógeno en fibrina. Ésta forma largos hilos que actúan como una red de pesca en el lugar de la lesión. La

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CAPÍTULO 13 La sangre

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Herida en vaso

Agregación de las plaquetas

Hemorragia

Protrombina Fibrinógeno

Tromboplastina

Glóbulos rojos

Fibrina

Glóbulos rojos atrapados en fibrinas

Plaquetas

© Delmar/Cengage Learning

Trombina

FIGURA 13-5. Etapas de la coagulación sanguínea.

Tabla 13-1

Reacciones químicas en el proceso de coagulación Ca⫹

1. Tejidos dañados

Ca⫹ tromboplastina

activador de protrombina

Protrombina activador ⫹ Ca⫹ 2. Protrombina

trombina trombina

3. Fibrinógeno soluble

hilos de fibrina

fibrina forma lo que llamamos el coágulo. A medida que el coágulo se forma, las células sanguíneas y plaquetas consiguen enredarse en los hilos de fibrina y la herida deja de sangrar. La retracción del coágulo o sinéresis es el endurecimiento del coágulo de fibrina, de tal manera que la zona de ruptura del vaso sanguíneo se hace cada vez más pequeño, disminuyendo la hemorragia. El líquido claro amarillento que se observa después de que el coágulo se forma se llama suero, éste es el plasma sanguíneo

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que carece de los factores de coagulación. Ahora que la hemorragia se detiene, los tejidos de los vasos sanguíneos se reparan por división celular mitótica. Una vez que el tejido ha sido reparado, ocurre la fibrinólisis o disolución del coágulo de sangre. Esto se debe a una proteína plasmática que digiere los hilos de fibrina y otras proteínas asociadas con la formación del coágulo. La tabla 13-1 resume las reacciones químicas que suceden en el proceso de coagulación.

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CAPÍTULO 13 La sangre

En ocasiones, puede haber coagulación no deseada en un vaso sanguíneo no dañado. Esto se produce por la presencia de una masa de colesterol llamada placa que se adhiere a las paredes lisas de los vasos sanguíneos. Esto da como resultado una superficie rugosa que es ideal para la adhesión de las plaquetas y que por lo tanto, inicia el mecanismo de coagulación. El ingerir demasiado colesterol en la dieta por comer muchos alimentos grasos contribuye a la formación de estas masas. La coagulación en estos vasos intactos se conoce como trombosis y el propio coágulo se denomina trombo. Un trombo puede disolverse, sin embargo, si se mantiene intacto, puede dañar los tejidos que sufrieron la afectación del suministro de oxígeno. Si un pedazo del trombo se rompe y viaja por el torrente sanguíneo, se llama émbolo. Cuando un émbolo se estanca en un vaso y corta la circulación se conoce como embolia. Cuando se forma un coágulo de sangre en un vaso que suministra un órgano vital, se designa de una manera especial. Si el cerebro se ve afectado, se le denomina trombosis cerebral. Si el corazón se ve afectado, se le llama trombosis coronaria. Si los tejidos mueren a causa de esto, se le denomina infarto y éste es a menudo fatal. Si un coágulo de sangre se desprende y viaja a un órgano vital como los pulmones y bloquea un vaso que suministre a ese órgano, se conoce como embolia pulmonar. Para prevenir que se produzcan embolias después de la cirugía, se espera que los pacientes caminen o deambulen tan pronto como sea posible para que la destrucción normal de restos celulares y del tejido ocurra a través de las actividades de los leucocitos y la fagocitosis.

GRUPOS SANGUÍNEOS La sangre humana es de diferentes tipos y sólo ciertas combinaciones de estos tipos de sangre son compatibles. Se han realizado procedimientos para determinar el tipo de sangre y asegurar que las transfusiones entre donante y receptor sean compatibles. Si los grupos sanguíneos no coinciden, se produce la aglutinación de los glóbulos rojos. Esto se conoce como reacción a la transfusión y es causada por un rebote entre los anticuerpos de proteínas en el plasma sanguíneo de glóbulos rojos y las moléculas de superficie, llamadas antígenos. Son pocos, de los muchos antígenos de glóbulos rojos, los que causan una reacción transfusional grave. Éstos son los antígenos del grupo ABO y el grupo Rh. La aglutinación de los glóbulos rojos es el resultado de una reacción a la transfusión sanguínea causado por la incompatibilidad de estos grupos. El individuo experimenta dolor de cabeza y dificultad para respirar, la cara aparece enrojecida, y se experimentará dolor en el cuello, pecho y espalda baja. Los glóbulos rojos se destruyen y su hemoglobina se convierte en bilirrubina (la cual se acumula) provocando ictericia o coloración amarillenta de la piel. Los riñones pueden fallar.

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El grupo sanguíneo ABO El grupo sanguíneo ABO está formado por aquellos individuos que tienen presencia o ausencia de dos antígenos principales en la membrana de sus glóbulos rojos, el antígeno A y el antígeno B. Debido a factores genéticos, los glóbulos rojos de una persona contienen únicamente una de las cuatro combinaciones de antígenos: únicamente A, únicamente B, A y B, o ni A ni B. Con base en estos hechos la sangre se tipifica. Alguien únicamente con la presencia del antígeno A tiene un tipo de sangre A. Un individuo que presenta únicamente el antígeno B tiene sangre tipo B. Una persona con ambos antígenos, A y B, tiene tipo de sangre AB. Sin embargo, si una persona no tiene ni el antígeno A ni el antígeno B, entonces será sangre tipo “O”. Los anticuerpos se forman durante la infancia contra los antígenos ABO que no estén presentes en nuestros propios glóbulos rojos. Las personas con sangre tipo A tienen anticuerpos anti-B en el plasma, las personas con sangre tipo B tienen anticuerpos anti-A, aquellos con el tipo de sangre AB no tienen ninguno de los dos anticuerpos, y por último, las personas con sangre tipo O tienen anticuerpos anti-A y anticuerpos anti-B. Un anticuerpo de un tipo va a reaccionar con un antígeno del mismo tipo y se producirá la aglutinación. Por lo tanto, una persona con sangre tipo A (anti-B) no debe recibir sangre del tipo B o AB. Del mismo modo, una persona con el tipo B (anti-A) no debe recibir sangre tipo A o AB. Del mismo modo, una persona con tipo O (anti-A y anti-B) no deben recibir sangre tipo A, B o AB. Sin embargo, una persona con sangre del tipo AB, que carece de anticuerpos anti-A y anti-B, puede recibir una transfusión de sangre de cualquier tipo, por lo que se conoce como receptor universal. Una persona con sangre tipo O carece de los antígenos A y B y se conoce como un donador universal, porque la sangre de tipo O puede ser transfundida a personas con cualquiera de los grupos sanguíneos.

El grupo sanguíneo Rh El grupo sanguíneo Rh fue nombrado después de los monos Rhesus, los animales en los que uno de los ocho antígenos o factores Rh fueron identificados y estudiados por primera vez. Éste fue el antígeno D o aglutinógeno D, que se descubrió más tarde en los seres humanos. Si el antígeno D y otros antígenos Rh se encuentran en la membrana de glóbulos rojos, la sangre es Rh positivo. La mayoría de los estadounidenses son Rh positivo. Si los glóbulos rojos carecen de los antígenos, la sangre es Rh negativo. La presencia o ausencia de los antígenos es un rasgo hereditario. A diferencia de los anticuerpos del sistema ABO, los anticuerpos anti-Rh no se desarrollan de forma espontánea. En su lugar, se desarrollan solamente cuando personas Rh-negativo reciben una transfusión de sangre Rh-positivo. Poco después de recibir la sangre Rhpositivo, la persona Rh negativo comienza a producir

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CAPÍTULO 13 La sangre

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

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TRASTORNOS DE LA SANGRE

HEMOFILIA La hemofilia es un trastorno genético hereditario de coagulación asociado a la expresión de un gen recesivo en el cromosoma X heredado de la madre y transmitido a los hijos varones. Durante la Edad Media, un árabe, Albucacus, describió y reconoció por primera vez la hemofilia como una enfermedad hereditaria. La reina Victoria de Inglaterra heredó este gen a varios de sus hijos que a su vez transmitieron esta información a las familias reales de Inglaterra, Alemania, España y Rusia. La hemofilia A es la forma más común de la enfermedad, cuyo síntoma principal es una tendencia a la hemorragia después de una lesión menor. Otros síntomas incluyen sangrado de nariz, hematomas en los músculos y sangre en la orina.

LEUCEMIA La leucemia es un tipo de cáncer en el que existe una producción anormal de glóbulos blancos. Estas células carecen de capacidad inmunológica normal, por lo que los individuos con la enfermedad son susceptibles a las infecciones oportunistas. El exceso de producción de leucocitos interfiere con los glóbulos rojos normales y la formación de plaquetas, que se traduce en anemia y sangrado excesivo de las lesiones de menor importancia.

ANEMIA La anemia puede ser causada por cuatro factores: la disminución del número normal de eritrocitos, una disminución de la cantidad normal de hemoglobina en los glóbulos rojos, una deficiencia de hemoglobina normal, o la producción de la hemoglobina anormal. La anemia reduce la cantidad de oxígeno que pueden transportar los glóbulos rojos, lo cual resulta en una falta de energía, falta de aliento al realizar esfuerzos menores, apatía, palidez en la piel, y una sensación generalizada de cansancio. Existen varios tipos de anemia.

ANEMIA FALCIFORME La anemia falciforme es una enfermedad hereditaria que se encuentra sobre todo en los afroestadounidenses y las personas con ascendencia en el sur de Europa. Los eritrocitos presentan una forma anormal, de hoz, y una hemoglobina anormal que no puede cargar el oxígeno suficiente. Las variaciones varían de graves, resultando en muerte antes de los 30 años, o leves con ausencia de síntomas.

ANEMIA FERROPÉNICA La anemia ferropénica es el resultado de la deficiencia de vitamina B12, las deficiencias nutricionales o la pérdida excesiva de hierro en el cuerpo resultando en menor producción de eritrocitos normales.

ANEMIA HEMOLÍTICA La anemia hemolítica es una condición hereditaria en la que los eritrocitos se rompen o son destruidos a un ritmo más rápido de lo normal. También puede ser causada por el consumo de drogas, las enfermedades autoinmunes, o el veneno de las serpientes.

TALASEMIA La talasemia es una enfermedad hereditaria que se presenta en las personas de África, el Mediterráneo, y de ancestros asiáticos. Se suprime la producción de hemoglobina y la muerte puede ocurrir alrededor de la edad de 20 años. Los casos leves producen una anemia leve.

SEPTICEMIA La septicemia, también conocida como envenenamiento de la sangre, es causada por una infección de microorganismos y sus toxinas en la sangre. Estos toxinas causan una disminución en la presión arterial, referido como choque séptico, y puede conducir a la muerte. (continúa)

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CAPÍTULO 13 La sangre

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

TRASTORNOS DE LAS ARTICULACIONES

MALARIA La malaria es causada por la inyección de un protozoo, el Plasmodium, por una hembra del mosquito del género Anopheles. El microorganismo pasa parte de su ciclo de vida en los eritrocitos para finalmente destruirlos. Se producen escalofríos y fiebre por las toxinas liberadas cuando se rompen los glóbulos rojos.

MONONUCLEOSIS INFECCIOSA La mononucleosis infecciosa, también conocida como mono, es causada por el virus de Epstein-Barr, que infecta a los linfocitos B y las glándulas salivales. El virus altera los linfocitos, haciendo que el sistema inmune los destruya. Los síntomas incluyen dolor de garganta, inflamación de los ganglios linfáticos y fiebre.

TROMBOCITOPENIA La trombocitopenia es una disminución grave del número de trombocitos o plaquetas sanguíneas. Las plaquetas pueden ser destruidas por una enfermedad autoinmune, una enfermedad genética que produce menos plaquetas, las terapias de radiación, drogas o infecciones. La condición resulta en el sangrado a largo plazo de los capilares y otros vasos pequeños como arteriolas y vénulas. Es la causa más común de los trastornos de la coagulación.

ERITROCITOSIS La eritrocitosis es causada por una cantidad excesiva de glóbulos rojos. También se conoce como policitemia. Puede ser causada por un defecto en la producción de células madre, la disminución del volumen plasmático debido a la deshidratación, o por la exposición crónica a grandes alturas. Puede dar lugar a disminución del flujo sanguíneo, obstrucción de los vasos capilares, y un mayor espesor de la sangre. Estas condiciones pueden conducir a la hipertensión o presión arterial alta.

ENVENENAMIENTO POR MONÓXIDO DE CARBONO El envenenamiento por monóxido de carbono puede desarrollarse en personas que trabajan en lugares que acumulan grandes cantidades de gases de escape provenientes de los motores de combustión, tales como motores de automóviles. Por lo tanto, trabajar en estacionamientos, túneles y casetas de cobro puede conducir a esta condición. Además, un horno defectuoso en una casa puede producir una cantidad excesiva de monóxido de carbono (CO). Es por eso que se utilizan detectores de monóxido de carbono en nuestros hogares. El CO se une a los átomos de hierro en la hemoglobina de los glóbulos rojos produciendo carboxihemoglobina. Esto impide que los glóbulos rojos se unan al oxígeno gaseoso y por lo tanto no transporta oxígeno a las células del tejido, pudiendo resultar en la muerte.

anticuerpos anti-Rh en contra de la sangre extranjera. Este desajuste inicial no tiene graves consecuencias inmediatas, ya que le toma tiempo al cuerpo reaccionar y producir anticuerpos. Sin embargo, si una transfusión no coincidente sucede por segunda ocasión, los anticuerpos del paciente ahora atacarán y destruirán a los glóbulos rojos del donante de sangre Rh-positivo y se aglutinarán. Un problema similar se produce cuando una madre Rh negativo carga a un bebé Rh positivo. Es el caso en que la madre es Rh negativo y el padre es Rh positivo. El primer embarazo suele ser normal. Debido a que la madre puede ahora sensibilizarse a los antígenos Rh-positivo, que producen anticuerpos anti-Rh positivos en el futuro. Estos

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anticuerpos cruzan la placenta y destruyen los glóbulos rojos del niño, causando una condición conocida como enfermedad de eritroblastosis fetal o enfermedad hemolítica del recién nacido. El bebé será anémico y sufrirá daño cerebral debido a la falta de suministro de oxígeno a sus células nerviosas. La muerte puede sobrevenir. Sin embargo, hoy en día esta enfermedad es poco frecuente. Una mujer Rh-negativo puede tomar un medicamento llamado RhoGAM. En realidad, son anticuerpos anti-Rh que se unen a las células fetales Rh positivos y las protegen, cubriendo de esta manera a cualquiera de los glóbulos rojos del niño que podría ponerse en contacto con las células de la madre. Esto sensibiliza a su sistema inmunológico.

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CAPÍTULO 13 La sangre

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CONFORME EL CUERPO ENVEJECE A medida que el feto se desarrolla en el útero, la formación de células sanguíneas se produce en el bazo, el hígado y el saco vitelino, pero, en el tercer trimestre, la hematopoyesis se produce en la médula roja y el tejido mieloide y sigue allí durante toda la vida. Además, el tejido linfoide ayuda a la médula ósea roja proveyendo de linfocitos y monocitos durante toda la vida. La vitamina K juega un papel importante en muchos de los factores que intervienen en la coagulación sanguínea. Recibimos alrededor de la mitad de nuestro suministro de vitamina K en la dieta, mientras que el resto es producido a partir de bacterias amistosas que viven en nuestro intestino grueso. Los pacientes en tratamiento antibacteriano prolongado pueden destruir a estas bacterias útiles y desarrollar problemas de sangrado. Estos individuos pueden necesitar incrementar la ingesta de nutrientes con píldoras de vitamina K. Las personas que fuman cigarrillos aumentan su consumo de monóxido de carbono, ya que éste se encuentra en el humo del cigarrillo. El monóxido de carbono se une al hierro en las moléculas de hemoglobina de las células rojas de la sangre para formar carboxihemoglobina. Esto interfiere con la capacidad de la sangre para transportar oxígeno. Los fumadores pueden tener de 5% a 15% de carboxihemoglobina en la sangre. Esto puede causar alguna alteración mental. Durante el envejecimiento, también pueden desarrollarse una serie de enfermedades de la sangre, tales como trastornos de la coagulación y anemias. El desarrollo de las leucemias crónicas en la vejez es el resultado de la disminución de la eficiencia del sistema inmunológico. Muchos de los trastornos relacionados con la edad están íntimamente asociados a los problemas de los vasos sanguíneos, el corazón y el sistema inmunológico.

Campo

PROFESIONAL

Éstt son las licenciaturas que están disponibles para los individuos que les interese Éstas la sangre. s ● L Los técnicos del banco de sangre son profesionales de la salud responsables de

tipificación sanguínea de los donadores de sangre, los recién nacidos y mujeres embarazadas para detectar la presencia de los antígenos ABO y los factores Rh. Estos individuos también pueden extraer sangre, asistir a las enfermeras y los médicos apoyando en las transfusiones de sangre, e investigar anomalías en ésta, como las anemias hemolíticas. ● Los hematólogos son médicos especialistas cuya formación está en el campo de la

sangre y los tejidos que la forman. Estas personas suelen trabajar en un laboratorio y forman parte de un centro médico. ● Los especialistas en enfermedades infecciosas son médicos con formación avan-

zada en las enfermedades infecciosas, como las transmitidas por la picadura de un artrópodo como un mosquito. Los mosquitos transmiten agentes patógenos que causan la malaria y la fiebre amarilla en el torrente sanguíneo de la víctima del insecto. Muchas otras enfermedades infecciosas como el sida y otras enfermedades se transmiten por el contacto sexual de la sangre y fluidos corporales.

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CAPÍTULO 13 La sangre

RESUMEN INTRODUCCIÓN 1. La sangre es tejido conectivo especializado que consiste en una parte líquida, llamada plasma, y células sanguíneas. 2. Las células sanguíneas incluyen a los glóbulos rojos (eritrocitos), los glóbulos blancos (leucocitos) y las plaquetas o trombocitos.

LAS FUNCIONES DE LA SANGRE 1. Transportar el oxígeno desde los pulmones hasta las células del cuerpo. 2. Transportar el dióxido de carbono desde las células a los pulmones para su excreción. 3. Transportar nutrientes, iones y agua desde el tracto digestivo a las células. 4. Transportar productos de desecho desde las células de los riñones y las glándulas sudoríparas. 5. Transportar hormonas hacia los órganos diana y las enzimas de las células del cuerpo. 6. Regular el pH del cuerpo a través de los amortiguadores y aminoácidos presentes en el plasma. 7. Ayudar a regular la temperatura corporal normal y el contenido de agua de las células. 8. Ayudar a prevenir la pérdida de líquidos a través del mecanismo de coagulación. 9. Proteger contra los microbios extranjeros y las toxinas a través de sus células de lucha o leucocitos.

LA CLASIFICACIÓN DE LAS CÉLULAS SANGUÍNEAS Y LA COMPOSICIÓN DEL PLASMA 1. La sangre se compone de los siguientes elementos: A. Los eritrocitos o glóbulos rojos B. Los leucocitos o glóbulos blancos, que se subdividen en 1. Leucocitos granulares (tres tipos) a. Los neutrófilos b. Los eosinófilos c. Los basófilos 2. Leucocitos no granulares (dos tipos) a. Los monocitos b. Los linfocitos C. Los trombocitos o plaquetas

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2. El plasma es el componente líquido de la sangre, 91% es agua. 3. El 7% del plasma se compone de proteínas: albúmina, globulina y fibrinógeno. 4. El 2% del plasma son solutos: iones, nutrientes, productos de desecho, gases, enzimas y hormonas.

LA FORMACIÓN DE LAS CÉLULAS SANGUÍNEAS: HEMATOPOYESIS 1. La hematopoyesis se produce en la médula ósea roja o tejido mieloide en donde se producen todas las células sanguíneas. 2. Los linfocitos y monocitos también son producidos por los ganglios linfáticos, el bazo y las amígdalas. 3. Las células sanguíneas se desarrollan de células mesenquimales indiferenciadas llamadas células madre o hematocitoblastos.

LA ANATOMÍA DE LAS CÉLULAS SANGUÍNEAS Y SUS FUNCIONES 1. Los eritrocitos aparecen como discos bicóncavos sin núcleo. Se componen de una red de proteínas o estroma y el pigmento rojo, hemoglobina. 2. La hemoglobina está compuesta del pigmento hemo, que tiene cuatro átomos de hierro que se combinan con oxígeno gaseoso en los pulmones, y la proteína globina, que se combina con el dióxido de carbono en los tejidos. 3. Los leucocitos tienen núcleos y carecen de hemoglobina. Los leucocitos se dividen en dos categorías: los leucocitos granulares y los leucocitos no granulares. Ellos salen de la sangre y entran a los tejidos del cuerpo donde luchan contra la infección e inflamación. 4. Los neutrófilos son los leucocitos granulares más comunes. Responden a la destrucción del tejido de las bacterias fagocitando las sustancias extrañas y destruyendo las bacterias mediante la enzima lisozima. 5. Los monocitos son los leucocitos no granulares que fagocitan bacterias y restos celulares. En los tejidos, se conocen como macrófagos, ya que son muy grandes, alrededor de 18 micras de ancho. 6. Los eosinófilos son leucocitos granulares que luchan contra los irritantes que causan alergias y los gusanos parásitos. Éstos producen los antihistamínicos.

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CAPÍTULO 13 La sangre

7. Los basófilos son leucocitos granulares, también están implicados en las reacciones alérgicas. Producen heparina, histamina y serotonina. 8. Los linfocitos son leucocitos no granulares que producen anticuerpos y están implicados en la respuesta inmune. Dos tipos de linfocitos comunes son los linfocitos T y los linfocitos B. 9. Los trombocitos o plaquetas son pequeños fragmentos celulares con un núcleo en forma de disco. Son responsables del mecanismo de coagulación.

El grupo sanguíneo ABO 1. Los individuos con sangre tipo A poseen anticuerpos anti-B en el plasma de su sangre. Los individuos de sangre tipo B poseen anticuerpos anti-A. Las personas con tipo de sangre AB no presentan anticuerpos. Aquellas con tipo de sangre O tienen anticuerpos anti-A y anticuerpos anti-B. 2. Los individuos tipo AB se conocen como receptores universales ya que pueden recibir cualquier tipo de sangre en una transfusión. 3. Los individuos tipo O se conocen como donadores universales, ya que no presentan antígenos y su sangre puede ser transfundida a cualquier grupo sanguíneo.

EL MECANISMO DE COAGULACIÓN 1. Un vaso sanguíneo roto atrae plaquetas al sitio de la lesión. 2. Los tejidos dañados liberan tromboplastina. 3. La tromboplastina, con la asistencia de los iones de calcio, proteínas y fosfolípidos, genera la producción del activador de la protrombina. 4. El activador de la protrombina, con la asistencia de los iones de calcio, hace que la protrombina, una proteína del plasma, se convierta en trombina. 5. La trombina produce fibrinógeno soluble, otra proteína plasmática, que se convierte en fibrina insoluble. 6. La fibrina forma los hilos de la coagulación, donde quedan atrapados los glóbulos y plaquetas que se derraman de la herida. 7. Ocurre el endurecimiento del coágulo o sinéresis y la hemorragia se detiene. 8. Después de que los tejidos se reparan, se produce la disolución del coágulo o fibrinólisis. 9. La coagulación no deseada, causada por masas de colesterol conocidas como placa, en un vaso sanguíneo se conoce como trombosis. El coágulo se denomina trombo. 10. Un pedazo de un coágulo, transportado por el torrente sanguíneo, se puede alojar en un vaso y bloquear la circulación. Esto se conoce como émbolo y la condición se denomina embolia.

El grupo sanguíneo Rh 1. Este grupo de sangre fue nombrado por el mono Rhesus en el que uno de los ocho antígenos Rh fue descubierto. 2. El antígeno Rh más importante es el antígeno D. Las personas con este antígeno son Rh positivo, los que no lo presentan son Rh negativo. 3. La mayoría de los estadounidenses son Rh positivo. 4. Los anticuerpos anti-Rh se desarrollan sólo después de la exposición a la sangre Rh-positivo en un individuo Rh-negativo. Por lo tanto, las transfusiones por segunda ocasión pueden provocar aglutinación. 5. Las madres Rh negativo que cargan un bebé Rh positivo pueden ser tratadas con un medicamento llamado RhoGAM para proteger al feto en desarrollo.

PREGUNTAS DE REPASO 1. Clasifica las células sanguíneas en tres categorías generales con sus respectivas subdivisiones, si se presentara el caso.

LOS GRUPOS SANGUÍNEOS 1. Los diferentes tipos de grupos sanguíneos humanos deben coincidir al momento de una transfusión para evitar la aglutinación de los glóbulos rojos. 2. La aglutinación es causada por una reacción entre los anticuerpos proteicos en el plasma sanguíneo y los antígenos de superficie de la membrana de los glóbulos rojos. 3. La aglutinación de los glóbulos rojos causa dolor de cabeza, dificultad para respirar, dolor e ictericia. Los riñones pueden fallar.

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2. Enlista las funciones de la sangre. *

3. ¿Qué aspectos de la anatomía de los eritrocitos les permite transportar oxígeno y dióxido de carbono? 4. Nombra los cuatro tipos de grupos sanguíneos ABO.

*

5. ¿Por qué durante una transfusión los grupos sanguíneos de ambas personas deben ser compatibles? 6. Explica el mecanismo de coagulación.

*

Preguntas de pensamiento crítico

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CAPÍTULO 13 La sangre

RELACIONA LAS COLUMNAS Coloca el número apropiado sobre el espacio en blanco. _____ Hematopoyesis 1. Macrófago _____ Hemo 2. Destruye las bacterias _____ Globina 3. Anticuerpos _____ Sinéresis 4. Combate irritantes/alergias _____ Monocito 5. Médula ósea roja _____ Lisozima 6. Coagulación _____ Eosinófilos 7. Llevan dióxido de carbono _____ Trombocitos 8. Donador universal _____ Sangre tipo O 9. Une átomos de hierro _____ Linfocitos con oxígeno 10. Heparina 11. Destrucción del coágulo 12. Mono Rhesus

Investiga y explora Busca en internet palabras clave de este capítulo para descubrir información adicional y ejercicios interactivos. Las palabras clave pueden incluir: grupos sanguíneos, el proceso de coagulación de la sangre, anatomía de la célula sanguínea, o trastornos de la sangre.

ESTUDIO DE CASO Ana, una estudiante universitaria de 19 años de edad, decide donar sangre a un banco de sangre para ayudar a un amigo herido por un accidente automovilístico. Tras los análisis de sangre, Ana se entera de que ella no puede donar sangre debido a que su recuento de eritrocitos y niveles de hemoglobina son demasiado bajos. El banco de sangre recomienda que Ana haga una cita con su médico para realizarse un examen de seguimiento y otras pruebas de sangre.

Preguntas 1. ¿Qué condiciones podría tener Ana, que se caracterizan por un bajo recuento de eritrocitos y nivel de hemoglobina? 2. ¿Cuáles son las principales funciones de los eritrocitos, y qué pigmento vital contienen? 3. ¿Por qué las mujeres tienden a tener un nivel menor de recuento de hemoglobina en sus eritrocitos que los hombres? 4. ¿Qué síntomas tienden a desarrollar las personas con esta enfermedad? 5. ¿Cómo funciona la dieta en la prevención y el tratamiento de este problema?

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CAPÍTULO 13 La sangre

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Conexión con StudyWARE ™ Toma una prueba o juega uno de los juegos interactivos que refuerce el contenido de este capítulo en tu CD-ROM de StudyWARE™.

E JERCICIO DE LA B OR ATORIO: Materiales necesarios: Un kit de grupos sanguíneos, portaobjetos con muestras de sangre humana teñida con la tinción de Wright, preparados comercialmente. 1. Tu instructor te proveerá de un kit de grupos sanguíneos para determinar tu grupo sanguíneo.

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LA SANGRE 2. Examina bajo el microscopio un portaobjetos preparado comercialmente teñido con la tinción de Wright. Busca y extrae los siete tipos de células sanguíneas: eritrocitos, monocitos, linfocitos, eosinófilos, basófilos, neutrófilos y plaquetas.

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El sistema cardiovascular OBJETIVOS DEL CAPÍTULO Después de estudiar este capítulo, deberás ser capaz de: 1. Describir la posición del corazón dentro de la cavidad torácica. 2. Enlistar y describir las capas de la pared cardiaca. 3. Nombrar las cámaras y válvulas cardiacas. 4. Nombrar los vasos principales que entran y salen del corazón. 5. Describir el flujo sanguíneo a través del corazón. 6. Explicar cómo el sistema de conducción del corazón controla de forma apropiada el flujo sanguíneo. 7. Describir los estados del ciclo cardiaco. 8. Comparar la anatomía de una vena, de una arteria y de un capilar. 9. Nombrar las rutas circulatorias principales.

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C O N C E P T O S C L AV E Anastomosis Aorta Aorta abdominal Aorta ascendente Aorta torácica Aorta torácica descendente Arco de la aorta Arteria pulmonar derecha Arteria pulmonar izquierda Arterias Arterias coronarias Arteriolas Atrio derecho Atrio izquierdo Aurícula Capilares Cavidad pericárdica Circulación cerebral Circulación coronaria Circulación fetal Circulación hepática portal Circulación pulmonar Circulación sistémica

Corazón Cuerda tendinosa Diástole Endocardio Epicardio/pericardio visceral Fibras de Purkinje/miofibrillas de conducción Fluido pericárdico Haz atrioventricular/haz de His Lumen Miocardio Músculo pectíneo Músculos papilares Nodo atrioventricular (AV) Nódulo sinoatrial (SA)/marcapasos Pericardio fibroso Pericardio seroso Rama derecha del haz Rama izquierda del haz Saco pericárdico Seno coronario Seno vascular/venoso Septo interventricular

Sistema de conducción Sístole Surco coronario Surco interventricular anterior Surco interventricular posterior Trabecular carnosa Tronco pulmonar Túnica adventicia Túnica íntima Túnica media Válvula bicúspide/mitral Válvula semilunar aórtica Válvula semilunar pulmonar Válvula tricúspide Vena cava inferior (posterior) Vena cava superior (anterior) Venas Venas pulmonares Ventrículo derecho Ventrículo izquierdo Vénulas

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CAPÍTULO 14 El sistema cardiovascular

INTRODUCCIÓN

energía química (ATP) que le permite a las células funcionar de manera apropiada. Las enzimas cooperan con las reacciones químicas al interior de las células, y los productos de desecho de estas reacciones deben ser transportados por el sistema cardiovascular a sitios como los pulmones o los riñones para que sean eliminados del cuerpo. La fuerza que transporta la sangre es provista por el músculo cardiaco, que compone la mayor parte del corazón. La función del transporte de la sangre, mediada por el sistema cardiovascular, ocurre las 24 horas del día, los siete días de la semana, sin detenerse durante 70, 80 o

El sistema cardiovascular consiste del corazón y de miles de vasos sanguíneos. Observa los Mapas Conceptuales 14-1 y 14-2: El corazón. El corazón es una bomba muscular que mueve la sangre a través de un sistema de vasos compuesto por arterias, venas y capilares. Estos vasos transportan la sangre, que lleva oxígeno, nutrientes, hormonas, enzimas y desechos celulares desde y hacia los trillones de células que componen nuestros cuerpos. Estas células requieren oxígeno y nutrientes de los alimentos digeridos para crear la

Corazón

tiene una

realiza

Estructura específica

Funciones específicas

permite

incluye

Sistema de conducción

Cámaras

incluye

incluye

Ver Mapa Conceptual 14-2.

Paredes

incluye

incluye

separadas por

Nodo SA

Nodo AV, haz AV, fibras de Purkinje

la señal viaja a través de

Ventrículos

coordina la contracción de

Válvulas unidireccionales

sangre hacia

Atrios

Endocardio

Miocardio

Epicardio (capa visceral)

la sangre fluye a través de

inicia la contracción de

MAPA CONCEPTUAL 14-1. El corazón.

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CAPÍTULO 14 El sistema cardiovascular

90 años más. Esto es posible porque el corazón late cerca de 72 veces por minuto. Es un órgano único pues puede reposar y contraerse inmediatamente durante toda la vida. El sistema tiene una serie de válvulas que previenen el reflujo a través de los vasos sanguíneos. Nuestro corazón es el responsable de mantenernos con vida y saludables.

LA ANATOMÍA DEL CORAZÓN El corazón se encuentra en una posición oblicua entre los pulmones y el mediastino (Figura 14-1). Cerca de dos tercios de éste se encuentran en el lado izquierdo de la línea media del cuerpo. Tiene la forma de un cono ciego y mide aproximadamente lo mismo que un puño cerrado. Tiene un tamaño aproximado de 5 pulgadas de longitud (12 cm), 3.5 pulgadas de ancho en su diámetro más amplio (9 cm) y 2.5 pulgadas de grosor (6 cm).

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Se encuentra encapsulado por una membrana serosa suelta, conocida como el saco pericárdico, que también se puede denominar como pericardio parietal. El saco pericárdico se compone de dos capas (Figura 14-2). La capa más externa es la capa fibrosa o pericardio fibroso. Éste se compone de fibras de tejido conectivo grueso y se conecta a los vasos sanguíneos grandes que entran y salen del corazón (la vena cava, aorta, arterias pulmonares y venas), al diafragma y al interior de la pared del esternón del tórax. Previene la hiperdistensión del corazón al actuar como una membrana protectora que lo rodea. También ancla el corazón al mediastino. La capa más interna del saco pericárdico es una capa serosa llamada pericardio seroso. Esta capa es delgada y delicada. Es una continuación de la capa externa de la pared cardiaca, llamada epicardio, en la base del corazón. También se continúa con los grandes vasos sanguíneos del corazón y se conoce como capa parietal del saco pericárdico.

Corazón

posee una

Estructura específica

realiza

Funciones específicas

permite

requiere

Ver Mapa Conceptual 14-1.

Contracción ventricular

Contracción de los atrios

la cantidad expedida es después

Expulsión de la sangre (a los tejidos)

Rendimiento cardiaco

Recepción de sangre (a partir de los tejidos)

la cantidad expedida es

MAPA CONCEPTUAL 14-2. El corazón.

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CAPÍTULO 14 El sistema cardiovascular

Borde del pericardio en el punto de reflexión de los vasos grandes Tráquea

Arco de la aorta Tronco pulmonar

Vena cava superior Pulmón derecho

Arteria pulmonar izquierda Aurícula del atrio izquierdo Pulmón izquierdo Aurícula del atrio derecho

Surco coronario

Ventrículo derecho

El borde del pericardio

Ápice

Diafragma

© Delmar/Cengage Learning

Ventrículo izquierdo

El borde de la pleura

FIGURA 14-1. La posición del corazón en el mediastino, entre los pulmones.

Las capas de la pared cardiaca La capa más externa de la pared cardiaca es el epicardio o pericardio visceral (Figuras 14-2 y 14-3). Ésta es una capa delgada y transparente compuesta de tejido seroso y de mesotelio (un tipo de tejido epitelial). Gracias a su naturaleza serosa, también puede denominarse pericardio seroso. Para prevenir las confusiones con la capa interna del saco pericárdico, desde ahora nos referiremos a esta capa como epicardio. Entre el epicardio del corazón y el pericardio seroso del saco pericárdico, se encuentra un espacio conocido como cavidad pericárdica. Esta cavidad

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contiene un fluido acuoso llamada líquido pericárdico, que reduce la fricción y la erosión del tejido entre estas membranas cuando el corazón se expande y contrae durante el ciclo cardiaco. Cuando se inflama la capa más interna del saco pericárdico se dice que se desarrolla una pericarditis. Debido a que la capa externa del corazón es la capa más externa de un órgano del cuerpo, este epicardio también se puede denominar como peritoneo visceral. Debajo del epicardio se encuentra la segunda capa de la pared cardiaca. Ésta compone el grueso del corazón y se

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CAPÍTULO 14 El sistema cardiovascular

PERICARDIO

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MIOCARDIO (capa muscular)

Pericardio fibroso Pericardio seroso (capa parietal)

ENDOCARDIO (cubierta de endotelio interno que recubre las trabéculas) © Delmar/Cengage Learning

Espacio Epicardio (capa visceral) (Pericardio seroso del corazón)

FIGURA 14-2. Capas del saco pericárdico (izquierda) y capas de las paredes cardiacas (derecha).

Miocardio

Endocardio

© Delmar/Cengage Learning

Miocardio

Epicardio (capa visceral del pericardio seroso)

FIGURA 14-3. Las paredes cardiacas.

denomina miocardio. Es la capa de tejido muscular cardiaco. Sus células o fibras son involuntarias, estriadas y ramificadas. Puedes regresar al Capítulo 9 para revisar la anatomía del tejido cardiaco. Los tejidos de esta capa se arreglan en haces intercalados, y ésta es la capa responsable de la contracción cardiaca. La tercera, o capa más interna de la pared cardiaca, es el endocardio. Es una capa delgada de endotelio (un tipo de tejido epitelial) que subyace a una delgada capa

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de tejido conectivo penetrada por pequeños vasos sanguíneos y haces de células musculares. Actúa como un recubrimiento del miocardio. Cubre las válvulas del corazón y el cordón tendinoso de las válvulas.

Las cámaras del corazón El interior del corazón se divide en cuatro cámaras que reciben sangre de distintas partes del cuerpo (Figura

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CAPÍTULO 14 El sistema cardiovascular

Aorta

Arteria pulmonar izquierda

Vena cava superior

Válvula semilunar aórtica Válvula semilunar pulmonar

Venas pulmonares derechas

Venas pulmonares izquierdas

Atrio derecho

Atrio izquierdo Válvula atrioventricular izquierda (bicúspide)

Válvula atrioventricular derecha (tricúspide)

Válvulas semilunares

Cuerdas tendinosas

Ventrículo izquierdo

Vena cava inferior Músculos papilares Ventrículo derecho (A)

Válvula tricúspide

Válvula bicúspide

Tejido conectivo fibroso Septo (interventricular)

(B)

© Delmar/Cengage Learning

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FIGURA 14-4. El interior del corazón. (A) Corte transversal del corazón, en él se observan las cámaras, válvulas, septo, cuerdas tendinosas y vasos. (B) Vista superior de las válvulas.

14-4). Las dos cámaras superiores se denominan atrio derecho y atrio izquierdo. Cada atrio tiene un apéndice externo llamado aurícula, pues se asemeja al oído de un perro (Figura 14-1). La aurícula incrementa el volumen del atrio. El recubrimiento de cada atrio es liso, exceptuando las paredes anteriores y el recubrimiento de ambas aurículas, que contienen haces de proyecciones musculares llamados músculo pectíneo, que le confieren a las aurículas una apariencia rugosa. Los dos atrios se encuentran separados mediante un septo interatrial interno. Las dos cámaras inferiores se conocen como ventrículo derecho y ventrículo izquierdo. Éstos se encuentran separados por un septo interventricular interno. Los bordes irregulares y dobleces del miocardio de los ventrículos se denominan trabéculas carnosas. El tejido muscular de los atrios y ventrículos se encuentra separado por el tejido conectivo que también conforma las válvulas. Éste divide al miocardio en dos masas musculares separadas. Externamente, por un surco llamado surco coronario, que separa los atrios de los ventrículos (Figura 14-1). Los otros dos surcos se pueden ver de manera externa. El surco interventricular anterior y el surco interventricular posterior que separan los ventrículos derecho e izquierdo. Contienen una cantidad variable de grasa y vasos coronarios sanguíneos (vasos que abastecen el tejido cardiaco con sangre).

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Los vasos cardiacos principales El atrio derecho recibe sangre de todas partes del cuerpo, excepto los pulmones. Recibe la sangre a través de venas. La vena cava superior, también conocida como vena cava anterior, lleva la sangre a las partes superiores del cuerpo, como la cabeza, cuello y brazos. La vena cava inferior, también llamada vena cava posterior, lleva sangre a las partes inferiores del cuerpo, como las piernas y el abdomen. El seno coronario drena la sangre de la mayor parte de los vasos que abastecen las paredes del corazón con sangre. Esta sangre del atrio derecho es transportada al ventrículo derecho. El ventrículo derecho bombea la sangre hacia el próximo vaso mayor, el tronco pulmonar, que se divide en las arterias pulmonares derecha e izquierda. Estas arterias llevan la sangre a los pulmones. En los pulmones, la sangre libera el dióxido de carbono que ha transportado y toma oxígeno. La sangre oxigenada regresa a la vía cardiaca mediante cuatro venas pulmonares, que se vacían en el atrio izquierdo. Esta sangre es bombeada hacia el ventrículo izquierdo. El ventrículo izquierdo bombea la sangre hacia el siguiente vaso sanguíneo mayor, la aorta ascendente. Desde este punto, la sangre aórtica se dirige hacia las arterias coronarias (que abastecen de sangre oxigenada las paredes del corazón), el arco de la aorta (que envía

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CAPÍTULO 14 El sistema cardiovascular

arterias a la parte superior del cuerpo), y hacia la aorta torácica descendente, que se transforma en la aorta abdominal. Estas arterias transportan sangre oxigenada a todas partes del cuerpo. El tamaño de las cámaras y el grosor de la pared de las cámaras varían, gracias a la cantidad de sangre que reciben y a la distancia que ésta debe ser bombeada. El atrio derecho, que recolecta la sangre que viene de todo el cuerpo, exceptuando los pulmones, es ligeramente más grande que el atrio izquierdo, que sólo recibe la sangre de los pulmones. El grosor de las paredes de las cámaras también varía. Los ventrículos tienen paredes gruesas, mientras que los atrios son de paredes delgadas. Éstos son asistidos con el bombeo de la sangre gracias a la reducción de presión originada por la expansión de los ventrículos cuando reciben sangre. El grosor de la pared de los dos ventrículos también varía. El ventrículo izquierdo tiene las paredes más gruesas que las del derecho (Figura 14-4) pues debe bombear la sangre oxigenada a una mayor presión, a través de miles de vasos sanguíneos en la cabeza, tronco y extremidades.

Las válvulas del corazón Las válvulas del corazón están diseñadas de tal forma que previenen el reflujo de la sangre hacia la cámara que la bombea. Existen dos válvulas atrioventriculares entre los atrios y sus ventrículos. La válvula que se encuentra entre el atrio derecho y el ventrículo derecho es la válvula tricúspide porque consiste en tres cúspides (Figura 14-4B), que se componen de tejido conectivo fibroso que crece de las paredes cardiacas y está cubierto por endocardio. La terminación punteada de las cúspides se proyecta hacia el ventrículo. Unas cuerdas, llamadas cuerdas tendinosas conectan los extremos de las cúspides con unas proyecciones cónicas pequeñas llamadas músculos papilares, ubicados en la superficie interna del ventrículo (Figura 14-4A y B). La válvula atrioventricular entre el atrio izquierdo y el ventrículo izquierdo se conoce como válvula bicúspide o mitral. Como su nombre lo indica, tiene dos cúspides, cuyas terminaciones punteadas se proyectan hacia el ventrículo con las mismas estructuras que lo hace la válvula tricúspide. Es la única válvula cardiaca con dos cúspides; todas las demás poseen tres. Las dos arterias que salen del corazón (la aorta ascendente y el tronco pulmonar) también tienen válvulas que ayudan a prevenir el reflujo de sangre hacia las cámaras. Éstas se llaman válvulas semilunares. La válvula semilunar pulmonar se encuentra en la apertura del tronco pulmonar con el ventrículo derecho. La válvula semilunar aórtica se encuentra en la apertura donde la aorta ascendente sale del ventrículo izquierdo. Ambas válvulas se componen de tres cúspides semilunares que permiten el flujo de sangre en una sola dirección.

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Conexión con StudyWARE ™ Practica un juego interactivo en donde identifiques las estructuras del corazón, lo podrás encontrar en tu CD-ROM de StudyWARE™.

EL FLUJO SANGUÍNEO A TRAVÉS DEL CORAZÓN Conforme revisamos el flujo sanguíneo a través del corazón, será más fácil estudiar su camino comenzando en un punto, ir en una sola dirección y terminar en el mismo punto en el que empezamos. Haremos esto, pero recuerda, el corazón bombea la sangre de manera ligeramente distinta. Es decir, los dos atrios se contraen de forma simultánea, mientras que los dos ventrículos se relajan. Después, los dos ventrículos se contraen simultáneamente, mientras que los dos atrios se relajan. Después, todas las cámaras descansan antes de que comience el nuevo ciclo. Puedes consultar las Figuras 14-4A y 14-5 cuando revisemos el flujo sanguíneo. La sangre desoxigenada (sangre con una concentración de dióxido de carbono alta) regresa de las porciones superiores del cuerpo mediante la vena cava superior o anterior, y de las porciones inferiores del cuerpo mediante la vena cava posterior o inferior, para llegar al atrio derecho del corazón. La sangre es bombeada por la contracción del corazón del atrio derecho, a través de la válvula tricúspide, al ventrículo derecho. Conforme se contrae el ventrículo derecho, bombea la sangre a través de la válvula semilunar pulmonar hacia el tronco pulmonar, que se ramifica en la arteria pulmonar derecha, que va hacia el pulmón derecho, y la arteria pulmonar izquierda, que se dirige al pulmón izquierdo. En los alveolos pulmonares, rodeados por capilares, la sangre se deshace del dióxido de carbono y se carga de oxígeno. La sangre desoxigenada tiene un color oscuro; de ahí que en los libros de texto, las venas presenten un color azul. La sangre oxigenada tiene un color rojo brillante y por esta razón, en los libros, la sangre de las arterias se muestra en rojo. La sangre oxigenada regresa al atrio izquierdo del corazón a través de las cuatro venas pulmonares. Cuando el atrio izquierdo se contrae, bombea la sangre a través de la válvula bicúspide o mitral, para que llegue al ventrículo izquierdo. Conforme este ventrículo, con sus gruesas paredes musculares, se contrae, va impulsando la sangre a través de la válvula semilunar aórtica, para que llegue a la aorta ascendente. La aorta ascendente distribuye la sangre oxigenada a todo el cuerpo.

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CAPÍTULO 14 El sistema cardiovascular

Tráquea

Pulmón

Saco aéreo

Capilares pulmonares

Circulación pulmonar Arterias pulmonares Venas pulmonares

Vena cava La

Aorta (arteria sistémica principal)

Ra

Lv Rv

Circulación sistémica

Arterias pequeñas se ramifican para abastecer otros tejidos

Tejidos

AD = Atrio derecho VD = Ventrículo derecho AI = Atrio izquierdo VI = Ventrículo izquierdo

sangre rica en oxígeno sangre pobre en oxígeno

© Delmar/Cengage Learning

Camas de capilares

FIGURA 14-5. Dibujo esquemático del flujo sanguíneo a través del corazón, se muestra la circulación pulmonar y sistémica.

EL SISTEMA DE CONDUCCIÓN CARDIACO El corazón se encuentra inervado por el sistema nervioso autónomo. Sin embargo, no inicia una contracción, sino que sólo incrementa o disminuye el tiempo en que le toma completar un ciclo cardiaco. Esto es posible porque el corazón tiene su propio sistema de regulación intrínseco, llamado sistema de conducción (Figura 14-6) que genera y distribuye impulsos eléctricos al corazón, para estimular la contracción de las fibras musculares cardiacas o células cardiacas.

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El sistema comienza en el nodo sinoatrial, conocido como nodo SA o marcapasos, que inicia cada ciclo cardiaco y marca el ritmo de la tasa cardiaca. Se ubica en la pared superior del atrio derecho. Puede modificarse por impulsos nerviosos del sistema nervioso autónomo; los impulsos simpáticos lo aceleran, y los impulsos parasimpáticos restauran el ritmo anterior o lo desaceleran. La hormona tiroidea y la epinefrina, transportadas por el flujo sanguíneo, también afectan el marcapasos. Una vez que el nodo SA inicia un impulso, éste se esparce por ambos atrios, ocasionando su contracción simultánea. Al mismo tiempo, despolariza al nodo atrio ven-

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CAPÍTULO 14 El sistema cardiovascular

Atrio izquierdo Fibras de Purkinje

Nodo sinoatrial (marcapaso) Nodo atrioventricular

Fibras de purkinje

Haz atrioventricular

Ramas izquierda Septo y derecha del haz interventricular

FIGURA 14-6. El sistema de conducción cardiaca.

tricular, que se ubica en la porción inferior del atrio derecho. Un tracto de fibras conductoras, llamado el haz atrioventricular o haz de His, corre desde el nodo AV, a través de la masa cardiaca, y en dirección a la parte superior del septo interventricular. Después se ramifica y continúa hacia ambos lados del septo, como las ramas derecha e izquierda del haz. Por lo tanto, el haz de His distribuye la carga eléctrica sobre la superficie media de los ventrículos. La contracción de los ventrículos es estimulada por las fibras de Purkinje (también conocidas como miofibrillas de conducción) que emergen de las ramificaciones del haz y pasan hacia las células del miocardio ventricular.

UN CICLO CARDIACO En un latido cardiaco normal, los dos atrios se contraen simultáneamente, mientras que los dos ventrículos se relajan. Después, cuando se contraen los dos ventrículos, los dos atrios se relajan. La sístole es el término que se utiliza para referirse a una fase de la contracción, y la diástole es el término para la fase de relajación. Un ciclo cardiaco o latido cardiaco completo, consiste en la sístole y la diástole de ambos atrios y de ambos ventrículos. La presión que se desarrolla en una cámara cardiaca está relacionada con el tamaño de la cámara y el volumen de sangre que contiene. Entre mayor sea el volumen, mayor será la presión.

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Atrio derecho

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Las frecuencias cardiacas promedio dan un aproximado de 72 latidos por minuto. Por lo tanto, asumiremos que cada ciclo cardiaco requiere de 0.8 segundos. Durante la primera 0.1 de segundo, los atrios se contraen y los ventrículos se relajan. Las válvulas atrioventriculares (la tricúspide y la bicúspide) se abren, y las válvulas semilunares (aórtica y pulmonar) se encuentran cerradas. Durante las siguientes 0.3 de segundo, los atrios se relajan y los ventrículos se contraen. Durante la primer parte de este periodo, todas las válvulas se cierran para ayudar a acumular la presión. Durante la segunda parte de este periodo, las válvulas semilunares se abren. Los últimos 0.4 segundo del ciclo son la relajación o el periodo de reposo. Todas las cámaras se encuentran en diástole. Así que, por una mitad completada del ciclo, el músculo cardiaco se encuentra en reposo. En la primera parte de este periodo, todas las válvulas se encuentran cerradas. Durante la última mitad, las válvulas tricúspide y bicúspide se abren para permitir que la sangre comience a drenarse hacia los ventrículos.

Conexión con StudyWARE ™ Observa la animación sobre el sistema de conducción cardiaca en tu CD-ROM de StudyWARE™.

ALGUNAS RUTAS CIRCULATORIAS IMPORTANTES La circulación sistémica (Figura 14-5) incluye toda la sangre oxigenada que sale del ventrículo izquierdo del corazón a través de la válvula semilunar aórtica y va hacia la aorta; así como toda la sangre desoxigenada que regresa hacia el atrio derecho del corazón mediante la vena cava superior e inferior, después de viajar a todos los órganos del cuerpo, incluyendo las arterias que nutren los pulmones. Existen muchas subdivisiones de esta ruta. La palabra sistémico se refiere al hecho de que transporta sangre a todos los órganos, de todos los sistemas del cuerpo. Dos de sus subdivisiones importantes son la circulación coronaria y la circulación hepática portal. La circulación coronaria abastece el miocardio del corazón. La circulación hepática portal viaja de ida y vuelta, desde el intestino del tracto digestivo, hasta el hígado. Esta ruta se utiliza para almacenar en el hígado el exceso de azúcares provenientes de la digestión después de una comida, y para liberar los azúcares almacenados como glucógeno, entre las comidas, con el propósito de mantener los niveles de glucosa en sangre.

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CAPÍTULO 14 El sistema cardiovascular

La circulación pulmonar (Figura 14-5) es la ruta que va desde el ventrículo derecho del corazón, a través de la válvula semilunar pulmonar y hacia las arterias pulmonares izquierdas, que van hacia los pulmones. En esta ruta, la sangre desoxigenada pierde el dióxido de carbono y recoge oxígeno, después regresa al atrio izquierdo del corazón mediante las cuatro venas pulmonares. La circulación cerebral es la ruta circulatoria que abastece al cerebro con oxígeno y nutrientes; también se hace cargo de desechar los desperdicios. La circulación fetal, es un tipo de circulación temporal, pues es la ruta que existe entre el feto en desarrollo y su madre. Contiene estructuras especiales que le per-

miten al feto intercambiar oxígeno y nutrientes con su madre, así como deshacerse de productos de desecho mediante esta conexión.

ANATOMÍA DE LOS VASOS SANGUÍNEOS Los vasos sanguíneos se pueden clasificar en arterias, arteriolas, venas, vénulas y capilares. Las arterias y las venas tienen paredes compuestas por tres capas: la túnica íntima, compuesta por una sola capa de células endoteliales; la túnica media, compuesta por músculo liso; y la túnica adventicia de tejido conectivo fibroso (Figura 14-7).

Arteria Vena

Lumen

TÚNICA ÍNTIMA Endotelio Válvula

TÚNICA MEDIA Músculo liso

TÚNICA ADVENTICIA Capilar Células epiteliales escamosas (endotelio)

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Vasa vasorum

FIGURA 14-7. Las tres capas de las paredes de arterias y venas.

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CAPÍTULO 14 El sistema cardiovascular

ALERTA SANITARIA

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CORAZÓN SALUDABLE

Para mantener un corazón saludable, necesitamos concentrarnos tanto en el ejercicio moderado como en nuestra dieta. Nuestras dietas deben contener niveles altos de frutas y vegetales frescos, que tienen un alto contenido de fibras. Los cereales y nueces también son una buena fuente de fibra. Nuestra dieta necesita ser baja en grasas saturadas; cantidades moderadas de pescado y pollo sin piel, así como pequeñas cantidades de carne roja, nos ayudan a mantener bajos niveles de colesterol. Debemos evitar ingerir grandes cantidades de azúcar y sal. Una regla de oro en las dietas es “moderación en todos los aspectos”. Una dieta saludable ayuda a reducir el riesgo de enfermedades arteriales, resultando en un corazón saludable. Los efectos positivos de una dieta saludable son una mejor tasa de presión sanguínea, niveles de colesterol bajos y menos exceso de peso. El ejercicio también es importante para mantener un corazón saludable. Sin embargo, en los adultos mayores, el ejercicio vigoroso puede causar un ataque cardiaco, usualmente al ocasionar que una placa inestable se desplace o se rompa, iniciando el mecanismo de coagulación en una arteria cardiaca. Este riesgo se puede minimizar al ejercitarse regularmente en una tasa moderada-baja cuando alcanzamos una edad avanzada (50 años o más).

Las arterias tienen paredes de estas tres capas o túnicas, que rodean un núcleo hueco, conocido como lumen, es a través de éste que la sangre fluye. Las arterias son más gruesas y fuertes que las venas, y tienen dos propiedades importantes: elasticidad y contractilidad. Esto es necesario, pues cuando se contraen los dos ventrículos del corazón, inyectan una gran cantidad de sangre en la aorta y el tronco pulmonar. Estas arterias deben ser capaces de expandirse para acomodar esta cantidad de sangre. Después, cuando los ventrículos se relajan, el rebote elástico de las arterias empuja la sangre hacia delante. Gran parte de nuestro cuerpo recibe ramificaciones de más de una arteria. En estas áreas, las porciones distales de estas ramas se unen para formar una arteria que se dirige hacia el órgano. La unión de dos o más vasos sanguíneos se denomina anastomosis. Las arteriolas son arterias pequeñas que abastecen de sangre los capilares. Los capilares son vasos microscópicos compuestos de células de epitelio escamoso, tienen una capa de una célula de grosor, llamada endotelio. Se encuentran muy cerca de casi cada célula del cuerpo. Conectan arteriolas con vénulas. Su función principal es permitir el intercambio de nutrientes, oxígeno, desechos y dióxido de carbono, entre la sangre y las células tisulares del cuerpo. La estructura de su pared, compuesta por una sola célula, permite que ocurra esta difusión. Una sustancia de la sangre debe pasar a través de la membrana plasmática de una sola célula para alcanzar las células del tejido y viceversa. Este intercambio vital ocurre sólo mediante la pared de los capilares.

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Las vénulas son pequeños vasos sanguíneos que conectan capilares con venas. Recolectan sangre de los capilares y la drenan hacia las venas. Las venas se componen de las mismas tres capas o túnicas que las arterias, pero tienen menos tejido elástico y músculo liso, y más tejido conectivo fibroso en la capa externa o adventicia (Figura 14-7). También son capaces de distenderse para adaptarse a las variaciones en el volumen y en la presión sanguínea. Las venas también contienen válvulas que se aseguran de que sólo haya una dirección de flujo hacia el corazón. Existe otro término que podrás encontrar cuando leas sobre vasos sanguíneos. Éste es seno vascular o venoso, que no se debe confundir con cavidades en los huesos, que también se conocen como senos. Los senos venosos son venas con paredes delgadas.

LAS ARTERIAS Y VENAS MÁS IMPORTANTES DEL CUERPO La aorta es la arteria más grande del cuerpo. Comienza conforme sale del ventrículo izquierdo del corazón, y en esta parte se le conoce como aorta ascendente. Después se arquea hacia la izquierda, como el arco de la aorta (o arco aórtico) y se dirige por la columna a través del tórax, en esta parte se conoce como aorta torácica. Cuando pasa a través del diafragma y entra a la cavidad abdominal se denomina aorta abdominal. Es tan gruesa como un dedo, y se ramifica para llegar a distintas regiones del cuerpo. Sus ramificaciones arteriales se nombran de acuerdo a la región del cuerpo, el órgano al que van, o el hueso que siguen (Figura 14-8).

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CAPÍTULO 14 El sistema cardiovascular

Arteria carótida interna derecha Arteria carótida externa derecha Arteria subclavia derecha

Arterias carótidas comunes izquierda y derecha

Arteria braquiocefálica

Arteria subclavia izquierda

Arteria axilar derecha

Arco aórtico

Aorta ascendente

Aorta descendente (torácica)

Arteria vertebral derecha

Arteria braquial derecha Arteria hepática común

Arteria gástrica izquierda Arteria esplénica

Aorta descendente (abdominal)

Arteria renal izquierda

Arteria iliaca común derecha

Arteria radial izquierda

Arteria iliaca externa derecha

Arteria ulnar izquierda Arteria iliaca interna izquierda

Arteria femoral derecha

Arteria poplítea derecha Arteria tibial posterior derecha

Arteria tibial anterior derecha

Arteria dorsal pedicular derecha

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Arteria perineal derecha

FIGURA 14-8. Las arterias principales de la circulación sistémica.

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CAPÍTULO 14 El sistema cardiovascular

Ramificaciones de la aorta ascendente Las arterias coronarias izquierda y derecha se ramifican de la aorta ascendente y abastecen al corazón con sangre.

Ramas del arco aórtico La primera rama del arco aórtico es la arteria braquiocefálica, que se divide en la arteria carótida común derecha, que transporta sangre al lado derecho de la cabeza y el cuello, y la arteria subclavia derecha, que transporta sangre hacia las extremidades superiores del lado derecho.

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

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La segunda rama del arco aórtico es la arteria carótida común izquierda, que se divide en la arteria carótida interna izquierda, que abastece al cerebro, y la arteria carótida externa izquierda, que abastece los músculos y la piel del cuello y la cabeza. La tercera rama del arco aórtico es la arteria subclavia izquierda, que se ramifica en la arteria vertebral que abastece parte del cerebro. En el área axilar del cuerpo, la arteria subclavia se conoce como la arteria axilar, que continúa por el brazo como la arteria braquial. Cerca del codo se divide en las arterias cubital y radial, que abastecen el antebrazo.

TRASTORNOS DEL SISTEMA CARDIOVASCULAR

ENFERMEDAD REUMÁTICA DEL CORAZÓN La enfermedad reumática del corazón suele ocurrir con mayor frecuencia en los niños jóvenes. Es el resultado de una infección bacteriana por Streptococcus que no se trató. La bacteria produce una toxina, que causa una reacción inmunológica conocida como fiebre reumática, que puede suceder entre dos o cuatro semanas después de la infección. Esto causa una inflamación del endocardio del corazón. Principalmente, es la válvula bicúspide la que se ve afectada, pues se puede hacer más estrecha, lo que resulta en una incompetencia valvular. Los tratamientos con antibióticos han reducido la frecuencia de esta enfermedad.

ENDOCARDITIS La endocarditis es la inflamación del endocardio.

MIOCARDITIS La miocarditis es la inflamación del miocardio, ésta puede ocasionar un ataque cardiaco.

PERICARDITIS La pericarditis es la inflamación del pericardio, causada por una infección viral o bacteriana, es una enfermedad muy dolorosa.

ATEROSCLEROSIS La aterosclerosis es una enfermedad de las arterias en donde ciertas masas que contienen colesterol, denominadas placas, se acumulan en el interior de las paredes arteriales. Interfieren con el flujo sanguíneo al bloquear parte del lumen de los vasos sanguíneos. Forman una superficie endurecida que puede iniciar los mecanismos de coagulación; lo que puede resultar en un émbolo o trombo. La formación de este trombo puede ocasionar la muerte de los tejidos que se encuentren bloqueados por la placa. Las paredes de la arteria afectada se endurecen o esclerosan, pierden su elasticidad y se degeneran. Estos vasos se pueden romper. Existen varios procedimientos para limpiar las arterias esclerosadas, algunos ejemplos son la angioplastia y la cirugía con injerto de un bypass. Sin embargo, la mejor manera de evitar la aterosclerosis es modificando nuestro comportamiento: evitar las dietas altas en grasa, dejar de fumar, controlar el peso y haciendo ejercicio. Una presión sanguínea elevada puede aumentar el riesgo para el desarrollo de aterosclerosis.

ENFERMEDAD CARDIACA CORONARIA La enfermedad cardiaca coronaria resulta de una reducción en el flujo sanguíneo a las arterias coronarias que abastecen el miocardio del corazón. Conforme envejecemos, las paredes de estas arterias se engrosan y endurecen, reduciendo el volumen sanguíneo. Este flujo reducido causa la sensación de dolor en el pecho, brazo izquierdo y hombro, que se conoce como angina de pecho. Un flujo sanguíneo inadecuado puede causar un infarto, un área de tejido cardiaco dañado. Un ataque cardiaco también se denomina infarto miocárdico. Los cambios degenerativos en las arterias coronarias causan que las paredes se endurez(continúa)

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can gracias a la acumulación de plaquetas, lo que ocasiona un coágulo sanguíneo en el vaso, condición conocida como trombosis coronaria. Si el infarto es grande, puede ocasionar la muerte. Sin embargo, si es pequeño, aunque quede debilitado, el corazón puede funcionar, aún cuando las paredes del corazón se debiliten debido al desarrollo de tejido cicatrizado en el área del infarto. Los infartos miocárdicos se pueden prevenir mediante ejercicio moderado, reposo, una buena dieta, y la reducción de estrés. Con pequeñas dosis de aspirina y tratamientos médicos, se puede ayudar a evitar esta condición.

FALLA CARDIACA Conforme envejecemos se desarrollan varias enfermedades cardiacas. La falla cardiaca tiene su origen en un debilitamiento progresivo del miocardio, y la falla del corazón para bombear cantidades adecuadas de sangre.

HIPERTENSIÓN La hipertensión o presión sanguínea elevada puede ocasionar el alargamiento del corazón que, a su vez, provoca fallas cardiacas. Además de factores hereditarios, desnutrición, hipertiroidismo, infecciones crónicas, la anemia y la edad avanzada pueden originar fallas cardiacas.

ENFERMEDAD CARDIACA CONGÉNITA Una enfermedad cardiaca presente desde el nacimiento se denomina falla cardiaca congénita. El corazón no se desarrolla apropiadamente. Dos defectos congénitos comunes son los defectos en el septo, o soplo, y la estenosis de las válvulas cardiacas. Un soplo es un agujero en el septo interatrial o interventricular, entre las porciones derecha e izquierda del corazón. Esto reduce el efecto de bombeo del corazón. La estenosis de las válvulas cardiacas es el angostamiento de la apertura de las mismas. En la estenosis de las válvulas pulmonares o semilunares aórticas, los ventrículos deben trabajar más fuerte para bombear la sangre. La estenosis de la válvula mitral causa el reflujo de la sangre del atrio izquierdo hacia los pulmones, provocando una congestión pulmonar. La estenosis de la válvula tricúspide causa que la sangre se acumule en el atrio derecho y la vena cava inferior y superior. Una buena manera de observar la eficiencia de nuestro sistema vascular es hacerse chequeos regulares que monitoreen las tasas de pulso arterial y presión sanguínea.

ARRITMIA Una arritmia es cualquier desviación del ritmo cardiaco normal. Existen varios tipos; dos ejemplos son: bradicardia es una frecuencia cardiaca lenta, de menos de 60 latidos por minuto; la taquicardia es una tasa cardiaca rápida, de más de 100 latidos por minuto y puede ocasionarse por una inervación simpática excesiva por el sistema nervioso autónomo, una temperatura corporal elevada o interacciones entre medicamentos.

SOPLO CARDIACO Un soplo cardiaco es un sonido anormal parecido a un aleteo o zumbido suave. Un soplo cardiaco es indicativo de una anormalidad cardiaca como estenosis de una válvula cardiaca o de una válvula incompetente.

VÁLVULA CARDIACA ESTENOSADA Una válvula cardiaca estenosada (estenosis de la válvula cardiaca) es aquella que tiene una apertura anormalmente estrecha. Esto produce una corriente de sonido justo antes de que la válvula se cierre, efecto que se debe al hecho de que la sangre fluye turbulentamente, produciendo un sonido anormal. Las válvulas tricúspides o bicúspides estenosadas producen el murmullo justo antes del primer ruido sordo del latido cardiaco, mientras que una válvula semilunar pulmonar o aórtica, produce el sonido justo después del segundo ruido sordo del latido.

VÁLVULA CARDIACA INCOMPETENTE Una válvula cardiaca incompetente produce una abundante fuga de sangre. Una vez que la válvula se cierra, la sangre sigue fluyendo a través de ésta, pero en sentido contrario. Esto ocasiona un silbido

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después de que se cierra la válvula. Una válvula atrioventricular incompetente produce el sonido después del primer sonido sordo del latido, mientras que una válvula semilunar incompetente lo produce antes del segundo sonido del latido. Una válvula tricúspide incompetente causa que la sangre fluya de regreso al atrio derecho y a la vena cava inferior, produciendo hinchazón en la periferia del cuerpo. Una válvula bicúspide incompetente hace que la sangre fluya de regreso al atrio izquierdo y a las venas pulmonares, causando congestión e inflamación pulmonar.

ANGINA PECTORAL La angina pectoral (angina de pecho) también es denominada dolor cardiaco. Los síntomas menores ocasionalmente son malamente diagnosticados como indigestión, mientras que los síntomas graves generalmente preceden a un ataque cardiaco. Éstos resultan en episodios de dolor en la región torácica causada por la falta de oxígeno a las células musculares del corazón. El dolor puede progresar a lo largo de la mandíbula, cuello, hombro y por el brazo izquierdo. Hace que el individuo experimente presión en el pecho y la sensación de sofocación y muerte próxima. Generalmente, estos ataques son ocasionados por la acumulación de esclerosis en las arterias coronarias (aterosclerosis) o por espasmos de estas arterias. Los síntomas pueden aliviarse con tabletas de nitroglicerina, que provocan la dilatación de las arterias coronarias permitiendo un mayor paso de sangre oxigenada al corazón. Los síntomas parecen estar relacionados con un sobreesfuerzo físico, estrés emocional, y ciertos alimentos. El ejercicio moderado, no fumar, peso controlado, evitar alimentos grasosos, y una presión sanguínea baja, pueden ser medidas preventivas que inhiban el desarrollo de esta condición.

SÍNDROME DEL PROLAPSO DE LA VÁLVULA MITRAL (PVM) El síndrome del prolapso de la válvula mitral se desarrolla cuando una o ambas válvulas bicúspides/ mitrales se proyectan de regreso al atrio izquierdo durante la contracción de los ventrículos. Esta condición se puede adquirir debido a una endocarditis bacteriana o fiebre reumática, aunque también puede ser un defecto congénito. Se puede realizar una cirugía para reemplazar la válvula defectuosa con una válvula artificial.

INFARTO MIOCÁRDICO Un infarto miocárdico también se conoce como ataque cardiaco. Resulta en la muerte de una porción de las células musculares cardiacas, ocasionada por la obstrucción o bloqueo de las arterias coronarias. Esto sucede por esclerosamiento (aterosclerosis), espasmos coronarios, o trombos (coagulación en las arterias). El primer síntoma es una gran opresión en el pecho (los pacientes se refieren a esto como si un elefante se hubiera sentado en su pecho), con un dolor que se irradia al brazo izquierdo. Este síntoma está acompañado por náusea, falta de aliento, color cenizo y sensación de desmayo. Otros síntomas incluyen una tasa cardiaca acelerada, presión baja, tasa de pulsación baja, temperatura elevada y una tasa cardiaca irregular. Si se suministra sangre oxigenada al corazón a los 20 minutos de sufrir el ataque, se puede prevenir el daño cardiaco. Sin embargo, si ocurre una falta de oxígeno por un periodo más largo, ocurrirá muerte celular. Gracias a que las aspirinas inhiben la activación de plaquetas, las personas que se encuentran en riesgo de sufrir ataques cardiacos toman dosis reducidas, y diarias, de aspirina para disminuir la probabilidad de la formación de esclerosis en las arterias coronarias.

ANGIOPLASTIA Y STENTS Una angioplastia es la reconstrucción de una arteria coronaria enferma, se logra insertando un pequeño globo a través de la aorta para hacerlo llegar hasta la arteria coronaria. Una vez que se posiciona correctamente el globo en la arteria bloqueada, se infla, lo cual, logra aplanar la masa de la esclerosis y dilatar o estirar la arteria. Esto permite un mayor flujo de sangre a través de la arteria. Después de una angioplastia la dilatación del vaso sanguíneo puede ser revertida, es decir, se puede bloquear de nuevo. Por lo tanto, en algunos casos, se requiere de un tubo de malla metálica, llamado stent, que provee una solución permanente; éste se inserta en el vaso para prevenir futuros bloqueos.

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Conexión con StudyWARE ™ Observa la animación de una fibrilación ventricular en tu CD-ROM de StudyWARE™.

Ramificaciones de la aorta torácica Existen 10 pares de arterias intercostales que abastecen los músculos del tórax. Las arterias bronquiales abastecen los dos pulmones, las arterias esofágicas se dirigen al esófago, y las arterias frénicas abastecen el diafragma.

Ramificaciones de la aorta abdominal La primera rama es el tronco celiaco, que tiene tres ramas: la arteria gástrica izquierda, que va hacia el estómago; la arteria esplénica, que abastece el bazo; y la arteria hepática, que va hacia el hígado.

ALERTA SANITARIA

La arteria mesentérica superior abastece el intestino. Las arterias renales izquierda y derecha se dirigen a los riñones. Las arterias gonadales derecha e izquierda (ováricas en las hembras y testiculares en los machos) abastecen las gónadas. Las arterias lumbares son varios pares que se dirigen a los músculos del abdomen y las paredes del tórax del cuerpo. La arteria mesentérica inferior es bastante pequeña y abastece el resto del intestino grueso. Las arterias iliacas comunes, derecha e izquierda, son la ramificación final de la aorta abdominal. Cada una se divide en la arteria iliaca interna, que va hacia las ingles. Aquí se denomina arteria femoral, y su ramificación se conoce como arteria femoral profunda, que abastece la ingle con sangre. En la rodilla, la arteria femoral se denomina arteria poplítea, que se divide en las arterias tibiales posterior y anterior, que abastecen la pierna y el pie. La arteria tibial anterior termina en la arteria dorsal del pie, y abastece la parte dorsal del mismo.

CIRUGÍA BYPASS

Una cirugía bypass, o bypass coronario, se realiza en aquellos individuos que tienen obstrucciones en las arterias coronarias que abastecen al corazón. Estas obstrucciones pueden deberse a la acumulación de depósitos de colesterol conocidos como placa. Los segmentos de vasos sanguíneos saludables, de otras partes del cuerpo, se trasplantan al corazón para sobrepasar (bypass, en inglés) las obstrucciones ubicadas en los distintos sitios de las arterias coronarias.

ALERTA SANITARIA

FALLA CARDIACA CONGESTIVA (FCC)

Una falla cardiaca congestiva es originada por un bombeo insuficiente por parte del corazón. Como resultado, la sangre tiende a acumularse en los ventrículos al final de cada ciclo cardiaco. Esta acumulación de sangre resulta en un incremento en la presión intracardiaca a lo largo del tiempo. Generalmente un ventrículo falla primero que el otro. Cuando el ventrículo derecho falla primero, la sangre se acumula en los vasos que conducen al corazón, lo que ocasiona edema periférico y síntomas como la hinchazón de pies y talones. Cuando el ventrículo izquierdo falla primero, la sangre se acumula en los pulmones, causando edema pulmonar. Esto puede ocasionar sofocación y muerte. Algunas causas comunes de la FCC son el infarto miocárdico (ataque cardiaco), trastornos de las válvulas del corazón, presión sanguínea elevada crónica y cardiomiopatías.

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Vena yugular externa derecha Vena yugular interna derecha Vena subclavia derecha Vena cava superior Vena axilar derecha

Venas braquiocefálicas derecha e izquierda Vena cefálica izquierda Vena braquial izquierda

Vena hepática derecha Vena esplénica Vena cava inferior

Vena renal izquierda

Vena iliaca común derecha Vena iliaca interna derecha Vena iliaca externa derecha

Vena ulnar izquierda Vena radial izquierda

Vena femoral derecha Vena safena mayor derecha Vena poplítea derecha

Vena tibial posterior derecha

Vena tibial anterior derecha

Arco venoso dorsal derecho

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Vena perineal derecha

FIGURA 14-9. Las venas principales del cuerpo.

La mayor parte de las arterias del cuerpo se encuentran en la profundidad o en áreas protegidas del cuerpo. Sin embargo, las venas tienden a estar cercanas a la superficie corporal, y se pueden ver fácilmente a través de la piel. Las venas profundas siguen los cursos de las arterias prin-

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cipales y sus nombres son idénticos a éstas. Las venas convergen en la vena cava superior o en la inferior. Las venas que drenan la cabeza y los brazos se fusionan en la vena cava superior; las que drenan las porciones inferiores del cuerpo se fusionan en la vena cava inferior (Figura 14-9).

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CAPÍTULO 14 El sistema cardiovascular

Venas que se fusionan en la vena cava superior Las venas cubital y radial, que drenan el antebrazo, se unen para formar la vena braquial, que drenan el brazo y se vacían en la vena axilar en el área de la axila. La vena cefálica drena la parte lateral del brazo y se conecta en la vena axilar. La vena basílica drena en la parte media del brazo y se fusiona con la vena braquial. Las venas braquial y basílica se fusionan cerca del codo para formar la vena media cubital. Esta vena es la que se utiliza para tomar muestras de sangre. La vena subclavia drena la sangre del brazo mediante la vena axilar, y drena la sangre de los músculos y de la piel de la región capital mediante la vena yugular externa. La vena vertebral drena la parte posterior de la cabeza. La vena yugular interna también drena el seno dural del encéfalo en la cabeza. Las venas braquiocefálicas izquierda y derecha, son venas grandes que reciben sangre de las venas subclavia, vertebral y yugular interna. Después se fusiona con la vena cava superior. La vena acigo drena el tórax y también se fusiona con la vena cava superior, justo antes de que entre al corazón.

Venas que se fusionan con la vena cava inferior Las venas tibiales posterior y anterior y la vena del perineo drenan la pantorrilla y el pie. La vena tibial posterior se llama vena poplítea en la rodilla y vena femoral en el muslo. La vena femoral se conoce como vena iliaca externa conforme sube hacia la pelvis. Las grandes venas safenas son las venas más largas del cuerpo. Drenan los aspectos superficiales de la pierna y comienzan como el arco venoso dorsal del pie, para fusionarse eventualmente con la vena femoral en la ingle. Las venas iliacas comunes derecha e izquierda se forman por la unión de las venas iliacas internas y externas. Éstas drenan la pelvis. Las venas iliacas comunes se unen para formar la vena cava inferior en la cavidad abdominal. Las venas gonadales izquierda y derecha drenan las gónadas y eventualmente se unen a la vena renal izquierda. Las venas renales izquierda y derecha drenan los riñones. La vena portal hepática drena los órganos del tracto digestivo y se dirige hacia el hígado. Las venas hepáticas izquierda y derecha drenan el hígado.

Conexión con StudyWARE ™ Observa la animación de una falla car cardiaca congestiva (FCC) en tu CD-ROM de StudyWARE™.

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SISTEMAS CORPORALES TRABAJANDO JUNTOS PARA MANTENER LA HOMEOSTASIS: EL SISTEMA CARDIOVASCULAR Sistema tegumentario ● El flujo de sangre hacia la piel ayuda a controlar la

temperatura del cuerpo. ● El flujo de sangre en la piel lleva oxígeno, nutrientes y

remueve desechos en el tejido de la piel y las glándulas. ● La dilatación de los vasos sanguíneos en la dermis ocurre en distintas ocasiones, un ejemplo es cuando nos ruborizamos, esto se puede observar fácilmente como un color rosa en los individuos de piel clara. Sistema esquelético ● Los huesos almacenan y liberan calcio para mantener los niveles plasmáticos de este ion. ● Los huesos son los sitios de la hematopoyesis. ● Los huesos (esternón y costillas) protegen los órganos cardiovasculares. Sistema muscular ● Los músculos ejercitados reciben un flujo de sangre mayor, que les aporta mayor cantidad de oxígeno, de nutrientes y remueve desechos. ● Las contracciones de los músculos liso y cardiaco mantienen el flujo y la presión sanguínea. ● El ejercicio ayuda a prevenir las enfermedades cardiovasculares. Sistema nervioso ● El cerebro y la médula espinal dependen del flujo sanguíneo para funcionar y sobrevivir. ● El sistema nervioso autónomo regula la tasa cardiaca y la presión sanguínea. Sistema endocrino ● El torrente sanguíneo transporta hormonas a los órganos blanco. ● La epinefrina, tiroxina y hormona antidiurética afectan el ritmo de la presión sanguínea. Sistema linfático ● El sistema linfático drena y regresa los fluidos intersticiales de vuelta al torrente sanguíneo. ● La sangre transporta linfocitos y anticuerpos. ● El sistema inmunológico protege al corazón y a los vasos sanguíneos de microorganismos extraños. Sistema digestivo ● El sistema digestivo descompone los alimentos y nutrientes en formas que puedan ser absorbidas y transportadas por el torrente sanguíneo.

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CONFORME EL CUERPO ENVEJECE Conforme envejecemos, nuestra tasa cardiaca máxima disminuye de manera gradual. Estas condiciones en el músculo cardiaco originan la siguiente situación: una disminución en la tasa de transporte de calcio, y un incremento correspondiente en la tasa de descomposición de las moléculas de ATP, una disminución en la tasa del metabolismo aeróbico, una disminución en los efectos de la adrenalina y noradrenalina sobre la frecuencia cardiaca. Estas condiciones ocasionan frecuencias de relajación y de contracción cardiaca más prolongadas, es decir, una disminución en las frecuencias cardiacas máximas. A los 70 años de edad, puede darse una disminución de hasta el 75% en el rendimiento cardiaco. El ventrículo izquierdo se puede alargar conforme envejecemos. Existe un aumento en la presión de la aorta, ocasionado por la disminución en su elasticidad y en la elasticidad de otras arterias grandes, haciendo que el ventrículo izquierdo trabaje más duro, acumulando más masa. Durante el proceso del envejecimiento, las células cardiacas también acumulan fibras de colágena y lípidos, haciendo el corazón más rígido. Lo cual resulta en un aumento en la presión debido al incremento del volumen del ventrículo izquierdo, originando que los individuos sientan la falta de aliento cuando se ejercitan vigorosamente. Las válvulas cardiacas también son afectadas por la edad. Los depósitos de calcio incrementan y el tejido conectivo se vuelve rígido, resultando en una función valvular anormal. El adelgazamiento de las válvulas aórticas semilunares y de las válvulas bicúspides, también es especialmente común. El desarrollo de enfermedades de las arterias coronarias, al igual que las fallas cardiacas congestivas, ocurre conforme envejecemos. La enfermedad de las arterias coronarias es la principal causa de muerte y de enfermedades cardiacas en los adultos mayores de Estados Unidos. Esto se da principalmente en el grupo de gente de 80 años de edad, lo cual resulta en una incapacidad para contender con el estrés, con pérdidas de sangre y con infecciones. Los cambios en las frecuencias del sistema de conducción eléctrico del corazón originan una mayor frecuencia de arritmias o latidos irregulares en los adultos mayores. La mejor manera de mantener un corazón saludable, a cualquier edad, es mantener un nivel constante de ejercicio aeróbico, el cual mejora la capacidad de trabajo del músculo cardiaco. En los adultos mayores, uno de los mejores ejercicios para mantener una buena función cardiaca es un régimen de caminatas diarias.

Campo

PROFESIONAL

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Par los individuos interesados en el sistema cardiovascular, las siguientes son algunas Para carreras ca ar que satisfacen sus intereses. ● L Los cardiólogos son los médicos especializados en el diagnóstico y tratamiento de los trastornos cardiacos. Un entrenamiento subsecuente puede ser una carrera como cirujano cardiovascular. ● Los técnicos cardiovasculares se encuentran asociados con los profesionales de la salud, pues laboran bajo la dirección de un médico, realizando exámenes de diagnóstico en pacientes con estudios vasculares periféricos y cardiología no invasiva e invasiva. ● Los técnicos electrocardiográficos son especialistas que operan y mantienen el equipo electrocardiográfico que registra los impulsos eléctricos del corazón. Estos técnicos proporcionan los registros del funcionamiento cardiaco para que después sean analizados por un médico. ● Los sonógrafos cardiacos son profesionales entrenados en tecnología cardiovascular para tomar fotos del corazón de los pacientes mediante estudios de ultrasonido. Estas imágenes son revisadas por un médico para elaborar su diagnóstico.

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CAPÍTULO 14 El sistema cardiovascular

● El hierro y la vitamina B son provistos por el sistema

digestivo; ambos ayudan en la formación de eritrocitos. Sistema respiratorio ● El sistema respiratorio provee pulmones para el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono en los eritrocitos. ● Los movimientos respiratorios ayudan al retorno venoso cardiaco. Sistema urinario ● Los riñones filtran los desechos, el exceso de electrolitos y agua. ● Los riñones ayudan a controlar el volumen y la presión de la sangre. ● La presión sanguínea ayuda a mantener la función renal. Sistema reproductivo ● Incremento en el volumen sanguíneo del pene para mantener una erección. ● El estrógeno mantiene la salud vascular en las mujeres.

RESUMEN

2. Un espacio denominado cavidad pericárdica separa el epicardio del corazón del pericardio seroso del saco pericárdico. 3. La segunda capa del corazón es el miocardio. Éste compone el grueso del corazón y consiste en tejido muscular cardiaco. 4. La tercera capa interna del corazón es el endocardio. Es el recubrimiento endotelial del corazón. Las cámaras cardiacas 1. El corazón se divide en cuatro cámaras: dos superiores y dos inferiores. 2. Las cámaras superiores son el atrio izquierdo y el atrio derecho, separados internamente por un septo interatrial. 3. Cada atrio tiene un apéndice externo llamado aurícula, cuya apariencia rugosa es causada por los músculos pectíneos. 4. Las cámaras inferiores son el ventrículo derecho y el ventrículo izquierdo, que se separan internamente por otro septo interventricular. 5. Externamente, el surco coronario separa los atrios de los ventrículos. 6. Los surcos interventriculares anterior y posterior separan los ventrículos de manera externa.

INTRODUCCIÓN 1. El corazón, la sangre y los vasos sanguíneos del cuerpo son los constituyentes del sistema cardiovascular. 2. El músculo cardiaco del corazón es el órgano encargado de bombear en este sistema. 3. La función del sistema es el transporte de la sangre.

LA ANATOMÍA DEL CORAZÓN 1. El corazón se encuentra en el mediastino, rodeado por el saco pericárdico. 2. El saco pericárdico se compone de dos capas. La capa externa es el pericardio fibroso, compuesto de fibras de tejido conectivo grueso. Éste ancla al corazón en el mediastino, y previene la sobredistensión cardiaca. 3. La capa interna del saco pericárdico es el pericardio seroso. Es delgada y delicada; también se conoce como capa parietal. Las capas de la pared cardiaca 1. La capa más externa se denomina epicardio o pericardio visceral. Consiste en tejido seroso y de mesotelio.

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Los grandes vasos cardiacos 1. La vena cava anterior o superior recibe sangre de las partes superiores del cuerpo. 2. La vena cava posterior o inferior, recibe sangre de las partes inferiores del cuerpo. 3. El seno coronario drena sangre del corazón. 4. El tronco pulmonar se divide en las arterias pulmonares derecha e izquierda; que transportan sangre sin oxígeno a los pulmones. 5. Las cuatro venas pulmonares regresan la sangre oxigenada al corazón. 6. La aorta ascendente transporta sangre oxigenada del corazón al resto del cuerpo. Se divide en el arco aórtico, la aorta torácica descendente y la aorta abdominal. 7. Las paredes de los atrios son delgadas, mientras que las ventriculares son gruesas. De los dos ventrículos, el ventrículo izquierdo tiene las paredes más gruesas, ya que la sangre que transporta tiene que recorrer una mayor distancia.

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CAPÍTULO 14 El sistema cardiovascular

Las válvulas cardiacas 1. Las válvulas previenen el reflujo sanguíneo. El corazón tiene dos válvulas atrioventriculares y dos válvulas semilunares. 2. La válvula tricúspide se encuentra entre el atrio derecho y el ventrículo derecho. Se compone de tres cúspides. 3. La válvula bicúspide o mitral se encuentra entre el atrio izquierdo y el ventrículo izquierdo. Se compone de dos cúspides. 4. Las cúspides de las válvulas se proyectan hacia los ventrículos mediante las cuerdas tendinosas, que se conectan con los músculos papilares en los ventrículos, asegurando que el flujo sea unidireccional. 5. La válvula semilunar pulmonar se encuentra en el ventrículo derecho, donde el tronco pulmonar sale del corazón. 6. La válvula semilunar aórtica se encuentra en el ventrículo izquierdo, donde la aorta ascendente sale del corazón. 7. Las válvulas semilunares poseen tres cúspides.

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EL SISTEMA DE CONDUCCIÓN CARDIACA 1. El sistema de conducción del corazón genera y distribuye impulsos eléctricos, los cuales causan que se contraiga. 2. El nodo sinoatrial (SA), también conocido como marcapaso, inicia cada ciclo cardiaco, y se encuentra en la pared superior del atrio derecho. Éste esparce impulsos eléctricos sobre ambos atrios, lo que causa que se contraigan de manera simultánea mientras despolarizan el nodo AV. 3. El nodo atrioventricular (AV), en la parte inferior del atrio derecho, envía impulsos eléctricos a través del haz atrioventricular o haz de His, en la parte superior del septo interventricular. 4. El haz de His se ramifica hacia ambos lados del septo, distribuyendo los impulsos eléctricos sobre la superficie media de los ventrículos. 5. Las fibras de Purkinje emergen de las ramificaciones del haz y distribuyen los impulsos de las células del miocardio del ventrículo, lo que causa la contracción.

UN CICLO CARDIACO EL FLUJO SANGUÍNEO A TRAVÉS DEL CORAZÓN 1. La sangre desoxigenada regresa al corazón de todas las partes del cuerpo mediante la vena cava superior (anterior) y la inferior (posterior), para llegar al atrio derecho del corazón. 2. La sangre es impulsada a través de la válvula tricúspide para llegar al ventrículo derecho. 3. Desde el ventrículo derecho, la sangre es bombeada a través de la válvula semilunar pulmonar, para llegar al tronco pulmonar, que se divide en las arterias pulmonares derecha e izquierda. 4. Las arterias pulmonares transportan la sangre a los pulmones, donde liberan dióxido de carbono gaseoso y toman oxígeno. 5. La sangre oxigenada regresa al atrio izquierdo del corazón a través de las cuatro venas pulmonares. 6. La sangre es impulsada a través de la válvula bicúspide o mitral para llegar al ventrículo izquierdo. 7. El ventrículo izquierdo bombea la sangre a través de la válvula semilunar aórtica para llegar a la aorta ascendente, que distribuye la sangre a todos los órganos del cuerpo.

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1. En un ciclo cardiaco, los dos atrios se contraen de forma simultánea mientras que los dos ventrículos se relajan; y los dos ventrículos se contraen simultáneamente mientras los dos atrios se relajan. 2. La fase de contracción se denomina sístole y la fase de relajación se llama diástole. 3. En promedio, un ciclo cardiaco dura 0.8 segundo: durante la primera 0.1 segundo, los atrios se contraen y los ventrículos se relajan, las válvulas atrioventriculares se abren y las semilunares se cierran; en las siguientes 0.3 segundo, los atrios se relajan mientras que los ventrículos se contraen y todas las válvulas se cierran al principio, y después se abren las semilunares; las últimas 0.4 segundo componen el periodo de relajación; durante la primera parte de este periodo, todas las válvulas se cierran y después se abren las válvulas atrioventriculares para comenzar el drenaje de la sangre hacia los ventrículos.

ALGUNAS RUTAS CIRCULATORIAS IMPORTANTES 1. La circulación sistémica incluye toda la sangre oxigenada que sale del ventrículo izquierdo a través de la válvula semilunar aórtica, para llegar a la aorta; y toda la sangre desoxigenada que regresa al atrio derecho mediante la vena cava superior e inferior.

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CAPÍTULO 14 El sistema cardiovascular

2. La circulación sistémica tiene muchas subdivisiones. Dos ejemplos, son, parte de la circulación coronaria que va hacia el corazón y la circulación portal hepática, que viaja entre el intestino y el hígado. 3. La circulación pulmonar incluye la sangre desoxigenada que sale del ventrículo derecho a través de la válvula semilunar pulmonar para llegar al tronco pulmonar, que se ramifica y se dirige hacia los pulmones. En los pulmones, el dióxido de carbono gaseoso se libera, y se atrapa el oxígeno, para que esta sangre regrese al atrio izquierdo mediante las cuatro venas pulmonares. 4. La circulación cerebral es la ruta en el encéfalo. 5. La circulación fetal sólo existe entre el feto en desarrollo y su madre.

LA ANATOMÍA DE LOS VASOS SANGUÍNEOS 1. Las arterias y las venas tienen paredes compuestas por tres capas: la interna o túnica íntima, se compone de una sola capa de células endoteliales; la media, o túnica media, se compone de músculo liso; y la externa, o túnica adventicia, se compone de tejido conectivo fibroso blanco. 2. La cavidad de los vasos sanguíneos se llama lumen. 3. Las arterias son más gruesas y fuertes que las venas. Son elásticas y se pueden contraer. 4. Las arteriolas son arterias pequeñas que abastecen de sangre a los capilares. 5. Los capilares son vasos microscópicos compuestos de una sola capa de células endoteliales en su membrana basal. Conectan las arteriolas con las vénulas, y gracias a su estructura, permiten el intercambio de gases, de nutrientes y de desechos entre la sangre y los tejidos celulares. 6. Las vénulas son pequeños vasos que conectan los capilares con las venas. 7. Las venas tienen menos músculo liso elástico que las arterias, pero poseen más tejido conectivo fibroso. También tienen válvulas internas que aseguran un flujo unidireccional. 8. Los senos venosos son venas con paredes delgadas.

ARTERIAS Y VENAS PRINCIPALES 1. La aorta es la arteria más grande del cuerpo. Tiene ramificaciones numerosas que se nombran de acuerdo a la región del cuerpo u

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órgano al que se dirigen, o al hueso que siga la ramificación. 2. La mayor parte de las arterias del cuerpo se encuentran en la profundidad o en áreas protegidas. 3. Las venas se encuentran cerca de la superficie del cuerpo, y muchas se pueden ver superficialmente. Gran parte de sus nombres son idénticos al de las arterias. 4. Las venas del cuerpo convergen con la vena cava superior o la inferior, que son las venas más grandes del cuerpo, y que vacían su contenido en el atrio derecho del corazón.

PREGUNTAS DE REPASO 1. Explica el flujo sanguíneo a través del corazón, nombra los vasos de entrada y salida más importantes, las cámaras cardiacas y sus válvulas. * 2. Compara la anatomía de las paredes de las arterias y las venas, relaciónala con su función. 3. Describe las rutas de circulación pulmonar y sistémica. * 4. Explica cómo funciona el sistema de conducción del corazón y qué factores pueden afectar su frecuencia. 5. Describe todo lo que ocurre en 0.8 segundo del ciclo cardiaco. * Preguntas de pensamiento crítico

RELACIONA LAS COLUMNAS Coloca el número apropiado en el espacio en blanco. _____ Pericardio parietal 1. Válvula mitral _____ Aurícula 2. Marcapasos _____ Trabécula carnosa 3. Pericardio visceral _____ Válvula bicúspide 4. Válvula atrioventricular _____ Epicardio derecha _____ Nodo sinoatrial 5. Saco pericárdico _____ Tricúspide 6. Dobleces irregulares _____ Cuerdas del miocardio tendinosas 7. Apéndice del atrio _____ Fibras 8. Contracción ventricular de purkinje 9. Haz de his _____ Sístole 10. Fibras en la fase de relajación 11. Proyecta las cúspides Hacia el ventrículo 12. Fase de contracción

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CAPÍTULO 14 El sistema cardiovascular

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Investiga y explora ● Busca en el periódico, revista cientí-

fica, o en internet un artículo relacionado con la anatomía del corazón. Llévalo a clase para compartirlo. ● Visita los sitios de internet del

Centro de Control y Prevención de Enfermedades de Estados Unidos en la siguiente dirección http://www. cdc.gov/HeartDisease para obtener más información sobre las enfermedades cardiacas, incluyendo las señales y síntomas de un ataque cardiaco. Escribe dos o tres párrafos en tu cuaderno para resumir tu aprendizaje. ● Crea una lista de las cosas que pue-

des hacer para mantener un corazón saludable. Escoge un término de cada lista y escribe un plan de acción que incluya los pasos para que logres tu meta.

Conexión con StudyWARE ™ Practica un juego interactivo que refuerce f el contenido de este capítulo, lo encontrarás en tu CD-ROM de StudyWARE™.

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CAPÍTULO 14 El sistema cardiovascular

ESTUDIO DE CASO Enrico Chávez, un hombre de 80 años, es admitido en la sala de emergencia con un grave dolor en el pecho y el hombro, este dolor se transmite a su brazo izquierdo. Enrico parece ser demasiado aprensivo. Él le dice a su médico que anteriormente ha experimentado episodios similares de dolor de pecho, que, aparentemente, son desencadenados por periodos de estrés. Basándose en los síntomas, el médico le dice a Enrico que está experimentando un ataque de angina de pecho. Él trata esta condición, y después le dice a Enrico que debe ver a su médico de cabecera lo más pronto posible. Mientras tanto a Enrico se le recomienda evitar situaciones estresantes y tomar una pequeña dosis de aspirina diaria.

Preguntas 1. ¿Qué condición cardiaca subyacente causa el dolor de pecho que se asocia con la angina? 2. ¿Qué complicación mortal podría desarrollar Enrico? 3. ¿Qué dieta debería seguir Enrico para reducir el riesgo de ataques futuros? 4. ¿Qué tipo de programa de ejercicio es el más seguro para los adultos que presentan esta condición? 5. ¿Qué cirugía podría necesitar Enrico para aliviar esta condición cardiaca?

E JE R C ICIO DE LA B O R ATORIO:

EL SISTEMA CARDIOVASCULAR

Materiales necesarios: un kit de disección, un corazón de oveja conservado y una bandeja de disección. 1. Tu profesor te dará el corazón de oveja. Tiene un tamaño muy parecido al corazón humano. Examina la anatomía externa del corazón. Si el saco pericárdico sigue presente, remuévelo. Si no, observa las aurículas, los apéndices de los atrios. Observa su irregularidad y su color gris. Cuando sostengas el corazón en tu mano, nota que la mayor parte del corazón está compuesta por los ventrículos; de hecho, cerca de ¾ de lo que sostienes son los ventrículos. 2. Encuentra el surco coronario. Es el surco horizontal externo que va a lo largo del corazón y separa los atrios de los ventrícu-

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los de manera externa. Localiza los surcos interventriculares anterior y posterior, que separan los ventrículos derecho e izquierdo de forma externa. Observa que los surcos presentan depósitos de grasa sobre ellos y sobre los vasos sanguíneos. 3. Ahora cortarás el corazón en dos mitades en espejo, así observarás la anatomía interna. Primero ubicaremos las dos aurículas. Ahora, con tu bisturí, haz un corte horizontal entre las dos aurículas a través de la parte superior del corazón. Continúa cortando hacia abajo hasta llegar al ápice de los ventrículos. Ahora, sepáralo en dos mitades. En este punto habrás cortado el corazón en dos mitades, cada una, será espejo de la otra. Observa la Figura 14-4 de tu texto.

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CAPÍTULO 14 El sistema cardiovascular

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EL SISTEMA CARDIOVASCULAR (Continuación) 4. La manera más fácil de identificar las cámaras que ves es identificar cuál ventrículo tiene la pared externa más gruesa. Recuerda, que el septo grueso interventricular es compartido por ambos ventrículos. Ubica las paredes externas. La pared exterior más gruesa pertenece al ventrículo izquierdo. Una vez que la hayas identificado, reconocer el resto de las cámaras será fácil. Encima del ventrículo izquierdo se encuentra el atrio izquierdo. La válvula entre ambos es la válvula bicúspide o mitral. No importa qué mitad de tu corte observes porque ambas mitades son imágenes en espejo. El ventrículo con la pared externa más delgada será el ventrículo derecho. Encima de éste se encuentra el atrio derecho; y la válvula entre ambos es la válvula tricúspide. 5. Examina la anatomía de las válvulas. Nota que las cuerdas tendinosas jalan las cúspides hacia los ventrículos y se unen a

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los músculos papilares en éstos. Nota los dobleces irregulares en los ventrículos, éstos conforman las trabéculas carnosas. Abre la cámara ventricular. Observa que el espacio en el ventrículo izquierdo es más pequeño que el espacio en el ventrículo derecho ya que hay mucho más miocardio en las paredes del ventrículo izquierdo. Más espacio equivale a más músculo, lo que a su vez, equivale a más presión para bombear la sangre a través de millones de vasos sanguíneos. Observa las paredes delgadas de los atrios. 6. Si es posible, trata de identificar algunos de los grandes vasos que entran y salen del corazón. Esto puede ser difícil y dependerá de cómo hayas cortado el órgano. Tu instructor puede traer un corazón preservado en donde se muestren todas las partes marcadas. Estos corazones se pueden obtener de casas de suministros biológicos.

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El sistema linfático OBJETIVOS DEL CAPÍTULO Después de estudiar este capítulo, deberás ser capaz de: 1. Nombrar las funciones del sistema linfático. 2. Explicar qué es la linfa y cómo se forma. 3. Describir el flujo de la linfa a través del cuerpo. 4. Nombrar los principales troncos linfáticos. 5. Describir las funciones de las amígdalas y del bazo. 6. Explicar la función que desempeña la glándula del timo como parte del sistema linfático. 7. Describir los diferentes tipos de inmunidad que hay. 8. Explicar la diferencia entre los capilares linfáticos y sanguíneos. 9. Explicar la diferencia entre la inmunidad activa y la inmunidad pasiva. 10. Definir qué es un antígeno y un anticuerpo.

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C O N C E P T O S C L AV E Amígdalas faríngeas/ adenoides Amígdalas linguales Amígdalas palatinas Anticuerpos/ inmunoglobulinas Antígenos Bazo Capilares linfáticos Células B Células de memoria Células plasmáticas Células T citotóxicas Células T colaboradoras Células T supresoras Centro germinal Complemento Conducto linfático derecho Conducto torácico o conducto linfático izquierdo Edema Glándula del timo

Glándulas/nódulos linfáticos Hilio Inmunidad activa Inmunidad celular Inmunidad humoral Inmunidad pasiva Inmunidad Inmunoglobulina A (IgA) Inmunoglobulina D (IgD) Inmunoglobulina E (IgE) Inmunoglobulina G (IgG) Inmunoglobulina M (IgM) Lactíferos Linfa Linfáticos Linfocinas Linfocitos B Linfocitos/ células T

INTRODUCCIÓN El sistema linfático se encuentra íntimamente asociado con la sangre y el sistema cardiovascular. Ambos sistemas transportan líquidos vitales a través de todo el cuerpo, y poseen un sistema de vasos que realiza dicha

Líquido intersticial Macrófago Monocina Nódulo cortical/ nódulo linfático Patógenos Placas de Peyer Quilo Seno linfático Trabéculas Tronco broncomediastinal Tronco intercostal Tronco intestinal Tronco lumbar Tronco subclaviano Tronco yugular Troncos linfáticos Vasos linfáticos aferentes Vasos linfáticos eferentes

tarea. El sistema linfático transporta un líquido llamado linfa, mediante vasos especiales llamados capilares linfáticos y vasos linfáticos. Eventualmente, la linfa regresa hacia la sangre, de donde se originó. Además del control de líquidos, nuestro sistema linfático es esencial para ayudar a controlar y destruir un gran número de 343

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CAPÍTULO 15 El sistema linfático

LAS FUNCIONES DEL SISTEMA: LA ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LOS VASOS LINFÁTICOS

microorganismos que pueden invadir nuestro cuerpo, causando enfermedades o incluso la muerte. El sistema linfático está formado por la linfa, los vasos linfáticos, las glándulas linfáticas y cuatro órganos mas. Estos órganos son las amígdalas, el bazo, el timo y las placas de Peyer. Ver Mapa Conceptual 15-1: El sistema linfático. La Figura 15-1 muestra los vasos y órganos del sistema linfático.

La función principal del sistema linfático es drenar el líquido rico en proteínas que se escapa de los capilares sanguíneos a los espacios de los tejidos. Otras funciones

Sistema linfático

tiene

Estructura específica

realiza

Funciones específicas

permite

incluye

Nódulos linfáticos

Amígdalas y placas de Peyer

producen

incluyen

incluyen

Vasos linfáticos

Bazo

Lacteales

Transporte de grasas del tracto digestivo

Almacenamiento de sangre, recicla eritrocitos y plaquetas desgastados

Drenar el fluido intersticial de los espacios tisulares

Inmunidad

Humoral

Celular

permiten permite permiten

Linfocitos

Células retículo endoteliales

incluyen

Células T

atacan

Células B

Bacterias

permite

permite

Bacterias y virus en circulación mediante la producción de anticuerpos

Virus intracelulares, hongos, parásitos, células cancerígenas

luchar contra

luchar contra

MAPA CONCEPTUAL 15-1. El sistema linfático.

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CAPÍTULO 15 El sistema linfático

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de este sistema son el transporte de grasas desde el tracto digestivo hacia la sangre, la producción de linfocitos y el desarrollo de la inmunidad. En nuestro cuerpo, en donde los capilares sanguíneos se encuentran muy cerca de las células de los tejidos, la presión sanguínea en el sistema cardiovascular, obliga a salir, a través de las paredes unicelulares de los capilares, cierta cantidad de plasma. Cuando éste sale de los capilares hacia los espacios que hay entre las células del tejido, se denomina líquido intersticial. La mayor parte de éste es reabsorbida hacia los capilares, gracias a la diferencia en la presión osmótica. Sin embargo, no todo este líquido intersticial es reabsorbido, por lo que debe ser drenado desde los espacios del tejido para evitar que se produzca hinchazón o edema. El papel de los capilares linfáticos es drenar este líquido. Una vez que el líquido intersticial entra a un capilar linfático, adquiere el nombre de linfa. En las vellosidades del intestino delgado existen vasos linfáticos especiales llamados lacteales o lactíferos, cuya función es absorber las grasas del tracto digestivo y transportarlas hacia la sangre. Las grasas que vienen del intestino viajan a través del sistema linfático y son llevadas a la sangre, lo que ocurre cuando la linfa se reúne con ésta, en las venas subclavias derecha e izquierda. La linfa que va dentro de los lactíferos se llama quilo, y tiene un aspecto lechoso debido al contenido de grasa de la misma.

Amígdalas

Vasos linfáticos

Timo

Bazo

Placas de Peyer Intestino delgado

Los vasos linfáticos

© Delmar/Cengage Learning

Nódulos linfáticos

FIGURA 15-1. Los vasos y órganos del sistema linfático.

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Se originan como tubos ciegos que comienzan en los espacios que hay entre las células, y se distribuyen en la mayor parte del cuerpo. Los tubos, que se encuentran cerrados hacia un extremo, pueden estar solos, o juntos, en plexos extensos que se llaman capilares linfáticos (Figuras 15-2 y 15-3). Estos vasos no se encuentran en tejidos del sistema nervioso central, de la médula ósea roja o del tejido vascular, ni en algunas partes del bazo. Los capilares linfáticos son mucho más grandes y permeables que los capilares sanguíneos. Los capilares linfáticos se unen eventualmente para formar vasos cada vez más grandes llamados vasos linfáticos. Éstos se asemejan en estructura a las venas, pero tienen paredes más delgadas y un mayor número de válvulas. Este gran número de válvulas ayuda a garantizar que la linfa no retroceda y que vaya en una sola dirección. A lo largo de los vasos linfáticos, hay glándulas linfáticas que se encuentran localizadas a distintos intervalos de distancia. Los vasos linfáticos de la piel viajan a través del tejido conectivo subcutáneo, y generalmente siguen el camino de las venas. Los vasos linfáticos de las vísceras tienden a seguir el camino de las arterias, formando plexos alrededor de éstas. Finalmente, todos los vasos linfáticos convergen en uno o dos de los principales canales linfáticos: el conducto torácico (que es el canal colector principal, también conocido como conducto linfático izquierdo) o en el conducto linfático derecho.

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CAPÍTULO 15 El sistema linfático

Capilares linfáticos

Red de capilares pulmonares

Nódulo linfático

Vasos linfáticos

Flujo sanguíneo

Nódulo linfático

Red de capilares sistémicos Flujo linfático

Capilares linfáticos

(A)

Cama capilar

Capilar linfático Células tisulares

Vaso linfático

Arteriola

(B)

© Delmar/Cengage Learning

Vénula

FIGURA 15-2. (A) Diagrama del transporte del líquido linfático desde los espacios intersticiales hasta el torrente sanguíneo. (B) Los capilares linfáticos comienzan como tubos ciegos cercanos a las células tisulares y a los capilares sanguíneos.

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CAPÍTULO 15 El sistema linfático

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Linfa Arteriola

Vénula

Endotelio de un capilar linfático

Sangre capilar Célula tisular Capilar linfático

Célula tisular

Líquido intersticial

(A) Relación de los capilares linfáticos con las células tisulares y vasos sanguíneos

(B) Detalle de un capilar linfático

© Delmar/Cengage Learning

Líquido intersticial

FIGURA 15-3. (A) La relación entre capilares linfáticos, células tisulares y vasos sanguíneos. (B) Detalle de un capilar linfático y células tisulares.

Los nódulos linfáticos Los nódulos linfáticos son estructuras en forma de óvalo o de semilla de frijol, que se encuentran a lo largo de los vasos linfáticos (Figura 15-4). También se les conoce como glándulas linfáticas. Éstas varían en tamaño, midiendo de 1 a 25 mm de largo (alrededor de 0.04 a 1 pulgada), y tienen el aspecto de pequeñas semillas o almendras. Las tres regiones del cuerpo donde se agrupan los nódulos linfáticos son las ingles, las axilas y el cuello. Las glándulas linfáticas tienen una ligera depresión lateral llamada hilio, en donde los vasos linfáticos eferentes abandonan el nódulo, y donde la arteria nodal entra a éste, mientras que la vena nodal sale del mismo. Cada glándula linfática está cubierta por una cápsula de tejido conectivo fibroso que se extiende desde el interior hacia el exterior. Las extensiones capsulares se denominan trabéculas y dividen internamente a la glándula linfática en una serie de compartimentos, los cuales contienen a los senos linfáticos y al tejido linfático. Los vasos linfáticos que entran a las glándulas por distintos sitios se llaman vasos linfáticos aferentes. El tejido de las glándulas linfáticas se compone de diferentes tipos de células, que forman densas agrupaciones de tejido cortical, también llamadas nódulos corticales (Figura 15-5). Los nódulos corticales rodean al centro germinal, que produce los linfocitos. Los senos linfáticos son los espacios que existen entre los diferentes tipos de tejido linfático, éstos contienen una red fibrosa de macrófagos (Figura 15-4). La cápsula, trabéculas e hilio conforman el estroma, que es la estructura básica de las glándulas linfáticas.

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Conforme la linfa entra al nódulo a través de los vasos linfáticos aferentes, la respuesta inmune se activa. Cualquier microorganismo o sustancia extraña contenida en la linfa puede estimular los centros germinales para la producción de linfocitos, que son liberados hacia la linfa. Eventualmente, éstos llegan a la sangre y producen anticuerpos contra los gérmenes. Posteriormente, los macrófagos eliminarán a los microorganismos muertos y demás sustancias extrañas mediante la fagocitosis.

CIRCULACIÓN DE LA LINFA Conforme el plasma es filtrado de los capilares sanguíneos hacia los espacios que hay entre las células y tejidos, se forma el líquido intersticial. Cuando el líquido intersticial pasa de los espacios intersticiales hacia los capilares linfáticos, se llama linfa. Ésta se compone principalmente de agua, pero también contiene solutos plasmáticos como iones, gases, nutrientes, y algunas proteínas y sustancias producidas por las células de los tejidos, tales como productos de desecho, hormonas y enzimas. La linfa es drenada por los capilares y plexos linfáticos hacia los vasos linfáticos. Los vasos tienen apariencia de cuentas, debido a la gran cantidad de válvulas unidireccionales que poseen. Estas válvulas impiden el reflujo o movimiento de la linfa en sentido contrario. Los vasos linfáticos se dirigen hacia los nódulos linfáticos. En las glándulas linfáticas, los vasos aferentes penetran a la cápsula del nódulo en distintas posiciones, y la linfa fluye a través de los senos linfáticos. Dentro del nódulo, el paso de microorganismos antigénicos, sustancias extrañas o

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CAPÍTULO 15 El sistema linfático

Vaso linfático aferente Cápsula

Corteza

Trabécula

Vena nodal Arteria nodal Hilio Válvula (A) Vaso linfático eferente

Bacteria

Linfocitos

(B)

Célula plasmática (linfocito B) Macrófago

Molécula de anticuerpo (amplificada) Antígeno (amplificado)

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Neutrófilo

FIGURA 15-4. Nódulo linfático. (A) Sección de un nódulo linfático que muestra el flujo de la linfa. (B) Detalle microscópico de una bacteria destruida en el nódulo linfático.

células cancerosas, estimula la proliferación de los linfocitos y activa la respuesta inmune, mientras que los macrófagos fagocitan a los cuerpos extraños. Los vasos eferentes que abandonan a un nódulo linfático, pueden dirigirse a otros nódulos, ya sea junto con otros vasos aferentes que van a glándulas del mismo grupo, o hacia otro grupo distinto de nódulos. Finalmente, los vasos eferentes se unen para formar troncos linfáticos.

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La circulación de la linfa a través de los vasos linfáticos se mantiene por la contracción normal del músculo esquelético. Esta acción comprime los vasos linfáticos que poseen un gran número de válvulas de una sola vía, y esta compresión dirige a la linfa en una sola dirección hacia las venas subclavias. El movimiento normal del cuerpo también ayuda a la circulación de la linfa; otro factor que influye es el movimiento respiratorio, que causa cambios

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CAPÍTULO 15 El sistema linfático

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Vaso linfático aferente Centro germinal Senos

Cápsula

Hilio Trabéculas

Vaso linfático eferente

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Nódulos corticales

FIGURA 15-5. Anatomía interna de un nódulo linfático mostrando los centros germinales y senos.

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

ELEFANTIASIS

En África, la picadura de un mosquito puede transmitir un nematodo microscópico conocido como Wuchereria bancrofti. Este gusano se aloja en los vasos y nódulos linfáticos, donde se reproduce y se multiplica. Después de muchos años de infecciones recurrentes, el sistema linfático se bloquea, y se produce una tremenda inflamación en los brazos o en las piernas. Esta inflamación o edema es una condición conocida como elefantiasis. Además de las extremidades, el escroto también puede verse afectado, resultando en la inflamación de los testículos. La enfermedad también ocurre en Malasia, pero es causada por otro nematodo conocido como Brugia malayi; la enfermedad causada por este gusano se caracteriza por presentar hinchazón únicamente en las extremidades.

en la presión del tórax. Por otro lado, la contracción del músculo liso de los vasos linfáticos también impulsa el flujo de la linfa. Si la circulación linfática se ve obstruida, una cantidad excesiva de líquido intersticial se acumula en los espacios entre los tejidos, dando lugar a una inflamación o edema. Eventualmente, los vasos linfáticos eferentes se unen para formar troncos linfáticos (Figura 15-6). Los principales troncos linfáticos del cuerpo son el tronco lumbar, el tronco intestinal, el tronco broncomediastinal, el tronco intercostal, el tronco subclaviano y el tronco yugular. El tronco lumbar drena la linfa de las extremidades inferiores, de las vísceras, de las paredes de la pelvis, de los

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riñones, las glándulas suprarrenales, y de la mayor parte de la pared abdominal. El tronco intestinal drena linfa del estómago, intestinos, páncreas, bazo, y de la superficie del hígado. El tronco broncomediastinal drena el tórax, los pulmones, el corazón, el diafragma y el resto del hígado. El tronco intercostal también ayuda a drenar la linfa de algunas porciones del tórax. El tronco subclaviano drena las extremidades superiores, es decir, los brazos, manos y dedos. Por último, el tronco yugular drena la cabeza y el cuello. Posteriormente los troncos linfáticos pasan la linfa hacia dos canales principales que son: el conducto torácico, que es el conducto principal del sistema de recolección (también se conoce como conducto linfático

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CAPÍTULO 15 El sistema linfático

Tronco yugular Ducto linfático derecho Vena braquiocefálica Tronco broncomediastinal Tronco intercostal

Vena yugular interna

Ducto linfático derecho

Ducto torácico Nodos cervicales

Tronco subclaviano

Nodos submandibulares

Ducto torácico

Nodos axilares

Tronco intestinal Tronco lumbar

Vena yugular interna izquierda Ducto torácico que entra al sistema venoso Vena subclaviana izquierda Vena braquiocefálica izquierda

Ducto torácico

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Vasos linfáticos

FIGURA 15-6. Los principales troncos linfáticos del cuerpo.

Nodos inguinales

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izquierdo), y el conducto linfático derecho (Figura 15-7). En última instancia, el conducto torácico vacía toda la linfa que contiene hacia la vena subclavia izquierda, mientras que el conducto linfático derecho vacía el contenido linfático a la vena subclavia derecha; de esta forma se completa el viaje de la linfa. Ésta es drenada de nuevo hacia la sangre de donde provino originalmente, y el ciclo termina. Esta circulación se repite continuamente, manteniendo así los niveles adecuados de linfa, plasma y líquido intersticial en el cuerpo.

LOS ÓRGANOS DEL SISTEMA LINFÁTICO El sistema linfático tiene cuatro órganos: las amígdalas, el bazo, el timo, y las placas de Peyer. Las amígdalas son masas de tejido linfoide embebidas en la membrana de las mucosas. Hay tres grupos de amígdalas. Las amígdalas palatinas que son las que se remueven de manera más

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FIGURA 15-7. Los troncos linfáticos transportan su linfa hacia dos ductos recolectores, el ducto torácico y el ducto linfático derecho. Estos ductos se vacían en las venas subclavias izquierda y derecha, respectivamente.

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CAPÍTULO 15 El sistema linfático

común durante una amigdalectomía. Se encuentran en la fosa amigdalina, entre los arcos faringopalatino y glosopalatino, una de cada lado de la abertura posterior de la cavidad oral. Las amígdalas faríngeas, también conocidas como adenoides, están ubicadas cerca de la abertura interna de la cavidad nasal. Cuando se inflaman, pueden interferir con la respiración. Las amígdalas linguales están situadas en la superficie posterior de la lengua, en la base de la misma. En dichas posiciones, las amígdalas forman un anillo protector de células reticuloendoteliales contra microorganismos dañinos que puedan entrar por la nariz o la cavidad bucal. En ocasiones, las amígdalas pueden infectarse de manera crónica y necesitan ser removidas; sin embargo, esto ya no es tan común como lo era antes, dado que ahora hay mayor comprensión de la importancia de estos órganos en la protección del cuerpo y como parte del sistema inmunológico. Las amígdalas son más activas funcionalmente en los niños, y a medida que envejecemos, ocurre una disminución en el tamaño de éstas. Incluso pueden desaparecer en algunos individuos. El bazo es un órgano de forma ovalada y comprende la masa de tejido linfático más grande del cuerpo (Figura

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15-8). Mide alrededor de 12 cm (5 pulgadas) de largo y se encuentra en la esquina superior izquierda de la cavidad abdominal. El bazo filtra la sangre que llega a éste a través de la arteria esplénica y de la vena esplénica, que entran al órgano por un borde ligeramente cóncavo llamado hilio. Las células del bazo fagocitan bacterias, plaquetas y glóbulos rojos envejecidos o dañados. Esta acción libera a la hemoglobina para que pueda ser reciclada. También aquí se producen linfocitos y células plasmáticas. El bazo también funciona como un depósito de sangre. Durante una hemorragia, el bazo libera sangre hacia el torrente sanguíneo; lesiones graves en el bazo pueden requerir que sea extirpado. La glándula del timo es una masa bilobulada de tejido localizado en el mediastino, a lo largo de la tráquea y detrás del esternón. Su papel en el sistema endocrino se discutió en el Capítulo 12. Durante la pubertad, alcanza un tamaño máximo y luego disminuye; en las personas mayores, el timo se hace pequeño y difícil de detectar, pues es sustituido por grasa y tejido conectivo. Este órgano está involucrado en el desarrollo de la inmunidad, pues el timo es el sitio donde ocurre la produc-

Impresión gástrica

Margen anterior

Impresión renal

Vena y arteria esplénica

Impresión pancreática

Impresión intestinal (flexo esplénico del colon)

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Hilio

FIGURA 15-8. Vista externa del bazo.

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CAPÍTULO 15 El sistema linfático

ción y maduración de los linfocitos. El timo contribuye al desarrollo de los linfocitos T en el feto y en bebés, hasta algunos meses después del nacimiento. Un número importante de linfocitos que se producen en el timo son degenerados y se destruyen, pero los que logran madurar, entran en la sangre para viajar hacia otros tejidos linfáticos donde éstos y sus descendientes confieren protección contra sustancias extrañas y microorganismos nocivos. Las placas de Peyer (también conocidas como folículos linfáticos agregados) se encuentran localizadas en la pared del intestino delgado y se asemejan a las amígdalas. Las placas de Peyer contienen macrófagos que destruyen las bacterias. Las bacterias siempre están presentes en grandes cantidades en el intestino, y los macrófagos evitan que éstas infecten y penetren las paredes del intestino.

Conexión con StudyWARE ™ Observa una animación de la linfa en tu CD-ROM de StudyWARE™.

INMUNIDAD La inmunidad es la capacidad del cuerpo para resistir la infección por microorganismos o agentes patógenos que causan enfermedades y prevenir los daños causados por sustancias extrañas o sustancias químicas nocivas. La respuesta inmune humoral y la respuesta inmune celular son el resultado de la activación del tejido linfoide en el cuerpo. La mayor parte del tejido linfoide se encuentra en los nódulos linfáticos; sin embargo, como se ha mencionado anteriormente, también se encuentra en el bazo, las amígdalas, en las placas de Peyer del intestino delgado y, en menor medida, en la médula ósea roja. El tejido linfoide se compone principalmente de linfocitos, que se pueden clasificar en dos grandes grupos de células: los linfocitos B y los linfocitos T. Los linfocitos B son células que producen anticuerpos, y que dan lugar a la inmunidad humoral. Este tipo de inmunidad es particularmente eficaz contra infecciones bacterianas y virales. Las células B producen los anticuerpos que entran en circulación y atacan a los agentes invasores. Los linfocitos B que se localizan en tejidos específicos, se convierten en células especializadas llamadas células plasmáticas. Los linfocitos T son responsables de la inmunidad celular. Estas células provienen de la glándula del timo. La competencia inmunológica conferida por los linfocitos T se desarrolla después del nacimiento. Este tipo de inmunidad es particularmente efectiva contra hongos, parásitos intracelulares (que se alojan dentro de la célula), infecciones virales intracelulares, células cancerosas, y actúa contra implantes de tejidos extraños.

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ANTÍGENOS Y ANTICUERPOS Los antígenos son proteínas extrañas que tienen acceso a nuestro cuerpo a través de heridas y raspaduras o a través del sistema respiratorio, del sistema digestivo o circulatorio y de los sistemas urinario y reproductor. Estas proteínas hacen que el sistema inmunológico se active para producir proteínas de alto peso molecular que funcionan destruyendo agentes invasores extraños, y se llaman anticuerpos o inmunoglobulinas. Las proteínas extrañas o antígenos pueden formar parte de membranas celulares o flagelos de protozoos, bacterias, de cubiertas proteicas virales, o de la superficie de esporas fúngicas. Los linfocitos B y las células plasmáticas reconocen estos antígenos y producen anticuerpos que son específicos. La unión antígeno-anticuerpo hace que las células extrañas se aglutinen y se precipiten en el sistema circulatorio o en los tejidos. A continuación, las células fagocíticas (células blancas de la sangre), como neutrófilos y macrófagos, llegan a fagocitarlas para eliminarlas del organismo. Por esta razón se dice que poseemos un sistema de defensa interna para protegernos de microbios extraños. Los anticuerpos se forman en respuesta a una enorme cantidad de antígenos. Los anticuerpos tienen una estructura básica que consta de cuatro cadenas de aminoácidos unidos por enlaces disulfuro. Dos de estas cadenas son idénticas, con alrededor de 400 aminoácidos, y se denominan cadenas pesadas. Las otras dos cadenas tienen la mitad de tamaño, son idénticas entre sí y se llaman cadenas ligeras. Cuando se unen las cadenas, la molécula de anticuerpo se compone de dos mitades idénticas, cada una compuesta por una cadena pesada y una ligera. Los anticuerpos tienen forma de Y; mientras que los vértices de la Y corresponden a los sitios de unión a antígenos, el tallo de la Y permanece siempre constante. El sitio de unión a antígenos varía, lo que permite que nuestros anticuerpos sean compatibles con la enorme cantidad de antígenos que entran al cuerpo (Figura 15-9). Existen cinco tipos de anticuerpos que forman parte de las gamma globulinas de las proteínas plasmáticas. La inmunoglobulina G (IgG) se encuentra en los líquidos tisulares y el plasma, ataca virus, bacterias y toxinas. También participa en la activación del complemento, que está compuesto por una serie de enzimas que atacan a los antígenos extraños. La inmunoglobulina A (IgA) se encuentra en secreciones de glándulas exocrinas como puede ser el fluido nasal, lágrimas, jugo gástrico e intestinal, la bilis, la leche materna y la orina. La inmunoglobulina M (IgM) se desarrolla en el plasma sanguíneo como respuesta a las bacterias o antígenos presentes en los alimentos, mientras que la inmunoglobulina D (IgD) se encuentra en la superficie de los linfocitos B y es importante para la activación de estas células. Finalmente, la inmunoglobulina E (IgE), que también se encuentra en secreciones de las glándulas exocrinas, se asocia a reacciones alérgicas y ataca antígenos causantes de las mismas. Los anticuerpos más abundantes son IgG, IgA e IgM. Cuando los linfocitos B entran en contacto con antígenos y producen anticuerpos, se llama inmunidad activa. La

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CAPÍTULO 15 El sistema linfático

Sitio de unión a antígenos

Región variable de la cadena pesada

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Sitio de unión a antígenos

Región variable de la cadena ligera Región constante de la cadena ligera

Región constante de la cadena pesada, incluye la región de la horquilla

FIGURA 15-9 La estructura de un anticuerpo.

inmunidad activa puede ser inducida de manera natural, por ejemplo, mediante la exposición a una infección bacteriana o viral, o puede ser inducida artificialmente, como cuando recibimos una vacuna. No importa si el antígeno es introducido al cuerpo de manera natural o a través de una vacuna, la respuesta inmune es la misma. Las vacunas contienen patógenos muertos o vivos pero debilitados y la ventaja de éstas es que no se experimentan los principales síntomas de la enfermedad como cuando ocurre una exposición primaria al patógeno. Al mismo tiempo, el antígeno debilitado estimula la producción de anticuerpos y activa la memoria inmunológica. La exposición posterior a los mismos antígenos nos mantiene inmunes al patógeno. Actualmente, existen vacunas contra el sarampión, la viruela, la poliomielitis, el tétanos, varicela, difteria, neumonía y contra varias cepas de influenza. La inmunidad pasiva se puede adquirir de manera natural cuando un feto recibe anticuerpos de la madre a través de la placenta, y éstos pasan a formar parte del sistema circulatorio fetal. Este tipo de inmunidad puede durar varios meses después del nacimiento. La inmunidad pasiva también se puede adquirir artificialmente mediante la recepción de gamma globulina que se encuentra en la leche materna o en un suero inmune. Un ejemplo son los sueros administrados después de la exposición a la hepatitis. Los anticuerpos adquiridos proporcionan protección inmediata, pero sólo duran de dos a tres semanas. Otros sueros inmunológicos suelen ser usados como antídotos contra venenos de serpiente, botulismo y contra la rabia. Al igual que los linfocitos B, los linfocitos T se activan tras unirse con un antígeno para formar clonas celulares. Sin embargo, las células T no son capaces de unirse a antígenos libres. Primero, los antígenos deben ser fago-

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citados por los macrófagos y procesados internamente para luego ser presentados en la superficie de las células a los linfocitos T. Por lo tanto, la presentación de antígenos es una de las funciones más importantes de los macrófagos, y es absolutamente necesaria para la activación de la respuesta y expansión clonal de las células T.

CÉLULAS DE LA RESPUESTA INMUNE Y OTRAS DEFENSAS Los linfocitos son los precursores de toda una amplia gama de células que están implicadas en la respuesta inmune. La siguiente es una lista de estas células y sus funciones: Las células B son linfocitos que se encuentran en los nódulos linfáticos, el bazo y otros tejidos linfoides. Su replicación es inducida por el proceso de unión a antígenos. Tras la activación, sus clonas o progenie celular, dan lugar a las células plasmáticas y de memoria. Las células plasmáticas se forman tras la replicación de las células B que se alojan en los tejidos, y producen grandes cantidades del mismo anticuerpo o inmunoglobulinas. Las células T ayudadoras son células T que se unen a antígenos específicos presentados por los macrófagos. Estas células estimulan la producción de células T citotóxicas y células B, para luchar contra patógenos invasores. Además, liberan linfocinas. Las células T citotóxicas inducen la muerte de células en el cuerpo que han sido infectadas por virus y bacterias, así como de células cancerosas. Están también involucradas en el rechazo a injertos.

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CAPÍTULO 15 El sistema linfático

ALERTA SANITARIA

FELICIDAD Y SALUD

¿Cuántas veces has escuchado que la risa es la mejor medicina? Esto realmente tiene algo de verdad. La investigación científica ha demostrado que el estrés debilita el sistema inmunológico. Las personas bajo estrés a largo plazo, presentan con más frecuencia enfermedades menores, como resfriados, que las personas que llevan un estilo de vida libre de estrés. Nuestro estado de ánimo, creencias y sentimientos pueden afectar nuestro nivel de salud. Por ejemplo, las personas con actitudes positivas acerca de la vida son a menudo capaces de superar enfermedades mucho más rápido que las personas que constantemente tienen sentimientos negativos. El estrés es una puerta abierta para el desarrollo de enfermedades. Durante las situaciones de estrés, la corteza suprarrenal secreta cortisol; uno de los efectos de esta hormona es suprimir el sistema inmunológico. Los sentimientos de desesperación y melancolía crónica, sumados a una inadecuada mentalidad de autosuperación pueden contribuir a tener mayor susceptibilidad a ciertas enfermedades. “Una sonrisa al día puede ayudar a mantener alejado al médico.” Las personas con sentimientos de aceptación social fuertes, que disfrutan de su trabajo, que tienen un fuerte compromiso con el logro, y que creen controlar su propio destino, tienen una mayor probabilidad de sentirse felices. Estas personas son resistentes a los efectos negativos que el estrés puede ejercer sobre sus vidas. Además, los científicos recomiendan hacer comidas balanceadas, dormir lo suficiente y descansar periódicamente. ¿Por qué no tener unas “verdaderas” vacaciones para mantener un sistema inmunológico saludable? La cantidad de sueño necesaria para aliviar o controlar el estrés varía; en promedio entre seis y ocho horas cada noche son suficientes, pero cada uno puede sonreír y reír a diario.

Las células T supresoras se encargan de frenar la actividad de células B y T, una vez que la infección por un patógeno ha sido controlada. Las células de memoria son descendientes de las células T y B activadas que se producen durante una respuesta inmune inicial. Éstas permanecen en el cuerpo durante años, lo que le permite responder rápidamente ante cualquier infección por el mismo patógeno que ocurra en un futuro. Los macrófagos engullen y digieren antígenos. Su función principal es presentar parte de estos antígenos en receptores localizados en sus membranas celulares, para que sean reconocidos por las células T. La función de presentación de antígenos es crucial para la activación normal de células T. Además de la actividad de estas células, durante la activación de la respuesta inmune se producen ciertas sustancias químicas que ayudan a mantenernos sanos. Las linfocinas son sustancias químicas liberadas por los linfocitos T que han sido activados. Existe una amplia gama de estas sustancias químicas. Los factores quimiotácticos atraen a los neutrófilos, basófilos y eosinófilos al área infectada. El factor de inhibición de migración de macrófagos (MIF) mantiene a los macrófagos en la zona de la infección y de inflamación. Los factores ayudadores estimulan a las células plasmáticas para que produzcan anticuerpos. La interleucina-2 estimula la proliferación de células T y B. El interferón gamma ayuda a que las células del cuerpo se vuelvan resistentes ante la infección con un virus, activa a los

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macrófagos, e induce la maduración de las células T. La perforina induce la muerte celular y los factores supresores suprimen la formación de anticuerpos por las células T. Los macrófagos activados también liberan sustancias químicas llamadas monocinas. Una de éstas es la interleucina-1, que estimula la proliferación de células T y causa fiebre. La fiebre o elevación de la temperatura en el cuerpo, se produce como parte de la respuesta para tratar de eliminar a los patógenos invasores al cambiar su entorno. El factor de necrosis tumoral (TNF) mata las células tumorales y atrae a los leucocitos granulares hacia la zona de infección. Existen también proteínas que circulan en la sangre, llamadas complemento, que causan la ruptura o lisis de los microorganismos mientras que estimulan la respuesta inflamatoria. Además de las barreras celulares y químicas que existen dentro del organismo, el cuerpo tiene una cubierta externa y otros mecanismos de protección. La epidermis de la piel actúa como una barrera mecánica ante patógenos y toxinas; también cuenta con un manto ácido (pH ácido) que inhibe el crecimiento bacteriano. Por otro lado, el sebo producido por las glándulas sebáceas también tiene cualidades antifúngicas y antibacterianas. Las lágrimas y la saliva contienen lisozimas, que destruyen a las bacterias. Las membranas mucosas que revisten al tracto digestivo, respiratorio, urinario y reproductor funcionan como una trampa para los microorganismos y el polvo, pues evitan que éstos entren al sistema circulatorio. En la nariz y la garganta, el paquete de moco y polvo es llevado hasta la garganta, donde puede ser tragado por

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CAPÍTULO 15 El sistema linfático

la acción de los cilios que se encuentran en el borde del tejido epitelial libre. El ácido clorhídrico en el estómago destruye la mayoría de los patógenos. Incluso los vellos en la nariz funcionan atrapando partículas grandes y

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expeliéndolas hacia fuera antes de que puedan entrar al sistema respiratorio. Observa la Figura 15-10 para obtener una descripción detallada de los mecanismos de defensa del cuerpo.

Antígenos

SISTEMAS DE DEFENSA INESPECÍFICOS: piel; membranas mucosas; fagocitos; células asesinas naturales; interferón; complemento

SISTEMAS DE DEFENSA ESPECÍFICOS respuesta inmune secundaria: contacto subsecuente con el mismo antígeno estimula la división rápida de

contacto por primera vez: respuesta inmune primaria

Acciones: nos resguardan contra casi cualquier agente extraño; actúan para impedir o destruir agentes extraños FAGOCITOS fagocitan antígenos y los presentan a

Respuesta inmune mediada por células

LINFOCITOS T AUXILIARES

Respuesta inmune humoral

secretan linfocinas activan y estimulan la división de

LINFOCITOS T ASESINOS

LINFOCITOS T

LINFOCITOS B

producen

producen

LINFOCITOS T DE MEMORIA

CÉLULAS PLASMÁTICAS

LINFOCITOS B DE MEMORIA

secretan Acciones: destruyen las células infectadas al perturbar la membrana plasmática de las células

ANTICUERPOS

Acciones: ayudan a destruir las bacterias y virus mediante aglutinación

FIGURA 15-10. Diagrama de los mecanismos de defensa del cuerpo.

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CAPÍTULO 15 El sistema linfático

CONFORME EL CUERPO ENVEJECE Al nacer, la glándula del timo es bastante grande, pero disminuye de tamaño a medida que envejecemos. Con el tiempo, es sustituida por tejido adiposo, perdiendo así su capacidad de producir nuevas células T maduras. Sin embargo, el número de células T en el cuerpo se mantiene bastante estable, dada su replicación constante en los tejidos linfáticos secundarios. Con la edad, nos volvemos más susceptibles a las infecciones en cuanto disminuye la respuesta inmune. Los adultos mayores también tienden a producir más anticuerpos contra las propias células del cuerpo, dando lugar a enfermedades autoinmunes. A medida que el proceso de envejecimiento avanza, las células T se vuelven menos sensibles a los antígenos y un menor número de éstas responden ante la presencia de infecciones. Dado que la población de células T disminuye a medida que envejecemos, las células B también se vuelven menos sensibles, y los niveles de anticuerpos ya no aumentan tan rápidamente ante la presencia de los antígenos. Por ello, se recomienda que las vacunas se administren a los adultos mayores hasta antes de la edad de 60 años. Los adultos mayores también deben ser concientizados para que reciban la vacuna de la influenza cada año, debido a que son más susceptibles a esta enfermedad. A medida que envejecemos, con la disminución de la respuesta inmune, los patógenos latentes se pueden reactivar; por ejemplo, el virus de la varicela puede permanecer en el cuerpo en estado latente dentro de las células nerviosas. A medida que envejecemos, el virus puede salir de las células nerviosas y penetrar en las células de la piel, dando lugar a lesiones dolorosas conocidas como herpes. El aumento en la susceptibilidad de los adultos mayores a diversos tipos de cáncer también está relacionado con la disminución de la respuesta inmune para combatir células cancerosas.

Campo

PROFESIONAL

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Los individuos con interés en el sistema linfático, pueden estudiar carreras relacionadas da as con el estudio de la respuesta inmune. ● L Los inmunólogos son médicos especialistas que estudian la reacción del sistema inmune del cuerpo ante la estimulación con antígenos. ● Los oncólogos son médicos que se especializan en el tratamiento y estudio de cualquier crecimiento anormal de tejido nuevo, ya sea benigno o maligno. Este tipo de médicos son autoridad en el tratamiento de las enfermedades cancerosas. ● Los citotecnólogos son personas que trabajan en un laboratorio clínico, utilizando microscopia para examinar muestras de tejido para detectar signos de cáncer. ● Los terapeutas de linfoedema son personas entrenadas que utilizan masajes terapéuticos, ejercicios y vendajes para aliviar la inflamación causada por la obstrucción de los vasos linfáticos. También entrenan a los pacientes con linfoedema sobre el cuidado de sí mismos, mediante el uso de hidromasaje y de ejercicio.

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ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

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TRASTORNOS DEL SISTEMA LINFÁTICO

ALERGIAS Las alergias son reacciones de hipersensibilidad a sustancias del medio ambiente comunes o normales, que por lo general suelen ser inofensivas, y se denominan alergenos. Algunos ejemplos son el polvo doméstico, polen y el humo de cigarrillo. La reacción inmune ante los alergenos puede dañar diferentes tejidos del cuerpo. Más de 20 millones de estadounidenses tienen reacciones alérgicas a la inhalación de alergenos. Cuando es afectado el sistema nasofaríngeo, la alergia se conoce como ‘la fiebre del heno’. Si la alergia ocurre en los pulmones, se conoce como asma. Si ocurre en los ojos, se denomina conjuntivitis alérgica. Si el material que ocasiona una alergia es ingerido y afecta el tracto digestivo, puede producir diarrea, vómitos o calambres. El contacto de los alergenos con la piel puede producir dermatitis y urticaria; esta reacción se puede desarrollar cuando entramos en contacto con ciertos alimentos que causan reacciones alérgicas o cuando estamos en contacto con ciertos medicamentos, pelos de animales o picaduras de insectos. Cuando nos exponemos a un alergeno determinado, se producen anticuerpos tipo IgE, que se adhiere a los basófilos y mastocitos. Estas células liberan histamina y prostaglandinas. La histamina provoca la secreción de moco de las mucosas, y hace que los capilares se hagan más permeables. Las prostaglandinas causan la contracción del músculo liso, que se encuentra en tejidos como los bronquios de los pulmones. Este tipo de respuesta inflamatoria produce secreción nasal, estornudos, dificultad para respirar y congestión, como se presenta en el asma y la fiebre del heno. Las reacciones alérgicas graves pueden producir un choque anafiláctico, que puede culminar en la muerte. Algunas personas son demasiado sensibles a las picaduras de abejas o ciertos medicamentos, los cuales producen una reacción alérgica que origina intensa contracción bronquial, producción de moco y dificultades respiratorias. Esto reduce la presión arterial y puede conducir a la muerte. A esta reacción alérgica grave se le llama anafilaxis. El tratamiento contra cualquier reacción alérgica incluye la insensibilidad a los antígenos, que consiste en la exposición de la persona a pequeñas cantidades del alergeno a lo largo del tiempo y en el uso de antihistamínicos, broncodilatadores o esteroides.

LINFOMA El linfoma es un tumor del tejido linfático, que por lo general es maligno. Comienza como una masa en los nódulos linfáticos, que generalmente no causa dolor. El aumento de volumen de los nódulos comprime a otros tejidos circundantes, causando otras complicaciones. La respuesta inmune se ve deprimida, y el individuo se vuelve susceptible a infecciones oportunistas. Los linfomas se clasifican en dos grupos: enfermedad de Hodgkin y linfomas no Hodgkin. El nombre de la enfermedad de Hodgkin viene del nombre de un médico inglés que en 1832 describió por primera vez la enfermdad en un grupo de pacientes con inflamaciones de los ganglios linfáticos en el cuello. La enfermedad generalmente se manifiesta entre las edades de 20 a 30 años, y con mayor frecuencia en hombres que en mujeres. La enfermedad involucra a las células reticulares de los nódulos linfáticos, en vez de los linfocitos. El tratamiento con fármacos y radioterapia resulta ser eficaz para la mayoría de las personas con linfomas.

LINFADENITIS La linfadenitis es la inflamación de los nódulos linfáticos, que aumentan de tamaño y sensibilidad. Cuando los microorganismos se encuentran atrapados mientras son atacados en los nódulos linfáticos, éstos se agrandan. Por lo tanto, un ganglio linfático inflamado es indicativo de una infección. A menudo, cuando usted visita a un médico, el médico palpará y determinará si los nódulos linfáticos en el cuello están inflamados como indicativo de alguna enfermedad.

LINFANGITIS La linfangitis es una inflamación de los vasos linfáticos, que se caracteriza por la aparición de líneas rojas visibles en la piel.

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CAPÍTULO 15 El sistema linfático

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

TRASTORNOS DEL SISTEMA LINFÁTICO

LA PESTE BUBÓNICA La peste bubónica es una enfermedad del sistema linfático con implicaciones históricas. Es causada por la bacteria Klebsiella pestis, que se transmite a los humanos a través de la picadura de la pulga de la rata asiática, Xenopsylla cheopis. La bacteria prolifera en los ganglios linfáticos, haciendo que se inflamen y se formen erupciones oscuras inflamadas llamadas bubones. La bacteria también entra en el torrente sanguíneo, causando septicemia. Sin tratamiento, la muerte sobreviene rápidamente en aproximadamente 80% de los casos. En la Edad Media, la peste bubónica acabó con un tercio de la población de Europa. Antes de la existencia de un tratamiento eficaz con antibióticos, como la penicilina, varios brotes de peste bubónica ocurrieron en todo el mundo. Afortunadamente, hay muy pocos casos hoy en día.

SIDA El SIDA, o síndrome de inmunodeficiencia adquirida, es causado por la infección con el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH). Este virus se transmite por contacto con fluidos corporales que contienen el virus mediante contacto sexual, incluyendo el coito anal, a través del uso de agujas contaminadas, durante el parto, o por recibir sangre contaminada en una transfusión. La infección presenta tres etapas: los síntomas iniciales, un periodo de latencia, y el desarrollo del SIDA. Los síntomas iniciales incluyen debilidad, fiebre, sudores nocturnos, pérdida de peso, e inflamación de las glándulas linfáticas del cuello. Estos síntomas son similares a los de la influenza, y duran sólo pocos días. El periodo de latencia puede durar de 5 a 10 años, sin presentar ningún síntoma. El SIDA ocurre con la aparición de infecciones oportunistas, que pueden ser fatales. Algunas de éstas son infecciones típicas como la neumonía, el cáncer de piel, diarrea, tuberculosis, toxoplasmosis que afectan el sistema nervioso e infecciones causadas por hongos en los pulmones y en la garganta. El virus ataca a las células T, comprometiendo la respuesta inmune. La invasión a estas células, donde se replica, conlleva a la destrucción de las mismas. Por lo tanto, en una persona infectada con el virus, el conteo de células T tiene que ser constantemente monitoreado por un médico. El virus también invade los macrófagos, pero no los destruye, puesto que no los utiliza para reproducirse. Algunos síntomas comunes relacionados con el SIDA incluyen pérdida de peso debido a diarrea, persistencia de glándulas linfáticas inflamadas, fiebre crónica de bajo grado, fatiga, sudoración nocturna y, en ocasiones, confusión y pérdida de memoria. La investigación sobre el SIDA está en constante marcha para tratar de entender y combatir esta terrible enfermedad. Algunas personas que están infectadas con el virus, no desarrollan ningún síntoma, mientras que otras, a pesar de exponerse en varias ocasiones no se infectan. Al estudiar la genética y los antecedentes de estos individuos, los científicos podrían encontrar una cura en el futuro. Mientras tanto, se utilizan medicamentos para combatir el virus. Los fármacos más antiguos como el AZT, bloquean la replicación viral, pero tiene efectos secundarios graves. Nuevos medicamentos, llamados inhibidores de proteasas paralizan el virus evitando que sea funcional. La administración combinada de medicamentos, como el cóctel contra el SIDA, ha extendido la vida de muchas personas infectadas al frenar el crecimiento y la actividad del virus, dando así una nueva esperanza para controlar y eventualmente curar el SIDA.

TRANSPLANTE DE MÉDULA ÓSEA Los transplantes de médula ósea se realizan para tratar diversos trastornos del cuerpo humano, incluyendo aquellos del sistema linfático, como la leucemia, los linfomas y las deficiencias inmunológicas. La médula ósea roja contiene células sanguíneas en todas las etapas de desarrollo, ya que su función es llevar a cabo la hematopoyesis. La médula ósea roja de un donante sano es transplantada vía intravenosa a un destinatario enfermo, después de haber recibido radioterapia o quimioterapia. La médula ósea del donante produce células sanguíneas que son necesarias para el receptor, dependiendo de la enfermedad específica que experimenta el paciente.

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ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

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TRASTORNOS DEL SISTEMA LINFÁTICO

CÁNCER Y LOS NÓDULOS LINFÁTICOS Las células cancerosas pueden diseminarse a partir de la multiplicación de las mismas en los nódulos linfáticos, y ser transportadas a todo el cuerpo por el sistema linfático. Las células cancerosas que provienen originalmente de un tumor que produjo metástasis, entran a los vasos linfáticos. Los vasos las llevan hacia los nódulos linfáticos, donde quedan atrapadas y se reproducen. Algunas son capaces de escapar de las glándulas linfáticas y son transportadas hacia el sistema circulatorio, que luego las distribuye a otras partes del cuerpo donde se convierten en tumores secundarios. Por ejemplo, cuando una mujer desarrolla cáncer de mama avanzado, se extirpa la mama cancerosa además de los nódulos linfáticos axilares durante una mastectomía radical, con el fin de evitar la propagación del cáncer a través de los ganglios linfáticos.

LUPUS ERITEMATOSO SISTÉMICO (LES) El lupus eritematoso sistémico (LES) es una enfermedad inflamatoria crónica en la cual las células y los tejidos son dañados por el propio sistema inmune. Uno de los síntomas es la aparición de una erupción de color rojo, con forma de mariposa sobre la nariz y las mejillas. La causa exacta de la enfermedad no se conoce, pero se sabe que ciertas infecciones virales pueden perturbar el funcionamiento normal del sistema inmunológico. También parece existir una causa genética. Las mujeres desarrollan lupus eritematoso sistémico ocho veces más que los hombres. Además de la inflamación severa de los vasos sanguíneos, puede ocurrir daño renal que conduce a enfermedad de los riñones. Otros sistemas del cuerpo que pueden verse afectados son los sistemas respiratorio y nervioso. Los primeros síntomas aparecen entre los 15 y los 25 años, y pueden entrar en remisión, pero en cierto periodo, pueden producirse ataques impredecibles. Si el paciente sobrevive a esta enfermedad durante los primeros 10 años o más, la esperanza de vida puede ser tan alta como del 90%. La muerte se debe principalmente a insuficiencia renal, a enfermedades del corazón, a trastornos del sistema nervioso central con graves alteraciones neurológicas y a infecciones. El tratamiento consiste en la administración cuidadosa y bajo estricta vigilancia de esteroides, y de medicamentos antipaludismo, para tratar las erupciones de la piel y el dolor en las articulaciones. También se recomienda a los pacientes protegerse de la exposición directa a los rayos del sol mediante el uso de protector solar y evitar situaciones estresantes. El evitar la fatiga y obtener descansos prolongados también ayuda a prevenir los ataques periódicos.

SISTEMAS CORPORALES TRABAJANDO JUNTOS PARA MANTENER LA HOMEOSTASIS: EL SISTEMA LINFÁTICO Sistema tegumentario ● La epidermis de la piel funciona como una barrera mecánica ante los microorganismos. ● El pH del manto ácido de la piel inhibe el crecimiento de la mayoría de las bacterias. ● El sebo producido por las glándulas sebáceas de la piel, tiene propiedades antifúngicas. ● Los vasos linfáticos drenan el líquido intersticial de la dermis de la piel para evitar edema. Sistema esquelético ● Los linfocitos se producen en la médula ósea roja.

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Sistema muscular ● La contracción de los músculos comprime los vasos

linfáticos y ayuda a impulsar el flujo de la linfa hacia los conductos linfáticos derecho e izquierdo. Sistema nervioso ● El estrés excesivo podría suprimir la respuesta inmune. ● El sistema nervioso inerva a los vasos linfáticos grandes, y ayuda a regular la respuesta inmune. Sistema endocrino ● La glándula del timo confiere competencia inmunológica a los linfocitos T. ● Las hormonas estimulan la producción de linfocitos. Sistema cardiovascular ● El plasma sanguíneo es la fuente de líquido intersticial, que se convierte en la linfa cuando es drenado por los capilares linfáticos.

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CAPÍTULO 15 El sistema linfático

● El sistema linfático regresa dicho líquido hacia el

● Las células del sistema inmunológico reciben

torrente sanguíneo a través de las venas subclavias derecha e izquierda, que se conectan con los conductos linfáticos. Sistema digestivo ● Los lactíferos en las vellosidades del intestino delgado absorben grasas. ● El ácido clorhídrico en los jugos gástricos destruye la mayoría de los patógenos. ● El sistema digestivo digiere y absorbe los nutrientes necesarios para los tejidos linfáticos. ● En las placas de Peyer de la pared del intestino delgado se destruyen bacterias. Sistema respiratorio ● Las amígdalas están situadas en la faringe. ● La respiración y la contracción de los músculos del sistema respiratorio mantienen el flujo de la linfa a través de los vasos linfáticos.

ALERTA SANITARIA

oxígeno y liberan los residuos de dióxido de carbono a través del sistema respiratorio. Sistema urinario ● Los riñones mantienen la homeostasis, regulando la cantidad de líquido extracelular. ● Los niveles de electrolitos y ácido-base de la sangre son mantenidos por el sistema urinario para la función del tejido linfoide. La orina puede expulsar del cuerpo a ciertos microorganismos. Sistema reproductivo ● El ambiente ácido de la vagina de la mujer y de la uretra masculina previene el crecimiento bacteriano. ● En el tracto reproductor femenino, el sistema inmune no ataca el esperma del hombre como un antígeno extraño, asegurando la posibilidad de la fertilización.

ESPLENOMEGALIA

La esplenomegalia es un aumento anormal en el volumen del bazo, el cual puede desarrollarse a partir de enfermedades previas como la escarlatina, la sífilis, la fiebre tifoidea y el tifus. Las infecciones con trematodos microscópicos del género Schistosoma que ocurren de manera frecuente en Japón y en África, también pueden causar esplenomegalia. Los huevecillos del parásito pueden ser transportados hacia el torrente sanguíneo y se alojan en el bazo, causando irritación e inflamación. Esto da lugar a una distensión abdominal causada por el crecimiento del bazo.

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ALERTA SANITARIA

ANEMIA ESPLÉNICA

La anemia esplénica también se caracteriza por un crecimiento anormal del bazo, causada por hemorragias que se desarrollan desde el estómago y por líquido que se acumula en el abdomen. Esta condición usualmente requiere la resección quirúrgica del bazo.

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CAPÍTULO 15 El sistema linfático

RESUMEN INTRODUCCIÓN 1. El sistema linfático transporta un líquido llamado linfa a través de los capilares y de los vasos linfáticos. 2. El sistema linfático controla los líquidos del cuerpo y destruye a los microorganismos dañinos. 3. El sistema linfático está compuesto por la linfa, los vasos linfáticos, los nódulos linfáticos, las amígdalas, el bazo, el timo y las placas de Peyer en el intestino.

LAS FUNCIONES DEL SISTEMA Y LA ESTRUCTURA Y FUNCIONES DE LOS VASOS LINFÁTICOS 1. Las funciones del sistema linfático son drenar el líquido intersticial de los espacios que hay entre los tejidos, transportar las grasas desde el tracto digestivo hacia la sangre, desarrollar la inmunidad y la producción de linfocitos. 2. Parte del plasma de la sangre es forzado a salir través de las paredes de los capilares sanguíneos hacia los espacios que hay entre las células del tejido. Por lo que también se conoce como líquido intersticial. 3. Los capilares linfáticos drenan el líquido intersticial, que ahora se llama linfa, hacia los vasos linfáticos para que sea transportado a los nódulos linfáticos. 4. En las vellosidades del intestino delgado, los vasos linfáticos especializados llamado lactíferos, absorben las grasas y las transportan hacia la sangre. 5. La linfa de los lactíferos tiene un aspecto lechoso debido al contenido de grasas, y se llama quilo. Los vasos linfáticos 1. Los vasos linfáticos se originan como tubos ciegos separados o juntos en plexos, llamados capilares linfáticos, y se localizan entre las células en la mayoría de las partes del cuerpo. 2. Los capilares linfáticos se unen para formar grandes vasos llamados vasos linfáticos, que se asemejan a las venas, pero son más delgados y tienen más válvulas. Las válvulas garantizan el flujo unidireccional de la linfa. 3. Finalmente, todos los vasos linfáticos convergen en dos canales principales: el conducto torácico y el conducto linfático derecho. Los nódulos linfáticos 1. Los nódulos linfáticos, también llamados glándulas linfáticas, se encuentran en toda la longitud de los vasos linfáticos. Las agrupaciones de los ganglios linfáticos están presentes en la ingle, las axilas y en la región del cuello.

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2. Los vasos linfáticos eferentes salen del nódulo linfático por el hilio, que es una ligera depresión en un lado del nódulo. Los vasos sanguíneos y los nervios también salen y entran por el hilio. 3. Los vasos linfáticos aferentes entran al nódulo linfático por varios lugares de éste. 4. Las extensiones capsulares del nódulo, llamadas trabéculas, dividen el nodo internamente en una serie de compartimentos que contienen a los centros germinales. 5. Los centros germinales producen linfocitos.

CIRCULACIÓN DE LA LINFA 1. El plasma, que es filtrado por los capilares sanguíneos, pasa hacia los espacios del tejido intersticial y se denomina líquido intersticial. 2. Cuando este líquido pasa hacia los capilares linfáticos, se llama linfa. 3. La linfa posteriormente pasa hacia vasos linfáticos más grandes, que tienen gran cantidad de válvulas para evitar el reflujo de la linfa. Los vasos tienen nódulos linfáticos a lo largo de su extensión. 4. Los vasos linfáticos aferentes entran a los ganglios linfáticos, mientras que los vasos linfáticos eferentes abandonan los nodos. 5. La circulación de la linfa se mantiene por las contracciones musculares, que comprimen los vasos linfáticos y empujan la linfa. 6. Eventualmente, los vasos linfáticos eferentes se unen para formar seis troncos linfáticos. 7. El tronco lumbar drena las extremidades inferiores y pelvis. 8. El tronco intestinal drena la región abdominal. 9. El tronco broncomediastinal intercostal drena el tórax. 10. El tronco subclavio drena las extremidades superiores. 11. El tronco yugular drena la cabeza y el cuello. 12. Estos troncos de drenaje linfático vierten la linfa en dos conductos principales: el conducto principal, llamado el conducto torácico y el conducto linfático derecho. 13. El conducto torácico vacía la linfa en la vena subclavia izquierda. El conducto linfático derecho drena hacia la vena subclavia derecha. Este proceso regresa la linfa a los vasos sanguíneos, de donde se originó.

LOS ÓRGANOS DEL SISTEMA LINFÁTICO 1. Los tres grupos de amígdalas son las amígdalas palatinas (que comúnmente se remueven durante una amigdalectomía), las amígdalas faríngeas o adenoides, y las amígdalas linguales.

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2. Las amígdalas están compuestas de células reticuloendoteliales que protegen a la nariz y a la cavidad oral de agentes patógenos. 3. El bazo es la masa más grande de tejido linfático en el cuerpo. Se encarga de fagocitar glóbulos rojos y plaquetas envejecidos, además de que destruye a las bacterias. En éste, se producen también linfocitos y células plasmáticas y funciona como un órgano de almacenamiento de sangre. 4. La glándula del timo es el sitio donde ocurre la producción y la maduración de linfocitos T. 5. Las placas de Peyer se asemejan a las amígdalas, pero se encuentran en las paredes del intestino delgado, donde los macrófagos destruyen bacterias.

INMUNIDAD 1. La inmunidad es la capacidad de resistir la infección por microorganismos, los daños causados por sustancias extrañas y sustancias químicas nocivas. 2. La inmunidad humoral y la celular se activan y producen en los tejidos linfoides del cuerpo. 3. En el tejido linfoide se producen dos grupos principales de linfocitos: los linfocitos B y los linfocitos T. 4. Las células B producen anticuerpos y dan lugar a la inmunidad humoral, que es eficaz contra bacterias y virus en circulación. 5. Las células T son responsables de la inmunidad celular, que es eficaz contra virus, hongos y parásitos intracelulares, células cancerosas, y contra los implantes de tejidos incompatibles. 6. Las células B que entran en los tejidos, se convierten en células especializadas conocidas como células plasmáticas.

ANTÍGENOS Y ANTICUERPOS 1. Un antígeno es una proteína extraña que obtiene acceso a nuestro cuerpo. Algunos ejemplos son las membranas celulares y los flagelos de protozoarios, las cubiertas proteicas de los virus, la superficie de esporas de hongos, y los flagelos y las membranas celulares de las bacterias. 2. Los linfocitos B reconocen antígenos y producen anticuerpos antígeno-específicos, que al unirse a éstos generan que los antígenos extraños se aglutinen y precipiten. 3. Las células blancas de la sangre o células fagocíticas engullen los microorganismos invasores. 4. Las moléculas de anticuerpos tiene una forma de Y. Los sitios de unión a los antígenos son las puntas de las Y. 5. Los anticuerpos son también llamados inmunoglobulinas (Ig). Hay cinco tipos de

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inmunoglobulinas que conforman a las gamma globulinas del plasma sanguíneo. La IgG se encuentra en los líquidos del tejido y del plasma; la IgA se encuentra en las secreciones de las glándulas exocrinas, del fluido nasal, lágrimas, jugo gástrico e intestinal, la bilis, la leche materna y la orina; la IgM se encuentra en el plasma como respuesta a las bacterias en los alimentos. Finalmente, la IgD se encuentra en la superficie de células B, mientras que la IgE se asocia a reacciones alérgicas y se encuentran en las secreciones de las glándulas exocrinas. 6. La inmunidad activa se produce cuando las células B entran en contacto con antígenos y producen anticuerpos contra éstos. Se adquiere naturalmente cuando estamos expuestos a una infección viral o bacteriana. Se adquiere artificialmente cuando recibimos una vacuna. 7. La inmunidad pasiva se produce naturalmente cuando el feto recibe anticuerpos de la madre a través de la placenta. La inmunidad pasiva se confiere de forma artificial mediante la recepción de gamma globulinas o por la administración de sueros inmune a través de una inyección. La inmunidad pasiva es de corta duración. 8. Las células T no son capaces de unirse a antígenos libres, como las células B. Éstas tienen que ser activadas mediante la presentación de antígenos que se da a través de los macrófagos. Los macrófagos fagocitan y procesan internamente a los antígenos, y luego los presentan mediante receptores en sus membranas.

CÉLULAS DE LA RESPUESTA INMUNE Y OTRAS DEFENSAS 1. Las células B, que se encuentran en el tejido linfoide, son activadas por la unión de antígenoanticuerpo. Su replicación genera clonas celulares que se transforman en células plasmáticas y células de la memoria. 2. Las células plasmáticas producen grandes cantidades de anticuerpos. 3. Las células T ayudadoras se unen a antígenos específicos presentados por los macrófagos. Estas células liberan linfocinas que estimulan la producción de células T citotóxicas y de más células B. 4. Las células T citotóxicas atacan a las células del cuerpo infectadas por virus y a las células cancerosas. También participan en el rechazo de injertos. 5. Las células T supresoras frenan la actividad de las células B y T, una vez que la infección está controlada. 6. Las células de memoria son descendientes de las células B y T que han sido activadas, y son

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capaces de permanecer en el cuerpo durante años, permitiendo que el cuerpo responda a infecciones futuras. Los macrófagos fagocitan y digieren antígenos, y luego los presentan a los linfocitos T para su activación. Las linfocinas son sustancias químicas liberadas por las células T. Los factores quimiotácticos atraen a los neutrófilos, eosinófilos y basófilos; mientras que el MIF mantiene los macrófagos en la zona inflamada e infectada. Los factores ayudadores estimulan a las células plasmáticas para producir anticuerpos, y la interleucina-2 estimula la proliferación de células T y B. El interferón gamma hace que las células de tejidos se vuelvan resistentes a los virus, activa los macrófagos, y participa en la maduración de células T citotóxicas. Finalmente, los factores supresores se encargan de detener la producción de anticuerpos inhibiendo a las células T. Las monocinas son sustancias químicas producidas por los macrófagos. La interleucina-1 estimula la producción de células T y origina la fiebre, el TNF mata a las células tumorales y atrae a los leucocitos granulares, y el complemento ocasiona la lisis de los microorganismos mientras aumenta la respuesta inflamatoria. La piel actúa como una barrera mecánica, y su manto ácido inhibe la proliferación de bacterias. El sebo tiene propiedades antibacterianas y antifúngicas. Las lisozimas en las lágrimas y en la saliva atacan a las bacterias. Las membranas de las mucosas funcionan como una trampa para microorganismos y partículas. El ácido clorhídrico en el estómago destruye a la mayoría de los microorganismos.

PREGUNTAS DE REPASO 1. Nombra las funciones del sistema linfático. 2. Compara la anatomía de una vena a la de un vaso linfático. * 3. Discute cuáles son los factores que mantienen el flujo de la linfa en una sola dirección sin la ayuda de un órgano de bombeo. 4. Nombra los principales troncos linfáticos del cuerpo y la parte que drena cada uno. 5. A partir de los capilares linfáticos, describe el flujo de la linfa hasta terminar en los dos conductos principales de colección; nombra también vasos del sistema. 6. Nombra los cinco tipos de anticuerpos que se forman a las gamma globulinas de las proteínas plasmáticas. 7. Da ejemplos de inmunidad activa y pasiva.

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COMPLETA LOS ESPACIOS EN BLANCO Completa los espacios en blanco con el término más apropiado. 1. En los nódulos linfáticos, los vasos ____________________ penetran la cápsula, mientras que los ____________________ pasan a otros nódulos y se unen para formar los troncos linfáticos. 2. Las amígdalas ____________________ son las que comúnmente se extirpan por medio de una amigdalectomía. 3. El ____________________ es la masa de tejido linfático más grande en el cuerpo. 4. El ____________________ confiere competencia inmunológica de células T. A medida que envejecemos, se desintegra, e incluso puede desaparecer en adultos. 5. Si el líquido intersticial se acumula entre las células del tejido, se desarrollará ____________________ o inflamación.

RELACIONA LAS COLUMNAS Coloca el número más apropiado en el espacio proporcionado. _____ Células B 1. Inmunoglobulinas _____ Células T 2. Vacuna _____ Adenoides 3. Macrófago _____ Anticuerpos 4. Gamma globulinas _____ Almacenamiento 5. Lisis de de sangre microorganismos _____ Inmunidad activa 6. Inmunidad humoral _____ Inmunidad pasiva 7. Linfocinas _____ Presentación 8. Amígdalas faríngeas de antígenos 9. Amígdalas linguales _____ Células T 10. Bazo ayudadoras 11. Inmunidad celular _____ Complemento 12. Amígdalas palatinas

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Investiga y explora ● Escribe acerca de un familiar o

alguien que conozcas que tenga una de las enfermedades, desórdenes, o alguna de las condiciones comunes presentadas en este capítulo, y habla sobre ello. ● Visita el Instituto Nacional del Cáncer

en internet: http://www.cancer.gov y elige un tipo de cáncer mencionado en este capítulo de la lista de cáncer de la A a la Z. Da una presentación oral sobre sus resultados.

Preguntas de pensamiento crítico

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CAPÍTULO 15 El sistema linfático

ESTUDIO DE CASO Quinn, un hombre de 20 años de edad, visita una clínica de consultas externas. Se siente débil y apático, y le dice al médico que se siente como si tuviera un caso grave de gripe. Afirma que tiene sudores nocturnos que mojan la cama, y que ha perdido alrededor de 10 libras desde que se enfermó. Parece ansioso y admite que ha tenido relaciones sexuales sin protección con dos parejas masculinas en los últimos meses. El médico lo examina y documenta que tiene fiebre e inflamación de los nódulos linfáticos en el cuello.

Preguntas 1. Con base en esta información, ¿cuál es la enfermedad que podría tener Quinn? 2. ¿Cómo se transmite esta enfermedad de una persona a otra? 3. ¿Por qué es necesario que el médico vigile continuamente el conteo de sus células T? 4. ¿Qué complicaciones pueden desarrollar eventualmente los individuos con esta enfermedad? 5. ¿Cuál es el pronóstico para los individuos con esta condición?

Conexión con StudyWARE ™ Contesta un cuestionario o practica un juego interactivo en tu CD-ROM de StudyWARE ™.

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CAPÍTULO 15 El sistema linfático

E JERCICIO DE LA B OR ATORIO:

EL SISTEMA LINFÁTICO

Materiales necesarios: Una preparación de nódulo linfático, un modelo anatómico de la cabeza o garganta donde se muestre la ubicación de las amígdalas, un feto de cerdo para disección, una charola de disección y un kit de disección. 1. Examina la laminilla del nódulo linfático. La glándula está rodeada por una vaina de tejido llamada cápsula. La parte externa del nódulo se llama corteza, mientras que la parte interna se llama médula. Dentro de la médula, observa las agrupaciones de color oscuro, donde se encuentran los centros germinales que producen los linfocitos. Recuerda que los vasos aferentes traen la linfa hacia el nódulo, y los vasos linfáticos eferentes llevan la linfa fuera de éste. Compare la imagen a la Figura 15-5 en el texto.

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2. El maestro te proveerá un modelo anatómico. Localiza los tres tipos de amígdalas. Las palatinas se encuentran hacia los lados de la cavidad oral. Las linguales están en la parte posterior de la lengua y las amígdalas faríngeas o adenoides se encuentran en la nasofaringe. 3. Realizarás la disección de un feto de cerdo en el Capítulo 16. A continuación, debes encontrar e identificar el bazo, situado cerca del estómago en la cavidad abdominal. Recuerda que previamente habíamos localizado la glándula del timo, cuando diseccionamos la región de la garganta en la sección de laboratorio sobre el sistema endocrino. Revisa su localización al realizar la disección del sistema digestivo.

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Nutrición y sistema digestivo OBJETIVOS DEL CAPÍTULO Después de estudiar este capítulo, deberás ser capaz de: 1. Enlistar y describir las cinco actividades básicas del proceso digestivo. 2. Enlistar cuáles son las cuatro capas o túnicas de las paredes del tracto digestivo. 3. Nombrar los órganos principales y accesorios del aparato digestivo, y las partes anatómicas que los componen. 4. Explicar cuáles son las enzimas digestivas importantes y cómo funcionan. 5. Explicar cuáles son las funciones del hígado. 6. Explicar cómo se realiza la absorción de nutrientes en el intestino delgado y cómo se forman las heces en el intestino grueso. 7. Nombrar y describir las funciones de los órganos del tracto digestivo.

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C O N C E P T O S C L AV E Absorción Acinos Adventicia Amilasa Ámpula de Vater/ámpula hepatopancreática Ángulo esplénico Ángulo hepático Ano Apéndice vermiforme Bicúspides Bolo alimenticio Canal anal Canales de la raíz Caninos Cardias Cavidad de la pulpa Células de Kupffer Células de la mucosa Células parietales Células principales o Cimógenas Cemento Ciego Cimógenas Colon ascendente Colon descendente Colon sigmoideo Colon transverso Colon Columnas anales Conducto de Wirsung/conducto pancreático

Conducto biliar Conductos radiculares Corona Cuello del diente Cúspide Defecación Deglución Dentina Diafragma Dientes caninos Dientes Digestión Duodeno Encías Entamoeba histolytica Escherichia coli Esfínter esofágico inferior/gastroesofágico Esfínter pilórico Esmalte Esófago Faringe Foramen apical Frenillo lingual Fundus Glándulas bucales Glándula parótida Glándula sublingual Glándula submandibular/submaxilar Glándulas de Brunner/ glándulas duodenales Glándulas intestinales/criptas de Lieberkühn Glucagón Glucógeno

Haustras Heces Helicobacter pylori Heparina Hiato esofágico Hígado Íleon Incisivos Ingestión Insulina Intestino delgado Intestino grueso Intestino Islotes de Langerhans/ Islotes pancreáticos Jugo pancreático Labios Lámina propia Lengua Ligamento falciforme Ligamento periodontal Masticación Mediastino Mesenterio Mesocolon Microvellosidades Molares Mucosa musculares Nasofaringe Orofaringe Paladar duro Paladar suave/velo palatino Páncreas Paperas (continúa) Papilas circunvaladas

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

Papilas filiformes Papilas fungiformes Papilas Pepsina Pepsinógeno Peristaltismo Peritoneo visceral Píloro/antro Pliegues gástricos Pliegues

Premolares Protrombina Quimo Raíz Recto Submucosa Tracto gastrointestinal Tricúspides Trombina Tubo digestivo

INTRODUCCIÓN La función del sistema digestivo es descomponer los alimentos (hidratos de carbono complejos, proteínas y grasas) a través de hidrólisis, en sustancias más simples y moléculas que pueden ser utilizadas por las células del cuerpo (Tabla 16-1). Este proceso se llama digestión. La digestión permite a las células del cuerpo convertir la energía alimenticia en adenosín trifosfato (ATP), una molécula de alta energía necesaria para el funcionamiento de la maquinaria celular. Los principales órganos y estructuras accesorias que realizan la función de digestión se denominan colectivamente sistema digestivo. Éste prepara la comida ingerida para que las células del cuerpo puedan utilizarla a través de cinco actividades básicas: 1. La ingestión, o la toma de alimentos 2. El peristaltismo, o el movimiento físico que sirve para pasar los alimentos a lo largo del tracto digestivo 3. La digestión, o la descomposición de los alimentos mediante procesos mecánicos y químicos 4. La absorción, o el paso de los alimentos digeridos a través del tracto digestivo hacia los sistemas cardiovascular y linfático para su posterior distribución a las células del cuerpo.

Tabla 16-1

Túnica mucosa Túnica muscular Túnica serosa Túnica submucosa Úvula Válvula ileocecal Vellosidades Vesícula biliar Yeyuno

5. La defecación, o la eliminación de sustancias que no son digeribles y que no pueden ser absorbidas en el cuerpo. Ver Mapas Conceptuales 16-1 y 16-2: El sistema digestivo.

ORGANIZACIÓN GENERAL Los órganos del sistema digestivo forman parte de dos grupos principales. El primero constituye al tracto gastrointestinal o tubo digestivo, un tubo largo y continuo que viaja a través de la cavidad ventral del cuerpo y se extiende desde la boca hasta el ano (Figura 16-1). La longitud de este tubo es de aproximadamente 30 pies o 9 metros. Los órganos que forman parte del tracto gastrointestinal son la boca o cavidad oral, orofaringe, esófago, estómago y los intestinos delgado y grueso. Las contracciones musculares en el tubo digieren los alimentos de manera mecánica mediante la agitación de los mismos, mientras que las enzimas liberadas por las células en la pared del tubo degradan a los alimentos químicamente. El segundo grupo de órganos del sistema digestivo se compone de estructuras accesorias que incluyen los dientes, la lengua, las glándulas salivales, el hígado, la vesícula biliar y el páncreas.

Digestión: Un ejemplo de la hidrólisis

La digestión constituye un ejemplo de una reacción química hidrolítica, en la que se utiliza el agua y enzimas para la degradación de los alimentos ingeridos en compuestos más simples y en moléculas pequeñas. Tipo de alimentos ⴙ Enzimas ⴙ Agua −−−−→

Compuestos simples

1. Carbohidratos complejos ⫹ Amilasa ⫹ Agua →

Azúcares simples (a partir de hidratos de carbono complejos, como almidón y glucógeno)

2. Proteínas ⫹ Proteasas ⫹ Agua →

Aminoácidos

3. Grasas ⫹ lipasas ⫹ Agua →

Ácidos grasos y glicerol

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

HISTOLOGÍA

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desde el interior hasta el exterior: la túnica mucosa, la túnica submucosa, la túnica muscular, y la adventicia o túnica serosa.

Desde el esófago hasta el canal anal, las paredes del tubo digestivo se componen de diferentes capas de tejido, que también se denominan túnicas (Figura 16-2). Hay cuatro túnicas del tubo digestivo que se nombran en orden

1. La túnica mucosa es la capa más interna del tracto y se compone de una membrana mucosa

Sistema digestivo

realiza

tiene una

Estructura específica

desarrolla

Funciones específicas

que incluye

Órganos accesorios

ductos que conducen al

que incluye

Hígado, vesícula biliar

Páncreas

que incluye

Glándulas salivales

Cavidad oral, faringe, esófago

Estómago

conducen al secretan

secreta

Véase Mapa Conceptual 16-2.

Tracto digestivo

secretan

Intestino delgado

conducen al

Intestino grueso

conducen al

secreta tiene Ácido

Bilis

Numerosas enzimas

Solución de bicarbonato de sodio

Numerosas secreciones

Amilasa

Pepsinógeno embebidas en

Mucosa del intestino delgado

MAPA CONCEPTUAL 16-1. El sistema digestivo.

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

Sistema digestivo

tiene una

Estructura específica

permite

Funciones específicas

realiza

incluyen

Ver Mapa Conceptual 16-1.

Eliminación de residuos alimenticios no digeridos

permite

Regulación homeostática de calcio, hierro y fosfatos

Absorción de nutrientes digeridos

Digestión de comida

una tasa controlada permite ayudada por

Movimientos del tracto digestivo

Secreciones exocrinas digestivas

controlados por

Plexos nerviosos

Hormonas

contenidos secretadas por dentro del

Tracto digestivo

MAPA CONCEPTUAL 16-2. El sistema digestivo.

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

ALERTA SANITARIA

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LOS NUTRIENTES ESENCIALES

Existen seis clases de nutrientes: carbohidratos, lípidos (grasas), proteínas, vitaminas, minerales y agua. En combinación, estos nutrientes contienen los elementos esenciales que son carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre (CHNOPS), los cuales debemos obtener de los alimentos porque el cuerpo no puede producirlos en cantidades suficientes para satisfacer sus necesidades fisiológicas. Es esencial elegir una buena dieta para mantener un cuerpo sano. Algunos de los lineamientos para elegir una dieta sana han sido establecidos por el Departamento de Agricultura y el Departamento de Salud y Servicios Humanos de Estados Unidos: • Comer una variedad de alimentos. • Balancear los alimentos que se consumen con actividad física, para mantener o mejorar tu peso. •

Escoger una dieta rica en frutas y verduras frescas así como productos de granos enteros. • Escoger una dieta baja en grasas, en grasas saturadas y en colesterol. • Escoger una dieta moderada en sal, sodio y azúcares. • Si ingieres bebidas alcohólicas, hazlo con moderación. Para ayudarte a elegir una dieta saludable, debes leer las etiquetas de los alimentos, las cuales ayudan a los consumidores a seleccionar alimentos con menos cantidad de grasa, de grasas saturadas, de colesterol y de sodio; así como alimentos con más fibra y carbohidratos complejos. Las etiquetas de nutrición incluyen información sobre el tamaño de la porción, el número de porciones por envase, las kilocalorías (kcal) contenidas, las cantidades de nutrientes por porción en valores reales, los equivalentes a porcentajes de valor diario basados en una dieta de 2000 kcal, los valores diarios de nutrientes seleccionados para una dieta de entre 2000 y 2500 kcal, las kilocalorías contenidas por gramo, y los ingredientes en orden decreciente de predominancia por peso. Los paquetes con menos de 12 pulgadas cuadradas de superficie no tienen que llevar toda la información de nutrientes, sino que contienen un número de teléfono o dirección de contacto para que puedas obtener la información. Todos los grupos de alimentos proporcionan nutrientes valiosos. La página de MyPyramid, desarrollada por el Departamento de Agricultura, ofrece planes de alimentación personalizados y herramientas para ayudarte a elegir alimentos que son perfectos para ti. Visita www. mypyramid.gov para aprender más acerca de las diferentes pirámides alimenticias basadas en diferentes estilos de vida y necesidades nutricionales, y aprovechar las herramientas que ofrece el sitio web.

unida a una fina capa de músculo visceral. Tres capas forman la túnica mucosa. La primera es una capa epitelial que está en contacto directo con los contenidos del tracto, la segunda es una capa subyacente de tejido conectivo laxo llamada lámina propia, y la tercera es la mucosa muscularis. La función de la capa epitelial es de protección, secreción de enzimas y moco, y la absorción de nutrientes. La lámina propia soporta al epitelio uniéndolo a la mucosa muscularis y le proporciona linfa y el suministro de sangre. La túnica mucosa del intestino delgado tiene una capa especial llamada mucosa muscularis, hecha de fibras musculares que generan pliegues que aumentan

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enormemente el área de absorción y de digestión del intestino delgado. 2. La túnica submucosa se compone de tejido conectivo laxo, que une a la túnica mucosa con la siguiente capa, la túnica muscular. 3. La túnica muscular en la boca, la faringe, y la primera parte del esófago se compone de músculo esquelético que permite que ocurra el acto voluntario de la deglución. El resto del tracto se compone de músculo liso que forma una capa circular interna y una capa externa de fibras longitudinales. Las contracciones involuntarias de estas fibras musculares lisas ayudan a digerir los alimentos mecánicamente, mezclándolos

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

Algunas veces, la rutina diaria y la falta de tiempo hacen que las personas no lleven una dieta balanceada y se olviden de consumir alimentos que les proporcionen las cantidades necesarias de nutrientes para un buen funcionamiento del organismo. El plato del bien comer, es una guía de alimentación que facilita la orientación alimentaria y puede así fomentar buenos hábitos de alimentación en la población para todos los grupos de edad.

¿En que nos beneficia?

Clasifica a los alimentos en tres grupos

No olvidemos que nuestra alimentación debe ser:

Esta herramienta tiene como fin brindar orientación y ofrecer opciones prácticas para integrar una dieta correcta, adecuada a cada cultura, a las costumbres, las necesidades y posibilidades de cada individuo, para aprender a balancear sus alimentos de una manera práctica y sencilla.

Verduras y frutas: aportan vitaminas, minerales y fibra, así como color y textura a la dieta. Como ejemplo de este grupo tenemos la naranja, el plátano, la papaya, el brócoli, las zanahorias y la calabaza, entre otros. Recuerda que es importante incluir en la dieta diaria cinco porciones de verduras o frutas al día, de preferencia crudas y de la estación.

Completa: Esto quiere decir que contenga todos los grupos de alimentos y por lo tanto todos los nutrimentos. Esto se logra al incluir al menos un alimento de cada grupo en cada comida.

Cereales: son la principal fuente de la energía que el organismo utiliza para realizar sus actividades diarias por lo que su consumo es fundamental para el buen funcionamiento orgánico. Este grupo incluye el maíz, arroz, trigo y avena. Es preferible consumir los cereales integrales por su aporte en fibra.

Suficiente: Se tienen que cubrir las necesidades nutricionales de cada persona de acuerdo a edad, sexo, estatura, actividad física o estado fisiológico.

●

●

●

Es una muestra gráfica de las porciones que deben existir en cada comida. Nos proporciona una fácil identificación de los grupos de alimentos para la creación de menús saludables. Ninguno de los grupos de alimento se privilegia sobre otro.

Leguminosas y los alimentos de origen animal: es el grupo que aporta proteínas. Entre las leguminosas encontrarás: frijoles, lentejas y habas. Su consumo es recomendable de una a dos veces por semana. Los alimentos de origen animal aportan también grasa saturada (colesterol), por lo que su consumo deberá limitarse a una cuarta parte de tu plato. Una dieta adecuada y actividad física, son los pilares fundamentales que nos permiten mantener una buena salud.

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Equilibrada: Los nutrimentos guardarán las proporciones entre sí, al integrar los menús de las comidas.

Variada: Que incluya diferentes alimentos de los tres grupos en cada tiempo de comida. Higiénica: Que se preparen, sirvan y consuman con limpieza. Adecuada: Para los diferentes gustos, costumbres y disponibilidad de los mismos.

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

Cavidad oral

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Glándulas salivales

Faringe

Esófago

Hígado Estómago Vesícula biliar

Páncreas Intestino grueso Intestino delgado

Recto

© Delmar/Cengage Learning

Apéndice

FIGURA 16-1. El tracto gastrointestinal o tubo digestivo y sus órganos accesorios

con secreciones digestivas que descomponen los alimentos químicamente, además de que impulsan la comida a través del canal. La túnica muscular también contiene una de las innervaciones más importante del tubo digestivo, el plexo de Auerbach. 4. La túnica serosa es la capa más externa del tracto digestivo. Se trata de una membrana serosa formada por tejido conectivo y epitelial. También es conocida como el peritoneo visceral. Esta capa cubre a los órganos y tiene grandes pliegues que se entrelazan entre sí y entre los órganos, que unen a los órganos entre ellos y a las paredes de la cavidad abdominal. Esta capa también contiene vasos sanguíneos, vasos linfáticos e inervaciones que van hacia los órganos. Una extensión del peritoneo visceral forma el mesenterio.

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LA CAVIDAD BUCAL U ORAL La boca o cavidad oral también puede ser llamada cavidad bucal. Sus lados están formados por las mejillas, mientras que el techo está formado por los paladares duro y blando, y su piso está formado por la lengua. Los labios son pliegues carnosos que rodean la apertura o el orificio de la boca. El exterior de la cavidad oral está recubierto por piel y por una membrana mucosa en el interior. Durante la trituración de los alimentos, los labios y las mejillas ayudan a mantener los alimentos entre los dientes superiores e inferiores además de participar en el habla. El paladar duro (óseo) forma la parte anterior del techo de la boca. El paladar suave o velo palatino (muscular) constituye la parte posterior del techo de la boca. Colgando del borde posterior se encuentra una estructura muscular en forma de cono llamada úvula o campanilla,

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

Pared corporal

Membrana peritoneal Túnica muscular (3)

Túnica serosa (4)

Túnica mucosa (1)

Túnica submucosa (2)

Lumen

Conducto de glándula exocrina Plexo mesentérico [de Auerbach]

© Delmar/Cengage Learning

Mesenterio

FIGURA 16-2. Las túnicas o cubiertas del tracto digestivo.

que funciona para el proceso de deglución y evita que los alimentos pasen hacia la zona nasal. La lengua y los músculos asociados a ésta forman el piso de la cavidad oral (Figura 16-3). La lengua se compone de músculo esquelético cubierto por una membrana mucosa, y se divide en dos mitades simétricas mediante un septo, llamado frenillo lingual. La lengua se une y apoya en el hueso hioides. Está formada por dos tipos de músculo esquelético: el intrínseco y el extrínseco. Los músculos extrínsecos se originan fuera de la lengua y se insertan en ella, permitiendo el movimiento de la lengua de lado a lado y de dentro hacia afuera para manipular alimentos. Los músculos intrínsecos se originan desde dentro de la lengua, y alteran el tamaño y la forma de la misma influyendo en el proceso del habla y de la deglución. La superficie superior y los lados de la lengua están cubiertos de papilas, que son proyecciones de la lámina propia cubiertas de epitelio (Figura 16-4). Las papilas producen que la superficie de la lengua sea rugosa. Los primeros dos tercios anteriores de la lengua contienen papilas gustativas, siendo

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más numerosas hacia la punta de la lengua y en la superficie posterior de la misma. Las papilas filiformes localizadas en la parte delantera de la lengua, son duras y son importantes para lamer. Las papilas fungiformes y las papilas circunvaladas, que se encuentran en la parte posterior de la lengua, contienen las papilas gustativas. Hay cinco sabores que pueden ser detectados por las papilas gustativas: dulce, ácido, salado, umami, y amargo. El sabor umami fue identificado por investigadores japoneses y corresponde al del GMS (glutamato

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

Papila circunvalada

Labio superior

Encía

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Papila gustativa (1)

Frenillo labial Paladar duro

Papila filiforme Amígdala palatina

(2) Papila gustativa

Úvula

Papila fungiforme

Frenillo lingual

(3)

Lengua

© Delmar/Cengage Learning

Paladar suave

FIGURA 16-4. Los tres tipos de papilas encontradas en la Encía

Labio inferior

Frenillo labial

FIGURA 16-3. Anatomía de la lengua y de la cavidad oral.

monosódico), un sabor particularmente popular en los alimentos asiáticos.

LAS GLÁNDULAS SALIVALES La mayor parte de la saliva es secretada por las glándulas salivales, que son de mayor tamaño (Figura 16-5). El revestimiento de la membrana mucosa de la boca contiene numerosas glándulas pequeñas, llamadas glándulas bucales, que secretan pequeñas cantidades de saliva. Éstas se encuentran fuera de la cavidad oral y vierten las secreciones hacia los conductos que desembocan en la boca. Los tres pares de glándulas salivales son las glándulas parótida, las glándulas submandibulares o submaxilares, y las glándulas sublinguales. La saliva es 99.5% agua y proporciona un medio para disolver los alimentos. El 0.5% restante se compone de los siguientes solutos: ● Cloruros, que activan a la enzima salival amilasa. ● La amilasa inicia la descomposición de los hidratos de

carbono complejos, como el almidón y el glucógeno en azúcares simples.

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© Delmar/Cengage Learning

lengua.

● Bicarbonatos y fosfatos, que son sustancias químicas

que actúan como amortiguadores y mantienen el pH de la saliva ligeramente ácida (entre 6.35 y 6.85). ● Urea y ácido úrico, que son productos de desecho. ● Mucinas, que forman moco para lubricar los alimentos. ● La enzima lisozima, que destruye a las bacterias, protegiendo así a la membrana mucosa de infecciones y a los dientes de la caries.

DIENTES Los dientes se encuentran en las cuencas de los procesos alveolares de los huesos mandibular y maxilar, y se encargan de descomponer a los alimentos en un proceso conocido como masticación. Hay 20 dientes temporales o de leche, que se forman en los niños entre las edades de seis meses a dos años. A la edad de 13 años, se desarrollarán 32 dientes permanentes para reemplazar a los temporales (Figura 16-6). Los ocho dientes anteriores se llaman incisivos, y se utilizan para cortar los alimentos. Los cuatro dientes caninos se utilizan para desgarrar los alimentos, pues tienen una cúspide que les permite desgarrarlos. Hay dos tipos de dientes molares, encargados de triturar los alimentos. Los ocho premolares tienen dos proyecciones o cúspides, por lo que se conocen como bicúspides. Algunos de los 12 molares tienen tres cúspides y se llaman tricúspides, aunque en realidad muchos tienen cuatro cúspides mientras que el primer molar superior tiene cinco cúspides. Los procesos alveolares de los huesos maxilar y mandibular están cubiertos por las encías, que se extienden un poco hacia cada hendidura dental. Las hendiduras son alineadas por el ligamento periodontal, que anclan a

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

Glándula parótida

Músculo bucinador

Músculo masetero

Glándula sublingual

Glándula maxilar o submandibular

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Ducto parótido

FIGURA 16-5. Las glándulas salivales.

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

PAPERAS

Las paperas son causadas por un virus que infecta las glándulas salivales y, en particular, las glándulas salivales parótidas. Esta enfermedad afecta a niños de entre 5 y 9 años de edad. La exposición inicial estimula la producción de anticuerpos, lo que resulta en inmunidad permanente. En varones mayores, el virus puede infectar a los testículos, causando esterilidad. Si el virus infecta el páncreas, se puede desarrollar diabetes. Hoy en día, existe una vacuna eficaz contra las paperas (que forma parte del programa de vacunación infantil). Por lo tanto, la incidencia de las paperas en Estados Unidos se ha reducido considerablemente.

los dientes en posición y actúan para amortiguar la fuerza creada durante la trituración. Los dientes se componen de tres partes principales: ● La corona es la parte del diente que se encuentra por

encima del nivel de las encías y está recubierta de esmalte, que es la sustancia más dura producida por el cuerpo para proteger a los dientes contra el desgaste y los ácidos. ● El cuello es la unión estrecha entre la corona y la raíz. ● La raíz puede constar de una, dos o tres proyecciones incrustadas en la hendidura dental. Los dientes más grandes, como los molares, tienen más de una raíz.

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Los dientes están hechos de dentina, una sustancia tipo ósea que encierra a la cavidad de la pulpa de la corona. La superficie expuesta de la corona está cubierta de esmalte. La pulpa tiene extensiones estrechas que se proyectan hasta la raíz, y se llaman conductos radiculares o canales de la raíz. En la base de cada conducto radicular hay una abertura que se denomina foramen apical, a través del cual penetran al diente los vasos sanguíneos y los nervios, y forman parte de la pulpa. La dentina de la raíz está cubierta con otra sustancia llamada cemento, el cual une la raíz al ligamento periodontal.

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

a

a b

c

d

b

c

d

e

f

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g

h

e Dientes superiores Incisivos

Dientes superiores a b Incisivos a

b

Caninos c

e

Caninos

c d e

Premolares

d f

Molares

g

Molares

h

i

f g

j

Molares

h j

Molares

k

i

Caninos

l

Incisivos p o

Dientes inferiores

n

m

Premolares Caninos Incisivos

(A)

Dientes inferiores j

i h

g

f (B) p

o n

m

l

k

j

i

Esmalte Corona

Dentina Cavidad de la pulpa (contiene pulpa) Encía

Cuello o cérvix

Ligamento periodontal Canal de la raíz

Raíz

Cemento Foramen apical Suministro sanguíneo Nervio (C)

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Hueso de la mandíbula

FIGURA 16-6. (A) Dientes temporales. (B) Dientes permanentes. (C) Anatomía de un diente.

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

LA FARINGE La faringe forma parte tanto del sistema digestivo como del respiratorio. Su función en el sistema digestivo es comenzar el proceso de la deglución. La deglución mueve los alimentos desde la boca hasta el estómago y comienza cuando la lengua, junto con los dientes y la saliva, forman una masa blanda de alimento llamada bolo alimenticio. La comida es forzada a la parte posterior de la cavidad bucal hacia la orofaringe. Ésta es la fase voluntaria de la deglución. A continuación, comienza la fase involuntaria (Figura 16-7). En primera instancia,

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

las vías respiratorias se cierran y la respiración se interrumpe temporalmente. El bolo alimenticio estimula a los receptores de la orofaringe, que envía impulsos nerviosos hacia el cerebro. Esto genera que el paladar blando y la úvula se muevan hacia arriba cerrando la nasofaringe. Ahora, la laringe es jalada hacia adelante y hacia atrás por debajo de la lengua, donde se encuentra con la epiglotis y sella la glotis (la abertura común en la tráquea). El bolo alimenticio pasa a través de la laringofaringe y entra al esófago en aproximadamente un segundo. Entonces, ocurre la reapertura de las vías respiratorias y la respiración se reanuda.

CARIES DENTALES

Las caries dentales se forman en la superficie de los dientes en las zonas donde las bacterias y los restos de comida se acumulan y permanecen en reposo durante perIodos prolongados. Estas zonas suelen ser las depresiones y surcos de los molares o la zona de entre los dientes y de la línea de las encías. Una caries se produce por la acción de las bacterias sobre los residuos de comida como hidratos de carbono, que producen ácidos que pueden disolver el esmalte. Para prevenir las caries, se deben cepillar los dientes inmediatamente después de comer, cuando sea posible, para evitar la formación de ácido. Además, es importante usar hilo dental todos los días para eliminar los restos de comida de entre los dientes a lo largo de la línea de las encías.

El paladar suave es presionado contra la parte trasera de la faringe

Bolo alimenticio

Aire (A) Lengua

Paladar suave Faringe

Laringe

Tráquea

La epiglotis apunta hacia abajo cerrando la tráquea

Esófago

Epiglotis elevada

(B)

La contracción de los músculos esofágicos impulsa la comida hacia el estómago

(C)

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El paladar suave está relajado

Epiglotis

FIGURA 16-7. La secuencia de deglución llevada a cabo en el esófago.

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

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HERNIA HIATAL

Una hernia hiatal se produce por un ensanchamiento del hiato esofágico (la abertura por donde penetra el esófago a través del músculo del diafragma para conectarse con el estómago). Esto causa que una porción del estómago protruya hacia arriba, a través del diafragma. Esta condición ocurre con más frecuencia en adultos, y aproximadamente un 40% de la población se ve afectada. El principal síntoma de esta condición es el reflujo gastroesofágico o reflujo ácido, que se caracteriza por el reflujo del contenido ácido del estómago hacia el esófago. Esta condición también se conoce como acidez estomacal y suele ser bastante incómoda. La hernia hiatal también puede comprimir los vasos sanguíneos de la mucosa del revestimiento del estómago, lo que resulta en úlceras o gastritis, que pueden ser muy dolorosas.

EL ESÓFAGO El esófago es un tubo muscular colapsable que se encuentra detrás de la tráquea. Mide alrededor de 10 pulgadas (23-25 cm) de largo y comienza al final de la laringofaringe. El esófago pasa a través del mediastino (que es el espacio que hay entre los pulmones), atraviesa el diafragma a través de una abertura llamada hiato eso-

Músculos en contracción (ondas peristálticas)

fágico, y termina en la parte superior del estómago. La función del esófago es secretar moco y transportar los alimentos hacia el estómago. En el esófago, no se produce ninguna de las enzimas digestivas y tampoco se absorben los alimentos. La comida es empujada a través del esófago por contracciones del músculo liso, lo cual se denomina peristaltismo, y consta de movimientos repetidos en forma de ondas que empujan el alimento

Bolo

Onda peristáltica llega al final del esófago

(A) El bolo es arrastrado por el esófago gracias a contracciones peristálticas; el esfínter esofágico inferior se encuentra cerrado

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Estómago

(B) El esfínter esofágico inferior está abierto; el bolo se mueve hacia el estómago

FIGURA 16-8. Deglución. (A) El bolo alimenticio es empujado por el esófago gracias a las ondas peristálticas: el esfínter inferior se encuentra cerrado. (B) El esfínter inferior esofágico se encuentra abierto y el bolo alimenticio entra al estómago.

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

hacia el estómago (Figura 16-8). El movimiento de los alimentos sólidos o semisólidos desde la boca hasta el estómago tarda de 4 a 8 segundos, mientras que los líquidos pasan aproximadamente en 1 segundo. Justo por encima del músculo del diafragma, el esófago se reduce en diámetro y forma el esfínter esofágico inferior o esfínter gastroesofágico. Este esfínter conecta el esófago con el estómago y controla el paso de los alimentos hacia el estómago.

EL ESTÓMAGO El estómago es una ampliación del tracto gastrointestinal. Se encuentra en la parte superior de la cavidad abdominal, justo por debajo del músculo del diafragma y tiene la forma de la letra J. Cuando está vacío, es aproximadamente del tamaño de una salchicha grande. Sin embargo, se puede estirar para dar cabida a grandes cantidades de comida. El estómago se divide en cuatro partes (Figura 16-9A): (1) el cardias, que rodea el esfínter gastroesofágico, (2) el fundus, que es la porción redondeada localizada por encima y a la izquierda del cardias, (3) por debajo del fundus, se encuentra una gran porción central del estómago conocida como el cuerpo, y (4) el píloro o antro, que es la estrecha región inferior que conecta al estómago con el duodeno del intestino delgado a través del esfínter pilórico. Cuando no hay comida en el estómago, la mucosa se encuentra formando grandes pliegues llamados pliegues gástricos o rugae, que son visibles a simple vista. Conforme el estómago se llena, los pliegues se suavizan y desaparecen, como un acordeón cuando se expande con el aire. La mucosa del estómago contiene muchas fóveas o glándulas gástricas, que poseen tres tipos de células secretoras: (1) las células cimógenas o principales secretan la enzima gástrica pepsinógeno, (2) las células parietales, que secretan ácido clorhídrico, el cual activa el pepsinógeno para su conversión en pepsina, una enzima que comienza la degradación de las proteínas, y (3) las células de la mucosa, que secretan moco que protege el estómago de ser autodigerido. Las secreciones de las glándulas gástricas colectivamente se conocen como jugo gástrico (Figura 16-9B). La capa muscular del estómago tiene no dos sino hasta tres capas de músculo liso. Estas capas son la interna oblicua, la media circular y una externa longitudinal. Las tres capas permiten que el estómago se contraiga de diferentes maneras para digerir los alimentos en trozos pequeños, mezclándolos con los jugos gástricos. Cuando el estómago está vacío y se produce esta actividad, experimentamos el gruñido del estómago. La actividad química principal del estómago es comenzar la digestión de las proteínas mediante la secreción de la enzima pepsina. Los componentes proteicos de las células del estómago están protegi-

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dos de ser digeridos por el moco que es secretado por las células de la mucosa. El estómago descarga todo su contenido en el duodeno del intestino delgado en aproximadamente 2 a 6 horas después de la ingestión. Los alimentos ricos en carbohidratos pasan de manera rápida por el estómago, pues la digestión de los mismos comienza en la boca a través de la secreción de la enzima amilasa en la saliva. Los alimentos ricos en proteínas pasan de manera lenta por el estómago, dado que su digestión comienza allí mismo. Los alimentos que contienen grandes cantidades de grasas son los que más tardan en pasar hacia el duodeno. El estómago participa en la absorción de agua y sales; ciertas sustancias, tales como la aspirina y el alcohol, también pueden ser absorbidas en el estómago. El siguiente paso es la digestión química llevada a cabo en el intestino delgado. Este proceso depende de las secreciones de las glándulas intestinales y de las secreciones de las dos glándulas accesorias grandes del sistema, que son el páncreas, el hígado y su vesícula biliar.

EL PÁNCREAS El páncreas es una glándula blanda oblonga que mide cerca de 6 pulgadas de largo y 1 pulgada de grosor (Figura 16-10). Se encuentra debajo de la gran curvatura del estómago y se conecta al duodeno del intestino delgado por un conducto. El páncreas se divide en una cabeza (la parte más cercana al duodeno), el cuerpo (la parte principal), y la cola. Internamente, el páncreas está formado por grupos de células epiteliales glandulares. Los islotes de Langerhans, o los islotes pancreáticos, forman parte de estos grupos de células y componen la porción endocrina de la glándula, por lo que son parte del sistema endocrino. Algunos islotes están formados por células alfa, que secretan la hormona glucagón, y por células beta, que segregan la hormona insulina. (Capítulo 12). Otras masas de células se llaman acinos la porción exocrina del órgano. Los acinos secretan una mezcla de enzimas digestivas (lipasas, carbohidrasas y proteasas), que en conjunto se llama jugo pancreático; éste deja el páncreas a través de un tubo principal llamado conducto pancreático o conducto de Wirsung. Las células de los conductos secretan bicarbonato de sodio. En la mayoría de las personas, el conducto pancreático se une con el conducto biliar del hígado y entran hacia el duodeno en un conducto común, llamado originalmente ámpula de Vater, que ahora se conoce como ámpula hepatopancreática. Las funciones del páncreas, por lo tanto, son dos. Por un lado, las enzimas que secretan los acinos permiten continuar con la digestión de los alimentos en el intestino delgado, mientras que por otro, las células alfa y beta secretan las hormonas insulina y glucagón, que regulan y controlan los niveles de azúcar en la sangre.

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

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Fundus

Esófago

Esfínter esofágico inferior

Capa serosa

Cardias

no r

Antro (píloro)

e Cur vatura m

Túnica muscular: longitunidal externa circular media interna oblicua Duodeno del intestino delgado

Esfínter pilórico

(A)

Células de la superficie mucosa

Cur

Cuerpo

vatur a principal

Rugae

Fóvea gástrica

Lámina propria Glándulas gástricas o fúndicas

Células mucosas del cuello (3) Células parietales (2) Células cimógenas (4)

Mucosa muscular Vasos sanguíneos Músculo oblicuo

Capa mucosa

Capa submucosa

Capa muscular

Músculo longitudinal

Capa serosa

Tejido conectivo Peritoneo visceral (B)

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Músculo circular

FIGURA 16-9. (A) La anatomía del estómago. (B) Las tres células secretoras de las glándulas gástricas.

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

ALERTA SANITARIA

LA ABSORCIÓN EN EL ESTÓMAGO

Algunos tipos de aspirina se comercializan con una cubierta, y están hechas para personas con estómagos delicados, con el fin de retrasar la absorción hasta el intestino delgado. El alcohol también es absorbido en el estómago; por lo tanto, no se debe consumir cuando la persona no ha comido. Consumir alimentos cuando se bebe alcohol retrasa la velocidad a la que se absorbe el alcohol.

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

ÚLCERAS

Las úlceras se producen cuando el ácido clorhídrico y las enzimas digestivas erosionan las capas del estómago o del duodeno. Esto es causado por la producción excesiva de ácido (que puede ser causada por el estrés) o la producción inadecuada de moco alcalino que protege el revestimiento epitelial de las vías. Las investigaciones actuales indican que la bacteria Helicobacter pylori está asociada al desarrollo de úlceras pépticas en el estómago en casi 65% de los casos. Generalmente, se administran antibióticos para tratar este tipo de úlceras. En el pasado, el uso de antiácidos era común para inhibir la producción de ácido por las células parietales del estómago.

Duodeno

Estómago

Conducto pancreático principal

Cuerpo del páncreas

Hormonas pancreáticas secretadas en la sangre

Cola del páncreas

Cabeza del páncreas

Las células del conducto secretan una solución de bicarbonato de sodio hacia el ducto

Las células acinares secretan enzimas digestivas hacia el conducto

Porción exocrina del páncreas (células acinares y del ducto)

Las porciones glandulares del páncreas se muestran bastante amplificadas

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Porción endocrina del páncreas (islotes de Langerhans)

FIGURA 16-10. La anatomía del páncreas.

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

EL HÍGADO El hígado es uno de los principales órganos del sistema digestivo (Figura 16-11); pesa aproximadamente cuatro libras y se divide en dos lóbulos principales: el lóbulo derecho y el lóbulo izquierdo, que están separados entre sí por el ligamento falciforme. Los lóbulos del hígado están formados por numerosas unidades funcionales, llamadas lobulillos hepáticos. Las funciones del hígado son tan numerosas e importantes, que no podemos sobrevivir sin él. El hígado tiene seis funciones principales: 1. Fabrica anticoagulantes como la heparina y la mayoría de las otras proteínas plasmáticas, como la protrombina y la trombina, que participan en el mecanismo de coagulación de la sangre. 2. Las células de Kupffer fagocitan ciertas bacterias así como los glóbulos blancos y rojos envejecidos o dañados. 3. Las células hepáticas contienen varias enzimas que degradan sustancias dañinas y las transforman en sustancias menos nocivas. Si el cuerpo no puede degradar y excretar estas sustancias, se almacenan

Conducto quístico

Conducto hepático derecho

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y causan daño. Por ejemplo, cuando se digieren las proteínas en aminoácidos, los aminoácidos van hacia la mitocondria para ser convertidos en ATP. Este proceso produce amoniaco como un producto de desecho, que es tóxico para las células. Las células del hígado son capaces de convertir el amoniaco en urea (un producto inofensivo), que luego es excretada por los riñones y a través de las glándulas sudoríparas. 4. Los nutrientes que se absorben de manera excesiva son colectados en el hígado. El exceso de glucosa y otros monosacáridos pueden ser almacenados en forma de glucógeno (que es el equivalente al almidón en animales), o se convierten en grasas. Cuando es necesario, el hígado puede transformar el glucógeno y las grasas en glucosa. 5. El hígado almacena glucógeno, cobre y hierro, así como vitaminas A, D, E y K. 6. El hígado produce sales biliares que descomponen las grasas. Estas sales biliares son enviadas hacia el duodeno del intestino delgado para la emulsificación (separación) y la absorción de las grasas.

Lóbulo izquierdo del hígado

Ligamento falciforme Conducto hepático izquierdo Conducto hepático común

Cuerpo del páncreas

Cola del páncreas

Conducto pancreático principal

Conducto biliar común

Ámpula de Vater

Esfínter de Oddi

Cabeza del páncreas Duodeno

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Vesícula biliar

FIGURA 16-11. La anatomía del hígado.

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

La vesícula biliar La vesícula biliar es un saco en forma de pera que mide de 3 a 4 pulgadas de largo, y está situado en una depresión de la superficie del hígado. Su revestimiento, como el del estómago, tiene pliegues que le permiten ampliarse y llenarse con la bilis almacenada. La función de la vesícula biliar es almacenar y concentrar la bilis producida por los lóbulos del hígado hasta que sea necesaria en el intestino delgado. La bilis entra en el duodeno a través del conducto biliar común.

EL INTESTINO DELGADO La mayor parte de la absorción y la digestión se produce en el intestino delgado, que mide aproximadamente unos 21 pies de largo y en promedio, una pulgada de diámetro (Figura 16-12). El intestino delgado se divide en tres regiones, la primera es el duodeno, que es la parte más corta y mide cerca de 10 pulgadas de largo. El duodeno se origina en el esfínter pilórico y se une a la segunda parte que es el yeyuno. El yeyuno mide unos 8 pies de largo y se

extiende hasta la tercera parte, el íleon, que mide 12 pies y se une al intestino grueso a través de la válvula ileocecal (o esfínter ileocecal). La mucosa del intestino delgado contiene muchas cavidades revestidas con epitelio glandular. Estas cavidades se conocen como las glándulas intestinales o criptas de Lieberkuhn, y secretan las enzimas digestivas intestinales que complementan a la mayor parte de las enzimas digestivas secretadas por el hígado y el páncreas. La submucosa del duodeno contiene numerosas glándulas de Brunner, ahora llamadas glándulas duodenales, las cuales secretan un moco alcalino, mientras que el moco adicional es secretado por las células caliciformes. Este moco protege a las paredes del intestino delgado de ser digeridas por enzimas propias, y neutraliza los ácidos que se encuentran en el quimo. El quimo es el término utilizado para describir el contenido viscoso y semifluido resultado de la digestión, presente en el intestino. Aproximadamente 80% del total de nutrientes absorbidos (azúcares simples, los aminoácidos, ácidos grasos, agua, vitaminas y minerales) ocurre en el intestino del-

Esófago Hígado Orificio cardiaco Fundus Cuerpo del estómago

Esfínter pilórico

Vesícula biliar Páncreas

Píloro Duodeno

Yeyuno

Mesenterio

Ciego Apéndice Íleon

© Delmar/Cengage Learning

Colon ascendente

FIGURA 16-12. Estructuras del intestino delgado.

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

gado. La estructura anatómica del intestino delgado es altamente especializada para esta función (Figura 16-13). El intestino delgado mide alrededor de 21 pies de largo y su superficie de absorción es aún mayor, dado que la estructura de las paredes del intestino poseen una serie de pliegues circulares llamados pliegues. Por otro lado, la capa mucosa se transforma en proyecciones digitiformes llamadas vellosidades, que miden aproximadamente de 0.5 a 1 mm de largo. Hay un enorme número de vellosidades en el intestino, que se encuentran dentro de un rango de cuatro a cinco millones. Estas vellosidades aumentan enormemente la superficie de absorción de nutrientes del epitelio. La estructura de cada vellosidad consiste en una red capilar donde la sangre absorbe nutrientes, una vénula o vena pequeña que sirve para transportar los nutrientes, una arteriola o arteria pequeña, y un lactífero del sistema linfático que funciona para absorber las grasas. Además, las células epiteliales individuales que cubren la superficie de las vellosidades tienen un borde en cepillo compuesto por microvellosidades, lo cual aumenta aún más la capacidad de absorción del intestino delgado. Los nutrientes que pasan a través de las células epiteliales que cubren las vellosidades son capaces de atravesar las células endoteliales, las paredes de los capilares y de los lactíferos para entrar en la sangre y en el sistema circulatorio linfático. Desde allí, los nutrientes son transportados a los miles de millones de células en el cuerpo.

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(A) Pliegue

Vellosidades

(B)

Célula caliciforme

(C)

Lacteal

EL INTESTINO GRUESO

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Arteriola Vénula

Microvellosidades © Delmar/Cengage Learning

Las funciones del intestino grueso son la absorción de agua, la producción y la absorción de ciertas vitaminas, y la formación y expulsión de las heces fecales. El intestino grueso mide alrededor de 5 pies de largo y un promedio de 2.5 pulgadas de diámetro (Figura 16-14). El intestino grueso se inserta en la pared posterior del abdomen a partir de extensiones del peritoneo visceral conocidas como el mesocolon. Se divide en cuatro regiones principales: (1) el ciego, la primera parte del intestino grueso, (2) el colon, que constituye la mayor parte, (3) el recto, y (4) el canal anal. La apertura del íleon del intestino delgado hacia el ciego del intestino grueso constituye un pliegue de la membrana mucosa conocido como la válvula ileocecal. Esta válvula permite que el material pueda pasar desde el intestino delgado al intestino grueso. El ciego, que forma una bolsa con uno de los extremos cerrados, mide de 2 a 3 pulgadas de largo y cuelga debajo de la válvula ileocecal. De manera adjunta a la parte cerrada del ciego, se encuentra un tubo torcido conocido como el apéndice vermiforme, que mide cerca de 3 pulgadas de largo. El extremo abierto del ciego se funde con un tubo largo llamado colon. El colon parece un tubo de bolsas consecutivas, donde cada bolsa se denomina haustra. La primera parte del colon que se conoce como el colon ascendente se eleva desde el lado derecho del abdomen, llega a la super-

(D)

FIGURA 16-13. Las características de absorción del intestino

delgado. (A) Pliegues circulares; (B) vellosidades; (C) anatomía microscópica del vello; (D) microvellosidades.

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

Ángulo hepático Colon transverso Ángulo esplénico Colon ascendente

Colon descendente

Íleon Válvula ileocal

Colon sigmoideo

Ciego

Recto Esfínter anal interno Canal anal

Esfínter anal externo

Ano

© Delmar/Cengage Learning

Apéndice vermiforme

FIGURA 16-14. La anatomía del intestino grueso.

ficie inferior del hígado, y gira a la izquierda formando el ángulo hepático. Después, continúa a través del abdomen hacia el lado izquierdo formando el colon transverso. A continuación, se curva por debajo del extremo inferior del bazo a la izquierda, formando el ángulo esplénico y finalmente, continúa bajando como el colon descendente. La última parte del colon se llama el colon sigmoideo, y se une al recto. Tres movimientos mecánicos se producen en el intestino grueso: ● El movimiento haustral ● El peristaltismo de 3 a 12 contracciones por minuto ● El peristaltismo en masa.

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Los alimentos en el estómago inducen el peristaltismo en masa, que constituye una fuerte onda peristáltica que se inicia en el centro del colon transverso y mueve su contenido hacia el recto. El recto mide por lo menos 7-8 pulgadas del tracto gastrointestinal. Se sitúa por delante del sacro y el coxis. (Capítulo 7.) La porción terminal del recto, que mide 1 pulgada, se llama el canal anal. La membrana mucosa del canal anal se organiza en una serie de pliegues longitudinales llamados columnas anales, que contienen una red de arterias y venas. La abertura del canal anal al exterior se llama ano, y está controlada por un esfínter interno de músculo liso y un esfínter externo de músculo esquelético.

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La absorción de agua es una función importante del intestino grueso. Además, las bacterias en el colon fabrican tres importantes vitaminas que también son absorbidas en el colon: la vitamina K necesaria para la coagulación, la biotina necesaria para el metabolismo

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de la glucosa y la vitamina B5 necesaria para producir ciertas hormonas y neurotransmisores. El moco también es producido por las glándulas del intestino. La absorción intestinal de agua es mayor en el ciego y en el colon ascendente.

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ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

TRASTORNOS DEL APARATO DIGESTIVO

HEPATITIS La hepatitis es una inflamación del hígado causada por el consumo excesivo de alcohol o por una infección viral. Si no se trata, las células hepáticas mueren y son sustituidas por tejido de cicatriz, lo que resulta en insuficiencia hepática y muerte. La hepatitis A es causada por el virus de hepatitis A (VHA) y es conocida como hepatitis infecciosa. Se contrae a través del contacto con agua contaminada con heces, o por el consumo de alimentos crudos como ostras o almejas que se alimentan por filtración. La hepatitis B es causada por el virus de la hepatitis B (VHB). Se le conoce como hepatitis sérica, y se transmite a través de suero contaminado en las transfusiones de sangre, por agujas contaminadas, o por el contacto sexual con una persona infectada. Hay vacunas disponibles para la inmunización contra la hepatitis B. Las personas infectadas presentan náuseas, fiebre, pérdida de apetito, dolor abdominal, y una coloración amarillenta de la piel y en la esclerótica de los ojos, llamada ictericia. La ictericia ocurre debido a la acumulación de pigmentos biliares en la piel. La hepatitis viral es la segunda enfermedad infecciosa contraída con más frecuencia en Estados Unidos.

CIRROSIS La cirrosis es una enfermedad degenerativa a largo plazo, en la que los lóbulos del hígado se cubren por tejido conectivo fibroso. El parénquima del hígado degenera y los lobulillos se llenan de grasa. También, el flujo de sangre a través del hígado se ve obstruido. La cirrosis es más común como resultado del abuso crónico de alcohol. La recuperación es muy lenta, pero el hígado puede regenerarse; el tratamiento para este trastorno depende de la causa.

CÁLCULOS BILIARES Los cálculos biliares afectan a alrededor del 20% de la población mayor de 40 años de edad, y son más frecuentes en mujeres que en hombres. El colesterol es secretado por el hígado hacia la bilis, y cuando se precipita en la vesícula biliar, produce cálculos biliares. Si una piedra sale de la vesícula biliar y se ve atrapada en el conducto biliar, se bloquea la liberación de la bilis y se interfiere la digestión normal (Figura 16-15). En esta condición, el paciente se queja de molestias abdominales no específicas, la intolerancia a ciertos alimentos, y eructos frecuentes. Por lo general, la vesícula biliar tiene que ser removida quirúrgicamente para eliminar la acumulación de cálculos biliares.

APENDICITIS La apendicitis es la inflamación del apéndice vermiforme, causada por una obstrucción. Las obstrucciones pueden ser una masa dura de heces, un cuerpo extraño en la luz del apéndice, una adhesión o una infección parasitaria. En esta condición las secreciones del apéndice no pueden sobrepasar la obstrucción y se acumulan, causando inflamación y dolor, y las bacterias pueden causar una infec(continúa)

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FIGURA 16-15. Radiografía mostrando los cálculos biliares dentro del con-

ducto biliar. ción en el área. Si el apéndice se revienta, la infección bacteriana se extenderá por toda la cavidad peritoneal, dando lugar a una peritonitis que puede producir la muerte. La apendicitis es más común en adolescentes y en adultos jóvenes, y es más frecuente en los hombres.

ENFERMEDAD DE CROHN La enfermedad de Crohn es un trastorno crónico inflamatorio intestinal de origen desconocido. Por lo general, afecta el íleon, el colon, u otra parte del tracto gastrointestinal. Los segmentos afectados suelen estar separados por segmentos de intestino normal, dando la apariencia característica de la enteritis regional o lesiones separadas. Los síntomas incluyen episodios frecuentes de diarrea, dolor abdominal severo, fiebre, escalofríos, náuseas, debilidad, anorexia y pérdida de peso. El tratamiento está dirigido a aminorar los síntomas. La extirpación quirúrgica de un segmento de intestino enfermo proporciona alivio temporal. Sin embargo, la recurrencia después de la cirugía es bastante común.

DIVERTICULOSIS La diverticulosis es la presencia de hernias tipo bolsas a lo largo de la capa muscular del colon, especialmente en el colon sigmoideo. Se presenta con mayor frecuencia en personas mayores de 50 años de edad y puede ser consecuencia de las dietas bajas en fibra. El síntoma principal es el sangrado

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por el recto. Un aumento de consumo de fibra en la dieta ayuda a impulsar la materia fecal a través del colon. Se deben evitar las nueces y los alimentos con semillas para disminuir el riesgo de que la materia fecal se quede atascada en los divertículos. La hemorragia por divertículos puede ser grave y puede requerir cirugía. Esta condición puede convertirse en la diverticulitis, una inflamación de uno o más de los divertículos.

CÁNCER DE COLON Y RECTO El cáncer colorrectal es el cáncer del intestino grueso y del recto, y es el segundo cáncer más frecuente en Estados Unidos, ocasionando unas 60,000 muertes al año. Varios síntomas pueden indicar la presencia de esta condición, incluyendo sangrado en las heces, cambios en la consistencia y la frecuencia de las heces y dolor abdominal. Una prueba de sangre oculta (hemoccult) en las heces debe aplicarse en el chequeo médico anual para detectar sangre en las heces. Ciertos tipos de cáncer de colon tardan años para desarrollarse. Las células intestinales comienzan a dividirse con mayor frecuencia de lo normal, y al principio se pueden formar pólipos benignos que con el tiempo pueden dar lugar a tumores malignos. En casos graves, algunas secciones del intestino pueden ser removidas quirúrgicamente generando una nueva abertura artificial creada para dejar salir las heces. Este procedimiento se llama colostomía y el paciente debe llevar una bolsa de colostomía para recoger y eliminar la materia fecal.

HEMORROIDES Las hemorroides o almorranas, son causadas por la inflamación y el crecimiento de las venas del recto. Aquellas contenidas únicamente en el ano se conocen como hemorroides de primer grado. Si se extienden hacia afuera durante la defecación (prolapso), entonces se conocen como hemorroides de segundo grado. Cuando finalmente se han agrandado tanto que permanecen prolapsadas a través de la abertura anal, se conocen como hemorroides de tercer grado y por lo general requieren de extirpación quirúrgica. La tensión en la defecación causa la inflamación de las venas. Una dieta rica en fibra ayuda a producir heces más blandas, lo que resulta en un menor esfuerzo al defecar.

DIARREA La diarrea significa literalmente que fluye “a través”. Se produce cuando la mucosa del colon es incapaz de mantener sus niveles habituales de absorción de agua y secreta una cantidad anormal de agua, iones, y de moco. La intoxicación alimenticia por bacterias del grupo de la salmonela, las infecciones virales como las de la gripe intestinal e infecciones por protozoos como las amebas (Entamoeba histolytica) que se contraen por beber agua no tratada, provocan episodios de diarrea severa llamada disentería. Estos organismos invaden la mucosa intestinal y destruyen las células normales que llevan a cabo la absorción de agua. La pérdida excesiva de agua causada por episodios de diarrea puede causar deshidratación grave. Sin el tratamiento adecuado, la víctima puede morir. La diarrea es causa común de muerte en niños pequeños en países pobres o subdesarrollados.

AFTAS Las aftas micóticas o candidiasis oral es una infección causada por el hongo Candida albicans que coloniza los tejidos de la boca (Figura 16-16). También puede infectar la piel, intestino y la vagina. Se caracteriza por la presencia de placas blancas cremosas en el revestimiento de la membrana de la mucosa de la boca y es más común en niños, suele ser benigna y se puede tratar con medicamentos. En los adultos, se relaciona a la infección con el virus de inmunodeficiencia humana (VIH), y se presenta como una infección oportunista común que se puede diseminar hacia el esófago.

AMIGDALITIS La amigdalitis es una infección bacteriana en las amígdalas, con frecuencia causadas por cepas de Streptococcus. Se caracteriza principalmente por un fuerte dolor de garganta con dificultad en la (continúa)

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(Courtesy of the Centers for Disease Control and Prevention)

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

FIGURA 16-16. Afta oral. Candida albicans.

capacidad de tragar. Otros síntomas incluyen fiebre y escalofríos, inflamación de los ganglios linfáticos del cuello, dolor de oído, y malestar general. Esta enfermedad se trata con antibióticos. Si la condición es recurrente, se puede hacer una amigdalectomía.

INTOXICACIÓN ALIMENTICIA La intoxicación alimenticia es causada por ingesta de alimentos contaminados con la bacteria Salmonella, lo que causa la salmonelosis. Hay un periodo de incubación de 6 a 48 horas, que es seguido por episodios de dolor abdominal, diarrea, fiebre y náuseas. No hay un tratamiento específico que no sea la prevención mediante la cocción adecuada de los alimentos, el mantenimiento de los alimentos cocinados bajo refrigeración, y el lavado minucioso de las manos antes de comer. Los síntomas pueden durar de 4 a 7 días. Frecuentemente, la diarrea puede causar deshidratación.

INFECCIÓN POR TENIA Las infecciones por tenia o solitaria son causadas por la ingestión de las formas larvarias de la tenia presentes en la carne de cerdo mal cocida, carne de res o pescado de agua dulce. La tenia en humanos puede variar en tamaño, midiendo desde de tres pies (en la carne de cerdo y de res) hasta 60 pies (en los peces grandes). Se aloja en el intestino delgado, donde se une mediante una estructura llamada escólex, una cabeza con ganchos y ventosas. Los síntomas son muy leves o nulos, pero la presencia de una solitaria puede ser detectada al notar pequeños cubos blancos en las heces, que corresponden a las proglótides o segmentos del cuerpo de la tenia. Dichos segmentos están llenos de huevecillos. Las infecciones con solitaria pueden ser tratadas con diversos fármacos como el albendazol.

PANCREATITIS La pancreatitis es una inflamación del páncreas causada por daño al órgano, debido al abuso del alcohol o de drogas, o por enfermedades infecciosas. La condición puede ser aguda o crónica. Los síntomas incluyen dolor abdominal intenso, náuseas con vómitos, y fiebre. De vez en cuando la ictericia puede desarrollarse si el conducto biliar común se obstruye. Una complicación grave es el desarrollo (continúa)

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de abscesos en el páncreas. El tratamiento incluye la modificación de la dieta, y el uso de suplementos vitamínicos, ciertos medicamentos y analgésicos para el dolor.

GASTRITIS La gastritis es una inflamación del revestimiento del estómago que se produce después de comer ciertos alimentos y genera malestar, náuseas y vómito. Puede ser causada por alergenos en los alimentos, ciertos medicamentos, o infecciones bacterianas o virales así como por toxinas químicas. La gastritis crónica es indicativa de enfermedades más graves como la úlcera del estómago o el cáncer.

ENFERMEDAD POR REFLUJO GASTROESOFÁGICO (ERGE) La enfermedad por reflujo gastroesofágico, también conocida como ERGE, es causada cuando el contenido del estómago regresa hacia el esófago debido a que existe un debilitamiento o incompetencia del esfínter esofágico inferior. Dado que el jugo gástrico contiene ácido clorhídrico, provoca una sensación de ardor en el esófago, comúnmente conocida como “acidez estomacal”. Los episodios frecuentes de ERGE pueden conducir a daños graves en el revestimiento del esófago. Las medidas preventivas incluyen dormir con dos almohadas para elevar la cabeza, beber un vaso de agua antes de acostarse, evitar los alimentos muy ácidos en las comidas por la noche, y el uso de antiácidos como TUMS o Melox.

CÁNCER GÁSTRICO En el cáncer gástrico o cáncer de estómago se producen tumores gástricos llamados adenocarcinomas. La causa exacta se desconoce. Sin embargo, ciertos factores dietéticos que han sido relacionados, incluyendo la ingesta de nitratos que se usan como conservadores en los alimentos, carnes ahumadas o saladas y pescado, y la ingestión de alimentos con moho. La infección con la bacteria Helicobacter pylori también está relacionada. Los síntomas incluyen malestar crónico, una pérdida de apetito con anorexia, dificultad para comer, pérdida de peso y la anemia. Los exámenes médicos anuales por lo general incluyen una prueba de sangre oculta en las heces para detectar signos tempranos de cáncer en el sistema digestivo. Otros diagnósticos incluyen una endoscopia. Las personas expuestas a productos químicos, como el asbesto o que viven en una zona industrial altamente contaminada, también son propensas a desarrollar cáncer de estómago. Se recomienda una cirugía para la eliminación de los tumores.

CÁNCER DE PÁNCREAS El cáncer de páncreas es un cáncer poco frecuente pero mortal. Las personas diagnosticadas con la enfermedad rara vez viven más de un año. Es más frecuente en hombres que en mujeres (tres a cuatro veces más frecuente en los hombres) y ocurre con mayor frecuencia en las zonas industrializadas, entre los fumadores, las personas con diabetes, y los individuos expuestos a compuestos tipo bifenilpoliclorados. Los síntomas incluyen debilidad, pérdida de peso, ictericia, gases, dolor epigástrico, y la aparición de diabetes. En ocasiones, los tumores localizados pueden ser extirpados quirúrgicamente por una pancreatectomía parcial y la eliminación de parte del estómago, el duodeno, y el conducto biliar común.

CÁNCER ORAL El cáncer oral es un tumor maligno que aparece ya sea en la boca, o en los labios, y que ocurre después de 60 años de edad con más frecuencia en hombres que en mujeres. Los factores que contribuyen a desarrollar este tipo de cáncer incluyen el tabaquismo y el consumo de tabaco de mascar, mala higiene bucal, el alcoholismo, y las dentaduras que no ajustan bien. Fumar pipa contribuye al desarrollo de cáncer de labio, al igual que la sobreexposición al viento y el sol. Por lo general, el primer signo de cáncer es dolor y úlceras que no sanan. Los chequeos dentales frecuentes pueden detectar el desarrollo de cáncer oral, del cual sólo 5% es mortal.

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LA FORMACIÓN DE LAS HECES En el momento en que el quimo ha permanecido en el intestino grueso de tres a 10 horas, éste se convierte en una masa semisólida como consecuencia de la absorción de agua, y se conoce ahora como heces fecales. Consisten de agua, sales inorgánicas, y células epiteliales provenientes de la mucosa de las vías que fueron descamadas conforme el quimo se trasladó a través del tracto gastrointestinal. Además, las heces tienen bacterias, en particular, Escherichia coli, una bacteria que pertenece a la flora gastrointestinal normal y que se alimenta de los materiales no digeridos. Los productos de la descomposición bacteriana, como el gas y el olor (por ejemplo, el gas de sulfuro de hidrógeno, H2S que produce un olor a “huevo podrido”), y las partes no digeridas de los alimentos también forman parte de las heces. A mayor cantidad de fibra en la dieta (como la celulosa de la pared de una célula vegetal que resulta de comer frutas y verduras), habrá más materiales no digeribles en las heces y la materia fecal será más suave. Cuando el peristaltismo en masa empuja el material fecal hacia el recto, provoca una distensión de las paredes del recto. Esto activa los receptores sensibles a presión en las paredes del recto, lo que envía impulsos al sistema nervioso, iniciando el reflejo de defecación. La defecación es el acto de vaciar el recto y es la actividad final del sistema digestivo.

SISTEMAS CORPORALES TRABAJANDO JUNTOS PARA MANTENER LA HOMEOSTASIS: EL SISTEMA DIGESTIVO El sistema tegumentario ● La piel protege a los órganos del sistema digestivo y proporciona la vitamina D necesaria para la absorción de calcio en el intestino. ● El sistema digestivo proporciona nutrientes para el crecimiento y reparación del tegumento. ● Las grasas, que funcionan para el aislamiento térmico, se depositan debajo de la piel en el tejido subcutáneo. El sistema esquelético ● Los huesos protegen algunos órganos del aparato digestivo; el hueso hioides brinda soporte a la lengua. ● La médula ósea amarilla almacena grasa. ● El sistema digestivo suministra calcio y nutrientes para el crecimiento y la reparación ósea. El sistema muscular ● A través del peristaltismo, el músculo liso empuja la comida con los nutrientes a lo largo del tracto digestivo. ● Los músculos esqueléticos protegen y dan soporte a los órganos abdominales.

CONFORME EL CUERPO ENVEJECE A medida que envejecemos, el revestimiento del tracto gastrointestinal cambia por completo. La disminución de la capa de músculo liso causa una menor movilidad, y por lo tanto una disminución en el tiempo para que se produzca el peristaltismo. También, se secreta menos moco, lo que resulta en menor lubricación y cierta dificultad para empujar los alimentos a lo largo de las vías digestivas. Disminuye también la secreción enzimática del hígado, del páncreas y del estómago. Los adultos mayores experimentan una disminución en el sentido del gusto. La higiene bucal diaria es esencial para evitar la inevitable reducción de las defensas naturales contra los microorganismos que pueden causar úlceras, una enfermedad de las encías y de la boca. Los adultos mayores también sufren una disminución de la sensación interna y en la respuesta al dolor a lo largo de las vías y tienden a desarrollar dificultades para tragar. Dado que el tracto digestivo está expuesto a contaminantes ambientales a lo largo de los años, la reducción de las membranas de mucosa y de tejido conectivo protector genera que el tubo digestivo se vuelva más sensible a contaminantes tóxicos. Los adultos mayores son más susceptibles a las infecciones y son más propensos a desarrollar cáncer y úlceras, especialmente en el colon y en el recto. La capacidad del hígado para desintoxicar productos químicos y contaminantes disminuye en los adultos mayores, además de que se van almacenando en forma excesiva azúcares y glucosa. Además, a medida que envejecemos, se sufre de estreñimiento, se desarrollan hemorroides de manera más frecuente y hay una mayor incidencia de diverticulosis.

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Campo

PROFESIONAL

Exi Existen numerosas licenciaturas disponibles para las personas que están interesadas en n el sistema digestivo y en la nutrición. ● L Los dentistas son individuos que tienen un título universitario y se han entrenado

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durante 4 años en la carrera de odontología. Están capacitados y autorizados para diagnosticar y tratar anomalías de los dientes, las encías y los huesos subyacentes. Los higienistas dentales son profesionales de la salud que trabajan bajo la supervisión de un dentista. Tienen una formación especial para realizar limpieza de los dientes, tomar rayos X y para administrar medicamentos. Los técnicos de laboratorio dentales son las personas que proveen a los dentistas con aparatos de ortodoncia y prótesis dentales. Los asistentes dentales son personas que ayudan a los dentistas a realizar tareas como el trabajo de oficina, la asistencia a pacientes, asisten con las radiografías y participan en la recepción de pacientes. Los nutriólogos son profesionales que han completado al menos una licenciatura o estudios más avanzados en alimentos y en nutrición. Son empleados por asilos de ancianos, escuelas, hospitales y otras agencias de servicios públicos para supervisar y preparar menús nutritivos. Los dietistas registrados son profesionales con una licenciatura en el manejo de los alimentos y las dietas, y prestan sus servicios en nutrición para el cuidado y supervisión en servicio de alimentos. Los gastroenterólogos son médicos cuya especialidad es el diagnóstico y tratamiento de enfermedades que afectan el tracto gastrointestinal. Los terapeutas enterostomales son enfermeros y enfermeras con un entrenamiento especial para atender a los pacientes que tienen un ano artificial o una fístula en el intestino, adquirida a través de una cirugía en la pared abdominal. Los proctólogos son médicos con entrenamiento especial para diagnosticar y tratar los trastornos del colon, recto y ano. Los hepatólogos son médicos que se especializan en el tratamiento de enfermedades y trastornos del hígado.

● El sistema digestivo proporciona nutrientes como

la glucosa, para la contracción, el crecimiento y reparación muscular. ● El hígado metaboliza el ácido láctico, que se produce después de la contracción muscular anaeróbica. El sistema nervioso ● El sistema nervioso envía impulsos para que ocurran las contracciones musculares de las paredes del tracto gastrointestinal y se produzca el peristaltismo. ● Los impulsos nerviosos coordinan los procesos de deglución y la defecación. ● El sistema digestivo proporciona los nutrientes necesarios para el crecimiento, mantenimiento y funcionamiento de las neuronas y de la neuroglia.

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El sistema endocrino ● Las hormonas ayudan a regular el metabolismo de los nutrientes para el crecimiento y el desarrollo. ● La insulina y el glucagón controlan el metabolismo del azúcar. ● El sistema digestivo proporciona los nutrientes necesarios para mantener las glándulas endocrinas. El sistema cardiovascular ● El sistema cardiovascular distribuye, a través de la sangre, los nutrientes absorbidos en el intestino delgado hacia todos los tejidos del cuerpo. ● El sistema digestivo proporciona los nutrientes necesarios para el mantenimiento de los órganos del

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

sistema circulatorio, absorbe el hierro para la producción de hemoglobina, y el agua para la formación de plasma sanguíneo. El sistema linfático ● Los lactíferos en las vellosidades del intestino delgado absorben las grasas y las transportan hacia la sangre. ● Los tejidos linfoides protegen a los órganos digestivos de infecciones. ● El sistema digestivo proporciona nutrientes a los órganos linfoides para el crecimiento y la reparación de los mismos. ● El ácido clorhídrico del estómago destruye la mayoría de los patógenos que pueden entrar en el cuerpo junto con los alimentos. El sistema respiratorio ● El sistema respiratorio proporciona a las células del tracto digestivo el oxígeno necesario para el metabolismo, y acarrea los productos de desecho como el gas dióxido de carbono. ● La respiración puede ocurrir a través de la boca, debido a que la faringe es una estructura compartida por ambos sistemas. ● El sistema digestivo proporciona los nutrientes a los órganos respiratorios. El sistema urinario ● Los riñones convierten la vitamina D necesaria para la absorción de calcio a su forma activa, mientras que reabsorben el agua perdida en el tracto digestivo. ● El sistema digestivo proporciona nutrientes a los órganos del sistema urinario. ● El hígado convierte el amoniaco nocivo, producido durante la digestión de proteínas en urea, que es un producto inofensivo. Además secreta la bilis para emulsionar las grasas. El sistema reproductivo ● Cuando una mujer está embarazada, el feto empuja los órganos abdominales y la madre puede experimentar estreñimiento. ● El sistema digestivo proporciona nutrientes para el mantenimiento, crecimiento y reparación de los órganos reproductivos y para el desarrollo del feto.

RESUMEN INTRODUCCIÓN 1. La digestión es el proceso mediante el cual los alimentos se trituran mecánica y químicamente en sustancias más simples, que pueden ser utilizadas por las células del cuerpo. Estas sustancias se convierten en moléculas de ATP de alta energía.

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2. Las cinco actividades básicas del sistema digestivo son ingestión, peristalsis, digestión, absorción y defecación.

ORGANIZACIÓN GENERAL 1. El aparato digestivo incluye boca, faringe, esófago, estómago, intestino delgado, intestino grueso y ano. 2. Los órganos accesorios del aparato digestivo son los dientes, la lengua, las glándulas salivales, la vesícula biliar, el hígado y el páncreas. 3. Las cuatro capas o túnicas del tracto digestivo de adentro hacia fuera son: la mucosa, submucosa, la muscular y la adventicia o serosa.

LA CAVIDAD ORAL 1. Las funciones de la cavidad oral son detectar el sabor, la destrucción mecánica de los alimentos mediante el uso de los dientes y la digestión química de los hidratos de carbono utilizando la enzima amilasa de la saliva. 2. La cavidad oral está recubierta con una membrana mucosa. El piso de la cavidad está constituido por la lengua, el techo por los paladares duro y blando, y los lados por las mejillas. La abertura de la boca está custodiada por los labios. 3. Las funciones de la lengua son la manipulación de los alimentos, la detección del gusto a través de las papilas, y la asistencia en el habla. 4. Los tres pares de glándulas salivales son la parótida, la submandibular o submaxilar y la sublingual. La saliva lubrica la comida y comienza la digestión de los carbohidratos complejos, además de que controla ciertas bacterias. 5. Un diente está formado por la corona, el cuello y la raíz. La corona del diente está recubierta de esmalte. Un diente está compuesto de dentina. El ligamento periodontal ancla los dientes en la cavidad alveolar o hendidura dental.

FARINGE 1. La faringe es un conducto común para la alimentación y la respiración. Se divide en nasofaringe, orofaringe y laringofaringe. 2. Su función es la de iniciar el proceso de deglución.

ESÓFAGO 1. La función del esófago es secretar moco y transportar los alimentos hacia el estómago, a través de una apertura en el diafragma llamada hiato esofágico. 2. El peristaltismo, causado por las contracciones del músculo liso, empuja el bolo alimenticio hacia el estómago a través del esfínter esofágico inferior.

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

ESTÓMAGO 1. La función principal del estómago es comenzar la degradación química de las proteínas a través de la enzima pepsina. También tritura la comida mecánicamente al mezclar su contenido. En el estómago también se absorben agua, sales, alcohol y ciertos fármacos como la aspirina. 2. Las cuatro partes del estómago son el cardias, el fundus, el cuerpo, y el píloro. El esfínter pilórico conecta al estómago con el intestino delgado. El revestimiento del estómago vacío tiene muchos dobleces o pliegues llamados rugae que permiten que el estómago se amplíe y pueda contener abundantes cantidades de comida. 3. Las glándulas gástricas de la mucosa del estómago contienen tres tipos de células secretoras: (1) las células cimógenas o principales, que secretan pepsinógeno, (2) las células parietales que secretan ácido clorhídrico, y (3) las células mucosas que segregan moco.

PÁNCREAS 1. El páncreas tiene una doble función. Por un lado, los acinos producen enzimas digestivas que son trasladadas por el conducto pancreático hacia el duodeno del intestino delgado. Por otro, sus islotes pancreáticos secretan las hormonas insulina y glucagón hacia la sangre para controlar los niveles de azúcar. 2. El páncreas se divide en cabeza, cuerpo y cola.

HÍGADO 1. El hígado es el órgano más grande del cuerpo. Se divide en un lóbulo derecho y uno izquierdo. Sus unidades funcionales se denominan lobulillos hepáticos. 2. Las funciones del hígado son tan numerosas e importantes que no podemos vivir sin este órgano. Por ejemplo, produce heparina, protrombina y trombina, mientras que sus células de Kupffer fagocitan bacterias y células envejecidas de la sangre. También, almacena el exceso de carbohidratos en forma de glucógeno y funciona como reserva de cobre, hierro y vitaminas A, D, E y K. El hígado también transforma sustancias tóxicas en sustancias menos nocivas, y produce sales biliares que emulsionan las grasas. 3. La vesícula biliar almacena y concentra la bilis producida por el hígado. La bilis se descarga hacia el duodeno del intestino delgado mediante el conducto biliar común.

EL INTESTINO DELGADO 1. La función principal del intestino delgado es la de realizar la absorción de los alimentos digeridos.

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El intestino delgado se divide en tres regiones: el duodeno (que mide 10 pulgadas), el yeyuno (mide 8 pies), y el íleon (que mide 12 pies). La válvula ileocecal conecta al intestino delgado con el intestino grueso. 2. Además de su longitud, las paredes del intestino delgado poseen pliegues llamados plica que están cubiertos con millones de vellosidades. Los nutrientes se absorben a través de las vellosidades. Cada vellosidad tiene un revestimiento de células epiteliales cuyo borde apical exterior está cubierto por pliegues microscópicos llamados microvellosidades. Las microvellosidades sirven para aumentar aún más la capacidad de absorción de las vellosidades. Cada vellosidad contiene una arteriola, una vénula, una red capilar, y un lactífero que colecta las grasas. 3. Las glándulas intestinales o criptas de Lieberkühn secretan las enzimas digestivas intestinales. Las glándulas de Brunner secretan un moco alcalino. 4. El quimo es el nombre de los contenidos digeridos en el intestino delgado.

EL INTESTINO GRUESO 1. Las funciones del intestino grueso son la reabsorción de agua, la fabricación y la absorción de ciertas vitaminas, y la formación y expulsión de las heces. 2. Las cuatro regiones del intestino grueso son el ciego, el colon, el recto y el ano. 3. El colon se divide en el colon ascendente, colon transverso y colon descendente, y está formado por bolsas llamadas haustras. 4. El recto termina en el ano. El ano es controlado por un esfínter interno compuesto por músculo liso y un esfínter externo compuesto por músculo esquelético. 5. Los tres movimientos mecánicos que se producen en el intestino grueso son la agitación haustral, los movimientos peristálticos, que van de 3 a 12 contracciones por minuto, y el peristaltismo en masa provocado por la distensión del estómago. 6. La distensión de las paredes del recto inician el reflejo de defecación.

PREGUNTAS DE REPASO 1. Enlista las cinco actividades básicas del sistema digestivo. 2. Nombra cuáles son los órganos principales y los cinco órganos accesorios del aparato digestivo. 3. Enlista las cuatro paredes o túnicas del tracto digestivo. 4. Nombra los tres pares de glándulas salivales y discute por qué son importantes para la digestión.

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

5. ¿Cuáles son las tres partes de un diente y cómo se llama la sustancia que forma los dientes? *6. ¿Por qué se considera que la faringe es esencial para el proceso de la deglución? 7. Nombra las cuatro partes del estómago. 8. Enlista los tres tipos de células secretoras de la mucosa del estómago y lo que segregan. Explica las funciones de dichas secreciones. *9. Nombra dos funciones del páncreas y explica qué hacen sus secreciones. *10. Discute por qué no podemos sobrevivir sin el hígado. 11. Nombra las tres partes del intestino delgado. *12. Enlista dos tipos de glándulas del intestino delgado y compara su función en el proceso de la digestión. 13. Describe la anatomía y fisiología de una vellosidad típica, e incluye su función en la absorción de nutrientes. *14. ¿Cómo contribuye el intestino grueso en el proceso digestivo? 15. Nombra las cuatro principales regiones del intestino grueso. 16. Enlista las principales enzimas digestivas y cómo funcionan. * Preguntas de pensamiento crítico

COMPLETA EL ESPACIO EN BLANCO Completa los espacios en blanco con el término más apropiado. 1. El movimiento de los alimentos a lo largo del tracto digestivo se llama ____________________. 2. Las cuatro túnicas o capas del tracto gastrointestinal son la ____________________, ____________________, ____________________, y la ____________________ o adventicia. 3. Los tres tipos de papilas que se encuentran en la lengua son las ____________________, las ____________________, y las papilas circunvaladas. 4. Los tres tipos de glándulas salivales son las ____________________, la submandibular o ____________________, y las glándulas ____________________. 5. El intestino delgado se divide en tres partes: el ____________________ , el ____________________, y el ____________________. 6. El ____________________ almacena y concentra la bilis hasta que es requerida por el intestino delgado. 7. Un diente típico consta de tres partes principales: la ____________________, que es la parte que

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está por encima del nivel de las encías; la ____________________ , que consiste de una a tres proyecciones incrustadas en la hendidura dental, y el ____________________. 8. La dentina de un diente está cubierta por el ____________________, que es la sustancia más dura en el cuerpo. 9. La deglución es el término utilizado para describir ____________________. 10. El nombre que se le da al material digerido que se mueve a través del intestino es el ____________________.

Investiga y explora ● Explora la página Web en la página

del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (http://www. mypyramid.gov) y explora la sección Inside The Pyramid para aprender más sobre las categorías de alimentos y las porciones diarias recomendadas. ● Haz una lista de todos los alimen-

tos que comes en un día normal. Compara los alimentos que comes regularmente con las recomendaciones del sitio web MyPyramid.

RELACIONA AMBAS COLUMNAS Coloca el número más apropiado en el espacio proporcionado. _____ Células 1. Ácido clorhídrico cimogénicas 2. Jugo pancreático _____ Islotes 3. Regula el nivel de pancreáticos azúcar en la sangre _____ Heparina 4. Fagocitosis _____ Criptas de 5. Pepsinógeno _____ Lieberkühn 6. Absorben las grasas _____ Células 7. Quimo parietales 8. Neutraliza el ácido en _____ Glándulas de el quimo Brunner 9. Glándulas intestinales _____ Lactíferos 10. Anticoagulante _____ Células de 11. Secreta hormonas Kupffer 12. Amilasa _____ Acinos _____ Insulina

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

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ESTUDIO DE CASO Judith Goldberg, una mujer de 17 años de edad, es admitida en la sala de emergencia por tercera vez este año, con los mismos síntomas que han aumentado en intensidad. Judith dice que ella está experimentando dolor abdominal, frecuentes ataques de diarrea, fiebre, escalofríos, náuseas y debilidad. Ella informa que no tiene apetito y no ha dejado de perder peso. El médico indica a Judith que recurra a un gastroenterólogo de inmediato para discutir la posibilidad de una cirugía como una opción para controlar los síntomas.

Preguntas 1. ¿Qué crees que podría ser la causa de los síntomas recurrentes de Judith? 2. ¿Qué áreas del sistema digestivo afecta este trastorno? 3. ¿Cuál es el pronóstico para los individuos con esta condición?

Conexión con StudyWARE ™ Practica un juego interactivo o contesta un cuestionario en tu CD-ROM de StudyWARE™.

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

E JE R CICIO DE L A B O R ATORIO:

EL SISTEMA DIGESTIVO

Materiales necesarios: un kit de disección, un feto de cerdo de nueve a 11 pulgadas y una bandeja o charola de disección.

A. CARACTERÍSTICAS EXTERNAS 1. La cabeza: localiza las fosas nasales en el hocico, los ojos, la boca y los oídos externos. 2. El tronco: examina las cuatro patas. Observa que hay cuatro dedos en cada pie y que el cerdo sólo camina en dos. Por lo tanto, el cerdo es un mamífero ungulado artiodáctilo, lo que significa que tiene pezuñas. Observa el cordón umbilical que se localiza en la superficie ventral del abdomen. El cordón permite el intercambio de nutrientes, de oxígeno y de materiales de desecho entre la madre y el feto a través del sistema circulatorio. También hay varios pares de pezones en la superficie ventral del abdomen, que son las aberturas de la glándula mamaria (para la producción de leche). Ambos sexos tienen pezones, pero en los machos las glándulas mamarias no son funcionales. Date cuenta de la presencia de vello en diferentes lugares del cuerpo del cerdo. Generalmente el pelo se puede ver debajo de la barbilla y alrededor de los ojos cerrados. 3. Para determinar el sexo de tu cerdo, observa el ano, que es la abertura posterior del tracto digestivo. Si es una hembra, podrás ver una papila pequeña proyectándose desde lo que parece ser el ano. En realidad, dicha papila es parte de la abertura urogenital ventral al ano. Más adelante en el desarrollo, la abertura urogenital se separará de la apertura digestiva y se formarán dos orificios. Si es macho, la apertura urogenital se encuentra por detrás del cordón umbilical. Un tubo muscular, el pene, se puede sentir debajo de la piel y corre hacia delante por entre las patas traseras hasta la abertura urogenital.

B. CARACTERÍSTICAS INTERNAS 1. La cavidad oral: abre las mandíbulas todo lo que puedas sin cortar. Identifica la cavidad oral con la lengua que forma el piso ventral. El paladar duro forma la zona dorsal o en

el techo de la boca. El paladar duro separa las cavidades nasales de la cavidad oral. Utiliza unas tijeras para realizar un corte en una esquina de la boca hasta el fondo de la oreja, usando la figura 16-17 como guía para hacer el número de cortes. Deberás cortar a través de los tejidos blandos y luego a través del hueso (la rama de la mandíbula). Repite este corte en el otro lado de la boca, teniendo cuidado de no rasgar los tejidos del paladar blando en la región posterior de la boca. Una vez que has cortado a través de la mandíbula del cerdo, serás capaz de abrir la boca de manera amplia para analizar las características internas de la cavidad oral. 2. Examina la lengua y siente las papilas que se distribuyen sobre la superficie de la lengua. Siente cómo el techo de la boca se divide en el paladar duro, con sus tejidos duros en forma de ondas, y el paladar blando posterior, que es suave y delicado. En los seres humanos, hay una extensión suave del paladar blando llamado la úvula, que cuelga en la garganta. Ten en cuenta que el cerdo no tiene úvula o una campanilla. La pequeña abertura en la parte posterior del paladar blando del techo de la boca es la nasofaringe. Esta apertura proviene de las fosas nasales, y permite que el aire entre por la faringe hacia la laringe y la tráquea en el aparato respiratorio. 3. Ahora observa las encías y los dientes que salen a través del tejido de las encías. Probablemente son los caninos y los incisivos. Puedes cortar en las encías y eliminar algunos de los dientes embrionarios. Si has cortado lo suficiente, podrás ver en la base de la lengua una pequeña media solapa, la epiglotis, la cual debe saltar cuando tiras suavemente de la mandíbula hacia abajo. La epiglotis cubre parcialmente la glotis, que es la entrada a la tráquea, que a su vez lleva a los pulmones. La epiglotis evita que los alimentos entren en el sistema respiratorio al tragar. De manera posterior y dorsal a la glotis, está el esófago, que conduce hasta el estómago. Trata de empujar una sonda por el esófago. Vamos a observar el esófago (continúa)

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

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EL SISTEMA DIGESTIVO (Continuación)

2

4

1

3

Apertura urogenital

Cordón umbilical

5

FIGURA 16-17. Diagrama de cortes para la disección de un feto de cerdo. Sigue las líneas punteadas.

cuando disectemos la región torácica y el cuello del cerdo, en el Capítulo 17. Consulta la Figura 16-18 de la disección del feto de cerdo para lo siguiente. 4. La cavidad abdominal: la cavidad abdominal está localizada de manera posterior a las costillas en la pared ventral del cuerpo, y es muy suave debido a la falta de soporte

óseo. La pared del cuerpo encierra a la cavidad peritoneal, que contiene la mayoría de los órganos del aparato digestivo, excretor y reproductivo. En la abertura de la cavidad peritoneal, sigue las líneas de puntos de los números de 3 y 5 de la Figura 16-17, usando el cordón umbilical como un punto de referencia. Corta a través de la pared (continúa)

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

EL SISTEMA DIGESTIVO (Continuación)

Timo

Laringe

Tráquea

Tiroides

Esófago

Saco pericardial Pulmones Diafragma

Hígado

Estómago

Vesícula biliar Vena umbilical

Bazo Intestino delgado Arterias umbilicales

Intestino grueso

Vejiga

(Courtesy of Dr. David Morton. From Photo Atlas for Anatomy and Physiology, by David Morton and James W. Perry, 1998, Belmont, CA: Wadsworth.)

Corazón

FIGURA 16-18. Los órganos de las cavidades torácicas y abdominales del cerdo fetal.

(continúa)

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CAPÍTULO 16 Nutrición y sistema digestivo

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EL SISTEMA DIGESTIVO (Continuación)

blanda con mucho cuidado con tu bisturí y una vez que hayas entrado, continúa con las tijeras. El cuarto de luna que se forma en el corte, justamente por debajo de las costillas, es para proteger el músculo del diafragma que separa la cavidad torácica de la cavidad abdominal (Capítulo 17). Una vez que se haya completado el corte, separa las aletas laterales de la piel de la zona abdominal. Si la cavidad está llena de sangre coagulada marrón oscuro, enjuaga el feto en el fregadero. Esto no debe dañar o alterarlo, sólo debes limpiar el feto para que puedas hacer observaciones más claras. 5. Examina una de las aletas de piel. Observa que se compone de tres capas de tejido. La más externa es la piel, seguida de una capa intermedia de músculo abdominal. La capa transparente más interna y muy delgada es el peritoneo parietal, que recubre el interior de la pared de la cavidad peritoneal. Un tejido similar, el peritoneo visceral cubre los órganos de la cavidad. El peritoneo parietal y el visceral están conectados por láminas delgadas de tejido llamado mesenterio. Varios mesenterios funcionan para suspender y sostener a los órganos viscerales y para permitir el paso de los vasos sanguíneos y los nervios a los órganos. 6. Ahora observa los principales órganos de la cavidad abdominal. Ten en cuenta que el músculo del diafragma que se encuentra directamente sobre el hígado, es de color marrón. El hígado es el órgano más grande en el abdomen. Levanta el lóbulo derecho del hígado para observar la vesícula biliar, que es verde con forma de pera y que almacena la bilis. Advierte el conducto biliar, que se extiende desde la vesícula biliar hasta el duodeno del intestino delgado. Mueve el hígado hacia un lado e identifica el estómago, que

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se encuentra hacia el lado izquierdo del hígado. Nota su forma de J. Observa el punto en el extremo anterior del estómago en el que el esófago atraviesa el diafragma para unirse al estómago. El extremo posterior del estómago se reduce hasta unirse al extremo anterior del intestino delgado, el duodeno. La constricción en la unión entre el estómago y el duodeno es el píloro. Observa también una estructura tipo de aletas largas llamada bazo, que forma parte del sistema linfático y cuya función es el almacenamiento de la sangre. Nuestro bazo es más parecido a un frijol, en comparación con el bazo largo y plano del cerdo. 7. Examina el duodeno del intestino delgado de cerca. Observa cómo el hígado y el duodeno están conectados por el conducto biliar. Ahora levanta el estómago y busca el páncreas, una glándula esponjosa de color claro. El páncreas también tiene un conducto que desemboca en el duodeno. Ten en cuenta las partes del páncreas: la cabeza, cuerpo y cola. Observa que una gran cantidad de intestino del cerdo es el intestino delgado. En el extremo distal del intestino delgado se forma un saco, que corresponde al ciego, y se puede ver desde el lado izquierdo de la cavidad abdominal del cerdo. Éste se encuentra en el punto de coyuntura entre el intestino delgado y el intestino grueso. 8. Desde el ciego, sigue el intestino grueso (casi el doble del diámetro del intestino delgado), que ahora se denomina el colon, que se va enroscando para unirse al recto dorsal y que termina en el ano. Antes de completar nuestra disección del tracto digestivo del feto de cerdo, corta un pedazo del intestino delgado para observar las plicas. Éstos son los pliegues del intestino delgado que aumentan la capacidad de absorción del intestino.

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El sistema respiratorio OBJETIVOS DEL CAPÍTULO Después de estudiar este capítulo, deberás ser capaz de: 1. Explicar la función del sistema respiratorio. 2. Nombrar los órganos del sistema. 3. Definir las estructuras de la nariz interna y sus funciones. 4. Nombrar las tres áreas de la faringe y explicar su anatomía. 5. Nombrar los cartílagos y membranas de la laringe y su funcionamiento. 6. Explicar cómo la anatomía de la tráquea impide el colapso durante la respiración y permite la expansión esofágica durante la deglución. 7. Explicar el concepto de árbol bronquial. 8. Describir la estructura y función de los pulmones y de la pleura. 9. Describir el proceso de intercambio gaseoso en los pulmones y los tejidos. 10. Definir el concepto de ventilación, respiración externa e interna.

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C O N C E P T O S C L AV E Alveolos Árbol bronquial Bronquio lobular/secundario Bronquio primario derecho Bronquio primario izquierdo Bronquio terciario/bronquio segmentario Bronquiolos Bronquiolos respiratorios Bronquiolos terminales Cartílago corniculado Cartílago cricoide Cartílago cuneiforme Cartílago tiroides/manzana de Adán Cartílagos aritenoides Cavidad pleural Cavidades nasales Conducto alveolar/atrio Epiglotis

Estímulo olfatorio Exhalación/expiración Faringe Fauces Fosas nasales internas Glotis Inhalación/inspiración Laringe Laringofaringe Lóbulos Meato inferior Meato medio Meato superior Membrana alveolar-capilar/membrana espiratoria Membrana pleural Narinas/fosas nasales externas Nasofaringe Orofaringe Pleura parietal

INTRODUCCIÓN Los billones de células de nuestro cuerpo necesitan un suministro continuo de oxígeno para llevar a cabo los diversos procesos vitales necesarios para su funcionamiento. La respiración celular, que convierte los alimentos en la energía química del trifosfato de adenosina (ATP), produce grandes cantidades de dióxido de carbono. Una acumulación excesiva de este gas en los líquidos tisulares

Pleura visceral Pleuresía/pleuritis Pliegues vestibulares/cuerdas vocales falsas Pliegues vocales/cuerdas vocales verdaderas Presión parcial Respiración Respiración externa Respiración interna Saco alveolar Segmento broncopulmonar Surfactante Tabique nasal Tráquea Trompas auditivas/de Eustaquio Ventilación/respiración Vestíbulos

produce condiciones ácidas en forma de ácido carbónico que puede ser tóxico para las células, por lo que este gas debe ser eliminado rápidamente. Los dos sistemas del cuerpo que comparten la responsabilidad de suministrar oxígeno y eliminar dióxido de carbono son el sistema cardiovascular y el sistema respiratorio. El sistema respiratorio está compuesto por los órganos que intercambian estos gases entre la atmósfera y la sangre. Se conforma por los órganos de la nariz,

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CAPÍTULO 17 El sistema respiratorio

Cavidad nasal Narinas externas Faringe Laringe Bronquio derecho

Tráquea

Bronquio izquierdo Pulmón derecho

Alveolos (microscópicos)

Bronquiolo

© Delmar/Cengage Learning

Diafragma

FIGURA 17-1. Los órganos del sistema respiratorio.

faringe, laringe, tráquea, bronquios y pulmones (Figura 17-1). A su vez, la sangre, del sistema cardiovascular, transporta estos gases entre los pulmones y las células. El intercambio global de gases entre la atmósfera, la sangre y las células se conoce como respiración. Este término se diferencia del significado bioquímico de la respiración revisado en el Capítulo 4. Los sistemas respiratorio y cardiovascular participan por igual en la respiración. Si cualquiera presentara un mal funcionamiento, las células del cuerpo se morirían por falta de oxígeno y se acumularía dióxido de carbono, por lo que la muerte sería inevitable. Ver Mapa Conceptual 17-1: El sistema respiratorio.

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ANATOMÍA Y FUNCIÓN DE LA NARIZ La nariz consta de una parte externa y una parte interna que es ubicada dentro del cráneo (Figura 17-2). Externamente, la nariz está formada por un marco de cartílago y hueso cubierto de piel, forrado internamente con membrana mucosa. El puente de la nariz está formado por los huesos nasales que ayudan a sostener la nariz externa y la mantienen en una posición fija. En la cara interior de la nariz externa encontramos dos aberturas llamadas fosas nasales externas. El paladar de la boca forma el piso de la cavidad nasal, que separa la cavidad nasal de la cavidad oral.

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CAPÍTULO 17 El sistema respiratorio

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Sistema respiratorio

tiene una

realiza

Estructura específica

disponibles

que incluye

Narinas externas y cavidad nasal

Faringe y laringe

llevan el aire a

Tráquea

llevan el aire a

que incluyen

Árbol bronquial

llevan el aire a

conectadas a

recubiertos contienen en su mayor parte por

Senos paranasales

Cuerdas vocales

Membrana mucosa ciliada

Funciones específicas

Movimiento de O2 desde el aire alveolar hasta el cuerpo (sangre)

Pulmones

llevan el aire a

mantiene las partículas fuera de

contiene

Movimiento de CO2 desde el cuerpo (sangre) hasta el aire alveolar

Regulación del balance ácido-base

Producción del habla

ayuda a

Capilares Alveolos pulmonares (contienen (contienen aire) sangre)

rodean que son cámaras de resonancia para

paredes delgadas permiten

vibran para causar

MAPA CONCEPTUAL 17-1. El sistema respiratorio.

Por delante, la nariz interna se fusiona con la nariz externa. De manera posterior, se conecta con la faringe o garganta a través de dos aberturas llamadas fosas nasales internas. Los conductos nasolagrimales de los sacos lacrimales se vacían en la nariz, al igual que los cuatro senos

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paranasales (espacios llenos de aire ubicados en el interior del hueso): esfenoidal, frontal, etmoidal y maxilar. El interior de la nariz, tanto de la interna como de la externa se divide en cavidades nasales derecha e izquierda por un tabique vertical conocido como el tabique nasal. Este

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CAPÍTULO 17 El sistema respiratorio

Seno frontal

Seno esferoide Amígdala faríngea

Cavidad nasal Narinas externas Nasofaringe

Apertura del tubo auditivo Fauces

Amígdala palatina Orofaringe

Epiglotis

Amígdala lingual

Cuerdas vocales Esófago

Tráquea

Cartílago de la tráquea

© Delmar/Cengage Learning

Laringofaringe

FIGURA 17-2. Vista sagital de la cavidad nasal y de la faringe.

tabique está compuesto principalmente por cartílago. La parte superior del tabique está formada por la lámina perpendicular del hueso etmoides y la parte más baja por el hueso vómer. (Capítulo 7.) Las secciones anteriores de las cavidades nasales, justo dentro de las fosas nasales, son conocidas como los vestíbulos. Estas estructuras del interior de la nariz tienen tres funciones especializadas. En primer lugar, el aire se calienta, humedece y filtra al entrar en la nariz. En segundo lugar, los estímulos olfativos son detectados por el sentido del olfato. En tercer lugar, cámaras grandes y huecas de resonancia están presentes para crear los sonidos del habla. A medida que el aire entra en la fosa nasal, pasa primero por el vestíbulo. Debido a que el portal está lleno de pelos gruesos, éstos filtran las partículas grandes de polvo. Ésta es la primera línea de defensa del cuerpo para evitar que entren objetos extraños en el sistema respiratorio. El aire se mueve hacia el resto de la cavidad. Las proyecciones de los cornetes superior, medio e inferior o de los huesos de los cornetes forman tres láminas que se extienden desde la pared lateral de la cavidad y casi alcanzan el tabique nasal. La cavidad se divide en una

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serie de conductos estrechos llamados meato superior, meato medio, y meato inferior. Las membranas mucosas recubren la cavidad y dichas láminas. Los receptores olfativos se localizan en la membrana que recubre el meato superior, esta área se conoce como la región olfativa. Por debajo, la membrana se compone de células epiteliales ciliadas columnares y pseudoestratificadas, y numerosas células caliciformes que producen moco. Los capilares sanguíneos también se encuentran aquí. A medida que el aire gira alrededor de los huesos de los cornetes y meatos o por los conductos, se recalienta gracias a los capilares. El moco secretado por las células caliciformes humedece el aire y atrapa las partículas que no fueron filtradas por los pelos en la nariz. Además, el drenaje de los conductos lagrimales y de los senos nasales ayuda a humedecer el aire. Los cilios en el borde libre de las células epiteliales mueven este paquete de polvo y moco hacia la garganta para que pueda ser tragado y eliminado del cuerpo a través del sistema digestivo. Sus enzimas y ambiente ácido destruyen la mayoría de microorganismos que pudieron haber entrado con el aire. El virus de la gripe no se destruye.

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CAPÍTULO 17 El sistema respiratorio

ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA FARINGE La faringe también se conoce como garganta. Se trata de un tubo de aproximadamente 5 pulgadas (13 cm) de largo que inicia en los orificios nasales internos y se extiende parcialmente por el cuello. Su posición en el cuerpo se localiza justo por detrás de las cavidades nasal y oral y justo por delante de las vértebras cervicales. Sus paredes están formadas por músculo esquelético recubierto con una membrana mucosa. La faringe es un conducto de paso para el aire y los alimentos y forma una cámara de resonancia para los sonidos del habla. Se divide en tres partes (Figura 17-2). La parte superior se llama nasofaringe. Tiene cuatro aberturas en sus paredes: los dos orificios nasales internos y, justo detrás de ellos, las dos aberturas que conducen a las trompas auditivas o de Eustaquio. En la pared posterior de la faringe se encuentran las amígdalas faríngeas o adenoides. La segunda porción se llama orofaringe. Tiene una sola abertura, las fauces, que se conecta con la boca. Por lo tanto, la orofaringe es un pasaje común tanto para los alimentos como para el aire. El paladar y las amígdalas linguales se encuentran en la orofaringe. La parte más baja se denomina laringofaringe. Se conecta con el esófago y posteriormente con la laringe anterior. La faringe o garganta sirve como una conexión entre la boca y el tracto digestivo y también entre la nariz y el sistema respiratorio.

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Cuando tratamos de hablar y tragar al mismo tiempo, nos ahogamos y la tos funciona como reflejo. Los receptores sensoriales en la laringe detectan la sustancia extraña y envían una señal al bulbo raquídeo, lo que desencadena el reflejo de la tos. Inhalamos aire y los pliegues vestibulares y las cuerdas vocales atrapan el aire en los pulmones. Las contracciones musculares aumentan la presión en los pulmones y las cuerdas abiertas, forzando el aire desde los pulmones a una velocidad muy alta y llevando a cualquier sustancia extraña con él.

Epiglotis

Hueso hioides

Cartílago corniculado

Cartílago aritenoides

Cartílago cricoides

Cuerda vocal falsa Cuerda vocal verdadera Cartílago tiroides

Tráquea

(A)

LARINGE O CAJA DE VOZ

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Hueso hioides

Muesca de la tiroides superior

Cartílago tiroides

Cartílago cricoides

Tráquea © Delmar/Cengage Learning

La laringe también se conoce como la caja de voz (Figura 17-3). Es un pasaje muy corto que conecta la faringe con la tráquea. Sus paredes son soportadas por nueve piezas de cartílago. Tres piezas son individuales y tres son pares. Las tres piezas individuales son el cartílago tiroide, la epiglotis y el cartílago cricoide. El cartílago tiroide es la pieza de cartílago más grande también conocido como la manzana de Adán. Es mayor en hombres que en mujeres y se puede ver cuando se mueve hacia arriba y hacia abajo fácilmente cuando una persona habla o traga. La epiglotis es una pieza grande, con forma de hoja de cartílago. Se encuentra en la punta de la laringe. Se puede ver en su totalidad desde una vista posterior, pero, anteriormente, sólo se puede ver la punta. La parte del tallo se une al cartílago tiroides, pero la parte de hojas sueltas es libre de moverse hacia arriba y hacia abajo como una puerta corrediza. Cuando tragamos, el borde libre o el que se asemeja a hojas tira hacia abajo y forma una tapa sobre la glotis. La glotis es el espacio ubicado entre las cuerdas vocales de la laringe. La laringe se cierra cuando tragamos, por lo que los alimentos y líquidos son enviados posteriormente hacia el esófago y se mantienen fuera de la tráquea. Si además del aire, otra partícula pasa a la laringe, un reflejo de tos desaloja el material extraño.

Cartílagos traqueales (B)

FIGURA 17-3. La laringe. (A) Vista lateral, (B) vista anterior, (C) vista posterior.

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CAPÍTULO 17 El sistema respiratorio

Hueso hioides

Epiglotis

Cartílago cuneiforme Cartílago tiroides

Cartílago corniculado Cartílago aritenoides

Tráquea

Segmento membranoso de la tráquea

(C) FIGURA 17-3. continuación.

El cartílago cricoides es un anillo de cartílago que forma la pared más baja o inferior de la laringe. Se une al primer anillo de cartílago de la tráquea. Éste es el último de los tres cartílagos impares. Los seis cartílagos pares

© Delmar/Cengage Learning

Cartílago cricoides

están compuestos por tres cartílagos a cada lado de la parte posterior de la laringe. Los cartílagos aritenoides pares tienen forma de cuchara y se unen a las cuerdas vocales y a los músculos de la laringe; por su acción mueven las cuerdas vocales. Los cartílagos corniculados están en forma de cono; los cartílagos cuneiformes pareados son cartílagos en forma de vara. Estos últimos se encuentran en el pliegue de la membrana mucosa que conecta la epiglotis con los cartílagos aritenoides. La membrana mucosa de la laringe se arregla en dos pares de pliegues: un par superior llamado pliegues vestibulares o cuerdas vocales falsas, y un par ubicado por debajo llamado pliegues vocales o cuerdas vocales verdaderas (Figura 17-4). Cuando los pliegues vestibulares se unen, impiden que el aire salga de los pulmones cuando se contiene la respiración. Junto con la epiglotis, los pliegues vestibulares pueden evitar que los alimentos o líquidos entren en la laringe. Debajo de la membrana mucosa de las cuerdas vocales verdaderas se encuentran bandas del ligamento elástico, que se extienden entre los pedazos de cartílago rígido como las cuerdas de una guitarra. Los músculos esqueléticos de la laringe están unidos internamente a las piezas de cartílago rígido y las cuerdas vocales. Cuando los músculos se contraen, la glotis o la apertura se han estrechado. Mientras el aire sale de los pulmones y se dirige contra las cuerdas vocales, éstas vibran y crean ondas de sonido en la columna de aire de la faringe, la nariz y la boca. Cuanto mayor sea la presión del aire, más fuerte será el sonido. Inhale profundamente y exhale fuerte y rápidamente. Va a crear un sonido muy fuerte. Sin

Cartílago corniculado Cartílago aritenoides Bandas de ligamentos elásticos Cartílago cuneiforme

Pliegue vestibular (cuerda vocal falsa)

Epiglotis

Parte posterior de la lengua

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Pliegues vocales (cuerdas vocales verdaderas)

FIGURA 17-4. La posición de las cuerdas vocales en la laringe.

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CAPÍTULO 17 El sistema respiratorio

embargo, si inhalas y dejas escapar el aire lentamente con menos presión, el sonido que se crea será mucho más suave. El tono es controlado por la tensión ejercida sobre las cuerdas vocales verdaderas. Cuando las cuerdas se tensan gracias a la acción de los músculos, éstas vibran con mayor rapidez y produce un tono más alto. La disminución de la tensión muscular produce sonidos de menor tono. Haz la prueba. Debido a que las cuerdas vocales verdaderas son generalmente más gruesas y más largas en hombres que en mujeres, éstas vibran más despacio y es por eso que los hombres tienen un tono más bajo que las mujeres. El sonido se origina a partir de las vibraciones de las cuerdas vocales verdaderas. En los seres humanos, este sonido se convierte en el habla. La faringe, boca, fosas nasales y los senos paranasales funcionan como cámaras de resonancia. El movimiento de la lengua y las mejillas también contribuye a la creación de la calidad individual del habla humana.

TRÁQUEA La tráquea (Figura 17-5) es un conducto tubular para el aire, mide aproximadamente 4.5 pulgadas de largo y alrededor de 1 pulgada de diámetro. Se encuentra por delante del esófago y se extiende desde el cartílago cricoides de la

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laringe a la quinta vértebra torácica, donde se divide en los bronquios principales derecho e izquierdo. El epitelio de la tráquea se compone de células ciliadas columnares y pseudoestratificadas, células caliciformes y células basales. Las células caliciformes producen moco, y las células ciliadas proporcionan la misma protección contra las partículas de polvo al igual que la membrana en la laringe y la faringe. Los cilios se mueven hacia arriba y desplazan el paquete de moco y polvo hacia la garganta para su eliminación del cuerpo. El músculo liso y el tejido elástico conectivo de la tráquea están rodeados por una serie de 16 a 20 anillos horizontales incompletos del cartílago hialino que se asemejan a una pila de Cs. La parte abierta de la C da hacia el esófago y permite que se expanda dentro de la tráquea al tragar. Cuando tragamos, dejamos de respirar para permitir que el bolo alimenticio se expanda presionando la tráquea en su camino hacia el estómago. La parte sólida de las Cs proporciona un apoyo fuerte y rígido a las paredes de la tráquea para que no se colapsen hacia dentro y obstruyan el pasaje de aire. Variar la presión, ya que el aire se mueve dentro y fuera de la tráquea, provocaría el colapso del tubo si los anillos de cartílago no estuvieran presentes. Si un objeto extraño queda atrapado en la tráquea y no puede ser expulsado por el reflejo de la tos, podría requerirse una traqueotomía para salvar la vida de la

Hueso hioides Laringe Tráquea Pulmón Bronquio primario Bronquio secundario

Bronquiolo Bronquiolo terminal Alveolos (corte sagital) Conducto alveolar

© Delmar/Cengage Learning

Bronquiolos respiratorios Alveolos

Bronquio terciario (A)

Bronquiolo (B)

FIGURA 17-5. La tráquea, bronquios y bronquiolos. (A) La anatomía de la tráquea y el árbol bronquial. (B) Extremo del árbol bronquial donde se ilustran los bronquiolos terminales, el conducto alveolar y los alveolos.

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CAPÍTULO 17 El sistema respiratorio

persona. Una traqueotomía es una incisión en la tráquea para crear una nueva abertura para la entrada de aire. Por lo general se realiza entre el segundo y tercer cartílago traqueal. Esta apertura temporal se puede cerrar una vez que el objeto que está obstruyendo se ha eliminado.

BRONQUIOS Y ÁRBOL BRONQUIAL La tráquea termina en el pecho dividiéndose en un bronquio primario derecho que va al pulmón derecho y en el bronquio primario izquierdo que va al pulmón izquierdo (Figura 17-5 A). El bronquio primario derecho es más vertical, más corto y más ancho que el izquierdo. En consecuencia, si un objeto extraño penetra más allá de la garganta hasta la tráquea, con frecuencia se quedará atrapado y se alojará en el bronquio principal derecho. Los bronquios, como la tráquea, también contienen anillos incompletos de cartílago hialino y se alinean con el mismo epitelio cilíndrico ciliado pseudoestratificado. Al entrar en los pulmones, los bronquios principales se dividen para formar bronquios más pequeños llamados bronquios secundarios o lobulares, uno en cada lóbulo del pulmón. El pulmón derecho tiene tres lóbulos y el pulmón izquierdo tiene dos (Figura 17-6). Los bronquios secundarios continúan ramificándose formando

bronquios más pequeños llamados bronquios terciarios o segmentarios. Éstos se ramifican en los segmentos de cada lóbulo del pulmón. Se dividen en ramas más pequeñas llamadas bronquiolos. Los bronquiolos finalmente se ramifican en tubos más pequeños llamados bronquiolos terminales (Figura 17-5 B). La continua bifurcación de la tráquea se asemeja al tronco de un árbol con ramas. Por esta razón, dicha ramificación se conoce comúnmente como árbol bronquial (Figura 17-5 A). A medida que la ramificación se extiende, los anillos de cartílago son reemplazados con placas de cartílago. Éstos finalmente desaparecen por completo en los bronquiolos. A medida que el cartílago disminuye, la cantidad de músculo liso aumenta en las ramas. Además, el epitelio cilíndrico ciliado pseudoestratificado cambia a un epitelio cúbico simple.

Conexión con StudyWARE ™ Practica un juego interactivo relacionando las estructuras de los bronquios y los lóbulos de los pulmones en tu CD-ROM de StudyWARE™.

Hueso hioides Cartílago tiroides Tráquea Lóbulo superior

Lóbulo superior

Bronquiolos

Bronquio

Lóbulo inferior Lóbulo inferior

Pulmón derecho

Pulmón izquierdo

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Lóbulo medio

FIGURA 17-6. Los bronquios ramificados y los lóbulos del pulmón.

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CAPÍTULO 17 El sistema respiratorio

ALERTA SANITARIA

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FUMAR Y LA TRÁQUEA

Las personas que fuman o están constantemente expuestos al humo de tabaco sufren de una irritación constante en la tráquea. Con el tiempo, esta irritación del humo puede provocar que el epitelio de ésta cambie de uno cilíndrico ciliado pseudoestratificado a uno estratificado escamoso. Sin cilios, el epitelio no puede eliminar el moco y los residuos. Esto proporciona un entorno ideal para el crecimiento de microorganismos, dando lugar a infecciones respiratorias. Esta constante irritación e inflamación de las vías respiratorias provoca el reflejo de la tos, siendo responsable de lo que conocemos como la tos de fumador.

ANATOMÍA Y FUNCIÓN DE LOS PULMONES Los pulmones son órganos pareados de forma cónica situados en las divisiones pleurales de la cavidad torácica y llenándolas. Dos capas de membrana serosa, conocida como membrana pleural rodean y protegen cada pulmón (Figura 17-7). La capa externa une al pulmón con la pared de la cavidad torácica y se conoce como pleura parietal. La capa interna se denomina pleura visceral y cubre los

pulmones. Entre ambas capas se encuentra un pequeño espacio llamado cavidad pleural, que contiene un líquido lubricante secretado por las membranas. Este líquido pleural evita la fricción entre las dos membranas y permite que se deslicen una sobre otra durante la respiración, mientras que los pulmones y el tórax cambian de forma. También ayuda a mantener las membranas pleurales juntas. La pleuresía o pleuritis, es una inflamación de la zona y es muy dolorosa. El pulmón derecho con sus tres lóbulos es más grueso y más amplio que el pulmón izquierdo con sus dos lóbulos. También es un poco más

Arteriola pulmonar Bronquiolo Linfáticos

Bronquiolo terminal Vénula pulmonar Bronquiolo respiratorio

Conducto alveolar Alveolos Tejido conectivo elástico

Red capilar ubicada sobre los alveolos Pleura: Parietal (externa) Visceral (interna) Lóbulo

© Delmar/Cengage Learning

Saco alveolar (a partir del cual surgen los alveolos)

FIGURA 17-7. La anatomía del lóbulo del pulmón.

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CAPÍTULO 17 El sistema respiratorio

corto que el izquierdo ya que el músculo del diafragma es mayor en el lado derecho, puesto que debe dejar espacio para el hígado que se encuentra debajo de éste. El pulmón izquierdo es más delgado, largo y estrecho que el derecho. El segmento de tejido pulmonar suministrado por cada bronquio terciario o segmentario se llama segmento broncopulmonar. Cada uno de estos segmentos está dividido en muchos pequeños compartimentos llamados lóbulos (Figura 17-7). Cada uno está envuelto en tejido conectivo elástico y contiene un vaso linfático, una arte-

riola, una vénula, y bronquiolos provenientes de un bronquiolo terminal. Los bronquiolos terminales se subdividen en ramas microscópicas llamadas bronquiolos respiratorios. Estos bronquiolos respiratorios se subdividen aún más entre dos y 11 conductos o atrios alveolares. Alrededor de la circunferencia de los conductos alveolares se encuentran numerosos alveolos y sacos alveolares. Un alveolo (singular) tiene una forma de copa recubierta de epitelio y sostenida por una membrana basal delgada y elástica. Los sacos alveolares son los dos o más alveolos que com-

(A)

Alveolo

(C)

(B)

50 m

Pared del capilar

Eritrocito

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Pared del alveolo

FIGURA 17-8. La anatomía de un alveolo.

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CAPÍTULO 17 El sistema respiratorio

parten una misma abertura. Consulta la Figura 17-8 para revisar la anatomía de un alveolo. El intercambio real de los gases respiratorios entre los pulmones y la sangre se produce por difusión a través de los alveolos y las paredes de la red capilar que los rodea. Esta membrana, a través de la cual se mueven los gases respiratorios, se conoce como membrana alveolarcapilar o respiratoria. La superficie de la membrana respiratoria dentro de cada alveolo está cubierta de un líquido compuesto de una mezcla de las lipoproteínas llamado surfactante. Este material es secretado por ciertas células alveolares, las células alveolares de tipo II. El surfactante reduce la tensión superficial (la fuerza de atracción entre las moléculas de agua) del líquido. Por lo tanto, ayuda a prevenir que los alveolos se colapsen o peguen a medida que el aire se mueve hacia dentro y hacia fuera durante la respiración. Se necesita que los gases se difundan únicamente a través de una célula epitelial escamosa de un alveolo y de una célula endotelial de los capilares para llegar a los glóbulos rojos localizados dentro de los capilares. Se ha estimado que los pulmones contienen más de 300 millones de alveolos. Área de superficie inmensa aproximada de 70 metros cuadrados (753 pies cuadrados), disponible para el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono; esta extensión de metros cuadrados es aproximada a la de una casa o cabaña pequeña.

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EL PROCESO DE RESPIRACIÓN El objetivo principal de la respiración es suministrar a los trillones de células del cuerpo con oxígeno y eliminar el dióxido de carbono producido por las actividades celulares. La respiración consta de tres procesos básicos. El primer proceso es la ventilación o respiración, que es el movimiento del aire entre la atmósfera y los pulmones. La ventilación tiene dos fases: la inhalación o inspiración que introduce el aire a los pulmones y la exhalación o expiración que lo expulsa (Figura 17-9). El segundo y tercer procesos de la respiración implica el intercambio de los gases dentro del cuerpo. La respiración externa es el intercambio de gases entre los pulmones y la sangre, el segundo proceso. El tercer proceso se llama respiración interna, que es el intercambio de gases entre la sangre y las células del cuerpo. Cuando el diafragma y los músculos intercostales externos se contraen, inhalamos. Esto se debe a que el diafragma se contrae en forma de cúpula, se mueve hacia abajo y aumenta la cavidad torácica. La contracción simultánea de los intercostales externos levanta la caja torácica y empuja el esternón hacia adelante. Los pulmones se extienden lo más que pueden de acuerdo al tamaño del tórax. Los gases dentro de los pulmones se difunden para llenar la mayor cantidad de espacio, lo que

Pulmón izquierdo Pulmón izquierdo

Durante la inhalación el diafragma presiona los órganos abdominales hacia adelante y hacia atrás

Durante la exhalación, el diafragma se eleva y se retrae hacia la posición de reposo

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Músculos intercostales internos Músculos intercostales externos

FIGURA 17-9. Las dos fases de la respiración, inhalación y exhalación.

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CAPÍTULO 17 El sistema respiratorio

resulta en una disminución de la presión de gas, provocando un vacío que succiona el aire hacia los pulmones. Este proceso es la inspiración. A medida que el diafragma y los intercostales externos se relajan, la caja torácica desciende, el espacio disminuye, y los gases dentro de los pulmones se acercan entre sí. La presión aumenta, haciendo que los gases

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

salgan de los pulmones. Ésta es la expiración; principalmente una actividad pasiva. Cuando exhalamos, los músculos intercostales se contraen, disminuyendo aún más el tamaño de la caja torácica. La presión de un gas determinará la velocidad a la que se difunde de un área a otra. Revisa la discusión acerca de la difusión llevada a cabo en el Capítulo 2. Las

TRASTORNOS DEL SISTEMA RESPIRATORIO

BRONQUITIS La bronquitis es una inflamación de los bronquios. El tejido inflamado provoca una inflamación de la membrana mucosa. Esto produce un aumento en la producción de mucosa con una disminución en la capacidad de los cilios para mover el moco hacia la garganta. Esto se traduce en una disminución en el diámetro de los tubos bronquiales que afecta la respiración. La bronquitis puede ser causada por una infección con bacterias o virus. También puede desarrollarse a partir de una mayor exposición a irritantes como los contaminantes del aire o el humo del cigarrillo.

ENFISEMA El enfisema se caracteriza por la destrucción de las paredes de los alveolos. Es una enfermedad degenerativa progresiva que no tiene cura. Se desarrolla por la exposición prolongada a irritantes respiratorios como el humo del tabaco y los contaminantes del aire. Como las paredes alveolares se destruyen, la superficie de la membrana respiratoria está disminuida. Esto disminuye la cantidad de gas que puede ser intercambiada. Las paredes alveolares también pierden algo de elasticidad, lo que disminuye la capacidad de los pulmones para contraerse y expulsar el aire . Los síntomas incluyen la ampliación de la cavidad torácica y dificultad para respirar. El progreso de la enfermedad puede ser frenado por la eliminación de la fuente de irritantes, tales como dejar de fumar, o el uso de broncodilatadores para ayudar al proceso de respiración.

CÁNCER DE PULMÓN El cáncer de pulmón es la causa más común de muerte por cáncer en Estados Unidos. Los cánceres que empiezan en los pulmones se denominan cáncer pulmonar primario. La forma más común se origina a partir del crecimiento descontrolado de las células epiteliales y se le conoce como carcinoma broncogénico. Esta forma se desarrolla en respuesta a la exposición prolongada a irritantes como el tabaco, el humo, CO2, polvo, asbesto, radiación y cloruro de vinilo. Debido al abundante suministro de sangre en los pulmones, el cáncer en el pulmón puede extenderse fácilmente a otras partes del cuerpo. El cáncer de pulmón se trata con cirugía, radiación y quimioterapia, pero es difícil de reducir. Las tasas de supervivencia para los pacientes con cáncer de pulmón sigue siendo baja. Los síntomas incluyen una tos persistente, dificultad para respirar, expectoración excesiva, o esputo con presencia de sangre.

FIBROSIS QUÍSTICA La fibrosis quística es una enfermedad hereditaria. Afecta a las células secretoras de los pulmones. Debido a las secreciones anormales de iones de cloro, el moco se vuelve muy espeso o viscoso. Tiende a acumularse en los pulmones debido a que no puede ser arrastrado por los cilios. Esto se traduce en dificultad para respirar debido a la obstrucción causada por el moco en las vías respiratorias y la presencia de una tos severa, que trata de eliminar el moco. Esta enfermedad era fatal en la infancia, pero los individuos con esta enfermedad pueden vivir hasta la edad adulta temprana. Nuevas investigaciones sobre la ingeniería genética pueden ayudar a curar esta enfermedad algún día.

NEUMOCONIOSIS La neumoconiosis es causada por la exposición excesiva al asbesto, sílice o polvo de carbón (enfermedad del pulmón negro). Se trata de la sustitución del tejido pulmonar por tejido conectivo fibroso. Los pulmones no son elásticos y la respiración se vuelve muy difícil. (continúa)

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CAPÍTULO 17 El sistema respiratorio

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

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TRASTORNOS DEL SISTEMA RESPIRATORIO (continuación)

SÍNDROME DE DIFICULTAD RESPIRATORIA El síndrome de dificultad respiratoria, o enfermedad de membrana hialina, es común en bebés prematuros. Esto se debe a que no se produce el suficiente surfactante y los pulmones tienden a colapsarse (el surfactante no se produce en cantidades adecuadas hasta después de siete meses de desarrollo). Sin tratamiento, la mayoría de los bebés prematuros mueren poco después del nacimiento como resultado de una ventilación inadecuada y al agotamiento de los músculos respiratorios.

NEUMONÍA La neumonía o neumonitis, se refiere a cualquier tipo de infección en los pulmones. La mayoría de las neumonías son causadas por infecciones bacterianas. Sin embargo, también pueden participar algunos virus, hongos o protozoos. Los individuos con SIDA frecuentemente están infectados con un protozoo, Pneumocystis carinii, que causa la neumonía neumocistis. Los síntomas de neumonía incluyen fiebre, dolor de pecho, líquido en los pulmones y dificultad para respirar.

TOS FERINA La tos ferina o pertusis, es causada por una infección por la bacteria Bordetella pertussis. El resultado es una pérdida de los cilios del epitelio que recubre las vías respiratorias. Se acumula el moco y se produce una tos severa en intentos de expulsar los materiales. Actualmente está disponible una vacuna para la prevención de esta enfermedad.

LARINGITIS La laringitis es una inflamación de la membrana que recubre la mucosa de la laringe. Los síntomas incluyen inflamación de las cuerdas vocales, ya sea con una pérdida total de voz o una voz muy ronca y áspera. Esta condición puede desarrollarse como un síntoma que acompaña a un resfriado, por el uso excesivo de la voz (como la condición de vez en cuando se desarrolla en cantantes profesionales y oradores), o por infecciones bacterianas o virales del tracto respiratorio. También puede ser causada por una exposición excesiva al humo o a gases irritantes. La enfermedad aguda puede ir acompañada de una sensación de dolor y picazón en la garganta con tos. Un tratamiento común consiste en inhalar vapores aromáticos con mentol, aceite de pino, o tintura de benjuí. Los niños menores de cinco años de edad que desarrollan esta condición pueden progresar a la presencia de insuficiencia respiratoria grave. La laringitis crónica se trata mediante el uso de antiséptico astringente en aerosol para la garganta, dejando de fumar y evitando la exposición al humo y a otros irritantes, descansando las cuerdas vocales periódicamente y, en ocasiones usando un vaporizador.

PLEURESÍA La pleuresía es una inflamación de la pleura parietal de los pulmones. Los síntomas incluyen dificultad para respirar y un dolor punzante cuando los pulmones se inflan. En la pleuresía simple, también llamada pleuresía seca o fibrinosa, no se produce exceso de líquido en la cavidad pleural, entre la pleura parietal (capa externa) y la pleura visceral (capa interna), mientras que en el derrame pleural sí se producen considerables cantidades de líquido acompañado de una extensa inflamación. Algunas causas de la pleuresía son la neumonía, la tuberculosis, abscesos de la pared del pulmón o el pecho, y tumores bronquiales. El tratamiento consiste en aliviar el dolor y en terapia para la enfermedad que causó esta condición.

ATELECTASIA La atelectasia es una condición caracterizada por un colapso pulmonar o la reducción en el volumen de uno de los segmentos de un pulmón. Esto se debe a una acumulación de aire o líquido en la cavidad pleural. También puede ser resultado de una pérdida de presión en el pulmón o una disminución en la contracción de un pulmón.

(continúa)

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CAPÍTULO 17 El sistema respiratorio

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

TRASTORNOS DEL SISTEMA RESPIRATORIO (continuación)

ENFERMEDAD DEL LEGIONARIO La enfermedad del legionario, también conocida como la legionelosis, es causada por la exposición a la bacteria gramnegativa Legionella pneumophila, que produce una neumonía aguda. Los síntomas incluyen una enfermedad similar a la gripe seguida de escalofríos, fiebre alta, dolor de cabeza y dolores musculares en una semana. La enfermedad puede progresar a una pleuresía, una tos seca, y ocasionalmente diarrea. Balnearios públicos, hidromasajes, torres de aire acondicionado contaminados y agua estancada pueden ser la fuente de las bacterias. La enfermedad debe su nombre a que el primer episodio de la enfermedad se produjo en un hotel durante una convención de la Legión Americana en 1976. El tratamiento incluye el uso de antibióticos como la tetraciclina y la eritromicina.

SÍNDROME DE LA MUERTE SÚBITA DE LA INFANCIA (SIDS) El síndrome de la muerte súbita de la infancia o SIDS también es conocido como muerte de cuna. Es la muerte inesperada de un bebé sano que ocurre durante el sueño cuando el niño deja de respirar. Es la causa más frecuente de muerte en niños entre dos semanas y un año de edad. Se presenta en uno de cada 300-350 nacimientos. La causa sigue siendo desconocida y polémica. El desarrollo anormal de los centros respiratorios en el cerebro puede ser uno de los factores. Otras causas que se han propuesto son la apnea prolongada, un defecto en la mucosa respiratoria, y las deficiencias en inmunoglobulinas. No hay tratamientos preventivos. Como medida preventiva, los bebés deben colocarse boca arriba o de costado para dormir. Los niños en riesgo son aquellos entre 10 y 14 semanas de edad, los bebés prematuros, recién nacidos con infecciones respiratorias, aquellos cuyas madres tienen menos de 20 años de edad, y las madres que fuman o consumen drogas. Es más frecuente en bebés de sexo femenino.

RESFRIADO COMÚN El resfriado común es una infección contagiosa del tracto respiratorio superior causada por una forma del rinovirus. Sus síntomas son goteo nasal, estornudos, lagrimeo excesivo, y malestar general. Puede estar acompañado por una fiebre leve y puede afectar el tracto respiratorio inferior resultando en tos ocasional. El resfriado común suele durar aproximadamente una semana. Se recomienda reposo, aumento de la ingesta de líquidos, y usar descongestionantes.

INFLUENZA La influenza o gripe es una infección viral altamente contagiosa de las vías respiratorias; es causada por un myxovirus. Han sido identificadas tres cepas principales: tipo A, B y C. Las nuevas cepas del virus evolucionan continuamente por lo que se recomienda una vacunación anual contra el virus prevalente, especialmente para los más jóvenes, los ancianos, personas débiles de salud y las personas en situación de riesgo. Por lo general, las cepas llevan el nombre de la zona (gripe asiática) o el organismo a partir del cual evolucionó la cepa (gripe aviar). Los síntomas incluyen fiebre y escalofríos, dolor de garganta, tos, dolor de cabeza, dolores musculares y fatiga. El virus se transmite por aire.

TUBERCULOSIS (TB) La tuberculosis es una infección crónica bacteriana que suele afectar a los pulmones. Es causada por el bacilo bacteriano Mycobacterium tuberculosis. Se puede transmitir por la ingestión o inhalación de aire contaminado. La bacteria también puede infectar a otros órganos del cuerpo tales como el bazo, el hígado, los ganglios linfáticos, la médula ósea, así como las meninges del sistema nervioso central. Los primeros síntomas de la tuberculosis pulmonar incluyen dolor en el pecho, fiebre, pérdida de apetito y son acompañados de pérdida de peso y pleuresía. El tejido de los pulmones reacciona ante la presencia de la bacteria mediante la producción de células que fagocitan el organismo formando tubérculos, de allí su nombre. Si no se trata, los tubérculos pueden crecer y combinarse formando grumos de tejido muerto llenando la cavidad pulmonar. Esto da como resultado en el paciente una tos con sangre.

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CAPÍTULO 17 El sistema respiratorio

ALERTA SANITARIA

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ENFERMEDAD PULMONAR OBSTRUCTIVA CRÓNICA (EPOC)

La enfermedad pulmonar obstructiva crónica es una enfermedad progresiva caracterizada por la obstrucción a largo plazo del flujo de aire, que se traduce en disminución de la inspiración y expiración de los pulmones. La enfermedad incluye enfisema, asma y bronquitis crónica. En la mayoría de los casos, la EPOC es prevenible ya que fumar y respirar humo como fumador pasivo son las causas más comunes. Otras causas de la EPOC son la exposición a polvos y gases en el lugar de trabajo, la contaminación atmosférica crónica y las infecciones pulmonares. Las infecciones pulmonares pueden tratarse con antibióticos para frenar la progresión de la enfermedad. Sin embargo, no existe cura si el enfisema ya se ha fijado en los pacientes. Aquellas personas con EPOC tienen dificultades con la respiración durante el esfuerzo físico. No se puede inhalar o exhalar profundamente y por lo general presentan una tos crónica. La enfermedad también se conoce como enfermedad pulmonar obstructiva crónica.

ALERTA SANITARIA

ASMA

El asma se caracteriza por espasmos recurrentes causados por la dificultad al respirar. Una persona con asma tiene síntomas tales como respiración con la presencia de un silbido al exhalar e inhalar, dificultad para respirar y tos. Éstos son causados por un estrechamiento del conducto bronquial y la acumulación de una secreción mucosa viscosa en los tubos bronquiales. La causa exacta del asma se desconoce, aunque las alergias son comúnmente asociadas con los ataques de asma. La inhalación de polen, los ácaros del polvo y la caspa de animales, así como el ejercicio vigoroso, el estrés emocional, y la inhalación de aire muy frío pueden desencadenar un ataque de asma. Aproximadamente 3-6% de la población sufre de asma. Los síntomas pueden revertirse espontáneamente o con tratamiento. Los niños que sufren de asma pueden llegar a estar libres de los síntomas después del comienzo de la adolescencia (esto ocurre en aproximadamente 25-50% de los casos). El tratamiento puede incluir la eliminación del agente causal, hiposensibilización, el uso de un broncodilatador en aerosol, o el uso a corto plazo de los corticosteroides.

moléculas se mueven de una zona de alta concentración a un área de baja concentración. En una mezcla de gases, como el aire, cada gas contribuye con una parte de la presión total de la mezcla. La presión parcial de un gas es la cantidad con la que el gas contribuye a la presión total y es directamente proporcional a la concentración de este gas en la mezcla. El aire está compuesto en 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno, y 0.04% de dióxido de carbono, y el resto una mezcla de otros gases. Debido a que el aire es 21% de oxígeno, conforma 21% de presión atmosférica (21% de 760 mm Hg). Podemos abreviar la presión parcial de oxígeno como PO2 = 160 mm Hg y de dióxido de carbono como PCO2 = 0.3 mm Hg en el aire. Cuando una mezcla de gases se disuelve en la sangre, la concentración resultante de cada gas es proporcional a su presión parcial. Cada gas se difunde entre la sangre y los tejidos que la rodean de zonas de alta presión par-

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cial a áreas de baja presión parcial, hasta que la presión parcial en dichas áreas alcanza el equilibrio. El PCO2 en la sangre capilar es de 45 mm Hg. El PCO2 en el aire alveolar es de 40 mm Hg. Debido a estas diferencias en la presión parcial, el dióxido de carbono se difunde desde la sangre, donde su presión parcial es superior a 45 mm Hg, a través de la membrana respiratoria en el aire alveolar, donde su presión parcial es menor a 40 mm Hg. Del mismo modo, la PO2 de sangre capilar es de 40 mm Hg, mientras que la del aire alveolar es de 104 mm Hg. Por lo tanto, el oxígeno se difunde del aire alveolar, donde la presión parcial es superior a 104 mm Hg, hacia la sangre, donde la presión parcial es menor a 40 mm Hg. Por lo tanto, la sangre sale de los pulmones con una PO2 de 104 mm Hg (Figura 17-10). Posteriormente, la sangre transporta el oxígeno a las células de los tejidos, donde recoge los residuos de

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CAPÍTULO 17 El sistema respiratorio

Aire inspirado

Alveolos

Aire expirado

Aire alveolar PO2 = 104 mm Hg PCO2 = 40 mm Hg

CO2

Plasma

O2

CO2

H2O

CO2

Alveolo

CO2

Anhidrasa carbónica

O2

CO2

Vena pulmonar

Hgb

H2CO3

RBC H+

HCO-

H+

HCO-3

Arterias pulmonares

3

Venas sistémicas

Arterias sistémicas

Hgb

Corazón

H2CO3 RBC

CO2 H2O O2

CO2

CO2

CO2 Tejido periférico

© Delmar/Cengage Learning

CO2

Plasma

O2 Tejidos periféricos

FIGURA 17-10. La ruta respiratoria del oxígeno y del dióxido de carbono.

dióxido de carbono de las células de tejido. Las células de los tejidos tienen un alto contenido de dióxido de carbono proveniente de las actividades metabólicas celulares y cuentan con una concentración baja de oxígeno, ya que éste es utilizado en esas actividades. La presión de CO2 es mayor en las células de los tejidos que en las células de la sangre y se difunde desde los tejidos hasta células sanguíneas. Las células de la sangre tienen un nivel mayor de O2 que las células del tejido, por lo que la presión de O2 en la sangre es más alta y se difunde hacia las células del tejido, donde es menor. Recordemos que son los átomos de hierro en el grupo hemo los que transportan el oxígeno, y la proteína globina es acarreada por el dióxido de carbono. La molécula completa de hemoglobina transporta estos gases en los glóbulos rojos.

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Conexión con StudyWARE ™ Observa la animación sobre la respiración en tu CD-ROM de StudyWARE ™.

CAPACIDAD PULMONAR La capacidad pulmonar se refiere al volumen pulmonar que es la suma de dos o más de los cuatro volúmenes pulmonares principales (que no se superponen). Existen cuatro capacidades pulmonares. La primera es la

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CAPÍTULO 17 El sistema respiratorio

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CONFORME EL CUERPO ENVEJECE A medida que avanzamos de edad, los músculos respiratorios se debilitan y la pared torácica se vuelve más rígida debido a un endurecimiento de los cartílagos costales y las costillas. Los tejidos de las vías respiratorias se vuelven menos elásticos y más rígidos. Esto incluye los sacos alveolares, lo que resulta en una disminución de la capacidad pulmonar. Esta disminución puede ser equivalente a casi 35% cuando los individuos alcanzan los 70 años. Los niveles de gases de oxígeno transportados por la sangre también disminuyen a medida que envejecemos, y disminuye el intercambio de gas a través de las membranas respiratorias de los alveolos. A pesar de estos cambios, los adultos mayores son capaces de regímenes de ejercicios suaves y se les procura hacerlo con el fin de mantener su tono muscular, fuerza y resistencia. La acción de los cilios del epitelio que recubre el tracto respiratorio también disminuye con la edad, resultando en una acumulación de moco dentro de las vías respiratorias. Por ello, los adultos mayores se vuelven mucho más susceptibles a la bronquitis, la neumonía, el enfisema, y otras infecciones respiratorias.

capacidad funcional residual (FRC), el volumen de gas presente en los pulmones al final de una expiración tidal normal. Ésta es igual al volumen residual más el volumen de reserva inspiratorio. El segundo es la capacidad inspiratoria (CI) y es el máximo volumen de gas que puede ser inhalado a partir del final de una expiración en reposo. Se mide con un espirómetro y es igual a la suma del volumen corriente y el volumen de reserva inspiratoria. La tercera es la capacidad pulmonar total (TLC). Es el volumen de gas presente en los pulmones al final de una inspiración máxima. Es igual a la capacidad vital y la capacidad residual. La cuarta es la capacidad vital (CV). Es el volumen máximo de aire que puede ser expulsado a la velocidad

SISTEMAS CORPORALES TRABAJANDO JUNTOS PARA MANTENER LA HOMEOSTASIS: EL SISTEMA RESPIRATORIO

normal de la exhalación después de una inspiración máxima. Ésta representa la mayor capacidad pulmonar. Es igual al volumen de reserva inspiratoria, más el volumen tidal, más el volumen de reserva espiratorio.

Conexión con StudyWARE ™ Observa las animaciones sobre el asma en tu CD-ROM de StudyWARE ™.

Sistema muscular ● El diafragma y los músculos intercostales producen cambios en el volumen del tórax y los pulmones, dando lugar a la capacidad de inhalar y exhalar. ● El sistema respiratorio elimina el dióxido de carbono producido mediante la contracción de las células musculares.

Sistema tegumentario ● La piel es la primera línea de defensa, ya que forma una barrera para proteger los órganos respiratorios y los tejidos contra los microorganismos. ● La estimulación de los receptores en la piel puede alterar la frecuencia respiratoria.

Sistema nervioso ● El tronco cuenta con centros de control que regulan la frecuencia respiratoria. ● El sistema respiratorio suministra a las células nerviosas con el oxígeno necesario para lograr una máxima eficacia.

Sistema esquelético ● Los huesos proporcionan adhesión para los músculos implicados en la respiración, por ejemplo, los intercostales. ● Las costillas y el esternón encierran y protegen los pulmones y los bronquios en la cavidad torácica.

Sistema endocrino ● Las hormonas estimulan la producción de glóbulos rojos, y las células de la sangre transportan el oxígeno y el dióxido de carbono al sistema respiratorio. ● La epinefrina dilata los bronquiolos, aumentando la capacidad respiratoria.

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CAPÍTULO 17 El sistema respiratorio

Campo

PROFESIONAL

Exi Existen diversas licenciaturas disponibles para aquellas personas interesadas en el sistema respiratorio. sist st ● L Los otorrinolaringólogos son médicos que se especializan en el diagnóstico y tratamiento de las enfermedades y trastornos del oído, nariz y garganta. ● Los terapeutas respiratorios son especialistas de la salud con conocimientos sobre el cuidado clínico de los problemas respiratorios. ● Los neumólogos son médicos que se especializan en el diagnóstico y tratamiento de los pulmones. ● Los perfusionistas son profesionales de la salud que asisten a los médicos en la práctica de procedimientos relacionados con la circulación extracorporal realizados durante el tratamiento de la hipotermia y durante una operación a corazón abierto. ● Los cirujanos del tórax son médicos con especialidad en el tratamiento de enfermedades y trastornos del tórax que utilizan procedimientos operatorios y manipulatorios.

● La testosterona provoca la ampliación del cartílago

tiroides, que produce la prominente manzana de Adán en los hombres.

Sistema reproductivo ● Las tasas de respiración aumentan durante la activi-

dad sexual. ● La respiración del feto se produce a través de la pla-

Sistema cardiovascular ● El corazón bombea el oxígeno que cargan los glóbulos rojos desde los pulmones, a través de su sistema de arterias y venas, hasta las células del tejido donde el oxígeno se intercambia por el dióxido de carbono. Sistema linfático ● El sistema inmune protege a los órganos respiratorios de las infecciones y cánceres. ● Las amígdalas en la faringe producen las células inmunes. Sistema digestivo ● La faringe es utilizada tanto por el sistema digestivo como por el sistema respiratorio. ● El sistema digestivo proporciona nutrientes a los órganos respiratorios y a los tejidos. Sistema urinario ● Los riñones y el sistema respiratorio ayudan a mantener el pH de la sangre. ● Los riñones reabsorben el agua perdida en la respiración mediante la filtración del agua de la sangre.

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centa con la madre.

RESUMEN INTRODUCCIÓN 1. Los órganos del sistema respiratorio son nariz, faringe, laringe, tráquea, bronquios y pulmones. 2. La respiración es el intercambio global de los gases de oxígeno y dióxido de carbono entre la atmósfera, la sangre y las células. 3. Los sistemas cardiovascular y respiratorio comparten la responsabilidad de suministrar oxígeno y eliminar dióxido de carbono de las células.

LA ANATOMÍA Y FUNCIONES DE LA NARIZ 1. Las aberturas en la nariz externa se llaman fosas nasales o narinas externas. 2. La nariz interna se conecta con la garganta o faringe a través de dos narinas internas.

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CAPÍTULO 17 El sistema respiratorio

3. La nariz se separa en una cavidad derecha e izquierda mediante el tabique nasal. 4. Los vestíbulos de las fosas nasales están recubiertos de pelos gruesos para filtrar las partículas grandes de polvo en el aire. 5. La nariz interna tiene tres láminas internas formadas por los huesos de los cornetes: los meatos superior, medio e inferior recubiertos por una membrana mucosa. 6. Los receptores olfativos se encuentran en el meato superior. 7. La nariz interna tiene tres funciones: calentar, humedecer y filtrar el aire; detectar los estímulos olfativos, y proveer de cámaras grandes huecas de resonancia para permitir los sonidos del habla.

ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA FARINGE 1. La faringe o garganta tiene dos funciones. Es un pasaje para los alimentos y el aire y forma una cámara de resonancia de los sonidos del habla. 2. La faringe se divide en la nasofaringe, orofaringe y la laringofaringe. 3. La nasofaringe tiene cuatro aberturas en sus paredes: los dos orificios nasales internos y las aberturas de las dos trompas de Eustaquio. También alberga las amígdalas faríngeas. 4. La orofaringe tiene una abertura, las fauces, que es la conexión con la boca. Alberga las amígdalas palatinas y linguales. 5. La laringofaringe se conecta de manera posterior con el esófago y de manera anterior con la laringe.

LARINGE 1. Las paredes de la laringe están soportadas por nueve piezas de cartílago, tres son individuales y tres pareadas. 2. El cartílago tiroides es el cartílago más grande constituido de una sola pieza. También se conoce como la manzana de Adán y suele ser de mayor tamaño en los hombres. 3. La epiglotis es una pieza grande de cartílago en forma de hoja. Se tira hacia abajo sobre la glotis cuando ingerimos alimentos líquidos para forzarlos a entrar a la tráquea. 4. El cartílago cricoides es un solo anillo de cartílago que se conecta con el primer anillo traqueal. 5. Los cartílagos aritenoides están vinculados en forma de cuchara y se unen a las cuerdas vocales y los músculos de la laringe. 6. Los cartílagos corniculados pares presentan forma de cono, y los pares cuneiformes forma de vara.

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7. La membrana mucosa de la laringe se dispone en dos pares de pliegues. El par superior es el pliegue vestibular o falsas cuerdas vocales, y el par inferior es el pliegue vocal o cuerdas vocales verdaderas. 8. La glotis es la abertura ubicada sobre las cuerdas vocales verdaderas. 9. El aire procedente de los pulmones provoca que las cuerdas vocales vibren y produzcan sonido. Cuanto mayor sea el volumen de aire, más fuerte será el sonido. 10. El tono es controlado por la tensión ejercida sobre las cuerdas vocales verdaderas. Cuanto más fuerte sea la tensión, el tono será más agudo. Las cuerdas vocales verdaderas son más gruesas en los hombres, vibran más lentamente y producen un tono más bajo que en las mujeres.

TRÁQUEA 1. La tráquea es un conducto tubular de 4.5 pulgadas para el paso del aire ubicado por delante del esófago. 2. Su epitelio consta de células ciliadas columnares pseudoestratificadas, células caliciformes que producen moco, y células basales. 3. Su músculo liso y su tejido conectivo están rodeados por anillos incompletos de cartílago hialino en forma de una pila de C. 4. La parte abierta de las C ven hacia el esófago y permite que se expanda presionando a la tráquea durante el acto de tragar. 5. La parte cerrada de las C forma un soporte sólido para evitar el colapso de la pared traqueal. 6. Si un objeto extraño cae en la tráquea, se producirá el reflejo de la tos para su expulsión.

BRONQUIOS Y ÁRBOL BRONQUIAL 1. El bronquio primario derecho se ramifica de la traquea y se dirige al pulmón derecho; el bronquio principal izquierdo se ramifica y dirige al pulmón izquierdo. 2. Los bronquios primarios se ramifican en bronquios secundarios o lobulares que entran en los lóbulos de los pulmones. El pulmón derecho tiene tres lóbulos y el pulmón izquierdo tiene dos. 3. Los bronquios secundarios se ramifican en los bronquios terciarios o segmentarios, que a su vez se ramifican en los segmentos de los lóbulos de los pulmones. 4. La rama de bronquios terciarios o segmentarios se ramifica en ramas más pequeñas denominadas bronquiolos. 5. Finalmente, los bronquiolos se ramifican en ramas más pequeñas llamadas bronquiolos terminales.

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CAPÍTULO 17 El sistema respiratorio

6. Debido a que la continua ramificación de los bronquios se asemeja a un árbol con sus ramas, se le denomina árbol bronquial.

7.

ANATOMÍA Y FUNCIÓN DE LOS PULMONES 1. La membrana pleural encierra y protege a cada pulmón. Se compone de dos capas de membranas serosas: la exterior es la pleura parietal y la interna es la pleura visceral. 2. Entre estas dos capas se encuentra la cavidad pleural, que contiene un líquido lubricante para evitar la fricción entre los pulmones que se expanden y contraen durante la respiración. 3. El segmento de tejido pulmonar suministrado por cada bronquio terciario o segmentario se denomina segmento broncopulmonar. 4. Cada uno de estos segmentos se divide en una serie de lóbulos envueltos en el tejido conectivo elástico con un vaso linfático, una arteriola, una vénula, y bronquiolos provenientes de un bronquiolo terminal. 5. Los bronquiolos terminales se subdividen en bronquiolos respiratorios microscópicos, que además se dividen entre 2 y 11 conductos alveolares o aurículas. 6. Los alveolos y los sacos alveolares se localizan alrededor de la circunferencia de los conductos alveolares. 7. Los alveolos son abultamientos de epitelio y membrana basal elástica en forma de uvas rodeados externamente por una red capilar. 8. Se le denomina saco alveolar a dos o más alveolos que comparten una abertura común. 9. La membrana microscópica a través de la cual se mueven los gases respiratorios se denomina membrana (respiratoria) alveolo-capilar.

EL PROCESO DE RESPIRACIÓN 1. La respiración consta de tres procesos básicos. 2. Al primer proceso se le llama ventilación o respiración, que es el movimiento del aire entre la atmósfera y los pulmones. 3. Las dos fases de la ventilación son la inhalación o inspiración, que internaliza el aire en los pulmones, y la expiración o exhalación, que desplaza el aire fuera de los pulmones. 4. El segundo proceso de la respiración es la respiración externa, que es el intercambio de gases entre los pulmones y la sangre. 5. El tercer proceso es la respiración interna, que es el intercambio de gases entre la sangre y las células del cuerpo. 6. La inhalación ocurre cuando el diafragma y los músculos intercostales se contraen, causando

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8.

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una disminución de la presión y un vacío en los pulmones. Cuando el diafragma y los músculos intercostales externos se relajan y nosotros exhalamos debido al aumento de presión en los pulmones que fuerza la salida del aire, es principalmente una actividad pasiva. La presión parcial de un gas es la cantidad de presión con la que éste contribuye a la presión total y es directamente proporcional a la concentración de ese gas en la mezcla. La presión parcial de oxígeno es PO2 = 160 mm Hg y de la PCO2 del dióxido de carbono = 0.3 mm Hg en el aire. Cada gas se difunde entre la sangre y los tejidos circundantes de una zona de alta presión parcial a un área de baja presión parcial hasta que se alcanza el equilibrio. El PCO2 en la sangre capilar está a 45 mm Hg, pero a 40 mm Hg en la sangre alveolar de los pulmones. Por lo tanto, el dióxido de carbono se difunde desde la sangre hacia los pulmones. La PO2 en la sangre capilar está a 40 mm Hg, pero a 104 mm Hg en los sacos alveolares de los pulmones. Por lo tanto, el oxígeno se difunde desde los pulmones a las células sanguíneas. Mientras las células de la sangre transportan sus altos niveles de oxígeno hacia las células de los tejidos, las células del tejido son bajas en oxígeno pero altas en contenido de dióxido de carbono; por lo tanto, el dióxido de carbono se difunde hacia células de la sangre y el oxígeno se difunde de los glóbulos al tejido celular.

CAPACIDAD PULMONAR 1. La capacidad pulmonar es el volumen pulmonar que es la suma de dos o más de los cuatro volúmenes primarios, que no se superponen. 2. Hay cuatro capacidades pulmonares: la capacidad residual funcional (FRC), la capacidad inspiratoria (CI), la capacidad pulmonar total (TLC), y la capacidad vital (CV).

PREGUNTAS DE REPASO 1. Nombra las tres funciones realizadas por las estructuras internas de la nariz. 2. Nombra las tres partes de la faringe y sus funciones. 3. Nombra y describe los tres procesos en la respiración. 4. Menciona el nombre de los cartílagos que dan soporte a la tráquea.

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CAPÍTULO 17 El sistema respiratorio

*5. Explica cómo la respiración depende de la contracción muscular, la relajación y de los cambios en la presión del pulmón. *6. Explica cómo la anatomía de las paredes de la tráquea se acomodan durante la respiración y la deglución. *7. ¿Qué significa la presión parcial de un gas? *Preguntas de pensamiento crítico

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RELACIONA AMBAS COLUMNAS Coloca el número más apropiado sobre el espacio en blanco. _____ Tubos de 1. Superficie para la Eustaquio respiración Fauces 2. Cartílago tiroides _____ Pliegues 3. Bronquios segmentarios _____ vestibulares 4. Bloquea la epiglotis Alveolos durante la deglución _____ Tráquea 5. Auditivo/ _____ Epiglotis nasofaringe _____ Manzana de Adán 6. Respiración _____ Bronquio 7. Bronquios lobares terciario 8. Tráquea _____ Bronquio 9. Abertura de la boca secundario 10. Cuerdas vocales verdaderas _____ Ventilación 11. Cuerdas vocales falsas 12. Cartílago cricoide

Investiga y explora ● Elije una de las alertas sanitarias de este capítulo. Realiza una búsqueda en internet para

aprender más sobre la enfermedad. Imagínate que has sido diagnosticado con esta condición. Escribe acerca de cómo tu vida se vería afectada y cómo te sientes acerca de eso. Como proveedor de cuidado de la salud, ¿crees que es importante tener en cuenta la totalidad del individuo en lugar de tratar sólo la enfermedad? Explica tu respuesta en tu cuaderno. ● Visita el sitio web de la Sociedad Americana del Cáncer en http://www.cancer.org para apren-

der más sobre el cáncer de pulmón. Basándote en tu investigación y empleando tus propias palabras, describe el cáncer de pulmón basado en tu investigación y en la lista de posibles causas. Discute dos maneras de prevenir el cáncer de pulmón. ● Elije una de las estructuras del sistema respiratorio. Con tus propias palabras, describe breve-

mente la estructura y explica su importancia en este sistema.

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CAPÍTULO 17 El sistema respiratorio

ESTUDIO DE CASO María, una niña de seis años de edad, es admitida en la sala de emergencias porque presenta dificultad para respirar, silbido en su respiración al exhalar e inhalar, y tos. Ella ha tenido ataques recurrentes con dificultad para respirar desde que tenía alrededor de ocho meses de edad. Justo antes del ataque, María había estado ayudando a su vecino hacer un muñeco de nieve.

Preguntas 1. ¿Qué tipo de ataque crees que experimenta María? 2. ¿Cuáles son algunos de los factores que disparan estos ataques? 3. ¿Qué pudo haber causado los síntomas asociados con el ataque que María sufrió? 4. Por lo general, ¿cómo se trata este problema? 5. ¿Cuál será el resultado probable a largo plazo en los niños que sufren de esta condición?

Conexión con StudyWARE ™ Contesta un cuestionario o practica uno de los juegos interactivos para que refuerces el contenido de este capítulo en tu CD-ROM de StudyWARE™.

E JE R CICIO DE L A B O R ATORIO:

EL SISTEMA RESPIRATORIO

Materiales necesarios: Un kit de disección, el feto de un cerdo, y una charola de disección. 1. Saca el feto de cerdo de su área de almacenamiento. Ya has realizado el corte en el cuello cuando hiciste la práctica de laboratorio sobre el sistema endocrino. Vamos a comenzar a partir de esta área. Encuentra la laringe que dejaste expuesta anteriormente y ahora ubica su conexión con la tráquea. Consulta la disección del feto de cerdo en la Figura

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16-16 del capítulo 16. Con las tijeras haz un corte desde la parte superior del esternón hasta el músculo del diafragma; corte número 4 en la Figura 17-11. Esto abrirá la cavidad torácica y expondrá el corazón y los pulmones. Remueve con cuidado el corazón usando las tijeras y y las pinzas, ten cuidado de no cortar la tráquea pues necesitas exponer la tráquea debajo del corazón.

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CAPÍTULO 17 El sistema respiratorio

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EL SISTEMA RESPIRATORIO (Continuación)

2

4

3

Ab r tur Abe ura a ur uroge genit nital al

Cordón umbilical

© Delmar/Cengage Learning

5

FIGURA 17-11. Esquema que ilustra la guía de incisiones en el feto de un cerdo. El corte número 4 expondrá la

cavidad torácica. 2. Una vez que el corazón y sus vasos sanguíneos correspondientes se eliminan, sigue hacia abajo hasta la tráquea donde se ramifica en los bronquios principales derecho e izquierdo. Remueve el tejido de la tráquea, teniendo cuidado de no cortar cualquier tejido pulmonar hasta que veas cómo las

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ramas bronquiales llegan a los pulmones. Revisa todas las partes del sistema respiratorio que se puedan observar en la cavidad torácica. Ya habíamos observado la nasofaringe, la orofaringe y la epiglotis cuando hicimos la disección del sistema digestivo. Observa estas estructuras una vez más.

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El sistema urinario OBJETIVOS DEL CAPÍTULO Después de estudiar este capítulo, deberás ser capaz de: 1. Definir las funciones del sistema urinario. 2. Nombrar cuáles son las capas externas del riñón. 3. Definir cuáles son las siguientes partes internas del riñón: corteza, médula, pirámides medulares, papilas renales, columnas renales, y los cálices mayores y menores. 4. Nombrar cuáles son las partes de una nefrona y describir el flujo de orina a través de los túbulos renales. 5. Enlistar las funciones de las nefronas. 6. Explicar cómo fluye la orina por los uréteres. 7. Describir qué es la micción y el papel que juegan los receptores de estiramiento en la vejiga. 8. Comparar las diferencias en longitud y en el curso que siguen la uretra masculina y la uretra femenina. 9. Nombrar cuáles son los componentes normales de la orina.

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C O N C E P T O S C L AV E Arteria renal derecha Arteria renal izquierda Arterias arcuatas Arterias interlobares Arteriola eferente Arteriola aferente Asa de Henle Cálices mayores Cálices menores Capilares peritubulares Cápsula adiposa Cápsula glomerular de Bowman Cápsula renal Columnas renales Conductos papilares Corpúsculo renal Corteza Ducto colector

Eritropoyetina Esfínter urinario externo Esfínter urinario interno Fascia renal Glomérulo Hilio Médula Membrana endotelialcapsular Micción Músculo detrusor Nefronas Orina Papilas renales Parénquima Pelvis renal Pirámides renales Plexo renal Podocitos Porción ascendente del asa de Henle

Porción descendente del asa de Henle Reflejo miccional Renina Riñones Seno renal Sistema urinario Trígono Túbulo contorneado distal Túbulo contorneado proximal Túbulo renal Uréteres Uretra Vejiga urinaria Vena renal derecha Vena renal izquierda Venas arcuatas Venas interlobares

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CAPÍTULO 18 El sistema urinario

INTRODUCCIÓN A medida que el cuerpo metaboliza los alimentos y diversos nutrientes que se ingieren a través del tracto digestivo, las células del cuerpo producen desechos metabólicos en forma de dióxido de carbono, calor y agua. La degradación de las proteínas en aminoácidos y el metabolismo subsecuente de los aminoácidos, genera residuos nitrogenados como el amoniaco. El amoniaco, que es perjudicial para el cuerpo, es convertido por las enzimas del hígado en urea, que es menos dañina. Además, el cuerpo acumula un exceso de iones de sodio, cloro, potasio, hidrógeno, sulfato y fosfato que deben ser desechados. La función del sistema urinario es mantener un equilibrio de estos iones y eliminar el exceso de los mis-

mos que se acumulan en la sangre. Este sistema ayuda a mantener el cuerpo en homeostasis mediante la eliminación y la restauración de cantidades selectas de solutos y agua en la sangre. Ver los Mapas Conceptuales 18-1 y 18-2: El sistema urinario. El sistema urinario consta de dos riñones, dos uréteres, la vejiga urinaria y la uretra (Figura 18-1). Los riñones regulan la composición y el volumen de la sangre, y eliminan los desechos de la sangre en forma de orina. La orina se compone de urea, que es un desecho metabólico, y también de exceso de agua, iones, y los desechos tóxicos que se han consumido con los alimentos. La orina es excretada de los riñones a través de los uréteres; posteriormente, ésta se almacena en la vejiga urinaria hasta que es expulsada del cuerpo a través de la uretra.

Sistema urinario

tiene una

realiza

Estructura específica

Funciones específicas

permite

que incluye

Uretra

Vejiga urinaria

la orina fluye hacia

incluyen

Uréteres

la orina fluye hacia la orina fluye hacia

Pelvis renal

Cálices mayores

la orina fluye hacia

Riñones

Formación Almacenamiento Eliminación de orina de orina de orina

contienen para remover

Cálices menores

la orina fluye hacia

Ductos recolectores

la orina fluye hacia

Desechos y sustancias extrañas Nefronas

conducen a

por

Filtración glomerular

Reabsorción tubular

Secreción tubular

MAPA CONCEPTUAL 18-1. El sistema urinario.

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CAPÍTULO 18 El sistema urinario

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Sistema urinario

tiene una

Estructura específica

realiza

Funciones específicas

permite

que incluye Ver Mapa Conceptual 18-1

Riñones

contienen

Nefronas

tienen

Túbulo contorneado proximal, asa de Henle, y túbulo contorneado distal

Túbulo renal

Componente vascular

incluye

incluye

Cápsula glomerular

conectada a movimiento de sustancias

Capilares Capilares peritubulares glomerulares

Filtración glomerular

Reabsorción tubular

Secreción tubular

conectados a drenados por funcionan en funcionan en

MAPA CONCEPTUAL 18-2. El sistema urinario.

Los riñones son órganos muy eficaces y cruciales en el mantenimiento de la homeostasis del cuerpo. Una persona puede funcionar bien con un solo riñón, como se observa en los casos de donaciones de riñón entre miem-

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bros de una misma familia. De hecho, siempre y cuando al menos un tercio del riñón sea funcional, la persona puede sobrevivir. Sin embargo, si se presenta insuficiencia renal, sin el tratamiento médico a través de diálisis renal, la

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CAPÍTULO 18 El sistema urinario

Vena cava inferior

Glándula adrenal Arteria renal Vena renal Riñón Aorta Uréter Hilio

Recto (corte) Útero

Uretra

© Delmar/Cengage Learning

Vejiga urinaria

FIGURA 18-1. Los órganos del sistema urinario femenino.

muerte es inevitable. Otros sistemas del cuerpo también participan en la excreción de residuos, como el sistema respiratorio, que excreta dióxido de carbono y vapor de agua. El sistema tegumentario también excreta desechos disueltos mediante la transpiración (por ejemplo, urea). Asimismo, el sistema digestivo excreta materiales no digeribles, como la fibra vegetal y algunas bacterias.

FUNCIONES DEL SISTEMA URINARIO La función principal de este sistema es mantener la homeostasis, en lo que respecta a la composición y el volumen de la sangre y demás fluidos corporales. Este proceso es controlado por los riñones, que realizan varias funciones: ● Excreción: Los riñones filtran grandes cantidades de líquido desde la sangre. Son los principales órga-

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nos excretores del cuerpo, ya que eliminan desechos nitrogenados, drogas, fármacos y toxinas del cuerpo. Aunque la piel, el hígado, los intestinos y los pulmones también eliminan residuos, estos órganos no pueden compensar el funcionamiento de los riñones si éstos fallan. Además, los riñones pueden reabsorber sustancias necesarias y devolverlas a la sangre. ● Mantener el volumen y la concentración sanguínea: Los riñones controlan el volumen sanguíneo mediante la regulación y mantenimiento adecuado del equilibrio entre sales y agua en la sangre. Los riñones regulan el volumen de orina producida y también regulan la concentración de iones en los fluidos corporales y sangre. Por lo tanto, el equilibrio de sodio, cloro, potasio, calcio, y iones fosfato se mantiene.

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CAPÍTULO 18 El sistema urinario ● Regulación del pH: Los riñones controlan el equi-

librio de los iones de hidrógeno en la sangre junto con amortiguadores de pH presentes en la sangre y en el sistema respiratorio. Esto regula y mantiene el pH apropiado en el cuerpo. ● Presión arterial: Los riñones producen la enzima

renina, que ayuda a ajustar la presión de filtrado.

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una capa delgada de tejido conectivo fibroso y funciona como anclaje de los riñones a sus estructuras circundantes y a la pared abdominal.

LA ANATOMÍA INTERNA DE LOS RIÑONES

● Concentración de eritrocitos: Los riñones producen

eritropoyetina, una hormona que estimula la producción de glóbulos rojos en la médula ósea roja. Por lo tanto, los riñones ayudan a regular la concentración de eritrocitos en la sangre en casos de hipoxia crónica (insuficiencia de oxígeno en las células de los tejidos). ● Producción de vitamina D: Los riñones convierten

a la vitamina D a su forma activa (calciferol). La vitamina D es importante para el desarrollo normal de los huesos y de los dientes. También ayuda a controlar el metabolismo del calcio y del fósforo. Los riñones participan junto con el hígado y la piel en la síntesis de vitamina D.

LA ANATOMÍA EXTERNA DE LOS RIÑONES Los riñones son dos órganos pareados, de color rojizo y se asemejan en su forma a un frijol. Son del tamaño de un puño cerrado y se ubican justo por encima de la cintura, entre el peritoneo parietal y la pared posterior del abdomen. A la localización de los riñones también se le conoce como retroperitoneal. El riñón derecho se encuentra ligeramente más abajo que el izquierdo, debido a la gran superficie que ocupa el hígado (Figura 18-1). El riñón adulto promedio mide alrededor de 11.25 cm (4 pulgadas) de largo, 5.0 a 7.5 cm (3-2 pulgadas) de ancho y 2.5 cm (1 pulgada) de espesor. Cerca del centro de la frontera cóncava del riñón existe una muesca llamada hilio, a través de la cual sale un uréter de cada riñón. Los vasos sanguíneos, nervios y vasos linfáticos también entran y salen de los riñones a través del hilio. El hilio es la entrada a una cavidad en el riñón llamada seno renal, compuesta por tejido conjuntivo y grasa. Alrededor de cada riñón, hay tres capas de tejido. La capa interna se denomina la cápsula renal, y se trata de una membrana suave, transparente y fibrosa, compuesta por tejido conjuntivo. Se conecta desde el hilio con la capa exterior que cubre al uréter. La cápsula renal funciona como una barrera contra infecciones y trauma físico al riñón. La segunda capa, localizada en la parte superior de la cápsula renal, es la cápsula de tejido adiposo. Se trata de una masa de tejido graso que protege a los riñones de golpes, y también sostiene firmemente el riñón en su lugar en la cavidad abdominal. La capa más externa es la fascia renal, que también consiste en

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El corte frontal de un riñón revela una zona externa llamada corteza y una zona interna conocida como médula (Figura 18-2). En un riñón recién disectado, la corteza es de color rojizo mientras que la médula es de color marrón rojizo. Dentro de la médula, se encuentran las que son de ocho a 18 estructuras triangulares estriadas llamadas pirámides renales. El aspecto estriado de las pirámides es causa de la agregación de los túbulos rectos y de vasos sanguíneos. Las bases de estas estructuras están orientadas hacia la corteza del riñón, mientras que las puntas, denominadas papilas renales, apuntan hacia el centro del riñón. La corteza del riñón es un área texturizada suave, que se extiende desde la cápsula renal hasta las bases de las pirámides renales. También se extiende hasta los espacios que hay entre las pirámides. La sustancia cortical que hay entre las pirámides renales se denomina columnas renales. En conjunto, la corteza y las pirámides renales constituyen el parénquima del riñón. Estructuralmente, el parénquima se compone de millones de túbulos colectores microscópicos llamados nefronas. Las nefronas son las unidades funcionales del riñón, pues regulan la composición y el volumen de la sangre y forman la orina. La punta de cada pirámide renal está rodeada por estructuras en forma de embudo llamadas cálices menores, y hay alrededor de 8-18 de estas estructuras. Cada cáliz menor colecta la orina que viene de los conductos de las pirámides. Los cálices menores se unen para formar los cálices mayores. En el riñón, hay dos o tres cálices mayores, que se unen para formar un embudo de recolección llamado pelvis renal, que se encuentra en el seno renal; la pelvis renal se va estrechando para formar el uréter. Por lo tanto, la orina drena desde las puntas de las pirámides renales a los cálices y se acumula en la pelvis renal, para luego salir del riñón a través del uréter.

LA ANATOMÍA DE LAS NEFRONAS Las unidades funcionales del riñón son las nefronas. Hay dos tipos de nefronas: las nefronas yuxtamedulares que tienen asas de Henle que se extienden profundamente hacia la médula, y las nefronas corticales con asas de Henle que no se extienden a la médula. Básicamente, una nefrona es un túbulo renal microscópico con un componente vascular (los vasos sanguíneos circundantes), que funciona como un filtro (Figura 18-3). La nefrona comienza como un globo de doble pared lla-

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CAPÍTULO 18 El sistema urinario

Pirámide renal

Columna renal Cálices menores

Papila renal

Cálices mayores

Fascia renal Pelvis renal

Cápsula adiposa

Uréter

Corteza

Médula

© Delmar/Cengage Learning

Cápsula renal (retraída)

Cáliz menor

FIGURA 18-2. La anatomía interna de un riñón.

mada cápsula glomerular de Bowman, que se encuentra en la corteza del riñón. La capa más interna de la cápsula de Bowman se conoce como la capa visceral y está formada por células epiteliales llamadas podocitos. La capa visceral de podocitos rodea una red de capilares, llamada glomérulo. La capa externa de la cápsula de Bowman se conoce como la capa parietal. La capa interna visceral se separa de la capa externa parietal por espacios de recolección. En conjunto, la cápsula glomerular de Bowman y el glomérulo encapsulado forman lo que se denomina corpúsculo renal. La capa visceral de la cápsula de Bowman y la red endotelial- capilar del glomérulo forma la membrana endotelialcapsular, que es el sitio done ocurre la filtración de agua y los solutos desde la sangre; el líquido filtrado se mueve enseguida hacia el túbulo renal. La cápsula de Bowman se abre hacia la primera parte del túbulo renal, que se denomina túbulo contorneado proximal y se encuentra localizado en la corteza. La siguiente

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sección del túbulo se llama porción descendente del asa de Henle, que se estrecha en diámetro a medida que se sumerge hacia la médula del riñón. Este túbulo se dobla en una estructura en forma de U, que se conoce como el asa de Henle. A medida que el túbulo se endereza, aumenta de diámetro y asciende hacia la corteza del riñón. Aquí, se denomina porción ascendente del asa de Henle. En la corteza, el túbulo se vuelve a convolucionar y se denomina túbulo contorneado distal. El túbulo contorneado distal termina en la fusión de su extremo con los ductos colectores, que son túbulos rectos y grandes. En la médula, los ductos colectores se comunican con los túbulos distales de otras nefronas. Los ductos colectores ahora pasan a través de las pirámides renales y se abren hacia los cálices de la pelvis, por una serie de conductos papilares, que a su vez vacían la orina hacia la pelvis renal. Para facilitar la filtración, la mayor parte de la porción descendente del asa de Henle tiene paredes delga-

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CAPÍTULO 18 El sistema urinario

Túbulo contorneado proximal

Túbulo contorneado distal

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Ducto recolector

Arteriola eferente

Arteriola aferente

Cápsula glomerular Glomérulo

Arteria interlobular Asa descendente

Corteza Médula

Asa ascendente

Vena interlobular

Asa de henle

Hacia el cáliz menor

© Delmar/Cengage Learning

Capilares peritubulares

FIGURA 18-3. La anatomía de una nefrona, la unidad funcional de un riñón.

das de epitelio escamoso simple, mientras que el resto de la nefrona y el ducto colector está compuesto de epitelio cúbico simple. El túbulo proximal, el asa ascendente de Henle, y los ductos colectores transportan moléculas e iones a través de la pared de la nefrona. La porción descendente de Henle es muy permeable al agua y a los solutos (Figura 18-4).

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SUMINISTRO DE SANGRE Y DE NERVIOS A LAS NEFRONAS Las nefronas son las principales responsables de la eliminación de los desechos de la sangre, de la regulación de electrolitos (los componentes ácidos o alcalinos de la

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CAPÍTULO 18 El sistema urinario

Túbulo contorneado proximal

Glomérulo

Túbulo contorneado distal

Cámara de Bowman

H2O

Corteza H 2O

H2O

Cl− Na+ Cl− Na+ Cl− Na+

Médula externa Porción descendente

Ducto recolector

Porción ascendente

NaCl H2O NaCl

H2O Urea Urea

NaCl Urea

Asa de Henle

H2O

Orina

© Delmar/Cengage Learning

Médula interna

H2O

FIGURA 18-4. El flujo de materiales de la sangre filtrada en los riñones.

sangre) y el contenido líquido en la misma. Por lo tanto, deben estar suministradas abundantemente con vasos sanguíneos. Las arterias renales derecha e izquierda (Figura 18-1) transportan un cuarto del producto total del bombeo cardiaco directamente a los riñones. Alrededor de 1200 ml de sangre pasan por minuto a través de los riñones, por lo tanto esta cantidad de sangre es filtrada de residuos aproximadamente 60 veces al día. Inmediatamente después de entrar al riñón por el hilio, la arteria renal se divide en varias ramas que inervan el parénquima del riñón entre las pirámides renales. Las ramas sanguíneas que se localizan entre las columnas renales se llaman arterias interlobulares (Figura 18-5). En la base de las pirámides, las arterias interlobulares se arquean entre la corteza y la médula, y se denominan arterias arcuatas. Las ramas de las arterias arcuatas generan una serie de arterias interlobulares (Figura 18-3) que entran por la corteza y se dividen en arteriolas aferentes. Cada arteriola aferente lleva sangre desde la arteria renal hacia la cápsula de Bowman, y se divide en una intrincada red capilar conocida como glomérulo.

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A continuación, los capilares glomerulares se juntan para formar la arteriola eferente, que lleva la sangre fuera de la cápsula glomerular. Cada arteriola eferente se divide para formar una red de capilares llamada capilares peritubulares, los cuales rodean a los túbulos convolucionados de la nefrona. Finalmente, los capilares peritubulares se unen para formar la vena interlobular. La sangre filtrada desemboca en la vena arcuata en la base de la pirámide y viaja por las venas interlobulares entre las pirámides de las columnas renales. Las venas interlobares se unen a la venas renales izquierda y derecha, que abandonan el riñón derecho e izquierdo por el hilio. Los nervios que inervan a los riñones proceden del plexo renal del sistema nervioso autónomo. Las neuronas simpáticas, que utilizan noradrenalina, inervan a los vasos sanguíneos de los riñones. La estimulación nerviosa provoca la constricción de las arterias, lo que resulta en una disminución en el flujo sanguíneo y en la formación del filtrado. Por lo tanto, hay una disminución en la formación de orina. La producción en volumen de

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CAPÍTULO 18 El sistema urinario

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FISIOLOGÍA DE LAS NEFRONAS Arterias interlobulares

Arteriola aferente

Arterias arcuatas

Arteria renal

Arterias interlobares

Capilares glomerulares

Arteriola eferente

Venas interlobares Venas arcuatas Capilares Venas peritubulares interlobulares

© Delmar/Cengage Learning

Vena renal

FIGURA 18-5. Flujo sanguíneo a través del riñón

la orina aumenta en respuesta a una disminución en la inervación simpática de las arterias renales. El trauma físico o la actividad física intensa provoca un aumento en la estimulación simpática, lo que resulta en bajos niveles de producción de orina.

Las nefronas llevan a cabo una serie de funciones importantes. Controlan la concentración y el volumen sanguíneo mediante la eliminación de cantidades selectas de agua y de solutos, ayudan a regular el pH y a eliminar los desechos tóxicos de la sangre, además de que estimulan la producción de glóbulos rojos en la médula ósea roja al producir la hormona eritropoyetina. Los materiales eliminados de manera colectiva se denominan orina. La orina se forma a partir de tres procesos que ocurren en las nefronas: la filtración glomerular, la reabsorción tubular y la secreción tubular (Figura 18-6). En la filtración glomerular, el glomérulo filtra agua y algunas sustancias disueltas en el plasma sanguíneo. El proceso de filtrado glomerular incrementa la presión arterial, lo que obliga al líquido a filtrarse desde la sangre. Las sustancias disueltas incluyen iones con carga positiva como sodio, potasio, calcio y magnesio; iones con carga negativa como cloruro, bicarbonato, sulfato y fosfato, además de glucosa, urea y ácido úrico. Este filtrado se compone principalmente de agua y de algunos componentes del plasma sanguíneo. Las proteínas de gran tamaño no son filtradas. Ambos riñones filtran alrededor de 45 litros del plasma de la sangre por día. Sin embargo, sólo una pequeña porción del filtrado glomerular abandona los riñones en forma de orina. La mayor parte del líquido se reabsorbe en los túbulos renales para reentrar al plasma sanguíneo.

Cápsula de Bowman

Glomérulo

Reabsorción a la sangre Filtración

Arteriola aferente Túbulo renal Capa visceral de podocitos (interna)

Capa parietal (externa)

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Secreción de la sangre

Arteriola eferente

FIGURA 18-6. Las funciones principales de las nefronas: filtración, reabsorción y secreción.

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CAPÍTULO 18 El sistema urinario

El proceso de reabsorción tubular transporta sustancias fuera del líquido tubular y de nuevo hacia la sangre de los capilares peritubulares. Parte de esta reabsorción ocurre a lo largo del túbulo renal, pero principalmente ocurre en el túbulo convolucionado proximal. El transporte activo se encarga de reabsorber glucosa, mientras que la ósmosis reabsorbe agua rápidamente. El transporte activo también reabsorbe aminoácidos, creatina, ácido láctico, ácido úrico, ácido cítrico, ácido ascórbico e iones de fosfato de calcio, sulfato, sodio, y de potasio. Los iones cloro y otros iones con carga negativa son reabsorbidos por la atracción electrostática. La porción descendente del asa de Henle reabsorbe agua por ósmosis, mientras que la porción ascendente reabsorbe sodio, potasio y iones cloro mediante transporte activo. El túbulo convolucionado distal reabsorbe iones de sodio por transporte activo y agua por ósmosis; los ductos colectores de las nefronas también reabsorben agua por ósmosis. Cerca del 95% del agua se reabsorbe hacia el torrente sanguíneo. Hormonas tales como la vasopresina y la aldosterona, son esenciales para ayudar a controlar este proceso. En la secreción tubular, las sustancias se mueven desde el plasma en los capilares peritubulares hacia el líquido en el túbulo renal. La cantidad de una determinada sustancia excretada en la orina puede llegar a exceder la concentración inicialmente filtrada desde el plasma

ALERTA SANITARIA

sanguíneo por el glomérulo. El túbulo contorneado proximal transporta activamente creatinina, histamina y fármacos como la penicilina hacia el líquido tubular. El túbulo renal completo bombea iones de hidrógeno (H+) activamente, lo que ayuda a regular el pH de los líquidos corporales. El túbulo contorneado distal y el ducto colector segregan iones de potasio (K+). La orina se compone de agua y de solutos que los riñones eliminan o retienen en el cuerpo para mantener la homeostasis. La composición de la orina es de aproximadamente 95% de agua con urea, ácido úrico, algunos aminoácidos y electrolitos. La producción diaria de orina va de 0.6 a 2.5 litros por día, lo que depende de la ingesta de líquidos, la temperatura y humedad ambiental, la frecuencia respiratoria, la temperatura corporal, y las condiciones emocionales. La producción de 56 ml de orina por hora se considera normal y menos de 30 ml por hora puede indicar insuficiencia renal.

Conexión con StudyWARE ™ Observa la animación sobre la formación de la orina en tu CD-ROM de StudyWARE ™.

PREVENCIÓN CONTRA INFECCIONES DEL TRACTO URINARIO

Las infecciones del tracto urinario, conocidas como ITU, son más comunes en mujeres que en hombres. La bacteria Escherichia coli es una bacteria comensalista que es parte de nuestra flora intestinal normal, y es un componente necesario del sistema digestivo. E. coli será inofensiva siempre y cuando permanezca en el intestino. Sin embargo, si se transfiere desde el área del ano a la uretra, puede ocurrir una infección del sistema urinario. La distancia entre la abertura del ano y de la uretra es más estrecha en mujeres que en hombres, y dado que la uretra también es más corta, las bacterias pueden entrar fácilmente hacia la vejiga urinaria, crecer y reproducirse, causando mucho dolor y molestias. Hay varias maneras de prevenir las infecciones urinarias. Beber 3-4 litros de líquido al día, además de ayudar a prevenir los cálculos renales, promueve orinar cada dos a tres horas. Esto elimina a las bacterias invasoras y la acumulación de orina que se necesita para el crecimiento de las mismas. Además, el consumo de jugo de arándano y comer arándanos ayuda a disminuir cualquier crecimiento bacteriano en la vejiga. Una buena higiene personal es esencial para prevenir la infección bacteriana del aparato urinario desde la zona anal. Se debe enseñar a las mujeres a limpiarse y lavarse del frente hacia atrás. Es muy importante también lavarse muy bien las manos con agua y jabón después de usar el baño. Orinar con frecuencia limpia el sistema urinario y ayuda a retardar el crecimiento de las bacterias. Así, tanto hombres como mujeres deben estar conscientes de la necesidad de la ingesta de líquidos y de una buena higiene para evitar infecciones del tracto urinario.

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CAPÍTULO 18 El sistema urinario

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Riñón

Epitelio transitivo

Uréter

Epitelio transitivo Tejido conectivo Capa muscular Adventicia de tejido conectivo

Peritoneo

Epitelio transitivo Tejido conectivo Capa muscular Adventicia de tejido conectivo

Vejiga urinaria Apertura del uréter

© Delmar/Cengage Learning

Apertura de la uretra

FIGURA 18-7. Los dos uréteres y la vejiga urinaria en las mujeres.

LOS URÉTERES: ANATOMÍA Y FUNCIÓN El cuerpo tiene dos uréteres que descienden de manera individual desde cada riñón; cada uréter es básicamente una extensión de la pelvis del riñón y se extiende de 25 a 30 cm (10 a 12 pulgadas) hasta la vejiga urinaria (Figura 18-7). Cada uno comienza como un embudo de pelvis renal y desciende de manera paralela a cada lado de la columna vertebral hasta la vejiga, donde se conectan por la parte posterior de la misma.

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La función principal de los uréteres es transportar la orina desde la pelvis renal hasta la vejiga urinaria. Los uréteres están revestidos con una capa de mucosa compuesta por epitelio de transición que es flexible, y una capa de tejido conectivo que une al epitelio con una capa de músculo liso. La orina se lleva a través de los uréteres principalmente por las contracciones peristálticas del músculo liso en las paredes de los uréteres, pero la gravedad y la presión hidrostática contribuyen también. La capa más externa del uréter se compone de una capa de tejido conectivo llamada adventicia. Las ondas peristálticas pasan desde el riñón hasta la vejiga urinaria, variando

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CAPÍTULO 18 El sistema urinario

desde una hasta cinco ondas por minuto, dependiendo de la cantidad de orina formada. El consumo excesivo de líquidos ocasionará mayor formación de orina por unidad de tiempo.

LA VEJIGA URINARIA Y EL REFLEJO DE MICCIÓN La vejiga urinaria es un órgano muscular con lumen situado en la cavidad pélvica, y posterior a la sínfisis del pubis. Consta de las mismas capas de tejido que componen a los uréteres. Es un órgano móvil, que se mantiene en posición por los pliegues del peritoneo (Figura 18-7). Cuando la vejiga está vacía, se asemeja a un globo desinflado, y cuando se llena ligeramente, adopta una forma esférica. A medida que aumenta el volumen de orina, la vejiga toma forma de pera y asciende en la cavidad abdominal. El interior de la vejiga tiene tres aberturas, las dos que desembocan hacia los dos uréteres, y la abertura única de la uretra, por donde se drena la vejiga. La vejiga tiene una región triangular lisa rodeada por estas aberturas que se llama trígono (Figura 18-8). Las infecciones de la vejiga tienden a desarrollarse en esta región. La pared de la vejiga contiene tres capas de músculo liso que se conocen colectivamente como músculo detrusor. En la unión entre la vejiga urinaria y la uretra, el músculo liso de la pared de la vejiga constituye el esfínter urinario interno, el cual está bajo control involuntario.

Músculo detrusor en la pared de la vejiga Uréter

Trígono

Esfínter uretral interno

Uretra

FIGURA 18-8. La anatomía de la vejiga urinaria masculina.

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Glándula prostática

Esfínter uretral externo

Conexión con StudyWARE ™ Practica un juego interactivo interactivo, relacionando las estructuras del aparato urinario en tu CD-ROM de StudyWARE™.

LA URETRA: POSICIONES EN HOMBRES Y EN MUJERES

Aperturas de los uréteres hacia la vejiga

Apertura hacia la uretra

La orina es expulsada de la vejiga en un proceso conocido como micción, o comúnmente referido como orinar o vaciar. La respuesta urinaria se debe a la combinación de impulsos de los nervios involuntario y voluntario. La capacidad media de la vejiga es de aproximadamente 500 ml. Cuando la cantidad de orina llega a 200-400 ml, los receptores de estiramiento presentes en la pared de la vejiga transmiten impulsos nerviosos a la parte inferior de la médula espinal. Estos impulsos inician un deseo consciente de expulsar la orina y activan un reflejo inconsciente, llamado el reflejo de micción. Durante la micción, el músculo detrusor de la vejiga se contrae al igual que los músculos del suelo pélvico y de la pared abdominal. El esfínter urinario externo, formado por el músculo esquelético que rodea la uretra y la vejiga, debe relajarse. La orina sale de la vejiga y se mueve a través de la uretra hacia el exterior.

La uretra es un pequeño tubo de paredes delgadas, que va desde el piso de la vejiga hacia el exterior del cuerpo. La uretra transporta la orina por peristaltismo y su posición entre los dos sexos es ligeramente diferente, al igual que su función. En las mujeres, la uretra se encuentra directamente detrás de la sínfisis del pubis en una posición anterior a la pared de la vagina, justo por encima de la apertura vaginal. Su longitud es de unos 3.8 cm (1.5 pulgadas) y se abre hacia el exterior por el orificio de la uretra. El orificio de la uretra se localiza entre el clítoris y la apertura vaginal. En los varones, la uretra mide 20 cm (8 pulgadas) de largo y se encuentra posicionada directamente debajo de la vejiga, pasando verticalmente a través de la glándula prostática. A continuación, pasa a través del diafragma urogenital y entra al pene. En la punta del pene, se abre en el orificio uretral. En el hombre, la uretra tiene una doble función, pues forma parte tanto del sistema urinario como del reproductor. Por un lado, se encarga de llevar la orina fuera del cuerpo, y por otro, funciona como un conducto para el semen.

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CAPÍTULO 18 El sistema urinario

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

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TRASTORNOS DEL SISTEMA URINARIO

CÁLCULOS RENALES Las piedras en los riñones, también conocidas como cálculos renales, se componen de precipitados de ácido úrico, magnesio, calcio o fosfato, o de oxalato de calcio. Se pueden formar en la pelvis renal o en los conductos colectores. Cuando una piedra pasa a través del uréter, puede ser muy doloroso y ocasionar náuseas intensas. El dolor que genera una piedra irradia desde la zona de los riñones hacia el abdomen y la pelvis. La mayoría de los cálculos renales desaparecen por sí solos. Hoy en día, los más grandes son pulverizados por un proceso de ultrasonido llamado litotricia. El paciente es colocado en agua, y ondas de ultrasonido son centradas en las piedras del riñón. Al ser trituradas son fácilmente desechadas en la orina.

CISTITIS La cistitis es una inflamación de la vejiga urinaria, causada generalmente por una infección bacteriana. La infección causa la necesidad frecuente de orinar, acompañada de una sensación de ardor al hacerlo. Esta infección puede ser tratada con antibióticos. El tratamiento temprano evitará que las bacterias suban por los uréteres y causen uretritis y una posible infección renal.

GOTA La gota es una condición causada por altas concentraciones de ácido úrico en el plasma. Se creía que esta condición era causada por la ingesta de alimentos en exceso, pero también puede ser hereditaria. Los cristales de ácido úrico se depositan en las articulaciones de las manos y los pies, causando inflamación y mucho dolor. La gota se trata con medicamentos que inhiben la reabsorción de ácido úrico. El ácido úrico se forma a partir del metabolismo de ciertas bases nitrogenadas presentes en los ácidos nucleicos.

GLOMERULONEFRITIS La glomerulonefritis es la inflamación de los riñones causada por una infección bacteriana en la membrana de filtración dentro de la cápsula renal. Se puede desarrollar de manera aguda después de una faringitis estreptocócica o tras la infección de escarlatina. Si la condición es crónica, puede resultar en insuficiencia renal

INSUFICIENCIA RENAL La insuficiencia renal puede ser resultado de casi cualquier condición que interfiere con la función renal. Cuando la urea y otros metabolitos se acumulan en la sangre, se desarrolla acidosis metabólica que puede provocar la muerte en 1 a 2 semanas. Este tipo de insuficiencia renal aguda puede ser consecuencia de la glomerulonefritis aguda u obstrucción de los túbulos renales. La insuficiencia renal crónica es causada por el daño severo a las nefronas que no permite que se lleve a cabo la función renal normal. Esta condición puede ser causada por glomerulonefritis crónica, tumores, obstrucciones del tracto urinario, o la falta de suministro de sangre a los riñones causada por la arterioesclerosis. Los efectos tóxicos de la acumulación de desechos metabólicos puede resultar en entrar a un estado de coma y eventualmente la muerte. La insuficiencia renal puede ser tratada por un procedimiento llamado hemodiálisis. Una máquina de diálisis filtra la sangre extraída de una arteria y luego se regresa a una vena. En este procedimiento, la máquina funciona como un sustituto de los riñones para llevar a cabo las funciones de excreción. En la diálisis peritoneal, el peritoneo se utiliza como una membrana de difusión para corregir el desequilibrio de electrolitos o fluidos en la sangre, o para eliminar desechos, toxinas o fármacos que son normalmente filtrados por los riñones. Para esto, un catéter se sutura en el peritoneo y se conecta a un tubo de influjo y eflujo con solución de diálisis.

HEMATURIA La hematuria es la presencia de sangre en la orina, y se refiere específicamente a la detección de una gran cantidad de glóbulos rojos en la orina. Esta condición puede desarrollarse a partir de cálculos renales, o de infecciones bacterianas del tracto urinario. La inflamación de la vejiga, la uretra o la próstata también puede causar hematuria. (continúa)

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CAPÍTULO 18 El sistema urinario

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

TRASTORNOS DEL SISTEMA URINARIO (continuación)

OLIGURIA La oliguria es una condición en la cual se produce sólo una pequeña cantidad de orina, que equivale a menos de 500 ml por día. Esto genera una incapacidad para excretar productos de desecho de la sangre de manera eficaz. Puede ser causada por obstrucciones en el tracto urinario, lesiones en el riñón, o por el desequilibrio de electrolitos y fluidos corporales.

POLIURIA La poliuria es la producción de una cantidad excesiva de orina. Esto puede ser resultado tanto de la diabetes mellitus como de la diabetes insípida. También puede ocurrir por la ingesta excesiva de líquidos y el uso de diuréticos (fármacos que promueven la formación y la excreción de orina).

PIURIA La piuria es una condición en la que hay un número excesivo de células blancas de la sangre en la orina (pus). Indica una infección bacteriana del tracto urinario.

UREMIA La uremia es una condición en la cual hay una cantidad excesiva de orina (específicamente urea y residuos nitrogenados) en la sangre. También se conoce como azotemia, y es una condición tóxica producida por la insuficiencia renal que ocurre cuando los riñones no pueden eliminar la urea de la sangre.

ENFERMEDAD RENAL POLIQUÍSTICA (ERP) La enfermedad poliquística del riñón o ERP es una condición que causa el crecimiento anormal de los riñones y la presencia de numerosos quistes. Existen tres formas de esta enfermedad. La primera es la enfermedad congénita poliquística (ERP), la cual es resultado de un defecto congénito poco común en el cual, ya sea que ambos riñones o parte de uno no se desarrollan correctamente. Los resultados del desarrollo anormal conllevan a la muerte poco después del nacimiento. La segunda se denomina enfermedad poliquística de la infancia (ERP), y es una afección poco común que resulta en la muerte a muy temprana edad. Se desarrolla a partir de la insuficiencia renal y hepática, así como de la hipertensión portal (aumento de la presión venosa en la ruta de circulación de la vena hepática portal). La tercera se conoce como la enfermedad poliquística (ERP), que se caracteriza por la presencia de dolor de espalda baja y presión arterial alta. Los riñones eventualmente dejan de funcionar, lo que resulta en uremia y posteriormente la muerte. Esta condición puede ser adquirida o congénita y puede involucrar a uno o ambos riñones.

INCONTINENCIA URINARIA La incontinencia urinaria es una condición en la cual un individuo experimenta un flujo incontrolable y continuo de orina. Puede ser causada por trastornos neurológicos que no permiten al paciente darse cuenta de que la vejiga está llena, o por contracciones involuntarias del músculo detrusor de la vejiga como resultado de una cirugía (tal como en la extracción de la próstata), o por una enfermedad que afecta los nervios de la médula espinal que van hacia la vejiga.

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CAPÍTULO 18 El sistema urinario

ALERTA SANITARIA

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INFECCIONES URINARIAS (IU)

Las infecciones urinarias afectan una o más estructuras de las vías urinarias. Debido a la corta longitud de la uretra en las mujeres, son más comunes en las mujeres que en los hombres. La mayoría de las infecciones son causadas por bacterias gramnegativas como Escherichia coli y especies de Klebsiella, Pseudomonas, Proteus, o Enterobacter. Las bacterias pueden reproducirse en la vejiga, causando una infección del tracto urinario. En el momento en que una mujer orina y elimina las bacterias por la uretra, las bacterias ya podrían haber invadido la vejiga. La uretra de más longitud en los hombres dificulta a las bacterias llegar hasta a la vejiga. Los síntomas de una IU incluyen micción frecuente y sensación de ardor acompañada de dolor al orinar. En las infecciones graves, ciertas cantidades de pus y de sangre pueden ser visibles en la orina. En los hombres, las infecciones urinarias pueden no manifestar todos los síntomas. La prevención de las IU puede lograrse al aumentar la ingesta de líquidos, tener una buena higiene perineal, y orinar con frecuencia. Las IU se tratan con medicamentos antibacteriales y antisépticos.

CONFORME EL CUERPO ENVEJECE A medida que envejecemos, los riñones disminuyen de tamaño, de hecho, esta disminución comienza a partir de los 20. A esta edad, los riñones pesan unos 260 gramos; a los 80 años de edad, pesan unos 200 gramos. Esto se relaciona con la disminución progresiva del flujo sanguíneo que va hacia los riñones. Después de los 20 años de edad, ocurre una disminución del 10% en el flujo sanguíneo a los riñones, que va disminuyendo cada vez mas aproximadamente cada 10 años. Durante este tiempo, disminuye el número funcional de los glomérulos mientras que las arteriolas aferentes y eferentes que van hacia los glomérulos, se tuercen y se vuelven irregulares, por lo que se va inhibiendo el proceso de filtración normal de la sangre que ocurre en la cápsula de Bowman. De la misma manera, la capacidad del riñón para la absorción disminuye al igual que su capacidad de secretar diversas sustancias. A los 80 años de edad, casi la mitad de los glomérulos de los riñones han dejado de funcionar. Las enfermedades renales son también más comunes en adultos mayores, quienes son más propensos a desarrollar cálculos renales, infecciones del tracto urinario e inflamación de los riñones. La capacidad de los riñones para concentrar la orina disminuye con la edad, y con esto la sensación de sed, lo que conlleva a un mayor riesgo de sufrir deshidratación en los años dorados. Con el envejecimiento, los riñones tienen una capacidad reducida para eliminar la urea, ácido úrico, toxinas, y la creatinina de la sangre. Los adultos mayores también tienden a experimentar la necesidad frecuente de orinar durante la noche o de tener micción diurna excesiva, presentar sangre en la orina de manera ocasional, e incluso experimentar dolor al orinar. Estos cambios relacionados a la edad, junto con condiciones como diabetes y presión arterial alta, tienen un mayor efecto sobre el funcionamiento de los riñones en adultos mayores.

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CAPÍTULO 18 El sistema urinario

Campo

PROFESIONAL

Exi Existen diversas carreras a disposición de las personas con un interés especial en el sistema urinario. sist st ● U Urólogos: son médicos que se especializan en el estudio y en el tratamiento de los

trastornos de las vías urinarias de mujeres y hombres; también se especializan en el estudio del tracto genital masculino. ● Técnicos de diálisis: son profesionales de la salud que mantienen y operan los equipos de diálisis para el tratamiento de pacientes con diversos trastornos renales. ● Nefrólogos: son médicos que se especializan en el estudio del riñón y el tratamiento de sus trastornos y sus patologías. ● Técnicos de laboratorios médicos: son las personas que realizan los análisis bacteriológicos y exámenes microscópicos de sangre, líquidos y de tejidos del cuerpo bajo la supervisión de un médico o tecnólogo médico.

SISTEMAS CORPORALES TRABAJANDO JUNTOS PARA MANTENER LA HOMEOSTASIS: EL SISTEMA URINARIO Sistema tegumentario ● La piel y los riñones están involucrados en la producción de vitamina D. ● La piel es una barrera de protección y también es un sitio donde ocurre la pérdida de agua a través de la transpiración. ● El sistema urinario compensa la pérdida de agua causada por la transpiración. Sistema esquelético ● Las costillas inferiores proporcionan protección a los riñones. ● Los riñones como los huesos ayudan a mantener los niveles de calcio en la sangre. Sistema muscular ● Los músculos controlan la eliminación de la orina desde la vejiga durante la acción voluntaria de la micción. ● Las células musculares producen creatinina, que es un producto nitrogenado de desecho del metabolismo, y es excretada por los riñones. Sistema nervioso ● El sistema nervioso controla la producción de orina y la micción. Sistema endocrino ● La hormona antidiurética (ADH) y la aldosterona ayudan a regular la producción de orina, pues participan en la reabsorción renal de electrolitos y agua.

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Sistema cardiovascular ● El volumen de la sangre en el cuerpo es controlado

por el sistema urinario. ● La presión arterial controla la filtración glomerular. ● La sangre transporta nutrientes y oxígeno a los tejidos

urinarios y elimina los desechos producidos por éstos. Sistema linfático ● El riñón ayuda a mantener la composición y el volumen del líquido extracelular. ● Los vasos linfáticos ayudan a mantener la presión arterial mediante la devolución de la linfa al plasma en la sangre. ● Los linfocitos ayudan a proteger a las estructuras del sistema urinario de las infecciones y del desarrollo de cáncer. Sistema digestivo ● El hígado transforma el amoniaco (subproducto tóxico resultado del metabolismo de aminoácidos) en un producto menos dañino que es la urea, la cual es excretada por los riñones. ● Los riñones restauran los líquidos perdidos en el proceso digestivo. Sistema respiratorio ● Los pulmones y los riñones ayudan a mantener el pH adecuado del cuerpo. ● El sistema respiratorio proporciona el oxígeno necesario a las células de los riñones y elimina el dióxido de carbono para que funcionen de manera óptima. Sistema reproductivo ● La uretra masculina funciona tanto como un órgano para eliminar la orina desde la vejiga, como un tubo para transferir los espermatozoides hacia el exterior.

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CAPÍTULO 18 El sistema urinario ● Los riñones reponen el líquido perdido en las activi-

dades normales del sistema reproductivo.

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6. La capa más externa es la fascia renal, que ancla el riñón a la pared abdominal.

LA ANATOMÍA INTERNA DE LOS RIÑONES

RESUMEN INTRODUCCIÓN 1. El sistema urinario ayuda a mantener el cuerpo en homeostasis, mediante la eliminación y restauración de cantidades selectas de solutos y de agua en la sangre. 2. El sistema urinario consta de dos riñones, dos uréteres, la vejiga y la uretra. 3. Los riñones son los órganos principales de filtración y producen la orina. 4. La orina se compone de urea, exceso de agua, exceso de iones, y de desechos tóxicos que se han consumido en los alimentos.

FUNCIONES DEL SISTEMA URINARIO Los riñones realizan seis funciones diarias, mientras que filtran la sangre: 1. Excreción. Los riñones son los principales órganos excretores del cuerpo, y filtran grandes cantidades de líquido desde la sangre, incluyendo los desechos nitrogenados, drogas, fármacos y toxinas. 2. Mantener el volumen y la concentración sanguínea. Regulan el balance adecuado de agua y sales disueltas en la sangre, al mantener las concentraciones adecuadas de iones. 3. Regulación del pH. Los riñones controlan la concentración apropiada de iones hidrógeno de la sangre. 4. La presión arterial. Los riñones producen la enzima renina, que ayuda a mantener la presión arterial. 5. La concentración de eritrocitos. Los riñones también producen la hormona eritropoyetina, que estimula la producción de glóbulos rojos. 6. Producción de vitamina D. Los riñones convierten a la vitamina D en su forma activa (calciferol).

LA ANATOMÍA EXTERNA DE LOS RIÑONES 1. Los riñones están situados justo encima de la cintura, entre el peritoneo parietal y la pared posterior del abdomen. 2. El hilio es una muesca en el centro cóncavo de cada riñón, a través de la cual salen y entran cada uno de los uréteres, vasos sanguíneos, nervios y vasos linfáticos. 3. Hay tres capas de tejido alrededor de cada riñón. 4. La capa más interna es la cápsula renal, que actúa como una barrera contra infecciones y el trauma físico. 5. La segunda capa es la cápsula adiposa, una masa de tejido graso que protege los riñones de los golpes.

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1. El área exterior del riñón se llama corteza. 2. El área interior del riñón se llama médula. 3. Dentro de la médula, yacen estructuras triangulares estriadas que son llamadas pirámides renales. Las bases de las pirámides se orientan hacia la corteza, mientras que las puntas apuntan hacia el centro del riñón y se llaman papilas renales. 4. El material cortical se extiende entre las pirámides y se denomina columnas renales. 5. La corteza y las pirámides renales constituyen el parénquima del riñón, que se compone de millones de unidades funcionales microscópicas llamadas nefronas. 6. Las nefronas son las unidades funcionales de los riñones. 7. La punta de cada pirámide renal está rodeada por una estructura en forma de embudo llamada cáliz menor, que recoge la orina de los conductos. 8. Los cálices menores se unen para formar cálices más grandes. Los cálices mayores se unen para formar un embudo grande de recolección llamado pelvis renal, que se estrecha para formar el uréter.

LA ANATOMÍA DE LA NEFRONAS 1. Una nefrona es un túbulo renal microscópico, y sus componentes vasculares. 2. La nefrona comienza como un globo de pared doble, que se conoce como cápsula glomerular de Bowman. 3. La capa más interna de la cápsula es una capa visceral, compuesta por células llamadas podocitos. Los podocitos componen una capa de epitelio que rodea una red capilar llamada glomérulo. 4. La capa más externa de la cápsula se llama capa parietal. 5. El corpúsculo renal está formado por la cápsula glomerular de Bowman y el glomérulo capilar. 6. La capa visceral de la cápsula de Bowman y la red capilar del glomérulo, forman la membrana endotelial-capsular, que filtra agua y solutos de la sangre y los transporta hacia el túbulo renal. 7. La primera parte del túbulo renal se llama el túbulo contorneado proximal, que se encuentra en la corteza. 8. La siguiente región del túbulo se llama porción descendente del asa de Henle, que se estrecha a medida que se sumerge en la médula. El túbulo se dobla inmediatamente en forma de U, formando el asa de Henle. 9. A medida que el túbulo se endereza, aumenta de diámetro y asciende hacia la corteza, y forma la porción ascendente del asa Henle.

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CAPÍTULO 18 El sistema urinario

10. En la corteza, el túbulo renal vuelve a curvarse y se conoce como túbulo contorneado distal, el cual se fusiona con un ducto colector de mayor tamaño. 11. En la médula, los ductos colectores se comunican con los túbulos contorneados distales de varias nefronas. 12. Los ductos colectores ahora pasan a través de las pirámides renales y se abren hacia los cálices, a través de una serie de conductos papilares. Éstos vacían la orina en la pelvis renal.

LA SANGRE Y LOS NERVIOS EN LAS NEFRONAS 1. Las arterias renales derecha e izquierda transportan 1200 ml de sangre a los riñones por minuto. 2. Las arterias se ramifican y pasan entre las pirámides renales en las columnas renales como arterias interlobulares. En la base de las pirámides, se arquean y forman las arterias arcuatas, que se encuentran entre la corteza y la médula. 3. Las ramas de las arterias arcuatas se convierten en las arterias interlobulares, que se ramifican en arteriolas aferentes en la corteza. Las arteriolas aferentes a su vez se dividen para formar la red capilar llamada glomérulo. 4. Los capilares glomerulares se unen para formar la arteriola eferente, que sale de la cápsula del glomérulo. 5. Las arteriolas eferentes se dividen para formar capilares peritubulares, que rodean los túbulos convolucionados de la nefrona. 6. Los capilares peritubulares se unen para formar la vena interlobular, que se conecta con la vena arcuata en la base de cada pirámide. 7. Las venas arcuatas se conectan con las venas interlobares, que se encuentran entre las pirámides en las columnas renales. 8. Las venas interlobares se unen con las venas renales derecha e izquierda, que salen del riñón derecho e izquierdo por el hilio. 9. La inervación de los riñones ocurre a partir del plexo renal del sistema nervioso autónomo.

FISIOLOGÍA DE LAS NEFRONAS 1. Las tres funciones principales de las nefronas son controlar la concentración y el volumen de sangre mediante la eliminación y restauración de cantidades selectas de agua y de solutos; ayudar a regular el pH de la sangre y eliminar los desechos tóxicos de la sangre. 2. La orina se forma por la filtración glomerular, la reabsorción tubular y secreción tubular, las cuales ocurren en las nefronas. 3. La filtración glomerular remueve el agua y otros componentes disueltos en el plasma de la

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sangre, como sodio, potasio, calcio, magnesio e iones positivos, de iones negativos de cloro, bicarbonato, sulfato y fosfato, glucosa, urea y ácido úrico. El 99% del líquido se reabsorbe en los túbulos renales. 4. La reabsorción tubular transporta sustancias desde el líquido tubular hacia la sangre en los capilares peritubulares. El transporte activo reabsorbe la glucosa mientras que la ósmosis reabsorbe agua. El transporte activo también reabsorbe iones con carga positiva, aminoácidos, creatinina, ácido láctico, úrico, cítrico y ácido ascórbico. Los iones cargados negativamente son reabsorbidos por atracción electrostática. 5. La secreción tubular mueve sustancias como la penicilina y otros fármacos, la histamina, la creatinina, iones de hidrógeno e iones de potasio desde el plasma de los capilares peritubulares hacia el líquido del túbulo renal. 6. La orina consta de 95% agua con urea, ácido úrico, algunos aminoácidos y electrolitos.

LOS URÉTERES: ANATOMÍA Y FUNCIÓN 1. Cada uno de los dos uréteres comienza como una extensión de la pelvis renal en cada riñón, y se conecta a la vejiga urinaria. 2. La función de los uréteres es transportar la orina desde la pelvis renal hasta la vejiga urinaria. 3. La orina se mueve a partir de las contracciones peristálticas del músculo liso de las paredes de la vejiga; la gravedad y la presión hidrostática contribuyen también.

LA VEJIGA URINARIA Y EL REFLEJO DE LA MICCIÓN 1. La vejiga urinaria se mantiene en posición por los pliegues del peritoneo en la cavidad pélvica. 2. Las dos aberturas de los uréteres y la única abertura de la uretra esbozan en la vejiga una región triangular lisa llamada trígono. 3. La pared de la vejiga se compone de tres capas de músculo liso llamado músculo detrusor. 4. En la unión entre la vejiga urinaria y la uretra, se encuentra el esfínter urinario interno, que está bajo control involuntario. 5. La orina es expulsada de la vejiga por un acto conocido como micción. 6. El esfínter urinario externo es formado por músculo esquelético que rodea la uretra. Éste se relaja y la orina sale de la vejiga. 7. La vejiga puede contener de 700 a 800 ml de orina. Cuando llega a tener 200-400 ml de orina, los receptores de estiramiento en la pared de la vejiga transmiten los impulsos a la médula espinal

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CAPÍTULO 18 El sistema urinario

inferior, que inducen un deseo consciente de orinar y un reflejo inconsciente llamado el reflejo de micción.

LA POSICIÓN DE LA URETRA EN HOMBRES Y EN MUJERES 1. La uretra es un pequeño tubo de paredes delgadas, que se conecta al piso de la vejiga urinaria y conduce la orina hacia el exterior. 2. En las mujeres, la uretra se encuentra pegada a la pared de la vagina, justo por encima de la abertura vaginal. Mide 3,8 cm de largo y su abertura, llamada orificio uretral, está localizada entre el clítoris y la abertura vaginal. 3. En los varones, la uretra mide 20 cm de largo, y se coloca justo debajo de la vejiga, pasa a través de la glándula prostática y entra en el pene. La uretra termina en la punta del pene como el orificio de la uretra. En el hombre, la uretra no sólo transporta la orina, sino también transfiere el semen al exterior.

PREGUNTAS DE REPASO 1. Nombra los órganos del sistema urinario. 2. Explica cuáles son las seis funciones del sistema urinario. *3. ¿Qué otros sistemas del cuerpo realizan la excreción de desechos y qué sustancias excretan? *4. Explica cuál es la función de la filtración glomerular, de la reabsorción tubular y de la secreción tubular en la nefrona en el mantenimiento de la homeostasis. 5. Nombra tres funciones de las nefronas. *6. Explica qué es el reflejo de micción en términos de los cambios que ocurren en la vejiga urinaria. 7. Compara la longitud y la posición de la uretra entre hombres y mujeres. 8. Nombra las partes del túbulo renal de la nefrona. 9. Nombra tres componentes de la orina.

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4. La capa más interna del riñón se llama el ____________________, y consiste en una membrana de tejido conectivo fibroso que funciona como barrera contra las infecciones y contra el trauma físico al riñón. 5. La nefrona comienza como un globo de doble pared, llamado cápsula de ____________________. 6. En la médula, el túbulo renal se dobla en forma de U, dando lugar al asa de ____________________. 7. Los riñones producen una hormona que se llama ____________________, la cual estimula la hematopoyesis en la médula ósea roja. 8. La forma activa de la vitamina D se llama ____________________. 9. Los riñones producen una enzima llamada ____________________, que ayuda a regular la presión arterial. 10. Cuando los cristales de ácido úrico se depositan en las articulaciones de las manos y de los pies, se genera una enfermedad llamada ____________________.

RELACIONA LAS COLUMNAS Coloca el número más apropiado en el espacio proporcionado. _____Podocitos 1. Región del interior del riñón _____Corteza 2. Área de la vejiga _____Médula 3. Recolecta la orina _____Red de capilares 4. Pared de la vejiga _____Hilio 5. Área cortical de la médula _____Trígono 6. Las células epiteliales de la _____Columna renal pared interior de la cápsula _____Músculo detrusor de Bowman _____Plexo renal 7. Neuronas simpáticas _____Cáliz 8. La pelvis renal 9. Muesca a través de la cual sale el uréter del riñón 10. Capa externa de los riñones 11. Glomérulo 12. Esfínter muscular

*Preguntas de pensamiento crítico

COMPLETA EL ESPACIO EN BLANCO Completa los espacios en blanco con el término más apropiado. 1. Dentro de la médula del riñón, se encuentran de 8 a 18 estructuras triangulares estriadas llamadas ____________________. 2. Las ____________________ son las unidades funcionales microscópicas del riñón. 3. La orina es expulsada en un acto llamado ____________________, comúnmente conocido como orinar o vaciado.

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CAPÍTULO 18 El sistema urinario

ESTUDIO DE CASO Felipe Gómez, un hombre de 50 años de edad, estaba haciendo un poco de jardinería el fin de semana cuando de repente experimenta un dolor severo que irradia desde su costado izquierdo hasta el abdomen. El Sr. Gómez comienza a sentir muchas náuseas. Su esposa alarmada, lo lleva a la sala de emergencias. Tras el periodo de una evaluación cuidadosa, el médico de Felipe decide el curso de tratamiento para su condición.

Preguntas 1. 2. 3. 4.

¿Qué problema crees que está causando dolor severo y la náusea del Sr. Felipe? ¿En qué parte del sistema urinario se desarrolla esta afección? ¿Cómo se trata este problema? Describe una actividad que ayudará a prevenir la repetición del episodio.

Conexión con StudyWARE ™ Participa en un juego interactivo o realiza un examen de práctica en tu CD-ROM de StudyWARE™.

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CAPÍTULO 18 El sistema urinario

E JERCICIO DE LA B OR ATORIO:

EL SISTEMA URINARIO

Materiales necesarios: Un kit de disección, un feto de cerdo y una charola de disección. 1. Retira el feto de cerdo del área de almacenamiento. Abriste la cavidad abdominal del feto, cuando realizaste la disección del sistema digestivo. Localiza los riñones, que se encuentran en la parte dorsal pegados a la pared abdominal detrás de los intestinos. En el punto medio en la cara medial de cada riñón hay una depresión llamada hilio. Nota que la arteria y la vena renal entran y salen de cada riñón. Encuentra el uréter, que abandona al riñón a través del hilio. Sigue un uréter conforme abandona el riñón y observarás que corre posteriormente por el peritoneo parietal. Sigue su reconexión con la vejiga urinaria, que normalmente se

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encuentra en la parte ventral posterior del abdomen. En el feto de cerdo, la vejiga se ubica en la superficie interna de la pieza de tejido al que se encuentra unido el cordón umbilical. La uretra sale desde la vejiga en la parte media entre los dos uréteres y corre posteriormente, paralela al recto. 2. A pesar de que los riñones del feto de cerdo son pequeños, remueve uno de ellos y obtén una sección frontal. Así podrás observar la corteza, la médula y las pirámides renales con sus estrías. 3. Analiza un modelo del sistema urinario provisto por tu instructor e identifica las estructuras principales.

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El sistema reproductor OBJETIVOS DEL CAPÍTULO Después de estudiar este capítulo, deberás ser capaz de: 1. Nombrar las estructuras internas de los testículos. 2. Conocer los efectos de la testosterona sobre el cuerpo masculino. 3. Describir el proceso de espermatogénesis. 4. Describir la ruta que toma el espermatozoide por los túbulos seminíferos hacia el exterior. 5. Definir semen y qué glándulas contribuyen a su composición. 6. Nombrar las tres estructuras de la uretra masculina. 7. Describir el desarrollo de un folículo, antes y después de la ovulación. 8. Describir el proceso de ovogénesis. 9. Nombrar las partes que conforman el útero. 10. Nombrar los genitales externos femeninos. 11. Describir las fases del ciclo menstrual. 12. Describir la lactancia y la función de las glándulas mamarias. 13. Nombrar las fases del parto.

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C O N C E P T O S C L AV E Acrosoma Alveolos Amnios Areola Blástula/blastocisto Canal cervical Cavidad uterina Células de Sertoli Células intersticiales de Leydig Cervix Ciclo menstrual Ciclo ovárico Cigoto Clítoris Coito Conducto deferente Conducto eyaculador Conductos eferentes Conductos lactíferos Cordón espermático Cordón umbilical Cuerpo albicans Cuerpo del útero Cuerpo hemorrágico Cuerpo lúteo Cuerpo polar Ectodermo Eje Endodermo Endometrio Epidídimo Epitelio germinal

Erección Escroto Espermátidas Espermatocito primario Espermatocito secundario Espermatogénesis Espermatogonia Espermatozoides Estrógeno Feto Fimbrias Folículo de Graaf Folículos ováricos Fornix Fundus Glande del pene Glande Glándulas de Bartholin/glándulas vestibulares mayores Glándulas de Cowper o bulbouretrales Glándulas de Skene o Lesser vestibular Glándulas mamarias Himen Infundíbulo Istmo Labios menores Labios mayores Labor de parto Lactancia

Menarquía Menopausia Menstruación Mesodermo Miometrio Monte de Venus Músculo cremaster Oogénesis Ootida Orificio cervical externo Orificio cervical interno Orificio uretral Orificio vaginal Ovarios Ovocito primario Ovocito secundario Ovocito Ovogonia Ovulación Óvulos Parto Pene Perimetrio/peritoneo Perineo Pezón Placenta Plasmina seminal Prepucio Progesterona Próstata Rafe Rete testis

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

Semen/líquido seminal Senos lactíferos/ ampulares Testículo Testosterona Trompas de Falopio Túbulos rectos Túbulos seminíferos

INTRODUCCIÓN De manera general, la reproducción es el proceso mediante el cual una célula duplica su material genético; éste es el proceso de la mitosis discutido en el Capítulo 4. Este proceso nos permite crecer y reparar los tejidos viejos o dañados. En este sentido, la reproducción celular nos permite mantenernos vivos. Sin embargo, la reproducción también es el proceso por el cual heredamos nuestro material genético de una generación a otra. Este proceso requiere un tipo especial de reproducción celular que produce células especiales, los espermatozoides en el hombre y los óvulos en las mujeres. Ambos tipos se unen en el proceso de fecundación para producir un óvulo fecundado o cigoto. El tipo especial de división celular que producen las células sexuales se denomina meiosis. La meiosis, recordando el Capítulo 4, es una división donde existe una reducción del material genético; esto resulta en un óvulo que porta 23 cromosomas o en el espermatozoide que también carga 23. Cuando ocurre la fecundación, el cigoto resultante poseerá el juego completo de 46 cromosomas. Este capítulo trata de los órganos del sistema reproductor que producen las células sexuales, las transportan y fomentan su desarrollo. Una vez que el óvulo es fecundado por un espermatozoide, el cigoto resultante se convertirá en un embrión dentro del útero de la hembra y crecerá por mitosis en un feto. El feto se continuará desarrollando hasta el nacimiento. El propósito del sistema reproductivo es producir descendientes y asegurar la perpetuación de la especie humana.

EL SISTEMA REPRODCUTOR MASCULINO Los órganos sexuales primarios del sistema reproductor masculino son los testículos o gónadas masculinas. Estos órganos producen los espermatozoides y las hormonas sexuales masculinas. También existen órganos accesorios como el escroto, que da soporte a los testículos. Otras estructuras accesorias nutren y almacenan los espermatozoides en desarrollo y conducen o transportan los espermatozoides hacia el exterior o hacia el tracto reproductor femenino. Las glándulas añaden secreciones que componen el semen. Una estructura de transporte y de

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Vasectomía Vellosidades coriónicas Vesícula coriónica Vesículas seminales Vestíbulo Vulva

Túnica albugínea Uretra esponjosa/ cavernosa Uretra membranosa Uretra prostática Uretra Útero Vagina

soporte es el pene. Ver el Mapa Conceptual 19-1: El sistema reproductor masculino.

Escroto El escroto o saco escrotal es una evaginación de la pared abdominal. Consiste de piel laxa y superficial; es la estructura de soporte de los testículos. En el exterior, aparece como una sola bolsa de piel separada en porciones laterales por una cresta mediana conocida como el rafe (Figura 19-1). Internamente, un septo divide la bolsa en dos sacos. Cada saco contiene un solo testículo. Los testículos producen el esperma y las hormonas sexuales masculinas. Debido a que la producción de espermatozoides, de hormonas y la supervivencia requiere una temperatura más baja que la temperatura normal del cuerpo, el escroto se encuentra fuera de la cavidad del cuerpo. Su entorno es de aproximadamente 3°F (1.56°C) por debajo de la temperatura corporal. La exposición al frío, como en invierno, provoca la contracción de las fibras musculares lisas, desplazando los testículos más cerca de la cavidad pélvica para que puedan absorber una mayor cantidad de calor proveniente del cuerpo. El escroto se contrae y un músculo, el cremaster, localizado en el cordón espermático, eleva los testículos. La exposición al calor, como en un día caluroso de verano, revierte el proceso y el escroto cuelga muy por debajo de la cavidad pélvica para evitar el calor corporal.

Testículos Los testículos son dos glándulas ovaladas de unos 5 cm (2 pulgadas) de largo y 2.5 cm (1 pulgada) de diámetro (Figura 19-2). Están cubiertos por una densa capa de tejido conectivo fibroso blanco llamado túnica albugínea que se extiende hacia el interior y divide cada testículo en una serie de pequeños compartimientos internos conocidos como lóbulos. Cada lóbulo contiene hasta tres túbulos firmemente enrollados llamados túbulos seminíferos. Estos túbulos son los que en realidad producen los espermatozoides mediante un proceso llamado espermatogénesis (Figura 19-3). La espermatogénesis comienza en los túbulos seminíferos, cuando la mayoría de las células espermáticas

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

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Sistema reproductor masculino

tiene una

realiza

Estructura especifica

Funciones específicas

permite

que incluye

Pene

Glándulas reproductoras accesorias

pasa a través de

Uretra

que incluyen

Conductos Conductos eyaculadores deferentes

conduce el esperma hacia

conduce el esperma hacia

Epidídimo

conduce el esperma hacia

Testículos

Espermatogénesis

Produce testosterona

Deposita el esperma en el tracto reproductor femenino

produce el esperma que entra a participan en

que incluye

Glándulas bulbouretrales

contienen

vacía sus vacía sus secreciones secreciones en en

Glándula prostática

Vesículas seminales

Células intersticiales

Túbulos seminíferos

funcionan para

funciona para

MAPA CONCEPTUAL 19-1. El sistema reproductor masculino.

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

Uréter Recto Vejiga

Vesícula seminal

Pubis

Conducto eyaculador

Conducto deferente

Glándula prostática

Pene Vejiga Ano

Uréter

Glande

Testículos

Vesícula seminal

Glándula bulbouretral Uretra Epidídimo

Escroto

Conducto eyaculador

Próstata (A) Conducto deferente

Pene

© Delmar/Cengage Learning

Glándula bulbouretral Epidídimo Uretra Testículos (B)

FIGURA 19-1. Órganos y conductos del sistema reproductor masculino.

inmaduras llamadas espermatogonias, comienzan a dividirse por mitosis para producir células hijas llamadas espermatocitos primarios. Los espermatocitos primarios se someten a la división celular reductiva llamada meiosis. Después de la primera división meiótica (Capítulo 4), los espermatocitos primarios se convierten en espermatocitos secundarios y su información genética se ha reducido a la mitad (los cromosomas se redujeron de 46 a 23). Estos espermatocitos secundarios se someten a la segunda división meiótica y se convierten en espermáti-

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das, que eventualmente maduran hasta convertirse en espermatozoides. Dentro de los túbulos seminíferos, junto con los espermatozoides en desarrollo, se encuentran las células de Sertoli. Éstas producen secreciones que suministran nutrientes para los espermatozoides en desarrollo. En los lóbulos de los testículos y entre los túbulos seminíferos ubicados en el tejido conectivo blando encontramos las células intersticiales de Leydig. Las células de Leydig producen la hormona sexual masculina testosterona. Dos

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

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Espermatocito Espermátidas Conductos eferentes Epidídimo

Rete testis

Túbulos seminíferos

Membrana basal

Espermatozoides maduros

Septos

Túbulos rectos Túnica albugínea Células de Sertoli

(B) Lóbulos con túbulos seminíferos enrollados (A)

Conductos deferentes

© Delmar/Cengage Learning

Espermatogonia

FIGURA 19-2. La anatomía de los testículos.

áreas diferentes de los testículos producen dos productos diferentes a través de dos grupos diferentes de células. Los espermatocitos primarios en los túbulos seminíferos producen los espermatozoides y las células intersticiales de Leydig, ubicadas en el tejido de los lóbulos alrededor de los túbulos, producen testosterona. Debido a que los testículos producen esperma y testosterona, se consideran tanto glándulas exocrinas (glándulas con conductos) y glándulas endocrinas (sin conductos).

Anatomía de los espermatozoides Los espermatozoides o células espermáticas maduras, se producen a una velocidad de unos 300 millones por día. Una vez eyaculadas, tienen una vida media de alrededor de 48 horas en el tracto reproductor femenino. No sobreviven mucho tiempo fuera del aparato reproductor femenino. Están muy bien adaptados para alcanzar y penetrar un óvulo. Cada espermatozoide está compuesto por una cabeza, una parte intermedia y una cola (Figura 19-4). La cabeza, que se desarrolló a partir del núcleo de una célula espermática, contiene el material genético y un acrosoma. El acrosoma contiene enzimas que ayudan al espermatozoide a penetrar en la cubierta del óvulo femenino. El resto del espermatozoide se desarrolla a partir del citoplasma de la célula espermática. La parte

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intermedia o cuello contiene numerosas mitocondrias, que producen trifosfato de adenosina (ATP), la molécula de alta energía, la cual proporciona la energía necesaria para su locomoción. La cola del espermatozoide es un flagelo típico. El flagelo latiguea, gracias a la energía de la molécula de ATP, y propulsa al espermatozoide a medida que nada en dirección al óvulo a través del tracto reproductivo femenino.

Las funciones de la testosterona La testosterona es responsable de diversos efectos sobre el cuerpo masculino. Controla el desarrollo, crecimiento y mantenimiento de los órganos sexuales masculinos. Justo antes del nacimiento, provoca el descenso de los testículos desde la cavidad abdominal en el saco escrotal. Estimula el crecimiento óseo durante la pubertad, lo que resulta en el desarrollo de hombros anchos y caderas estrechas. Se estimula la acumulación de proteínas en los músculos, produciendo el desarrollo muscular típico de los varones con más volumen y firmeza. La testosterona estimula la maduración de los espermatozoides. Hace que el cartílago tiroides crezca, haciéndolo visible como la manzana de Adán presente en los hombres, y es responsable del cambio en el tono de voz (un tono bajo) debido a la presencia de cuerdas vocales gruesas. Otras características secundarias del sexo

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

Membrana basal Células de Sertoli

Espermatogonia (células madre) 2n

MITOSIS

2n

Célula hija

Núcleo de la célula de Sertoli

Espermatocito primario

2n

MEIOSIS I Espermatocitos secundarios

n

n

MEIOSIS II Espermátidas tempranas

n

Espermátidas tardías

n

Lumen del túbulo seminífero n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

Espermatozoides

© Delmar/Cengage Learning

Espermatozoides

FIGURA 19-3. El proceso de espermatogénesis que ocurre en el túbulo seminífero.

masculino también se ven influidas por la producción de testosterona. Éstos incluyen el comportamiento agresivo y los patrones de vello corporal. Los patrones del vello se desarrollan en el pecho y en las axilas dentro de los límites hereditarios, en el vello facial y en el perfil temporal de la línea del cabello.

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Los conductos del sistema A medida que los espermatozoides se forman (Figura 19-2), éstos se desplazan desde los túbulos seminíferos ubicados en los testículos, hasta los túbulos rectos localizados en la punta de cada lóbulo. Aquí los túbu-

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

Cabeza

Pieza central (collar)

Cola

FIGURA 19-4. La anatomía de un espermatozoide.

los seminíferos plegados se linearizan y pierden sus circunvoluciones creándose una red de conductos en los testículos llamada rete testis. Los espermatozoides son trasladados fuera de los testículos a través de una serie de conductos eferentes enrollados que desembocan en un solo tubo conocido como el epidídimo. El epidídimo es una estructura en forma de coma situada a lo largo del borde posterior del testículo que consiste principalmente de un tubo bien enrollado. El epidídimo es el sitio donde los espermatozoides continúan su maduración. El tubo mide aproximadamente 20 pies de largo y toma aproximadamente 20 días a los espermatozoides moverse a través de él. El tubo almacena los espermatozoides en proceso de maduración mientras desarrollan su capacidad de nadar gracias a la presencia de sus flagelos. Durante la eyaculación, el tubo impulsa a los espermatozoides hacia la siguiente parte del sistema al contraer el músculo liso de la pared del tubo mediante movimientos peristálticos. La siguiente parte del sistema de conductos es el conducto deferente o el vaso deferente. La cola del epidídimo está cada vez menos convolucionada. En este punto, el conducto deferente se denomina conducto seminal. Mide aproximadamente 18 pulgadas de largo y asciende al borde posterior del testículo, penetra en el conducto inguinal y entra en la cavidad pélvica donde se pliega de lado y por debajo de la superficie posterior de la vejiga (Figura 19-1). El tubo está encerrado en una vaina de tejido conectivo, junto con los nervios y los vasos sanguíneos. Esta vaina se denomina cordón esper-

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mático. El extremo del conducto o vaso deferente, tiene una porción terminal dilatada conocida como ámpula. Cada conducto deferente vacía su contenido en su conducto eyaculador, la siguiente parte del sistema. Cuando se lleva a cabo una vasectomía para el control natal, el médico realiza este procedimiento haciendo una incisión en el saco escrotal para cortar o cauterizar el conducto o conductos deferentes. Los testículos todavía producen esperma, pero ahora no pueden hacer su camino hacia el exterior del sistema. Eventualmente mueren y son reabsorbidos por el cuerpo. Un hombre se vuelve estéril mediante este procedimiento quirúrgico aunque los líquidos se siguen produciendo y se eyacula durante el coito. La libido masculina no se ve afectada, las erecciones y eyaculaciones ocurren sin problema, pero el semen carece de espermatozoides. Además, debido a que se sigue produciendo testosterona, se mantienen todos los caracteres sexuales secundarios. La siguiente parte del tubo es el conducto eyaculador. Posterior a la vejiga urinaria, cada conducto deferente se une a su conducto eyaculador (Figura 19-1). Cada conducto mide aproximadamente 1 pulgada de largo. Los conductos expulsan espermatozoides en la uretra, el conducto terminal del sistema. La uretra es un conducto común tanto para los espermatozoides procedentes de los testículos, como para la orina procedente de la vejiga. En el hombre, la uretra pasa a través de la glándula prostática, el diafragma urogenital y el pene. Mide 8 pulgadas de largo y se subdivide en tres partes: la uretra prostática, la cual está rodeada por la próstata de aproximadamente 1 pulgada de largo; la uretra membranosa de alrededor de ½ pulgada de largo, que se extiende desde la uretra prostática hacia el pene; y la uretra esponjosa o cavernosa, localizada dentro del pene y de aproximadamente 6 pulgadas de largo, aunque varía según el tamaño del pene. La uretra esponjosa entra en la cabeza o glande del pene y termina en el orificio de la uretra masculina.

Glándulas accesorias Las glándulas accesorias incluyen dos vesículas seminales, la próstata y las glándulas bulbouretrales pareadas. Estas glándulas secretan la porción líquida del semen, el líquido que contiene espermatozoides y que se produce durante la eyaculación. Las vesículas seminales pareadas son estructuras complicadas parecidas a bolsas de aproximadamente 2 pulgadas de largo. Están situadas por detrás y en la base de la vejiga urinaria, y por delante del recto (Figura 19-1). Éstas producen el componente alcalino y viscoso del semen rico en azúcar fructosa y otros nutrientes de los espermatozoides, y lo introducen en el conducto eyaculador. Producen alrededor del 60% del volumen del semen. Debido a que el conducto de cada vesícula seminal se une al conducto deferente a cada lado para formar el conducto eyaculatorio, los espermatozoides y

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

el líquido seminal entran juntos en la uretra durante la eyaculación. La próstata es una glándula única, en forma de anillo aproximadamente del tamaño y forma de una castaña. Rodea la porción superior (la uretra prostática) de la uretra, justo debajo de la vejiga. Además, segrega un líquido alcalino que constituye alrededor del 13% al 33% del semen. Su fluido incita a los espermatozoides a nadar. El líquido entra en la uretra prostática a través de varios conductos pequeños. La glándula prostática se encuentra delante del recto y el médico puede sentir su tamaño y textura mediante un examen digital de la pared anterior del recto (para comprobar si hay un agrandamiento de la próstata, lo que podría indicar presencia de cáncer). Las glándulas bulbouretrales pareadas, también conocidas como glándulas de Cowper, del tamaño de guisantes, están ubicadas debajo de la glándula de la próstata a ambos lados de la uretra membranosa. Secretan moco alcalino espeso y viscoso. Sus conductos se conectan con la uretra esponjosa. Esta secreción es la primera en bajar de la uretra cuando un hombre se excita sexualmente y tiene una erección. Funciona como un lubricante para la cópula sexual y como un agente para limpiar la uretra de cualquier rastro de orina ácida.

espermatozoides. El semen proporciona un medio de transporte para el desplazamiento de los espermatozoides. El volumen promedio de semen por eyaculación es de 2.5 a 6 ml, y el rango promedio de espermatozoides en cada eyaculación es de 50 a 100 millones/ml. Si el número de espermatozoides cae por debajo de 20 millones/ml, el hombre se considera estéril. El semen contiene enzimas que activan los espermatozoides después de la eyaculación. De igual manera contiene un antibiótico llamado plasmina seminal, que tiene la capacidad de destruir ciertas bacterias. Debido a que el aparato reproductor femenino y el semen contienen bacterias, la plasmina seminal ayuda a mantener las bacterias bajo control y por lo tanto ayuda a proteger los espermatozoides y asegurar que la fecundación ocurra.

Conexión con StudyWARE ™ Observa la animación sobre la formación de espermatozoides en tu CD-ROM de StudyWARE™.

Semen El semen, también conocido como líquido seminal, es una mezcla de espermatozoides y secreciones de las vesículas seminales, la próstata y las glándulas bulbouretrales. El líquido es de color lechoso y pegajoso, debido a la fructosa que proporciona la energía para el latigueo del flagelo de cada espermatozoide. El semen es alcalino, con un pH de 7.2 a 7.6. Esto neutraliza la acidez de la vagina de la mujer y la uretra masculina y ayuda a proteger los

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

Pene El pene se utiliza para introducir o depositar los espermatozoides en el tracto reproductor femenino, y para esto, debe insertarse en la vagina. El pene se compone de un eje cuyo extremo distal es una región ligeramente ampliada llamada el glande o cabeza, que significa “con

CONDICIONES DE LA PRÓSTATA

CRECIMIENTO DE LA PRÓSTATA La glándula prostática aumenta de tamaño en casi todos los hombres adultos mayores. Si esto ocurre, la uretra se contrae, dificultando el acto de orinar. Esta condición puede conducir a infecciones y daño a los riñones y a la vejiga. Un médico puede palpar la glándula prostática a través de la pared rectal para detectar cualquier cambio en el tamaño de la glándula. Se debe realizar un chequeo regularmente conforme avanza la edad. El crecimiento de la glándula de la próstata puede tratarse quirúrgicamente. La glándula de la próstata también puede aumentar o sufrir hipertrofia debido a infecciones o tumores.

CÁNCER DE PRÓSTATA El cáncer de próstata es el tercer tipo más frecuente de cáncer en los hombres. Se trata de un cáncer de crecimiento lento que no se detecta fácilmente. Sin embargo, si no es detectado, puede causar la muerte. Los chequeos regulares para la detección del aumento en tamaño o cualquier cambio anormal en la glándula por un médico, es un procedimiento importante para detectar el cáncer de próstata.

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

forma de bellota”. Cubriendo el glande del pene encontramos una sección de piel laxa llamada prepucio. En ocasiones, el prepucio se remueve al nacer por un procedimiento llamado circuncisión quirúrgica. Esto es necesario si el prepucio no se retrae por completo detrás del glande del pene, lo cual podría producir problemas de higiene en el futuro. Si la piel está suelta y puede retraerse efectivamente hacia atrás, no es necesaria la circuncisión. La circuncisión es considerada un ritual en ciertas religiones. Internamente, el pene está compuesto por tres masas cilíndricas de tejido esponjoso que contiene los senos sanguíneos (Figura 19-1). Durante la estimulación sexual, las arterias que irrigan el pene se dilatan, y gran-

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des cantidades de sangre entran en estos senos sanguíneos. La expansión de estos senos comprime las venas que normalmente drenan el pene para que la mayor parte de esta sangre sea retenida. Estos cambios en los vasos sanguíneos son responsables de la erección, lo cual ayuda a que el pene penetre la vagina de la mujer. Una vez que la estimulación sexual cesa, las arterias que suministran la sangre se constriñen, las venas drenan la sangre, haciendo que el pene se vuelva flácido y dando fin a la erección. Durante la eyaculación, el esfínter del músculo liso ubicado en la base de la vejiga se encuentra cerrado. Esto asegura que la orina no se expulse durante la eyaculación y que el semen no entre en la vejiga urinaria.

Conexión con StudyWARE ™ ● Observa la animación sobre el sistema reproductor masculino. ● Practica un juego donde relaciones las estructuras del sistema reproductor masculino en tu

CD-ROM de StudyWARETM.

EL SISTEMA REPRODUCTOR FEMENINO Los órganos sexuales primarios del sistema reproductor femenino son las gónadas femeninas u ovarios. Estos órganos producen los óvulos y como glándulas exocrinas y endocrinas, producen las hormonas sexuales femeninas estrógeno y progesterona. Los órganos accesorios del sistema son las trompas uterinas o de Falopio, el útero, la vagina y los genitales externos. Algunas glándulas accesorias también producen moco para la lubricación durante las relaciones sexuales. Ver el Mapa Conceptual 19-2: El sistema reproductor femenino, y la Figura 19-5. El sistema femenino es más complejo que el sistema hormonal masculino, ya que también debe fomentar el desarrollo del feto durante el embarazo.

Ovarios Los ovarios o gónadas femeninas son dos glándulas del tamaño de almendras sin cáscara. Se encuentran en la cavidad superior de la pelvis, uno a cada lado del útero (Figura 19-6). Ellos se mantienen en posición gracias a una serie de ligamentos. Los ligamentos suspensorios los mantienen en las paredes laterales de la pelvis. Los ligamentos del ovario anclan los ovarios en su parte media. Entre ellos, se sostienen y delimitan por un gran ligamento, el pliegue del peritoneo. Una visión microscópica de un ovario revela que cada uno se compone de diversas piezas (Figura 19-7).

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La superficie de un ovario está cubierto de epitelio germinal. La cápsula de un ovario está formada de tejido conjuntivo colagenoso conocido como túnica albugínea. Ésta se divide en un área exterior llamada corteza del estroma, que contiene los folículos ováricos en sus diversas etapas de desarrollo, y una zona interna llamada estroma de la médula. Los folículos ováricos son los óvulos y sus tejidos circundantes en diversas etapas de desarrollo. Cada folículo contiene un óvulo inmaduro u ovocito y en esta etapa se denomina folículo primario. A medida que el óvulo en desarrollo empieza a madurar, el folículo aumenta de tamaño y desarrolla una zona central llena de líquido llamado antro. En esta fase, cuando el folículo comienza a desarrollar este líquido se denomina folículo secundario. Un folículo maduro que porta un óvulo maduro se denomina folículo de Graaf. Este folículo básicamente es una glándula endocrina que comienza a secretar estrógeno y está listo para expulsar al óvulo maduro, un evento conocido como ovulación. Después de que el óvulo se desprende del folículo de Graaf maduro, el folículo se transforma en el cuerpo lúteo o cuerpo amarillo, que produce el estrógeno y la progesterona y que finalmente degenera hasta convertirse en el cuerpo albicans o el cuerpo blanco. La función de los ovarios es la producción de óvulos, la descarga de éstos durante la ovulación, y la secreción de las dos hormonas sexuales femeninas, estrógeno y progesterona. El resto del sistema femenino se compone de los conductos que transportan y nutren el óvulo, y si ocurre la fecundación, conduce al feto al mundo exterior

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

Sistema reproductor femenino

tiene una

realiza

Estructura específica

Funciones específicas

permite

que incluye

Glándulas mamarias

Genitales externos

Vagina

incluyen

lubrican

que incluyen

Tubos uterinos

Útero

esperma viaja hacia

esperma viaja hacia

feto pasa a

embrión viaja a

Ovarios

Ovogénesis Ovulación

sitio donde se lleva a cabo produce

Óvulo entra a

Recibe las células espermáticas

Permite el desarrollo de la descendencia

liberado en

retroalimentación para regular

contienen

tiene

Produce estrógenos y progesterona

después de la ovulación se convierte en Glándulas de Bartholin

Endometrio

Cuerpo lúteo

Folículo

Óvulo

HL y HFS

carga un

GnRH

secretadas en respuesta a

proveen nutrientes para

funciona para Óvulo

ambiente para estimula el desarrollo de funciona para

MAPA CONCEPTUAL 19-2. El sistema reproductor femenino.

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

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Ligamento suspensorio

Tubo uterino Ovario

Bolsa rectouterina

Ligamento circular Útero Bolsa vesicouterina

Fornix

Vejiga

Cérvix Recto

Pubis

Vagina

Uretra

Ano

Orificio uretral Labios menores Labios mayores

Orificio vaginal

© Delmar/Cengage Learning

Clítoris

FIGURA 19-5. Los órganos del sistema reproductor femenino.

Ligamento suspensorio Fundus

Cavidad uterina

Infundíbulo Ovario

Fimbrias

Tubo uterino

Ligamentos del ovario Ligamento circular

Gran ligamento grueso

Miometrio Fornix

Cérvix del útero

Pared del útero

Perimetrio Orificio cervical interno Orifico cervical externo Vagina

© Delmar/Cengage Learning

Endometrio Cuerpo del útero

FIGURA 19-6. La posición de los ovarios, trompas de Falopio, útero y vagina del sistema reproductor femenino.

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

Folículo primario (ovocito)

Zona pelúcida

Folículo secundario

Mesovario Túnica albugínea

Epitelio germinal Tejido conectivo

Líquido folicular

Folículo de Graf (folículo maduro)

Cuerpo blanco

Cuerpo hemorrágico (folículo roto)

Cuerpo lúteo temprano Coágulo

Estroma de la corteza

Óvulo desprendido

© Delmar/Cengage Learning

Estroma de la médula Cuerpo lúteo maduro

FIGURA 19-7. Vista microscópica de un ovario y su anatomía interna.

durante el parto. El sistema de conductos consiste en las trompas de Falopio, el útero y la vagina. La ovogénesis o la formación de las células sexuales femeninas u óvulos se produce en los ovarios (Figura 19-8). En los hombres, el proceso se denomina espermatogénesis y se produce en los túbulos seminíferos de los testículos. En los hombres, el proceso comienza en el feto, continúa en la pubertad, y son capaces de producir espermatozoides durante toda su vida. En las mujeres, el proceso comienza en el feto, continúa en la pubertad, pero termina en la menopausia alrededor de los 50 años. Además, el número total de óvulos que una mujer puede producir y liberar está determinado al momento de nacer. En un feto femenino en desarrollo, sus células madre femeninas llamadas ovogonias se dividen por mitosis para producir ovocitos primarios. En el ovario se rodean de células foliculares y ahora forman parte de los folículos primarios. En este momento se forman alrededor de 700,000 y representan el número total de óvulos que una hembra puede producir durante sus años reproductivos. Ahora esperarán a continuar su desarrollo hasta que llegue la pubertad. En la pubertad, cuando la glándula hipófisis anterior segrega la hormona folículo estimulante (FSH), se activa el ciclo ovárico. Sólo un pequeño número de folículos primarios crecen y se desarrollan, únicamente se libera un óvulo cada mes. Únicamente se producen alrededor de 450 óvulos a partir de los 700,000 ovocitos primarios almacenados mediante el proceso de la meiosis.

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Después de la primera división meiótica, el ovocito primario se convierte en dos células. El ovocito secundario es la mayor de dos células, la otra es una célula muy pequeña no funcional llamada cuerpo polar. Durante la segunda división meiótica, que se produce sólo después de la fecundación, el ovocito secundario y el cuerpo polar se dividen de nuevo y el ovocito secundario se convierte en una ootida u óvulo maduro, y debido a la desigual división del citoplasma, se forma otro cuerpo polar. El primer cuerpo polar de la primera división meiótica se divide de nuevo durante la segunda división meiótica para convertirse en dos cuerpos polares no funcionales. Después de la segunda división meiótica, se produce un óvulo funcional y tres cuerpos polares no funcionales. Esto es muy diferente de la meiosis en los hombres, en los cuales se producen cuatro espermatozoides funcionales. Sin embargo, los espermatozoides son muy pequeños con pocos nutrientes almacenados y no sobreviven mucho tiempo ya que deben obtener sus nutrientes del líquido seminal. El óvulo, sin embargo, almacena abundantes nutrientes, ya que es una célula grande y puede suministrárselos al embrión en desarrollo hasta que se incrusta en el revestimiento endometrial del útero.

Trompas uterinas o de Falopio El cuerpo femenino contiene dos trompas uterinas o de Falopio que transportan los óvulos desde los ovarios hacia el útero (Figura 19-6). Cada tubo tiene un extremo abierto en forma de embudo llamado el infundíbulo que

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Ovogonia

Ovocito primario (metafase 1)

Anafase tardía 1 Telofase temprana 1

Cuerpo polar primario (no funcional)

Ovocito secundario

Segunda división meiótica

Ootida Cuerpos polares secundarios (no funcionales)

Cigoto (óvulo fecundado)

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Espermatozoide

FIGURA 19-8. Proceso de ovogénesis llevada a cabo en el ovario.

se encuentra cerca de un ovario, pero no está pegado a él. El infundíbulo está rodeado por una franja de proyecciones parecidas a dedos llamadas fimbrias, que rodean parcialmente a un ovario. Aproximadamente una vez al mes, un óvulo se desprende de la superficie ovárica cerca del infundíbulo de la trompa uterina, un proceso llamado ovulación.

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El óvulo es arrastrado por la acción ciliar del epitelio del infundíbulo y por las fimbrias ondeantes que crean una corriente que empuja al óvulo por la trompa uterina. El óvulo entonces se mueve a lo largo de la trompa de Falopio por la acción de los cilios y de las contracciones peristálticas en forma de onda del músculo liso de la trompa uterina. La fecundación por lo general se pro-

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

duce en el tercio superior de la trompa uterina. Esto significa que los espermatozoides deben nadar a través de la vagina, el útero y por dos terceras partes de la trompa de Falopio. La fertilización puede ocurrir en cualquier momento hasta cerca de 24 horas después de la ovulación. Si el óvulo es fecundado, hará su viaje por la trompa uterina y entrará al útero en un plazo de siete días.

Conexión con StudyWARE ™ Observa la animación sobre la ovulación en tu CD-ROM de StudyWARE™.

la cavidad uterina, el interior del cérvix se conoce como el canal cervical. La unión de la cavidad uterina con el canal cervical se denomina el orificio interno y la apertura del cuello uterino en la vagina se llama el orificio cervical externo. La pared del útero se compone de tres capas de tejido. La capa más interna es el endometrio. Esta capa mucosa es donde se implanta el óvulo fecundado dentro del útero, un proceso conocido como implantación. La capa media del útero se denomina miometrio, que consta de músculo liso y es importante durante el parto para expulsar al neonato fuera del útero. La capa más externa es el perimetrio, compuesto de membrana serosa, también conocido como el peritoneo visceral. Cuando una mujer no está embarazada, el revestimiento endometrial del útero se descama aproximadamente cada 28 días durante el proceso llamado menstruación.

Ciclo menstrual Útero El útero o matriz se encuentra en la cavidad de la pelvis entre el recto y la vejiga urinaria (Figura 19-5). Se mantiene en su posición por diversos ligamentos, y es el sitio de la menstruación. El útero es donde se implanta el óvulo fecundado, donde se desarrolla el feto durante el embarazo, y donde el trabajo de parto empieza. Tiene forma de pera invertida y puede aumentar de tamaño durante el embarazo para acomodar al feto en desarrollo. Se extiende por encima del ombligo en las últimas etapas del embarazo. Sus divisiones anatómicas incluyen la porción en forma de cúpula ubicada por encima de las trompas uterinas denominada fundus (Figura 19-6). Su parte principal es la región central conocida como el cuerpo del útero. La parte inferior estrecha, que se abre en la vagina se llama cérvix. Entre el cuerpo uterino y el cérvix se localiza una pequeña región estrecha llamada istmo. El interior del cuerpo del útero se conoce como

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

El ciclo menstrual, también conocido como menstruación es el desprendimiento cíclico del revestimiento del útero en respuesta a cambios en los niveles hormonales. El ciclo varía de mujer a mujer dentro de un rango de 24 a 35 días. Para hablar de los acontecimientos que ocurren durante el ciclo, vamos a suponer una duración media de 28 días. Los acontecimientos que ocurren durante el ciclo se pueden dividir en tres fases: la fase menstrual, la fase preovulatoria o proliferativa, y la fase postovulatoria o secretora (Figura 19-9). La fase menstrual. Esta fase también se conoce como menstruación. Tiene una duración de uno a cinco días. Durante este tiempo, se elimina el grueso recubrimiento endometrial del útero junto con el líquido de los tejidos, sangre, moco y células epiteliales. El sangrado durante este periodo puede durar de tres a cinco días. Los tejidos desprendidos y la sangre salen por la vagina como flujo menstrual. Durante esta fase, el ciclo ovárico también está en marcha. Los folículos ováricos, conocidos como folícu-

CÁNCER DE CÉRVIX

El cáncer del cérvix es un cáncer de crecimiento lento común en las mujeres entre los 30 y los 50 años de edad. Las afecciones que pueden llevar al desarrollo de este tipo de cáncer se relacionan frecuentemente con la presencia de múltiples parejas sexuales, enfermedades de transmisión sexual (por ejemplo, la gonorrea y la sífilis), inflamación frecuente del cérvix y múltiples embarazos. Las pruebas anuales de Papanicolaou son determinantes para la detección temprana y el tratamiento de este tipo de cáncer.

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

NIVELES SANGUÍNEOS DE HORMONAS GONADOTRÓPICAS

LH

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Glándula pituitaria

FSH

0

7

14

21

Ovulación

Cuerpo lúteo

28 días

Ciclo ovárico

Folículos en desarrollo Fase folicular

Regresión lútea

Fase lútea

NIVELES HORMONALES EN SANGRE

Estrógeno Progesterona 0

7

14

21

28 días

Fase proliferativa

Ovulación

Fase secretora

Fase menstrual

7

14

21

28 días

Fase menstrual 0

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CAMBIOS EN EL ENDOMETRIO DURANTE EL CICLO MENSTRUAL

FIGURA 19-9. El ciclo menstrual.

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

los primarios, inician su desarrollo. Durante la primera fase de cada ciclo menstrual, 20 a 25 folículos primarios comienzan a producir niveles muy bajos de estrógeno. Una membrana clara, la zona pelúcida, también se desarrolla alrededor de los óvulos. Más tarde, alrededor del día cuatro o cinco, unos 20 de los folículos primarios se convierten en folículos secundarios. Éstos segregan un fluido folicular que empuja al óvulo hasta el borde del folículo secundario. Aunque algunos folículos comienzan el desarrollo en cada ciclo, sólo uno alcanza la madurez a través del proceso de meiosis. Los otros folículos se someten a la muerte celular o atresia. La fase preovulatoria o proliferativa. Esta fase es más variable en su duración. Abarcará desde el día seis al 14 en nuestro ciclo de 28 días. Durante esta fase, sólo uno de los folículos secundarios en el ovario madura en un folículo de Graaf. Este folículo contiene un óvulo maduro y lo descargará en un proceso llamado ovulación. Durante esta fase, el aumento en los niveles de estrógeno producido por los folículos provoca el engrosamiento del endometrio. La ovulación es el desprendimiento del óvulo del folículo de Graaf. Consulta la Figura 19-7 y la Figura 19-9. El óvulo es liberado en la cavidad pélvica, este proceso se produce en el día 14 en nuestro ciclo de 28 días. Después de la ovulación, el folículo de Graaf se colapsa y la sangre en su interior forma un coágulo denominado cuerpo hemorrágico. Este coágulo finalmente es absorbido por el resto de las células foliculares. Con el tiempo estas células aumentan de tamaño, cambian de estructura y forman el cuerpo lúteo o cuerpo amarillo. La fase postovulatoria o secretora. La duración de esta fase es la más constante, va del día 15 al 28 en nuestro ciclo de 28 días. Representa el tiempo entre la ovulación y el inicio del siguiente ciclo menstrual. Después de la ovulación, el nivel de estrógeno en la sangre baja un poco y se secreta la hormona luteinizante (LH) que estimula el desarrollo del cuerpo lúteo. El cuerpo lúteo ahora comienza a segregar cantidades cada vez mayores de estrógeno y de progesterona. La progesterona prepara el endometrio para recibir un óvulo fertilizado, causando que aumente de tamaño y secrete nutrientes en la cavidad uterina. Si la fertilización y la implantación no se producen, los niveles crecientes de progesterona y de estrógeno en el cuerpo lúteo inhiben la liberación de la hormona luteinizante (LHRH) del hipotálamo y la LH de la glándula pituitaria anterior. Como resultado, el cuerpo lúteo se degenera y convierte en el cuerpo blanco. Esto iniciará un nuevo ciclo menstrual. Si no ocurren fertilización e implantación, el cuerpo lúteo permanecerá cerca de cuatro meses. Durante este tiempo, continúa secretando estrógeno y progesterona. El cuerpo lúteo es mantenido por la gonadotropina coriónica humana, una hormona producida por la placenta en desarrollo. Una vez que la placenta se desarrolla, se secretan estrógenos para apoyar el embarazo, y progeste-

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rona, tanto para apoyarlo como para el desarrollo de los senos durante la producción de leche en las glándulas mamarias. La longitud del ciclo menstrual es variable. Puede ser tan largo como 40 días o tan corto como 21 días. Normalmente se produce una vez al mes a partir de la menarquía, que es el primer ciclo menstrual, hasta la menopausia, que es el último ciclo menstrual. A pesar de que una mujer puede tener un ciclo menstrual regular, es posible que no ovule o libere óvulos. Esto puede conducir a problemas de fertilidad y concepción.

Funciones del estrógeno En realidad, los ovarios producen varios tipos de estrógenos: el estradiol, que es el más abundante y el principal responsable de los efectos del estrógeno sobre el cuerpo, estrona y estriol. Los ovarios se vuelven activos durante la pubertad, produciendo óvulos y estrógenos. Los estrógenos inducen el desarrollo de las características sexuales secundarias de una mujer. Además de la ampliación de las trompas del útero, vagina y los genitales externos de la mujer, los estrógenos causan el desarrollo de las mamas y la aparición de vello púbico y axilar. La grasa se deposita bajo la piel, dando como resultado el aspecto suave de una mujer. En particular, se deposita una mayor cantidad de grasa alrededor de las caderas y en los pechos. El hueso de la pelvis se ensancha y comienza el inicio del ciclo menstrual.

Vagina La vagina tiene diversas funciones. Sirve como un pasadizo para el flujo menstrual, es el receptáculo para el pene durante la relación sexual o coito y también es la parte inferior del canal del parto. Hay un espacio llamado fornix, que rodea la inserción vaginal en el cérvix (Figura 19-6). La hendidura dorsal se denomina fornix posterior y es ligeramente más grande que los dos fornix laterales y el fornix ventral. El fornix puede albergar un diafragma anticonceptivo, que impide que los espermatozoides ingresen al útero.

Genitales externos femeninos Las estructuras reproductivas ubicadas por fuera de la vagina se conocen como genitales externos femeninos. La vulva o pudendum es un término colectivo para estas estructuras. Incluyen el monte de Venus, los labios mayores, labios menores, el clítoris, la abertura uretral y vaginal, y las glándulas vestibulares (Figura 19-10). El monte de Venus también llamado pubis es un montículo de tejido adiposo cubierto de vello púbico a partir de la pubertad. Está situado directamente encima de la sínfisis del pubis. Desde el monte de Venus, se extienden

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

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Monte de Venus Prepucio del clítoris Clítoris Orificio uretral Labios menores Perineo

Labios mayores Orificio vaginal

© Delmar/Cengage Learning

Glándula de Bartholin

Himen Ano

FIGURA 19-10. Los genitales femeninos externos.

de manera posterior e inferior, dos pliegues longitudinales de piel cubierta de pelo llamados labios mayores. Éste es el homólogo femenino al escroto masculino. Estos dos pliegues de piel contienen una gran cantidad de tejido adiposo y glándulas sudoríparas. En medio de los labios mayores se localizan dos pliegues delicados de piel llamados labios menores. Los labios menores no tienen pelo y únicamente presentan pocas glándulas sudoríparas, pero poseen numerosas glándulas sebáceas. El clítoris es una pequeña masa cilíndrica de tejido eréctil que presenta nervios en la unión anterior con los labios menores. Hay una capa de piel llamada prepucio justo en el punto donde los dos labios menores se unen y cubren el cuerpo del clítoris. La parte expuesta del clítoris es el glande. El clítoris es el homólogo femenino al pene masculino; también es capaz de crecer al hincharse con sangre durante la estimulación sexual excitando a la mujer. A diferencia del pene, no tiene un conducto interno. La apertura o región entre los dos labios menores se denomina vestíbulo. En el vestíbulo se encuentra un pliegue de tejido delgado llamado himen, que cierra parcialmente el extremo distal de la vagina. Este pliegue de mucosa está altamente vascularizado y sangra cuando se rompe durante la primera relación sexual. A menudo puede romperse durante una actividad deportiva o al

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insertar un tampón. El orificio vaginal y el orificio uretral también se encuentran en el vestíbulo, además de las aberturas de varios conductos procedentes de las glándulas vestibulares. Posterior a y ubicadas a ambos lados del orificio uretral encontramos las dos aberturas de los conductos de las glándulas de Skene o glándulas vestibulares. Estas glándulas son homólogas a la glándula de la próstata masculina y segregan moco. A ambos lados del orificio vaginal se encuentran las aberturas de dos pequeñas glándulas vestibulares mayores o glándulas de Bartholin. Estas glándulas son homólogas a las glándulas de Cowper del varón y también secretan moco. El moco secretado por las glándulas vestibulares lubrica el extremo distal de la vagina durante las relaciones sexuales.

Conexión con StudyWARE ™ Practica un juego interactivo para relacio relacionar las estructuras del sistema reproductor femenino en tu CD-ROM de StudyWARE™.

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

PERINEO El perineo es un área en forma de diamante ubicada en el extremo inferior del tronco entre las nalgas y los muslos, tanto de hombres como de mujeres (Figura 19-10). Se divide en un triángulo anterior urogenital que contiene los genitales externos y un triángulo posterior anal que contiene el ano.

ANATOMÍA Y FUNCIÓN DE LAS GLÁNDULAS MAMARIAS Las glándulas mamarias están presentes tanto en hombres como en mujeres, pero normalmente funcionan sólo en las mujeres. Su función es producir leche para alimentar al recién nacido. El estrógeno provoca que las glándulas mamarias aumenten de tamaño durante la pubertad. Estas glándulas son glándulas sudoríparas modificadas y se encuentran en un área redonda cubierta de piel llamada mama, por delante del músculo pectoral del tórax. Cada glándula mamaria se compone de 15 a 20 lóbulos o compartimientos separados por tejido adiposo. Es la cantidad de tejido adiposo en la mama la que determina el tamaño de la misma (Figura 19-11). En cada lóbulo se localizan varios compartimientos más pequeños conocidos como lobulillos, que contienen las células secretoras de leche llamados alveolos. Estas glándulas alveolares

están dispuestas en forma de racimos de uva. Transfieren la leche a una serie de túbulos secundarios. A partir de allí la leche pasa a los conductos mamarios. A medida que los conductos mamarios se acercan al pezón, encontramos senos paranasales ampliados llamados senos lactíferos o ampulares capaces de almacenar la leche. Estas ámpulas continúan como conductos lactíferos que terminan en el pezón. El área circular pigmentada que rodea al pezón se conoce como areola. Tiene un aspecto y textura áspera a causa de la presencia de glándulas sebáceas modificadas. La función de las glándulas mamarias es la eyección de leche, un proceso conocido como lactancia.

EMBARAZO Y DESARROLLO EMBRIONARIO Una vez que el óvulo se libera del ovario durante la ovulación, debe ser fecundado dentro de 12 a 24 horas. Una vez eyaculados, los espermatozoides permanecen viables en el tracto reproductor femenino entre 12 y 48 horas. Algunos espermatozoides pueden permanecer viables hasta por 72 horas. Para que ocurra la fecundación, las relaciones sexuales deben ocurrir no más de 72 horas antes de la ovulación o, a más tardar 24 horas después de ésta. Le toma aproximadamente 24 horas al óvulo recorrer una tercera parte de la trompa de Falopio. Si es que la fecun-

Piel Músculo pectoral mayor Tejido adiposo Músculo pectoral menor Lóbulo

Costillas

Conducto lactífero Apertura del conducto lactífero Seno lactífero Pezón Areola

(A)

(B)

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Músculos intercostales

FIGURA 19-11. Las glándulas mamarias de un seno en época de lactancia. (A) Vista anterior y (B) vista sagital

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ALERTA SANITARIA

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PREVENCIÓN DE ENFERMEDADES DE TRANSMISIÓN SEXUAL

La única manera de prevenir exitosamente la transmisión de enfermedades de transmisión sexual, como la sífilis y la gonorrea, es a través de la abstinencia. El virus del VIH, que causa el SIDA, también se puede transmitir sexualmente. Sin embargo, los individuos sexualmente activos pueden ayudar a prevenir la aparición de enfermedades de transmisión sexual mediante la práctica de lo que se llama “sexo seguro”. Prácticas de sexo seguro incluyen: utilizar un condón de látex al momento de tener relaciones sexuales (el VIH puede pasar a través de condones de otro tipo, como los condones de piel de animal), evitar el intercambio de fluidos corporales como sangre, semen o secreciones vaginales, y evitar el contacto con llagas en los genitales u orales (que puede contener el virus del herpes genital). Una buena higiene personal y exámenes médicos anuales junto con la autoconciencia y el examen de las áreas genitales, le ayudará a prevenir la propagación de microorganismos que causan enfermedades. Cualquier anormalidad, como llagas o secreciones en el tracto reproductor, deben ser tomadas en cuenta y se debe acudir al médico.

dación ocurre, ésta tendrá lugar en los dos tercios superiores de la trompa de Falopio. Los espermatozoides nadan a través de la vagina, el útero y la trompa de Falopio gracias al latigueo de sus flagelos. Ellos se ven atraídos por el óvulo gracias a sustancias químicas que éste secreta. Aunque cientos de espermatozoides rodean el óvulo y rompen sus acrosomas para liberar las enzimas que les permitan penetrar el óvulo, sólo un espermatozoide penetrará y combinará su material genético con el material genético del óvulo para producir un óvulo fecundado o cigoto. A medida que el cigoto se desplaza por la trompa de Falopio, sufre una serie de divisiones mitóticas rápidas, dando lugar a una masa hueca de células llamada blástula o blastocisto. En el momento en que llega a la cavidad uterina, se compone de unas 100 células. En esta etapa, parte del blastocisto se desarrolla en la vesícula coriónica y secreta gonadotropina coriónica humana, una hormona que hace que el cuerpo lúteo del ovario siga produciendo sus hormonas para mantener el revestimiento del útero. Alrededor del día siete posterior a la ovulación, el embrión en desarrollo se ha integrado en el revestimiento endometrial del útero. Mientras tanto, se forman las tres capas germinales primarias por división mitótica. El ectodermo formará la piel y el sistema nervioso; el endodermo formará el revestimiento de los órganos internos y las glándulas; y a partir del mesodermo, se formarán los músculos, los huesos y el resto de los tejidos del cuerpo. La masa celular interna del blastocisto forma estas capas germinales primarias y su trofoblasto, la gran esfera llena de líquido, y ahora empieza a formar proyecciones llamadas vellosidades coriónicas, que interactúan con los tejidos del útero para formar la placenta (Figura 19-12). Una vez que la placenta se forma, el embrión, que se parece a un plato de tres capas de células, se encuen-

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tra rodeado por un saco lleno de líquido llamado amnios. El embrión se mantiene en su lugar por un tallo de tejido llamado cordón umbilical. La placenta suministra nutrientes y oxígeno y elimina los desechos y el dióxido de carbono de la sangre embrionaria. Todos los intercambios con la madre se realizan a través de la placenta. En la novena semana del desarrollo, el embrión ahora se denomina feto. En la novena semana del desarrollo se puede percibir sin lugar a dudas la figura humana del embrión, la placenta se ha convertido en un órgano endocrino que secreta estrógenos y progesterona para mantener el embarazo, mientras que el cuerpo lúteo ahora se encuentra inactivo. Más adelante en el desarrollo, el cordón umbilical se convertirá en la estructura que permitirá el intercambio de nutrientes y desechos entre la madre y el feto. A medida que avanza el embarazo, el útero aumenta de tamaño para dar cabida al feto en desarrollo. Con el tiempo, éste empuja hacia arriba en la cavidad abdominal y ocupa la mayor parte de esta zona. Los órganos abdominales empujan contra el músculo del diafragma, causando la expansión de las costillas y la ampliación del tórax. Durante esta etapa, el centro de gravedad de la madre se desplaza, dando lugar a una curvatura acentuada de las vértebras lumbares conocida como lordosis, que puede causar dolor de espalda. En este momento, es esencial para la madre tener una buena nutrición, consumir alimentos de calidad, no sólo mayor cantidad. La madre también debe evitar las sustancias nocivas que podrían pasar a través de la placenta a la sangre del feto, tales como el alcohol, las drogas y la nicotina. Durante el parto, el feto es expulsado del útero a través de un proceso llamado labor de parto. La hormona oxitocina causa la contracción de los músculos lisos del útero. En este momento la placenta libera prostaglandinas. La combinación de estas hormonas produce las

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

Lumen del útero

Pared uterina

Corion Amnios Ectodermo Capas Mesodermo germinales Endodermo

Cavidad amniótica

Vellosidades coriónicas Saco vitelino del embrión

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Tallo conector

FIGURA 19-12. Etapas tempranas del desarrollo de un embrión. Se muestran las capas germinales, las vellosidades coriónicas y

otras estructuras

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

CÁNCER DE MAMA

El cáncer de mama, que ocurre con más frecuencia en el sexo femenino, es la principal causa de muerte en las mujeres. Sin embargo, los hombres también pueden desarrollar cáncer de mama. Uno de cada ocho mujeres desarrollará esta grave, y a menudo mortal enfermedad. Los síntomas de esta enfermedad son protuberancias, goteo o arrugas en el pezón y cambios en la textura de la piel de la mama. La detección temprana es crucial para sobrevivir a este tipo de cáncer. Las mujeres deben realizarse un autoexamen de forma regular. La Sociedad Americana del Cáncer recomienda que las mujeres se realicen mamografías cada dos años entre los 40 y 49 años y una vez al año a partir de esa edad. La mamografía utiliza rayos X de baja intensidad para detectar tumores en los tejidos blandos de la mama. Este procedimiento detecta tumores de menos de 1 cm que son demasiado pequeños para ser detectados por autoexamen. Si se detecta un tumor, se realiza una biopsia para determinar si es maligno o benigno. Afortunadamente, la mayoría de los tumores de las glándulas mamarias son benignos. Sin embargo, los que son malignos pueden diseminarse a otras partes del cuerpo y, finalmente, llevar a la muerte. Sin embargo, la detección temprana del cáncer de mama puede conducir a un tratamiento eficaz y a la supervivencia.

contracciones más potentes y más frecuentes del útero, lo que obliga al feto a salir del útero. Las etapas de la labor de parto incluyen la fase de dilatación, la fase de expulsión, y la etapa placentaria (Figura 19-13). Durante la fase de dilatación, la cabeza del feto provoca una dilatación total del cérvix. El amnios se rompe liberando el líquido amniótico. Esto se conoce comúnmente como la ruptura de la fuente. La etapa de dilatación es la etapa más larga con una duración aproximada de hasta 12 horas. Durante la fase de expulsión, el neonato se mueve a través del cérvix y la vagina hacia el

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mundo exterior. Esta fase suele durar unos 50 minutos en el primer parto hasta cerca de 20 minutos en futuros nacimientos. Por lo general, la cabeza del niño sale en primer lugar, la nariz y la boca se limpian del moco para que el recién nacido pueda respirar. Se corta el cordón umbilical después de que el resto del cuerpo emerge. Un parto donde los glúteos aparecen primero es un parto complicado. Durante la etapa de la placenta, la placenta se separa del útero en los 15 minutos posteriores al nacimiento. La eliminación de todo el material placentario evitará una hemorragia prolongada después del parto.

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Placenta

Vejiga

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Hueso púbico

Uretra Vagina Cérvix (A)

Placenta

Cérvix parcialmente dilatado (B)

Recto

(C)

Útero

Cordón umbilical

(D)

FIGURA 19-13. Las etapas del parto. (A) La posición del feto antes de la labor de parto. (B) Primera etapa de la labor de parto,

dilatación cervical. (C) Segunda etapa de la labor de parto, entrega del feto. (D) Tercera etapa del parto, entrega de la placenta.

ALERTA SANITARIA

HERENCIA GENÉTICA

Los óvulos y espermatozoides se producen por el proceso de meiosis. Revisa el Capítulo 4, donde este tema es discutido. Los humanos tenemos 23 pares de cromosomas, uno de los miembros de cada par es heredado del padre por medio del espermatozoide, y otro miembro heredado de la madre mediante el óvulo. La meiosis reduce el número de cromosomas a la mitad, por lo que el espermatozoide y el óvulo portan 23 cromosomas. Cuando el óvulo es fecundado por el espermatozoide, se recupera el número de 46 cromosomas (23 pares). Los genes se localizan en estos cromosomas. Después de que Watson y Crick publicaron la estructura de la molécula de ADN, el proyecto del genoma humano comenzó a identificar todos los genes presentes en los 46 cromosomas humanos. Le tomó casi 40 años para completar este estudio. Ahora sabemos que hay unos 30,000 genes en los 46 cromosomas. Heredamos los genes de nuestros padres en el momento de la concepción, cuando el espermatozoide de nuestro padre fecunda el óvulo de nuestra madre. Estos genes determinan todas nuestras características, como color de ojos y cabello, la personalidad e inmunidades. (continúa)

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

ALERTA SANITARIA

HERENCIA GENÉTICA (continuación)

De los 23 pares de cromosomas, un par son los cromosomas sexuales que, entre otras cosas, determina nuestro sexo. Las mujeres tienen dos cromosomas X (XX) y los hombres un cromosoma X y uno Y (XY). Por lo tanto, todos los óvulos en la mujer llevan un cromosoma X, mientras que 50% de los espermatozoides de los hombres portan un cromosoma X y otro 50% un Y. Ésta es la razón por la cual el padre determina el sexo del niño. Si un espermatozoide Y fertiliza un óvulo X, el bebé será de sexo masculino. Si un espermatozoide X fertiliza un óvulo X, el bebé será de sexo femenino. Hay muchos otros genes, como los genes recesivos para la hemofilia y la ceguera al color, que se encuentran en el cromosoma X. La descendencia masculina expresa el gen y por tanto la característica, mientras que las mujeres son portadoras de esta condición genética pero no expresan el rasgo.

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

TRASTORNOS DEL SISTEMA REPRODUCTIVO

Las enfermedades de transmisión sexual se contagian por contacto íntimo sexual entre parejas que albergan la infección. Estas enfermedades son causadas por bacterias, virus o protozoarios.

TRICOMONAS

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Tricomonas es un protozoario flagelado que se presenta con mayor frecuencia en las mujeres y erosiona los tejidos de la vagina (Figura 19-14). Se puede transmitir a los hombres, donde infecta la uretra. La acidez del tracto vaginal puede controlar este organismo. Sin embargo, si éste crece y se reproduce, provoca una inflamación del tejido vaginal con presencia de flujo oloroso de color amarillo-verde.

FIGURA 19-14. Trichomonas vaginalis.

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(continúa)

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

TRASTORNOS DEL SISTEMA REPRODUCTIVO (continuación)

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ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

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FIGURA 19-15. Chancro de sífilis sobre el prepucio del pene.

GONORREA La gonorrea es causada por la bacteria Neisseria gonorrhoeae. La bacteria invade el revestimiento epitelial de la vagina y la uretra masculina, provocando descargas de pus. Los hombres experimentan sensaciones de ardor al orinar y la presencia de un flujo periódico de pus liberado por el orificio uretral. Las mujeres no pueden notar los síntomas en las primeras etapas de la infección, pero si esta infección no es tratada puede conducir a la enfermedad pélvica inflamatoria. El tratamiento con antibióticos es muy exitoso. Los síntomas ocurren dentro de una semana después de la exposición.

SÍFILIS La sífilis es causada por la bacteria Treponema pallidum (Figura 19-15). Puede tener un período de incubación de unas pocas semanas hasta varios meses. Hay varias etapas de esta peligrosa enfermedad. En la primera etapa se observan llagas llamadas chancros, que se desarrollan en el sitio de la infección. Éstos pueden desaparecer sin tratamiento. Varias semanas más tarde, durante la segunda etapa, se produce fiebre y erupciones en la piel que aparecen y duran varias semanas. La enfermedad entra en un periodo de latencia sin síntomas. La tercera etapa se presenta muchos años después. Esta etapa produce lesiones neuronales, lo que resulta en daños al tejido nervioso, causando parálisis, locura, y eventualmente la muerte. El rey Enrique VIII de Inglaterra murió de una infección por sífilis. Actualmente se utilizan antibióticos para tratar la sífilis, aunque han evolucionado varias cepas muy resistentes.

HERPES GENITAL El herpes genital es una infección por el virus herpes simple II, que causa lesiones y erupciones en forma de ampollas de la piel. El contacto con las áreas infectadas puede ser muy doloroso y produce dolor al orinar. Las ampollas tardan aproximadamente dos semanas en curar, pero pueden reaparecer. El virus se vuelve latente en los tejidos infectados, pero puede activarse y producir lesiones en los períodos de estrés, tales como enfermedad o durante la menstruación femenina. No hay cura para esta condición. La infección se produce a través del contacto con personas infectadas.

VERRUGAS GENITALES Las verrugas genitales son causadas por un virus y son muy contagiosas. Las verrugas pueden variar desde pequeños crecimientos a grupos grandes. Por lo general no son dolorosas, pero pueden dar lugar a relaciones sexuales dolorosas y provocar sangrado. Existen tratamientos para las verrugas genitales, incluyendo la cirugía o el uso de medicamentos antivirales tópicos. (continúa)

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

TRASTORNOS DEL SISTEMA REPRODUCTIVO (continuación)

SIDA SIDA o síndrome de inmunodeficiencia adquirida puede ser una enfermedad de transmisión sexual. Se discute en el Capítulo 15.

ENFERMEDAD PÉLVICO INFLAMATORIA La enfermedad pélvico inflamatoria es una infección bacteriana del útero, las trompas uterinas, y/o los ovarios. Puede resultar de la infección por diversas bacterias, pero sobre todo de las infecciones por clamidia o gonorrea, cuyos efectos son secreciones vaginales y dolor pélvico. Los antibióticos pueden tratar la enfermedad. Si no es tratada a tiempo, puede conducir a la esterilidad e incluso la muerte.

FIMOSIS La fimosis es la condición en la que el prepucio del pene se adhiere sobre la cabeza del pene y no puede retraerse. Esta condición generalmente se puede evitar mediante la circuncisión. Una fimosis severa podría obstruir el flujo de orina, y una fimosis leve podría dar lugar a problemas de higiene. La materia orgánica y los residuos pueden acumularse debajo del prepucio, constituyendo un entorno propicio para el crecimiento de bacterias u otros microorganismos, lo cual puede dar lugar a infecciones. En la circuncisión, el prepucio se corta a lo largo de la base del glande y se remueve.

SÍNDROME PREMENSTRUAL (SPM) El síndrome premenstrual (SPM) es una serie de síntomas que se desarrollan en muchas mujeres durante la fase premenstrual del ciclo menstrual. Las mujeres se vuelven irritables, se cansan fácilmente, se vuelven muy nerviosas y se sienten deprimidas. La causa no se sabe por lo que el tratamiento está dirigido a aliviar los síntomas que pueden ser graves y afectar las relaciones o perturbar la vida familiar.

ENDOMETRIOSIS La endometriosis se produce cuando el tejido endometrial crece fuera del revestimiento del útero en lugares como la pared abdominal, la superficie de los ovarios, la vejiga urinaria, los riñones, la superficie externa del útero o el colon sigmoideo. Por lo general es causada cuando las células endometriales pasan por las trompas de Falopio y entran a la cavidad pélvica donde logran establecerse en estos órganos. Dado que el tejido endometrial es sensible a las hormonas estrógeno y progesterona, el tejido primero prolifera y crece, pero luego se degenera con la consiguiente hemorragia. Este ciclo produce dolor abdominal, inflamación y cicatrización del tejido. Las personas con esta condición experimentan dolores premenstruales y menstruales inusualmente severos. Esta condición también es a menudo una fuente de la infertilidad.

DISFUNCIÓN ERÉCTIL O IMPOTENCIA La disfunción eréctil o impotencia es la incapacidad de un varón para mantener una erección. También se pueden clasificar como la incapacidad para eyacular después de haber logrado una erección. Puede ser causada por la presencia de órganos genitales físicamente defectuosos, por ciertas enfermedades como la diabetes de tipo II, trastornos neuromusculares, o varios problemas psicológicos. Además, la impotencia puede desarrollarse a partir de la tensión, la fatiga, la edad avanzada y el uso de ciertos medicamentos. En la actualidad el uso de Viagra puede mejorar el mantenimiento de una erección al causar la dilatación de los vasos sanguíneos. Sin embargo, un efecto secundario puede ser el exceso de trabajo del corazón y disminución de la presión arterial. Por lo tanto, se recomienda que las personas con ciertas enfermedades del corazón no utilicen este producto.

CÁNCER DE OVARIO El cáncer de ovario es un tumor maligno de los ovarios que normalmente no se detecta hasta que se ha avanzado mucho. Por lo general se desarrolla en mujeres de 50 años. Algunos síntomas incluyen dolor abdominal e inflamación, sangrado anormal de la vagina, pérdida de peso, y micción frecuente. (continúa)

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

ENFERMEDAD COMÚN, TRASTORNO O CONDICIÓN

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TRASTORNOS DEL SISTEMA REPRODUCTIVO (continuación)

Algunos factores de riesgo son la esterilidad, no tener hijos, retrasar el parto en edades avanzadas y la endometriosis. Un examen pélvico anual después de 40 años de edad puede llevar a un diagnóstico precoz y a un tratamiento eficaz.

CÓLICOS MENSTRUALES Los cólicos menstruales son experimentados por muchas mujeres con la aparición de la menstruación, como resultado de fuertes contracciones del miometrio del útero. Estas contracciones producen un dolor abdominal bajo que se puede extender a las piernas y la espalda baja. El dolor puede variar desde ligero a un dolor visceral agudo que alcanza su máximo en 24 horas, pero puede durar varios días. El tratamiento incluye la toma de medicamentos no esteroideos como la aspirina y el ibuprofeno, justo antes o después del inicio del ciclo menstrual.

EMBARAZO ECTÓPICO Un embarazo ectópico ocurre cuando el óvulo fecundado se implanta en cualquier tejido que no sea el revestimiento del útero, por lo general fuera de la cavidad uterina. Los embarazos ectópicos más comunes ocurren en las trompas de Falopio. Esto resulta en la muerte del feto y la posibilidad de hemorragia por una ruptura del tubo. Si el óvulo se implanta en los tejidos de la cavidad abdominal, el feto puede ser capaz de desarrollarse, pero deberá nacer mediante cesárea. Esto se conoce como embarazo abdominal.

INFERTILIDAD FEMENINA La infertilidad femenina es la incapacidad para embarazarse. La causa podría ser la presencia de órganos sexuales inmaduros o defectuosos, la disminución de la secreción hormonal de los ovarios o de la glándula pituitaria anterior, o la imposibilidad de que el óvulo fecundado se implante en el revestimiento endometrial del útero. Las obstrucciones de las trompas de Falopio a causa de la presencia de adherencias de varias infecciones son la causa más común de infertilidad femenina.

ALERTA SANITARIA

INFERTILIDAD

La infertilidad masculina por lo general se debe a un conteo bajo de espermatozoides. El rango promedio de espermatozoides eyaculados es de 50-100 millones por mililitro. Si ese número cae por debajo de 20 millones por mililitro, el varón se considera infértil. La reducción del recuento de espermatozoides puede ser resultado de una serie de causas relacionadas con daño a los testículos: radiación, traumatismos, testículos no descendidos ubicados en la cavidad abdominal, una temperatura del escroto mayor de lo normal, o infección por paperas. Además, la secreción inadecuada de la hormona folículo estimulante (que hace que los espermatozoides envejezcan) de la hormona lutenizante, y niveles bajos de testosterona también pueden reducir el recuento de espermatozoides. También puede haber una reducción de la fertilidad debido a un desarrollo anormal de los espermatozoides. La infertilidad femenina se produce en 10% de las mujeres. Esto puede ser causado por una serie de factores tales como la obstrucción de las trompas de Falopio, un ovario enfermo o condiciones que impidan la implantación del óvulo fertilizado en el revestimiento de la pared uterina y bajas secreciones hormonales por parte de los ovarios y la glándula pituitaria. Hoy en día, existen numerosas técnicas utilizadas para ayudar a las parejas infértiles a tener un hijo. Una incluye recolectar y concentrar las células del esperma de varias eyaculaciones e introducirlas en el tracto reproductor femenino mediante inseminación artificial.

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

A MEDIDA QUE ENVEJECEMOS Los sistemas reproductores de ambos sexos maduran en la pubertad, comienzan primero en las mujeres, alrededor de 10 años de edad y un año o más tarde en los hombres. Antes de ese tiempo, el sistema se encuentra en su estado juvenil o inmaduro. En las mujeres, el ciclo reproductivo se produce una vez al mes a partir de la menarquía (la primera menstruación) hasta la menopausia (el cese del ciclo). La menopausia en las mujeres varía, ocurriendo en cualquier momento entre los 40 y 50 años de edad. El número de folículos disminuye drásticamente hasta que quedan muy pocos. Esto se traduce en una disminución de las hormonas sexuales femeninas estrógeno y progesterona. El revestimiento del útero se vuelve muy delgado, y el útero disminuye de tamaño con el tiempo. La pared de la vagina se adelgaza con menor producción de moco, el tejido conectivo se vuelve más elástico, y se estrecha la abertura vaginal. La excitación sexual durante la relación sexual tarda más en desarrollarse, pero el deseo sexual no disminuye en forma significativa. Durante la menopausia, muchas mujeres experimentan sofocación (bochorno) con sudoración profusa. Además, las mujeres pueden experimentar depresión, cambios de humor, aumento de peso, insomnio y dolores de cabeza. Alrededor del 10% de las mujeres experimentan algún tipo de cáncer de mama. El riesgo es mayor para aquellas mujeres con antecedentes de cáncer de mama en su familia. Este tipo de aumento de riesgo de cáncer sucede entre las edades de 45 y 65 años. El riesgo de cáncer uterino llega a su pico a los 65 años pero el cáncer de cuello uterino es más común en mujeres jóvenes. El cáncer de ovario es el segundo cáncer más común en mujeres mayores. En los hombres, el cambio en el sistema reproductor no es tan dramático como en las mujeres. Los hombres saludables pueden producir espermatozoides hasta los 80 años y se ha sabido que pueden tener hijos hasta bien entrados los 60 años. Algunos hombres experimentan una pequeña disminución en el tamaño de sus testículos, pero la producción de espermatozoides no cesa. Después de los 60 años, aproximadamente un tercio de los varones experimentan un aumento en el volumen de la glándula prostática. Esto se conoce como hiperplasia prostática benigna (HPB). Esta ampliación comprime la uretra prostática, resultando en dificultad para orinar. Estos hombres experimentan micciones frecuentes con pequeñas cantidades de orina, una disminución en la fuerza del chorro urinario, mojar la cama ocasionalmente y una sensación de vaciado incompleto. Aproximadamente 15% de los hombres con HBP requieren tratamiento médico. El cáncer de próstata es la tercera causa principal de muerte cancerosa en los hombres de 55 años de edad o más. El cáncer de próstata también causa el crecimiento de la glándula prostática que produce dificultad para orinar. La impotencia es la incapacidad de un varón para lograr la erección del pene y, menos frecuentemente, la incapacidad para eyacular después de lograr una erección. La impotencia aumenta en los hombres entre 60 y 80 años de edad. Dado que el tejido conectivo fibroso del pene aumenta con la edad avanzada, esto provoca una disminución en la velocidad de erección, produciendo frecuentemente impotencia en algunos hombres. Sin embargo, existe una gran variación en la actividad sexual de los hombres mayores. Gran parte de esta variación puede estar relacionada con factores genéticos, así como con los cambios psicológicos que se desarrollan con el tiempo. Algunos hombres siguen siendo muy activos sexualmente, mientras que otros experimentan una disminución en su actividad e interés sexual.

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

SISTEMAS CORPORALES TRABAJANDO JUNTOS PARA MANTENER LA HOMEOSTASIS: EL SISTEMA REPRODUCTOR Sistema tegumentario ● Los receptores de presión en la piel se estimulan durante la actividad sexual, lo que resulta en el placer sexual. ● Las hormonas sexuales masculinas activan las glándulas sebáceas de la piel para producir aceite que la lubrique. ● Las hormonas sexuales causan el desarrollo del vello púbico y del vello axilar durante la pubertad. ● Las hormonas sexuales femeninas inducen que la grasa se deposite en la cadera y en los senos durante la pubertad. ● La piel protege los órganos reproductores por ser la primera línea de defensa contra microorganismos.

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Sistema esquelético ● Los huesos son una fuente de calcio necesaria durante la lactancia. ● La pelvis encierra y protege los órganos reproductores. ● Las hormonas sexuales causan el desarrollo de una cadera ancha en las mujeres, y de caderas estrechas y hombros anchos en los hombres. Sistema muscular ● El corazón bombea sangre para mantener una erección. ● Las contracciones del músculo liso del útero contribuyen a la expulsión del neonato en el nacimiento. ● Las contracciones del músculo esquelético dan como resultado una erección. ● Las hormonas sexuales masculinas causan el desarrollo de masa muscular en los hombres. Sistema nervioso ● Las neuronas sensoriales y motoras del sistema nervioso desempeñan un importante papel en el placer y durante la actividad sexual.

Campo

PROFESIONAL

Haay muchas carreras disponibles para los individuos que están interesados en el Hay sistema sist st reproductor. ● L Los ginecólogos son médicos que se especializan en el cuidado de las mujeres

mediante el diagnóstico y tratamiento de los trastornos de los órganos reproductivos y de las mamas. Esta especialidad requiere de experiencia quirúrgica. ● Los obstetras son médicos especializados en obstetricia, la rama de la medicina

que se ocupa de cuidar a las mujeres durante el embarazo, el parto y el puerperio (el tiempo trascurrido alrededor de seis semanas posteriores al parto). ● Los pediatras son médicos especializados en pediatría, la rama de la medicina

que trata y diagnostica la enfermedad y previene los trastornos de los lactantes y los niños. ● Los profesionales de enfermería pediátrica son las enfermeras que se especiali-

zan en el cuidado de enfermería de los lactantes y los niños. ● Los neonatólogos son médicos que se especializan en el cuidado del recién

nacido y están capacitados para diagnosticar y tratar los trastornos que puedan presentar. ● Los consejeros genéticos son profesionales que tienen entrenamiento especial en

el asesoramiento y la genética, la rama de la biología que se ocupa de los principios y los mecanismos de la herencia; en particular, el proceso por el cual los genes, que controlan los rasgos hereditarios, se transmiten de padres a hijos. Estos individuos pueden determinar la aparición de un trastorno genético dentro de una familia y proporcionan información y asesoramiento mediante cursos a los futuros padres.

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

● El hipotálamo activa el comienzo de la pubertad. ● Las hormonas sexuales influyen en el desarrollo del

cerebro del feto. Sistema endocrino ● Los estrógenos y la progesterona controlan la pro-

ducción y desarrollo de los óvulos en las mujeres y los caracteres sexuales secundarios femeninos. ● La testosterona controla el desarrollo de los espermatozoides y las características sexuales secundarias de los hombres. ● Las hormonas placentarias mantienen el embarazo. Sistema cardiovascular ● La presión arterial mantiene las erecciones tanto en hombres como en mujeres. ● La sangre transporta las hormonas sexuales a los órganos blanco. ● Durante el embarazo, el corazón trabaja más para mantener la circulación entre la madre y el feto en desarrollo. Sistema linfático ● El sistema inmunológico femenino no destruye los espermatozoides masculinos, asegurando así la fecundación. ● El sistema inmune no rechaza al feto en desarrollo. ● El sistema inmune protege a los órganos reproductores de enfermedades. Sistema digestivo ● Nutrientes adecuados están disponibles para el feto en desarrollo gracias a la conexión entre el sistema digestivo materno, la placenta y el cordón umbilical. Sistema respiratorio ● La interacción entre el sistema respiratorio y la placenta provee de oxígeno al feto y elimina el dióxido de carbono. Sistema urinario ● La uretra masculina funciona en el sistema urinario para transportar la orina, como en el sistema reproductor para transportar los espermatozoides. ● Los riñones compensan la pérdida de líquido en el aparato reproductor. ● El embarazo puede provocar la retención de líquidos, por lo que los riñones compensan esta retención trabajando de manera más intensa para eliminar el exceso de líquido. ● El feto en desarrollo comprime la vejiga, lo que induce el envío de mensajes al cerebro para iniciar la micción de manera frecuente y urgente.

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RESUMEN SISTEMA REPRODUCTOR MASCULINO 1. Los órganos sexuales primarios del sistema reproductor masculino son los testículos o gónadas masculinas, que producen los espermatozoides y las hormonas sexuales masculinas. 2. Las glándulas producen secreciones que, en conjunto con los espermatozoides, componen el semen. 3. Los órganos accesorios, como el escroto, dan soporte a los testículos; y los conductos transportan los espermatozoides. 4. El pene es una estructura de soporte y transporte. Escroto 1. El escroto es una evaginación de la pared abdominal, contiene a los testículos. 2. Internamente está dividido en dos bolsas laterales por un tabique, cada una con un solo testículo. 3. Los testículos, en su función de glándulas exocrinas producen el esperma, y en su función de glándulas endocrinas producen hormonas sexuales masculinas. 4. El saco escrotal se elevará o descenderá en respuesta a la exposición a cambios en la temperatura para garantizar la supervivencia de los espermatozoides. Testículos 1. Cada testículo está cubierto por una cápsula de tejido conectivo llamada túnica albugínea, que se extiende hacia el interior para formar una serie de compartimentos llamados lóbulos. 2. Cada lóbulo contiene hasta tres túbulos seminíferos dentro de los que se lleva a cabo la espermatogénesis. 3. La espermatogénesis comienza con la división de las células de espermatozoides inmaduras, llamadas espermatogonias, que se dividen por mitosis para formar espermatocitos primarios. 4. Los espermatocitos primarios se dividen por meiosis para formar espermatocitos secundarios que se convertirán en espermátidas. 5. Las espermátidas se convierten en espermatozoides. 6. Las células de Sertoli aportan nutrientes a las células espermáticas en desarrollo. 7. En los lóbulos, las células intersticiales de Leydig producen la hormona sexual masculina testosterona. Anatomía de los espermatozoides 1. Trescientos millones de espermatozoides se producen a diario y pueden vivir hasta 48 horas en el tracto reproductor femenino.

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2. Cada espermatozoide está formado por una cabeza, que contiene el material genético nuclear y un acrosoma con enzimas; cuerpo intermedio o cuello que contiene mitocondrias; y una cola que es un flagelo para impulsarlo. Las funciones de la testosterona 1. Controla el desarrollo, el crecimiento y el mantenimiento de los órganos sexuales masculinos. 2. Estimula el aumento de masa muscular y el desarrollo de los huesos. 3. Induce la maduración de los espermatozoides. 4. Amplía el cartílago tiroides o manzana de Adán, y engrosa las cuerdas vocales, lo que resulta en una voz profunda. 5. Produce patrones de vello corporal, como el del vello facial y el del pecho, así como del perfil de la línea del cabello. 6. Estimula el comportamiento agresivo. Los conductos del sistema 1. Los espermatozoides se desplazan desde los contorneados túbulos seminíferos de los testículos, hacia los túbulos rectos en la parte superior del lóbulo. 2. Posteriormente, pasan a una red de conductos ubicada dentro de los testículos llamada rete testis. 3. Se mueven fuera de los testículos a través de los conductos eferentes en espiral que se conectan a un solo tubo llamado epidídimo. 4. El epidídimo, fuertemente enrollado, se localiza en el borde posterior del testículo. 5. A medida que el epidídimo se endereza, se le denomina conducto deferente. Mide aproximadamente 18 pulgadas de largo. 6. El conducto deferente está encerrado en una vaina llamada cordón espermático que desemboca en su conducto eyaculador. 7. Cada conducto eyaculador expulsa los espermatozoides en la uretra. 8. La uretra es el conducto terminal del sistema. Mide 8 pulgadas de largo y es un pasaje común para los espermatozoides y la orina. 9. La uretra pasa a través de la glándula prostática, el diafragma urogenital y el pene. Se divide en tres partes. 10. La uretra prostática está rodeada por la próstata y mide aproximadamente una pulgada de largo; la uretra membranosa mide aproximadamente ½ pulgada de largo y se conecta con el pene; la uretra esponjosa o cavernosa se localiza dentro del pene y termina en el orificio de la uretra masculina ubicado en la cabeza del pene. Su tamaño varía según el tamaño del pene, pero mide aproximadamente 6 pulgadas de largo.

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Las glándulas accesorias 1. Las vesículas seminales pareadas forman parte del semen viscoso y alcalino rico en fructosa y nutrientes, y lo vierten dentro de cada conducto eyaculador. 2. La glándula prostática produce el líquido alcalino del semen que incita a los espermatozoides a nadar. 3. Las pequeñas glándulas bulbouretrales pareadas o glándulas de Cowper segregan un moco espeso y viscoso que entra en la uretra esponjosa y que actúa como un lubricante para el coito. Semen 1. El semen o líquido seminal es una mezcla de espermatozoides y secreciones de las glándulas accesorias. 2. Es de color lechoso y rico en fructosa, el azúcar que proporciona energía para los latigueos del flagelo efectuados por cada espermatozoide. 3. Su pH alcalino neutraliza la acidez de la uretra masculina y de la vagina femenina. 4. Proporciona un medio de transporte para que los espermatozoides puedan nadar. 5. El semen contiene enzimas que activan los espermatozoides después de la eyaculación, y un antibiótico llamado plasmina seminal que controla el crecimiento de bacterias en los tractos reproductores masculino y femenino. Pene 1. El pene deposita los espermatozoides en el tracto reproductor femenino. 2. Se compone de un eje cuyo extremo se denomina glande o cabeza, cubierta de piel laxa denominada prepucio. 3. Internamente, está compuesto por tres masas cilíndricas de tejido esponjoso que contiene los senos sanguíneos. 4. La hinchazón de los senos sanguíneos durante la estimulación sexual da como resultado una erección.

EL SISTEMA REPRODUCTOR FEMENINO 1. Los órganos sexuales primarios del sistema reproductor femenino son los ovarios o gónadas femeninas. Éstos producen los óvulos y las hormonas sexuales femeninas. 2. Los órganos accesorios del sistema son las trompas uterinas o de Falopio, el útero, la vagina y los genitales externos. 3. Las glándulas producen moco para lubricación durante las relaciones sexuales. Ovarios 1. Los ovarios son dos glándulas situadas en la porción superior de la cavidad pélvica a cada lado

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del útero. Se mantienen en su posición por medio de una serie de ligamentos suspensorios. La superficie de un ovario está cubierta de epitelio germinal. La cápsula de un ovario está formada por tejido conectivo llamado túnica albugínea, cuya zona exterior se denomina corteza y que contiene los folículos ováricos. Los folículos ováricos son los óvulos en distintas etapas de desarrollo. Cada folículo contiene un óvulo inmaduro u ovocito y se llama folículo primario. A medida que el óvulo inmaduro se desarrolla después de la meiosis, el folículo desarrolla una zona central llena de líquido llamado antro; éste ahora se denomina folículo secundario. Un folículo maduro que porta un óvulo maduro se denomina folículo de Graaf y se encuentra listo para la ovulación. Cuando el óvulo se desprende del folículo de Graaf durante la ovulación, el folículo se transforma a un cuerpo lúteo o cuerpo amarillo, que segrega estrógeno y progesterona. Si no sucede la fecundación, el cuerpo lúteo degenera con el tiempo en el cuerpo blanco. Los ovarios producen y liberan óvulos durante la ovulación. También secretan las hormonas sexuales femeninas estrógeno y progesterona. La ovogénesis o formación de las células sexuales femeninas, se inicia en el feto femenino en desarrollo donde las células madre femeninas llamadas ovogonias producen ovocitos primarios por mitosis. Se producen alrededor de 700,000 ovocitos primarios en este estadio de desarrollo y representan el número total de óvulos que producirá una mujer. Ellos permanecen latentes hasta la pubertad. El ciclo ovárico comienza en la pubertad, y aproximadamente 450 de los 700,000 ovocitos primarios se desarrollarán en óvulos por meiosis durante los siguientes años reproductivos de la mujer. Después de la primera división meiótica, un ovocito primario se desarrollará en dos células: el ovocito secundario es el mayor de las dos células, la más pequeña es el cuerpo polar. Después de la segunda división meiótica, el ovocito secundario se convierte en un óvulo maduro u ootida con otro cuerpo polar no funcional. El cuerpo polar de la primera división meiótica se divide en dos cuerpos polares no funcionales. Por lo tanto se producen un óvulo maduro y tres cuerpos polares.

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16. Un óvulo maduro tiene una gran cantidad de alimentos almacenados para abastecer el embrión en desarrollo, si es que se llegara a producir la fertilización. Las trompas uterinas o de Falopio 1. Las dos trompas uterinas o de Falopio transportan a los óvulos desde los ovarios hasta el útero. 2. El extremo abierto en forma de embudo conocido como infundíbulo está rodeado por una franja de proyecciones parecidas a dedos llamadas fimbrias. 3. Los cilios en el epitelio del infundíbulo, junto con el movimiento de las fimbrias, desplazan el óvulo por la trompa uterina después de la ovulación. 4. El óvulo maduro se mueve hacia el útero por el peristaltismo y la acción de los cilios. La fecundación ocurre generalmente en el tercio superior del tubo aproximadamente 24 horas después de la ovulación. Útero 1. El útero es el sitio de la menstruación, donde el óvulo fecundado se implanta y donde el feto se desarrolla, también es el lugar en el que comienza la labor de parto. 2. Tiene la forma de una pera invertida: la parte en forma de cúpula ubicada por encima de las trompas uterinas es el fundus, la parte más grande que va disminuyendo es el cuerpo, y la porción estrecha inferior, el cérvix. Entre éste y el cérvix se encuentra una región estrecha llamada istmo. 3. El interior del cuerpo es la cavidad uterina, el interior del cérvix es el canal cervical. 4. La abertura entre la cavidad uterina y el cérvix se denomina orificio interno y la abertura entre el canal del cérvix y la vagina es el orificio externo. 5. La pared del útero se compone de tres capas: la más interna es el endometrio, donde se implanta el óvulo fertilizado, la segunda es el miometrio constituida de músculo liso, y la más externa es el perimetrio o peritoneo visceral. Ciclo menstrual 1. El ciclo menstrual, también llamado menstruación, es el desprendimiento cíclico del revestimiento endometrial del útero. 2. Se compone de tres fases: fase menstrual, fase proliferativa, y fase secretora. 3. Durante la fase menstrual, se desprende el recubrimiento endometrial del útero, el líquido de los tejidos, sangre y moco. Alrededor de 20 a 25 folículos primarios también comienzan su desarrollo y producen niveles bajos de estrógeno. La zona pelúcida se desarrolla alrededor de cada óvulo y cerca de 20 folículos primarios progresan a folículos secundarios, pero sólo uno alcanza la madurez, mientras que los otros mueren.

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4. Durante la fase proliferativa, uno de los folículos secundarios madura en un folículo de Graaf el cual contiene un único óvulo maduro. El óvulo se desprende del folículo en un proceso llamado ovulación y el aumento en los niveles de estrógeno provoca que el revestimiento endometrial del útero tenga mayor grosor. Después de la ovulación, el folículo de Graaf se colapsa con un coágulo en su interior llamado cuerpo hemorrágico que finalmente es absorbido. El folículo eventualmente se transformará y convertirá en el cuerpo lúteo. 5. Durante la fase secretora, el cuerpo lúteo comienza a secretar estrógeno y progesterona. Si no ocurre fecundación e implantación, el cuerpo lúteo degenera y se convierte en el cuerpo blanco. Si ocurren la fertilización e implantación, el cuerpo lúteo se mantiene durante cuatro meses gracias a la acción de la hormona gonadotropina coriónica humana producida por la placenta en desarrollo. 6. Una vez que la placenta se desarrolla, se secretan estrógenos y progesterona tanto para apoyar el embarazo en ambos casos, como para el desarrollo de las mamas; lo cual induce la producción de leche en las glándulas mamarias. Funciones del estrógeno 1. Los ovarios se vuelven activos durante la pubertad al producir óvulos y estrógeno. 2. El estrógeno es el responsable del desarrollo de los caracteres sexuales secundarios femeninos: el desarrollo de los senos; la aparición de vello púbico y del axilar; los depósitos de grasa en la cadera, en los senos y debajo de la piel; y la ampliación del hueso de la pelvis para producir una cadera más ancha. 3. El estrógeno provoca el ensanchamiento de los tubos uterinos, de la vagina, del útero y de los genitales externos. Vagina 1. La vagina es un conducto para el flujo menstrual, es un receptáculo para el pene durante la relación sexual, y es la porción inferior del canal del parto. 2. Una hendidura llamada fornix rodea la unión entre el cérvix y la vagina. Genitales externos de la mujer 1. La vulva o pudendum es el término colectivo empleado para nombrar los genitales externos de la mujer. 2. El monte de Venus es un montículo de tejido adiposo que se cubre de vello púbico durante la pubertad. 3. Los labios mayores, que son dos pliegues longitudinales de piel cubierta de pelo, se extienden de manera posterior e inferior desde el monte de Venus. Contienen tejido adiposo y glándulas sudoríparas.

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4. En medio de los labios mayores se localizan dos delicados pliegues de piel llamados labios menores. Éstos carecen de pelo, pero tienen numerosas glándulas sebáceas. 5. El clítoris es una pequeña masa de tejido eréctil situada en la unión anterior de los labios menores y está cubierto por una capa de piel llamada prepucio. La parte expuesta del clítoris se denomina glande. 6. La abertura entre los dos labios menores se denomina vestíbulo, contiene un pliegue de tejido muy delgado llamado himen que se rompe durante la primera relación sexual. 7. También en el vestíbulo se encuentran dos aberturas, el orificio vaginal y el orificio uretral. 8. A cada lado del orificio uretral se encuentran las dos aberturas de los conductos de las glándulas vestibulares menores o de Skene que secretan moco. 9. A cada lado del orificio vaginal se encuentran las dos aberturas de las glándulas vestibulares mayores o de Bartholin que también secretan moco para la lubricación durante las relaciones sexuales. Perineo 1. El perineo es una zona con forma de diamante ubicada entre los glúteos y los muslos de hombres y mujeres. 2. Se divide en un triángulo anterior urogenital que contiene los genitales externos y un triángulo posterior anal que contiene el ano. Anatomía y función de las glándulas mamarias 1. Las glándulas mamarias, se encuentran tanto en hombres como en mujeres, pero únicamente en las mujeres son funcionales para la producción de leche. Aumentan de tamaño durante la pubertad gracias a la acción de los estrógenos. 2. Cada glándula consiste de 15 a 20 lóbulos separados por tejido adiposo. 3. Cada lóbulo contiene compartimentos aún más pequeños llamados lobulillos, los cuales contienen las células secretoras de leche o alveolos dispuestos en racimo. 4. Los alveolos transportan la leche a los túbulos secundarios que a su vez se unen a los conductos mamarios. 5. A medida que los conductos se aproximan al pezón, se expanden hacia senos de almacenamiento de la leche llamados senos ampulares. 6. Las ámpulas se continúan como conductos lactíferos que terminan en el pezón. 7. El área circular pigmentada alrededor de los pezones se denomina areola y contiene glándulas sebáceas modificadas.

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8. La función de las glándulas mamarias es producir leche y expulsarla a través del pezón en un proceso llamado lactancia.

EMBARAZO Y DESARROLLO EMBRIONARIO 1. Un óvulo debe ser fertilizado dentro de las 12 a las 24 horas posteriores a la ovulación; los espermatozoides permanecen viables durante 12 a 48 horas en el tracto reproductor femenino. 2. Le toma 24 horas al óvulo descender un tercio de la trompa de Falopio. La fertilización se produce en la parte superior de dos tercios del tubo. 3. Un óvulo fertilizado se denomina cigoto. A medida que avanza por la trompa uterina, se divide por mitosis para formar una esfera hueca de células llamada blastocisto o blástula. En el momento en que llega a la cavidad uterina, se denomina vesícula coriónica. 4. Secreta gonadotropina coriónica, que estimula el cuerpo lúteo para mantener el revestimiento uterino gracias a la acción de sus hormonas. Alrededor del séptimo día se incrusta en el revestimiento endometrial. 5. Las tres capas germinales primarias se están desarrollando. El ectodermo se desarrollará en la piel y el sistema nervioso; el endodermo formará el revestimiento de los órganos internos; y el mesodermo formará los músculos, los huesos y otros tejidos. Estos tejidos provienen de la masa celular interna del blastocisto. 6. El trofoblasto, la esfera llena de líquido del blastocisto, forma proyecciones llamadas vellosidades coriónicas, que interactúan con el tejido del útero para formar la placenta. 7. Una vez que la placenta se forma, un saco lleno de líquido llamada amnios rodea al embrión. 8. El embrión se une por un tallo conector llamado cordón umbilical. 9. La placenta intercambia nutrientes, oxígeno, y desechos entre el embrión y la madre. En la novena semana del desarrollo, el embrión se denomina feto. Más tarde en el desarrollo, el cordón umbilical se convertirá en la estructura de intercambio más importante entre el feto y la madre. 10. A medida que el embarazo avanza, el útero se expande dentro de la cavidad abdominal para acomodar al feto en crecimiento. 11. Durante el parto comienzan las contracciones de los músculos lisos del útero, a este proceso se le denomina labor de parto. 12. El parto se divide en tres fases: la fase de dilatación, la fase de expulsión y la etapa placentaria. 13. Durante la fase de dilatación, el cérvix se encuentra completamente dilatado para que pase la cabeza

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del feto y el amnios se rompe liberando el líquido amniótico. 14. Durante la fase de expulsión, el neonato se desplaza a través del cérvix y de la vagina, por lo general con la cabeza orientada hacia el mundo exterior. 15. Durante la etapa placentaria, la placenta se separa del útero 15 minutos después del nacimiento.

PREGUNTAS DE REPASO 1. Nombra los órganos, las glándulas accesorias y conductos del sistema reproductor masculino. * 2. Discute la importancia de la meiosis y de la espermatogénesis. 3. Describe el camino de los espermatozoides desde los túbulos seminíferos en el testículo, hasta el exterior. 4. Nombra las tres partes de la uretra masculina y su ubicación. * 5. ¿Qué proceso fisiológico mantiene la erección? 6. Nombra los órganos del sistema reproductor femenino. * 7. Discute la importancia de la meiosis y la ovogénesis. * 8. Describe y discute el significado de los eventos en un ciclo ovárico. 9. Nombra las fases del ciclo menstrual y discute qué ocurre durante cada fase. 10. Describe los tres pasos del parto. *

Preguntas de pensamiento crítico

LLENA LOS ESPACIOS EN BLANCO Llena el espacio en blanco con el término más apropiado 1. El músculo _____________ del cordón espermático eleva los testículos cuando hay climas fríos. 2. Cada lóbulo del testis contiene tres túbulos superenrrollados llamados túbulos convolucionados, éstos producen los espermatozoides por un proceso llamado ______________. 3. El ______________ es el sitio de maduración y almacenamiento del esperma. 4. El extremo abierto en forma de embudo de cada trompa uterina se llama ______________ y está rodeado de proyecciones tipo dedos llamadas ______________. 5. Un folículo listo para la ovulación se conoce como folículo ______________. 6. El término ___________, o pudendum, es el término colectivo para referirse a los genitales externos femeninos.

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7. El área circular pigmentada que rodea al pezón se denomina ______________; es de aspecto rugoso debido a que presenta glándulas sebáceas modificadas. 8. El ______________ es un área en forma de diamante ubicada entre los muslos y nalgas tanto en hombre como en mujeres. 9. La células secretoras de leche de las glándulas mamarias son agrupaciones tipo racimo de uva denominadas ______________. 10. El proceso mediante el cual nace un bebé se denomina ______________.

RELACIONA LAS COLUMNAS Coloca el número más apropiado en el espacio en blanco. _____ Células de Sertoli 1. Rodea parte de la uretra _____ Células 2. Antibiótico intersticiales 3. Primera menstruación de Leydig 4. Glándulas sebáceas _____ Vesículas 5. Tejido adiposo y glándulas seminales sudoríparas _____ Próstata 6. Progesterona y estrógeno _____ Glándula de 7. Nutrientes para los Cowper espermatozoides _____ Plasmina seminal 8. Componente alcalino del _____ Cuerpo lúteo semen rico en frutosa _____ Menarquía 9. Secreción de moco _____ Labios mayores 10. Testosterona _____ Labios menores 11. Última menstruación 12. Lisozima

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Investiga y explora ● Visita el sitio web de los Centros

para el Control y Prevención de Enfermedades en la página http:// www.cdc.gov/std y haz una investigación de una de las enfermedades sexualmente transmitidas revisadas en este capítulo. Haz un resumen del capítulo en dos o tres cuartillas y escríbelo en tu cuaderno. ● Visita el sitio web de la Fundación

de Cáncer de Próstata en la página http://www.prostatecancerfoundation.org para aprender más acerca del cáncer de próstata. Basándote en tu investigación y con tus propias palabras, escribe una descripción del cáncer de próstata y enlista algunos posibles síntomas y las dos pruebas clínicas empleadas para su detección. ● Visita el sitio web de Anatomía

Humana en la página http://www. innerbody.com y explora el sistema reproductor femenino y masculino o ambos.

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ESTUDIO DE CASO Mónica, una mujer de 53 años de edad, tiene programada una biopsia de mama debido a un tumor pequeño que fue descubierto en su seno derecho durante una mamografía reciente. Mónica le informa a su médico que se realiza un autoexamen de mamas cada mes, y ha sido objeto de mamografías todos los años desde que cumplió 50 años de edad. Le preocupa su protuberancia en la mama, y está ansiosa por conocer el resultado de la biopsia.

Preguntas 1. ¿Cuál es la finalidad de una biopsia de mama? Y, ¿por qué Mónica está tan preocupada por su resultado? 2. ¿Cuáles son las glándulas mamarias, dónde están localizadas y cuál es su función? 3. ¿Cómo se compara un autoexamen de mama con una mamografía en términos de detección de abultamientos? 4. ¿Cuál es la probabilidad de desarrollar cáncer en las mujeres?

Conexión con StudyWARE ™ Contesta un examen o practica juegos interactivos que refuercen el contenido de este capítulo en tu CD-ROM de StudyWARE™.

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E JERCICIO DE LA B OR ATORIO:

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EL SISTEMA REPRODUCTOR

Materiales necesarios: Un kit de disección, el feto de un cerdo y un estuche de disección.

Feto femenino de cerdo Si el feto es hembra, localiza las estructuras reproductoras descritas. Refiérete a la Figura 19-16. Si tu modelo es un macho, examina el ejemplar hembra de uno de tus compañeros. Cada alumno debe ser responsable de la localización de las estructuras reproductivas de ambos sexos. Busca el par de gónadas femeninas u ovarios. Son pequeños cuerpos suspendidos de la pared peritoneal en los mesenterios, ubicados

de manera posterior a los riñones. Examina un ovario de cerca, y observa el pequeño y corto oviducto en espiral, también llamado trompa de Falopio. El oviducto no se conecta directamente con el ovario, pero termina en una estructura abierta, en forma de embudo que incluye parcialmente al ovario. Esto sólo es visible con el microscopio estereoscópico. Cuando la ovulación ocurre, los óvulos son transportados por las corrientes ciliares en la boca del embudo y pasan por el oviducto hasta el útero. En el cerdo, la mayor parte del útero o matriz, se divide en dos secciones denominadas cuernos uterinos. En su extremo anterior, cada

Riñón derecho

Uréter derecho

Vejiga alantoica Ligamento circular izquierdo

Cuerpo del útero

Ovario derecho Cuerno uterino izquierdo Región del cérvix

Vagina Uretra

Papilas genitales

© Delmar/Cengage Learning

Seno urogenital

FIGURA 19-16. Los órganos reproductivos de un feto de cerdo feme-

nino. (Cortesía del Dr. David Morton. De Photo Atlas para Anatomy and Physiology, por David Morton y James W. Perry, 1998, Belmont, CA: Wadsworth.) (continúa)

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

EL SISTEMA REPRODUCTOR (Continuación) uno de los cuernos uterinos se conecta con un oviducto; en los extremos posteriores los cuernos uterinos se unen para formar el pequeño cuerpo del útero. (En la mujer, el útero es una estructura única.) El cuerpo del útero continúa posteriormente con la vagina, ésta es poco más grande en diámetro que el útero, y está separada del útero por una ligera constricción, el cérvix. La vagina se encuentra entre el recto y la uretra y desaparece de la vista en el anillo de la cintura pélvica.

Feto masculino de cerdo Las estructuras descritas aquí se refieren a aquellas presentes en los machos; si tu modelo es hembra, examina un ejemplar macho con alguno de tus compañeros. Revisa a la Figura 19-17.

Pene

El par de gónadas de los machos, o testículos, se encuentran localizando los conductos que transportan los espermatozoides desde los testículos hasta la uretra. En el espacio limitado ventralmente por la vejiga urinaria, lateralmente por los uréteres, y dorsalmente por el recto, observarás dos conductos delgados que se unen medialmente y luego a la cara dorsal de la uretra. Sigue estos conductos, cada uno es un vaso deferente, a partir de su unión medial y ten en cuenta que divergen y se pliegan sobre los uréteres. Sigue un conducto deferente de manera posterior hasta que entre en una pequeña abertura ubicada en la pared peritoneal posterior. Esta abertura lleva al conducto inguinal. Cada testículo inicialmente se desarrolla en la cavidad peritoneal, cercana al riñón. A medida que el feto madura, los testículos se mueven por

Vejiga alantoica

Riñón izquierdo

Uréter izquierdo Arteria umbilical izquierda Arteria espermática izquierda Vaso deferente izquierdo Arteria gonadal (espermática) derecha

Vesículas seminales Uretra

Canal inguinal Cordón espermático

Nervio

Testis

Vaso deferente derecho Gubernáculo

Túnica vaginalis

© Delmar/Cengage Learning

Glándulas bulbouretrales Epidídimo

FIGURA 19-17. Los órganos reproductivos de un feto de cerdo masculino. (Cortesía del Dr.

David Morton. De Photo Atlas from Anatomy and Physiology, por David Morton y James W. Perry, 1998, Belmont, CA: Wadsworth.) (continúa)

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CAPÍTULO 19 El sistema reproductor

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EL SISTEMA REPRODUCTOR (Continuación)

detrás o descienden, pasando por el canal inguinal a un bolsillo ubicado en la base de la pata trasera. Esta bolsa es el escroto. A continuación retira con cuidado la piel en la base de una pata trasera. Justo debajo de la piel, te percatarás de la presencia de una estructura bulbosa de color blanco, cubierta de una membrana transparente. Los testículos del adulto se encuentran en este saco escrotal. Limpia cuidadosamente todo el tejido circundante.

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Situado en o alrededor de los testículos, encuentra el epidídimo, un túbulo plegado en espiral, por lo general de color más claro que el testículo. Las cirunvoluciones del epidídimo sirven para el almacenamiento temporal de los espermatozoides. Sigue el epidídimo hasta su unión con el conducto deferente.

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Glosario A Abducción movimiento de un hueso o una extremidad lejos de la línea media del cuerpo.

Abductor digital mínimo músculo que abduce al dedo pequeño del pie.

Abductor hallucis músculo que abduce el dedo gordo del

Acidosis una condición causada por la disminución del pH sanguíneo.

Acinos glándulas exócrinas del páncreas. Acromegalia súper desarrollo de los huesos de manos, pies, cara y mandíbula.

Acrosoma contiene enzimas que ayudan al esperma a penetrar el óvulo.

pie.

Abductor pollicis músculo que abduce el pulgar. Absorción el paso de alimentos digeridos del tracto diges-

Actina los filamentos delgados de proteína en una célula

tivo hacia los sistemas linfático y cardiovascular para su distribución en las células del cuerpo.

Actividad isométrica contracción en la que un músculo

Aceptores de electrones moléculas que ganan electrones durante una reacción.

Acetábulo cápsula profunda en la porción lateral del hueso de la cadera, justo encima del foramen obturador.

muscular. permanece a una longitud constante mientras incrementa la tensión muscular.

Acueducto cerebral conecta el tercer y cuarto ventrículo del cerebro; también se le conoce como el acueducto de Silvio.

producto intermediario de la fermenta-

Adenín nicotín dinucleótido (NAD) un transportador

Acetil-CoA un producto intermediario del ciclo del ácido

Adenina una base nitrogenada purina. Adenoides amígdalas faríngeas. Adiposo tejido conectivo suelto lleno de células grasas. Adrenalina un neurotransmisor también conocido como

Acetaldehído ción. cítrico.

Acetilcolina un neurotransmisor. Acetilcolinesterasa una enzima de la neurona postsináptica que descompone la acetilcolina.

Ácido una sustancia que se disocia y forma un exceso de iones H cuando se disuelve en agua.

Ácido acético producto intermediario del ciclo del ácido cítrico.

Ácido alfa cetoglutárico producto intermediario del ciclo del ácido cítrico.

Ácido cítrico producto intermediario del ciclo del ácido cítrico.

Ácido desoxirribonucleico (ADN) material genético de las células que se encuentra en el núcleo y determina todas las funciones características celulares.

Ácido fosfoglicérico (PGA) intermediario de la glicólisis.

Ácido láctico el producto final de la producción anaeróbica de ATP en las células musculares.

Ácido málico un producto intermediario del ciclo del ácido cítrico.

Ácido nucleico el material genético de una célula, ya sea ADN o ARN.

Ácido oxalacético un producto intermediario del ciclo del ácido cítrico.

Ácido pirúvico producto final de la glicólisis. Ácido ribonucleico (ARN) un tipo de ácido nucleico. Ácido succínico un producto intermediario del ciclo del ácido cítrico.

Ácidos grasos junto con el glicerol, son bloques de construcción de grasas.

de electrones.

epinefrina, lo usa el sistema nervioso autónomo; una hormona.

Aducción movimiento de un hueso o una extremidad en dirección a la línea media del cuerpo.

Aductor pollicis músculo que aduce el pulgar. Adventicia la capa más externa del canal alimentario. Aeróbico que requiere oxígeno. Afta una infección fúngica de la boca causada por una levadura.

Aglutinación agrupamiento de eritrocitos. Agonistas los músculos que llevan a cabo el movimiento. Agua la sustancia más abundante en las células vivas. Albinismo ausencia de color en la piel. Albúmina una proteína que se encuentra en el plasma sanguíneo y que mantiene la presión osmótica en sangre y tejidos.

Alcohol etílico producto final de la fermentación. Aldosterona hormona que regula la reabsorción de sodio y excreción de potasio en los riñones.

Aldosteronismo exceso de aldosterona que ocasiona una presión sanguínea alta.

Alergias

reacciones de hipersensibilidad ante sustancias comunes y normalmente inofensivas.

Alveolo una cápsula para la articulación con un diente. Alveolos 1. Células que secretan leche; 2. Proyecciones en forma de copa delimitadas por epitelio de los pulmones.

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GLOSARIO

Amígdalas palatinas amígdalas que se remueven en una amigdalectomía.

Amigdalitis una infección bacteriana en las amígdalas. Amilasa la enzima salivaria que descompone carbohidratos.

Antígenos proteínas foráneas que ganan acceso a nuestro cuerpo mediante cortadas o lesiones, el sistema digestivo o circulatorio, o por los sistemas urinario o reproductivo.

Aorta la arteria más grande del cuerpo. Aorta abdominal la porción de la aorta que se encuentra en el abdomen.

Amnios saco lleno de fluido que rodea al embrión. Amoniaco molécula que proviene de la descomposición de

Aorta ascendente sale del ventrículo izquierdo del cora-

proteínas mediante el proceso digestivo, y la conversión de aminoácidos en la respiración celular para transformarse en moléculas de ATP.

Aorta torácica descendente parte de la aorta que se en-

Ámpula de Vater ducto común del páncreas e hígado que entra al duodeno.

Anabolismo

un proceso que requiere energía que construye grandes moléculas al combinar moléculas de menor tamaño.

Anafase tercera y más corta etapa de la mitosis. Anafase I etapa de la meiosis en donde no se divide el centrómero.

Anafase II

etapa de la meiosis en donde el centrómero se

divide.

Anastomosis unión de dos o más vasos sanguíneos. Anatomía el estudio de la estructura y organización del cuerpo.

Anconeo músculo que extiende el antebrazo. Andrógenos hormonas sexuales masculinas. Anemia una disminución en la hemoglobina en sangre. Anemia falciforme enfermedad hereditaria que se da con mayor frecuencia entre los afroamericanos.

Anemia hemolítica condición hereditaria en donde los eritrocitos se destruyen a una tasa anormalmente rápida.

zón. cuentra en el tórax.

Aorta torácica el nombre que se le da a la aorta en el tórax. Aparato de Golgi consiste en un ensamble de cisternas tipo sacos que parecen una pila de hot cakes; se usan como área de almacenamiento celular.

Apéndice vermiforme tubo retorcido que se une a la porción cerrada del ciego.

Apendicitis inflamación del apéndice vermiforme. Aponeurosis tendón amplio y plano. Aracnoides la espina media o meninge craneal. Árbol bronquial ramificación de los bronquios. Arco aórtico la parte de la aorta que se arquea a la izquierda y se dirige hacia la médula a través del tórax.

Arco de la aorta manda arterias a las partes superiores del cuerpo.

Arco reflejo la vía que resulta en un reflejo. Arco venoso dorsal drena la sangre del pie. Areola área pigmentada de la piel que rodea los pezones. Areolar un tipo de tejido conectivo suelto. ARN de transferencia un tipo de ARN que traduce el

Anemia por deficiencia de hierro resultado de la de-

código de la molécula de ADN que fue copiada por el ARN mensajero.

ficiencia nutricional o un exceso de pérdida de hierro en el cuerpo.

ARN mensajero tipo de ARN que transcribe el código ge-

Aneurisma dilatación de la pared de un vaso sanguíneo. Anfiartrosis articulaciones que permiten poco movi-

Arritmia latido irregular. Arteria arcuata las arterias interlobares que se arquean

miento.

Angina lingual se ubican en la superficie trasera de la lengua, en su base.

Angina pectoral sensación de dolor en el pecho. Anginas faríngeas adenoides. Angioplastia reconstrucción de la arteria coronaria. Ángulo esplénico del colon posición donde el colon transversal se curva por debajo del bazo.

Ángulo hepático del colon (derecho) donde el colon ascendente alcanza la superficie inferior del hígado y da vuelta hacia la izquierda.

Ano la apertura del canal anal hacia el exterior. Antagonistas músculos que se relajan cuando los agonistas se contraen.

Anterior hacia el frente. Anticuerpos inmunoglobulinas; destruyen proteínas foráneas.

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nético de una molécula de ADN.

entre la corteza y la médula.

Arteria axilar parte de la arteria subclaviana que corre por el brazo.

Arteria braquial extensión de la arteria axial que corre por el brazo.

Arteria braquiocefálica primera rama del arco aórtico. Arteria carótida común derecha transporta sangre al lado derecho del cuello y cabeza.

Arteria carótida común izquierda

segunda rama del

arco aórtico.

Arteria carótida externa izquierda abastece de sangre los músculos y la piel del cuello y cabeza.

Arteria carótida interna izquierda

abastece de sangre

el cerebro.

Arteria dorsal pedicular abastece de sangre la parte dorsal del pie.

Arteria esplénica abastece de sangre al bazo.

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GLOSARIO

Arteria femoral abastece sangre al muslo. Arteria femoral profunda abastece de sangre a los muslos.

Arteria gástrica izquierda

abastece de sangre el estó-

mago.

Arteria hepática común abastece de sangre al hígado. Arteria iliaca interna abastece de sangre al muslo. Arteria mesentérica inferior abastece de sangre al intestino grueso.

Arteria mesentérica superior abastece sangre al intestino delgado y el colon.

Arteria poplítea

el nombre de la arteria femoral en la ro-

dilla.

Arteria pulmonar derecha transporta la sangre al pulmón derecho.

Arteria pulmonar izquierda transporta sangre al pulmón izquierdo.

Arteria renal derecha

transporta un cuarto del volumen total del rendimiento cardiaco directamente a los riñones.

Arteria renal izquierda

transporta un cuarto del volumen del rendimiento cardiaco directamente a los riñones.

Arteria subclaviana derecha

489

Articulación de la rótula

un tipo de articulación sinovial, también llamada articulación multiaxial, como la del hombro o cadera.

Articulación de pivote un tipo de articulación sinovial, como la articulación entre el atlas y el eje.

Articulación en silla de montar un tipo de articulación sinovial, la articulación del metacarpo en el pulgar.

Articulación por desplazamiento un tipo de articulación sinovial que encontramos en la columna.

Articulaciones en bisagra tipo de articulación sinovial, como la rodilla o el codo.

Artritis inflamación de las articulaciones. Artritis reumatoide trastorno del tejido conectivo que resulta en la inflamación de las articulaciones pequeñas.

Asa de Henle estructura en forma de U del asa de Henle. Asta anterior parte de la columna vertebral. Asta posterior parte de la médula espinal; también se conoce como asta dorsal.

Astas las áreas de materia gris en la médula espinal. Aster un cúmulo de microtúbulos de tubulina producidos por el centriolo.

transporta sangre a la ex-

Astrocitos células en forma de estrella que se enredan alre-

Arteria subclaviana izquierda tercer rama del arco aór-

dedor de células nerviosas para formar una red de soporte para el cerebro y la médula espinal.

tremidad superior derecha. tico.

Arteria ulnar abastece de sangre el antebrazo. Arteria vertebral abastece de sangre parte del cerebro. Arterias bronquiales proveen sangre a los pulmones. Arterias coronarias abastecen las paredes del corazón con sangre oxigenada.

Arterias de la tibia anterior

proveen sangre a las pier-

nas y pies.

Arterias esofágicas abastecen de sangre el esófago. Arterias frénicas abastecen de sangre el diafragma. Arterias intercostales abastecen de sangre los músculos del tórax.

Arterias interlobares ramas de las arterias renales en las columnas renales.

Arterias lumbares abastecen de sangre los músculos del abdomen y las paredes del tronco del cuerpo.

Arterias radiales abastecer sangre al antebrazo. Arterias vasos sanguíneos que alejan la sangre del corazón. Arteriola aferente lleva la sangre de la arteria renal hacia

Atelectasia pulmón colapsado. Aterosclerosis enfermedad de las arterias en donde se acumula placa en el interior de las paredes arteriales.

Atlas primera vértebra cervical que soporta la cabeza mediante su articulación con los cóndilos del hueso occipital.

Átomo la particular más pequeña de un elemento que mantiene todas sus características elementales.

Atrofia una disminución en la masa muscular ocasionada por la falta de ejercicio.

Aurícula el apéndice externo de un atrio. Aurícula derecha una de las cámaras superiores del corazón.

Aurícula izquierda

una de las cámaras superiores del co-

razón.

Autolisis

el proceso de autodestrucción en células viejas o debilitadas.

Axón la extensión larga del cuerpo celular nervioso; una neurona tiene un solo axón.

B

la cápsula de Bowman.

Arteriola eferente transporta la sangre fuera de la cápsula glomerular.

Arteriolas arterias pequeñas que entregan sangre a los capilares.

Articulación lugar de unión entre dos o más huesos. Articulación condiloide un tipo de articulación sinovial, también llamada articulación elipsoide, como la muñeca.

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Bandas A

Las gruesas y oscuras bandas de la miosina en las células musculares.

Bandas H sección de color ligeramente más oscuro en medio de una banda A; también se conoce como zona H.

Bandas I bandas de color claro que forma la proteína actina en las células musculares.

Base

una sustancia que se combina con iones H+ cuando se disuelve en agua.

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GLOSARIO

Basófilos glóbulos blancos que secretan heparina, histamina y serotonina durante una reacción alérgica.

Bazo la masa más grande de tejido linfático. Bíceps braquial músculo que flexiona el brazo y antebrazo

Calcitonina hormona que secreta la tiroides y que se encarga de disminuir la concentración de calcio y fosfato en sangre.

Cálculos biliares

colección de colesterol precipitado en la

vesícula.

Cálculos renales piedras compuestas por la precipitación

para supinar la mano.

Bíceps femoral músculo que flexiona la pierna; rota lateralmente después de la flexión.

Bicúspides molares con dos cúspides. Blástula esfera hueca de células producida por divisiones mitóticas del cigoto; blastocisto.

Bocio alargamiento de la tiroides ocasionado por una cantidad inadecuada de yodo en la dieta.

Bolo alimenticio la masa suave de alimentos masticados. Braquial músculo que flexiona el antebrazo, asiste al bíceps.

Braquirradial músculo que flexiona el antebrazo, ayuda al bíceps muscular.

Bronquio primario derecho la primera división hacia la derecha de la tráquea.

Bronquio primario izquierdo la primera división de la tráquea.

Bronquio secundario (lobar) divisiones de los bronquios primarios.

Bronquio terciario divisiones de los bronquios secundarios.

Bronquiolos pequeñas ramas de los segmentos bronquiales.

Bronquiolos respiratorios las divisiones microscópicas de los bronquiolos terminales.

Bronquiolos terminales divisiones de las ramas de los bronquiolos.

Bronquitis inflamación de los bronquios. Buccinador músculo que comprime las mejillas. Buffer una sustancia que actúa como reserva de iones hidrógeno.

de ácido úrico, magnesio, fosfato de calcio u oxalato de calcio, que se acumulan en los riñones.

Cálices mayores cálices menores unidos. Cáliz menor estructura en forma de copa que rodea la punta de cada pirámide renal.

Callo

un área de piel engrosada, se desarrolla a partir de una cantidad excesiva de fricción.

Callos

causados por la abrasión de protuberancias óseas del

pie.

Caloría unidad para medir la energía. Cama ungular área donde crece la uña. Canal alimentario nombre que se le da al tubo digestivo que corre de la boca al ano.

Canal anal la pulgada terminal del recto. Canal cervical interior del cérvix. Canal de la raíz extensiones estrechas de la cavidad pulposa que se proyectan hacia la raíz.

Canales de Volkmann canales que corren horizontalmente a los canales haversianos.

Canales haversianos una característica del hueso compacto que contiene capilares, también se conocen como canales centrales.

Canalículo pequeños canales en el hueso compacto que conectan cavidades lacunares.

Cáncer colorrectal cáncer del intestino grueso y del recto. Cáncer de mama principal causa de muerte en las mujeres. Cáncer de próstata cáncer de la glándula prostática que puede ser fatal si no se detecta.

Cáncer de pulmón un tipo de cáncer fatal, su causa principal es el tabaquismo.

Bulla una ampolla en la piel llena de fluido seroso. Bursa sacos cerrados con una cubierta de membrana sinovial .

Bursa subfácica se ubica entre los músculos. Bursa subtendinosa se encuentra donde un tendón subyace a otro tendón.

Bursas subcutáneas se encuentran debajo de la piel. Bursitis inflamación de las bursas sinoviales.

Cáncer gástrico cáncer de estómago. Cáncer ovárico crecimiento maligno en los ovarios. Cáncer pancreático cáncer fatal del páncreas. Capilares vasos sanguíneos microscópicos donde ocurre el intercambio de nutrientes, oxígeno y desechos entre la sangre y las células de los tejidos.

Capilares linfáticos

tubos ciegos que son el origen de los

vasos linfáticos.

Capilares peritubulares

C

rodean los túbulos convolucio-

nados de una nefrona.

una de las principales características de los mamí-

Capital uno de los huesos de la muñeca. Cápsula adiposa segunda capa de tejido que rodea al ri-

1. Parte del páncreas cercana al duodeno; 2. Alargamiento terminal, como la cabeza del húmero.

Cápsula de Bowman globo de doble pared que se ubica

Cabello feros.

Cabeza

Cadera dislocada la cabeza del fémur sale del acetábulo. Calcáneo el talón.

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ñón. en la corteza del riñón.

Cápsula renal capa más interna del tejido que rodea el riñón.

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GLOSARIO

Carbohidrato compuesto de átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno en una proporción 1:2:1.

Carcinógenos agentes que causan cáncer. Carcinoma de células basales el tipo más común de cáncer de piel.

Carcinoma de células escamosas cáncer de piel en la epidermis.

Carcinoma tumores que se desarrollan en el tejido epitelial. Cardia parte del estómago que rodea el esfínter gastroesofágico.

Caroteno

un pigmento carotenoide en las células vegetales que produce un color rojo-anaranjado.

Carpo huesos de la muñeca. Cartílago un tipo de tejido conectivo especializado. Cartílago aritenoides mueve las cuerdas vocales. Cartílago corniculado cartílagos pareados en forma de cono en la laringe.

Cartílago cricoides un anillo de cartílago de la laringe que se une al primer cartílago traqueal.

Cartílago cuneiforme cartílagos en forma de varilla que se aparean en la laringe.

Cartílago elástico forma el oído externo, canales auditivos y la epiglotis.

Cartílago hialino un tipo de cartílago que forma el esqueleto temprano de un embrión.

Cartílago tiroideo manzana de Adán. Catabolismo un proceso liberador de energía que descompone moléculas grandes en moléculas más pequeñas.

Catalizador

sustancia que incrementa la tasa de una reacción química sin ser afectada por la reacción.

Cataratas una capa nebulosa sobre el cristalino, se origina por la acumulación de proteínas.

Caudal sinónimo de inferior; en dirección a la cola. Cavidad abdominopélvica la segunda subdivisión de la cavidad ventral. Contiene los riñones, estómago, hígado y vesícula, los intestinos delgado y grueso, bazo, páncreas, así como el ovario y el útero en las mujeres.

Cavidad craneal cavidad que contiene el cerebro. Cavidad espinal cavidad que contiene la médula espinal. Cavidad medular centro del eje de un hueso largo lleno de médula ósea amarilla.

Cavidad pericárdica espacio entre el epicardio del corazón y la capa interna del saco pericárdico.

Cavidad pleural pequeño espacio entre las membranas pleurales.

Cavidad pulposa una cavidad en la corona de un diente. Cavidad torácica primera subdivisión de la cavidad ventral que está rodeada por la caja torácica y contiene el corazón y los pulmones.

Cavidad uterina interior del cuerpo del útero. Cavidades nasales cavidades de la nariz. Cefálico en dirección a la cabeza.

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Célula de la glía células que prestan soporte y protección. Célula osteoprogenitora célula ósea no diferenciada. Células alfa secretan la hormona glucagon. Células B linfocitos que se encuentran en nódulos linfáticos, bazo y otros tejidos linfoides donde se replican.

Células beta secretan insulina, se encuentran en el páncreas. Células caliciformes glándulas unicelulares que secretan moco.

Células cigomáticas se encuentran en el estómago, secretan las enzimas gástricas principales.

Células cimógenas 1. Células secretoras de las glándulas paratiroideas; 2. En el estómago secretan pepsinógeno.

Células de Kupffer

fagocitan bacterias y glóbulos blancos y rojos viejos, se encuentran en el hígado.

Células de la microglia

pequeñas células que protegen el sistema nervioso central al fagocitar y destruir microbios, como bacterias y desechos celulares.

Células de memoria descendientes de linfocitos T y B activados.

Células de Schwann/neurolemocitos forman las vainas de mielina alrededor de las fibras nerviosas en el sistema nervioso periférico.

Células de Sertoli producen secreciones que proveen nutrientes para las células espermáticas en desarrollo.

Células del gusto interior de las papilas gustativas. Células ependimales delimitan los ventrículos llenos de fluido del cerebro; producen y mueven el fluido cerebro espinal a través del SNC.

Células intersticiales de Leydig se encuentran en los testículos y producen la hormona sexual masculina, la testosterona.

Células madre células mesenquimales no diferenciadas que se desarrollan en células sanguíneas; también se conocen como hematocitoblastos.

Células mucosas secretan moco. Células oxifílicas células secretorias de las glándulas paratiroideas; también se conocen como células cimogénicas.

Células parietales secretan ácido clorhídrico en el estómago.

Células plasmáticas linfocitos B que entran a los tejidos y se especializan.

Celulosa

material de carbohidrato que compone la pared celular de las células vegetales, la fibra de nuestra dieta.

Cemento sustancia que cubre la dentina de la raíz de un diente.

Centriolos dos centriolos componen un centrosoma; producen los husos mitóticos durante la división celular.

Centro germinal parte del nódulo linfático que produce linfocitos.

Centrómero porción de un cromosoma duplicado que mantiene unidas las dos cromátidas hijas.

Centrosoma

área cercana al núcleo compuesta de dos cen-

triolos.

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GLOSARIO

Cerebelo

la segunda porción más grande del cerebro, se encarga de coordinar los movimientos del músculo esquelético y el balance.

Cerebro

el grueso del cerebro, que consiste en dos hemisferios cerebrales.

Cerumen cerilla. Cérvix 1. Porción inferior y estrecha del útero que se abre hacia la vagina; 2. La unión constreñida entre la corona y la raíz de un diente, también conocida como cuello del diente.

Chancro una llaga en el pene causada por la sífilis. Cianosis coloración azulosa en la piel, causada por la falta de oxígeno en la sangre.

Ciclo celular proceso mediante el cual se duplica el material genético de una célula y posteriormente se divide en dos.

Ciclo de Krebs o del ácido cítrico después de la glicólisis, se lleva a cabo este paso en las mitocondrias, durante este ciclo, el ácido pirúvico se descompone en dióxido de carbono gaseoso y agua; requiere la presencia de oxígeno.

Ciclo menstrual descamación cíclica del recubrimiento uterino.

Ciclo ovárico el ciclo que comienza en la pubertad y que produce óvulos maduros.

Ciego primer parte del intestino grueso. Cifosis malformación en la espalda que normalmente denominamos joroba.

Cigoto óvulo fertilizado. Cilios pequeñas vellosidades de las células que sirven para dar movimiento a los materiales a través de la superficie celular externa.

Cinetocoro un disco de proteína en el centrómero. Cintura pélvica formada por los dos huesos de la cadera. Circuito de retroalimentación negativa mecanismo por el cual funcionan los sistemas hormonales.

Circulación cerebral ruta circulatoria sanguínea que abastece al cerebro con oxígeno y nutrientes, se encarga de los desechos.

Circulación coronaria abastece de sangre al miocardio del corazón.

Circulación fetal ruta de circulación que existe sólo entre el feto en desarrollo y su madre.

Circulación hepática portal ruta entre el tracto digestivo y el hígado.

Circulación pulmonar ruta circulatoria que va del corazón a los pulmones y viceversa.

Cisternas cavidades del retículo endoplásmico que parecen sacos o canales.

Cistitis inflamación de la vejiga urinaria. Citocinesis la fase de la división celular en donde ocurre la división y duplicación del citoplasma.

Citoplasma el protoplasma fuera del núcleo de una célula. Citosina una base nitrogenada pirimídica. Clavícula hueso largo que forma parte de la cintura escapular.

Clavícula fracturada la ruptura ósea más común. Clítoris pequeña masa cilíndrica de tejido eréctil con nervios, se encuentra en la unión anterior de los labios menores.

Clon duplicados iguales. Cloroplastos organelos que sólo se encuentran en las células vegetales, donde ocurre la fotosíntesis; contienen el pigmento clorofila.

Coágulo

formado por fibrina en el sitio de un corte a un vaso sanguíneo.

Coenzima A convierte el ácido acético en acetil-CoA. Coito relaciones sexuales. Cola porción terminal del páncreas. Colágena una fibra fuerte que se encuentra en la matriz del tejido conectivo.

Cólico

contracción muscular espástica y dolorosa, ocurre cuando existe una irritación muscular.

Cólicos menstruales contracciones de la capa miometrial del útero.

Colon parte más grande del intestino delgado. Colon ascendente primera parte del colon. Colon descendente parte del colon en el lado izquierdo del cuerpo.

Colon sigmoideo última parte del colon. Colon transversal la segunda parte del colon que se encuentra debajo del hígado.

Columna anal

dobleces longitudinales de la membrana mucosa del canal anal.

Columna renal

sustancia cortical entre las pirámides re-

nales.

Complemento un juego de enzimas que ataca antígenos foráneos.

Compuesto se forma cuando dos o más elementos se combinan mediante enlaces.

Circulación sistémica

Cóndilo

Circunducción mover el hueso de forma que la parte ter-

Cóndilo occipital proceso óseo para la articulación con la

circulación sanguínea en el cuerpo que no incluye los pulmones. minal de éste describa un círculo en el aire y la porción lateral del hueso describa un cono en el aire.

Circunvoluciones dobleces en la superficie de cada hemisferio cerebral.

Cirrosis enfermedad degenerativa del hígado a largo plazo, en ella, los lóbulos se cubren con tejido conectivo fibroso.

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protuberancia redondeada que se encuentra en la punta de una articulación con otro hueso.

primer vértebra cervical.

Condrocitos células del cartílago. Conductos galactíferos continuaciones de las ámpulas que terminan en el pezón.

Conductos papilares ductos que vacían la orina en la pelvis renal.

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GLOSARIO

Conjuntivitis inflamación de la conjuntiva. Contracción isotónica contracción en donde el tono o la tensión permanecen iguales mientras el músculo se acorta.

Contracción muscular el análisis de una contracción muscular.

Contractura condición en donde un músculo acorta su longitud en la posición de reposo.

493

Cuádriceps femoral músculo que extiende la rodilla. Cuboides huesos del tarso del tobillo. Cuello la parte de un hueso que se conecta con la cabeza o el alargamiento terminal de un hueso largo.

Cuerdas tendinosas

conectan las terminaciones de las cúspides con los músculos papilares en los ventrículos cardiacos.

Contusión

Cuerpo

Corazón principal órgano de bombeo del sistema cardio-

Cuerpo albino cuerpo blanco. Cuerpo calloso puente profundo de fibras nerviosas que

pérdida momentánea de la conciencia ocasionada por un golpe a la cabeza.

vascular.

Cordón espermático lámina de tejido conectivo que envuelve los vasos deferentes.

Cordón umbilical un tallo de tejido que conecta el feto en desarrollo con la placenta.

Corion piel verdadera; otro nombre para la dermis. Córnea parte transparente de la capa más externa del ojo que permite el paso de luz al ojo.

Cornetes huesos delgados y frágiles en las paredes laterales de las narinas.

Coroide

la segunda capa de la pared del ojo que contiene los vasos sanguíneos y las células pigmentadas.

Corona la porción de un diente por encima del nivel de las encías.

Coronal sinónimo de frontal. Corpúsculo renal se compone de la cámara glomerular de Bowman y el glomérulo.

Corteza 1. Área del riñón con textura lisa que se extiende de la cápsula renal a la base de las pirámides renales; 2. Porción principal del cabello.

término para la gran porción central del estómago y el páncreas.

conectan los dos hemisferios cerebrales.

Cuerpo celular contiene el núcleo de una neurona. Cuerpo ciliar consiste de músculo liso que sostiene el cristalino del ojo en su lugar.

Cuerpo del útero región central del útero. Cuerpo hemorrágico un folículo de Graaf roto. Cuerpo lúteo cuerpo amarillo. Cuerpo polar célula no funcional que se produce en la ovogénesis.

Cuerpo ungular parte visible de la uña. Cuerpos de Nissl ribosomas unidos al RE rugoso de una neurona; también se conocen como sustancia cromatofílica.

Cuerpos mamilares parte del diencéfalo involucrada en la memoria y respuesta emotiva al olor.

Cuneiformes los huesos del tarso del retropié. Cúspides otro nombre para los dientes caninos. Cutícula porción más externa del cabello.

Corteza adrenal parte más externa de la glándula adrenal. Corteza cerebral superficie del cerebro. Cortisol hormona que estimula al hígado para sintetizar glucosa a partir de aminoácidos circulantes.

Cortisona esteroide altamente relacionado con el cortisol, se puede administrar para reducir la inflamación.

Costillas forman parte de la caja torácica. Costra una capa dura y seca sobre la superficie de la piel. Craneal otro sinónimo de cefálico. Cresta occipital externa una proyección del hueso occipital para la unión muscular.

Cresta supraorbital se encuentra encima del seno frontal y se puede sentir en la mitad de la frente.

Cresta surco elevado y estrecho del hueso. Crestas las invaginaciones de la membrana interna de la mitocondria.

D Daltonismo incapacidad para percibir uno o más colores. Decusación de las pirámides cruce de los tractos en el tallo cerebral.

Defecación

eliminación de las sustancias indigeribles y que no pueden ser absorbidas.

Deglución el proceso de tragar. Deltoides músculo que abduce el brazo. Dendritas áreas receptoras de la neurona; extensiones del cuerpo celular nervioso.

Dentina sustancia tipo hueso que se encuentra en los dientes.

Depresión 1. El movimiento de bajar una parte del cuerpo; 2. Estado emocional anormal.

Cretinismo

Dermis segunda capa de la piel; también conocida como

Criptas de Lieberkuhn

pozos de la mucosa del intestino delgado, también conocidos como glándulas intestinales.

Desmosomas puentes intercelulares que unen a las células

Cristalino la parte cristalina del ojo. Cromoplastos plástidos de las células vegetales que con-

Desoxirribosa un azúcar de cinco carbonos que se en-

carencia o nivel bajo de hormonas tiroideas en los niños, resulta en retraso mental y sexual.

tienen los pigmentos carotenoides.

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corion. de la piel. cuentra en el ADN.

Despolarización inversión de la carga eléctrica.

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GLOSARIO

Diabetes insipidus

causada por insuficiencia de ADH, resultando en un exceso de micción y deshidratación .

Diabetes mellitus

enfermedad originada por una deficiencia en la producción de insulina.

Diáfisis

Dorsal en dirección a la espalda. Dorsiflexión elevar el pie hasta la articulación del tobillo. Ducto biliar parte de la vesícula que transporta la bilis hacia el duodeno del intestino delgado.

eje que en su mayoría se compone de hueso com-

Ducto colector se conecta con los túbulos distales de otras

Diafragma el músculo que separa la caja torácica de la ca-

Ducto de Wirsung gran ducto principal del páncreas;

pacto. vidad abdominal, se usa en la respiración.

Diarrea

el paso de heces fecales sueltas y acuosas, afecta la función del colon.

Diartrosis articulación de movimiento libre; también se conocen como articulaciones sinoviales.

Diástole fase de relajación del corazón. Diencéfalo una de las cuatro partes principales del cerebro, consiste en el tálamo y el hipotálamo.

Diente canino diente cuya función es desgarrar los alimentos.

Dientes dentadura. Difusión el movimiento de moléculas a través de un medio, desde un área de alta concentración a un área de baja concentración .

Digestión la descomposición de los alimentos por medios mecánicos y químicos.

Dinucleótido de adenina flavina (FAD) un transpor-

nefronas. también se conoce como ducto pancreático.

Ducto deferente vasos deferentes. Ducto epididimal un tubo único en los testículos en donde se vacían los ductos eferentes.

Ducto eyaculatorio

ducto formado por la unión de la vesícula seminal con el ducto deferente que expulsa a los espermatozoides hacia la uretra.

Ducto linfático derecho uno de los dos canales colectores o ductos del sistema linfático.

Ducto torácico

ducto colector principal del sistema linfá-

tico.

Ductos alveolares ramas de bronquiolos respiratorios. Ductos eferentes serie de tubos enrollados que transfieren el esperma fuera de los testículos.

Duodeno la primer parte, y la más corta, del intestino delgado.

Duramadre

la capa meninge más externa.

tador de electrones.

Dióxido de carbono compuesto químico que es un pro-

E

ducto de desecho de la respiración celular.

Diploide con juego completo de cromosomas. Disco herniado ruptura del fibrocartílago que rodea un disco intervertebral que amortigua las vértebras inmediatas.

Disco óptico donde las fibras nerviosas salen del ojo como el nervio óptico.

Discos intercalados estructuras que conectan los haces de células de músculo cardiaco.

Disfunción eréctil incapacidad de mantener una erección.

Distal lejos del punto de unión u origen. Distrofia muscular un trastorno muscular hereditario en donde el tejido muscular se degenera con el paso del tiempo.

Diverticulosis la presencia de herniaciones en la capa muscular del colon.

División parasimpático parte del sistema nervioso autónomo que opera bajo condiciones no estresantes o normales.

División simpático parte del sistema nervioso autónomo que prepara al cuerpo para situaciones estresantes que requieren gasto energético.

Dolor de cabeza cefalalgia; dolor en la cabeza. Donadores de electrones moléculas que ceden electrones durante una reacción.

Dopamina un neurotransmisor.

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Ectodermo una capa germinal primaria que forma la piel y el sistema nervioso de un feto en desarrollo.

Edema hinchazón. Eje 1. Porción visible del cabello; 2. La parte del pene detrás de la cabeza; 3. La segunda vertebra.

Elastina

fibras flexibles que se encuentran en la matriz de tejido conectivo.

Electrón partícula cargada negativamente que orbita el núcleo de un átomo a cierta distancia de su centro .

Elemento

una sustancia cuyos átomos contienen el mismo número de protones y electrones.

Elevación levantar una parte del cuerpo. Elevador de la escápula músculo que eleva la escápula. Elevador superior labial músculos que eleven el labio superior y dilatan las ventanas de la nariz.

Embarazo ectópico

implantación del óvulo fertilizado fuera de la cavidad uterina.

Embolismo

émbolo que se aloja en un vaso y corta la circu-

lación.

Émbolo

pedazo de coágulo sanguíneo que es transportado por el torrente sanguíneo.

Enanismo

el resultado de una osificación inadecuada en las placas epifisarias de los huesos largos, lo que origina que los individuos sean anormalmente pequeños .

Encefalitis

inflamación del tejido cerebral, usualmente originada por un virus.

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GLOSARIO

Encías tejido conectivo que rodea los dientes. Endocardio capa más interna de la pared del corazón, incluye células epiteliales que delimitan el corazón.

Endocarditis inflamación del endocardio. Endodermo capa germinal primaria que forma el recubri-

495

Enlaces peptídicos

enlaces covalentes que se forman entre distintos aminoácidos para formar proteínas.

Enlaces se forman cuando los átomos se combinan químicamente.

Entamoeba histolytica ameba que origina infecciones

miento de los órganos internos y las glándulas del feto en desarrollo.

de protozoarios, se adquiere al beber agua no potable; causa diarrea severa.

Endometrio capa más interna de la pared uterina. Endomisio tejido conectivo delicado que rodea el sarcole-

Envenenamiento por monóxido de carbono el CO

ma de una célula muscular.

Endorfinas neurotransmisores. Endosteo membrana fibrovascular que delimita la cavidad medular de un hueso largo.

Endotelio células epiteliales que delimitan el sistema circulatorio.

Energía la capacidad de hacer trabajo. Enfermedad cardiaca congénita enfermedad cardiaca presente desde el nacimiento.

Enfermedad cardiaca reumática causada por la infección de una bacteria, se da en los niños pequeños.

Enfermedad de Addison condición en donde la corteza adrenal produce hormonas insuficientes.

Enfermedad de Alzheimer resulta en un deterioro mental severo.

se une a la hemoglobina de los eritrocitos, impidiendo el transporte de oxígeno.

Enzimas catalizadores proteicos. Eosinófilos leucocitos que producen antihistamínicos. Epicardio/pericardio visceral capa más externa del corazón.

Epidermis capa superficial de la piel. Epífisis la extremidad de un hueso largo. Epiglotis pieza de cartílago, grande y con forma de hoja, de la laringe, que bloquea el paso de los alimentos a la tráquea cuando comemos.

Epilepsia un trastorno del cerebro que resulta en ataques. Epimisio tejido conectivo irregular que rodea al músculo. Epitelio columnar células epiteliales grandes y rectangulares; se encuentran en el recubrimiento de ciertas glándulas y en los tejidos secretores de moco.

Enfermedad de Crohn

Epitelio cuboide células epiteliales que parecen cubos pe-

Enfermedad de Grave

Epitelio de transición varias capas de células empacadas

enfermedad inflamatoria crónica que afecta los intestinos, se desconoce su causa. un tipo de hipertiroidismo que origina la sobreproducción de hormonas tiroideas.

Enfermedad de las arterias coronarias resulta de un flujo sanguíneo reducido en las arterias coronarias que abastecen al corazón con sangre.

Enfermedad de Paget enfermedad ósea común en donde los síntomas incluyen un adelgazamiento irregular de los huesos.

Enfermedad de Parkinson un trastorno nervioso caracterizado por tremores de la mano y caminata errática.

Enfermedad de reflujo gastroesofágico flujo inverso del jugo gástrico hacia el esófago.

Enfermedad de Tay-Sachs

enfermedad hereditaria fatal que se da en los judíos europeos.

Enfermedad del legionario neumonía aguda inducida por bacterias.

Enfermedad inflamatoria de la pelvis infección bacteriana del útero, tubos uterinos u ovarios.

Enfermedad poliquística renal (PKD) riñones alargados de forma anormal, por la presencia de numerosos quistes .

Enfisema

una enfermedad degenerativa sin cura, que resulta en la destrucción de las paredes alveolares de los pulmones.

Enlace iónico un enlace que se forma cuando un átomo gana electrones mientras que otro átomo los cede a partir de su nivel energético más externo.

Enlaces covalentes un enlace en donde los átomos comparten electrones para llenar sus niveles externos de energía.

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queños; su función es la secreción, protección y absorción. ajustadamente, flexibles y que se estiran con facilidad; se ve plano cuando está estirado y dentado cuando está relajado.

Epitelio escamoso células epiteliales que son planas y de forma ligeramente irregular, funcionan como una capa protectora.

Epitelio estratificado varias capas de células . Epitelio germinal superficie del ovario. Epitelio glandular forma glándulas. Epitelio pseudoestratificado células que tienen una apariencia de capas, pero que en realidad se extienden desde la membrana basal hacia la superficie libre.

Epitelio simple de una capa celular en grosor. Erección el endurecimiento del pene ocasionado por la retención de sangre.

Eritroblastosis fetal enfermedad hemolítica del recién nacido.

Eritrocitos glóbulos rojos. Eritrocitosis un exceso de eritrocitos que reduce el flujo sanguíneo.

Eritropoyetina hormona que estimula la producción de glóbulos rojos en la médula ósea roja.

Escafoides

uno de los huesos de la muñeca; también se denomina hueso navicular.

Escápula omóplato. Escherichia coli bacteria de la flora normal del intestino. Esclera capa más externa de la pared del ojo.

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496

GLOSARIO

Esclerosis múltiple enfermedad incurable del cerebro y la médula espinal.

Escoliosis una curvatura anormal de la columna. Escroto evaginación de la pared abdominal que contiene los testículos.

Esfínter esofágico inferior esfínter gastroesofágico, conecta el esófago con el estómago, controla el paso de los alimentos hacia el estómago.

Esfínter gastroesofágico conecta el esófago con el estómago.

Esfínter pilórico la conexión entre el estómago y el comienzo del duodeno.

Esfínter urinario externo rodea la uretra conforme sale de la vejiga; compuesta de músculo esquelético.

Esfínter urinario interno

se encuentra en la unión de la vejiga urinaria con la uretra; se compone de músculo liso.

Esmalte

Estrés influencia ambiental que resulta en la secreción excesiva de epinefrina y cortisol, causa problemas fisiológicos y psicológicos.

Estribo hueso auditivo. Estrógeno hormona sexual femenina. Estructura cuaternaria estructura proteica determinada por la relación espacial entre los aminoácidos.

Estructura primaria estructura proteica basada en la secuencia de aminoácidos.

Estructura secundaria estructura proteica determinada por los puentes de hidrógeno entre aminoácidos, resulta en hélices o láminas.

Estructura terciaria estructura proteica con un plegamiento secundario.

Eucarionte se refiere a las células superiores, como las del cuerpo humano, con organelos asociados a membranas.

Evento cerebrovascular (CVA) causado por un trombo

protege los dientes del desgaste por ácidos y uso, se encuentra en la corona dental.

o émbolo que bloquea la circulación, originando muerte celular.

Esófago tubo muscular colapsable que se ubica detrás de la

Eversión mover la planta del pie en dirección al tobillo. Exhalación espiración; movimiento de sacar el aire de los

tráquea y transporta alimentos hacia el estómago.

Espermátides espermatocitos secundarios que sufren una segunda división meiótica.

Espermatocito secundario producido por la primer división meiótica del espermatocito primario.

Espermatocitos primarios producidos por la división mitótica de células espermáticas inmaduras o espermatogonias.

Espermatogénesis producción de esperma. Espermatogonia células espermáticas inmaduras. Espermatozoides células espermáticas maduras. Espina cualquier proyección puntiaguda, como los proce-

pulmones.

Exoftalmia abultamiento de los ojos. Extensión incremento del ángulo entre los huesos. Extensor común de los dedos músculos involucrados en la abducción y aducción de la muñeca; también extienden los dedos del pie y mano.

Extensor del carpo músculos que extienden la muñeca. Extensor hallucis músculo que extiende el dedo gordo del pie; dorsiflexiona el tobillo.

Extensor pollicis músculo involucrado en la extensión del pulgar.

sos espinosos de las vértebras.

Espina bífida

defecto congénito en el desarrollo del arco vertebral posterior, en el cual no se unen las láminas en la línea media.

Estenosis una apertura estrecha a través de las válvulas cardiacas.

Esternocleidomastoideo el músculo principal en el movimiento de la cabeza.

Esternón el hueso del pecho. Estímulo olfatorio olores. Estrato basal la parte inferior de la capa basal del estrato germinativo.

Estrato capas. Estrato córneo la capa externa de la epidermis, consiste en células muertas.

Estrato espinoso capa espinosa de la epidermis. Estrato germinativo capa regeneradora de la epidermis, capa más interna.

Estrato granuloso una capa de la epidermis compuesta de células aplanadas que contienen gránulos.

Estrato lúcido capa cristalina de la epidermis.

20_Glosario_RIZZO.indd 496

F Fagocítico describe el proceso mediante el cual una célula ingiere desechos celulares y microorganismos.

Fagocitosis el proceso en donde los fagocitos comen desechos celulares y otras sustancias.

Falange un solo hueso de un dedo. Falanges los huesos de los dedos de manos y pies. Falla cardiaca originada por un debilitamiento progresivo del miocardio y una falla del corazón para bombear cantidades adecuadas de sangre.

Falla renal

es el resultado de cualquier condición que interfiera con la función renal.

Faringe

parte del tracto digestivo (garganta) involucrada en la deglución.

Fascia capa de tejido areolar que cubre el tronco muscular. Fascia lata músculo que aduce y rota el brazo. Fascia renal capa más externa del tejido que rodea al riñón. Fascículo haz individual de células musculares. Fascículos haces de músculo esquelético.

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GLOSARIO

Fascitis plantar inflamación de la facia de los arcos. Fauces apertura de la orofaringe. Fémur hueso del muslo. Fermentación proceso en donde las levaduras descomponen la glucosa de manera anaerobia (en ausencia de oxígeno).

497

Fluido intersticial

plasma sanguíneo que se encuentra en los espacios entre las células tisulares.

Fluido pericárdico fluido en la cavidad pericárdica. Folículo de Graaf un folículo maduro con un óvulo maduro.

Feto embrión de nueve semanas. Fibras de Purkinje/miofibrillas conductoras origi-

Folículo piloso un tubo epidérmico que rodea el cabello

nan la contracción de los ventrículos; emergen de los haces ramificados.

Folículos ováricos óvulos y sus tejidos subyacentes en dis-

Fibras musculares células musculares. Fibrilación contracción rápida y descontrolada de células individuales en el corazón.

Fibrina largas hebras que forman un coágulo. Fibrinógeno proteína plasmática. Fibrinólisis disolución de un coágulo sanguíneo. Fibroblastos pequeñas células aplanadas con núcleos grandes, y citoplasma reducido, que producen fibrina en el tejido conectivo.

Fibrocartílago

forma los discos intervertebrales que rodean la médula espinal.

Fibromialgia dolor muscular y tendinoso cercano a una articulación.

Fibrosis pulmonar enfermedad de los pulmones negros; se origina por una exposición excesiva a asbestos, sílice u hollín.

Fibrosis quística

una enfermedad hereditaria del sistema respiratorio, generalmente es fatal en la edad adulta temprana.

Fibrositis primaria inflamación del tejido conectivo fibroso en una articulación.

Fíbula hueso de la pantorrilla lateral. Fiebre reumática enfermedad que involucra una infección bacteriana leve.

Fimbrias

proyecciones tipo dedos que rodean el infundí-

bulo.

Fimosis condición donde el prepucio del pene se ajusta demasiado a la cabeza de éste y no se puede retraer.

Fisiología

el estudio de las funciones de las partes del

cuerpo.

Fisura longitudinal

fisura que separa el cerebro en las porciones izquierda y derecha.

Flagelo

fibras largas que empujan una célula, como el flagelo de una célula espermática.

Flexión disminución del ángulo entre huesos. Flexión plantar empujar el pie hacia la articulación del tobillo.

Flexor del carpo músculo que flexiona la muñeca. Flexor digital músculo que flexiona dedos del pie y de la mano.

Flexor hallucis músculo que flexiona el dedo gordo del pie.

Flexor pollicis músculo involucrado en la flexión del pulgar.

20_Glosario_RIZZO.indd 497

individual. tintos estados del desarrollo.

Fontanela

punto suave en la parte superior de la cabeza de

un bebé.

Foramen

apertura en un hueso mediante la cual pasan vasos sanguíneos, nervios y/o ligamentos.

Foramen apical

apertura en la base de cada canal de

raíz.

Foramen de Monroe conecta cada ventrículo lateral con el tercer ventrículo del cerebro.

Foramen interventricular otro nombre para el foramen de Monroe.

Foramen magno

porción inferior del hueso occipital mediante la cual se conecta la médula espinal con el cerebro.

Foramen obturador

una gran apertura en el hueso de la cadera, por ella pasan nervios, vasos sanguíneos y ligamentos.

Formación reticular área de material gris dispersa que se encuentra en la médula cerebral.

Fórnix

receso en la porción inferior del canal de nacimiento.

Fosa cualquier depresión o cavidad en un hueso. Fosa glenoidea depresión en la escápula para su articulación con la cabeza del húmero.

Fosfocreatina se encuentra en el tejido muscular; provee una fuente rápida de moléculas de ATP para la contracción muscular.

Fosfogliceraldehído (PGAL) producto intermediario de la glicólisis.

Fosforilación proceso mediante el cual se añade un fosfato a una molécula.

Fóvea central una depresión en la retina. Fractura una ruptura en un hueso. Frenillo septo que divide la lengua en dos mitades simétricas.

Frontal

1. Músculo que eleva las cejas y arruga la piel de la frente; 2. Plano que divide en las porciones anterior y posterior del cuerpo, en ángulos rectos, al plano sagital.

Fructosa azúcar de seis carbonos. Fundus 1. La porción redondeada del estómago encima y a la izquierda del cardio; 2. Porción en forma de domo del útero encima de los tubos uterinos.

Furúnculo

la infección de un folículo piloso que forma

pus.

24/5/11 17:39:53

498

GLOSARIO

G Gametogénesis formación de gametos. Ganchoso uno de los huesos de la muñeca. Ganglios cuerpos celulares nerviosos agrupados fuera del sistema nervioso central.

Gastritis inflamación del recubrimiento estomacal. Gastrocnemio músculos de la pantorrilla. Gen una secuencia de bases nitrogenadas orgánicas que codifica para un polipéptido o proteína.

Gigantismo

el resultado de una osificación endocondral anormal en las placas epifisiarias de los huesos largos, le dan al individuo la apariencia de un gigante.

Gingivitis inflamación de las encías. Gladiolo parte del esternón que se asemeja a la hoja de una espada.

Glande del pene cabeza del pene. Glande porción expuesta del clítoris. Glándula parótida una de las glándulas salivatorias. Glándula pineal una glándula endocrina ubicada en el epitalamio del diencéfalo, produce la hormona melatonina.

Glándula pituitaria hipófisis; la glándula principal del sistema endocrino.

Glándula prostática

secreta un fluido alcalino que es par-

te del semen.

Glándula sublingual una de las tres glándulas salivatorias.

Glándula submandibular una de las tres glándulas salivatorias; glándula submaxilar.

Glándula submaxilar

una de las tres glándulas salivatorias; glándula submandibular.

Glándula tiroides una glándula endocrina que se encuentra en la tráquea.

Glándulas adrenales pequeñas glándulas que se encuentran en la porción superior de cada riñón; glándulas suprarrenales.

Glándulas bucales

secretan pequeñas cantidades de saliva; se encuentran en la boca.

Glándulas bulbouretrales glándulas de Cowper; producen moco alcalino.

Glándulas ceruminosas glándulas que producen cerilla. Glándulas de Brunner secretan moco alcalino al intestino. Glándulas de Cowper glándulas bulbouretrales. Glándulas endocrinas glándulas sin ductos que secretan hormonas directamente al torrente sanguíneo.

Glándulas exócrinas compuestas glándulas compuestas de varios lóbulos con ductos ramificados.

Glándulas exocrinas glándulas que tienen ductos. Glándulas exocrinas simples glándulas con ductos que no se ramifican.

Glándulas intestinales fosas en la mucosa del intestino delgado; también se conocen como criptas de Lieberkuhn, secretan enzimas digestivas.

20_Glosario_RIZZO.indd 498

Glándulas linfáticas nódulos linfáticos. Glándulas mamarias producen leche en las hembras. Glándulas paratiroideas cuatro glándulas embebidas en la glándula tiroides.

Glándulas sebáceas glándulas que secretan sebo. Glándulas sudoríparas glándulas tubulares simples que se encuentran en gran parte del cuerpo y secretan sudor.

Glándulas vestibulares mayores secretan moco; glándula de Bartholin.

Glándulas vestibulares menores glándulas de Skene; secretan moco.

Glaucoma

condición que causa la destrucción de la retina o nervio óptico, resulta en ceguera.

Glicerol una molécula simple similar al azúcar, excepto que tiene una cadena de tres carbonos, parte de un ácido graso.

Glicógeno el almidón animal. Glicólisis el primer paso en la respiración celular, en donde una molécula de glucosa se descompone en dos moléculas de ácido pirúvico; no requiere oxígeno; ocurre en el citoplasma.

Glicosuria grandes cantidades de azúcar en la orina. Globina proteína en la hemoglobina. Globulinas proteínas del plasma, como los anticuerpos y el complemento.

Glomérulo

red de capilares rodeada por la cápsula de

Bowman.

Glomerulonefritis inflamación de los riñones. Glotis espacio entre las cuerdas vocales y la laringe. Glucagon hormona producida por el páncreas que regula los niveles de glucosa en sangre.

Glucosa un azúcar de seis carbonos. Glúteo mayor músculo que extiende y rota de manera lateral el muslo.

Glúteo medio

músculo que abduce y rota el muslo de ma-

nera medial.

Glúteo menor músculo que abduce y rota el muslo de manera medial.

Gonfosis una articulación en donde un proceso cónico encaja en una cápsula, y se sostiene en su lugar gracias a los ligamentos.

Gonorrea

enfermedad venérea causada por una infección bacteriana.

Gota

una acumulación de cristales de ácido úrico en la articulación en la base del dedo gordo del pie, y otras articulaciones de los pies y piernas.

Grácil músculo que aduce el muslo, flexiona la pierna. Grana pilas de membranas que se encuentran en los cloroplastos.

Grupo amino NH2 encontrado en los aminoácidos. Grupo carboxilo el grupo COOH que se encuentra en aminoácidos y ácidos grasos.

Grupo hidroxilo el grupo OH que encontramos en los azúcares.

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GLOSARIO

Grupo sanguíneo Rh uno de los grupos sanguíneos. Grupos sanguíneos ABO Uno de los grupos sanguíneos. Guanina una base nitrogenada purínica.

H Habón una elevación pálida o enrojecida de la piel. Hacer metástasis células cancerosas defectuosas se propagan a otras partes del cuerpo.

Haploide que tiene la mitad de cromosomas. Haustras bolsas en el colon. haz auriculoventricular haz de His; parte del sistema de conducción del corazón que corre a través de la parte superior del septo interventricular.

Heces masa semisólida de material indigerible en el intestino grueso.

Helicobacter pilori bacteria asociada al desarrollo de úlceras pépticas en el estómago.

Hematocitoblasto células mesenquimales no diferenciadas.

Hematopoyesis formación de células sanguíneas. Hematuria sangre en la orina. Hemisferios cerebrales las porciones izquierda y derecha del cerebro.

Hemo pigmento en la hemoglobina. Hemodiálisis procedimiento en donde una máquina de diálisis filtra la sangre de una arteria y la regresa a una vena.

Hemofilia trastorno hereditario que afecta la coagulación. Hemoglobina pigmento rojo en los eritrocitos. Hemorroides condición originada por la inflamación y el alargamiento de las venas.

Heparina

anticoagulante manufacturado por el hígado y los mastocitos.

Hepatitis inflamación del hígado causada por un exceso en el consumo de alcohol o por una infección viral.

Herpes erupciones vesiculares en la piel causada por herpes zoster o el virus de la varicela.

Herpes genital infección por herpes simplex virus II que origina lesiones tipo ampolla sobre la piel de los genitales.

Herpes labial/fuegos pequeñas ampollas llenas de fluido causadas por el virus del herpes simple.

Hiato esofágico una apertura en el diafragma para el paso del esófago hacia el estómago.

Hiedra venenosa condición de la piel que causa prurito ocasionada por las hojas de la planta del género Rhus .

Hiperglicemia

499

elevaciones crónicas del nivel de glucosa en

sangre.

Hiperopia hipermetropía. Hiperparatiroidismo un nivel anormalmente alto de secreción de PTH.

Hipertensión presión sanguínea alta. Hipertiroidismo exceso en la secreción de hormonas tiroideas.

Hipertrofia

un incremento en el grueso de un músculo, originado por el ejercicio.

Hipodermis tejido subcutáneo. Hipófisis otro nombre para la glándula pituitaria. Hipoparatiroidismo un nivel anormalmente bajo de PTH.

Hipotálamo parte del cerebro que controla las secreciones de la glándula pituitaria.

Hipotiroidismo ausencia o nivel bajo de hormonas tiroideas.

Histamina una sustancia inflamatoria producida en respuesta a alergias.

Histiocitos células fagocíticas estacionarias. Histología el estudio de los tejidos. Homeostasis mantener el ambiente interno del cuerpo. Hormona adrenocorticotrófica (ACTH) estimula la corteza adrenal para secretar cortisol.

Hormona antidiurética (ADH) mantiene el balance de agua en el cuerpo; vasopresina.

Hormona del crecimiento (GH) Estimula el metabolismo celular en la mayor parte de los tejidos corporales.

Hormona estimuladora de la tiroides (TSH) estimula la tiroides para que produzca sus hormonas.

Hormona estimulante de melanocitos (MSH)

incrementa la producción de melanina en los melanocitos de la piel, causa el oscurecimiento de la piel.

Hormona folículo estimulante (FSH) estimula el desarrollo de folículos en los ovarios femeninos, y la producción de células espermáticas en los túbulos seminíferos de los testículos.

Hormona luteinizante (LH) estimula la ovulación en el ovario y la producción de la hormona sexual femenina progesterona.

Hormona paratiroidea (PTH) parathormona; la hormona de las glándulas paratiroideas.

Hormonas

secreciones químicas de una glándula endo-

crina.

Hígado el órgano más grande del sistema digestivo. Hilio 1. Muesca en el centro del borde cóncavo del riñón,

Hormonas liberadoras inhibitorias producidas por el

mediante la cual sale la uretra; 2. Depresión en un costado de un nódulo linfático.

hipotálamo, inhiben la liberación de hormonas de la glándula pituitaria.

Himen

delgada invaginación de tejido que cierra de manera parcial la porción distal de la vagina.

Hiperextensión incrementa el ángulo de la articulación más allá de la posición anatómica.

20_Glosario_RIZZO.indd 499

Hormonas liberadoras producidas por el hipotálamo, estimulan la liberación de hormonas por la glándula pituitaria.

Hueso tejido conectivo especializado.

24/5/11 17:39:53

500

GLOSARIO

Hueso compacto forma la capa externa del hueso y es muy denso.

dañado.

Hueso esfenoides forma la porción de la base del cráneo. Hueso esponjoso forma el tejido óseo interior de apariencia esponjosa, se encuentra debajo del hueso compacto.

Hueso etmoides la principal estructura de soporte de la cavidad nasal; forma parte de las órbitas .

Hueso frontal un solo hueso que forma la frente y parte del techo de la cavidad nasal.

Hueso hioide hueso que da soporte a la lengua. Hueso mandibular el hueso más fuerte y grande de la cara, forma la mandíbula inferior.

Hueso occipital el hueso que forma la parte posterior y la base del cráneo.

Huesos cigomáticos o malares forman la protuberancia de las mejillas.

Huesos del metacarpo huesos de la palma de la mano. Huesos del tarso huesos del tobillo. Huesos lacrimales huesos que componen parte de la órbita en el ángulo interno del ojo; contiene el saco lacrimoso.

Huesos maxilares componen la mandíbula superior. Huesos nasales huesos delgados y delicados que se unen para formar el puente de la nariz.

Huesos palatinos forman la parte posterior del techo de la boca, o parte del paladar duro.

Huesos parietales forman los lados superiores y el techo del cráneo.

Huesos temporales

Infarto 1. Muerte de tejidos; 2. Un área de tejido cardiaco

forman las porciones inferiores y la

base del cráneo.

Huesos wornianos se encuentran entre las suturas de los huesos del cráneo.

Húmero el hueso más largo del brazo superior. Humor acuoso fluido en el compartimiento anterior del ojo ubicado en la parte frontal del cristalino.

Humor vítreo fluido que llena el compartimiento posterior del ojo detrás del cristalino.

Huso mitótico un grupo de microtúbulos formado por centriolos para guiar las cromátidas hijas a polos opuestos.

Infarto al miocardio ataque cardiaco. Inferior se refiere a la porción más baja o por debajo de. Infertilidad femenina incapacidad femenina de concebir un hijo.

Influenza infección viral del tracto respiratorio. Infraespinoso músculo que rota el húmero hacia fuera. Infundíbulo 1. Parte del hipotálamo que se conecta con la glándula pituitaria; 2. Apertura de la trompa de Falopio.

Ingestión la toma de alimentos hacia el interior del cuerpo. Inhalación inspiración; movimiento de entrada del aire a los pulmones.

Inmunidad la capacidad del cuerpo para resistir infecciones de microorganismos patógenos.

Inmunidad activa un tipo de inmunidad adquirida de forma natural, cuando nos exponemos a una bacteria o virus, o adquirida de forma artificial mediante vacunas.

Inmunidad celular

resultado del tejido linfoide del

cuerpo.

Inmunidad humoral resultado del tejido linfoide corporal. Inmunidad pasiva ocurre de manera natural cuando un feto recibe los anticuerpos maternos a través de la placenta.

Inmunoglobulina A (IgA) tipo de anticuerpo que se encuentra en las secreciones exocrinas, fluidos nasales, lágrimas, jugo gástrico e intestinal, bilis, leche materna y orina.

Inmunoglobulina D (IgD) tipo de anticuerpo que se encuentra en la superficie de los linfocitos B.

Inmunoglobulina E (IgE)

tipo de anticuerpo que se encuentra en las secreciones de glándulas exocrinas, está asociado a las reacciones alérgicas.

Inmunoglobulina G (IgG) tipo de anticuerpo que se encuentra en los fluidos tisulares y el plasma.

Inmunoglobulina M (IgM) tipo de anticuerpo que se desarrolla en el plasma sanguíneo en respuesta a bacterias o antígenos en los alimentos.

Inserción la unión movible donde se pueden ver los efectos de la contracción.

Ínsula

lóbulo del cerebro que lo separa en los lóbulos frontal, parietal y temporal.

Insulina

I Ileon la porción más larga y superior del hueso de la cadera. Íleon la tercer parte del intestino delgado, mide 12 pies de largo.

Iliaco músculo involucrado en la flexión del muslo. Impétigo enfermedad de la piel altamente contagiosa originada por la bacteria Staphylococcus aureus.

Incisivos dientes frontales que cortan los alimentos. Incompetencia valvular cardiaca una válvula que gotea sangre.

Incontinencia urinaria flujo incontrolable de orina. Incus hueso del oído que también se conoce como yunque.

20_Glosario_RIZZO.indd 500

hormona producida por el páncreas que regula los niveles de glucosa en sangre.

Intercostales externos músculos que juntan las costillas adyacentes.

Intercostales internas músculos que juntan las costillas adyacentes.

Interfase una etapa del ciclo celular. Interóseo músculos que causan la abducción de las falanges proximales de los dedos.

Intestinal intestino grueso. Intestino delgado la última parte del tracto digestivo que mide 5 pies de longitud.

Intestino delgado lugar donde ocurre la absorción y digestión.

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GLOSARIO

Intoxicación una infección bacteriana del tracto digestivo. Inversión mover la planta del pie en dirección al talón. Ion átomo con carga. Iris parte con color en el ojo. Islas pancreáticas islas de Langerhans; porción endocrina

501

Ley de todo o nada una contracción o transmisión nerviosa ocurre del todo o no lo hace.

Ligamento falciforme separa los dos lóbulos del hígado. Ligamento periodontal ancla la raíz de un diente en su alveolo.

Isletas de Langerhans

Ligamento tejido conectivo que une hueso con hueso. Línea epifisiaria lugar donde ocurre el crecimiento longi-

Ismo pequeña región constreñida entre el cuerpo del útero

Línea

del páncreas. isletas pancreáticas; forman la porción endocrina de la glándula.

y el cérvix.

Isótopos diferentes tipos de átomos del mismo elemento. Isquion la porción más fuerte del hueso de la cadera.

J Jugo pancreático mezcla de enzimas digestivas en el páncreas.

tudinal del hueso. un borde del hueso con menor elevación que una cresta.

Línea Z

bandas oscuras y angostas que se encuentran en la región central de la banda I.

Linfa

el nombre que se le da al fluido intersticial cuando entra a un capilar linfático.

Linfadenitis inflamación de los nódulos o glándulas linfáticas.

Linfangitis inflamación de los vasos linfáticos. Linfáticos vasos linfáticos que se parecen a las venas pero tienen más válvulas.

L Labios dobleces carnosos que rodean la apertura de la boca. Labios mayores dos dobleces longitudinales cubiertos de piel y vello; parte de la vulva.

Labios menores dos dobleces delicados de piel, en la porción media de los labios mayores; parte de la vulva.

Lactancia secreción de leche por parte de las glándulas mamarias.

Linfocinas químicos liberados por linfocitos T sensibilizados.

Linfocitos los glóbulos blancos involucrados en la producción de anticuerpos.

Linfocitos B células que producen anticuerpos y proveen inmunidad humoral; también conocidos como células B.

Linfocitos T asesinos tipo de linfocitos que matan células corporales que han sido invadidas por virus, o células cancerígenas.

Lacteales

Linfocitos T células T; responsables de proveer inmunidad

Laguna

Linfocitos T cooperadores estimulan la producción de

vaso linfático que absorbe grasas y las transporta del tracto digestivo a la sangre .

pequeñas cavidades entre las lamelas o anillos de hueso compacto que contienen las células óseas.

Lamela

1. Sistema de membranas que conectan las granas en los cloroplastos; 2. Capas de anillos concéntricos que rodean los canales haversianos.

celular. linfocitos T asesinos y linfocitos B para combatir a los patógenos.

Linfocitos T supresores suprimen la labor de los linfocitos B y T una vez que se controla la infección.

Lamina propia

Linfoma

Laringe caja de voz. Laringitis inflamación del recubrimiento mucoso de la la-

Lípidos sustancias insolubles en agua, como las grasas. Lisosomas pequeños cuerpos citoplasmáticos que contie-

la segunda capa de la túnica mucosa, consiste en tejido conectivo suelto.

ringe.

Laringofaringe porción inferior de la faringe. Lateral en dirección a un costado o lejos de la línea media del cuerpo.

Latigazo violenta sacudida de las vértebras cervicales. Latísimo dorsal músculo que extiende, aduce y rota el brazo de manera medial .

Lengua órgano que manipula los alimentos y forma el piso de la cavidad oral.

Leucemia

tipo de cáncer en donde se da una producción anormal de glóbulos blancos.

Leucocitos glóbulos blancos . Leucoplasto plástido de las células vegetales que no contiene pigmentos pero almacena azúcar o almidón.

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tumor del tejido linfático, generalmente es ma-

ligno.

nen enzimas digestivas poderosas que promueven la descomposición de los componentes celulares.

Lisozima enzima que destruye bacterias. Lluvia ácida lluvia con una alta concentración de ácidos, originada por contaminantes que emiten los autos o las plantas de luz alimentadas por carbón.

Lóbulo frontal

forma la porción anterior de cada hemis-

ferio cerebral.

Lóbulo occipital

parte del cerebro que recibe e interpreta los impulsos visuales.

Lóbulo parietal centro de control del cerebro para evaluar la información sensorial del tacto, dolor, balance, gusto y temperatura.

Lóbulo temporal parte del hemisferio cerebral que evalúa los estímulos visuales y auditivos.

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502

GLOSARIO

Lóbulos divisiones del segmento broncopulmonar. Lordosis una curvatura lumbar anormalmente acentuada. Lumen un centro hueco. Lúnula el creciente blanco en la porción proximal de cada uña.

Lupus eritematoso sistémico (LES) inflamación crónica en donde el sistema inmune destruye células y tejidos del cuerpo.

Médula ósea roja se encuentra entre el hueso esponjoso; crea células sanguíneas.

Megacariocitos producen trombocitos o plaquetas. Meiosis una división reductiva que ocurre en las gónadas y produce óvulos y células espermáticas.

Melanina

pigmento responsable de la variación de color en

la piel.

Melanocitos células responsables de la producción de melanina.

M Macrófagos fagocitan y digieren antígenos; monocitos. Mácula pequeña decoloración de la piel. Malaria enfermedad causada por la inyección de un protozoario mediante un piquete de mosquito.

Maleo

Melanoma maligno cáncer de piel asociado con un lunar de la piel.

Melatonina hormona producida por la glándula pineal. Membrana basal ancla células epiteliales las unas con las otras, y a tejidos subyacentes.

Membrana endotelial-capsular formada por la capa

hueso auditivo que también se conoce como marti-

visceral de la cápsula de Bowman y la red de capilares endoteliales del glomérulo.

Mamografía procedimiento en donde se utilizan rayos X

Membrana mucosa/epitelio delinea los tractos digesti-

llo. de baja intensidad para detectar tumores en los tejidos blandos de las mamas.

Manubrio parte del esternón que se parece al mango de una espada.

Manzana de Adán cartílago de la tiroides. Margen orbital una cresta definida encima de cada órbita.

Masetero músculo que cierra la mandíbula. Masticación proceso de mascar. Mastocitos células de forma redonda que se encuentran cerca de los vasos, producen heparina.

Materia blanca grupo de axones mielinizados de muchas neuronas soportadas por la neuroglia.

Material gris áreas grises del sistema nervioso. Matriz material intercelular en el tejido conectivo. Meato/canal tubo largo, tipo pasaje. Meato auditivo externo canal auditivo. Meato inferior uno de los tres delgados pasajes de la cavidad nasal formado por los cornetes.

Meato medio una de las tres vías de paso en la cavidad nasal, lo forman los cornetes.

Meato superior uno de los tres pasajes en la cavidad nasal

vo, respiratorio, urinario y reproductivo; produce moco.

Membrana nuclear

membrana de doble capa que rodea

el núcleo.

Membrana permeable selectiva permite el paso de ciertos materiales, como el agua a través de la membrana plasmática.

Membrana plasmática membrana que rodea a la célula. Membrana pleural membrana que delimita y protege los pulmones.

Membrana respiratoria/alveolar-capilar membrana a través de la cual se mueven los gases en los pulmones.

Membrana timpánica tímpano. Membranas sinoviales delimitan las cavidades de las articulaciones de movimiento libre; producen el fluido sinovial.

Menarca primer ciclo menstrual. Meninges serie de membranas de tejido conectivo que rodean el cerebro y la médula espinal.

Meninges espinales una serie de membranas de tejido conectivo asociadas específicamente con la médula espinal.

Meningitis inflamación de las meninges ocasionada por una infección viral o bacteriana.

formada por los cornetes; conocida como la región olfatoria de la nariz.

Menopausia Último ciclo menstrual. Menstruación descamación cíclica del recubrimiento ute-

Medial cercano a la línea media del cuerpo. Mediastino el espacio entre los pulmones. Médula 1. Porción central del cabello; 2. La parte interna

Menstruo descame cíclico del recubrimiento uterino. Mesencéfalo contiene los pedúnculos ventrales del cere-

del riñón.

Médula adrenal parte interna de la glándula adrenal. Médula oblongada parte del tallo cerebral que contiene todos los tractos, ascendentes y descendentes, que se conectan entre la médula espinal y distintas partes del cerebro.

Médula ósea amarilla tejido conectivo que consiste en células grasas.

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rino.

bro.

Mesenterio extensiones del peritoneo visceral. Mesocolon una extensión del peritoneo visceral del colon. Mesodermo una capa germinal primaria que forma los músculos, huesos y otros tejidos del feto en desarrollo.

Mesotelio

tipo de tejido epitelial basado en la función, también se denomina tejido seroso, delimita las cavidades del cuerpo que no tienen aperturas externas.

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GLOSARIO

Metabolismo los cambios químicos totales que ocurren al interior de la célula.

Metafase I

etapa de la meiosis en donde los microtúbulos se unen al cinetocoro sólo en el exterior de cada centrómero.

Metafase II etapa de la meiosis en donde los husos meióticos se unen a ambos lados del centrómero.

Metafase segunda etapa de la mitosis. Metafisis porción amplificada en las porciones terminales de un hueso largo, se compone de hueso esponjoso.

Metástasis movimiento más allá del punto de origen. Metatarsales huesos de la planta del pie; forman el arco del pie.

Mialgia dolor muscular. Miastenia gravis condición caracterizada por el desgarre facilitado de los músculos o su debilitamiento.

Micción orinar. Microglia células fagocíticas que se encuentran en el sistema nervioso central; también se conocen como neuroglia.

Micrómetro término de uso más común que los micrones. Micron una medida celular equivalente a una milésima de milímetro.

Microtúbulos cilindros largos y huecos compuestos de tubulina.

Microvellosidades se encuentran en el borde libre de las vellosidades de las células del epitelio intestinal, incrementan la superficie de absorción de la célula.

Miocardio la segunda capa de la pared cardiaca. Miocarditis inflamación del miocardio que origina un ata-

Movimiento browniano

503

colisión aleatoria de moléculas

en difusión.

Mucosa muscular

la tercer capa de la túnica mucosa del

intestino delgado .

Murmullo cardiaco un sonido anormal del corazón. Músculo cardiaco músculo que sólo encontramos en el corazón.

Músculo cremaster músculo en el cordón espermático que eleva los testículos.

Músculo detrusor tres capas de músculo liso en la pared de la vejiga.

Músculo erector del pelo consiste de fibras de músculo liso unidas a un folículo piloso, originan la “piel de gallina” cuando nos asustamos o enfriamos.

Músculo esquelético músculo unido a un hueso mediante su tendón, bajo control voluntario.

Músculo estriado

tejido que causa movimiento; multinucleado con estriaciones; músculo esquelético.

Músculo liso se encuentra en las estructuras huecas del cuerpo, como los intestinos; es involuntario.

Músculo pectíneo músculos que le confieren a las aurículas su apariencia fuerte.

Músculo tipo de tejido que se contrae y permite el movimiento.

Músculo trabecular cardiaco bordes y dobleces irregulares del miocardio de lo ventrículos.

Músculos papilares pequeñas proyecciones cónicas en la superficie interna de los ventrículos.

Mutación un error en la copia del material genético.

que cardiaco.

Miometrio capa media de la pared uterina. Miopía dificultad para enfocar los objetos lejanos. Miosina filamentos gruesos de proteínas en las células musculares.

Miositis inflamación del tejido muscular. Mitocondria pequeña estructura de forma oblonga compuesta de dos membranas; la planta generadora de energía celular, es donde se crea el ATP.

Mitosis proceso en donde se replica el material nuclear. Mixedema acumulación de fluido en los tejidos subcutáneos.

Molares

dientes que muelen la comida; también se conocen como tricúspides.

Molécula la combinación más pequeña, o particular, que retiene todas las propiedades de un compuesto.

Monocinas

químicos liberados por macrófagos activados involucrados en la respuesta inmune.

Monocitos leucocitos de gran tamaño; fagocitan bacterias y células muertas; histiocitos; macrófagos.

Mononucleosis infecciosa causada por el virus EpsteinBarr; infecta linfocitos y glándulas salivatorias.

Monte de Venus monte de tejido adiposo elevado que se cubre de vello púbico en la pubertad.

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N Narinas aperturas en la superficie inferior de la nariz externa; también se denomina narinas externas.

Nasofaringe porción superior de la faringe ubicada en la nariz.

Navicular uno de los huesos de la muñeca; también se conoce como escafoides.

Nefronas unidad funcional de los riñones. Nervio abductor VI controla el movimiento de los glóbulos oculares.

Nervio accesorio XI ayuda a controlar la deglución y los movimientos de la cabeza.

Nervio facial VII controla los músculos de la expresión facial y transporta sensaciones relacionadas con el gusto.

Nervio glosofaríngeo IX

controla la deglución y trans-

porta impulsos del gusto.

Nervio haz de células o fibras nerviosas. Nervio hipogloso XII controla los músculos involucrados en el habla y la deglución; sus fibras sensoriales conducen impulsos para la sensación muscular.

Nervio oculomotor III controla el movimiento del glóbulo ocular y párpado superior, lleva los impulsos relacionados con la sensación muscular.

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504

GLOSARIO

Nervio olfatorio I transporta los impulsos relacionados con el olor.

Norepinefrina hormona producida por la médula adrenal; noradrenalina.

Nervio óptico II lleva los impulsos relacionados con la vista. Nervio trigémino V el más largo de los nervios del cráneo; controla los movimientos de la masticación.

Nervio troclear IV controla el movimiento del globo ocu-

Núcleo 1. Una masa de cuerpos celulares y dendritas dentro del sistema nervioso central; 2. Parte de un átomo .

Nucleolo

una particular esférica en el nucleoplasma que no tiene una membrana cubriéndola.

lar y conduce impulsos relacionados con las sensaciones musculares.

Nucleoplasma el protoplasma dentro del núcleo celular. Nucleótidos moléculas complejas compuestas de azúcar,

Nervio vago X controla los movimientos del músculo es-

fosfato y bases nitrogenadas; los bloques de construcción de los ácidos nucleicos.

quelético en la faringe, laringe y paladar.

Nervio vestibulococlear VIII transmite impulsos relacionados con el equilibrio y la audición.

número atómico

el número de protones o electrones de

un átomo.

Neumonía neumonitis; infección de los pulmones. Neuroglía células nerviosas que funcionan como soporte y protección.

Neurona célula nerviosa que transmite impulsos. Neurona sensorial una neurona en contacto con un receptor, detecta cambios en el ambiente externo; también se conoce como neurona aferente.

Neuronas bipolares

neuronas sensoriales que consisten en una dendrita y un axón.

Neuronas internunciales transmiten el impulso sensorial a la parte apropiada del cerebro o médula espinal para su interpretación y procesamiento; también se conocen como neuronas asociativas.

Neuronas motoras neurona que se conecta con músculos o glándulas para llevar a cabo una reacción ante un estímulo; también se conocen como neuronas eferentes .

Neuronas multipolares neuronas que tienen varias dendritas y un axón.

Neuronas unipolares neuronas que sólo tienen un proceso que se extiende del cuerpo celular; la mayor parte de las neuronas sensoriales son unipolares.

Neutrófilos son los leucocitos más comunes; secretan lisozima.

Neutrón parte del núcleo central que compone un átomo; no tiene carga.

Niveles energéticos los niveles en los que se agrupan los electrones.

No polar compuestos con enlaces no polarizados. No saturado un ácido graso que contiene uno o más enlaces covalentes dobles entre los átomos de carbono.

Nodo auriculoventricular (AV)

parte del sistema de conducción del corazón, ubicado en la porción inferior del atrio derecho.

Nodo senoauricular (SA) inicia cada ciclo cardiaco y fija el ritmo cardiaco; también se conoce como marcapasos.

O Oblicuo externo músculo que comprime el contenido abdominal.

Oblicuo inferior músculo que rota los glóbulos oculares sobre su propio eje.

Oblicuo interno músculo que comprime el contenido abdominal.

Oblicuo superior

músculo que rota los globos oculares

sobre su eje.

Occipital músculo que retrae el cráneo. Ojo morado moretón periorbital a partir de un golpe en la cresta supraorbital.

Oligodendroglía provee soporte al formar tejido conectivo semirrígido entre las neuronas en el cerebro y la médula espinal, también se conocen como oligodendrocitos.

Oliguria producción de orina disminuida . Onicomicosis infección fúngica de las uñas. Oponente del pulgar músculo que flexiona y opone el pulgar.

Oposición movimiento que ocurre sólo con el pulgar. Orbicular del labio músculo que cierra los labios. Orbitales los caminos por donde viajan los electrones en un nivel energético dado.

Organelos estructuras dentro del protoplasma. Orificio externo apertura del cérvix hacia la vagina. Orificio interno unión de la cavidad uterina con el canal cervical.

Orificio uretral la apertura terminal de la uretra. Orificio vaginal la apertura hacia la vagina. Orificios nasales internos dos aperturas internas en la nariz.

Origen

un agregado tisular denso en el nódulo

la unión fija de un músculo, funciona como base para su acción.

Nódulos de Ranvier pequeños espacios en las vainas de

Orina los materiales eliminados por la sangre filtrada. Orofaringe segunda porción de la faringe ubicada en la

Nódulo cortical linfático.

mielina; también se denominan nódulos neurofibrosos.

Nódulos linfáticos glándulas linfáticas. Nódulos linfáticos y cáncer los nódulos linfáticos pueden propagar células cancerígenas a otras partes del cuerpo.

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parte trasera de la boca.

Osículos auditivos otro nombre para los huesos del oído. Osificación endocondral la formación de hueso en un ambiente cartilaginoso.

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GLOSARIO

Osificación formación de hueso por los osteoblastos. Osificación intramembranosa formación del hueso por un proceso en donde las membranas de tejido conectivo denso son reemplazadas por depósitos de sales inorgánicas de calcio.

Ósmosis tipo de difusión que se refiere al movimiento de moléculas de agua a través de una membrana permeable selectiva.

Osteoartritis enfermedad que degenera las articulaciones. Osteoblastos células involucradas en la formación de tejido óseo.

Osteocitos células óseas maduras. Osteoclastos células óseas presentes en casi todas las cavidades de hueso responsables de la reabsorción ósea durante la remodelación.

Osteomalacia ablandamiento del hueso. Osteon canal haversiano. Osteoporosis trastorno del sistema esquelético caracterizado por una disminución en la masa ósea acompañada de susceptibilidad a fracturas.

Otitis media infección del oído medio. Ovarios órganos sexuales primarios del sistema reproductor femenino.

Ovocito óvulo inmaduro. Ovocito secundario producido por la primer división meiótica del ovocito primario.

Ovocitos primarios producidos por la división mitótica de las células madre femeninas u ovogonias.

Ovogénesis formación de las células sexuales femeninas. Ovogonia células madre femeninas que se encuentran en el feto femenino en desarrollo.

Ovulación expulsión de un óvulo maduro. Óvulo ovocito maduro. Óvulo fertilizado cigoto; célula producida por la unión de dos gametos.

Óvulos gametos femeninos. Oxígeno elemento gaseoso que requieren todos los organismos que respiran aire.

Papilas fungiformes

se encuentran en la parte trasera de la lengua; contienen las papilas gustativas.

Papilas gustativas estructuras sensoriales que detectan el estímulo del gusto.

Papilas proyecciones de la lámina propia cubiertas por epitelio, producen una superficie rugosa en la lengua.

Papilas renales las puntas de las pirámides renales. Papilla filiforme se encuentra en la parte frontal de la lengua; importante para lamer.

Pápula lesión sólida en la piel. Parálisis cerebral condición causada por daño cerebral durante el desarrollo del cerebro o el nacimiento.

Parálisis facial de Bell parálisis del nervio facial en un lado de la cara.

Parénquima

compuesto por la corteza y las pirámides renales del riñón .

Parietal se refiere a las paredes de una cavidad. Paroniquia infección del doblez de piel que se encuentra al borde de la uña.

Parte pétrea

parte del hueso temporal que se encuentra en la profundidad del cráneo, donde protege y rodea el oído interno.

Parto nacimiento de un bebé; proceso mediante el cual se expulsa el feto del útero.

Patógenos microorganismos que originan enfermedades. Patología el estudio de las enfermedades del cuerpo. Patrón de mosaico fluido término utilizado para describir el arreglo de moléculas como proteínas y fosfolípidos en la membrana plasmática de una célula.

Pectoral mayor músculo que flexiona y aduce el brazo. Pectoral menor músculo que deprime el hombro y rota la escápula hacia abajo.

Pedúnculo cerebral

lleva impulsos de la corteza cerebral al Pons y la médula espinal.

Pedúnculos ventrales del cerebro

llevan impulsos de la corteza cerebral hacia el Pons y la médula espinal.

Pelvis renal un embudo recolector formado por la unión de los dos cálices mayores.

Oxígeno molecular necesario para convertir los alimentos en energía química (ATP).

Oxitocina (OT) hormona que estimula la contracción de los músculos lisos en la pared del útero.

P Paladar duro parte anterior del techo de la boca. Paladar suave porción posterior del techo de la boca. Páncreas gran glándula digestiva del canal alimentario. Paperas enfermedad causada por un virus que infecta las glándulas salivatorias, especialmente en los niños de 5 a 9 años.

Papilas circunvaladas proyecciones de la lámina propia que están cubiertas por epitelio y contienen las papilas gustativas; se encuentran en la porción final de la lengua.

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505

Pene

el órgano reproductivo del hombre, se usa para llevar los espermatozoides al tracto reproductivo femenino.

Pepsina enzima que comienza a descomponer las proteínas.

Pepsinógeno la principal enzima gástrica. Pericardio fibroso capa más externa del saco pericárdico. Pericardio membrana que cubre al corazón. Pericardio seroso capa más interna del saco pericárdico. Pericarditis inflamación del pericardio. Perimetrio capa más externa de la pared del útero. Perimisio capa de tejido conectivo que rodea el fascículo de un músculo.

Perineo área en forma de diamante en la porción inferior del tronco, entre las nalgas y los muslos de mujeres y hombres.

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GLOSARIO

Perineo corto músculo que flexiona dorsalmente el pie. Perineo largo músculo que flexiona la planta del pie. Periostio membrana fibrovascular que cubre un hueso. Perístasis el movimiento físico de empujar los alimentos a lo largo del tracto digestivo.

Peritoneo membrana que recubre la cavidad abdominal . Peritoneo visceral otro nombre para la túnica serosa. Pezón el punto terminal de las glándulas mamarias. pH el logaritmo negativo de la concentración del ion hidrógeno en una solución.

Pía madre la meninge más interna de la médula espinal. Píloro región inferior del estómago; también se conoce como antro.

Piramidal un hueso de la muñeca. Pirámides renales estructuras triangulares en la médula. Pirimidina base nitrogenada que consiste en un solo anillo de seis átomos de carbono y uno de nitrógeno.

Pisiforme un hueso de la muñeca. Piuria pus en la orina. Placa celular primera etapa de una nueva pared celular que se forma en el ecuador de una célula vegetal en división.

Placa coronaria

divide las porciones anterior y posterior del cuerpo en ángulos rectos .

Placa de Peyer folículos linfáticos agregados que se encuentran en la pared del intestino delgado.

Placa masa que contiene colesterol. Placa timpánica forma el piso y la pared anterior del meato auditivo externo.

Placenta

una estructura en el útero mediante la que el feto intercambia nutrientes y desechos con la madre.

Plaga bubónica enfermedad del sistema linfático. Plano horizontal plano que divide al cuerpo en las porciones superior e inferior.

Plano medio sagital

plano que divide de manera vertical al cuerpo en la porción izquierda y derecha.

Plano sagital cualquier plano paralelo al plano medio sagital o plano medio, divide de manera vertical el cuerpo en dos porciones inequitativas, la porción derecha e izquierda.

Plano transversal plano que divide el cuerpo en las porciones inferior y superior.

Plantar músculo que flexiona la planta del pie. Plasma parte fluida de la sangre. Plasmalema membrana que rodea a las células; también se conoce como membrana plasmática.

Plasmina seminal

Plica dobleces en el intestino delgado. Pliegues grandes dobleces mucosos en el estómago. Pliegues vestibulares dobleces superiores de la membrana mucosa de la laringe; también se conocen como cuerdas vocales falsas.

Pliegues vocales dobleces inferiores de la membrana mucosa en la laringe; también se conocen como cuerdas vocales verdaderas.

Podocitos

células epiteliales en la capa más interna de la cámara de Bowman.

Polar

una molécula con una distribución inequitativa de electrones en el enlace.

Polidipsia sed excesiva. Polifagia periodos de hambre muy intensos. Poliuria incremento en la producción de orina. Poplíteo músculo que flexiona y rota la pierna. Porción ascendente del asa de Henle el nombre que recibe el asa de Henle conforme sube hacia la corteza.

Porción descendente del asa de Henle nombre que se le da al túbulo convolucionado proximal conforme se hunde en la médula.

Porción escamosa parte más larga del hueso temporal. Porción mastoidea ubicada detrás y debajo del meato auditivo o apertura del oído; parte del hueso temporal.

Porción papilar la capa de la dermis que se encuentra adyacente a la epidermis.

Porción reticular la capa de la dermis entre la porción papilar y el tejido subcutáneo.

Posterior en dirección al reverso. Potencial de acción cuando un músculo genera su propio impulso para contraerse.

Potencial de membrana

la carga iónica y eléctrica alrededor de una fibra nerviosa que no está transmitiendo un impulso; también se conoce como potencial de reposo.

Potencial de reposo distribución eléctrica normal alrededor de una célula muscular cuando no se contrae.

Potencial eléctrico causado por un flujo rápido de iones sodio en la célula muscular.

Premolares

diente con dos proyecciones o cúspides; diente

bicúspide.

Prepucio piel que recubre el glande de un pene; sección de piel suelta que cubre el glande del pene.

Presbiopía una disminución en la capacidad del ojo de acomodarse para ver de cerca.

un antibiótico en el semen que puede destruir ciertas bacterias.

Presión parcial la cantidad de presión con la que contribu-

Pleura membrana que recubre la cavidad torácica. Pleura parietal capa externa de la membrana pleural del

Procarionte se refiere a las células que no tiene organelos

pulmón.

Pleura visceral cubre los pulmones. Pleuresía inflamación de la cavidad pleural; también se conoce como pleuritis.

Plexo renal

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el nervio que abastece los riñones.

ye el gas a su presión total. asociados a membranas, como las bacterias.

Proceso cualquier proyección ósea evidente. Proceso acromial prominencia ósea sobre la escápula. Proceso caracoideo proyecciones óseas sobre la escápula que funcionan como punto de unión para los músculos que mueven el brazo.

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GLOSARIO

Proceso cifoide la porción terminal del esternón. Proceso oleocrano una proyección de la ulna conocida como el hueso de la risa.

Profase I la primer etapa de la primera división meiótica. Profase II en cada una de las dos células hijas producidas por la división meiótica, desaparece la membrana nuclear, pero no ocurre duplicación del ADN.

Profase la primer etapa de la mitosis. Progesterona hormona sexual femenina. Prolactina estimula la producción de leche en las glándulas mamarias después del parto; también se conoce como hormona lactogénica (LTH).

Pronación

mover los huesos del antebrazo de manera que el radio y la ulna no queden en paralelo.

Pronador cuadrado músculo involucrado en la pronación del antebrazo.

Pronador redondo músculo involucrado en la pronación del antebrazo.

Quemadura de primer grado quemadura que involucra sólo la epidermis sana sin cicatrización.

Quemadura de segundo grado una quemadura que involucra la epidermis y la dermis; puede formar cicatrices.

Quemadura de tercer grado

una quemadura en donde se destruyen la epidermis y la dermis; también se conocen como quemaduras de grosor completo.

Quemaduras de grosor parcial quemaduras de primer y segundo grados.

Queratina un material proteico. Queratinización un proceso por el cual las células epidérmicas de la piel cambian de forma, composición y pierden agua conforme se mueven hacia las capas superiores, se vuelven proteínas y mueren.

Quiasma

figuras de los cromosomas durante la recombina-

ción .

Quiasma óptico parte del diencéfalo donde se cruzan los nervios ópticos.

Quilo

Próstata inflamada

causa la constricción de la uretra, lo que dificulta la micción, usualmente se da en los hombres de edad avanzada.

Proteína aminoácidos unidos de manera covalente, se componen de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.

Protón

parte del núcleo central que compone un átomo; tiene carga positiva.

Protoplasma la parte líquida de una célula. Protracción mover una parte del cuerpo hacia un plano paralelo al suelo.

Protrombina

proteína plasmática producida por el hígado que se encuentra involucrada en la coagulación.

Protuberancia occipital externa una proyección del hueso occipital para la unión muscular.

Proximal cercano al punto de unión u origen. Psoas músculo involucrado en flexionar el muslo. Pterigoideo músculo involucrado en elevar la mandíbula. Pubis parte del hueso de la cadera que se encuentra en la parte superior y ligeramente anterior del isquion.

Puente de hidrógeno

tipo de enlace que ayuda a mantener juntas las moléculas del agua al formar un puente entre el átomo negativo del oxígeno de una molécula de agua, y los átomos positivos de hidrógeno de otra molécula.

Puente de Varolio Puente que conecta la médula espinal con el cerebro y viceversa.

Pupila una apertura circular en el iris del ojo. Purina base nitrogenada que consiste de un doble anillo fusionado de nueve átomos de carbono y nitrógeno.

Pústulas una elevación de la piel llena de pus.

Q Quemadura de grosor completo quemadura en donde se destruye la dermis y la epidermis; también se conoce como quemadura de tercer grado.

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507

linfa en los lacteales que tiene un alto contenido de grasa y tiene apariencia lechosa.

Quimo los contenidos semifluidos, viscosos y digeridos del intestino.

Quinona un portador de electrones. Quiste un saco encapsulado de la piel.

R Rabia

enfermedad viral fatal transmitida por la mordida de un mamífero con rabia.

Radio el hueso lateral corto del antebrazo. Rafé anillo medio externo del escroto. Raíz 1. Una proyección de un diente embebido en un alveolo; 2. La porción inferior del cabello, se encuentra en el folículo piloso.

raíz anterior (ventral) punto de unión del nervio espinal a la médula espinal, también conocida como raíz motora.

Raíz posterior

la raíz sensorial que contiene sólo las fibras nerviosas sensoriales; también se conoce como raíz dorsal.

Raíz ungular parte del cuerpo ungular que se une a la cama ungular.

Rama derecha del haz

rama del haz de His; parte del sistema de conducción del corazón.

Rama izquierda del haz

rama izquierda del haz de His; parte del sistema de conducción del corazón.

Raquitismo enfermedad causada por deficiencias en calcio y fósforo o vitamina D.

RE liso (agranular) retículo endoplásmico agranular. RE rugoso (granular) retículo endoplásmico granular. Recombinación el intercambio de material genético durante la profase I de la meiosis.

Recto las últimas 7 u 8 pulgadas del tracto gastrointestinal. Recto abdominal músculo que flexiona la columna vertebral y ayuda en la compresión de la pared abdominal.

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GLOSARIO

S

Recto femoral músculo que extiende la pierna y flexiona las ingles.

Recto inferior músculo que mueve los ojos hacia abajo. Recto lateral músculo que mueve los ojos hacia los lados. Recto medial músculo que mueve los ojos en la línea media. Recto superior músculo que rota los ojos hacia arriba. Reflejo miccional reflejo inconsciente y deseo consciente de orinar.

Reflejo una reacción involuntaria ante un estímulo. Renina enzima producida por los riñones que ayuda a regular la presión sanguínea.

Repolarización restauración de la carga eléctrica. Reposición ocurre cuando los dígitos regresan a su posiRespiración

el intercambio general de gases entre la atmósfera, sangre y células. respiración que no requiere oxí-

Respiración externa el intercambio de gases entre los pulmones y la sangre.

Respiración interna intercambio de gases entre la sangre y las células corporales.

Respiración/metabolismo celular los cambios energéticos que ocurren en una célula.

Rete testis red de ductos en los testículos. Reticular tipo de tejido conectivo suelto que forma el grueso del hígado, médula ósea, bazo y nódulos linfáticos .

Retículo endoplásmico un complejo sistema de membranas que forman una colección de cavidades unidas a membranas en una célula.

Retículo sarcoplásmico una cortina irregular alrededor de las fibras musculares.

Retina la capa más interna del ojo. Retracción mover una parte del cuerpo hacia atrás en un plano paralelo al piso. un azúcar de cinco carbonos que se encuentra en el

ARN.

Ribosomas pequeños gránulos distribuidos a lo largo del citoplasma, es el sitio donde ocurre la síntesis proteica.

Rigor mortis contracción muscular sostenida por 24 horas después de la muerte.

Riñones órganos pareados que regulan la composición y volumen de la sangre, remueven desechos de la sangre en forma de orina.

Rodopsina pigmento que se encuentra en los conos del ojo.

apertura.

Sales minerales

compuestas de iones pequeños, son esenciales para la supervivencia y función de las células del cuerpo.

Sangre tejido conectivo especializado. Sarcolema la membrana polarizada de una célula muscular.

Sarcomas

tumores que se desarrollan en el tejido conec-

Sarcómero

el área entre dos líneas Z adyacentes en una célula muscular.

Sartorio

músculo que flexiona las ingles, las rota de forma

Saturado ácido graso que sólo contiene enlaces covalentes singulares.

Sebo sustancia aceitosa que lubrica la superficie de la piel. Segmento broncopulmonar segmento del tejido pulmonar que abastece cada uno de los bronquios terciarios.

Semen

mezcla de células espermáticas y secreciones de la vesícula seminal, próstata y glándulas bulbouretrales; también se conoce como fluido seminal.

Semilunar un hueso de la muñeca. Semimembranoso músculo que flexiona la pierna y extiende las ingles.

Semitendinoso

músculo que flexiona la pierna, extiende

las ingles.

Seno coronario drena la sangre de la mayoría de los vasos que abastecen las paredes del corazón con sangre.

Seno lactífero senos expandidos que almacenan leche. Seno linfático espacio entre los grupos de tejido linfático. Seno renal cavidad en el riñón. Seno vascular venas con paredes delgadas. Seno/antro cavidad dentro de un hueso. Sentido olfatorio sentido del olfato. Septicemia envenenamiento de la sangre. Septo interventricular separa los ventrículos derecho e izquierdo del corazón.

Serosa la capa más externa del canal alimentario. Serotonina hormona secretada por la glándula pineal que actúa como un neurotransmisor y vasoconstrictor.

Romboides músculos involucrados en el movimiento de la escápula.

Roncar las vibraciones de la úvula y el paladar suave provocan ruido al dormir.

Rotación movimiento de un hueso alrededor de un eje central.

Rótula

Saco pericárdico membrana que cubre al corazón. Sacos alveolares dos o más alveolos que comparten una

lateral.

geno.

Ribosa

izquierdo y derecho de manera externa.

tivo.

ción normal.

Respiración anaeróbica

Saco interventricular posterior separa los ventrículos

patela.

20_Glosario_RIZZO.indd 508

Serrato anterior

músculo que mueve la escápula hacia

delante.

Sesamoideos huesos encapsulados en tejido facial y tendones, son adyacentes a las articulaciones.

SIDA Síndrome de inmunodeficiencia adquirida. Sífilis una enfermedad venérea causada por una infección bacteriana.

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GLOSARIO

Sinapsis áreas en donde las ramas terminales de un axón se encuentran ancladas pero no tocan las terminaciones de las dendritas de otra neurona; el alineamiento de cromosomas homólogos durante la meiosis.

Sincitrosis articulaciones entre los huesos que no permiten movimiento.

Sistema muscular

consiste en los músculos, fascia, capas

tendinosas y bursas.

Sistema nervioso autónomo (SNA) conduce impulsos del cerebro y la médula espinal hacia el tejido muscular liso, tejido muscular cardiaco y glándulas.

Sistema nervioso central (SNC)

Sincondrosis articulación en donde dos superficies óseas se conectan por cartílago hialino.

Sindesmosis articulación en donde los huesos se conectan mediante ligamentos a otros huesos.

509

Consiste en el cerebro

y la médula espinal .

Sistema nervioso

consiste en el cerebro, médula espinal, nervios craneales, nervios periféricos, y las estructuras sensoriales y motoras del cuerpo.

Síndrome adrenogenital secreción excesiva de andróge-

Sistema nervioso periférico (SNP) consiste en todos

nos que produce características masculinas en las mujeres y un alargamiento del pene temprano en hombres.

los nervios que conectan al cerebro con la médula espinal y sus receptores sensoriales, músculos y glándulas.

Síndrome de Cushing condición que resulta a partir del

Sistema nervioso somático conduce impulsos del cere-

exceso de secreción de la corteza adrenal, resultando en obesidad e hinchazón de la piel.

bro y la médula espinal al músculo esquelético, causa que respondamos o reaccionemos a cambios en el ambiente.

Síndrome de estrés respiratorio condición en los in-

Sistema periférico aferente consiste de neuronas sen-

fantes en donde se produce muy poco surfactante, causando que los pulmones colapsen; también se conocen como enfermedad de la membrana hialina.

soriales o aferentes que llevan la información de los receptores en la periferia del cuerpo hacia el cerebro y la médula espinal.

Síndrome de muerte infantil súbita (SMIS) muerte

Sistema periférico eferente consiste de neuronas mo-

inesperada de un infante saludable de 10 a 14 semanas de edad, ocasionada por una falla respiratoria.

toras eferentes que llevan información del cerebro y médula espinal hacia los músculos y glándulas.

Síndrome de Reye

hinchamiento de las células cerebrales que conducen a un coma y falla respiratoria.

Síndrome premenstrual (SPM) serie de síntomas que desarrollan muchas mujeres durante la fase premenstrual del ciclo menstrual.

Sinéresis retracción del coágulo. Sinergista músculos que ayudan a músculos protagonistas del movimiento.

Sínfisis articulaciones en donde los huesos se conectan por un disco de fibrocartílago.

Síntesis proteica

proceso por el cual se producen pro-

teínas.

Sinusitis inflamación de los senos paranasales. Sistema cardiovascular sistema corporal que consiste del corazón y los vasos que bombean y distribuyen la sangre desde y hacia las células.

Sistema de conducción genera y distribuye impulsos eléctricos por el corazón para estimular las fibras musculares cardiacas o que las células se contraigan.

Sistema de transporte/transferencia de electrones el mecanismo aeróbico de la respiración que produce la mayor parte de las moléculas de ATP durante la descomposición de la glucosa.

Sistema digestivo consiste del canal alimentario con sus glándulas asociadas.

Sistema endocrino consiste en glándulas endocrinas. Sistema esquelético compuesto de huesos, cartílago y las estructuras membranosas asociadas a huesos.

Sistema integumentario consiste en la epidermis y la dermis, así como los apéndices de piel.

Sistema linfático consiste de los nódulos linfáticos, timo, bazo y vasos linfáticos.

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Sistema reproductivo consiste en los ovarios, tubos uterinos, útero, y vagina en las hembras; en testículos, vasos deferentes, vesículas seminales, próstata, pene y uretra en los machos.

Sistema respiratorio

consiste en las cavidades nasales, faringe, laringe, tráquea, bronquios y pulmones.

Sistema reticuloendotelial (RE) tejido conectivo especializado involucrado en la fagocitosis.

Sistema sarcotubular

membranas de vesículas y túbulos que rodean las fibras musculares.

Sistema T túbulos; parte del sistema sacrotubular. Sistema urinario consiste en dos riñones, dos uréteres, vejiga urinaria y uretra.

Sístole fase de contracción. Sóleo músculo que flexiona la planta del pie. Solución hipertónica solución en donde las moléculas de agua salen de la célula y ésta se encoge, como sucede en una solución de sal al 5%.

Solución hipotónica

solución en donde las moléculas de agua se mueven hacia el interior de la célula, y ésta se hincha; como sucede con el agua destilada.

Solución isotónica solución en donde las moléculas de agua se difunden dentro y fuera de la membrana celular a tasas iguales, como sucede en una solución salina normal.

Soluto sustancia que se disuelve en una solución. Solvente un medio que permite que ocurran reacciones. Soplo un agujero en el septo interauricular o interventricular del corazón.

Soriasis enfermedad crónica de la piel, se caracteriza por la presencia de parches enrojecidos cubiertos por escamas gruesas y secas.

Stent un tubo de metal que se inserta en un vaso sanguíneo.

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510

GLOSARIO

Submucosa capa de tejido conectivo debajo de la membrana mucosa.

contraerse.

Superior encima o elevado. Supinación mueve los huesos del antebrazo para que el radio y la ulna queden paralelos.

Supinador músculo que supina el antebrazo. Supraespinoso músculo que abduce el brazo. Surco coronario surco que separa las aurículas de los ventrículos de manera externa.

Surco de división cresta de la membrana de una célula animal durante la división celular.

surco interventricular anterior separa los ventrículos derecho e izquierdo .

Surco un borde elevado. Surfactante fluido dentro de la membrana respiratoria. Sutura articulación donde se unen los huesos mediante una delgada capa de tejido fibroso.

Sutura coronaria se encuentra en la unión de los huesos frontales con los dos huesos parietales.

Sutura lambdoidea una línea entre los dos huesos parietales que conecta con el hueso occipital.

Sutura sagital línea donde se unen de manera superior los huesos parietales.

Tabique desviado

crecimiento anormal hacia el lado izquierdo por parte del tabique nasal.

Tabique nasal divide la nariz en las cavidades derecha e izquierda.

Tabla periódica tabla que arregla los elementos de manera que propiedades similares se repitan en intervalos periódicos.

Tálamo la segunda parte del diencéfalo. Talasemia enfermedad hereditaria que se da en África, el Mediterráneo y Asia, suprime la producción de hemoglobina.

Tallo cerebral una de las cuatro partes del cerebro; conecta el cerebro con la médula espinal.

Talo hueso del talón. Tecto dorsal centro de reflejos que controla el movimiento de los ojos y la cabeza en respuesta al estímulo visual.

Tejido grupos de células de tamaño, forma y función similar. Tejido conectivo tipo de tejido que soporta o une. Tejido de músculo liso compuesto de células en forma de huso, con un solo núcleo y sin estrías.

Tejido epitelial tipo de tejido que protege, absorbe o secreta.

Tejido hematopoyético tejido conectivo especializado que produce células sanguíneas.

Tejido linfoide tejido conectivo especializado. Tejido mieloide médula ósea roja; produce células sanguí-

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Tejido nervioso tipo de tejido que transmite impulsos. Tejido seroso delimita las grandes cavidades del cuerpo que no tienen aperturas hacia el exterior; también se conoce como mesotelio.

Telofase etapa final de la mitosis. Telofase I etapa de la meiosis en donde los cromosomas homólogos se separan con un miembro de cada par en el polo opuesto del huso.

Telofase II

etapa de la meiosis que produce cuatro células hijas haploides, cada una contiene el material genético de la célula parental original.

Temporal músculo que eleva la mandíbula y cierra la boca. Tendinitis inflamación del tendón. Tendón tejido conectivo denso que une el músculo con el hueso.

Teniasis

una infección de los intestinos ocasionada por un gusano parasitario.

Terminal sináptica las terminaciones de los axones. Terminales axónicas las porciones terminales de los axones.

Testículos los principales órganos sexuales del sistema reproductor masculino, producen espermatozoides y hormonas sexuales masculinas.

T

neas por hematopoyesis.

Tejido muscular tejido que se puede acortar y engrosar o

Testosterona la hormona sexual masculina principal. Tétanos infección causada por una bacteria que produce una neurotoxina que afecta las neuronas motoras.

Tétrada

la figura formada por el alineamiento de los cromosomas homólogos, consiste en cuatro cromátidas en la meiosis.

Tibia el hueso más largo de la pierna inferior. Tibial anterior el músculo que flexiona dorsalmente el pie. Tibial posterior el músculo que flexiona plantarmente el pie.

Tilacoide

membranas dobles individuales que componen la grana en un cloroplasto.

Timina una base nitrogenada de pirimidina. Timo glándula endocrina ubicada debajo del esternón que también se encuentra involucrada en la inmunidad como un sitio para la producción y maduración de linfocitos.

Timosina

hormona secretada por el timo que causa la producción de linfocitos T.

Tiña

causada por varias especies de hongos; sus síntomas incluyen lesiones escamosas y por parches con bordes elevados.

Tiroxina

una hormona de la tiroides que regula el metabolismo de carbohidratos, grasas y proteínas, también se conoce como tetraiodotiroxina (T4).

Tono

una propiedad del músculo donde se mantiene una contracción constante o estática .

Tos ferina trastorno respiratorio ocasionado por una infección bacteriana, resulta en una tos severa; también se conoce como pertussis.

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GLOSARIO

Trabécula

fibras de tejido conectivo; extensión de la cápsula de un nódulo linfático.

Tracto gastrointestinal el nombre que se le da al tubo digestivo que corre de la boca hacia el ano; el canal alimentario.

Tracto óptico

parte del diencéfalo involucrada con el sen-

tido de la vista.

Tracto un haz de fibras dentro del sistema nervioso. Traducción proceso mediante el cual el ARN de transferencia lee el código en el ARN mensajero y obtiene los aminoácidos necesarios para formar una proteína.

Transcripción proceso por el cual el ARN mensajero copia el código genético en una molécula de ADN.

Transportador de electrones moléculas que ganan electrones sólo para donarlos a otra molécula a corto plazo.

Transporte activo mecanismo dependiente de energía, en donde las células adquieren materiales en contra de un gradiente de concentración.

Transverso abdominal músculo que comprime el contenido abdominal.

Trapecio un hueso de la muñeca, también se conoce como multiangular mayor.

Trapezoide

un hueso de la muñeca, se conoce como multiangular menor.

Tráquea tubo que une la laringe con los bronquios. Trasplante de la médula ósea se usa para tratar los linfomas de leucemia, así como deficiencias inmunológicas.

Trastorno afectivo estacionario el exceso de melatonina en invierno causa depresión.

Triiodotironina una hormona de la tiroides que regula el metabolismo de carbohidratos, grasas y proteínas .

Triacilgliceroles tipos de grasas que encontramos en el cuerpo humano.

Tríceps braquial músculo que extiende y aduce el antebrazo. Tricomonas un protozoario flagelado que causa la inflamación del tejido vaginal, produciendo una descarga olorosa y amarillenta.

Tricúspides dientes molares con tres cúspides. Trifosfato de adenosina (ATP) molécula combustible de alta energía que requiere la célula para funcionar.

Trígono una región triangular de la vejiga, formada por las dos aperturas de los uréteres y la apertura de la uretra.

Trocánter una proyección muy larga sobre un hueso. Tróclea un proceso óseo con forma de polea . Trombina una enzima formada por protrombina que es necesaria para el mecanismo de coagulación.

Trombo un coágulo de sangre. Trombocitopenia disminución en las plaquetas que produce hemorragias.

Trombocitos plaquetas; células sanguíneas involucradas en la coagulación.

Tromboplastina una sustancia que liberan las plaquetas que se encuentra relacionada con la reacción de coagulación.

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511

Trombosis coagulación en un vaso sanguíneo saludable. Trombosis coronaria coágulo sanguíneo en los vasos. Tronco broncomediastinal drena linfa del tórax, pulmones, corazón, diafragma y porciones del hígado.

Tronco celiaco primer rama de la arteria abdominal. Tronco intercostal ayuda a drenar la linfa de las porciones del tórax.

Tronco intestinal drena linfa del estómago, intestinos, páncreas, bazo, y la superficie del hígado.

Tronco linfático

los principales vasos de drenado del sis-

tema linfático.

Tronco lumbar drena linfa de las extremidades inferiores, paredes y vísceras de la pelvis, riñones y glándulas adrenales, así como la mayor parte de la cavidad abdominal.

Tronco pulmonar la arteria que sale del ventrículo derecho. Tronco subclaviano drena linfa de las extremidades superiores.

Tronco yugular drena linfa de la cabeza y cuello. Tropomiosina una sustancia inhibitoria encontrada en las células musculares.

Troponina

una sustancia inhibitoria encontrada en las células musculares.

Tubérculo un proceso pequeño y redondo sobre un hueso. Tuberculosis infección bacteriana de los pulmones. Tubos auditivos los canales auditivos que se ubican en el oído medio, ecualizan la presión del aire, previniendo la distorsión acústica; tubos de Eustaquio.

Tubos uterinos transportan óvulos de los ovarios hacia el útero; también se conocen como trompas de Falopio.

Tubulina

fibras proteicas que componen el huso mitótico durante la división celular.

Túbulo contorneado distal nombre que se le da a la porción ascendiente del asa de Henle conforme entra a la corteza y convoluciona.

Túbulo contorneado proximal la primera parte del túbulo renal.

Túbulo renal el nombre general del túbulo de una nefrona. Túbulos rectos se ubican en la punta de cada lóbulo testicular.

Túbulos seminíferos túbulos altamente enrollados en cada lóbulo de un testículo .

Tumor crecimiento anormal y descontrolado de las células. Túnica adventicia la pared más externa de una arteria o vena.

Túnica albugínea una capa de tejido conectivo fibroso blanco que cubre los testículos.

Túnica íntima

la capa más interna de la pared de una ar-

teria o vena.

Túnica media la capa media de la pared de una arteria o vena.

Túnica mucosa capa interna del canal alimentario. Túnica muscular la tercer capa de la pared del canal alimentario.

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GLOSARIO

Túnica serosa la cuarta capa o capa externa del canal alimentario.

Vasos linfáticos aferentes vasos linfáticos que entran a los nódulos linfáticos en varios sitios.

Tunica submucosa la segunda capa de la pared del canal alimentario.

Vasos linfáticos eferentes vasos linfáticos que salen de un nódulo linfático en el hilio.

Vasto intermedio

U Ulna hueso largo y en posición media del antebrazo. Unidad motora todas las células musculares o fibras inervadas por una neurona motora.

Uremia exceso de orina en la sangre. Uréter transporta la orina de la pelvis renal hacia la vejiga urinaria.

músculo que extiende la pierna y flexio-

na las ingles.

Vasto lateral músculo que extiende la pierna y flexiona las ingles.

Vasto medial

músculo que extiende la pierna y flexiona las

ingles.

Vejiga

un saco con forma de pera que se ubica en una depresión de la superficie hepática.

Vejiga urinaria

Uretra el tubo que conduce de la vejiga hacia el exterior. Uretra esponjosa (cavernosa) se encuentra en el pene; tiene 6 pulgadas de longitud.

Uretra membranosa conecta la uretra prostática con el pene.

Uretra prostática se encuentra rodeada por la glándula prostática.

Útero matriz. Úvula una proyección cónica que cuelga del borde posterior del paladar suave; funciona en el proceso de la deglución y previene que los alimentos regresen al área nasal.

V Vacuola

un área dentro del citoplasma que está rodeada por una membrana vacuolar.

Vagina

la apertura en el sistema reproductivo femenino que conduce al útero.

órgano hueco ubicado en la cavidad pélvica posterior al sínfisis púbico.

Vellosidades proyecciones en las plicas de la capa mucosa del intestino delgado, incrementan la superficie de absorción.

Vellosidades coriónicas proyecciones del trofoblasto. Vena ácigos drena el tórax. Vena axilar se encuentra en la axial. Vena basílica drena la parte media del brazo. Vena braquial drena el brazo y se vacía en la vena axilar. Vena cava inferior lleva sangre al corazón desde las partes inferiores del cuerpo; también se conoce como vena cava posterior.

Vena cava superior

lleva la sangre de las partes superiores del cuerpo a la aurícula derecha del corazón.

Vena cefálica

drena la parte lateral del brazo y se conecta con la vena axilar.

Válvula bicúspide

Vena cubital media vena que drena la sangre del brazo. Vena femoral drena la sangre del muslo. Vena peroneal drena la pantorrilla y el pie. Vena poplítea el nombre de la vena tibial posterior en la

Válvula cardiaca estenosada válvula con una apertura

Vena renal derecha transporta la sangre filtrada de las ve-

Vaina de mielina una capa de grasa que rodea algunos axones. válvula mitral; válvula entre la aurícula izquierda y el ventrículo izquierdo.

anormalmente estrecha.

Válvula ileocecal la apertura del íleo del intestino delgado hacia el ciego del intestino grueso.

Válvula mitral la válvula auriculoventricular entre la aurícula izquierda y el ventrículo izquierdo; también se conoce como válvula bicúspide.

Válvula pulmonar semilunar se encuentra en la apertura donde el tronco pulmonar sale por el ventrículo derecho.

Válvula semilunar

se encuentra en la apertura donde la aorta ascendiente sale del ventrículo izquierdo.

Válvula tricúspide válvula que se encuentra entre la aurícula derecha y el ventrículo derecho.

Varicela

enfermedad de la infancia que afecta la piel, es causada por un virus.

Vasectomía una operación para el control natal que corta los vasos deferentes, previniendo que los espermas salgan al exterior.

Vasos deferentes ductos deferentes.

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rodilla. nas interlobares al hilio.

Vena renal izquierda transporta la sangre filtrada de las venas interlobares al hilio.

Vena safena mayor la vena más larga del cuerpo. Vena subclaviana drena sangre del brazo. Vena ulnar drena la sangre del antebrazo. Vena vertebral drena la parte trasera de la cabeza. Vena yugular externa drena el músculo y la piel de la región capital.

Vena yugular interna drenan el seno dural del cerebro. Venas vaso sanguíneos que transportan la sangre hacia el corazón.

Venas arcuatas

drenan la sangre filtrada en la base de la

pirámide.

Venas de la tibia anterior drenan la pantorrilla y los pies.

Venas iliacas externas drenan la pelvis.

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GLOSARIO

Venas interlobares venas que se forman al reunir los capilares peritubulares.

Venas pulmonares entran a la aurícula izquierda del corazón.

Venas radiales drenan la sangre del antebrazo. Ventana oval una apertura en el lado medio del oído medio que lo conecta con el oído interno; una de las dos aperturas del oído medio.

Ventilación

respiración; movimiento del aire entre la atmósfera y los pulmones.

Ventral hacia la porción delantera. Ventrículo derecho cámara inferior del corazón. Ventrículo izquierdo una de las cámaras inferiores del corazón.

Ventrículos cavidades dentro del cerebro interconectadas. Vénulas pequeños vasos que conectan capilares con venas. Verrugas crecimiento epidérmico descontrolado causado por el virus del papiloma humano.

Verrugas genitales

513

Vértigo

causado por el estímulo constante de los canales semicirculares en el oído interno debido al movimiento, resulta en nausea y debilidad.

Vesícula coriónica un blastocisto de 100 células. Vesículas seminales producen un componente del semen viscoso y alcalino, rico en fructosa.

Vestíbulo

1. Apertura entre los labios menores; 2. Porción anterior de las cavidades nasales justo dentro de las narinas.

Virus del polio infección que causa parálisis muscular. Víscera los órganos de una cavidad. Visceral se refiere a la cubierta de un órgano. Vitíligo enfermedad de la piel que resulta en parches irregulares de piel de distintos tamaños que carecen de pigmentación.

Vómer hueso plano que compone la porción posterior del tabique nasal.

Vulva

genitales externos femeninos.

infección altamente contagiosa cau-

sada por un virus.

Vértebra torácica

X

12 vértebras que se conectan con las

costillas.

Vértebras cervicales las siete vértebras más pequeñas que se encuentran en el cuello.

Xantofila un pigmento carotenoide en las células vegetales que produce un color amarillo.

Vértebras coccígeas/cóccix las vértebras del final de la columna vertebral.

Vértebras lumbares las cinco vértebras de la espalda baja. Vértebras sacras parte inferior de la columna vertebral que forma el sacro.

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Y Yeyuno la segunda parte del intestino delgado, mide 8 pies de largo

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Índice Nota: La letra f indica figura en dicha página.

A abducción, 177, 178f abductor corto, 213f abductor corto de los dedos, 213, 214f, 215f abductor hallucis - del 1er. dedo del pie, 213, 214f, 215f abductor pollicis - del pulgar, mano, 210f, 211 ABO, grupo sanguíneo, 308, 310 absorción, 368 accidente vascular cerebral, 263 acetábulo, 159, 180 acetaldehído, 69 acetil-coA, 66, 67f acetilcolina, 195–196, 196f, 229, 235, 252 acetilcolinesterasa, 235 ácido acético, 66, 67f ácido alfa-cetoglutárico, 66, 67f ácido aspártico, 27f, 69–70, 70f–72f ácido cítrico, 66, 67f ácido fosfoglicérico (PGA), 65–66, 65f ácido glutámico, 27f, 69–70, 70f–72f ácido láctico, 69 ácido málico, 66, 67f ácido nucléico, 25, 26–27, 27f, 71. Ver también ADN (ácido desoxiribonucléico); ARN (ácido ribonucléico) ácido oxaloacético, 66, 67f ácido pirúvico, 64–66, 65f, 67f ácido succínico, 66, 67f ácido úrico, 435 ácido, pH, 32–34, 34f ácidos grasos no saturados, 26 ácidos grasos saturados, 26 acidosis, 285 acinos, 380 acinos linfáticos, 347 acné, 124 acromegalia, 167 acromion, 155, 156f acrosoma, 453 actina, 193, 196, 199 acueducto cerebral, 246–247, 246f, 249f acueducto de Silvio, 246–247, 246f, 249f acupunturista, 262 Adán, manzana de, 407, 407f, 408f Addison, enfermedad de, 283 adenina, 27, 29f, 71, 73, 73f–75f

adenoides, 351 ADH (hormona antidiurética), 278, 280 ADN (ácido desoxirribonucléico), 26–27, 27f, 46, 78–82, 79f–81f ADN polimerasa, 75 ADP (difosfato de adenosina), 29, 64, 66–68, 68f, 196, 197f, 198 adrenalina, 235, 282 ADTH (hormona adrenocorticotrópica), 276f, 279 aducción, 177, 178f aductor del pulgar, 210f, 211 aductor largo, 213f, 214f aductor magno, 204f, 213f, 214f adventicia, 369, 371 afta, 389 aglutinación, 308 agonista, 202 agua, 23–24, 23f, 371, 372f agujero interno, 462 agujero vertebral, 152 alanina, 27f albinismo, 119 albúmina, 301 alcohol, 69 alcohol deshidrogenasa, 69 alcohol etílico, 69 aldosterona, 283, 286 alergólogos, 131 alerta sanitaria acné, 124 agudeza mental, 255 articulaciones, 180 cafeína, 255 circulación, 305 cirugía de bypass coronario (de revascularización cardiaca), 332 enfermedad de Graves, 287 enfermedades de transmisión sexual, 467 esplenomegalia, 360 esteroides y atletas, 280 estómago, absorción en, 382 felicidad y salud, 354 fuerza muscular, 201 herencia genética, 469–470 huesos, 141 infecciones del tracto urinario, 436 infertilidad, 473 lluvia ácida, 32

nutrientes, esenciales, 371, 372f punción lumbar, 238 salud cardiovascular, 327 síndrome de Cushing, 287 tabaquismo y las vías aéreas superiores, 411 uso de drogas ilícitas, 237 almidón, 25 alopecia, 128 alveolo, 150f, 151 alveolo-capilar, 413 alveolos, 405f, 412, 412f, 466, 466f Alzheimer, enfermedad de, 263 amígdalas (tonsilas), 344f, 345f, 350–352 amígdalas faríngeas, 351, 406f amígdalas palatinas, 351, 406f amigdalitis (tonsilitis), 389–390 amilasa, 375 aminoácidos, 24, 69–70, 70f–72f, 428 aminoácidos modificados como hormonas, 277 amnios, 467 amonio, 24, 383, 428 ámpula de Vater, 380, 383f ámpula hepatopancreática, 380 anabolismo, 64 anafase, 78, 82 anastomosis, 327 anatomía, definición de, 3–4 anconeo, 205, 208f, 209f andrógenos, 283 anemia, 309 anemia de células falciformes, 309 anemia ferropénica (anemia por deficiencia de hierro), 309 anemia hemolítica, 309 anemia por hiperesplenismo, 360 anestesiólogos, 262 aneurisma, 264 anfiartrosis, 176, 182f angina lingual, 351, 406f angioplastía, 331 ángulo esplénico del colon, 386, 386f ángulo hepático, 386, 386f ángulo hepático del colon (ángulo derecho), 386, 386f ano, 12, 385-387, 386f, 452f, 459f antagonista, 202 anticodón, 50, 50f anticuerpos, 301, 352–353, 353f 515

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Índice

antígeno, 308, 352–353, 353f antihistamínico, 303 antro, 146, 379f, 380, 381f aorta, 327, 430f aorta abdominal, 322f, 323, 327, 328f, 332 aorta ascendente, 322–323, 322f, 328f, 329 aorta descendente abdominal, 328f torácica, 322f, 323, 328f aorta torácica, 327, 328f, 332 aparato de Golgi, 41, 42f, 49, 230, 231f aparato digestivo agua y, 24 ATP, producción de, 69–70, 70f– 72f boca, 373–375, 375f dientes, 375–376, 377f envejecimiento, 392 esófago, 379–380 especialidades relacionadas con, 393 estómago, 379f, 380, 381f faringe, 378, 378f glándulas salivales, 375 heces, 392 hígado, 383, 383f histología, 369, 371 intestino delgado, 384–385, 384f, 385f intestino grueso, 385–387, 386f páncreas, 380, 382f práctica de laboratorio (ejercicio de interpretación de estudios biomédicos), 398– 401 repaso, 12, 12f, 14, 368, 369f, 370f sistema nervioso, 253 trastornos del, 379, 382, 387–391 vesícula biliar, 384 aparato muscular articulación de la rodilla, 212, 214f, 215f cintura escapular, 202, 203f, 204f, 207f contracción muscular, 199–200, 200f contracción, fisiología de la, 24, 195–199, 196f–199f dedos del pie, 213, 214f, 215f enfermedades de, 216–218 especialidades relacionadas con, 219 esteroides anabólicos, 280 expresión facial, 202, 205f, 206f

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falanges (dedos), 210f, 211 fémur, 212, 213f mano, 208f, 210, 210f masticación, 202, 205f, 206f, 207f movimiento de la muñeca, 208, 208f, 209f movimiento del codo, 205, 209f movimiento del húmero, 205, 208f, 209f movimientos de la cabeza, 202, 205f–207f músculo esquelético, 201–202 músculo liso, 200 ojo, 202, 207f pared abdominal, 211, 211f, 212f pie, 213, 214f, 215f práctica de laboratorio (ejercicio de interpretación de estudios biomédicos), 225 producción anaeróbica de ATP, 69 pulgar (primer dedo), 210–211, 210f repaso, 10, 10f, 192, 193f respiración y ventilación, 211, 212f tejido muscular, 9, 106–108, 106f, 107f tono muscular, 200 aparato reproductor embarazo y desarrollo del embrión, 466–468, 467f–469f enfermedades, 456, 462, 468, 470–473 envejecimiento, 474 especialidades relacionadas con, 475 femenino, 457–465, 458f–465f glándulas mamarias, 466, 466f masculino, 450–457, 451f–455f perineo, 466 práctica de laboratorio (ejercicio de interpretación de estudios biomédicos, 483–485 repaso, 12–13, 13f aparato respiratorio bronquios, 410, 410f capacidad pulmonar, 418–419 enfermedades, 411, 414–416, 417 envejecimiento y, 419 especialidades relacionadas con, 420 faringe, 407 laringe, 407–409, 407f, 408f músculos respiratorios, 211, 212f nariz, 404–406, 404f, 406f

práctica de laboratorio (ejercicio de interpretación de estudios biomédicos), 424– 425 proceso de respiración, 413–414, 413f, 417–418, 418f pulmones, 411–413, 411f, 412f regulación de, 248 repaso, 12, 12f, 403–404, 405f tráquea, 409–410, 409f apéndice, 373f, 384f apéndice vermiforme, 385–387, 386f apendicitis, 387 aponeurosis, 101, 101f, 201 apoptosis, 53 Aquiles, tendón de, 201, 204f, 214f aracnoides, 236 árbol bronquial, 405f, 410, 410f arco aórtico, 322f, 323, 328f, 329 arco del pie, 161–162, 163f arco neuronal, 152 arco reflejo, 235–236, 236f arco venoso dorsal, 333f, 334 área motora, 10 areola, 466, 466f arginina, 27f aritenoides, 407f, 408, 408f ARN (ácido ribonucléico), 26–27, 27f, 46, 47, 49, 50, 50f ARN de transferencia, 26–27, 27f, 50, 50f ARN mensajero, 26–27, 27f, 46, 49 arreglos celulares estratificados, 96–97 arreglos celulares simples, 96 arritmia, 330 arteria arcuata, 434 arteria axilar, 328f, 329 arteria braquial, 328f, 329 arteria braquiocefálica, 328f, 329 arteria bronquial, 332 arteria carótida común izquierda, 329 arteria carótida derecha, 329 arteria carótida externa izquierda, 329 arteria carótida interna izquierda, 329 arteria dorsal del pie, 328f, 332 arteria esplénica, 328f, 332, 351 arteria femoral, 328f, 332 arteria frénica, 332 arteria gástrica, 328f, 332 arteria gástrica izquierda, 332 arteria hepática común, 332 arteria hepática, 328f, 332 arteria ilíaca, 328f

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arteria ilíaca común, 328f, 332 arteria ilíaca externa, 328f arteria ilíaca interna, 332 arteria lumbar, 332 arteria mesentérica, 332 arteria mesentérica inferior, 332 arteria mesentérica superior, 332 arteria peronea, 328f arteria poplítea, 328f, 332 arteria pulmonar, 322, 322f arteria radial, 328f, 329 arteria renal, 328f, 332, 430f, 434 arteria subclavia, 328f arteria subclavia derecha, 329 arteria subclavia izquierda, 329 arteria tibial, 328f arteria tibial anterior, 328f, 332 arteria tibial posterior, 328f, 332 arteria ulnar, 328f, 329 arteria vertebral, 328f, 329 arterias, 11, 326–329, 326f, 328f, 332–334, 333f. Ver también Sistema cardiovascular arterias carótidas, 328f, 329 arterias coronarias, 322f, 323 arterias esofágicas, 332 arterias gonadales, 332 arterias intercostales, 332 arterias interlobares, riñón, 434 arteriola aferente, 434 arteriola eferente, 434 arteriolas, 326–329, 326f, 328f, 332–334, 333f. Ver también Sistema cardiovascular articulación condilea, 180 articulación de la cadera, 177 articulación de la rótula, 180 articulación de pivote, 180 articulación elipsoide, 180 articulación en silla de montar, 181, 181f articulación por deslizamiento, 181, 181f articulaciones. Ver también nombre de articulación específica alerta sanitaria, 180 anfiartrosis, 176 articulaciones sinoviales, movimiento, 177–180, 178f, 179f bursa, 183–184, 183f diartrosis, 176–177, 176f, 178f enfermedades de, 184–185 envejecimiento y, 186 membrana sinovial, 104 práctica de laboratorio (ejercicio de interpretación de estudios biomédicos), 189

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sinartrosis, 175–176 tipos de, 180–182, 181f, 182f articulaciones en bisagra, 180 articulaciones sinoviales, 176–180, 176f, 178f, 179f, 182f artritis, 184 artritis reumatoide, 184 asas de Henle, 432 asistente dental, 393 asma, 417 asparagina, 27f asta anterior, 238 asta dorsal, 237 asta posterior, 237 asta ventral (anterior), 238 Áster, 77 astrágalo, 161, 163f astrocitos, 229–230, 230f atelectasia, 415 aterosclerosis, 329 atlas, vértebra cervical. 153f átomo, 8f, 9f, 20 ATP (adenosina-trifosfato) amonio y, 24 atrio, 322, 322f, 412, 412f atrofia, 216 contracción muscular, 196, 197f, 198 de componentes alimenticios, 69–70, 70f–72f energía química, 23 fermentación, 69 glucólisis, 64–66, 65f haz auriculoventricular 325 nodo atrioventricular (AV), 325 repaso, 20, 27–30, 30f respiración celular, 72f sistema de transporte de electrones, 66–68, 68f transporte activo, 32 audición, 260–261, 260f aurícula, 260f, 261, 322, 322f autólisis, 48 axis, vértebra cervical, 153f axón, 108, 108f, 230 azoemia, 440 azufre, 26

B banda A, 192–193, 194f banda H, 193 banda I, 193 Bartholini, glándulas de, 458f, 465 base, pH, 32–34, 34f basófilos, 300, 302f, 303, 306f bastones, 259, 259f

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bazo, 7, 11, 104, 344f, 345f, 350–352, 360 bicarbonato, 435 biceps braquial, 203f, 205, 209f biceps femoral, 204f, 212, 214f, 215f bicúspide, dientes, 375–376, 377f biólogos celulares, 54 bioquímico, 35 blastocisto, 467 blástula, 467 boca, 12, 368, 369f, 370f, 371, 373– 375, 375f bocio, 281 bolo alimenticio, 378, 378f bomba sodio-potasio, 196, 196f, 232 borde orbital, 146, 149f braquial, 205, 209f braquirradial, 205, 209f brecha sináptica, 235, 235f bronquio, 12, 409f bronquio lobar, 410, 410f bronquio primario derecho, 410, 410f bronquio primario izquierdo, 410, 410f bronquio secundario, 410, 410f bronquio segmentario, 410, 410f bronquio terciario, 410, 410f bronquiolo terminal, 410, 410f bronquiolos, 409f, 410, 410f, 412, 412f bronquiolos respiratorios, 412, 412f bronquitis, 414 Brunner, glándula de, 384 bucinador, 202, 205f, 206f buffer, 34 bulla, 129, 130f bursa subfascial, 184 bursas, 10, 183–184, 183f bursas (bolsas) subcutáneas, 183, 183f bursas subtendinosas, 184 bursitis, 184

C cabello, 121, 122f cabeza, huesos, 146 cabeza, músculos para el movimiento de, 202, 205f– 207f cafeína, 255 caja de resonancia, 407–409, 407f, 408f calambres, 216 calcáneo, 147f, 161, 163f calcio, 24, 144, 281, 282, 435

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calcitonina, 281 cálculos biliares, 387 cálculos renales, 439 cálices mayores, 431 cáliz menor, 431, 432f callo, 118 callosidades, 118 calorías, 64 canal auditivo, 260f, 261, 406f, 407 canal central, hueso, 142 canal cervical, 462 canal de Havers, 142 canal de la raíz, diente, 376 canal vertebral, 6, 6f canal, hueso, 146 canales de Volkmann, 142 canales perforantes, 142 canales semicirculares, 260f, 261 canalículos, 142 cáncer aparato digestivo, 391 cervical, 462 ganglios linfáticos y, 358 mama, 468 ovario, 472–473 piel, 126 próstata, 456 pulmón, 414 cáncer bucal, 391 cáncer cervical, 462 cáncer colorrectal, 389 cáncer de mama, 468 cáncer de ovario, 472–473 cáncer de páncreas, 391 cáncer gástrico, 391 cáncer pulmonar, 414 caninos (dientes), 375–376, 377f capacidad inspiratoria (CI), 419 capacidad pulmonar total (CPT), 419 capacidad residual funcional (CRF), 419 capacidad vital (CV), 419 capilares, 11, 326–329, 326f, 328f, 332–334, 333f, 405f, 434 capilares linfáticos, 345, 346f, 347, 347f capilares peritubulares, 434 capitate, 157, 159f cápsula adiposa, 431, 432f cápsula de Bowman, glomérulo, 432 cápsula renal, 431, 432f carbohidratos, 25, 69–70, 70f–72f, 371, 372f carbono, química del, 20–21 carcinógenos, 85 carcinoma de células basales, 126

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carcinoma de células escamosas, 126, 126f carcinomas, 85 cardias, 379f, 380, 381f cardiólogo, 335 cardiopatías congénitas, 330 carotenos, 53 carpo, 147f, 157, 159f, 180 cartílago, 9, 102f, 138, 177 cartílago articular, 177 cartílago corniculado, 407f, 408, 408f cartílago cricoides, 407, 407f, 408f cartílago cuneiforme, 407f, 408, 408f cartílago elástico, 102, 103f cartílago hialino, 102, 102f cartílago tiroides, 407, 407f, 408f catabolismo, 64 catalizadores, 26 catarata, 266 cavidad abdominopélvica, 6, 7, 7f cavidad craneal, 6, 6f cavidad dorsal, 6, 6f cavidad medular, 145 cavidad oral, 368, 369f, 370f, 373– 375, 373f, 375f cavidad oral, 373–375, 375f cavidad pericárdica, 6, 6f, 320–321, 321f cavidad pleural, 6, 6f, 411, 411f cavidad torácica, 6, 6f, 156f cavidad uterina, 462 cavidad ventral, 6, 6f cavidades corporales, 6–7, 6f–7f cavidades nasales, 12, 406, 406f cefalea (dolor de cabeza), 264 ceguera a los colores (daltonismo), 266 ceguera nocturna, 260 células ADN, estructura del, 71–75, 72f– 75f ciclo celular, 76–78, 76f, 77f gametogénesis, 82, 83f inmunidad celular, 352 meiosis, 78–82, 79f–81f metabolismo celular, repaso, 64 mitosis vs. meiosis, 82, 85, 86f organización de, 7–13, 8f, 9f práctica de laboratorio (ejercicio de interpretación de estudios biomédicos, 93 práctica de laboratorio (ejercicio de interpretación de estudios biomédicos), 93 producción de ATP a partir de los alimentos, 69–70, 70f–72f

repaso, 41–42, 42f, 70-71 replicación celular respiración, 48, 64, 72f respiración anaeróbica, 68–69 sustancias químicas en, 23–30 teoría celular, 43–44 transporte de materiales, 30–32, 31f células principales, 282, 282f, 380 células alfa, islote pancreático, 284 células beta, islote pancreático, 284 células caliciformes, 99 células cimógenas, 380 células columnares, 96 células cuboidales, 96, 161 células de epitelio columnar, 98 células de Kupffer, 104, 383 células de memoria, 354 células de Schwann, 231, 235 células de Sertoli, 452 células ependimarias, 229–230 células escamosas, 96 células eucariontes, 41, 44–53, 44f–53f células fagocíticas, 99 células intersticiales de Leydig, 451f, 452 células madre, 303 células mucosas, 380 células osteoprogenitoras, 140 células oxifílicas, 282, 282f células parietales, 380 células procariontes, 41 células reticuloendoteliales, 344f células vegetales, 52–53, 53f celulosa, 25, 53 cemento, 376 centriolos, 50–51, 52f centro cardiaco, tallo cerebral, 248 centro germinal, 347 centro vasomotor, tallo cerebral, 248 centrómero, 76 centros reflejos, tallo cerebral, 248 centrosoma, 50–51, 52f cerebelo, 246–247, 246f, 249f, 250f, 252 cerebro, 246–247, 246f, 249f, 250f, 251–252, 251f, 257 cerumen, 260f, 261 cervix, 459f, 462, 468 chancro, 471 cianosis, 120 ciclo de Krebs, 64, 66, 67f, 68 ciclo menstrual, 462–464, 463f ciclo ovárico, 460 ciego, 384f, 385–387, 386f cifosis, 154, 155f

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cigomático, 150f, 151, 206f cigoto, 78–82, 79f–81f, 467 cilios, 51, 409 cinetocoro, 77 cintura escapular, 202, 203f, 204f, 207f cintura pélvica, 158–159, 160f circulación cerebral, 326 circulación coronaria, 324f, 325–327 circulación fetal, 326 circulación portal hepática, 324f, 325–327 circulación pulmonar, 324f, 325– 327 circulación sistémica, 324f, 325–327 circunducción, 177, 178f circunvoluciones, 251 cirrosis, 387 cirujano de tórax, 420 cirujanos plásticos, 131 cisteína, 27f cisterna, 48–49, 49f cistitis, 439 citocinesis, 70, 78 citoplasma, 42, 46 citosina, 27, 29f, 71, 73, 73f–75f clavícula, 147f, 155, 156f, 167, 208f clítoris, 459f, 464–465, 465, 465f clonas, 76 cloro, 24, 428, 435 clorofila, 52–53, 53f cloroplastos, 52–53, 53f Clostridium tetani, 217 coagulación, sangre, 305–308, 307f, 383 cóccix, 147f, 152 cóclea, 260f, 261 codo, 157, 158f, 180, 205, 209f codo de tenista (epicondilitis), 180 coenzima A, 66, 67f cofactor FAD, 66–68, 68f cofactor NAD, 66–68, 68f coito, 464, 466 colágeno, 99 colesterol, 308 cólico menstrual (dismenorrea), 473 colon, 385–389, 386f colon ascendente, 384f, 385–387, 386f colon descendente, 386, 386f colon sigmoides, 386, 386f colon transverso, 386, 386f columna anal, 386, 386f columna renal, 431, 432f columna vertebral, 147f, 152, 153f, 177 complemento, 301

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componente exócrino de las glándulas, 99 componentes, químicos, 20–23, 22f, 23f cóndilo occipital, 146, 149f cóndilo, definición, 145 condilomas genitales (verrugas), 471–472 condrocitos, 101–102 conducto alveolar, 412, 412f conducto auditivo externo, 260f, 261 conducto biliar, 383f conducto biliar común, 383f conducto cístico, 383f conducto de Wirsung, 380 conducto deferente, 451f, 452f, 455 conducto eferente, 455 conducto eyaculador, 451f, 452f, 455 conducto hepático, 383f conducto hepático común, 383f conducto linfático derecho, 345 conducto nasolacrimal, 405 conducto seminal, 455 conducto torácico, 345, 349, 350f conductos galactíferos, 466, 466f conductos papilares, 432 congelación (quemadura por frío), 126 conjuntivitis, 266 conmoción, 265 conos (células), 259, 259f consejería genética, 475 contracción isométrica, 200 contracción isotónica, 200 contracción muscular, 195–199, 196f–199f, 199-200, 200f contractura, 216 corazón. Ver también sistema cardiovascular anatomía de, 319–323, 320f–322f ciclo cardiaco, 325 enfermedades del, 329–331, 332 flujo sanguíneo, 323, 324f frecuencia cardiaca, 13–14 repaso, 6, 11, 318–319, 318f sistema de conducción, 324–325, 325f cordón espermático, 455 cordón umbilical, 467 córnea, 259, 259f cornete superior, 256, 257f cornetes, 150f, 151 coroides, 259, 259f corpúsculo renal, 432 corteza adrenal, 282–283, 283f corteza cerebral, 236, 251

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corteza gustativa, 257 corteza renal, 431 corteza, pelo, 121, 122f cortisol, 279, 283 cortisona, 283 cosmetólogo, 131 costillas, 147f, 152, 155, 156f, 414 cráneo, 147f cresta externa del occipital, 146, 149f cresta, 48 cresta supraorbital, 146, 149f cresta, definición de, 146 cretinismo, 281 Crick, Francis, 72 criptas de Lieberkuhn, 384 cristalino, 259, 259f cromátidas, 76 cromatina, 47, 76 cromoplastos, 53 cromosomas, 47, 78 cromosomas diploides, 78 cromosomas haploides, 78 cuadrado lumbar, 211f cuando el cuerpo envejece aparato reproductor, 474 aparato respiratorio, 419 apoptosis, 53 articulaciones, 186 metabolismo, 87 sangre, 311 sistema cardiovascular, 335 sistema digestivo, 392 sistema endócrino, 289 sistema linfático, 355 sistema muscular, 218 sistema nervioso, 261 sistema óseo, 164 sistema tegumentario, 125 sistema urinario, 441 tejidos, 109 cuboides (hueso de la muñeca), 163f cuello, huesos del, 146 cuerda tendinosa, 323 cuerdas vocales, 405f, 406f, 407– 408, 408f cuerdas vocales falsas, 407f, 408, 408f cuerdas vocales verdaderas, 407f, 408, 408f cuerpo blanco, 457 cuerpo calloso, 251 cuerpo celular, neurona, 108, 108f cuerpo ciliar, 259, 259f cuerpo hemorrágico, 464 cuerpo lúteo, 457, 464 cuerpo polar, 82, 460

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cuerpos de Nissl, 230 cuneiforme, 161, 163f cutícula, pelo, 121, 122f

D Dalton, John, 20 decusación de las pirámides, 248 dedos, 210f, 211 defecación, 253, 368 defectos del septo cardiaco, 330 deglución, 378, 378f deltoides, 203f, 204f, 205, 209f dendritas, 108, 108f, 230 dentina, 103, 376 dentistas, 393 depresión, 265 dermatitis de contacto, 128, 128f dermatólogos, 131 dermis, 9, 115–117, 116f, 117f, 119–120 desarrollo embriológico, 466–468, 467f–469f descarboxilasa, 69 deshidratación, 280 desmosomas, 117 desoxirribosa (azúcar), 25 despolarización, impulso nervioso, 232 desviación del septum, 166 detrusor (músculo vesical), 438, 438f diabetes, 277, 280, 285–286 diabetes, nutriólogos, 289 diáfisis, 144 diafragma, 211, 212f, 379, 413 diálisis, técnicos, 442 diarrea, 389 diartrosis, 176–177, 176f, 178f, 182f diástole, 325 diencéfalo, 246–247, 246f, 249f dientes, 103, 368, 369f, 370f, 375– 376, 377f, 378 dietista (nutriólogo), 88, 289, 393 difusión, 30 dióxido de carbono, 24, 30, 64, 69, 299–300, 418. Ver también aparato respiratorio dirección, términos de, 4–5, 4f, 5f disco óptico, 260 discos intercalados, 108 discos intervertebrales, 236–238, 238f disfunción eréctil, 472 dislocación, articulaciones, 185 distrofia muscular, 216 diverticulosis, 388–389 dolor anginoso, 330, 331

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donadores de electrones, 22–23 dopamina, 235 dorsiflexión, 179f, 180 Down, síndrome de, 87 Drew, Charles, 302 duodeno, 380, 381f, 383f, 384, 384f duramadre, 236

E ecocardiografía, 335 ectodermo, 467 edema, 345 ELA (esclerosis lateral amiotrófica), 217 elastina, 99 electrolitos, 280 electrones, 20, 22 elefantiasis, 349 elementos, 20–22 elevación, 177, 179f elevador de la escápula, 202, 203f, 204f, 207f elevador del labio superior, 202, 205f, 206f embarazo, 466–468, 467f–469f embarazo ectópico, 473 embolismo, 308 émbolo, 308 enanismo, 166, 278 enanismo central, 278 encefalitis, 264 encéfalo cavidad craneal, 6, 6f, 263–266 cerebelo, 246–247, 246f, 249f, 250f, 252, 254–255, 254f, 256f cerebro, 246–247, 246f, 250f, 251– 252, 251f, 257 partes del, 246–247, 246f, 249f sistema nervioso y, 10 tallo cerebral, 246f, 248, 248f, 250, 254–255, 254f, 256f encía(s), 375–376, 377f endocardio, 321 endocarditis, 329 endocrinólogos, 289 endodermo, 467 endometrio, 458f, 462 endometriosis, 472 endomisio, 192, 194f endorfinas, 235 endostio, 140 endotelio, 99 energía. Ver también aparato digestivo a partir de los alimentos, 69–70, 70f–72f almacenamiento de, 25

ATP (trifosfato de adenosina), 27–30, 30f celular, 64, 72f contracción muscular, 196, 197f, 198, 199 fermentación, 69 fuentes de, 26 glucólisis, 64–66, 65f mitocondria, 48 sistema de transporte de electrones, 66–68, 68f transporte activo, 32 enfermedad de Crohn, 388 enfermedad de Graves, 281, 287 enfermedad de los Legionarios, 416 enfermedad de Paget, 166 enfermedad de Parkinson, 264 enfermedad de Tay-Sachs, 87 enfermedad inflamatoria pélvica, 472 enfermedad por reflujo gastroesofágico (ERGE), 391 enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), 417 enfermedad reumática cardiaca, 329 enfermedades o trastornos comunes aparato digestivo, 382, 387–391 aparato reproductor, 456, 462, 468, 470–473 aparato respiratorio, 414–416, 417 articulaciones, 184–185 cáncer, 85 cáncer de piel, 126 caries, 378 columna vertebral, 154, 155f desórdenes genéticos, 87 discrasias sanguíneas, 309–310 paperas (parotiditis), 376 quemaduras, piel, 120 sistema cardiovascular, 329–331 sistema endócrino, 285–287 sistema linfático, 349, 357–359 sistema muscular, 216–218 sistema nervioso, 263–266 sistema óseo, 144, 165–167 sistema tegumentario, 120, 126, 127–130, 128f–130f sistema urinario, 439–440 enfermera, 131 enfermera anestesióloga, 262 enfisema, 414 enfoque por especialidad aparato digestivo, 393 aparato reproductor, 475 aparato respiratorio 420 biólogo celular, 54

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científicos forenses, 109 histólogos, 109 metabolismo, 88 microscopistas electrónicos, 54 química, 35 respuesta inmune, 35 sangre (Hematología), 311 sistema cardiovascular (Cardiología), 335 sistema endócrino (Endocrinología), 289 sistema muscular, 219 sistema nervioso, 262 sistema óseo, 164 sistema tegumentario, 131 sistema urinario, 442 enlace covalente, 22 enlaces de hidrógeno, 22 enlaces iónicos, 22, 23–24, 23f enlaces peptídicos, 26 enlaces químicos, 22–23, 22f, 23f Enterobacter, 441 Enterovirus, 217 entrecruzamiento, 81 entrenador atlético, 164 envejecimiento. Ver cuando el cuerpo envejece enzimas ADN polimerasa, 75 alcohol deshidrogenasa, 69 coenzima A, 66, 67f descarboxilasa, 69 digestivas, intestino delgado, 384 estómago, 380 helicasa, 75 hepáticas, 383 metabolismo de proteínas, 26 renina, 431 saliva, 375 transmisión sináptica, 235, 235f eosinófilos, 300, 302f, 303, 306f epicardio, 320–321, 321f epidermis, 9, 115–119, 116f, 117f epidídimo, 451f, 452f, 455 epífisis, 144 epiglotis, 406f, 407, 407f, 408f epilepsia, 264 epimisio, 192, 194f epinefrina, 235, 283, 324 epitálamo, 251 epitelio de células cuboidales, 97 epitelio de células escamosas, 97 epitelio de transición, 98 epitelio germinal, 457 epitelio glandular, 99 epitelio pseudoestratificado, 97 equilibrio, 260–261, 260f erección, 457

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eritroblastos, 303 eritroblastosis fetal, 310 eritrocitos, 104, 299, 300, 300f, 301f, 302f, 303, 305, 306f, 431 eritrocitosis, 310 eritropoietina, 431 escafoides, 157, 159f escápula, 147f, 155, 156f, 180 Escherichia coli, 392, 441 esclera, 259, 259f esclerosis lateral amiotrófica (ELA), 217 esclerosis múltiple (EM), 264–265 escoliosis, 154, 155f escroto, 450, 452f esfenoides, 149 esfínter de Oddi, 383f esfínter esofágico inferior, 380 esfínter gastroesofágico, 380 esfínter pilórico, 380, 381f, 384, 384f esfínter urinario externo, 438, 438f esfínter urinario interno, 438, 438f esguince, 185 esófago, 6, 12, 368, 369f, 370f, 371, 373f, 379–380, 406f espacio epidural, 237 espacio subaracnoideo, 237, 246– 247, 246f, 249f espacio subdural, médula espinal, 236 esperma, 51 espermátidas, 452 espermatocitos, 452 espermatocitos primarios, 452 espermatocitos secundarios, 452 espermatogénesis, 82, 83f, 450 espermatogonia, 450 espermatozoa, 452, 453 espina bífida, 166 espina, procesos de los huesos, 145 esplenomegalia, 360 estenosis de las válvulas cardiacas, 330 esternocleidomastoideo, 202, 203f, 204f, 205f–207f esternón, 147f, 152, 155, 156f, 414 esteroides, 25–26 esteroides anabólicos, 280 estiloides, proceso óseo de la ulna, 149 estómago, 7, 12, 368, 369f, 370f, 373f, 379f, 380, 381f, 382 estomatólogo, derma-boca, 393 estrato basal, 117, 119 estrato córneo, 117, 118, 118f estrato germinal, 117, 118f, 119 estrato granuloso, 117, 118f, 119 estrato lúcido, 117, 118f, 119

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estrato papilar, dermis, 120 estrato reticular, dermis, 120 estrato spinoso, 117, 118f, 119 estratos, epidermis, 117 estrés, 286–287 estribo, 149, 260–261, 260f estrógenos, 285, 457, 464 estructura cuaternaria, proteínas, 26, 28f estructura primaria, proteínas, 26, 28f estructura secundaria, proteínas, 26, 28f estructura terciaria, proteína, 26, 28f estructuras sensitivas, 10, 124–125, 232 etmoides (hueso del cráneo), 149 eversión, 177, 179f excreción, 430. Ver también sistema urinario exhalación, 413 exoftalmos, 281 expiración, 413 extensión, 177, 178f extensor común de los dedos, 208f extensor de los dedos, 210f, 211, 213, 214f, 215f extensor del carpo, 208, 208f, 209f extensor hallucis, 1er. dedo pie, 213, 214f, 215f extensor pollicis, del pulgar, mano, 210f, 211 extensor propio del quinto dedo, 208f

F factor de necrosis tumoral (TNF), 354 FAD (flavin adenin dinucleótido), 66, 67f fagocitosis, 303 falange, 157, 159f falanges, 147f, 157, 159f, 161, 163f falla renal, 439 faringe, 12, 257, 371, 373f, 378, 378f, 405, 405f, 407 fascia, 10, 101, 101f, 192, 194f fascia lata, 203f, 212, 213f, 214f fascia plantar, 218 fascia renal, 431, 432f fascículo, 192, 194f fascículos, 192, 194f fauces, 406f, 407 fémur, 147f, 159, 161f, 177, 180, 212, 213f fenilalanina, 27f

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fermentación, 64–66, 65f, 68–69 feto, 326, 467 fibra, dieta, 53 fibras de Purkinje, 325 fibrina, 306 fibrinógeno, 306 fibrinólisis, 307 fibroblastos, 99 fibrocartilaginoso, 102, 103f fibromialgia, 218 fibrosis quística, 414 fibrositis, 184 fibrositis primaria, 184 fíbula, 147f, 160, 162f, 163f fiebre reumática, 184, 329 filtración glomerular, 435 fimbrias, 461 fimosis, 472 fisiología, definición, 3–4 fisura longitudinal, 251 flagelo, 51–52, 52f flexión, 177, 178f flexor del carpo, 208, 208f, 209f flexor del pulgar, 210–211, 210f flexor hallucis, 1er. dedo pie, 213, 214f, 215f flexor plantar, 179f, 180 flexor profundo de los dedos, 210f, 211, 213, 214f,≈215f flexor superficial de los dedos, 208f folículo de Graaf, 457, 464 folículo ovárico, 457 folículos linfáticos agregados. Ver placas de Peyer fontanela, 140 foramen apical, dientes, 376 foramen de Monroe, 246–247, 246f, 249f foramen del obturator, 159 foramen interventricular, 246–247, 246f, 249f foramen magnum (agujero magno), 146, 149f foramen, hueso, 146 foramina, 151 formación reticular, 248 fornix, 459f, 464 fosa glenoidea, 155, 156f fosas nasales internas, 405 fosas, huesos, 145–146, 146 fosfato, 24, 281, 282, 428, 435 fosfocreatina, 199 fosfogliceraldehído (PGAL), 65–66, 65f fosfolípidos, 25–26 fosforilación, 64–66, 65f fósforo, 144 fotosíntesis, 23, 64

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fóvea, 260 fracturas óseas, 144 Franklin, Rosalind, 72 frenillo, 374, 375f frontal, 202, 203f, 205f, 206f frontal, hueso de la cara, 146, 149f fructosa, 25 fundas tendinosas, 10 fundus, 379f, 380, 381f, 462 furúnculo, 129, 130f

G gametogénesis, 82, 83f gametos, 78–82, 79f–81f ganchoso (hueso de la muñeca), 157, 159f ganglios, 236 ganglios linfáticos, 11, 344f, 345f, 347, 348f, 349f, 357, 358 gastritis, 391 gastrocnemios (gemelos), 203f, 204f, 213, 214f, 215f gastroenterólogos, 393 genes. Ver también ADN (ácido desoxirribonucleico) definición, 73 enfermedades genéticas, 87 herencia de, 469–470 meiosis, 71, 78–82, 79f–81f, 85, 86f, 460 mitosis, 70, 76–78, 77f, 82, 85, 86f geriatras, 88 gigantismo, 166, 278 ginecólogo, 475 gingivitis, 185 gladiolo, 155 glande, 465, 465f glande del pene, 452f, 456–457 glándula maestra. Ver hipófisis/ glándula pituitaria glándula parótida, 375, 376f glándula pineal, 288, 288f glándula pituitaria, 10, 251, 274, 276f, 277–280, 278f glándula tiroides, 281, 281f glándulas, 96 glándulas bulboureterales, 451f, 452f, 456 glándulas ceruminosas, 260f, 261 glándulas de Cowper, 456 glándulas de Skene, 465 glándulas duodenales, 384 glándulas endócrinas, 96, 99, 274, 279f glándulas exócrinas, 99 glándulas exócrinas simples, 99 glándulas intestinales, 384

glándulas lagrimales, 258, 354 glándulas linfoides, 347 glándulas mamarias, 458f, 466, 466f, 468 glándulas mamilares, 251 glándulas orales, 375, 376f glándulas salivales, 12, 257, 368, 369f, 370f, 373f, 375, 376f glándulas sebáceas, 9, 123, 354 glándulas sublinguales, 375, 376f glándulas submandibulares, 375, 376f glándulas submaxilares, 375, 376f glándulas sudoríparas, 9, 123–124, 252 glándulas sudoríparas (apócrinas), 124 glándulas sudoríparas ecrinas, 124 glándulas suprarrenales, 10, 282– 283, 283f, 430f glándulas vestibulares, 465, 465f glaucoma, 266 glicerol, 25–26, 69–70, 70f–72f glicina, 27f globulina, 301 glóbulos rojos, 31–32, 33f, 299, 300, 300f, 301f, 302f, 303, 305, 306f, 308. Ver también sangre glomérulo, 432, 434 glomerulonefritis, 439 glotis, 407, 407f, 408f glucagon, 284, 380, 382f glucógeno, 14, 25, 69–70, 70f–72f, 283, 383 glucólisis, 64–66, 65f, 68 glucosa glucólisis, 64–66, 65f homeostasis, 14 metabolismo de, 64, 283, 284, 435 repaso, 25, 25f respiración anaerobia, 68–69 sistema de transporte de electrones, 67–68, 68f glucosa en sangre, 13–14 glucosuria, 285 glutamina, 27f glúteo mayor, 204f, 212, 213f, 214f glúteo medio, 212, 213f glúteo menor, 212, 213f gonfosis, 176 gonorrea, 471 gota, 185, 439 grácil, 204f, 212, 214f, 215f granum, 53 grasa, 25–26, 69–70, 70f–72f, 371, 372f, 383 grupo amino, 26

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grupo carboxilo, 26 grupo hidroxilo, 25–26 guanina, 27, 29f, 71, 73, 73f–75f guía alimentaria, 371, 372f gusto, sentido del, 256, 257, 258f, 374, 375f

H haustras, 385–387, 386f Havers, Clopton, 142 haz de retroalimentación negativa, 14, 275 heces, 392 helicasa, enzimas, 75 Helicobacter pylori, 382 hematólogo, 311 hematopoyesis, 138, 302–303, 304f hematuria, 439–440 hemisferios cerebrales, 251 hemofilia, 309 hemoglobina, 303 hemorroides, 389 Henle, rama ascendente del asa de, 432 Henle, rama descendente del asa de, 432 heparina, 99, 303, 383 hepatitis, 387 hepatólogos, 393 hernia de disco, 166, 185 hernia hiatal, 379 herpes, 127 herpes genital, 471 herpes labial (fuego), 127 hervir, 129, 130f hiato esofágico, 379 hidrocortisona, 283 hiedra venenosa, de roble o zumaque, 128, 128f hierro, 305 hígado circulación portal hepática, 325 enfermedades, 387 metabolismo del amonio, 24 repaso, 7, 12, 14, 368, 369f, 370f, 373f, 383, 383f sistema reticuloendotelial, 104 higiene dental, 393 hilio, 347, 430f, 431 himen, 465 hioides, hueso, 149, 152, 152f, 374, 375f, 409f hiperextensión, 177, 178f, 185 hiperopía (hipermetropía), 266 hiperparatiroidismo, 282 hiperplasia prostática benigna, 474

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hipertensión, 330 hipertiroidismo, 281, 287 hipertrofia, 216 hipodermis, 120 hipófisis, 277–280 hipófisis anterior, 277–280 hipoglucemia, 284 hipoparatiroidismo, 282 hipotálamo, 14, 246–247, 246f, 249f, 251, 276f, 277, 278f, 279 hipotiroidismo, 281 His, haz de, 325 histamina, 99 histidina, 27f histiocitos, 99 histólogo patólogo, 109 hombro, articulación de, 177 homeostasis, 6, 13–14, 274, 299– 300, 428. Véase también sistema endocrino Hooke, Robert, 43–44 hormona adrenocorticotrópica (ACTH), 276f, 279 hormona antidiurética (ADH), 278, 280 hormona de crecimiento, 276f, 277–280 hormona estimulante de la tiroides (TSH), 276f, 279, 281 hormona estimulante de melanocitos (MSH), 279 hormona folículo-estimulante (FSH), 279 hormona liberadora de corticotropina (CRH), 279 hormona liberadora de hormona luteinizante, 464 hormona liberadora tirotropina (TRH), 279 hormona luteinizante (LH), 279, 464 hormona paratiroidea, 282 hormonas clasificación de las, 277 envejecimiento, 289 especialidades del sistema endócrino, 289 funciones de, 275 glándula pineal, 288, 288f glándulas suprarrenales (glándulas adrenales), 282– 283, 283f hipófisis anterior (glándula pituitaria anterior), 277–280 hipófisis posterior (glándula pituitaria posterior), 280 hipotálamo, 277, 278f páncreas, 284–285, 284f, 380, 382f

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paratiroides, 281–282, 282f práctica de laboratorio (ejercicio de interpretación de estudios biomédicos), 296– 297 repaso, 10, 11f, 274–275, 274f, 275f sangre y, 300 timo, 288 tiroides, 281, 281f trastornos hormonales, 285–287 hormonas de defensa, 283 hormonas esteroideas, 277, 280 hormonas gonadotróficas, 276f hormonas proteicas, 277 hormonas tiroideas, 324 huesecillos auditivos, 149, 260–261, 260f hueso calloso, 102, 142–143, 143f hueso compacto, 102, 142–143, 143f hueso esponjoso, 142–143, 143f hueso mandibular, 150f, 151 hueso maxilar, 150, 150f hueso occipital, 146, 147f, 149f hueso palatino, 150, 150f hueso parietal, 146, 147f, 149f huesos arcos del pie, 161–162, 163f clasificación de, 144–145, 145f crecimiento y desarrollo, 138– 142, 140f–142f enfermedades de, 144, 165–167 envejecimiento y, 164 esqueleto apendicular, 155–157, 156f–159f esqueleto axial, 146–155, 147f– 155f hiperparatiroidismo, 282 histología de, 142–143, 143f práctica de laboratorio (ejercicio de interpretación de estudios biomédicos), 173 puntualizaciones, 145–146 repaso, 9, 138 tejido óseo, 102, 104f huesos cortos, 145, 145f huesos coxales, 158–159, 160f huesos de la cadera, 147f, 158–159, 160f, 185 huesos de la cara, 150–151, 150f huesos de la nariz, 150, 150f, 151 huesos del canal lagrimal, 150f, 151 huesos del cráneo, 146, 147f, 148f, 149, 149f huesos irregulares, 145, 145f huesos largos, 144–145, 145f huesos pélvicos, 177 huesos planos, 145, 145f

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huesos sesamoideos, 145, 145f huesos suturales, 149 huesos temporales, 146, 147f, 149f huesos wornianos, 149 húmero, 147f, 155, 157, 157f, 177, 205, 208f, 209f humor acuoso, 259, 259f humor vítreo, 259, 259f huso muscular, fibras, 77

I íleon, 158–159, 160f, 384, 384f iliaco, 212, 213f iliopsoas, 214f immunólogos, 356 impétigo, 127, 128f impotencia (disfunción eréctil), 472, 474 impulso nervioso de repolarización, 232 incisivos, dientes, 375–376, 377f incompetencia valvular cardiaca, 331 incontinencia urinaria, 440 incus, 149, 260–261, 260f infarto, 308, 330 infarto del miocardio, 330, 331 infecciones de transmisión sexual, 467, 470–471 infecciones del tracto urinario, 441 infectólogos, 311 infertilidad, 473 infertilidad femenina, 473 influenza, 416 infraespinoso, 204f, 205, 209f infundíbulo, 251, 277, 278f, 460–461 ingeniería genética, 88 ingestión, 368 inhalación, 413 inmunidad activa, 352–353 inmunidad humoral, 352 inmunidad pasiva, 353 inmunoglobulinas, 352–353, 353f inserción, músculos, 201 inspiración, 413 insuficiencia cardíaca, 330 ínsula, 252 insulina, 14, 284–285, 284f, 380, 382f intercambio gaseoso, respiración, 413 intercostal interna, 212 interfase, 76, 76f interleucina-1, 354 interóseo, 210f, 211, 215f intestino, 200, 368, 369f, 370f, 385387, 386f, 388. Ver también

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intestino grueso; intestino delgado intestino delgado, 7, 12, 345f, 368, 369f, 370f, 371, 373f, 380, 381f, 384–385, 384f, 385f intestino grueso, 7, 12, 368, 369f, 370f, 373f, 385–387, 386f intoxicación alimentaria, 390 intoxicación con monóxido de carbono, 310 inversión, 177, 179f iodo, 281 iones, 22 iones hidrógeno, 428 iris, 259, 259f islote pancreático, 380, 382f islotes de Langerhans, 284–285, 284f, 380, 382f isoleucina, 27f isótopos, 20–22 isquion, 158–159, 160f istmo, 462

J jugo pancreático, 380 jugos gástricos, 380 juntas de sutura, 175

K Klebsiella, 441 Klinefelter, síndrome de, 87

L labio/paladar hendido, 166 labios, 257, 373–375, 375f labios mayores, 459f, 464–465, 465, 465f labios menores, 459f, 464–465, 465, 465f lactancia, 466 lácteo, 344f, 345 lacunar, 102, 142 lágrimas, 258, 354 lamelar, 53, 142 lámina propia, 371 laminar, 152 laringe, 12, 405f, 407–409, 407f, 408f, 409f laringitis, 415 laringofaringe, 406f, 407 latigazo, 167 latísimo dorsal, 204f, 205, 208f, 209f lengua, 368, 369f, 370f, 374, 375f lesiones por movimientos repetidos, 180

leucemia, 309 leucina, 27f leucocitos, 104, 299, 300, 300f, 301f, 302f, 303 leucocitos agranulares, 300, 302f leucocitos granulares, 300, 302f leucoplastos, 53 levaduras, 68–69 Levine, P. A., 71 ley del todo o nada, 200, 235 liberación de hormonas, 277 liberación de hormonas inhibitorias, 277 ligamento falciforme, 383, 383f ligamento periodontal, 376, 377f ligamento redondo, 459f ligamentos, 101, 101f, 138, 177, 376, 377f línea alba, 203f línea de crecimiento, 144 línea epifisiaria, 144 línea Z, 193 línea, definición, 146 linfa, 345, 347–350, 350f linfadenitis, 357 linfangitis, 357 linfáticos, 345 linfocinas, 354 linfocitos, 301, 303, 305, 344f linfocitos B, 303, 305, 306f, 344f, 352, 353 linfocitos T, 303, 305, 306f, 344f, 352, 353, 358 linfocitos T asesinos, 353 linfocitos T ayudadores, 353 linfocitos T supresores, 353 linfoma, 357 linfoma de Hodgkin, 357 linfoma no Hodgkin, 357 lípidos, 25–26, 371, 372f líquido cerebroespinal (líquido cefalorraquídeo), 237, 246– 247, 246f, 249f líquido intersticial, 345, 347–350, 350f líquido pericárdico, 320–321, 321f líquido seminal, 456 líquido sinovial, 177 lisina, 27f lisosomas, 41, 42f, 48 lisozima, 303, 354, 375 lluvia ácida, 32 lóbulo frontal, 252 lóbulo occipital, cerebro, 252 lóbulo parietal, cerebro, 252, 257 lóbulo temporal, cerebro, 252 lóbulos, pulmón, 412 lordosis, 154, 155f

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Índice

Lou Gehrig, enfermedad de, 217 lumen, arterias, 327 lúnula, uñas, 123, 123f lupus eritematoso generalizado (LEG), 359

M macrófagos, 99, 303, 348, 352, 354 mácula, 129, 130f maestros, 35 magnesio, 435 malar, hueso, 150f, 151 malaria, 310 maleolo, 149, 260–261, 260f mandíbula, 147f, 150, 150f, 375– 376, 377f mano, 208f, 210, 210f manubrio, 155 marcapasos, 324–325, 325f martillo, 149, 260–261, 260f masetero, 202, 203f, 205f, 206f, 207f masticación, 375–376, 377f mastocitos, 99 mastoides, 146, 149f materia blanca, 236 materia gris, 236 matriz, tejido conectivo, 99 maxilar, 147f, 375–376, 377f meato inferior, 406 meato medio, 406 meato superior, 406 meato, hueso del canal, 146 mecanismos de defensa, 354–355, 406 mediastino, 6, 379 medicina forense, 109 medicina osteopática, 219 médicos, 219 médula adrenal, 282–283, 283f médula espinal, 6, 6f, 10, 236–238, 238f médula oblongada, 246–247, 246f, 248, 248f, 249f, 250 médula ósea, 10, 104, 143 médula ósea amarilla, 143, 145 médula ósea roja, 143, 302–303, 304f médula, pelo, 121, 122f médula, riñón, 431 megacariocitos, 305 meiosis, 71, 78–82, 79f–81f, 85, 86f, 460 melanina, 119, 125 melanocitos, 119 melanoma maligno, 126, 126f melatonina, 288, 288f membrana basal, 96

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membrana capsular endotelial, 432 membrana celular, 44–46 membrana nuclear, 46–48, 47f, 48f membrana plasmática, 44 membrana respiratoria, 413 membrana sinovial, 104 membrana timpánica, 260f, 261 membranas mucosas, 98–99, 354 menarca, 464 Mendeliev, Dimitri, 21 meninges, 236, 246–247, 246f, 249f meninges craneal, 246–247, 246f, 249f meninges espinales, 236 meningitis, 264 menopausia, 464, 474 mesencéfalo, 246–247, 246f, 249f, 250 mesenterio, 373 mesocolon, 385–387, 386f mesodermo, 467 mesotelio, 99 metabolismo aeróbico, 64 metabolismo, celular práctica de laboratorio (ejercicio de interpretación de estudios biomédicos), 93 producción de ATP de los alimentos, 69–70, 70f–72f repaso, 64 respiración anaeróbica, 68–69 metacarpianos, 147f, 157, 159f metafase, 77–78, 81, 82 metáfisis, 144 metástasis, 85 metatarsianos, 147f, 161, 163f metionina, 27f mialgia, 216 miastenia gravis, 216 microglia, 104, 229–230 micrómetros, 42 micrones, 42 microscopistas electrónicos, 54 microtúbulos, 51 microvellosidades, 385 mieloblastos, 303 mielocitos basofílicos, 303 mielocitos eosinofílicos, 303 Miescher, Friedrich, 71 minerales, 371, 372f miocardio, 321 miocarditis, 329 miofibrillas de conducción, 325 miometrio, 462 miopía, 266 miosina, 192–193, 194f, 196, 199 miositis, 216 mitocondria, 41, 42f, 48, 66, 67f, 230

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mitosis, 70, 76–78, 77f, 82, 85, 86f mixedema, 281 molares (dientes), 375–376, 377f moléculas, 8f, 9f, 22–23, 22f, 23f moléculas neutras, 46 moléculas polares, 46 monocinas, 354 monocitos, 301, 303, 306f mononucleosis, 310 mononucleosis infecciosa, 310 monte de Venus, 464–465, 465, 465f motoneuronas, 195–199, 196f–199f, 232 movimiento browniano, 30 muñeca, 157, 159f, 180, 208, 208f, 209f muscular de la mucosa, 371 músculo cardiaco, 9, 107–108, 107f, 192, 200–201 músculo cremaster, 450 músculo erector del pelo, 121, 122f músculo esquelético, 9, 106–108, 107f, 192–195, 194f, 201–202 músculo estriado, 106–108, 107f, 192–195, 194f músculo liso (involuntario), 9, 106–108, 106f, 192, 252 músculo pectíneo, 322, 322f músculo trabecular cardiaco, ventrículo derecho, 322, 322f músculos cigomáticos, 202, 205f, 206f músculos de la cara, 202, 205f, 206f músculos de la masticación, 202, 205f, 206f, 207f músculos intercostales externos, 212, 413 músculos papilares, 323 músculos voluntarios, 9 mutación, 85

N NAD (nicotinamida adenina dinucleótido), 65–66, 65f narinas, 404, 405f, 406f nariz, 256, 257f, 404–406, 404f, 406f nasofaringe, 378, 378f, 406f, 407 navicular, 157, 159f, 163f nefrólogo, 442 nefrona, 431–436, 433f–435f Neisseria gonorrhoeae, 471 neonatólogo intensivista, 475 nervio abducens, 247f, 254–255, 254f, 256f nervio accesorio (PC XI), 247f, 254f, 255, 256f

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nervio facial, 247f, 254–255, 254f, 256f, 257 nervio glosofaríngeo (PC IX), 247f, 254f, 255, 256f, 257 nervio hipogloso (PCXII), 247f, 254f, 255, 256f nervio oculomotor (PCIII), 247f, 254–255, 254f, 256f nervio olfatorio (PCI), 247f, 254– 255, 254f, 256f nervio óptico, 247f, 254–255, 254f, 256f, 259f, 260 nervio trigémino (PCV), 247f, 254– 255, 254f, 256f nervio troclear (PCIV), 247f, 254– 255, 254f, 256f nervio vago (PCX), 247f, 254f, 255, 256f, 257 nervio vestibulococlear (PCVIII), 247f, 254–255, 254f, 256f nervios craneales, 10, 247f, 254– 255, 254f, 256f, 257 nervios espinales, 238–239, 239f nervios periféricos, 10 neumoconiosis, 414 neumólogos, 420 neumonía, 415 neurocirujano, 262 neurofibrillas, 230 neuroglia, 104 neurolemocitos (células de Schwann), 231 neuronas, 108, 108f, 195–199, 196f– 199f, 230–232, 231f neuronas aferentes, 232 neuronas bipolares, 232 neuronas de asociación, 232 neuronas eferentes, 232 neuronas internunciales, 232 neuronas multipolares, 231 neuronas sensitivas, 232, 235–236, 236f neuronas unipolares, 232 neurotransmisores, 235, 252 neutrófilos, 300, 302f, 303, 306f, 352 neutrones, 20 nevos (lunares), piel, 127–128 niveles de energía, química, 22–23, 22f, 23f nodo AV, corazón, 324–325, 325f nodo sinoauricular, corazón, 324– 325, 325f nódulos corticales, 347 nódulos de Ranvier, 231, 235 nódulos neurofibrilares, 231 noradrenalina, 283 norepinefrina, 229, 229f, 235, 283, 434

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núcleo, 41, 42f, 46–48, 47f, 48f, 230, 231f, 236 nucleolo, 48 nucleoplasma, 42, 46 nucleótidos, 26–27, 27f, 73 número atómico, 21 nutrición. Ver aparato digestivo nutriólogo, 88, 393 nutriólogos registrados, 393

O oblicuo externo, 203f, 211, 211f, 212f oblicuo interno, 211, 211f, 212f obstetra, 475 obturator externo, 213f occipital, 202, 204f, 205f, 206f ojo, 166, 202, 207f, 252, 257–260, 259f ojo morado, 166 olécranon, 157, 158f olfato, 256, 257f, 406 olfato, sentido del, 256, 257f, 406 oligodendroglia, 229–230, 230f oliguria, 440 oncólogo, 356 onicocriptosis, 129, 129f onicomicosis, 129, 129f oponente del pulgar, 210f, 211 oposición, 177, 179f opsinas, 260 orbicular del labio, 202, 203f, 205f, 206f orbicular del párpado, 203f, 205f, 206f órbita ocular, 151 órbita, átomos, 22 organelos, 9, 41, 42f organismo, 8f, 9f órgano, organización de, 8f, 9, 9f órganos linfoides, 104 orificio externo, 462 orificio uretral, 459f origen, músculos, 201 orina, 24, 434, 435 orofaringe, 368, 369f, 370f, 378, 378f, 406f, 407 ortopedista, 164 ortotista, 164 osificación, 140 osificación endocondral, 140 osificación intramembranosa, 140 ósmosis, 31–32, 31f, 33f osteoartritis, 184 osteoblastos, 140 osteocitos, 102 osteoclastos, 140

osteomalacia, 144 osteona, 142 osteoporosis, 165 otitis media, 266 otorrinolaringólogos, 420 ovarios, 7, 10, 12–13, 78, 285, 457, 458f, 459f, 460f ovocito, 457, 460 ovogénesis, 82, 84f, 458f, 460, 461f ovogonia, 460 ovulación, 457, 458f, 461, 464 óvulos, 457 oxígeno. Ver también aparato respiratorio celular, 30 circulación, 324f, 325–327 molecular, 24 respiración, celular, 64 sangre y, 299–300, 303, 323, 324f, 417 oxitocina, 278, 280

P paladar, 257, 258f paladar blando, 373–375, 375f paladar duro, 373–375, 375f, 404 páncreas, 7, 12, 14, 284–285, 284f, 368, 369f, 370f, 373f, 380, 382f, 383f, 384f pancreatitis, 390–391 Papanicolaou (citología cervicovaginal) , 462 papila renal, 431, 432f papilas, 257, 258f, 374, 375f papilas circunvaladas, 374, 375f papilas gustativas filiformes, 374, 375f papilas gustativas fungiformes, 374, 375f pápula, 129, 130f parálisis cerebral, 264 parálisis facial de Bell, 265 paramédicos, 164 paratiroides, 281–282, 282f paratohormona (PTH), 282 pared abdominal, 211, 211f, 212f parénquima, riñón, 431 parietal, definición, 7, 99 paroniquia, 129, 129f parotiditis (paperas), 376 parto, 467 parto con presentación pélvica, 468 patela, 147f, 159, 161f, 203f patógenos, 352 patología, 4 pectíneo, 213f, 214f pectoral mayor, 203f, 205, 208f, 209f

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pectoral menor, 202, 203f, 204f, 207f pediatras, 475 pedículos, 152 pedúnculos cerebrales ventrales (anteriores), 250 pelo, 9, 120–123, 122f, 125 pelvis, 158–159, 160f pelvis renal, 431, 432f pene, 13, 451f, 452f, 456–457 pepsina, 380 pepsinógeno, 380 perfusionista, 420 pericardio, 99 pericardio fibroso, 319 pericardio seroso, 319, 320–321, 321f pericardio visceral, 320–321, 321f pericarditis, 320, 329 perimetrio, 462 perimisio, 192, 194f perineo, 466 periosteo, 140 peristalsis, 106, 368 peritoneo, 99 peritoneo visceral, 373 permeabilidad selectiva de la membrana, 30 peroneo corto, 204f peroneo largo, 203f, 204f, 213, 214f, 215f peste bubónica, 357–359 pezón, 466, 466f pH, 32–34, 34f pH, sangre, 300, 431, 435 piamadre, 236 pie, 161–162, 163f, 213, 214f, 215f piel. Ver sistema tegumentario píloro, 379f, 380, 381f, 384f piramidal, 157, 159f pirámides renales, 431, 432f pirimidina, 26–27, 27f, 71, 73, 73f–75f pisiforme, 157, 159f piuria, 440 placa, 308 placa timpánica, 149 placas de Peyer, 344f, 345f, 350–352, 352 placenta, 467, 468 plano coronal, 5–6, 5f plano frontal, 5–6, 5f plano horizontal, 5–6, 5f plano medial, 5–6, 5f plano medio-sagital, 5–6, 5f plano sagital, 5–6, 5f plano transversal, 5–6, 5f planos, posiciones, 5–6, 5f plantar, 213, 214f, 215f

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plaquetas, 299, 300f, 301, 301f, 305, 306f plasma, 299, 300f, 301f, 353 plasmalema, 44 plasmina seminal, 456 Plasmodium, 310 plastidios, 52–53, 53f platisma, 205f, 206f pleura, 99, 411, 411f pleura parietal, 411, 411f pleura visceral, 411, 411f pleuresía, 411, 411f, 415 pleuritis, 411, 411f plexo renal, 434 plexos linfoides, 347 plica, 385 pliegues, 380 pliegues vestibulares, 407f, 408, 408f pliegues vocales, 407f, 408, 408f podocitos, 432 polidipsia, 285 polifagia, 285 polio, 217 poliquistosis renal (enfermedad poliquística renal), 440 poliuria, 440 poplíteo, 212, 214f, 215f portadores de electrones, 23 posición anterior, 4–5, 4f, 5f, 6 posición caudal, 5 posición cefalada, 5 posición craneal, 5 posición distal, 5 posición dorsal, 5, 6 posición inferior, 4–5, 4f, 5f posición lateral, 5 posición medial, 5 posición posterior, 6 posición proximal, 5 posición superior, 4–5, 4f, 5f posición ventral, 6 potasio, 24, 232, 428, 435 potencial de acción, 195–196, 196f, 232 potencial de membrana, 232 potencial de reposo, 195–196, 196f, 232 potencial eléctrico, 195–196, 196f práctica de laboratorio. (Ejercicios de interpretación de estudios biomédicos) aparato digestivo, 398–401 aparato reproductivo, 483–485 aparato respiratorio, 424–425 estructura celular, 58–61 metabolismo celular, 93 química de la vida, 39

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reproducción celular, 93 sangre, 315 sistema articular, 189 sistema cardiovascular, 340–341 sistema endócrino, 296–297 sistema linfático, 365 sistema muscular, 225 sistema nervioso, 243, 271 sistema óseo, 173 sistema tegumentario, 135 sistema urinario, 447 tejidos, 112–113 premolares, 375–376, 377f prepucio, 457 presbiopía (presbicia), 266 presión arterial, 431 presión parcial, 417 proceso articular inferior, 152 proceso articular superior, 152 proceso cigomático, 146, 147f, 149f, 150f, 151 proceso coracoideo, 155, 156f proceso espinoso (espinas vertebrales), 152 proceso transverso, 152 proceso xifoideo, 155 procesos, huesos, 145–146 proctólogos, 393 profase, 76–77, 77f, 79–80, 82 profesional de enfermería, 475 profesionales en enfermería pediátrica, 475 profesor universitario, 35 progesterona, 279, 285, 457, 464 progranulocitos, 303 prolactina, 276f, 279 prolina, 27f prolongación, 177, 179f pronación, 177, 179f pronador cuadrado, 208f, 210, 210f pronador redondo, 208f, 210, 210f prostaglandinas, 25–26 próstata, 13, 451f, 452f, 456, 474 proteínas metabolismo de, 428 producción de ATP, 69–70, 70f– 72f repaso, 26 requerimientos nutricionales, 371, 372f síntesis de, 48, 49–50 prótesis, 164 Proteus, 441 protones, 20 protoplasma, 7, 41 protrombina, 306, 383 protuberancia externa del occipital, 146, 149f

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Proyecto del Genoma Humano, 73 Pseudomonas, 441 psicólogos, 262 psiquiatras, 262 psoas, 212, 213f psoriasis, 127 pterigoideo, 202, 205f, 206f, 207f pubis, 158–159, 160f, 452f pudendo, 464–465, 465f puente de Varolio, 246–247, 246f, 249f, 250 pulgar, 210–211, 210f pulmones anatomía de, 411–413, 411f, 412f capacidad de, 418–419 enfermedades de, 414–416 repaso, 6, 12, 405f, 409f punción lumbar, 238 pupila, 259, 259f purinas, 26–27, 27f, 71, 73, 73f–75f pústula, 129, 130f

Q quadríceps femoral, 213, 214f, 215f quemaduras, piel, 119–120, 121f queratina, 117, 118 queratinización, 117 quiasma, 81 quiasma óptico, 251 quilo, 345 química de los seres vivos, 23–30 elementos, isótopos, componentes, 20–22 enlaces y energía, 22–23, 22f, 23f estructura atómica, 20 transporte transmembranal, 30–32, 31f química ambiental, 35 química orgánica, 20 químicos, 35 químicos orgánicos, 35 quimo, 384 quinona, 66–68, 68f quiroprácticos, 164 quitina, 25

R rabia, 265 radio, 147f, 157, 158f, 180 rafé, 450 raíz anterior, 237 raíz dorsal, 237 raíz posterior, 237 raíz ventral, 237 raíz, pelo, 121, 122f

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reabsorción tubular, 436 reacción alérgica, 303, 357 receptores de electrones, 22–23 recto, 12, 373f, 385–387, 386f, 430f, 452f, 459f recto abdominal, 203f, 211, 211f, 212f recto femoral, 203f, 213, 214f, 215f redondo mayor, 204f redondo menor, 204f, 205, 209f reflejo miccional, 437f, 438, 438f reflejo rotuliano (tendón patelar), 235–236, 236f reflejo tusígeno, 407 reflejos, mesencéfalo, 250 renina, 431 reposición, 177 reproducción, celular ADN, estructura de, 71–75, 72f– 75f ciclo celular, 76–78, 76f, 77f gametogénesis, 82, 83f práctica de laboratorio (ejercicio de interpretación de estudios biomédicos), 93 mitosis vs. meiosis, 82, 85, 86f repaso, 70–71 resfrío común, 416 respiración, 211, 212f, 248, 413–414, 413f, 417–418, 418f. Ver también aparato respiratorio agua y, 24 anaeróbica, 68–69 celular, 30, 48 músculos de la, 211, 212f proceso de la, 413–414, 413f, 417–418, 418f regulación de la, 248 respiración anaeróbica, 64, 68–69 respiración celular, 64, 72f rete testis, 454 retículo endoplásmico, 41, 42f, 46, 48–49, 49f, 230, 231f retículo endoplásmico liso, 48–49, 49f retículo endoplásmico rugoso, 48–49, 49f, 230, 231f retículo sarcoplásmico, 194f, 195 retina, 259, 259f retinal, 260 retracción, 177, 179f retroalimentación, 14, 275 Rh, grupo sanguíneo, 308, 310 RhoGAM (vacuna anti-D), 310 ribosa, 25 ribosomas, 41, 42f, 48, 49, 230, 231f ricketsias, 144 rigor mortis, 217

riñones anatomía de, 431–436, 432f–435f cálculos renales, 282 glándulas suprarrenales (glándulas adrenales), 282– 283, 283f hormonas y, 280 metabolismo de la urea, 24 repaso, 7, 12, 428–431, 430f ritmo circadiano, 288 ritmo medular, tallo cerebral, 248 rodilla, 159, 161f, 180, 182f, 183f, 212, 214f, 215f rodopsina, 260 romboide, 202, 203f, 204f, 207f roncha (habón), 129, 130f ronquido, 217 rotación, 177, 178f

S sacarosa, 25 saco alveolar, 412, 412f saco de Douglas (saco rectouterino), 459f saco pericárdico, 319 saco vesicouterino, 459f sacro, 147f, 152 sales biliares, 383 sales minerales, 24 saliva, 354 sangre. Ver también sistema cardiovascular anatomía y función de células sanguíneas, 303, 305 células sanguíneas, 300–302, 302f circulación, 323, 324f coagulación, 305–308, 307f, 383 discrasias sanguíneas, 309–310 envejecimiento, 311 funciones de, 299–300 grupo sanguíneo, 308, 310 hematopoyesis, 302–303, 304f ósmosis en, 31–32, 33f pH, 34 práctica de laboratorio (ejercicio de interpretación de estudios biomédicos), 315 producción de, 138 repaso, 299, 300f, 301f respiración y, 417 sistema urinario, 428, 430, 433– 435 tejido hematopoyético, 104, 105f sarcolema, 192, 194f sarcoma, 85 sarcómera, 193 sartorio, 203f, 212, 214f, 215f

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Schleiden, Matthias, 43 Schwann, Theodor, 43 sebo, 123, 130, 354 sección longitudinal, 6 sección medular, 6 sección transversal, 6 secreción tubular, 436 segmento broncopulmonar, 412 semen, 456 semilunar, 157, 159f semimembranoso, 204f semitendinoso, 204f, 212, 214f, 215f seno ampular, 466, 466f seno coronario, 322, 322f seno esfenoidal, 405, 406f seno etmoidal, 405 seno frontal, 405, 406f seno linfoide, 347 seno maxilar, 405 seno renal, 431 seno venoso, 327 senos lactíferos, 466, 466f senos paranasales, 148f, 405, 405f senos vasculares, 327 senos, huesos, 146 sentidos audición y equilibrio, 260–261, 260f gusto, 374, 375f olfato, 256, 257f, 406 tacto, 124–125 vista, 257–260, 259f septicemia, 309 septo interventricular, 322, 322f serina, 27f serosas, 99 serotonina, 235, 288, 303 serrato anterior, 202, 203f, 204f, 207f SIDA, 358, 472 sífilis, 471 sinapsis, 81 sinartrosis, 175–176, 182f sincondrosis, 176 sindesmosis, 175 síndrome de Cushing, 283, 287 síndrome de dificultad respiratoria, 415 síndrome de muerte súbita de la infancia (SMSI), 416 síndrome de prolapso de la válvula mitral, 331 síndrome de Reye, 265 síndrome del túnel del carpo, 180 síndrome premenstrual (SPM), 472 síndromes coronarios agudos, 329–330

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sinéresis, 307 sinergistas, 202 sínfisis del pubis, 176, 459f sínfisis, definición, 176 sinusitis, 167 sistema adreno-genital, 287 sistema articular. Ver también nombre de articulación específica alerta sanitaria, 180 anfiartrosis, 176 articulaciones sinoviales, movimiento, 177–180, 178f, 179f bursa, 183–184, 183f diartrosis, 176–177, 176f, 178f enfermedades del, 184–185 envejecimiento y, 186 práctica de laboratorio (ejercicio de interpretación de estudios biomédicos), 189 sinartrosis, 175–176 tipos de articulaciones, 180–182, 181f, 182f sistema cardiovascular ciclo cardiaco, 325 cirugía de bypass coronario, 332 corazón, anatomía de, 319–323, 320f–322f corazón, sistema de conducción, 324–325, 325f enfermedades de, 329–331 envejecimiento, 335 especialidades relacionadas con, 335 flujo sanguíneo, corazón, 323, 324f insuficiencia cardiaca congestiva, 332 práctica de laboratorio, (ejercicio de interpretación de estudios biomédicos) 340– 341 repaso, 11, 318–319, 318f rutas circulatorias, 324f, 325–327 vasos sanguíneos, 326–329, 326f, 328f, 332–334, 333f sistema circulatorio, 11f, 32, 324f, 325–327. Ver también sangre; sistema cardiovascular sistema de citocromos, 66–68, 68f sistema endócrino clasificación de las hormonas, 277 enfermedades de, 285–287 envejecimiento, 289 especialidades, 289

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glándula pineal, 288, 288f glándulas suprarrenales (glándulas adrenales), 282– 283, 283f hipófisis anterior (glándula pituitaria anterior), 277–280 hipófisis posterior (glándula pituitaria posterior), 280 hipotálamo, 277, 278f hormonas, funciones de las, 275 páncreas, 284–285, 284f, 380, 382f paratiroides, 281–282, 282f práctica de laboratorio (ejercicio de interpretación de estudios biomédicos), 296– 297 repaso, 10, 11f, 274–275, 274f, 275f timo, 288 tiroides, 281, 281f sistema inmune, 11, 12f, 301, 352–353, 353f. Ver también sistema linfático sistema linfático circulación de la linfa, 347–350, 350f enfermedades, 349, 357–359, 360 envejecimiento, 355 especialidades relacionadas con, 356 inmunidad, 352 órganos, 350–352 práctica de laboratorio (ejercicio de interpretación de estudios biomédicos), 365 repaso, 11, 12f, 343–344, 344f vasos linfáticos, 344–347, 344f– 347f sistema nervioso arco reflejo, 235–236, 236f audición y equilibrio, 260–261, 260f células de la neuroglia, 229–230, 230f cerebelo, 250f, 252 cerebro, 250f, 251–252, 251f cerebro, lóbulos del, 246–247, 246f, 249f diencéfalo, 250–251 enfermedades, 263–266 envejecimiento y, 261 especialidades relacionadas con, 262 gusto, sentido del, 257, 258f impulso nervioso, fisiología de, 232–235, 233f, 234f médula espinal, 236–238, 238f nervios espinales, 238–239, 239f

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neuronas, 108, 108f, 195–199, 196f–199f, 230–232, 231f olfato, sentido del, 256, 257f organización, 228–229, 228f pares craneales, 254–255, 254f, 256f práctica de laboratorio (ejercicio de interpretación de estudios biomédicos), 243, 271 repaso, 6, 10, 11f sistema nervioso autónomo, 252–253, 253f sistema urinario, 433–435 tallo cerebral, 248, 248f, 250 tejido nervioso, 9, 108, 108f, 236 transmisión sináptica, 235, 235f transmisión, impulsos, 24 vista, sentido de la, 257–260, 259f sistema nervioso autónomo, 200, 229, 229f, 252–253, 253f, 434 sistema nervioso central, 228–229, 228f, 229f sistema nervioso parasimpático, 229, 252–253, 253f sistema nervioso periférico, 228– 229, 228f, 229f sistema nervioso simpático (de defensa), 229, 229f, 252–253, 253f sistema nervioso somático, 229, 229f sistema óseo arcos del pie, 161–162, 163f clasificación de los huesos, 144– 145, 145f enfermedades, 144, 165–167 envejecimiento y, 164 esqueleto apendicular, 155–157, 156f–159f esqueleto axial, 146–155, 147f– 155f formación y crecimiento de los huesos, 138–142, 140f–142f histología de los huesos, 142–143, 143f líneas óseas, 145–146 práctica de laboratorio (ejercicio de interpretación de estudios biomédicos), 173 repaso, 9, 10f, 138 sistema periférico aferente, 228– 229, 228f sistema periférico eferente, 228– 229, 228f sistema reticuloendotelial, 104 sistema sarcotubular, 193–195, 194f

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sistema tegumentario acné, 124 cáncer de piel, 126 capas de la piel, 115–117, 116f, 117f enfermedades, 127–130, 128f– 130f funciones de, 124–126, 130 mecanismos de defensa, 354 pelo, 120–123, 122f práctica de laboratorio (ejercicio de interpretación de estudios biomédicos), 135 quemaduras, 120, 121f repaso, 9, 10f uñas, 123, 123f sistema urinario enfermedades de, 436, 439–440, 441 envejecimiento, 441 especialidades relacionadas con, 442 funciones, 430–431 infección del tracto urinario, 436 músculos de la micción, 200 práctica de laboratorio (ejercicio de interpretación de estudios biomédicos) 447 repaso, 12, 13f, 428–430, 428f, 429f riego sanguíneo e inervación, 433–435 riñones, 431–436, 432f–435f sistema nervioso, 253 ureteros, 437–438, 437f uretra, 438, 438f vejiga, 200, 253, 428, 430f, 437f, 438, 438f sístole, 325 sodio, 24, 232, 428, 435 soleo, 203f, 204f, 213, 214f, 215f solución hipertónica, 32 solución hipotónica, 32 solución isotónica, 32 solventes, 24 soplo cardiaco, 330 stents, arterias coronarias, 331 Streptococcus, 329, 389 sudor, 130 sulco, 146 sulfato, 428, 435 supinación, 177, 179f supinador, 208f, 210, 210f supraespinoso, 205, 209f surco coronario, 322, 322f surco de división, 78 surco interventricular anterior, 322, 322f

surco interventricular posterior, 322, 322f surcos, 251 surfactante, 413 sustancias cromatofílicas, 230 sutura lambdoidea, 146, 149f sutura sagital, 146, 149f suturas óseas, 146

T tabique nasal, 406 tabla periódica, 21, 21f tacto, sentido del, 124–125 tálamo, 246–247, 246f, 249f, 250– 251 talasemia, 309 tallo cerebral, 246f, 248, 248f, 250, 254–255, 254f, 256f tarsianos, 147f, 160–161, 163f técnico de laboratorio dental, 393 técnico en medicina nuclear, 289 técnicos de electrocardiografía, 335 técnicos de laboratorio, 35 técnicos de laboratorio médico, 442 técnicos en emergencias médicas (paramédicos), 164 tecnología cardiovascular, 335 tecnología celular, 356 tecnólogos del banco de sangre, 311 tectum dorsal, 250 tejido conectivo, 99–106, 100f–105f epitelial, 96–99, 97f, 98f muscular, 106–108, 106f, 107f nervioso, 108, 108f organización del, 8f, 9f práctica de laboratorio (ejercicio de interpretación de estudios biomédicos), 112– 113 tejido adiposo, 99, 100f tejido areolar, 99, 100f tejido conectivo, 9, 99–106, 100f– 105f tejido conectivo denso, 101, 101f tejido epitelial, 9, 96–99, 97f, 98f tejido hematopoyético, 104 tejido linfoide, 104, 105f tejido mieloide, 302–303, 304f tejido óseo, 104f tejido reticular, 99, 101 tejido vascular, 105f telofase, 78, 82 temperatura corporal, 13–14, 126 temporal, 202, 203f, 205f, 206f, 207f tendinitis, 216

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tendón calcáneo, 204f, 214f tendones, 101, 101f, 138, 201, 204f teniasis, 390 teoría atómica, 20 teoría del mosaico fluido de la membrana celular, 46 terapia de masajes, 219 terapias respiratorias, 420 tercer peroneo, 213, 214f, 215f terminal sináptica, 230 termorregulación, 126 testículos, 10, 13, 78, 285, 450, 451f, 452f testosterona, 279, 285, 453–454 tétanos, 217, 264 tétrada, 81 tetraiodotironina, 281 tibia, 147f, 160, 162f, 163f, 203f tibial anterior, 203f, 213, 214f, 215f tibial posterior, 213, 214f, 215f tilacoides, 53 timina, 27, 29f, 71, 73, 73f–75f timo, 6, 11, 288, 345f, 350–352 timosina, 288 tiña, 127 tiroides, 10 tirosina, 27f tiroxina, 281 tobillo, 160, 163f tórax, 147f, 155, 414 torso, 152–155, 152f–155f tosferina, 415 trabajo de parto, 467 trabéculas, 142–143, 347 tracto gastrointestinal, 368, 369f, 370f, 373f tracto iliotibial, 204f tracto óptico, 251 tractos, sistema nervioso, 236 traducción, 50, 50f tragar, 378, 378f, 379f transcripción, 50 transfusiones sanguíneas, 308 transplante de médula ósea, 358 transporte activo, 32, 45 transporte de electrones (sistema de transferencia), 64, 65, 66–68, 68f transverso abdominal, 211, 211f, 212f trapecio, 157, 159f, 202, 203f, 204f, 207f, 208f trapezoide, 157, 159f tráquea, 6, 12, 405f, 406f, 409–410, 409f, 411 traqueostomía, 409–410 trastorno afectivo estacional, 286

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tratamiento de linfedema, 356 treonina, 27f Treponema pallidum, 471 triacilglicerol, 25–26, 25f tríceps braquial, 204f, 205, 209f Tricomonas, 470 tricúspide, dientes, 375–376, 377f trígono, 438, 438f triiodotironina, 281 triptofano, 27f trocánter, definición, 145 tróclea, definición, 145 trombina, 306, 383 trombocitopenia, 310 tromboplastina, 305 trombos, 308 trombosis, 308 trombosis coronaria, 308, 330 trompa de Eustaquio, 260f, 261, 406f, 407 trompas de Falopio, 460–461 tronco pulmonar, 322, 322f tronco broncomediastinal, 349, 350f tronco celiaco, 332 tronco intercostal, 349, 350f tronco intestinal, 349, 350f tronco linfático, 348 tronco lumbar, 349, 350f tronco subclavio, 349, 350f tronco yugular, 349, 350f tropomiosina, 195–196, 196f troponina, 195–196, 196f tubas uterinas (trompas de Falopio), 12–13, 458f, 459f, 460–461 tubérculo, definición, 145 tuberculosis (TB), 416 tubo colector, 432 tubo digestivo, 12, 368, 369f, 370f, 373f, 374f tubulina, 51, 76 túbulo contorneado distal, 432 túbulo contorneado proximal, 432 túbulo recto, 454 túbulo renal, 432, 435 túbulos seminíferos, 450, 451f túbulos T, 193–195, 194f tumores, 85 túnica adventicia, 326, 326f túnica albugínea, 450 túnica íntima, 326, 326f túnica media, 326, 326f túnica mucosa, 369, 371 túnica muscular, 369, 371 túnica serosa, 369, 371, 373 túnica submucosa, 369, 371 túnicas, 374f

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U úlceras, estómago, 382 ulna (cúbito), 147f, 157, 158f umbral auditivo, 406, 407 unidad estructural, 7–13, 8f, 9f unidad motora, 195–199, 196f–199f uñas, 9, 123, 123f, 125 uracilo, 27, 29f urea, 24, 428, 435 uremia, 440 ureteros, 12, 428, 430f, 431, 432f, 437–438, 437f, 452f uretra, 12, 13, 428, 430f, 438, 438f, 451f, 452f, 455, 459f, 464– 465, 465f uretra cavernosa, 455 uretra esponjosa, 455 uretra membranosa, 455 uretra prostática, 455 urólogo, 442 útero, 7, 12–13, 430f, 458f, 459f, 462 úvula, 374, 375f

V vacunas, 353 vacuolas, 46 vagina, 12–13, 458f, 459f, 464–465, 465f vaina de mielina, 229–230, 231, 235 valina, 27f válvula aórtica (semilunar), 323 válvula bicúspide, 323 válvula ileocecal, 384, 384f válvula mitral, 323 válvula pulmonar (semilunar), 323 válvulas cardiacas, 323 varicela, 128, 128f Varicella zoster, 127, 128 vasectomía, 455 vasopresina, 280 vasos deferentes, 13, 455 vasos linfáticos, 6, 11, 345f vasos linfáticos aferentes, 347 vasos linfáticos eferentes, 347 vasos sanguíneos, 6, 200, 252 vasto intermedio, 213, 214f, 215f vasto lateral, 203f, 213, 214f, 215f vasto medial, 203f, 213, 214f, 215f vávula tricúspide, 323 vejiga (urinaria), 12, 441 vellosidades, 385 vellosidades coriónicas, 467 vena ácigos, 334 vena arcuata, 434 vena axilar, 333f, 334 vena basílica, 334 vena braquial, 333f, 334

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vena braquiocefálica, 333f, 334 vena cava anterior, 322, 322f vena cava inferior, 322, 322f, 333, 333f, 430f vena cava posterior, 322, 322f vena cava superior, 322, 322f, 333, 333f vena cefálica, 333f, 334 vena cubital media, 334 vena esplénica, 333f, 351 vena femoral, 333f, 334 vena hepática, 333f, 334 vena iliaca común, 334 vena iliaca derecha, 333f vena iliaca externa, 333f, 334 vena iliaca interna, 333f, 334 vena peronea, 333f, 334 vena poplítea, 333f, 334 vena radial, 333f, 334 vena renal, 333f, 334, 430f, 434 vena safena mayor, 333f, 334 vena subclavia, 333f, 334 vena tibial anterior 333f, 334 vena tibial, 333f vena tibial posterior, 333f, 334 vena ulnar, 333f, 334 vena vertebral, 334 vena yugular externa, 333f, 334 vena yugular interna, 333f, 334 venas, 11, 326–329, 326f, 328f, 332– 334, 333f

venas gonadales, 334 venas iliacas, 333f, 334 venas interlobares, riñón, 434 venas pulmonares, 322, 322f venas yugulares, 333f venéreas, 465, 465f ventana oval, 260f, 261 ventana redonda, 260f, 261 ventilación, 413 ventrículos, cerebro, 246–247, 246f, 249f ventrículos, corazón, 322, 322f, 327 vénulas, 326–329, 326f, 328f, 332– 334, 333f verrugas, 127 vértebras, 152, 177, 180, 185, 236– 238, 238f vértebras cervicales, 152 vértebras lumbares, 152 vértebras sacras, 152 vértebras torácicas, 152 vértigo, 266 vesícula biliar, 7, 368, 369f, 370f, 373f, 383f, 384, 384f, 387 vesícula coriónica, 467 vesículas seminales, 13, 451f, 452f, 455 vestíbulo, 260f, 261 vestíbulos, 406 VIH, 358 virus Epstein-Barr, 310

víscera, 6 visceral, definición, 7, 99 vista, sentido de, 257–260, 259f vitamina D, 130, 144, 282, 431 vitamina K, 311 vitaminas, 371, 372f vitiligo, 127 vómer, huesos del cráneo, 150f, 151 von Leeuvenhoek, Anton, 43 vulva, 464

W Watson, James, 72 Wilkins, Maurice, 72

X xantófilos, 53 Xenopsylla cheopis, 357–358

Y yeyuno, 384, 384f yunque, 149, 260–261, 260f

Z zona H, 193

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Dr. Donald C. Rizzo En esta tercera edición encontrarás que las imágenes a color están mejor que nunca. Este libro está diseñado para estudiantes asociados al campo de la salud que tengan poco o nulo conocimiento previo de Biología, Anatomía o Fisiología. El contenido se encuentra organizado por sistemas corporales, y se le da un enfoque al trabajo del cuerpo como un conjunto que promueve la homeostasis. Los capítulos se auto-contienen, por lo que los profesores pueden enseñarlos en el orden que prefieran. Al final de cada capítulo se incluyen ejercicios de laboratorio esenciales para promover la experiencia práctica.

Novedades en el libro • Investiga y explora. Promueve un aprendizaje que va más allá del libro, y que nos ayuda a aumentar la experiencia cognitiva mediante la búsqueda de conceptos clave en internet. Además sugiere sitios web con actividades relacionadas con los capítulos, y proyectos de interés humano que añaden elementos personales a las tareas. • Estudio de caso. Se incluye en cada capítulo del sistema corporal para promover la aplicación de los conceptos aprendidos, promover el pensamiento crítico y facilitar la discusión. • Conexión con StudyWARE™. Contiene oportunidades de aprendizaje mediante cuestionarios, animaciones, ejercicios de identificación y otros juegos interactivos incluidos en el CD-ROM (en inglés). • Enfermedad común, trastorno o condición. Se añadieron más casos a lo largo del texto para ayudar a relacionar los conceptos introducidos con situaciones de la vida real. • Se han respetado características de las ediciones anteriores, como: Campo profesional, Conforme el cuerpo envejece, Alerta sanitaria, Enfermedad común, trastorno y condición; Mapas conceptuales y Sistemas corporales trabajando juntos para mantener la homeostasis.

También disponibles (en inglés) Guía de Estudio para acompañar Fundamentos de Anatomía y Fisiología, Tercera edición, por Donald C. Rizzo. ISBN-10:1-4354-3873-6, ISBN-13:978-1-4354-3873-6 Terminología médica para profesionales de la salud. Sexta edición, de Ann Ehrich y Caroll. Schroeder. ISBN-10:1-4180-7252-4, ISBN-13:978-1-4180-7252-0 Matemáticas para los profesionales de la salud, de Michael Kennamer. ISBN-10:1-4018-8005-3, ISBN-13-978-1-4018-8005-7 Referencias rápidas para los proveedores de salud, por Delmar Learning. ISBN-10:1-4018-5808-2, ISBN-13:978-1-4018-5808-7.

ISBN 13: 978-607-481-616-7 ISBN 10: 607-481-616-6

9 786074 816167