GUIA 9NO

 HERENCIA – GENÉTICA

TRABAJOS DE GREGOR MENDEL 

Los conocimientos actuales de la genética fueron propuestos por primera vez en 1866, por el monje austriaco Gregor Mendel, quien es considerado el padre de la genética.

Mendel descubrió el mecanismo de la herencia mediante el estudio de la transformación de determinados caracteres en plantas de arveja (guisantes).

Su trabajo permaneció ignorado hasta 1900, año en que otros investigadores lo descubrieron.

Los experimentos de Mendel

Mendel seleccionó, para sus experimentos, plantas de arveja por tener rápido crecimiento y una gran variedad de características fácilmente identificables. Además, estas plantas se autofecundan, por lo cual se puede controlar mejor su polinización. Mendel escogió siete características contrastantes de las arvejas, después de comprobar durante varios años que dichos caracteres se mantenían de generación en generación, es decir, que las plantas eran líneas puras (razas) puras para las características escogidas.

Algunos de estos caracteres fueron: el color de la semilla (amarilla o verde), la forma de la vaina (lisa o rugosa) y la longitud del tallo (alto o enano).

Mendel realizo muchos cruces entre estas plantas. Por “cruzar” se entiende que dos plantas se reproducen sexualmente y dejan descendencia. Para asegurarse del cruce, Mendel primero impidió la autopolinización de la flor; y luego le coloco en el pistilo polen de la variedad con la cual iba a cruzar. Así, por ejemplo, polinizó plantas cuyas semillas eran siempre lisas con plantas cuyas semillas eran siempre rugosas. Este proceso se conoce como polinización cruzada.

Es importante aclarar que en la época de Mendel no se conocía nada de los cromosomas ni tampoco acerca de los procesos de la división celular. Por otra parte, se creía que la herencia se transmitía por la mezcla de la sangre de los progenitores.

Resultado de los trabajos de Mendel

En su primera serie de experimentos, Mendel cruzó plantas de semilla lisas con plantas de semilla rugosa. Estas plantas conformaron la generación parental o P1. Mendel encontró que todas las semillas producidas en este cruce eran lisas y que no se presentaban casos intermedios. 

A esta generación Mendel la llamo hibrida porque era producida por progenitores con características diferentes. También la llamó generación F1 por ser la primera descendencia filial.

Las carac2terísticas que siempre apareció en la generación F1 y que parecía gobernar o dominar sobre la otra, Mendel la llamó dominante. En los resultados de los siete cruces que Mendel realizo, siempre observó que n carácter dominaba sobre otro. 

Ejemplos de características contrastantes que Mendel observó

en la siguiente serie de experimentos, Mendel permitió que las plantas hibridas de la F1 se autopolinizaran para producir la generación F2. Encontró que la mayoría de las plantas volvían a tener el carácter dominante. Pero que aproximadamente la cuarta parte de la descendencia tenía las características del progenitor que no había aparecido en la generación F1 pero reaparición en la F2. En general, la relación aproximada entre plantas dominantes y recesivas de la generación F2 fue de tres a una (3:1).

Mendel ilustró sus resultados con un sistema de letras muy usado actualmente, en donde el carácter dominante se identifica con una letra mayúscula y el carácter recesivo con una letra en minúscula. Asi, el carácter semilla amarilla que es dominante sobre el carácter de semilla verde se puede representar con letras A

(amarillo) y a(verde).

Esquema del cruce de plantas de semillas amarillas con verdes

Resultado de la primera serie de experimentos de Mendel 

Resultados de la segunda serie de experimentos de Mendel

NOTA: los resultados que obtuvo Mendel, se explican si los factores de la herencia se consideran unidades pares e independientes.

Con base en sus primeros experimentos Mendel fue capaz de predecir no solo las características de las generaciones F3, sino también los resultados de los cruces con otras plantas, que diferían en una, dos o tres características. Los resultados se encargaron de confirmar sus hipótesis. Los resultados de las experiencias de Mendel se resumen en los siguientes principios.

1. En cada organismo hay un par de factores que controlan la aparición de determinadas características 

2. El organismo hereda dichos factores de cada uno de sus progenitores

3. Cada factor se transmite sin ningún cambio

4. En la formación de gametos, los factores se separan y se distribuyen independientemente

5. Si un organismo es hibrido para una característica, solo uno de los factores se expresa (dominante) con total exclusión del otro (recesivo)

Leyes de Mendel

Los descubrimientos posteriores a las investigaciones de Mendel, elevaron sus hipótesis a la categoría de leyes. Las leyes de la herencia postulados por Mendel son:

1. La ley de la segregación: cada característica está determinada por un par de unidades hereditarias que se separan o segregan al formarse los gametos.

2. La ley de la independencia: los distintos pares de unidades hereditarias se segregan independientemente unos de otros.

Así, las unidades para el carácter color de las semillas segregan independientemente de las del carácter forma de la semilla o del color de la vaina.

Teoría moderna de la herencia

Las leyes de Mendel se pueden explicar mediante la teoría del gen. Los descubrimientos actuales confirmaron que las unidades hereditarias a las que Mendel se refería no son otra cosa que los genes. De acuerdo con la teoría del gen, un organismo hereda sus características por medio de los genes.

Un gen es una unidad hereditaria que controla la manifestación de una característica

Cada una de las características que poseen los seres vivos está controlada mínimo por dos genes: uno heredado del padre y el otro heredado de la madre.

Estos dos genes que informan sobre una misma característica se conocen como genes alelos (del griego alle lón que significa pertenecer uno al otro).

Los genes alelo que posee un individuo para determinar cierta característica constituyen el genotipo, mientras que la característica misma, ósea, la apariencia física derivad de la expresión de esos genes, constituye el fenotipo.

El color de los ojos o del cabello de una persona son características del fenotipo, que dependen de la actividad de los genes heredados de los padres (genotipo).

En los gametos los alelos se encuentran separados; estos se reúnen en el momento de la fecundación para formar el cigoto o primera célula del organismo.

Dicha unión se realiza al azar y por tanto, de acuerdo con Mendel, el genotipo del cigoto se puede formar según las siguientes posibilidades

1. Que el par de alelos sea igual, en este caso el genotipo recibe el nombre de homocigoto y puede ser homocigoto dominante (AA) o homocigoto recesivo (aa)

2. Que el par de alelos sea diferente, en este caso el genotipo recibe el nombre genotipo heterocigoto (Aa)

Comportamiento de los genes y patrones de a herencia 

Genes y cromosomas: ¿en dónde se encuentran los genes? El comportamiento de los genes en la transmisión de la herencia, y el comportamiento de los cromosomas durante la división celular hizo suponer que los genes estaban localizados en los cromosomas.

Puesto que un organismo tiene miles de genes que controlan todas sus características, cada cromosoma debe contener muchos genes. En efecto, los genes se encuentran alineados unos a continuación del otro, constituyendo los cromosomas. El sitio de cada gen ocupa dentro del cromosoma se conoce como locus. Si los genes son partecitas de los cromosomas el material de que están hechos los genes es el mismo ADN que forma los cromosomas.

Patrones de la herencia

En los casos que estudió Mendel siempre había unos genes que eran dominantes. Este patrón de herencia se conoce como herencia dominante o herencia mendeliana.

Sin embargo, cuando se cruza una variedad de don diego de noche de flores rojas con otra variedad de flores blancas, los híbridos resultantes no tienen flores ni rojas ni blancas, si no rosadas.

En este caso, ningún gen domina sobre el otro, sino que ambos se encuentran activos y determinan el color rosado, intermedio entre el rojo y el blanco, que no poseían los padres. Este patrón de herencia recibe el nombre de herencia intermedia o codominante, y es muy usual entre los seres vivos.

 

HERENCIA HUMANA

En los seres humanos los estudios genéticos son difíciles, pues el genetista no puede escoger ni aparear personas, ni puede esperar tanto tiempo para estudiar la descendencia. Además, el número de hijos e3s bajo. Esto determina que el 3estudio de la herencia humana se base principalmente en el estudio de los árboles genealógicos. 

Caracteres que dependen de uno o más pares de genes. 

Un carácter que depende de un par de genes es el albinismo. Este defecto consiste en la falta de pigmento melanina en la piel, cabello y los ojos. Existe el gen (m) que controla la síntesis de melanina y su alelo, el gen (m) que no sintetiza melanina, por eso, los individuos (mm) son albinos.

Otros caracteres que se deben a un par de genes son la sindáctila (menor número de dedos por la fusión de algunos de ellos), la polidactilia (más de cinco dedos) y la braquidactilia (dedos muy cortos).

Los defectos en el número de los dedos se deben, cada uno, aun par de genes, mientras que el color de la piel depende de varios pares de genes.

El color de la piel y la estatura son caracteres que dependen de varios pares de genes. Los mulatos, hijos de blancos y negros, tienen fenotipos variados desde el blanco hasta el negro, pasando por varias tonalidades intermedias. Esto indica que el carácter color de piel depende de dos o más pares de genes, en donde el ambiente también tiene gran influencia sobre el fenotipo.

Herencia de los grupos sanguíneos humanos

Grupos sanguíneos: son los caracteres mejor estudiados. Karl Landsteiner descubrió en 1900 los grupos A, B y O, posteriormente, el grupo AB. Desde antes de ser determinados estos grupos, se realizaban transfusiones con muy poco éxito y en muchos casos los pacientes morían porque la sangre del receptor se aglutinaba en los capilares al recibir la sangre el donador.

Landsteiner ideó un método para eliminar el peligro de la aglutinación. Ensayó la mezcla de la sangre del receptor con la sangre de los donantes y eliminó así, los donantes peligrosos.

Más tarde descubrió en la corteza de los glóbulos rojos loa llamados antígenos, que eran los causantes de la aglutinación; dos antígenos fueron aislados el A y el B, y por presencia y ausencia se clasifican los grupos sanguíneos, así:

·         Grupo A cuando posee el antígeno A

·         Grupo B cuanto tienen el antígeno B

·         Grupo AB cuando tiene los dos antígenos (AB)

·         Grupo O cuando no tiene ningún antígeno

 

Mecanismos hereditarios para la transmisión de los grupos sanguíneos

En 1925 se estableció la hipótesis para explicar la transmisión de los grupos y se ha conservado hasta nuestros días, dice: hay tres alelos involucrados en la transmisión de los caracteres hereditarios de los grupos sanguíneos, dos de ello dominantes y uno recesivo. Dominantes para los grupos sanguíneos A y B y recesivo para O. los genes A y B son codominantes entre sí, y si se encuentran juntos, ambos, se expresan para formar el grupo sanguíneo AB. Los genes A y B son dominantes sobre el gen O el cual es recesivo. 

·         Cuando el padre es O y la madre es O

·         Cuando la madre es A y el padre es O, para la mujer existen dos posibilidades (IA IA   o  IA i)

·         Cuando el padre es de tipo A y la madre es de tipo A. existen tres posibilidades en los gametos, por lo cual los cruces serian:

Realizando todos los cruces posibles, se puede elaborar la siguiente tabla:

Ejercicio: ¿Cuál podrá ser el grupo sanguíneo de los hijos de un hombre de tipo A y una mujer tipo B, si ambos padres son heterocigotos?

¿genotipos?

¿fenotipos?

¿porcentajes?

 

Herencia del sexo

En todas las células humanas hay 23 pares de cromosomas. Entre estos, un par, el llamado par sexual o gonosomas, es el que porta los genes que determinan el sexo de la persona. Los 22 pares no llevan información para el sexo del individuo y se conocen como autosomas. Existen dos tipos de cromosomas sexuales: el cromosoma X y el cromosoma Y. Por tanto, el hombre es el que determina el sexo del hijo. El cromosoma Y se segrega en el 50% de los espermatozoides, los cuales determinan la probabilidad de que el 50% de los hijos sean varones.

Herencia ligada al sexo

En los cromosomas sexuales, además de los genes que informan sobre el sexo, hay muchos otros genes que informan sobre otras características. Dichos genes se encuentran sobre todo en el cromosoma X, el cual es de mayor tamaño que el Y. este es el caso de los genes que producen daltonismo, la hemofilia y la ictiosis.

El daltonismo: es el defecto sexual que consiste en la dificultad para distinguir el color rojo y el color verde. Los genes que producen este defecto son recesivos y se encuentran en el cromosoma X (X^d). cuando las mujeres portan el gen defectuoso en condiciones heterocigotas (X^dX), el defecto no se manifiesta. En cambio, en los hombres por tener solo un cromosoma X, si esta lleva el gen defectuoso, la enfermedad se manifiesta (X^dY). Por eso el daltonismo es más frecuente en los hombres y se suele decir que la enfermedad la portan las mujeres y la producen en los hombres.

La hemofilia: es una enfermedad que consiste en la falta de coagulación de la sangre por un gen defectuoso que se encuentra en el cromosoma X.

Este gen es recesivo y por tal motivo una mujer (XX^h) será portadora; mientras que el hombre (X^hY) sufrirá la enfermedad, entre la población no hay prácticamente ninguna mujer hemofílica (x^hX^h), pues el gen hemofílico en doble dosis es letal y produce la muerte por hemorragias severas.

La ictiosis: es una enfermedad poco frecuente, y consiste en un agrietamiento de la piel, la cual forma escamas con cerdas entre ellas. La ictiosis puede tener herencia autosómica (dominante) y recesiva y la forma recesiva ligada al cromosoma X (Xⁱ), en este caso, la enfermedad la portan las mujeres y sufren los hombres.

Síndrome de Klinefelter (XXY)

Alrededor de cada uno de cada 1.000 varones hace con dos cromosomas X y un cromosoma Y, por tanto, aproximadamente 134.000 personas en los estados unidos tienen cromosomas XXY. La mayoría de estos valores viven toda su vida sin enterarse de que tienen un cromosoma X adicional. En la pubertad, sin embargo, algunos de estos varones manifiestan caracteres sexuales secundarios mixtos, como, por ejemplo, desarrollo parcial de las glándulas mamarias, ensanchamiento de las caderas y testículos pequeños. Estos varones generalmente son estériles debido a un número bajo de espermatozoides, pero no son impotentes. El diagnostico se hace habitualmente cuando el varón y su compañera recurren al médico en busca de ayuda porque no consiguen concebir un niño.

Trisomía (XXX)

Una de cada 1.000 mujeres tiene 3 cromosomas X; por tanto, aproximadamente 140.000 mujeres en los estados unidos tienen cromosomas XXX. La mayoría de estas mujeres no presentan síntomas perceptibles, salvo a una tendencia a ser altas y una mayor incidencia de inteligencia por debajo de lo normal. Casi todas estas mujeres son infértiles y curiosamente, casi siempre tienen hijos XX y XY normales. Lo más probable es que durante la meiosis actué algún mecanismo desconocido que impide que se incluya el cromosoma X adicional en el óvulo. 

TALLER

X: gen para la coagulación normal

X^h: gen para la hemofilia. Es recesivo

Y: cromosoma masculino, no lleva genes para la hemofilia

Si combinaos los genes anteriores obtenemos las siguientes posibilidades.

 

Genotipo                              fenotipo

XX-------------------------------mujer con coagulación normal

XX^h------------------------------mujer con coagulación normal per portadora

X^hX^h-----------------------------mujer hemofílica

XY-------------------------------hombre con coagulación normal

X^hY------------------------------hombre hemofílico

 

1.    Un hombre es hemofílico (X^hY) y se casa con una mujer normal (XX), su descendencia se puede representar de la siguiente manera

1.    Haga el análisis de los ejercicios anteriores para los siguientes casos

a)    Se casa una mujer portadora de la hemofilia y un hombre normal

b)    Una mujer portadora de la hemofilia y un hombre hemofílico

 

2.    Considera los siguientes casos

a)    Un hombre daltónico (X^dY) se casa con una mujer normal

b)    Hombre normal (XY) se casa con mujer portadora (X^dX)

c)    Hombre daltónico se casa con una mujer portadora

Factores que alteran la información genética

El ADN como material de los genes, tiene la característica de duplicarse antes de cada división mitótica. De esta forma las características hereditarias pueden conservarse por muchas generaciones sin ninguna variación.

Sin, embargo, ocasionalmente puede ocurrir que la información que se encuentra en el ADN no se copia en forma exacta, por lo cual se produce una alteración en el material genético que se conoce como mutación (del latín mutare que significa cambiar)

Las mutaciones

Son cambios heredables del material genético, una mutación se manifiesta por la alteración del fenotipo del portador. Así, por ejemplo, en la mosca de la fruta, una mutación puede cambiar el color de los ojos o las formas de las alas, o en una planta, puede resultar una variedad con frutos más carnosos.

Las mutaciones ocurren al azar, esto quiere decir, que pueden ocurrir en cualquier momento y en cualquier tipo de células. Sin embargo, no todas las mutaciones no se pueden reconocer inmediatamente por que la gran mayoría forma alelos recesivos que necesitan estar en hemocigosis para que se puedan expresar e3n el fenotipo.

Si la mutación es dominante y ocurre en las células somáticas se altera solo el tejido involucrado. En cambio, si la mutación ocurre en las células sexuales, dicha mutación se manifiesta en los descendientes; es el caso del albinismo en quienes el gen mutado no forma la melanina que da la pigmentación de la piel y del pelo.

Agentes mutagénicos

Muchas de las mutaciones son espontaneas, es decir se producen sin que aparentemente haya una causa justificada. Sin embargo, se ha descubierto que la frecuencia con que aparece una mutación se puede incrementar por la presencia de factores ambientales, tales como la temperatura, las radiaciones y muchas sustancias químicas. Estos factores productores de mutaciones se conocen como agentes mutagénicos.

Los agentes mutagénicos pueden ser bióticos o abióticos, entre los agentes bióticos se puede mencionar la acción de ciertos virus que al asociarse con el ADN celular origina cambios en el mensaje genético produciendo tumores tanto en plantas como en animales. Entre los agentes abióticos se pueden mencionar las acciones de los rayos X a los rayos ultravioleta, como también la acción de agentes químicos, como la nicótica, el gas mostaza, el asbesto y ciertas drogas y colorantes que producen diversas anomalías.

Algunas mutaciones experimentan cambios en los cromosomas tanto en su estructura como en su número. Dichas mutaciones son causa de varios problemas orgánicos.

Algunas de las alteraciones orgánicas

Trisomía 21 o síndrome de Down

Alrededor de uno de cada 900 nacimientos, el hijo hereda una copia adicional del cromosoma 21, afección que se conoce como trisomía 21 o síndrome de Down. Los niños con síndrome de Down tienen características físicas peculiares que incluyen, débil tono muscular, boca pequeña que se mantiene parcialmente abierta por que no tienen espacio suficiente para la lengua, parpados de forma característica. Entre los defectos más graves se cuentan la escasa resistencia a las enfermedades infecciosas, multiformaciones del corazón y retraso mental tan importante que solo alrededor de uno de cada 25 aprende a leer y solo uno en 50 aprende a escribir.

La frecuencia de esta trisomía aumenta con la edad de los padres especialmente en la madre.

 

Incidencia del síndrome de Down

Síndrome de Turner (XO): a estas personas les falta un cromosoma X, ósea tiene un total de 45 cromosomas. Aproximadamente unos de cada 3000 recién nacidos fenotípicamente hembras tienen un solo cromosoma X, afección que se conoce como síndrome de Turner. Por tanto, alrededor de 4.700 personas en estados unidos tienen este síndrome. En la pubertad las deficiencias hormonales impiden que las mujeres XO tengan menstruación y desarrollen características sexuales secundarias como el crecimiento de las glándulas mamarias.

El tratamiento con estrógenos favorece el desarrollo físico. Sin embargo, debido a que la mayoría de las personas con este síndrome carecen de óvulos maduros, el tratamiento hormonal no induce la menstruación ni remedia la infertilidad que se XX y XY normales. Lo más probable es que durante la meiosis actué algún mecanismo desconocido que impide que se incluya el cromosoma X adicional en el óvulo.

 

 

FUNCIONES DE RELACIÓN

Los seres vivos están capacitados para reaccionar a los cambios del medio, lo cual constituye una de sus características fundamentales.

Las plantas y los animales son sensibles, esto significa que todos ellos disponen de mecanismos para detectar los cambios de su medio tanto interno como externo y responder en forma adecuada.

¿Quién es el estímulo?

Los cambios físicos y químicos que causan la respuesta de un ser vivo reciben el nombre de estímulos. Existen estímulos provenientes del medio externo como la temperatura, la humedad, la luz, la gravedad, el contacto, la presión y las concentraciones salinas químicas.

Desde el medio interno actual como estímulos la cantidad de alimentos, agua y materiales de desecho entre otros.

La célula y el medio ambiente son sistemas abiertos, que interrelacionan en forma permanente, hasta el punto de conformar en la practica un solo conjunto: si el medio varía, también varía la célula y viceversa.

 

Excitabilidad celular

Está demostrado que la célula reacciona cuando es estimulada, sin embargo, aún se desconoce parte de este fenómeno. Cuando un estímulo actúa sobre la célula, es como si esta sintiera. Más, ella carece de fibras o centros nerviosos, que reciban el estímulo, lo analicen y ordenen un tipo de respuesta. Se supone que la transmisión de un estímulo se realiza por medio de ondas, tal como lo hacen aquellas que se originan al lanzar una piedra en un pozo de agua. Se desconoce la forma como la célula responde a tal situación.

 

Factores que determinan la excitabilidad celular

Los factores que estimulan la excitabilidad celular son amplios y variados, aunque se les puede clasificar en los siguientes grupos:

1.    Factores mecánicos: como las partículas en movimiento, las presiones, el contacto.

2.    Factores físicos: como la luz, radioactividad, los rayos x, el sonido, la electricidad, la gravedad, la temperatura, la viscosidad

3.    Factores químicos: son todos los elementos químicos constituyentes del citoplasma, las reacciones entre ellos, las soluciones y su concentración, la acidez.

Reacciones de la célula

Las reacciones de la célula ocurren en grados diferentes: algunas como las reacciones químicas, solo conciernen a una mínima parte del citoplasma. Otras se afectan con la intervención de toda la estructura celular, como las de desplazamiento y movimiento. Entre las reacciones de este último grupo, sobresalen los tactismos, los tropismos y las reacciones fóbicas.

 

Tropismos celulares

El tropismo es un movimiento de orientación que realiza la célula o alguna de sus partes ante un estímulo.

Cuando la orientación se hace hacia el estímulo, el tropismo es positivo; en caso contrario, el tropismo es negativo.

 

Tactismos celulares

Si como respuesta a un estímulo, la célula además de orientarse, se desplaza hacia el estímulo, la respuesta se denomina tactismo. Será positivo si se dirige hacia el estímulo, y negativo si huye de él.

Tanto los tropismos como los tactismos se nombran de acuerdo con el estímulo que los originan, según lo muestra el siguiente cuadro.

Funciones de relación de los vegetales

Las plantas mantienen una íntima relación con el medio que les rodea. En apariencia, los vegetales dan la impresión de ser insensibles a los estímulos, sin embargo, su capacidad de respuesta es tan desarrollada y eficiente como la de los animales.

Lo que en realidad ocurre, es que las respuestas de las plantas suelen ser muy lentas y poco notorias para el observador, aunque esto no se puede generalizar. Así, la sensitiva y las plantas insectívoras responden con movimientos inmediatos y vistosos.

Agentes que intervienen en la vida de relación de las plantas

Los agentes que afectan a las plantas son de tipo climático como el calor, la luz, el agua y la atmosfera; de tipo físico, químico como el de los suelos; y de tipo biótico como los constituidos por los seres vivos que rodean a cada espécimen.

 

Acción de calor

En todas las especies vegetales, se observa que a cierta temperatura las funciones se realizan con normalidad, dicha temperatura constituye la óptima, la cual es distinta para cada vegetal. Por encima y por debajo de la temperatura optima están dos puntos, la temperatura máxima y la temperatura mínima, respectivamente. Las plantas toleran los cambios comprendidos entre tales puntos. Ejemplo: la temperatura óptima para el maíz es de 33°C, la temperatura mínima 9°C y la máxima es de 46°C.

Acción de la luz

La luz es un factor de suma importancia, ya que gracias a ella se realiza la fotosíntesis, fundamental para el mantenimiento de la vida vegetal y animal, en nuestro planeta.

Además de dicho proceso, gracias a la luz la planta realiza actividades como la transpiración y la absorción de sales. Cuando una planta verde se desarrolla en la oscuridad, muestra un aspecto pálido y amarillento, debido a que la formación de clorofila cesa en tales condiciones.

Las plantas que creen expuestas a una luz solar intensa, tienen por lo general, hojas más pequeñas y una estructura compacta que la de las plantas de penumbra.

 

Acción del agua

El agua es un factor que delimita la distribución de las plantas y asegura la supervivencia de tales organismos, en una región particular.  En los lugares secos predominan la vegetación xerófita como los cactus y las pencas. En aquellos sitios húmedos son abundantes los arboles.

Los procesos de la vida vegetal requieren la presencia del agua, pues este liquido, además de ser constituyente esencial del protoplasma, es materia prima para la elaboración de nutrientes.

 

Acción de la atmosfera

El aire influye en la vida vegetal. Las plantas costeras por ejemplo adecuan su forma y estructuras para soportar las continuas corrientes de aire, como es notorio en las palmeras con su escaso follaje y tallo elástico

Acción del suelo

El suelo es un material granular constituido por pequeñas partículas rocosas de forma irregular.

Órganos vegetales que reaccionan ante los agentes del medio

En las plantas superiores, la raíz, el tallo, las flores y las hojas son los órganos que cargan con el mayor número de reacciones ante los agentes del medio.

 

Reacciones de la raíz

La g4ravedad es el estímulo de mayor acción sobre la raíz. Se observa que la raíz siempre crece en dirección al suelo, es decir, busca el centro de la gravedad terrestre, por esta razón su geotropismo es positivo.

En relación con la luz, la reacción de la raíz es de huida, por lo cual su fototropismo es negativo.

Algunas raíces reaccionan ante estímulos químicos, tal es el caso de las raíces de los helechos, que originan curvaturas para alcanzar los sitios de mayor humedad.

Reacciones del tallo

Este órgano a diferencia de la raíz, reacciona positivamente curvándose hacia la luz, por lo cual posee fototropismo positivo.

Dicha orientación se produce porque la región que recibe mayor cantidad de luz, crece con menor intensidad que la opuesta, y en consecuencia, sufre una torsión hacia dicho estimulo. Algunos tallos como el curubo, originan órganos denominados zarcillos, que actúan como fijadores gracias a su intensa excitabilidad.

Hay tallos que se distinguen por su estructura esponjosa, apta para acumular agua. Los cactus y otras plantas de zonas desérticas sobreviven con esta clase de adaptaciones. Las plantas coníferas como los pinos y los sauces elaboran resinas que, al recibir el tallo, forman una capa aislante que los protege del frío.

Reacciones de la hoja

La luz ejerce marcados estímulos en las hojas. Las plantas de penumbra poseen hojas anchas para captar la mayor cantidad de rayos luminosos; por el contrario, los vegetales que crecen en abundancia de luz presentan una pequeña superficie foliar.

Entre las adaptaciones más notorias de la hoja se pueden mencionar:

·         Espinas: hojas modificadas con el fin de disminuir al máximo la superficie de exposición al sol; esta modificación pretende evitar la pérdida excesiva de agua.

·         Zarcillos: hojas modificadas para proteger las yemas terminales de las ramas

Como casos especiales de reacción de las hojas, sobresalen los movimientos de la sensitiva (mimosa púdica) y de las plantas insectívoras (diones muscipola). Tales movimientos se producen como consecuencia de un rápido aumento de la turgencia en las células situadas en la base de la hoja.

Reacción de la flor

Hay flores que responden con movimientos de apertura o cierre a la variación de la temperatura. Reacción conocida con el nombre de termonastia. También las variaciones de intensidad de la luz ocasionan movimientos similares, para este caso se denomina fotonastias.

Las termonastias y fotonastias son comunes en las flores de pradera, las cuales cambian de aspecto según el dia sea nublado o soleado.

También el día y la noche originan movimientos náticos en algunas flores como el clavel.

 

FUNCIONES DE RELACIÓN EN ANIMALES

Para sobrevivir, cada animal tiene una serie de estructuras que le permiten dar respuestas apropiadas a los cambios ambientales.

Los animales han perfeccionado un sistema de relación, en el cual se diferencian las siguientes categorías:

·         Receptores u órganos sensoriales

Encargados de detectar los cambios del ambiente. Los ojos, los oídos y en general los sentidos, realizan dicha labor.

·         Efectores

Son los órganos que cumplen (ejecutan) ordenes, es decir, realizan las respuestas; entre ellos tenemos los músculos y las glándulas.

El sistema receptor y el sistema efector actúan como una sola unidad. El primero capta el estímulo, el sistema nervioso central (S.N.C) integra y coordina la información recibida para elaborar la respuesta. El sistema efector cumple la orden proveniente del S.N:C.

Consideremos el desplazamiento de un pez en el agua. Los receptores de este animal reciben una gran cantidad de estímulos como temperatura del agua, salinidad, grado de oxigenación, presión, presencia de comida, enemigos naturales. Toda esta información llega a las células receptores del animal, distribuidas en órganos como los ojos, la piel y los oídos. Desde allí se conduce por medio de células especializadas llamadas neuronas, hasta el S.N.C, este sistema, organiza, integra y evalúa la información, con el fin de programar la respuesta adecuada.

Cuando el sistema nervioso termina su labor, envía la orden hasta los músculos y glándulas del pez, para que la ejecuten. En este caso, el pez recibe las ordenes pertinentes para adecuar la velocidad y la dirección de su desplazamiento a las condiciones del ambiente.

Observe que el éxito de un organismo animal depende de la coordinación existente entre estos 3 niveles:

El de recepción, el de interpretación (S.N.C) y el de la respuesta. 

Sistema nervioso

Los organismos unicelulares carecen de sistema nervioso, este sistema es exclusivo de los animales pluricelulares, aunque las esponjas no lo poseen (poríferos).

El sistema nervioso aparece por primera vez en los celenterados (hidra de agua dulce), a partir de los cuales se perfecciona, hasta alcanzar su punto máximo de organización en el hombre. La principal característica de la evolución del S.N es la tendencia progresiva de concentrar las neuronas en sitios específicos. Por ejemplo, en la hidra, dicho sistema toma la forma de una red difusa extendida por el cuerpo del animal. Por el contrario, en los animales superiores las células nerviosas se concentran en centros como el cerebro; esto permite mayor capacidad de análisis (comportamiento) con respuestas más variadas y la utilización dela experiencia pasada, es decir, la memoria.

En los vertebrados el sistema nervioso tiene una mayor complejidad y organización. Este sistema ocupa una posición dorsal y se encuentra alojado y protegido por el cráneo y la columna vertebral (S.N.C).

El sistema nervioso periférico, constituido por los cordones nerviosos que se desprenden de la médula espinal.

La neurona

Es la unidad estructural y funcional del sistema nervioso. Las células del sistema nervioso tienen una forma especial y reciben el nombre especifico de neuronas. En una neurona se diferencian tres secciones:

·         Un cuerpo celular en forma de estrella

·         Unos filamentos cortos o dendritas

·         Un cilindro eje, filamento largo, llamado axón

Todos los animales, desde los celenterados hasta el hombre, poseen neuronas esencialmente idénticas, aunque la evolución las ha modificado y especializado. Su número es enorme, así, por ejemplo, el sistema nervioso de cangrejo contiene aproximadamente cien mil neuronas.

Debe tenerse en cuenta que las neuronas son los elementos constitutivos de formas nerviosas más elaboradas. Así, los nervios son una colección en paralelo de muchas neuronas, a veces tan numerosas que contienen varios millones de ellas. El nervio óptico, que conecta el ojo con el cerebro, contiene cerca de medio millón de neuronas.

Sistema receptor

Los receptores proporcionan al organismo información sobre el ambiente. En los animales superiores son los únicos medios de conseguir esta información y por ellos empiezan las reacciones a los cambios ambientales.

Los animales han creado una gran variedad de células receptoras especializadas, lo cual significa que son sensibles a determinada clase de estímulo.  Estos receptores permiten al animal escapar de enemigos, conseguir el alimento, la dirección y formar imágenes delos objetos.

Fotorreceptores

En los animales existen muchas y variadas estructuras para la recepción de la luz. Algunos apenas la perciben mientras que otros distinguen la cantidad, la dirección y forman imágenes de los objetos.

Los órganos más simples, sensibles a la luz, son las “manchas oculares”. Tales estructuras aparecen en algunos protozoarios como la euglen, donde toman el nombre de estigma.

Sin embargo, los órganos oculares más primitivos son los fotorreceptores, los cuales aparecen por primera vez en los platelmintos. Un fotorreceptor tiene la apariencia de una media naranja hueca, cuya concavidad contiene unas células sensibles a la luz, recubiertas con un pigmento negro. Esta estructura solo permite la orientación. El siguiente paso en la evolución de los dispositivos para captar la luz fue la aparición del cristalino. El cristalino permitió concentrar los rayos lumínicos en un grupo de fotorreceptores. Cuando el cristalino se perfeccionó, el fotorreceptor estuvo en la capacidad de formar imágenes, para el ojo propiamente dicho. El ojo alcanza su máximo desarrollo en los artrópodos, cefalópodos y vertebrados.

Termorreceptores:

Los animales invertebrados poseen células especializadas distribuidas en los epitelios, con los cuales detectan los cambios de temperatura y reaccionan entre ellos. Las hidras, por ejemplo, prefieren aguas frías y frescas y desaparecen de las aguas superficiales cuando la temperatura alcanza 25°C. En los vertebrados superiores y el hombre, los receptores del calor y el frío están distribuidos en la piel.

Mecanorreceptores:

Son células especializadas para responder a los estímulos de contacto y presión. Por esta razón, le ayudan a un organismo a definir su ubicación espacial con respecto a la gravedad, le informan sobre la posición de una parte del cuerpo con relación a las otras, coordinan todos los mecanismos de la locomoción.

Los Mecanorreceptores también suministran información sobre la forma, la textura, el peso y la ubicación espacial de los objetos externos. Por último, brindan información necesaria para regular el funcionamiento de algunos órganos internos. Por ejemplo, detectan la presencia de orina, en la vejiga, heces en el recto, de alimento en el estómago. Existen tres categorías de mecanorrecptores: los táctiles, los propioceptivos y los auditivos.

Táctiles: los animales invertebrados poseen pelos táctiles, Mecanorreceptores de máxima simplicidad. La piel humana está dotada de los corpúsculos de paccini, los cuales informan sobre la presión.

Propioceptores: para la determinación de la ubicación espacial, lo invertebrados poseen pelos, placas y otras estructuras externas. Los músculos, los tendones y las articulaciones humanas están dotadas de numerosos propioceptores, gracias al trabajo de tales órganos, una persona puede vestirse y atar una cuerda, así estén los ojos cerrados.

Auditivos: son receptores sensibles a la vibración sonora del aire. En los organismos superiores forman parte del sentido del oído.

Quimiorreceptores: todos los animales tienen la capacidad de reaccionar ante determinadas sustancias del medio. Las formas inferiores, reaccionan a los estímulos químicos a consecuencia de una propiedad general de la membrana celular (irritabilidad), en organismos superiores, como los mamíferos, la quimiorrecepción la realizan finas terminaciones nerviosas generalmente localizadas en las membranas mucosas. Así se originan los llamados sentidos químicos: el gusto y el olfato.

Los sentidos químicos desempeñan un papel importante en la nutrición de los animales. Los receptores especializados en el sabor, en muchos animales controlan el alimento que penetra por la cavidad bucal. La aceptación o repulsión de la comida depende de su sabor, el cual guarda relación son sus cualidades nutritivas o nocivas.

Los receptores olfatorios captan mínimas cantidades de sustancia, por esta razón, son estructuras que garantizan en gran parte la defensa del animal y su reproducción, un animal puede estar vigilante cuando en el aire inspirado existe un olor extraño, o también, como ocurre con algunos insectos, los olores contribuyen al encuentro del macho con la hembra. En resumen, la quimiorrecepción cumple una importante labor en todos los organismos, de manera especial en aquellas funciones que intervienen en la supervivencia y la reproducción.

 

El impulso nervioso viaja a través de las neuronas, muchas veces organizadas en nervios. El proceso se inicia cuando el extremo de una neurona recibe un estímulo, por ejemplo, un pinchazo. Dicha sensación se transmite en forma de energía a la siguiente neurona. Para conseguirlo, las ramificaciones del axón de cada una delas neuronas se pone en contacto con las dendritas de las neuronas más próximas. Esta, a su vez, da salida al mensaj3e por sus propias raíces terminales, repitiéndose el proceso hasta los centros nerviosos. Estos elaboran la orden para que los músculos y las glándulas produzcan la respuesta conveniente.

La zona de contacto entre una neurona y la siguiente recibe el nombre de sinapsis química; esta es una especie de válvula fisiológica, que solo permite el paso de los impulsos nerviosos en una dirección: del axón de una neurona a las dendritas de otra. El desplazamiento del impulso es parecido al del fuego en un reguero de pólvora: una vez iniciado se mueve conservando una misma velocidad.

La velocidad de transmisión del impulso depende de la fibra nerviosa afectada. Algunos recorren menos de un metro por segundo, pero otros viajan a ochenta metros por segundo. En la sinapsis el paso del impulso se produce gracias a que el axón de la neurona libera una sustancia química, la colina, la cual desata el impulso en la neurona siguiente.

Los cambios de polaridad de las membranas neuronales producen el impulso nervioso, el cual se transmite de una neurona a otra por medio de sustancias químicas transmisoras (sinapsis).

Sistema efector

El sistema efector es el encargado de cumplir las ordenes elaboradas por el sistema nervioso central.

Los músculos. Son estructuras conformadas por células especializadas, en forma de filamento, de estructura proteínica y de gran elasticidad.

Desde los platelmintos (gusanos planos) hasta el hombre, todos los animales tienen músculos semejantes, lo cual les permite contraer su estructura corporal.

Clases de músculos:

La evolución ha producido en los animales vertebrados tres clases de músculos:

Musculo estriado o esquelético: constituido por fibras atravesadas por franjas. Esta clase de musculo se inserta en los huesos para comunicarles movimientos, su trabajo es controlado a voluntad del organismo.

Musculo liso: se localiza en las paredes de órganos internos como el estómago; es el encargado de movilizar los distintos materiales a lo largo de las vísceras huecas. Realizar su trabajo sin control de la velocidad.

La mayor parte de los animales invertebrados solo tienen músculos lisos, en tanto que los artrópodos solo poseen estriados.

El esqueleto

La principal función del esqueleto es la de sostener la totalidad del cuerpo y de darte forma; el sistema muscular no podría cumplir con eficiencia su labor, si no contara con un armazón recio para insertarse. Además de los huesos, el sistema esquelético está integrado por los tendones y los ligamentos, estructuras que juntan los huesos entre si y estos con los músculos.

Tipos de esqueleto

La estructura esquelética de un animal puede estar situada en el exterior de su cuerpo, caso en el cual recibe el nombre de exoesqueleto, o en el interior, donde se denomina endoesqueleto. El exoesqueleto es común en los invertebrados; son notorios los caparazones del cangrejo y langostas, y las conchas delos caracoles, los cuales son importantes mecanismos de defensa. Los animales vertebrados incluido el hombre, poseen endoesqueleto. En algunos peces como los tiburones y las rayas está formado de cartílago; en los vertebrados más evolucionados, la mayor parte del cartílago se transforma en hueso.

Locomoción:

Acuática: es el desplazamiento en el agua ya sea interno o superficial, esto constituye la natación.

Los animales de este medio nadan utilizando diversos mecanismos, por ejemplo, los langostinos contraen en forma brusca su abdomen, con lo cual logran impulsarse. Los moluscos, como los pulpos y los calamares se mueven, mediante un método de propulsión a reacción. Los peces se desplazan por movimientos bruscos de la cola, y controlan su dirección y profundidad con las aletas y la vejiga natatoria. Algunos peces como las anguilas reptan su cuerpo para nadar mediante movimientos ondulatorios.

Terrestre

 

Terrestre

Los movimientos de los animales en este medio presentan las siguientes modalidades: marcha, carrera, salto y reptación.

La marcha: se caracteriza por pasos cortos y es propia de organismos como el hombre y los osos. Esto se apoyan en toda la planta del pie, lo cual les da una locomoción relativamente lenta.

Carrera: es ante todo un mecanismo de defensa o también un elemento de caza. Algunos animales tienen adaptaciones específicas para la carrera; por ejemplo, el perro y el gato se desplazan sobre la punta de los dedos, razón por la cual se les conoce como animales digitígrados, a diferencia de los plantígrados como el oso y el hombre.

Salto: la rana y los canguros se mueven mediante el salto, por lo cual poseen las extremidades posteriores muy desarrolladas.

La reptación: es propia de animales como las culebras y las lagartijas. Este movimiento consiste en movimientos ondulatorios de sentido lateral, que fijan el animal al suelo y lo impulsan hacia adelante.

Locomoción aérea

El vuelo es un tipo de desplazamiento propio de las aves y de los insectos, estos animales poseen a las estructuras livianas para contrarrestar la acción de la gravedad. Un caso curioso es el murciélago, pequeño mamífero que ha desarrollado membranas para su desplazamiento aéreo

El equilibrio

El equilibrio de un animal, ósea, el mantenimiento de una postura correcta en relación con la fuerza de gravedad, depende de unos Mecanorreceptores llamados estatocistos, presentes en los celenterados, los gusanos, moluscos, los crustáceos.

En la mayoría de los vertebrados, el oído interno tiene tres conductos semicirculares, cada uno en diferentes planos. En ellos se forman dos bolsas: el utrículo y el sáculo. El interior de estas bolsas está revestido de células ciliadas sensitivas, donde hacen contacto los otolitos, la presión ejercida por estos sobre los cilios, estimula a las células sensitivas para formar impulsos, que conducidos hasta el encéfalo, son interpretadas para regular la postura del cuerpo en el espacio.

 

 

FUNCIONES DE RELACIÓN EN EL SER HUMANO

Todas las estructuras de relación alcanzan en el hombre el máximo desarrollo. Para su estudio se consideran tres grandes aparatos: el de locomoción, el de la inervación y el sensorial.

Aparato de locomoción: este aparato está constituido por los huesos y los músculos, estructuras que se complementan para asegurar el movimiento del organismo.

El esqueleto

Para estudiar los huesos, se consideran las siguientes regiones:

·         Huesos de la cabeza: cráneo y cara

·         Huesos del tronco

·         Huesos de las extremidades: superiores e inferiores

 

El esqueleto es la armazón sólida que le proporciona soporte y protección física al cuerpo y favorece la locomoción, sirviendo como punto de inserción para los músculos.

El esqueleto está configurado por huesos de diferentes formas: largos (fémur, humero), cortos (huesos de la mano), planos (frontal, parietal). Los huesos son órganos duros que presentan dos clases de sustancias

·         Una sustancia orgánica (oseína): constituye una tercera parte del hueso; le da flexibilidad y conserva la forma de éste.

Sustancia inorgánica (sales calcáreas), especialmente fosfato y carbonato de calcio; forma las dos terceras partes del hueso y le da dureza 

huesos del esqueleto humano:

Huesos de la cabeza: del cráneo 8 huesos

1 frontal

2 parietales

2 temporales

1 occipital

1 esfenoides

1 etmoides

 

Huesos de la cara: 14 huesos

2 maxilares superiores

2 palatinos

2 molares o pómulos

2 lagrimales o unguis

2 cornetes inferiores

1 maxilar inferior

1 vómer

2 nasales

Huesos de la columna vertebral

La columna vertebral está conformada por 33 vertebras superpuestas, definidas en cinco regiones:

·         Cervical (7 vertebras)

·         Dorsal (12 vertebras)

·         Lumbar (5 vertebras)

·         Sacra (5 vertebras fusionadas)

·         Coxígea (4 vertebras, forman el hueso coxis)

Huesos de la caja torácica

Doce pares de costillas

·         Verdaderas, 7 pares

·         Falsas, 3 pares

·         Flotantes, 2 pares

·         El esternón (1)

Huesos de los miembros superiores

Hombro: formado por la clavicula (anterior), omoplato o escapula (posterior)

Brazo: humero

Antebrazo: cubito y radio

La mano:

·         carpo: 8 huesos (esfenoides, semilunar, piramidal, pisciforme, trapecio, trapezoide, grande y ganchoso)

·         metacarpo: 5 huesos metacarpianos (1,2,3,4 y 5)

·         dedos: falanges (5), falanginas (5), falangetas (4)

huesos de las extremidades inferiores

de la cadera: ilion, isquion y pubis (fusionados formando el hueso coxal o iliaco)

muslo: femur

pierna: rotula, tibia, peroné

pie:

·         tarso: (calcáneo, astralago, cuboides, escafoides y 3 cuneiformes)

·         metatarso: metatarsianos (1,2,3,4 y 5)

·         dedos: falange (5), falanginas (5), falangetas (4)

Los músculos del cuerpo humano

Los músculos en el cuerpo humano se agrupan de diferentes maneras, teniendo en cuenta:

Su forma: hay músculos largos, las extremidades, cortos (los intercostales) y anchos (los de la pared abdominal)

Su situación: los hay superficiales (en la cabeza) y profundos (glúteos)

Su función: según ésta, los músculos actúan en pares produciendo movimientos antagónicos, es decir, la acción de uno contrarresta la del otro. Así, tenemos los siguientes grupos:

Elevadores y depresores: los elevadores levantan una parte de nuestro cuerpo; por ejemplo, el trapecio eleva parte de la espalda y el hombro. Los depresores bajan o descienden una región del cuerpo; por ejemplo, el subclavio al contraerse baja la clavícula y el hombro.

Flexores y extensores: los primeros doblan una parte del cuerpo sobre otras; por ejemplo, el bíceps braquial al contraerse dobla el antebrazo sobre el brazo. Los extensores extienden o desdoblan una parte previamente flexionada, por ejemplo, el tríceps braquial extiende el antebrazo.

Aductores y abductores: los aductores acercan una parte del eje medio del cuerpo; por ejemplo, el pectoral mayor al contraerse acerca el brazo al cuerpo. Los abductores alejan un órgano del eje medio del cuerpo; por ejemplo, el deltoides aleja el brazo del cuerpo.

Supinadores y pronadores: los supinadores rotan un miembro hacia afuera; por ejemplo, el supinador largo permite rotar la mano hacia afuera colocando la palma hacia arriba. Los pronadores rotan un miembro hacia adentro; por ejemplo, el pronador redondo voltea la palma de la mano hacia abajo.

En nuestra actividad diaria estamos expuestos a diferentes accidentes que afectan el sistema músculos – esquelético. Son frecuentes las fracturas, los esquinces o trochaduras y las luxaciones, que causan demasiadas molestias y requieren mucho cuidado de nuestra parte para no producir daño mayor.

Cuando un hueso se rompe total o parcialmente debido a un golpe o una caída, se presenta una fractura. Si además se lesionan los músculos, tendones y nervios y el hueso afectado rompe la piel, la fractura se llama abierta; en caso contrario, es cerrada.

Si la fractura es en las extremidades superiores e inferiores se debe inmovilizar la parte afectada, entablillándola con un material rígido (tablas, cartones), elementos para amarrar como vendas y pañuelos.

Si la fractura es en el cráneo, se debe mantener acostado el paciente y vigilar su estado de conciencia. Debe ser trasladado rápidamente a un centro asistencial. Una fractura en la columna vertebral es grave, no se debe mover al paciente. Este debe permanecer estirado sobre una superficie dura y plana. Nunca lo siente ni lo ponga de pies, ni le dé masajes. Observe la sensibilidad y el movimiento de sus extremidades. Condúzcalo al hospital.

El esguince o tronchadura es el estiramiento de los ligamentos y tejidos que rodean una articulación debido a su sobre esfuerzo. Los sitios más afectados son el cuello del pie, las manos, las rodillas, las muñecas. En estos casos se presentan: dolor, inflamación y equimosis (morados). Colocar al accidentado cómodamente, eleve la extremidad para impedir que la inflamación aumente, aplíquele compresas frías para disminuir la inflamación y el dolor.

 

Luxación o dislocación es la salida de un hueso de su cavidad articular; se presenta en hombros, codos, caderas, rodillas, tobillos, pulgares. En estos casos hay dolor intenso, deformidad, inflamación, incapacidad para el movimiento, enrojecimiento y equimosis. Se debe inmovilizar la articulación en la misma posición en la que se encuentre, no trate de colocar el hueso en su sitio, ni de masajes, aplique compresas frías y traslade al paciente a un centro médico.

Clases de articulaciones en el cuerpo humano

Se llama articulación a la unión de uno o más huesos.

Clases de articulaciones:

Diartrosis: son articulaciones muy móviles como las de las rodillas, los hombros, los codos, la cadera. Estas permiten movimientos de flexión, extensión, aducción, abducción, rotación. Las diartrosis presentan

·         superficies articuladas revestidas por cartílago que protege las superficies óseas e impide su desgaste

·         ligamentos: son estructuras fibrosas en forma de capsula o de cordón que se adhieren fuertemente a las superficies óseas de la articulación

·         membrana sinovial: produce un líquido viscoso (sinovia), encargado de lubricar la articulación.

Anfiartrosis: son articulaciones semi móviles; éstas se observan en la columna vertebral en la unión de las vértebras.

Sinartrosis: son articulaciones sin movimiento, en las cuales los huesos comprometidos se adhieren fuertemente, formando una sutura. Hay sinartrosis en la unión de los huesos del cráneo.

COORDINACIÓN NERVIOSA

El sistema nervioso humano es el más perfecto y evolucionado. Este sistema está encargado de la integración, y el control de las actividades corporales. Sirve, además, como medio para relacionarlos con todo lo que nos rodea. El sistema nervioso desempeña tres funciones muy especializadas:

·         Ayuda a la conservación de la  homeostasis

·         Produce el movimiento, tanto de los músculos voluntarios como el de los involuntarios}

·         Es sede de las funciones más elevadas del hombre como el razonamiento y la memoria

El sistema nervioso comprende:

·         El sistema nervioso central constituido por el encéfalo y la medula espinal. Estos órganos son como centrales telefónicas que establecen comunicación con todas las partes del cuerpo para regular sus funciones.

·         El sistema nervioso periférico constituido por los nervios.

Estructura general

El encéfalo es el máximo centro de control del sistema nervioso y se halla ubicado en el cráneo.

Este centro, al igual que la medula espinal, está formado por una gran cantidad de neuronas. En los sitios en donde hay mayor concentración de cuerpos celulares la coloración es más oscura, por lo que se conoce como sustancia gris, mientras que donde resaltan las fibras nerviosas (axones) se conoce como sustancia blanca. La coloración de la sustancia blanca se debe a que los paquetes de axones que componen las fibras están recubiertos por mielina.

 

Partes del encéfalo

El encéfalo comprende tres partes principales: el cerebro, el cerebelo y el tallo cerebral.

El cerebro: constituye la mayor parte del encéfalo humano. En este órgano residen las funciones más elevadas del sistema nervioso, como el pensamiento, la memoria y el raciocinio. También allí se encuentran los centros de control del movimiento muscular y de las diversas sensaciones, como la visión, la audición y el tacto.

El cerebro se divide en dos hemisferios unidos por una masa de sustancia blanca llamada cuerpo calloso. Su superficie o corteza cerebral está formada por sustancia gris y se halla sumamente plegada, formando surcos y figuras.

El cerebelo: ocupa la parte posterior del cráneo. También está dividido en dos hemisferios cuya corteza es muy plegada. El cerebelo es el órgano que se encarga de la coordinación del movimiento, la posición y el equilibrio.

El tallo cerebral: está formado principalmente por fibras nerviosas que son puente de conexión entre el cerebro, el cerebelo y la medula. Todas estas fibras se encuentran dispuestas generalmente en pares, provenientes de cada lado del cuerpo, las cuales, al llegar, al tallo cerebral se cruzan pasando al lado opuesto. Por esto, el hemisferio izquierdo controla el derecho.

El extremo superior del tallo cerebral se distinguen dos áreas importantes: el tálamo y el hipotálamo. El tálamo es un centro de relevo y de reconocimiento del dolor, y el hipotálamo es el centro que controla el metabolismo, el sueño, el hambre, la sed y muchas emociones, como la ira y el miedo. En resumen, el hipotálamo controla la homeostasis.

Medula espinal: es la masa nerviosa que ocupa el espacio interno de la columna vertebral, consta esencialmente de una serie de 31 segmentos, cada uno de los cuales da origen a un par nervioso espinal.

En sección transversal, la medula espinal presenta una región externa de sustancia blanca, constituidas por fibras nerviosas que suben o bajan del encéfalo.

Las principales funciones de la medula son:

·         Servir de puente de comunicación entre el encéfalo y el resto del cuerpo

·         Controlar la mayoría de los actos reflejos

Los actos reflejos

Un reflejo es una respuesta rápida e involuntaria a un estímulo. El reflejo es el mecanismo más importante que tienen el sistema nervioso para responder rápidamente que tiene el sistema nervioso para responder rápidamente a una situación apremiante o de peligro. Así, el retirar instantáneamente la mano cuando sentimos un pinchazo, es un acto reflejo.

Para que las respuestas puedan ser rápidas, los actos reflejos están controlados por un escaso número de neuronas. Un reflejo simple, como retirar la mano de un objeto caliente, involucra sólo tres neuronas: una sensitiva, localizada en el órgano receptor, una conectiva o de enlace, y una motora que estimula el órgano en donde se produce la respuesta.

Las neuronas que intervienen en un acto reflejo establecen sinapsis con otras neuronas, por lo cual se dan también otras respuestas reflejas. Ante el simple pinchazo de un dedo, probablemente también se voltea la cabeza, para mirar la fuente de peligro, se emite una exclamación, se siente dolor, etc

Protección del sistema nervioso central

El encéfalo y la medula espinal son órganos muy delicados y se encuentran protegidos por cámaras: el cráneo y la columna vertebral.

Para mayor protección contra los golpes y sacudidas, estos órganos están cubiertos por tres membranas llamadas meninges. Entre la meninge interna y la media hay un espacio amplio lleno de un líquido parecido a la linfa, llamado líquido cefalorraquídeo, que amortigua los golpes.

El líquido cefalorraquídeo también circula por cavidades internas, que en el encéfalo corresponden a cuatro ventrículos, y en la medula a un canal central.

Sistema nervioso periférico

Este sistema está constituido por los nervios.

Los nervios son haces o paquetes de axones que comunican el sistema nervioso central con todas las partes del cuerpo. Los nervios pueden ser sensitivos o motores según la función que desempeñen.

·         Nervios sensitivos: son los que recogen la información de lo que sucede en el cuerpo para llevarla al sistema nervioso central.

·         Nervios motores: son los que llevan la respuesta que da el sistema nervioso central a los órganos efectores (músculos y gandulas)

Sistema nervioso voluntario o somático

Muchos de los nervios que forman el sistema nervioso periférico regulan actos voluntarios, es decir, que se realizan con intervención de nuestra voluntad. Estos nervios son los que estimulas los músculos somáticos o esqueléticos, que producen el movimiento de nuestro cuerpo, como los nervios que nos permites rotar la cabeza, masticar o corres.

El conjunto de nervios voluntarios consta de 12 pares de nervios craneales y 31 pares de nervios espinales.

Nervios craneales: se originan en el tallo cerebral, del que partes a través de pequeñas aberturas del cráneo, se distribuyen principalmente en la cabeza, el cuello y las vísceras, como el nervio óptico, el facial y el vago. Se identifican con números romanos y constan de tres pares sensitivos, cinco pares motores, y los demás mixtos: sensitivos y motores.

Nervios espinales o raquídeos: se derivan de las distintas regiones de la medula espinal, y se distribuyen principalmente en los brazos, piernas y tronco. Todos son mixtos.

Sistema nervioso autónomo y vegetativo

Este sistema produce la contracción del musculo cardiaco y liso, y estimula la secreción de las glándulas, sin intervención de nuestra voluntad, como, por ejemplo, el latido del corazón, la dilatación de la pupila y la secreción del páncreas.

El sist3ema nervioso autónomo comprende dos divisiones con función antagónica: el simpático y el parasimpático.

·         Sistema nervioso simpático: tiene, generalmente efectos estimulantes que capacitan al cuerpo para afrontar situaciones de emergencias.

Sistema nervioso parasimpático: normaliza el medio interno

RECEPTORES SENSORIALES

La capacidad de sentir es vital para la sobrevivencia, por ejemplo, si no se siente dolor no se retiraría la mano del fuego. Además, el sentir no proporciona placer, como escuchar una voz querida o saborear un alimento que nos guste.

El término sensación hace referencia a la impresión que dejan las cosas en el cerebro. Para que se presente una sensación se necesita:

1.    Un estímulo o cambio en el medio

2.    Un receptor sensitivo capaz de captar el estímulo y responder a él, generando un impulso nervioso.

3.    Una vía de conducción del impulso hasta el cerebro (nervioso sensitivo)

4.    Una toma de conciencia del estímulo captado, a cargo del cerebro, el cual interpreta los impulsos recibidos y los convierte en sensaciones.

De acuerdo con lo anterior el conocimiento de lo que nos sucede solo se presenta en el cerebro. En otras palabras, no vemos con los ojos, ni oímos con los oídos, sino con el cerebro, porque es este órgano el que interpreta el mensaje proveniente del órgano del sentido estimulado.

Receptores sensoriales

Un receptor sensitivo es un tejido nervioso especializado en captar un estímulo.

Los receptores sensoriales pueden ser muy simples, como, por ejemplo, una única neurona que capta el estímulo que produce dolor en la piel. Pero también hay receptores más complejos que hacen parte de órganos como el ojo, el cual además del tejido nervioso que forma la retina, necesita de un sistema de lentes y cámaras para captar la imagen.

Los receptores sensoriales son sensibles a estímulos específicos. Así, unos captan la luz, otros el calor y otros el sonido. En general, se pueden identificar cuando menos II tipos diversos de receptores sensoriales, los cuales, de acuerdo con la naturaleza del estímulo, se pueden clasificar en tres grupos:

·         Receptores mecánicos: responden a estímulos físicos del medio, como sucede con los receptores del tacto, del calor, el frio, la presión, el dolor y la posición del cuerpo, los cuales se encuentran en la piel, los músculos y los tendones y los receptores del equilibrio y el sonido, que se encuentran en el oído.

·         Receptores químicos: responden a la composición química de las sustancias, como sucede con los receptores del dolor, que se encuentran en la mucosa dela nariz, y los del sabor, en la lengua.

·         Receptores de la luz: responden a determinadas longitudes de ondas electromagnéticas, y que se encuentran en la retina del ojo.

El olfato y el gusto

El olor y el sabor son sensaciones que se inician por el estímulo que producen las sustancias químicas sobre receptores específicos, localizados en el epitelio nasal, para el caso del olfato, y en las papilas lingual3es, para el caso del gusto.

Las células olfatorias son neuronas cuyas dendritas forman los pelos olfatorios, que al ser estimulados por las partículas de las sustancias que llegan a la nariz, producen impulsos nerviosos. Los axones de las células olfatorias forman los nervios olfatorios que llevan el mensaje al cerebro (par craneal 1).

Las células gustativas son neuronas que se hallan en los botones gustativos de las pailas. Cada botón gustativo posee un pro o abertura por donde las sustancias disueltas en la boca entran en contacto con las células gustativas. El impulso nervioso generado viaja al cerebro por tres pares de nervios craneanos: el facial (VII), el glosofaríngeo (IX) y el vago (X).

La agudeza olfativa disminuye cuando la mucosa esta congestionada con el humo del cigarrillo o cuando se tiene un resfriado. ¡cuídese!

El oído y el equilibrio

Los receptor3es para el oído y el equilibrio se encuentran en el oído interno (caracol o cóclea)

Los receptores auditivos son células ciliadas que se encuentran en los canales cocleares, y sus cilios que están en contacto con los fluidos que llevan los canales del oído. Las vibraciones de las ondas sonoras producen cambios en la presión de estos líquidos, los cuales son detectados por las células ciliadas y trasmitidos por el nervio auditivo (VIII).

Los receptores del equilibrio son también células ciliadas que se encuentran en el sáculo, el utrículo y los canales semicirculares del oído interno. Cuando la cabeza se inclina, los fluidos se deslizan y estimulan las células ciliadas, que envían mensajes al cerebro por el nervio auditivo, para que haga los ajustes musculares necesarios.

El oído humano puede percibir sonidos en un rango de 16 a 20.000 ciclos  por segundo (Hertz) y somos incapaces de percibir sonidos de tono bajo, como los producidos por nuestro propio cuerpo.

 

La visión

El ojo es el órgano de la visión que nos permite distinguir color, forma, tamaño, distancia y posición de los objetos.

Los receptores para la visión son neuronas especializadas que forman, en el fondo del ojo, una superficie pigmentada, llamada retina.

Para que la visión se produzca, se debe formar en la retina una imagen de la vista. Para esto, la pupila regula el paso de la luz y el cristalino cambia su curvatura para enfocar la imagen.

Las células retinianas (conos y bastones) contienen unos pigmentos derivados de la vitamina A que al ser estimulados por la luz se descomponen, iniciando el impulso nervioso. Este viaja al cerebro por el nervio óptico (II).

Mecanismo de la visión

Los rayos luminosos atraviesan los medios transparentes e inciden sobre la fóvea o mancha amarilla de la retina; allí se forman imágenes reales, invertidas y de menor tamaño, que persisten durante un 1/10 segundos, (la retina es una película auto borrable).

Alteraciones de la visión

Muchas veces, algunos individuos presentan anomalías de la visión debido a que no pueden realizar una acomodación adecuada y entonces las imágenes no se forman sobre la retina, sino en puntos ubicados delante o detrás de ésta. Estas anomalías se corrigen con el uso de lentes. En la miopía hay visión borrosa de los objetos lejanos y en la hipermetropía hay una visión borrosa de los objetos cercanos.

Presbicia: se presenta en los ancianos debido a la disminución del poder de acomodación de ojo, la cual hace difícil la visión clara de los objetos cercanos.

La catarata: es la opacidad del cristalino caracterizado por la disminución progresiva de la agudeza visual. Generalmente aparece en personas de edad avanzada y se corrige mediante una intervención quirúrgica.

Astigmatismo: es un vicio de refracción debido a irregularidades en la curvatura del cristalino, la cual produce una visión deformada y confusa de los objetos, tanto lejanos como cercanos.