Biologia Plan Comun 2014 psu

8/21/2019 Biologia Plan Comun 2014 psu

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Ciencias Plan Común

Biología



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C P E C H

P r e u n i v e r s i t a r i o s

Autor : Preuniversitarios Cpech.

N° de Inscripción : 238.242 del 31 de Enero de 2014.

Derechos exclusivos : Cpech S.A.

PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL

Año Impresión 2014

Impreso en QUADGRAPHICS CHILE S.A.

Han colaborado en esta edición:

Subdirectora Académica

Paulina Núñez Lagos

Directora PSU y Programas Consolidados

Patricia Valdés Arroyo

Equipo Editorial

Lídice Barría Núñez

María Paz Ramírez Calderón

Diseño Gráfico y Diagramación

Pamela Martínez Fuentes

Diseño de Portada

Vania Muñoz Díaz



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C P E C H P r e uni v

er s i t a r i o s

ÍNDICE

11

15

1. La vida y sus propiedades ....................................................................................... 16

2. Composición de la materia viva .............................................................................. 19 2.1 Átomos y moléculas ............................................................................................ 19 2.1.1 Enlaces químicos ..................................................................................... 19 2.1.2 Reacciones químicas ................................................................................ 20 2.2 Biomoléculas ....................................................................................................... 21 2.2.1 Biomoléculas inorgánicas ........................................................................ 21 2.2.2 Biomoléculas orgánicas ........................................................................... 24

3. Morfología celular .................................................................................................... 34 3.1 Teoría celular ....................................................................................................... 35 3.2 Diversidad celular................................................................................................ 35

3.2.1 Procariontes ............................................................................................. 36 3.2.2 Eucariontes .............................................................................................. 36 3.3 Organización estructural y funcional de la célula animal .................................... 37

3.3.1 Membrana plasmática ............................................................................. 37 3.3.2 Citoplasma .............................................................................................. 44 3.3.3 Organelos ................................................................................................ 46 3.4 Organización estructural y funcional de la célula vegetal.................................... 51 3.4.1 Pared celular ............................................................................................ 52 3.4.2 Citoplasma .............................................................................................. 52 3.4.3 Organelos característicos ......................................................................... 52 3.5 Núcleo celular ..................................................................................................... 54

3.5.1 Envoltura nuclear..................................................................................... 54 3.5.2 Cromatina................................................................................................ 55 3.5.3 Cromosomas ........................................................................................... 56 3.5.4 Nucléolo .................................................................................................. 58 3.6 Ciclo celular ........................................................................................................ 59 3.6.1 Interfase .................................................................................................. 60 3.6.2 División celular o mitosis ......................................................................... 61 3.6.3 Control del crecimiento y la reproducción celular .................................... 63 3.6.4 Diferenciación celular .............................................................................. 63 3.6.5 Regulación del ciclo celular ...................................................................... 64

PRESENTACIÓN

CAPÍTULO 1: ORGANIZACIÓN, ESTRUCTURA Y ACTIVIDAD CELULAR



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C P E C H


71

1. Reproducción asexuada ........................................................................................... 721.1 Fisión o bipartición ............................................................................................. 72

1.2 Yemación ............................................................................................................ 73

1.3 Esporulación o escisión múltiple ......................................................................... 73 1.4 Fragmentación .................................................................................................... 73 2. Reproducción sexuada ............................................................................................. 74 2.1 Diferenciación sexual .......................................................................................... 74 2.2 Sexo fenotípico ................................................................................................... 75

3. Meiosis ..................................................................................................................... 76 3.1 Etapas de la meiosis ............................................................................................ 76 3.2 Consecuencias genéticas de la meiosis ............................................................... 79

4. Gametogénesis......................................................................................................... 80

5. Ovogénesis ............................................................................................................... 80 5.1 Características generales ..................................................................................... 80 5.2 Ovocito II recién ovulado .................................................................................... 81

6. Espermatogénesis .................................................................................................... 82 6.1 Espermiohistogénesis.......................................................................................... 83

7. Hormona .................................................................................................................. 84 7.1 Definición ........................................................................................................... 85 7.2 Mecanismo de regulación hormonal. Retroalimentación ................................... 86

8. Aparato reproductor: generalidades ....................................................................... 87 8.1 Aparato reproductor masculino .......................................................................... 87 8.1.1 Testículos ................................................................................................. 88 8.1.2 Vías espermáticas .................................................................................... 89 8.1.3 Órgano copulador o pene ....................................................................... 89 8.1.4 Glándulas anexas ..................................................................................... 89 8.1.5 Fisiología del aparato reproductor masculino .......................................... 91 8.1.6 Testosterona ............................................................................................ 92 8.2 Aparato reproductor femenino ........................................................................... 94 8.2.1 Genitales externos ................................................................................... 94 8.2.2 Genitales internos .................................................................................... 95 8.2.3 Fisiología del aparato reproductor femenino ........................................... 96 8.2.4 Ciclo sexual femenino .............................................................................. 96 8.2.5 Hormonas femeninas ............................................................................... 100

9. Desarrollo prenatal y nacimiento ............................................................................ 102 9.1 Fecundación ........................................................................................................ 103 9.1.1 Fecundación interna ................................................................................ 103 9.1.2 Fases de la fecundación ........................................................................... 104 9.1.3 Consecuencia de la fecundación .............................................................. 106 9.2 Desarrollo embrionario ....................................................................................... 107 9.3 Anexos embrionarios .......................................................................................... 111 9.4 Desarrollo o crecimiento fetal ............................................................................. 113 9.4.1 Hormonas del embarazo ............................................................................ 115

CAPÍTULO 2: REPRODUCCIÓN Y DESARROLLO



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er s i t a r i o s

10. Parto ....................................................................................................................... 115

11. Lactancia .................................................................................................................. 117 11.1 Comienzo de la lactancia: función de la prolactina ............................................. 117 11.2 Eyección de la leche: función de la hormona oxitocina ....................................... 117 11.3 Composición de la leche ..................................................................................... 118

12. Hormonas, crecimiento y desarrollo ........................................................................ 119 12.1 Control del crecimiento y desarrollo de los animales .......................................... 120 12.2 Control del crecimiento y desarrollo de las plantas ............................................. 121

13. Uso médico de hormonas en el control y promoción de la fertilidad ..................... 125 13.1 Métodos de control de la fertilidad .................................................................... 125 13.2 Esterilidad y fertilidad ......................................................................................... 128 13.2.1 Esterilidad ................................................................................................ 128

13.2.2 Promoción de la fertilidad ........................................................................ 129 13.2.3 Sexualidad humana ................................................................................. 131 13.2.4 Paternidad-maternidad responsable ........................................................ 131

139 1. Nutrición .................................................................................................................. 140

2. Nutrientes ................................................................................................................ 142 2.1 Lípidos ................................................................................................................ 142

2.2 Hidratos de carbono ........................................................................................... 143 2.3 Proteínas ............................................................................................................. 143 2.4 Vitaminas ............................................................................................................ 144 2.5 Sales minerales ................................................................................................... 146 2.6 Antioxidantes ...................................................................................................... 147

3. Consumo de energía y actividad física .................................................................... 148

4. Cálculo de peso ideal ............................................................................................... 149

5. Dieta balanceada ..................................................................................................... 154

163

1. Introducción ............................................................................................................. 164

2. Histología del tubo digestivo ................................................................................... 165

3. Cavidad bucal .......................................................................................................... 166 3.1 Composición y funciones de la saliva .................................................................. 167 3.2 Control nervioso ................................................................................................. 167

3.3 Digestión mecánica y química en la boca ........................................................... 167

4. Faringe ..................................................................................................................... 168

CAPÍTULO 3: NUTRICIÓN

CAPÍTULO 4: SISTEMA DIGESTIVO



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C P E C H


5. Esófago .................................................................................................................... 169

6. Estómago ................................................................................................................. 170 6.1 Histología ........................................................................................................... 170 6.2 Jugo gástrico ...................................................................................................... 171 6.3 Digestión mecánica y química ............................................................................. 171 6.4 Control de la secreción gástrica .......................................................................... 172 6.5 Hormonas digestivas ........................................................................................... 173 6.6 Vaciamiento gástrico .......................................................................................... 173

7. Intestino delgado ..................................................................................................... 174 7.1 Histología ........................................................................................................... 174 7.2 Jugo intestinal .................................................................................................... 175 7.3 Glándulas anexas ................................................................................................ 176 7.3.1 Hígado y vesícula biliar ............................................................................ 176

7.3.2 Páncreas .................................................................................................. 179 7.4 Digestión química (formación del quilo) ............................................................. 180 7.5 Digestión mecánica ............................................................................................. 182 7.6. Absorción ........................................................................................................... 183

8. Intestino grueso ....................................................................................................... 186 8.1 Histología ........................................................................................................... 186 8.2 Digestión mecánica ............................................................................................ 186 8.3 Digestión química ............................................................................................... 187 8.4 Absorción en el colon ......................................................................................... 187 8.5 Reflejo de defecación .......................................................................................... 187

9. Rol de la insulina en la regulación de la glicemia .................................................... 187 9.1 Origen y estructura ............................................................................................. 187 9.2 Biosíntesis, secreción y regulación ...................................................................... 188 9.3 Regulación de la insulina .................................................................................... 188 9.4 Efecto de la insulina en el músculo ..................................................................... 189 9.5 Efectos de la insulina en el hígado ...................................................................... 189 9.6 Otros efectos de la insulina ................................................................................. 189

10. Rol del glucagón en la regulación de la glicemia .................................................... 190 10.1 Síntesis, secreción y regulación ........................................................................... 190

10.2 Efectos del glucagón sobre el metabolismo de los hidratos de carbono ............ 190 10.3 Otros efectos del glucagón ................................................................................. 190

11. Enfermedades del aparato digestivo ....................................................................... 190

199

1. Sangre ...................................................................................................................... 201 1.1 Plasma sanguíneo ............................................................................................... 201 1.1.1 Proteínas plasmáticas .............................................................................. 201

1.2 Elementos figurados ........................................................................................... 202 1.3 Hemostasia ......................................................................................................... 206

CAPÍTULO 5: SISTEMA CIRCULATORIO



7


er s i t a r i o s

2. Morfología y función del aparato cardiovascular ................................................... 209 2.1 Corazón .............................................................................................................. 209 2.1.1 Anatomía e histología ............................................................................. 209 2.1.2 Recorrido de la sangre a través del corazón............................................. 211 2.1.3 Actividad eléctrica del corazón ................................................................ 212 2.1.4 Automatismo cardíaco ............................................................................ 213 2.1.5 Ciclo cardíaco .......................................................................................... 213 2.2 Vasos sanguíneos ................................................................................................ 217 2.2.1 Arterias .................................................................................................... 217 2.2.2 Venas ....................................................................................................... 217 2.2.3 Capilares .................................................................................................. 218

3. Presión sanguínea .................................................................................................... 219

4. Circuitos cardiovasculares ........................................................................................ 220 4.1 Circulación mayor o sistémica ............................................................................. 220 4.2 Circulación menor o pulmonar ........................................................................... 220

5. Sistema linfático ...................................................................................................... 221 5.1 Funciones ............................................................................................................ 221 5.2 Organización ...................................................................................................... 221 5.2.1 Órganos linfoides .................................................................................... 222 5.2.2 Linfa ........................................................................................................ 224 5.2.3 Vasos linfáticos ........................................................................................ 224

231

1. Intercambio gaseoso en animales ........................................................................... 232 1.1 El sistema respiratorio humano .......................................................................... 232 1.1.1 Porción conductora ................................................................................. 233 1.1.2 Porción respiratoria ................................................................................. 234

1.2 Fisiología de la respiración .................................................................................. 235 1.2.1 Ventilación pulmonar .............................................................................. 235 1.2.2 Respiración externa o hematosis.............................................................. 236 1.2.3 Respiración interna .................................................................................. 237 1.2.4 Transporte de gases ................................................................................. 238

2. Metabolismo celular ................................................................................................ 240 2.1 Fases del metabolismo ........................................................................................ 240 2.2 Leyes de termodinámica ..................................................................................... 242 2.3 Catabolismo y respiración celular ....................................................................... 243 2.3.1 Ausencia de oxígeno ................................................................................ 243 2.3.2 Presencia de oxígeno ............................................................................... 244 2.4 Anabolismo celular y fotosíntesis ........................................................................ 245

3. Intercambio de gases en vegetales .......................................................................... 247

4. Adaptación del organismo al esfuerzo: ejercicio y su relación con elsistema cardiovascular y el sistema respiratorio ..................................................... 250

CAPÍTULO 6: SISTEMA RESPIRATORIO



8

C P E C H


257

1. Órganos y sistemas que cumplen la función excretora ........................................... 259

2. Sistema nefrourinario .............................................................................................. 260 2.1 Anatomía del riñón ............................................................................................. 260 2.2 Formación de orina ............................................................................................. 262 2.3 Vías urinarias ...................................................................................................... 266

3. Enfermedades del sistema nefrourinario................................................................. 267

275

1. Conceptos básicos.................................................................................................... 276 1.1 Salud .................................................................................................................. 276 1.2 Enfermedad ........................................................................................................ 276

2. Clasificación de las enfermedades ........................................................................... 277

3. Impacto de la enfermedad en el individuo y su entorno ........................................ 279 3.1 Enfermedades asociadas al material genético .................................................... 279 3.2 Cáncer ............................................................................................................... 280 3.3 Enfermedades nutricionales ................................................................................ 283 3.4 Consumo de alcohol y salud ............................................................................... 284

3.5 Consumo de tabaco (cigarrillo) y salud .............................................................. 285 3.6 Consumo de drogas, solventes y otras sustancias químicas sobre la salud ........ 286 3.6.1 Prevención ............................................................................................... 291 3.7 Sistema cardiovascular y salud ............................................................................ 291 3.7.1 Enfermedades cardíacas .......................................................................... 292 3.7.2 Enfermedades de los vasos sanguíneos ................................................... 294 3.8 Enfermedades de transmisión sexual ................................................................. 295

4. Atención integral de la salud ................................................................................... 297

305

1. Herencia mendeliana ............................................................................................... 306 1.1 Los experimentos de Mendel .............................................................................. 306 1.2 Genotipo y fenotipo ........................................................................................... 310 1.3 Cruce de prueba y retrocruce .............................................................................. 310 1.4 Probabilidad y genética ...................................................................................... 310

2. Teoría cromosómica de la herencia .......................................................................... 313 2.1 Factores, genes y cromosomas homólogos ......................................................... 313 2.2 Variabilidad génica ............................................................................................. 314

2.3 Determinación cromosómica del sexo ................................................................. 318 2.4 Herencia ligada la sexo ....................................................................................... 319

CAPÍTULO 9: HERENCIA Y VARIABILIDAD

CAPÍTULO 7: SISTEMA EXCRETOR

CAPÍTULO 8: BIOLOGÍA HUMANA Y SALUD: ENFERMEDADES



9


er s i t a r i o s

3. Sexo como expresión de variabilidad fenotípica ..................................................... 320 3.1 Variabilidad intraespecie: formas heredables y no heredables ............................ 320 3.2 Herencia ligada al sexo en el hombre .................................................................. 321 3.3 Herencia influida por el sexo y herencia limitada al sexo .................................... 322

4. Extensiones de la genética mendeliana ................................................................... 323 4.1 Herencia sin dominancia .................................................................................... 323 4.2 Alelos múltiples .................................................................................................. 324 4.3 Estudios sobre los antígenos Rh .......................................................................... 325

5. Concepto de raza ..................................................................................................... 326

6. Clonación y generación de clones ........................................................................... 327 6.1 Clonación de genes ............................................................................................. 327 6.2 Clonación natural ............................................................................................... 328 6.3 Clonación artificial en plantas ............................................................................. 329 6.4 Clonación artificial en animales .......................................................................... 329

7. Determinación y representación gráfica de los caracteresvariables de la población ......................................................................................... 332

8. Genealogías .............................................................................................................. 334 8.1 Representación de una genealogía ..................................................................... 334 8.2 Herencia autosómica .......................................................................................... 335 8.2.1 Herencia dominante autosómica ............................................................. 335 8.2.2 Herencia recesiva autosómica .................................................................. 335 8.3 Herencia ligada al sexo ....................................................................................... 336 8.3.1 Herencia dominante ligada al sexo .......................................................... 336 8.3.2 Herencia recesiva ligada al cromosoma X ................................................ 336

9. Mutaciones ............................................................................................................... 338 9.1 Mutación puntiforme o génicas .......................................................................... 338 9.2 Mutaciones cromosómicas.................................................................................. 339 9.3 Mutaciones genotípicas ...................................................................................... 340 9.4 Agentes mutagénicos ......................................................................................... 340

347

1. Bases físicas de la vida ............................................................................................. 348 1.1 Temperatura........................................................................................................ 348 1.2 Presión atmosférica............................................................................................. 349 1.3 Radiación ............................................................................................................ 349

2. Niveles de organización de los seres vivos .............................................................. 349 2.1 Poblaciones ......................................................................................................... 349 2.2 Comunidades ...................................................................................................... 349

CAPÍTULO 10: ORGANISMO Y AMBIENTE



10

C P E C H


3. Incorporación de materia y energía a las plantas: fotosíntesis ......................... 349 3.1 Fases de la fotosíntesis .................................................................................. 351 3.1.1 Fase dependiente de la luz ................................................................351 3.1.2 Fase independiente de la luz..............................................................352 3.2 Factores que afectan la fotosíntesis ..............................................................353

4. Ecosistema ......................................................................................................... 356 4.1 Niveles tróficos .............................................................................................357 4.2 Flujo de energía ............................................................................................358 4.3 Transferencia de la energía ...........................................................................359 4.4 Ciclos biogeoquímicos .................................................................................. 362 4.4.1 Ciclo del agua ....................................................................................363 4.4.2 Ciclo del nitrógeno ............................................................................363 4.4.3 Ciclo del fósforo ................................................................................ 365 4.4.4 Ciclo del carbono ............................................................................... 366

5. Equilibrio ecológico ........................................................................................... 366

6. Influencia del hombre en el ecosistema ............................................................ 367 6.1 Recursos naturales .......................................................................................367 6.2 Impacto del ser humano sobre el ecosistema ...............................................368 6.3 Conservación de recursos..............................................................................371

7. Biodiversidad...................................................................................................... 372 7.1 Biodiversidad en Chile ...................................................................................372 7.2 Peligros y amenazas de la biodiversidad .......................................................373

7.3 Protección de los ecosistemas naturales .......................................................375 7.4 Estrategias de protección de la biodiversidad ...............................................376

8. Principios básicos de conservación y manejo sustentable de recursos renovables ...................................................................................... 377 8.1 Conservación ................................................................................................377 8.2 Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental (SEIA). Partes constituyentes del SEIA ......................................................................381



11


er s i t a r i o s

PRESENTACIÓN

Con el propósito de ayudarte en la adecuada preparación de la PSU de Ciencias Básicas

– Biología, te invitamos a iniciar un recorrido por las páginas de este libro. En sus

capítulos, encontrarás el desarrollo de los contenidos establecidos por el DEMRE –

Departamento de Evaluación, Medición y Registro Estudiantil – para el currículo de

esta área.

Con el fin de complementar tu proceso de aprendizaje, este libro contiene una serie

de iconos didácticos que te indicarán distintas estrategias para optimizar tu

modelo de lectura y análisis de los temas que se incluyen. Finalmente encontrarás

resolución detallada de algunos problemas, actividades adicionales para resolver yejercitación PSU en cada capítulo.

Es importante que recuerdes que la Prueba de Selección Universitaria (PSU) mide,

además, la integración de los contenidos dentro de la transversalidad del conocimiento,

es decir, evalúa ciertas destrezas cognitivas (habilidades), necesarias para resolver cada

problema. Con el propósito de orientarte en los procesos cognitivos que se evalúan, en

la página siguiente te presentamos las habilidades consideradas en la PSU, de modo

que durante la ejercitación de cada capítulo identifiques qué habilidad se desarrolla

y potencies así tu capacidad de resolución.



12

C P E C H


B i o l o g

í a P l a n C o m ú nHabilidades evaluadas

Reconocimiento: Reconocer información explícita que no implica un mayor manejo de contenidos, solo recor-

dar información específica, definiciones, hechos.

Comprensión: Además del conocimiento explícito de la información, esta debe ser relacionada para manejar el

contenido evaluado, interpretando información en un contexto distinto al que se aprendió.

Aplicación: Es el desarrollo práctico tangible de la información que permite aplicar los contenidos asimilados ala resolución de problemas. En ciencias permite llevar el conocimiento científico a la vida diaria.

ASE (Análisis, Síntesis y Evaluación): Es la más compleja de las habilidades evaluadas. Implica reconocer,

comprender, interpretar e inferir información a partir de datos que no necesariamente son de conocimiento direc-

to, y que exige reconocer las partes que forman un todo y las relaciones de causalidad entre ellas.



13


er s i t a r i o s

Íconos didácticos

Conceptos fundamentales

Indica aquellos conceptos importantes referidos al capítulo, que no

debes olvidar ni confundir.

ActividadesIndica recursos didácticos que con una estructura distinta a un ejercicio

PSU te ayudarán a aplicar los conceptos.

Sabías que...Indica relaciones importantes respecto a la aplicación real de contenidos,

con la finalidad de que los asocies de manera didáctica.

Ojo con Indica datos relevantes que debes manejar respecto a un contenido.

Ejercicios PSUIndica, aquellos ejercicios que reproducen la misma estructura de una

pregunta PSU. Encontrarás la habilidad evaluada en cada ejercicio.

Síntesis decontenidos

Indica el desarrollo de un esquema de contenido a través del cual se

sintetizan los contenidos más relevantes de uno o más temas y/o de un

capítulo.



ORGANIZACIÓN,

ESTRUCTURAY ACTIVIDADCELULAR

Capítulo 1

APRENDIZAJES ESPERADOS

Identificar las características y funciones de los componentes dela materia.

Reconocer la relación entre las propiedades de cada componentede la materia y las propiedades emergentes que nacen de cadanivel de asociación.

Reconocer la relación entre la composición y estructura molecu-

lar del agua, y sus propiedades y funciones.

Identificar las características y funciones de las sales minerales.

Reconocer la importancia del carbono como componente funda-mental de las biomoléculas.

Identificar las estructuras de las células procariontes y eucarion-tes.

Conocer el metabolismo celular.

Describir los procesos de respiración celular y fotosíntesis.



16

C P E C H


c a p í t u l o

1

Las características de los seres vivos no emergen gradualmente,

sino que aparecen súbita y específicamente en forma de una

célula viva, algo que es más que sus átomos y moléculas

constituyentes, y es diferente.

1. La vida y sus propiedades

La biología es una ciencia que se ha propuesto una meta bastante ambiciosa: comprender qué es la vida y cuálesson las leyes que la rigen. Por esto estudia la morfología, la fisiología, la genética, la taxonomía, la paleontología,la anatomía, la citología, la histología, la botánica y la zoología de cada ser vivo.

Con este fin, se une con otras ciencias como la bioquímica, que estudia las transformaciones y aprovechamientode las materias orgánicas e inorgánicas, y la biofísica, que aplica los métodos y principios fundamentales de lafísica al análisis de la estructura y funciones de los seres vivos. Estas asociaciones entre las diferentes ciencias

se deben a uno de los principios fundamentales de la biología: los seres vivos obedecen a las leyes de la físicay la química.

La organización biológica es jerárquica. Los organismos y el medio en que se desenvuelven están formados porlos mismos componentes químicos, átomos y moléculas que la materia inanimada. Sin embargo, los organismosno son solo el conjunto de átomos y moléculas que los forman. La materia viva y la materia inanimada presentandiferencias reconocibles en los niveles de organización de la materia, desde los niveles inferiores más sencilloshasta los niveles superiores más complejos.

Característicamente, cada nivel de organización superior envuelve cada uno de los niveles de organizacióninferior. No obstante, cada nivel presenta algo más que las propiedades de cada una de sus partes: posee

propiedades emergentes que se forman en ese nivel y que no existen en el anterior por las interacciones entresus partes. Por ejemplo, un organismo vivo está constituido a partir de la interacción de carbono, hidrógeno,oxígeno y nitrógeno; pero tiene propiedades diferentes a las de sus átomos constitutivos. Es decir, si dentro deun recipiente colocamos las proporciones de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno que tiene un ser humanoy le damos una temperatura adecuada, no conseguiremos formar las interrelaciones que estructuran la materia

viva y, por tanto, a un humano como nosotros. Solo tendremos carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógenomezclados en un recipiente, cada uno dueño solo de las propiedades emergentes que le corresponden a su nivelde organización.

De todas las propiedades emergentes de la materia, la vida, que surge en el nivel de organización llamado célula,es sin duda la más importante y la causal de que hoy estemos aquí. Ella se produce a partir de la interacción

entre los componentes de cada uno de los niveles de organización, es decir, desde el nivel atómico hasta elde la biosfera. Estas interacciones permanentes, que a lo largo del tiempo han dado lugar al cambio evolutivo,en una primera instancia determinaron lo que a continuación estudiaremos: la organización de la materia viva.

• Átomo: Es la partícula más pequeña de un elemento, una sustancia que no puede ser desintegrada enotra sustancia por medios químicos ordinarios. Los átomos están constituidos por partículas subatómicas(protones, neutrones y electrones).

• Moléculas: Son los componentes fundamentales de las células. Existen moléculas orgánicas e inorgánicas.En los seres vivos se encuentra una gran variedad de moléculas de estructura y función diversas.

• Macromoléculas: Son asociaciones de moléculas, lo que las hace más complejas. Cumplen funcionesesenciales en la célula. Algunas son componentes estructurales, otras cumplen funciones reguladoras yotras actúan como directoras de toda la actividad celular. Entre las macromoléculas biológicas destacan lasproteínas, lípidos, ácidos nucléicos y carbohidratos.

Organización, estructura y actividad celular



17


er s i t a r i o s

Capítulo 1 Organización, estructura y actividad celular

• Célula: Es la unidad estructural y funcional de los seres vivos,así como la primera unidad operacional de la materia viva. Laspropiedades características de los sistemas vivos emergen súbitay específicamente en forma de una célula viva, algo que es másque sus átomos y moléculas constituyentes y que es diferente

de ellos. De manera general podemos clasificarlas en célulasprocariontes y eucariontes.

• Tejidos: Es una asociación de células que presentan unamorfología similar con funciones específicas que se encuentranunidas estructuralmente y funcionan de manera coordinada.

• Órganos y sistemas de órganos: Los órganos son una asociaciónde tejidos especializados, que permiten realizar diversas funcionesen forma integrada y que contribuyen al funcionamiento delorganismo completo. Los sistemas de órganos, en conjunto,

forman un organismo, que interactúa con el ambiente externo.Sin embargo, no todos los organismos multicelulares alcanzan elnivel de organización de sistemas de órganos.

• Individuos y poblaciones: Los individuos multicelulares puedenalcanzar el nivel de organización de tejidos, de órganos o desistemas de órganos. Además es la segunda unidad operacionalde la materia viva. En cada caso están formados por grupos deestructuras que trabajan en forma coordinada. Las poblacionesson grupos de individuos de la misma especie cuya descendenciaes fértil y que conviven en el espacio y en el tiempo.

• Especie: Conjunto de poblaciones naturales cuyos individuospueden cruzarse entre sí y pueden generar descendencia fértil,y que están reproductivamente aisladas de todas las demáspoblaciones.

• Comunidad: Está constituida por los componentes bióticos deun ecosistema. En términos ecológicos, las comunidades incluyena todas las poblaciones que habitan un ambiente común y queinteractúan entre sí.

• Ecosistema: Está formado por componentes bióticos y abióticosque interactúan entre sí. Es la tercera unidad operacional de lamateria viva. A través de esos componentes, fluye la energíaproveniente del Sol y circula la materia. Dentro de un ecosistemahay niveles tróficos.

• Biosfera: Es la parte de la Tierra en la que existe vida. Es solo unadelgada película de la superficie de nuestro planeta.

Además de organización, los organismos vivos presentan otras carac-terísticas que le son propias:

• Metabolismo: Los seres vivos necesitan un aporte constante deenergía, la cual es brindada por el metabolismo que es la suma detodas las transformaciones físicas y químicas que ocurren dentrode una célula o un organismo.

Átomos

Célula

Hidrógeno Oxígeno

Macromolécula

Molécula

Agua

Mitocondria

Organelo

Tejido

Células

Entre los nivelesde ecosistema y biosfera, seencuentra Bioma.

Bioma: Área geográfica degran tamaño, que poseeflora y fauna característicos,capaces de adaptarse a ese

tipo de entorno. Con clima ydistribución geográfica quelos diferencian.



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C P E C H


c a p í t u l o

1 Las reacciones metabólicas se pueden dividir en dos grandes categorías:

- Anabolismo: Dentro de una célula o de un organismo, es la suma de todas las reacciones químicas enlas cuales se sintetizan moléculas complejas a partir de moléculas simples, como la fotosíntesis. Estas

reacciones son del tipo endergónicas, o sea, que necesitan de energía para que puedan ocurrir.

- Catabolismo: Dentro de una célula o de un organismo, es la suma de todas las reacciones químicas enlas cuales las moléculas grandes se desintegran en partes más pequeñas, como la respiración celular. Estasreacciones liberan energía, por lo que también son reacciones exergónicas.

• Irritabilidad: Es la capacidad de los organismos de responder frente a un estímulo, externo o interno.Algunas de estas respuestas pueden ser:

- Tactismo: Son respuestas propias de animales frente a estímulos del medio ambiente. Estas respuestaspueden ser de aproximación al estímulo, llamadas tactismo positivo, o de alejamiento del estímulo,

llamadas tactismo negativo. El nombre del tipo de tactismo deriva del estímulo que lo provoca, porejemplo, fototactismo es la respuesta provocada por un estímulo luminoso.

- Tropismo: Son respuestas propias de los vegetales frente a estímulos del medio ambiente, las cualespueden ser de aproximación al estímulo, llamadas tropismo positivo, o de alejamiento del estímulo,llamadas tropismo negativo. El nombre del tipo de tropismo deriva del estímulo que lo provoca; porejemplo, fototropismo es la respuesta provocada por un estímulo luminoso.

• Reproducción: Producción de seres iguales o semejantes a los organismos que les dieron origen, lo queasegura la mantención de la especie.

• Adaptación: Estado de encontrarse ajustado al ambiente como resultado de la selección natural u otroproceso evolutivo. La adaptación puede ser fisiológica. Este proceso puede ocurrir ya sea en el curso de la

vida de un organismo individual, (tal como la producción de más glóbulos rojos en respuesta a la exposicióna grandes altitudes) o de en una población, durante el curso de muchas generaciones.

Actividades

1. Explica brevemente qué son las propiedades emergentes de la materia viva.

2. Términos pareados.

a. Macromoléculas Anabolismo y catabolismob. Metabolismo Primera unidad operacionalc. Célula Respuesta frente a estímulosd. Ecosistema Partícula más pequeña e indivisiblee. Irritabilidad Asociación de moléculas

f. Átomo Tercera unidad operacional g. Biosfera Es la parte de la Tierra en la que existe vida

3. Investiga:

• ¿Qué es taxonomía?

• ¿En qué consiste la clasicación en reinos de los organismos vivos?

• ¿Cuántos reinos hay? Menciona las características de cada reino.



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er s i t a r i o s


2. Composición de la materia viva

La estructura de la célula, visible con el microscopio óptico y electrónico, es consecuencia de las moléculasorganizadas en un orden muy preciso. La biología de la célula es inseparable de las moléculas, porque de la

misma manera que las células son los bloques con que se edifican los tejidos y los organismos, las moléculasson los bloques de edificación de las células.

Las principales macromoléculas de la célula, tales como hidratos de carbono, lípidos, proteínas y ácidosnucleicos , son sintetizadas a partir de pequeñas moléculas. Sus estructuras, complejas y exactamente definidas,les confieren unas propiedades características que les permiten desempeñar todas las funciones más importantesde la célula. Las macromoléculas son responsables del ensamblaje de los componentes celulares, de la catálisis,de las transformaciones químicas, de la producción del movimiento y, sobre todo, de la herencia. A continuación,revisarás los principales aspectos relacionados con las biomoléculas que forman a los seres vivos.

2.1 Átomos y moléculas

Toda la materia está constituida por átomos. Existen un poco más de 100 tipos diferentes, que son denominadoselementos químicos.

Cada átomo está formado por un núcleo compacto y pequeño, formado por los protones (que poseen cargapositiva) y los neutrones (que no poseen carga). Alrededor del núcleo gira una nube de partículas de ínfimamasa, llamadas electrones. Los átomos son neutros porque elnúmero de electrones es igual al de protones.

Los electrones se disponen en distintas capas alrededor del núcleo.

Cuando un electrón absorbe energía pasa a capas más alejadas delnúcleo y, por tanto, queda excitado (fenómeno que es importanteen la fotosíntesis). Al regresar a su nivel de energía original, liberaenergía.

El comportamiento químico de un átomo está determinado por elnúmero y distribución de sus electrones. Un átomo es más establecuando todos sus electrones están en sus niveles de energía más bajosposibles y esos niveles de energía están completos. Las reaccionesquímicas entre los átomos resultan de su tendencia a alcanzar ladistribución electrónica más estable posible. Las partículas formadas

por dos o más átomos se conocen como moléculas y se mantienen juntas por enlaces químicos.

2.1.1 Enlaces químicos

• Enlace iónico: Se forman por la atracción mutua de partículas de carga eléctrica opuestas. Dichas partículasse forman cuando un electrón salta de un átomo a otro, de manera que los átomos quedan cargados,denominándose iones. Los iones de carga positiva se conocen como cationes y los de carga negativa comoaniones.

• Enlace covalente: Se forma cuando dos átomos comparten uno o más pares de electrones. Este tipo deenlace es importante en los seres vivos porque da estabilidad a las moléculas biológicas. Cuando compartenun par de electrones se denomina enlace simple; si comparten dos, enlace doble, y si se comparten tres,enlace triple. Cuando los enlaces covalentes se forman entre átomos distintos, los electrones se compartenen forma desigual, provocando diferencias de cargas en la molécula.

11 p+

12 n0

Nivel exterior (tercero)

de energía con un electrón

Átomo de sodio (Na)(11p+, 11 e =carga 0)

e

e

e e

e

e ee

e

e e



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1 • Enlaces químicos débiles: Las moléculas orgánicas pue-den interactuar con otras moléculas a través de fuerzas nocovalentes de alcance reducido. Típicamente, los enlacesquímicos débiles tienen una fuerza 20 veces inferior a lade un enlace covalente. Sólo son suficientemente fuertespara fijar dos moléculas cuando se forma de manera si-multánea un número elevado de ellos.

- Enlaces de hidrógeno (puentes de hidrógeno): Unátomo de hidrógeno es compartido por dos átomos,ambos electronegativos, como el O

2 y el N

2. Los enlaces

de hidrógeno son más fuertes cuando los átomos seencuentran en línea recta. Este tipo de enlace se encuentraen diversas moléculas, como, por ejemplo, el agua.

- Interacciones hidrofóbicas: Dan lugar a la asociaciónde grupos no polares entre sí, excluyendo el contacto con el agua. Esta situación se encuentra en las

proteínas globulares, donde las cadenas laterales repelen las moléculas de agua que rodean la proteína ydeterminan que la estructura globular se vuelva más compacta.

- Fuerzas de Van der Waals: Se presenta cuando los átomos que componen una molécula se encuentranmuy cerca. Esta proximidad induce fluctuaciones en sus cargas, que dan lugar a las mutuas atraccionesentre los átomos. Aunque individualmente son muy débiles, pueden resultar importantes cuando dossuperficies moleculares se adaptan estrechamente una con otra.

2.1.2 Reacciones químicas

Son intercambios de electrones entre átomos o moléculas para formar nuevos productos. Dos ejemplos impor-tantes desde el punto de vista biológico son:

• Oxidaciones y reducciones: Un átomo o molécula se oxida al perder electrones y se reduce al ganar elec-trones. Para que un átomo o molécula se oxide, otra debe quitarle los electrones, es decir, debe reducirse.Por ejemplo:

Fe2+ Fe3+ + electrón

oxidación

reducción

En biología las reacciones de óxido-reducción son importantes en el metabolismo celular, porque liberan laenergía necesaria para formar ATP (molécula que utilizan las células para los procesos energéticos).

• Hidrólisis y condensación: La hidrólisis es la ruptura de un enlace covalente por acción de una moléculade agua donde se incorporan sus partes (iones H+ y OH-). La condensación es la reacción contraria, en lacual se forma un compuesto más complejo con liberación de una molécula de agua.

sacarosa

fructosa

+ H20

OH + HOglucosa

O O

OO

O

1 p+ 1 p+

Átomos de hidrógeno (2H)

1 p+ 1 p+

Molécula de hidrógeno (H2)

H-H

e

e

e

e



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er s i t a r i o s


Las hidrólisis son importantes en los seres vivos porque son la forma en que las enzimas digestivas y lisoso-males actúan al degradar una sustancia. Las condensaciones están representadas en muchas reacciones debiosíntesis, como la formación de carbohidratos, proteínas y ácidos nucleicos.

2.2 Biomoléculas

El análisis de la composición de los seres vivos nos muestra que los compuestos químicos que los constituyenson los mismos que componen el resto de la materia de nuestro planeta y de todo el universo. Sin embargo,la proporción en la que se encuentran los diferentes elementos (átomos) es distinta en los seres vivos que enlos no vivos. Los átomos que componen a los seres vivos se caracterizan por establecer entre ellos complejasy múltiples combinaciones, que dan origen a las biomoléculas. Las biomoléculas se clasifican en inorgánicas(agua y sales minerales) y orgánicas (hidratos de carbono, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos, vitaminas, etc.).

2.2.1 Biomoléculas inorgánicasa. El agua y sus propiedades

El agua constituye entre el 50% y el 90% de la masa de los seres vivos y ocupa el 75% de la superficie del globoterrestre. La molécula de agua está formada por un átomo de oxígeno, unido covalentemente a dos átomosde hidrógeno. La zona de los hidrógenos es levemente positiva y la del oxígeno es levemente negativa. Estasituación determina que el agua sea bipolar, lo que permite explicar muchas de sus propiedades.

8 p+

8 n0

Hidrógeno Hidrógeno

H

1 p+ 1 p+

Oxígeno

HO

Agua (H2 0)

ee

e

ee

e

e

e e

e

Polaridad de las moléculas de agua: El oxígeno es más electronegativo que elhidrógeno, es decir, su núcleo atrae con más fuerza a los electrones.

Esto produce un reparto desigual de las cargas, por lo que la molécula deagua se comporta como un dipolo eléctrico, en el cual el polo negativo corresponde al

oxígeno y el positivo, a los hidrógenos.



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1La composición y estructura de las moléculas de agua se manifiestaen las siguientes propiedades:

• Alta tensión supercial: Se presenta debido a la gran cohesiónque existe entre las moléculas de agua en una superficie. Se nota

al observar la superficie de contacto del agua con otro medio,como, por ejemplo, el aire. La superficie del agua se encuentra mástensionada (cohesionada) debido a que presenta una cantidadlevemente mayor de puentes de hidrógeno, lo que explica quesea la primera zona en congelarse al colocar un vaso con agua alrefrigerador.

En esta situación, las moléculas de agua se cohesionanfuertemente y la superficie del líquido se comporta como unasuperficie elástica, capaz de sostener el peso de pequeñaspartículas.

• Alto calor especíco: Es la cantidad de energía necesaria paraelevar la temperatura del agua. Esto ocurre debido a que losnumerosos puentes de hidrógeno que se establecen entre susmoléculas limitan el movimiento de estas y retardan el incrementode la agitación térmica.

De esta manera, cuando el agua se calienta, la temperaturaasciende lentamente, debido a que no todo el calor se utiliza paraaumentar el movimiento de las moléculas.

Una parte se invierte para romper los puentes de hidrógeno.De este modo, los seres vivos mantienen su temperaturarelativamente constante.

El descenso de la temperatura del agua también se producelentamente, ya que corresponde a una pérdida de calor importante,la misma que se utilizó para producir su incremento.

• Alto calor de vaporización: Cantidad de calor requerido paraque un líquido pase a un estado gaseoso, gracias al cual losseres vivos pueden disipar grandes cantidades de calor mediante la

evaporación de pequeñas cantidades de agua.

Esta propiedad, en conjunto con la anterior, convierten el agua enun eficiente regulador de la temperatura interna.

• Solvente universal: Debido a que el agua es una molécula polar,es capaz de separar un gran número de moléculas cargadas,haciendo que se disuelvan en ella.

--

- -

--

-

+

+

+ +

++

+ + -

-

Agua

Na+

CI-

Sal

• Cohesión: Es la atracciónexistente entre las mo-léculas de agua y da porresultado la formación depuentes de hidrógeno.

• Adhesión: Es la atraccióny unión de las moléculasde agua con otras molécu-las polares diferentes.

• Capilaridad: Es la capaci-dad que presenta el agua

para ascender por el inte-rior de un conducto estre-cho o penetrar a través dediferentes estructuras ta-les como el suelo, el papel,entre otros.

• Calor especíco: Es lacantidad de calor necesa-rio para aumentar en un°C la temperatura de ungramo o kilogramo de una

sustancia.• Soluciones ácidas: Una

solución es ácida cuandola concentración de H+ essuperior a la de OH- y, portanto, el valor del pH esinferior a 7. El aumento dela concentración de ionesde H+ se debe a la disocia-ción de una sustancia áci-da (sustancia donadora deprotones), como el ácido

clorhídrico.

• Soluciones básicas: Unasolución es básica o alca-lina cuando la concentra-ción de OH- es superior ala de H+ y, por tanto, el va-lor del pH es superior a 7.El aumento de la concen-tración de iones de OH- sedebe a la disociación deuna sustancia básica (sus-

tancia aceptora de proto-nes), como NaOH .

Sabías que...



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er s i t a r i o s


• Tendencia a ionizarse: El agua tiene una leve tendencia a ionizarse, es decir, uno de los átomos dehidrógeno se separa de su molécula para combinarse con otra molécula de agua. De esta manera seobtiene el anión OH- denominado hidroxilo, y el catión H

3O+ denominado hidronio que se representa como

H+ (protón). Como sus concentraciones en el agua pura son iguales, se dice que el agua es neutra (ni ácida

ni básica).

Agua Ion hidroxilo + Ion hidronio

2(H20) (0H)- (H

30)+

Ácidos y bases

Los ácidos son sustancias que en solución liberan protones (H+), mientras las bases los aceptan.Para cuantificar la acidez se usa una escala denominada pH, que es una medida de la concentra-ción de protones en solución. Las soluciones con pH inferior a 7,0 son ácidas. Las que tienen pHsuperior a 7,0 son básicas. El agua tiene pH 7,0.

El pH puede ser diferente entre un ser vivo y otro e, incluso, entre distintas regiones del cuerpo delmismo individuo. Como sea el caso, lo que siempre resulta fundamental es mantener el pH dentrode márgenes de normalidad, que es generalmente entre 6 y 8. En los organismos existen tamponeso buffers o sustancias amortiguadoras del pH que se encargan de mantenerlo. Un ejemplo impor-tante de estas sustancias son el bicarbonato y el ácido carbónico. Según la siguiente reacción:

HCO3

- + H+ H2

CO3

Cuando aumenta la acidez, el bicarbonato (HCO

3

-) capta H+. Si la acidez es baja, el ácido carbó-nico (H

2CO

3) libera protones.

Sabías que...

b. Sales minerales

A pesar de constituir una pequeña fracción de la masa de los seres vivos, cumplen funciones fundamentales.Por ejemplo:

Tipo Función

Sodio (Na+ ) y Potasio (K +)

Participan en la conducción del impulso nervioso. Además el sodio tiene un gran potencialosmótico, es decir, capacidad para arrastrar agua. El K + es importante en la mantención del

volumen de agua intracelular.

Calcio (Ca2+) Forma parte de la estructura de huesos y dientes. Además participa en la contracciónmuscular, en la coagulación sanguínea, en la sinapsis.

Hierro (Fe2+, 3+) Es constituyente de la hemoglobina, por lo tanto, fundamental en el transporte deoxígeno.

Magnesio (Mg 2+) Forma parte de la clorofila e interviene en la fase clara de la fotosíntesis.



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12.2.2 Biomoléculas orgánicas

Las biomoléculas orgánicas se caracterizan por poseer un esqueleto molecular de átomos de carbono unidos aátomos de hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y otros elementos.

a. Glúcidos, carbohidratos o hidratos de carbono

Corresponden a moléculas formadas principalmente por átomos de carbono,hidrógeno y oxígeno. Se clasifican según el número de azúcares (monómeros)que contienen. De acuerdo con esto, tenemos: monosacáridos, disacáridos ypolisacáridos.

• Monosacáridos: Son azúcares simples cuya fórmula general es (CH2O)n donde n

representa el número de átomos de carbono que posee la molécula. Su valor varíadesde 3 hasta 7, tienen color blanco y son solubles en agua.

Los monosacáridos los podemos clasificar según el número de átomos de carbo-no que presentan, de esta manera nos queda:

Por ejemplo, si n = 5 la fórmula sería C5H

10O

5 y corresponde a un monosacárido de 5 átomos de carbono,

denominado Pentosa. Por ejemplo, ribosa y desoxirribosa (presentes en los ácidos nucleicos). La glucosa,fructosa y galactosa son hexosas, debido a que poseen 6 átomos de carbono.

Los monosacáridos formados por cadenas de 5 o más átomos de carbono suelen presentar estructuras cícli-cas cuando se hallan en solución.

La función más importante de los monosacáridos es energética. Son las sustancias que las células oxidan

para obtener energía, como la glucosa. Al unirse varios monosacáridos forman moléculas más grandes:disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.

H

Triosas(3 carbonos)

Gliceraldehído(C

3H

6O

3)

Ribosa(C

5H

10O

5)

Glucosa(C

6H

12O

6)

Pentosas(5 carbonos)

Hexosas(6 carbonos)

Número de átomos de carbono

H

H

H

H

H

H

HH

HH

HH

H

H

H

H

OH

OH

OH

OH

HOOH

OHOH

OH

OHOH

O

O

OC

C

C

C

CC

C

C

CC

CC

C

C

H O

C

C

C

C

C

H OH

HO H

H OH

H OH

H2OH

1

2

3

4

5

CH2OH

5

4

3 2

1

O

H

OH

OH

OH

H

HO

H

H

6

C6

Glucosa

Fórmula monosacárido n Clasificación

C3 H

6O

33 Triosa

C4H

8O

44 Tetrosa

C5H

10O

55 Pentosa

C6H

12O

66 Hexosa

C7H

14O

77 Heptosa



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er s i t a r i o s


• Disacáridos: Están constituidos por dos monosacáridos unidosa través de un enlace covalente, denominado enlace glucosídico.

Este se forma a través del proceso de condensación. Los disacári-dos más importantes son:

- Sacarosa: Formada de glucosa y fructosa. Es el azúcar de caña ocomún.

- Maltosa: Formada por la unión de dos glucosas. También seconoce como azúcar de malta.

- Lactosa: Formada por glucosa y galactosa. Es el azúcar de laleche.

Los disacáridos tienen función energética, debido a que como pro-

ducto de su hidrólisis se obtienen monosacáridos que pueden uti-lizarse para obtener energía. Además son una importante forma detransporte de azúcares.

• Oligosacáridos: Al parecer, la mayoría de los oligosacáridos detres o más monosacáridos intervienen en los procesos de recono-cimiento celular, puesto que se encuentran ubicados en la mem-brana plasmática en forma de glucolípidos y glucoproteínas.

• Polisacáridos simples: Están constituidos por muchas unidadesde monosacáridos simples. No presentan sabor dulce, son inso-

lubles en agua y no forman cristales.

Existen tres polisacáridos de importancia biológica, constituidospor largas cadenas de glucosa: Glucógeno, Almidón y Celulosa.

- Glucógeno: Es un polímero de glucosas muy ramificado y cons-tituye el polisacárido de reserva energética en animales. Se al-macena principalmente en el hígado y en los músculos estria-dos.

- Almidón: Es una mezcla de dos polisacáridos: uno lineal (ami-

losa) y uno ramificado (amilopectina). Es la molécula de reservaenergética vegetal. Es muy abundante en las semillas y los tu-bérculos, como la papa.

- Celulosa: Es un polímero lineal, presente en la pared de lascélulas vegetales. Su función es estructural. La celulosa poseeenlaces glucosídicos tipo beta. Como no tenemos enzimas quelos puedan romper, no podemos utilizar su glucosa en nuestrasreacciones metabólicas.

- Quitina: Polisacárido compuesto de glucosas modificadas, el

cual está presente en el exoesqueleto de artrópodos y en la pa-red celular de los hongos.

Los grupos funcionales sonsectores de las moléculasque les otorgan ciertaspropiedades iónicas y/o pola-res. Las moléculas recibendiferentes nombres según el

grupo funcional que poseen:

•Grupo hidroxilo (OH):Se caracteriza por ser muypolar y está presente en losalcoholes principalmente.

•Grupo carboxilo (COOH): Se caracteriza por estarpresente en los ácidos y esun grupo ácido.

•Grupo amino (NH2): Es

un grupo básico.

Sabías que...

Los azúcaresglucosa, fructosay galactosa son

isómeros, es decir,tienen la misma fórmulaquímica; pero sus átomos seordenan de forma diferente,debido a lo cual presentanpropiedades diferentes.



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1b. Lípidos o grasas

Grupo heterogéneo de moléculas que comparten la característicade ser hidrofóbicas (es decir, no se disuelven en agua en forma

parcial o total). Sin embargo, son capaces de disolverse ensolventes orgánicos apolares, como éter, benceno y cloroformo.

Al igual que los carbohidratos, están formados por C, H y O, perocon una menor proporción de oxígeno. En ocasiones contienenotros elementos, como fósforo y nitrógeno.

La gran variedad estructural de los lípidos nos da como resultadouna gran diversidad de funciones:

• Lípidos de reserva energética

- Ácidos grasos:Están formados por una cadena hidrocarbonada,con un grupo carboxilo en uno de sus extremos (COOH).En general, la cadena es lineal y presenta un número par deelectrones.

En ocasiones, presenta ramificaciones. Existen alrededor de 30 tipos distintos de ácidos grasos, los cuales se pueden clasificaren ácidos grasos saturados y ácidos grasos insaturados.

* Ácidos grasos saturados: Son moléculas lineales, que

presentan enlaces simples en su molécula, lo que significaque las posibilidades de enlace están completas para todoslos átomos de carbono de la cadena. Además se caracterizanpor ser sólidos a temperatura ambiente. Ejemplo de grasasformadas por ácidos grasos saturados son la manteca decerdo y el tocino.

* Ácidos grasos insaturados: Son aquellos que presentanenlaces dobles, es decir, sus átomos de carbono tienen elpotencial para formar enlaces adicionales con otros átomos.

Justo en el lugar donde tienen un doble enlace, presentan un

punto bisagra, es decir, justo en ese lugar la molécula estadoblada. Además se caracterizan por formar agrupacionesmenos compactas, ya que los pliegues de sus cadenasimpiden la proximidad entre las moléculas. El enlace doble delos insaturados los hace líquidos a temperaturas ambiente.Por ejemplo, el aceite de oliva y el aceite de maíz.

Existen algunos ácidos grasos indispensables para nuestrosprocesos vitales y, por ello, se denominan ácidos grasosesenciales, como por ejemplo el ácido linoleico y el ácidoaraquidónico.

La función de los ácidos grasos anteriores, es obtener energía apartir de la oxidación de estos.

HO

C=O

HO

C=O

Ácidos grasosSaturados

Ácidos grasosInsaturados

La Estericación es unareacción mediante la cual seune el carbono de un grupo

carboxilo con el carbono deun grupo carboxilo de otramolécula.

Sabías que...



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er s i t a r i o s


- Grasas neutras: Son moléculas formadas por un glicerol (alcohol) y uno, dos o tres ácidos grasos,unidos mediante enlaces éster. Según esto, se denominan monoglicéridos, diglicéridos y triglicéridos,respectivamente , según la cantidad de ácidos grasos que se encuentran unidos a una molécula de glicerol(alcohol de 3 carbonos).

La función de las grasas neutras es constituir reservas energéticas en animales (grasas) y vegetales (acei-tes). Liberan casi el doble de energía por gramo, comparado con un carbohidrato. Son aislantes térmicos.

• Lípidos estructurales

- Ceras: Son lípidos formados por ácidos grasos de alto número de átomos de carbono, aproximadamente40. Son insolubles en agua.

Las ceras son protectoras como lubricantes o impermeabilizantes. Se encuentran en piel, plumas, pelo,exoesqueleto de insectos, etc. Estructural, como es el caso de la cera de abeja permite la fabricación de lasceldas que dan forma al panal.

- Fosfolípidos (fosfoglicéridos): Son lípidos formados por una molécula de glicerol, dos ácidos grasos yuna molécula de ácido fosfórico a la que se une un grupo sustituyente polar, como un alcohol. De estamanera, los fosfolípidos son considerados moléculas anfipáticas (hace alusión a que los fosfolípidos tienenun doble comportamiento frente al agua, hidrofílico e hidrofóbico al mismo tiempo).

La región polar de un fosfolípido corresponde al ácido fosfórico y al grupo sustituyente, mientras que laparte apolar corresponde a las cadenas de ácidos grasos.

Cuando se mezclan con el agua, estas sustancias se agrupan formando pequeñas estructuras esféricasdenominadas micelas.

El comportamiento anfipático de los fosfolípidos les permite formar membranas biológicas. En estas, lascolas hidrofóbicas quedan orientadas hacia el interior y las cabezas hidrofílicas se orientan hacia el medio.

- Esteroides: Tienen una estructura diferente a la de los otros lípidos. Están formados por cuatro anillos deátomos de carbono unidos entre sí y una cadena lateral hidrocarbonada unida a uno de los anillos (sonderivados del ciclopentano-perhidrofenantreno).

Dentro de este grupo de esteroides encontramos las sales biliares, el colesterol, las hormonas sexuales,las hormonas de la corteza suprarrenal y la vitamina D.

ColesterolHO O

OHHO

O CH2OH

Cortisol

O

HO

O CH2OH

Corticosterona O Testosterona

OH

O

O

Progesterona HO Estrógeno

Esteroides

O



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1 El colesterol es el más abundante de los esteroides, siendo muy

importante en los animales debido a su función estructural. Seencuentra en las membranas celulares. Además, es el precursorde diferentes hormonas sexuales, por ejemplo estrógenos y

hormonas suprarrenales (cortisol) y Vitamina D.

Colesterol

CH3

CH3

CH3

CHCH

2

CH2

CH2

CHCH

3CH

3

OH

Cabeza Polar(grupo fosfato)

Colas Apolares(ácidos grasos)

Fosfolípido

- Terpenos: Derivan del isopreno y se pueden encontrar en vegetales, como el Fitol (integrante de la clorofila) o de aceitesesenciales como el mentol, entre otros. Además son precursoresde diversas moléculas como las vitaminas A, E y K y pigmentos

vegetales como los carotenos y las xantófilas.

c. Proteínas

Las proteínas revisten importancia central en la química de la vida.Constituyen más del 50% del peso seco de la célula. Desde el punto de

vista funcional, las proteínas tienen roles cruciales en prácticamente todoslos procesos biológicos. Algunas funciones en las que participan son:

• Transporte: Como es el caso de la hemoglobina que transporta O2

y la bomba Na+ y K + que transporta iones.

• Movimiento: La interacción de proteínas como la actina y la

miosina, que son parte del citoesqueleto, produce movimiento ycontracción muscular.

• Estructural: Como las proteínas colágeno y elastina que dansoporte mecánico a las células que forman los tejidos.

• Inmunológica: Los anticuerpos o inmunoglobulinas sonproteínas específicas producidas por los linfocitos B y quereconocen partículas extrañas, como virus y bacterias.

• Generación y transmisión de señales: La irritabilidad de células

musculares y nerviosas depende de proteínas. También hay señalescomo las hormonas proteicas que modifican la actividad de unórgano.

• Una molécula anfipática es aquella que presentauna región hidrofóbica (oapolar) y la otra hidrofílica(o polar) en su estructura.

• El colesterol se sintetizaprincipalmente en el híga-do y se transporta por elplasma sanguíneo a travésde proteínas específicas,formando complejos de-nominados lipoproteínas.Para esto existen dos tiposdenominados lipoproteí-nas de baja densidad (low-density lipoproteins, LDL)y lipoproteínas de altadensidad (high-density li-poproteins, HDL). El coles-terol que tiene efectos per-

judiciales para la salud esel que forma parte de las

LDL, ya que estas lipopro-teínas penetran fácilmenteen la pared de las arteriasliberando colesterol. Encambio, el colesterol de lasHDL no resulta perjudicial,porque se transporta hastael hígado, donde es meta-bolizado y eliminado. Laaterosclerosis es un trans-torno que consiste en laacumulación de lípidos,

principalmente colesterol,en las paredes de las arte-rias.

• Durante la hidrólisis alca-lina de un triglicérido enpresencia de bases comoKOH y el NaOH, los ácidosgrasos liberados se unen aiones de K + o Na+ y danlugar a sales denominadas

jabones. Esta reacción de

hidrólisis recibe el nombrede saponicación.

Sabías que...



29


er s i t a r i o s


Acerca de las proteínas:

• Aminoácidos: Las unidades básicas que constituyen las proteínas son los aminoácidos. Cada aminoácidoestá formado de un grupo amino (NH

2) que es básico y un grupo carboxilo (COOH) de naturaleza ácida.

Ambos grupos se unen a un átomo de C central, al cual también se une un grupo radical (R) o cadenalateral. También el carbono central se une a un hidrógeno, para completar sus 4 enlaces covalentes.

grupo ácido grupo amino C

R

NH

H+H

O

C O-

H

Radical o cadena lateral

En la naturaleza existe un gran número de aminoácidos. Pero solo veinte forman parte de las proteínas. Estosson diferentes entre sí a nivel de la cadena lateral o grupo R.

Existen un grupo de aminoácidos llamados no escenciales, se denominan así porque nuestro organismo escapaz de sintetizarlos (fabricarlos). Salvo bacterias y vegetales, el resto de los organismos no son capaces desintetizar todos los aminoácidos, los cuales se denominan aminoácidos esenciales (corresponden a 10).

En solución acuosa los aminoácidos suelen ionizarse dando lugar a un ion dipolar, o sea, a un ion con unazona cargada en forma negativa y otra cargada en forma positiva. De esta manera se pueden comportar comoácidos y como bases. Estas sustancias se conocen, como anfóteras.

La unión de dos aminoácidosse realiza entre el grupo amino

de un aminoácido con el grupocarboxilo de otro aminoácido,con pérdida de una moléculade agua (condensación). Esteenlace se denomina peptídicoy es de tipo covalente.

La unión de dos aminoácidosforma un dipéptido, y detres un tripéptido. Cuandose unen entre sí unos pocos

aminoácidos, se denominaoligopéptido.

Un polipéptido está formadopor muchos aminoácidos, a

veces 1.000 o más.

Glicina (Gly) CHH

NH2

COOH

Alanina (Ala) CHCH3

NH2

COOH

Valina (Val) CHCH

NH2

COOHH

3C

H3C

Leucina (Leu) CH2

CH

NH2

COOHH

3C

H3C

CH

Isoleucina (Ile) CH

NH2

COOHCH

2

CH3

CH

CH3

Prolina (Pro) CHNH

CH2

H2C

CH2

COOH

Metionina (Met)NH

2

COOHCH2

S

CHCH2

CH3

Fenilalanina (Fen)

NH2

COOHCHCH2

Asparragina (Asn) CH2N COOH

O

CH2

CH

NH2

Glutamina (Gln) CH2N COOH

O

CH2

CH

NH2

Tirosina (Tyr)

NH2

COOHCHCH2

HO

Cisteina (Cys)

NH2

COOHCHCH2

SH

Serina (Ser)

NH2

COOHCHCH2

OH

Treonina (Thr)

NH2

COOHCHCH

OH

CH3

Ácido aspártico (Asp)

NH2

COOHCHCH2

HOOC

Ácido glutámico (Glu)

NH2

COOHCHCH2

HOOC CH

Triptófano (Trp)CH

2

NH2

COOHCH

N

H2

Arginina (Arg)

NH2

COOHCHNH CH2

CH2

CH2

C NH

NH2

Lisina (Lys)

NH2

COOHCHCH2

CH2

CH2

CH2

NH2

Histidina (His) CHCH2

COOH

HN N NH2



30

C P E C H


c a p í t u l o

1 La estructura tridimensional de cada proteína (organización que presenta en el espacio) depende de su

composición en aminoácidos y de la disposición de éstos en la cadena.

H

H

N C

H

H

C

OH

O H

H

N C C

O

OH

CH 3

H

H

H

N C C N C C + H 2O

OH

Grupo R Grupocarboxilo

Grupoamino

Grupo R

AlaninaGlicina

OCH

3

H H H

H O

Glicilalanina (un dipéptido)

Enlace peptídico

• Niveles de organización de las proteínas: Pueden distinguirse cuatro niveles de organización en lasproteínas: primario, secundario, terciario y cuaternario.

- Estructura primaria: Corresponde a la secuencia de aminoácidos de una cadena polipeptídica, la cualestá determinada por la información contenida en el ADN. La estructura primaria es mantenida por enlacespeptídicos. La estructura primaria de la proteína determina la función que esta vaya a cumplir, dependiendo delnúmero, tipo y orden de los aminoácidos que la componen.

Un ejemplo de proteína con estructura primaria es la Insulina, que fue la primera proteína de la cual se identificóla secuencia precisa de aminoácidos en sus dos cadenas polipeptídicas.

- Estructura secundaria: Se obtiene como resultado del plegamiento de la cadena sobre sí misma, de modoque la cadena adquiere una estructura tridimensional. Esto está dado gracias a la formación de puentes de

hidrógeno entre los aminoácidos.

Tipos de estructura secundaria

* Estructura hélice alfa: Implica la formaciónde enrollamientos en espiral de la cadenapolipeptídica. La estructura helicoidal depende dela formación de puentes de hidrógeno entre losaminoácidos en las vueltas sucesivas de la espiral.Ejemplo: queratina del pelo.

* Estructura hoja plegada beta: Es una estructuraen zig-zag casi completamente extendida. Lospuentes de hidrógeno le otorgan rigidez alconjunto. Ejemplo: la fibrina de la seda.

- Estructura terciaria: En algunas proteínas laestructura secundaria se pliega de nuevo sobre símisma, debido a las interacciones entre los grupos R delos aminoácidos, dando lugar a la estructura terciaria.Esta disposición plegada y compacta de la cadenapolipeptídica determina una forma aproximadamente

esférica o globular.



31


er s i t a r i o s


Las interacciones pueden ser:

* Enlaces de hidrógeno (H2) entre cadenas laterales.

* Atracción iónica entre cadenas laterales.

* Interacciones hidrofóbicas que resultan de la tendencia delos grupos R no polares a enlazarse en el interior de unaestructura globular, lejos del agua circundante.

* Enlaces covalentes, como los enlaces disulfuro (—S- S—) quese presentan entre los átomos de azufre de dos aminoácidoscisteína.

- Estructura cuaternaria: Este nivel de organización dependedel ordenamiento o unión de dos o más cadenas polipeptídicas,para formar una gran proteína.

Cada cadena tiene su propia estructura primaria, secundariay terciaria para formar la proteína biológicamente activa. Porejemplo: la hemoglobina es una proteína constituida por cuatrosubunidades.

La estructura de las proteínas determina su función o actividadbiológica. La conformación está determinada principalmentepor la estructura primaria. La actividad biológica de unaproteína puede modificarse por el cambio de un aminoácido dela secuencia. Es el caso de la anemia falciforme en la que sesustituye en la posición 6 la valina por el ácido glutámico y semodifica la forma de los glóbulos rojos, que puede llevar a la

muerte por anemia.

ala

gly

leu

val

lys

lys

gly

lys

leu

glygly

lys

lyslys

ala

ala val

his

Grupo Hem

Cadenapolipeptídica Hemo

Cadenapolipeptídica



Estructura primaria

Estructura secundaria

Estructura terciaria

Estructura cuaternaria

d. Ácidos nucleicos

Son moléculas que permiten el almacenamiento y la expresión de lainformación genética, y que gobiernan la vida de todos los organis-

mos vivos.

Los ácidos nucleicos son el ácido desoxirribonucleico (ADN) y elácido ribonucleico (ARN).

El calor, los valores extremosde pH o la presencia de ciertossolventes orgánicos, como elalcohol o la acetona, produ-cen la ruptura de enlaces nocovalentes o alteran la cargaelectroquímica de la proteína.Como consecuencia de estasalteraciones, las proteínas sedesnaturalizan, es decir, sepliegan parcial o totalmentey no pueden llevar a cabo sufunción. Debido a la desnatu-ralización, las proteínas pier-den su estructura tridimen-sional, pero mantienen suestructura primaria. Por estemotivo, en algunos casos ladesnaturalización, es reversi-ble; así, cuando el factor quecausa la desnaturalización seelimina, la proteína se vuelvea plegar y recupera su fun-ción (Renaturalización).

Sabías que...



32

C P E C H


c a p í t u l o

1Uno de los tipos de ARN contiene la información para la síntesis deproteínas y el ADN la de un organismo. Las unidades constituyentesde los ácidos nucleicos son los nucleótidos, los cuales se unen entresí por enlaces fosfodiéster formando una hebra.

Cada nucleótido se compone de:

• Bases nitrogenadas: Son compuestos heterocíclicos formadospor carbono, nitrógeno e hidrógeno.

Clasificación de las bases

- Bases pirimídicas: Están formadas por un anillo y son citosina(C), timina (T) y uracilo (U).

- Bases púricas: Están formadas por 2 anillos y son adenina (A)y guanina (G).

En el ADN las bases nitrogenadas presentes son adenina, timina,citosina y guanina. En el ARN son adenina, citosina, guanina yuracilo (la timina está substituida por uracilo).

El término nucleósido se refiere a la unión de una pentosa y unabase nitrogenada.

• Pentosa: Es un azúcar cíclico que en el caso del ADN es la

desoxirribosa, y en el ARN es la ribosa.

• Grupo fosfato (Ácido fosfórico): A través de este grupo se es-tablece un enlace conocido como fosfodiéster.

Los nucleótidos se pueden encontrar unidos entre sí para dar lugar alos ácidos nucleicos o libres en las células participando en numerososprocesos metabólicos, como, por ejemplo, el ATP (Adenosin trifosfa-to) y CTP (citosin trifosfato), entre otros.

• ATP (Adenosin trifosfato): Es un nucleótido constituido por

adenina, ribosa y tres grupos fosfato. Es de gran importancia pueses la fuente energética de todas las células. Los dos grupos fosfatoterminales se unen al nucleótido por medio de enlaces inestables,por lo que el desprendimiento sucesivo de estos grupos fosfatosproporciona energía a los diferentes procesos metabólicos de lacélula.

AMP cíclico se forma a partir del ATP por acción de la enzimaadenilato ciclasa. Se encarga de servir como intermediario de losefectos de algunas hormonas.

• ADN (Ácido desoxirribonucleico): El ADN está formado porla unión de desoxirribonucleótidos mediante enlaces fosfodiéster.Este enlace se establece entre el grupo fosfórico del C-5 de unadesoxirribosa y el grupo hidroxilo del C-3 de la desoxirribosa del

El enlace fosfodiésteres un enlace covalente

realizado entre el carbono3’ del azúcar y el carbono5’ del azúcar del nucleótidosiguiente. El enlacefosfodiéster permite unir losnucleótidos.



33


er s i t a r i o s


nucleótido siguiente. De este modo, los extremos de la cadena son un grupo fosfato en C- 5, denominadoextremo 5’, y un grupo OH en C-3, denominado extremo 3’.

El ADN se puede encontrar en forma de cadena sencilla (algunos virus) o doble, como en el resto de los seres

vivos.

La estructura de la molécula de ADN fue dilucidada en 1953 por Watson y Crick y establece que:

1. La molécula de ADN está formada por 2 hebras que se enrollan en torno a un eje hacia la derecha(dextrógira) formando una hélice. Ambashebras son antiparalelas, es decir tienendirecciones de crecimiento opuestas: una

va en sentido 5’ a 3’ y la otra 3’ a 5’.

2. Las bases nitrogenadas (Adenina,

Citosina, Guanina, Timina) se ubicanhacia el interior de la hélice. Ladesoxirribosa y los grupos fosfatos sedisponen hacia el exterior.

3. Las 2 hebras se mantienen unidas porpuentes de hidrógeno que se establecenespecíficamente entre la adenina y latimina y entre la citosina y la guanina.Siempre una base púrica con otrapirimídica. La unión adenina con timina

es a través de 2 puentes de hidrógeno yentre citosina con guanina por 3 puentesde hidrógeno.

Desnaturalización: El calor o los valores de pHextremos producen la ruptura de los puentes dehidrógeno que unen las cadenas, por lo que es-tas se disocian rápidamente. La renaturalizaciónse producirá fácilmente si existe algún fragmen-to que no se ha separado y mantiene la estruc-tura de doble hélice.

• ARN (Ácido ribonucleico): El ARN es unamolécula formada por una sola hebra de ribonucleótidos unidos mediante enlaces fosfodiéster.

Existen tres tipos de ARN tanto en las células eucariontes como en las células procariontes, todos ellossintetizados a partir del ADN. Cada uno desarrolla una función relacionada con la síntesis proteica.

- ARN mensajero (ARNm): Transporta la información genética copiada desde el ADN hasta el sitio desíntesis proteica, por lo tanto, es el encargado de indicar la secuencia de aminoácidos que integrará laproteína que se está sintetizando (estructura primaria).

- ARN transferencia (ARNt): Está formado por una hebra de ARN la cual puede plegarse sobre símisma formando una estructura con forma de hoja de trébol. Su función es el transporte de aminoácidosespecíficos.

Enlace fosfodiéster,enlace covalente que

une una cadena de ADN

ADN Doble Hélice

Puente de hidrógenoque une ambas cadenas

de ADN

Enlace fos fodiéster,enlace covalente que

une una cadena de ADN



34

C P E C H


c a p í t u l o

1- ARN ribosomal (ARNr): Junto a proteínas especiales denominadas ribosomales, constituye a los

ribosomas, sitio de la síntesis proteica.

Las funciones de los ácidos nucleicos son:

- El ADN se encuentra en todos los seres vivos y constituye el material genético de todos los individuos.

- El ADN participa en dos procesos imprescindibles para la vida de la célula: la replicación y la síntesis deproteínas. En este último caso, además, intervienen los diferentes tipos de ARN.

La replicación consiste en la duplicación de los cromosomas (ADN) en el momento en que la célula se divide,para poder transmitir la información genética a las células hijas.

A partir de una de las cadenas de ADN se sintetiza una cadena de ARNm. Esta molécula, una vez que se forma,se desplaza desde el núcleo hasta los ribosomas situados en el citoplasma.

Cada grupo de tres nucleótidos del ARNm se une a un ARNt, que contiene una secuencia complementaria ytransporta un aminoácido. Los diversos aminoácidos transportados por los ARNt se unen mediante enlacespeptídicos y dan lugar a la síntesis de proteínas.

Actividades

Prueba tus conocimientos1. ¿Qué tipo de moléculas sufren reacciones de condensación para formar disacáridos, grasas y proteínas?

2. ¿Por qué los carbohidratos son usados como reserva energética?

3. Investiga por qué los animales no pueden degradar la celulosa.

3. Morfología celular

El concepto de célula, como se entiende en nuestros días, surgió entre 1830 y 1880. El perfeccionamiento de lamicroscopía óptica permitió rápidos e importantes progresos en la Biología Celular.

El término “célula” fue introducido por Robert Hooke en 1665, al observar un trozo de corcho en un rudimen-tario microscopio construido por él. Más tarde, Marcelo Malpighi (1670) y Anton van Leeuwenhoek (1674)describieron las células vegetales y los protozoos, respectivamente.



35


er s i t a r i o s


3.1 Teoría celular

En 1831, en su “Ensayo sobre Fitogénesis”, Matthias Jakob Schleiden postuló que “Todas las plantas sonaglomeraciones de células”. Por otra parte, Theodor Schwann, estudiando al microscopio diversos tejidos

animales, concluyó en 1839 que “Todos los seres vivos, plantas o animales, consisten en células o sustanciassegregadas por las células”.

Con estos postulados cambia el concepto estático de célula, derivado de las observaciones hechas por Hooke,por el concepto de que la célula es “La Base Física de la Vida”, lo que queda comprendido en la llamada “TeoríaCelular” de Schleiden y Schwann (1839). Esta fue completada por Rudolf Virchow en 1855, el cual agrega que“toda célula se origina de otra célula preexistente”.

En 1880 el botánico alemán Eduard Strasburger describe la división celular en células vegetales; sin embargo, seseñala al zoólogo alemán Walther Fleming y al belga Edouard Van Beneden como los grandes protagonistas delestudio de los fenómenos nucleares.

Postulados de la teoría celular

a. La célula es la unidad estructural de todos los seres vivos, es decir, todos los organismos vivos están cons-tituidos por células y productos celulares.

b. La célula es la unidad funcional de todos los seres vivos, pudiendo desarrollar su actividad en forma indivi-dual (organismos unicelulares) o asociarse a otras células interactuando y complementándose para constituirorganismos complejos (multicelulares).

c. Toda célula proviene de una célula preexistente, a través de la reproducción celular. Por lo tanto, la mínima

unidad capaz de expresar la vida es la célula.

La construcción del microscopio electrónico de transmisión, por Ernst Ruska y colaboradores en 1931, ha per-mitido el estudio ultraestructural de la célula que ha posibilitado la comprensión de muchas de sus funciones.

3.2 Diversidad celular

Dado que las células deben desempeñar diferentes funciones en lo seres vivos, existe también una gran diversidadde formas celulares, que pueden modificarse a lo largo de la vida de la misma célula. En cada caso, la formaparticular o la presencia de estructuras especiales es generalmente consecuencia del proceso de diferenciación

celular, que permite a una célula o a un grupo de células cumplir con una función específica.

Las variables que controlan la forma y la función de una célula son, en primer lugar, de origen genético. Porejemplo, un glóbulo rojo humano tiene forma bicóncava, ausencia de núcleo y mitocondrias, para que elcitoplasma quede disponible para el transporte de oxígeno.

Otra variable que afecta la forma celular, aunque menos importante, es la interacción con otras células. Lascélulas organizadas en tejidos presentan patrones morfológicos más constantes que las de vida independiente.Por otro lado, existe una amplísima variedad de tamaños celulares, encontrándose células solo visibles almicroscopio electrónico, como los micoplasmas (bacterias de 0,1 micrón de diámetro), hasta células observablesa simple vista, como la yema del huevo de avestruz (75 milímetros de diámetro).

El tamaño celular está determinado por la relación entre el tamaño del núcleo y el citoplasma. A pesar del variado espectro de formas y tamaños, la organización fundamental de las células es relativamente uniforme.Esta generalización puede establecerse en la actualidad gracias al desarrollo del microscopio electrónico. De estemodo, se observó que solo se presentan dos modelos básicos de organización celular:



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c a p í t u l o

13.2.1 Procariontes

Células rodeadas por una membrana plasmática, que no poseen un núcleo organizado dentro de una membrananuclear o carioteca, ni organelos citoplasmáticos a excepción de los ribosomas.

Como no poseen mitocondrias sus procesos de obtención de energía los realizan en unas invaginaciones de sumembrana plasmática llamadas mesosomas. Su ADN se encuentra libre en el citoplasma, en forma circular yno está asociado a proteínas. Todos los procariontes presentan una gruesa pared celular, localizada por fuerade la membrana plasmática. Ejemplos: bacterias, algas verde-azules, actualmente denominadas cianobacterias.

ADN

Cápsula

FlageloPili

Paredcelular

MembranaPlasmática

Citoplasma

Ribosoma

Bacteria

3.2.2 Eucariontes

Son células delimitadas por una membrana plasmática con un núcleo verdadero. Existe una membrana nuclearo carioteca que encierra al ADN asociado a proteínas constituyendo la cromatina. Poseen un sistema interno demembranas que divide a la célula en compartimientos específicos llamados organelos. A este grupo pertenecenlos protozoos, las células animales y vegetales.

Una de las grandes diferencias entre células eucariontes y procariontes está en que las primeras poseen una redde compartimiento o sistema de endomembranas continuas, que permiten que las funciones celulares se llevena cabo en lugares específicos de la célula, es decir, existe un concepto de compartimentalización.

El proceso de división celular entre células procariontes y eucariontes también es diferente.

En las células eucariontes el proceso de división se conoce como mitosis y da como resultado dos células hijas.En células procariontes, a pesar de que también se producen dos células hijas, no se puede hablar de mitosis.No hay fibras del microtúbulo y no hay centríolo, por tanto, se habla solo de fisión binaria (proceso amitótico).

El metabolismo eucarionte es exclusivamente aeróbico (dependiente de oxígeno). El metabolismo procariontees aeróbico, anaeróbico o facultativo (significa que según las condiciones del ambiente puede ser aeróbico oanaeróbico).



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er s i t a r i o s


3.3. Organización estructural y funcional de la célula animal

Microtúbulos

Microfilamentos

MembranaPlasmática

Mitocondria

Envoltura nuclear

Nucleoplasma+ADNNucléolo

Núcleo

Vesícula

Lisosoma

Retículoendoplasmáticorugoso

Retículoendoplasmáticoliso

Aparato de Golgi

Vesícula

Par decentríolos

3.3.1 Membrana plasmática o celular

a. Composición química

• Lípidos: La membrana es un complejo formado fundamentalmente por lípidos, que se disponen en unadoble capa o bicapa lipídica, en la que se insertan distintos tipos de proteínas.

Los científicos trabajaron arduamente para esclarecer la organización de la membrana plasmática. Elanálisis con el microscopio electrónico de transmisión evidenció una estructura trilaminar, pero no entregóinformación sobre la disposición de los componentes lipídicos y proteicos. Jonathan Singer y Garth L.Nicholson en 1972, acuñan la expresión de mosaico fluido, que establece que el componente lipídico de lamembrana actúa como un medio en el cual se encuentran inmersas las proteínas que pueden estar total oparcialmente incluidas en la membrana.

Los lípidos que intervienen en mayor proporción en la composición de las membranas biológicas son los

fosfolípidos y el colesterol.



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C P E C H


c a p í t u l o

1- Fosfolípidos: Son moléculas anfipáticas. Debido a esto los

fosfolípidos se disponen a través de sus cabezas polares ohidrofílicas en contacto con el medio acuoso, mientras quelas colas hidrofóbicas forman su estructura interna. Las colas

apolares están formadas, a menudo, por una cadena de ácidosgrasos saturados y por otra insaturada.

Los fosfolípidos forman una estructura fluida y, por tanto,permiten el desplazamiento o movimiento dentro de ella. Estosmovimientos son importantes en los procesos de transporte através de la membrana.

Los lípidos los podemos encontrar unidos a carbohidratos,formando los glucolípidos. Estos solo se encuentran en la parteexterior de las membranas y pueden representar hasta un 5% del total de lípidos de las membranas de las células animales.

- Colesterol: Se encuentra en proporción elevada en lasmembranas de células eucariontes. Su disposición es intercaladaentre los fosfolípidos, lo que limita la movilidad de losfosfolípidos, proporciona estabilidad mecánica a la membrana(otorga mayor rigidez) y reduce su permeabilidad.

Bicapa lipídica

Vesícula fosfolipídica

agua

agua

• Proteínas: Se encuentran insertadas en la bicapa lipídica.Muchas se unen a carbohidratos formando glucoproteínas.Existen dos tipos de proteínas de membrana:

- Proteínas transmembrana o integrales: Son aquellas que

atraviesan completamente la membrana y sobresalen por ambascaras de esta. Las proteínas transmembrana tienen aminoácidoshidrofílicos en las zonas que asoman al exterior y al interiorde la célula. En la parte intermedia de la molécula se sitúanmayoritariamente aminoácidos hidrofóbicos (rodeados por lascolas apolares).

Las proteínas desempeñanla mayor parte de las funcio-nes biológicas que realizanlas membranas: participan enreacciones energéticas, en eltransporte a través de mem-branas, en la recepción de se-ñales, etc. Muchas proteínasde membrana son enzimas,como la acetil colinesterasa.Las proteínas de membra-na tienen cierta capacidadde movimiento, como, porejemplo:

• Difusión lateral, a lo lar-go de la membrana.

• Rotación, alrededor deun eje perpendicular a lamembrana.

Sin embargo, las proteínastienen la capacidad de fijar-se a ciertas regiones de lamembrana a través de lascadenas de ácidos grasos delos fosfolípidos o estableceruniones no covalentes conotras proteínas de membra-na. Poseen menor capacidadde desplazamiento que losfosfolípidos.

Sabías que...



39


er s i t a r i o s


- Proteínas periféricas: No atraviesan la estructura de la membrana y sobresalen solo por una cara de lamembrana.

La membrana tiene una organización asimétrica. Esto quiere decir que la cara citoplasmática y la cara

externa de la bicapa lipídica no son iguales, sino que presentan algunas diferencias como:

* Los ácidos grasos de los fosfolípidos de la cara citoplasmática presentan más dobles enlaces que los dela cara externa y por ello están más curvados. Por tanto, esta cara de la membrana es más fluida quela externa.

* Solo se encuentran glicolípidos en la cara externa de la membrana.

Carbohidrato Glicoproteína

Colesterol

CitoesqueletoProteína

Medio extracelular

Membrana celular

Citoplasma

Es frecuente encontrar en la cara externa de la membrana una capa denominada glucocáliz, que está compues-ta por cadenas de carbohidratos unidas a las proteínas de membrana. Desarrolla una función de protección yparticipa en los fenómenos de reconocimiento y adherencia celular.

Actividades

1. ¿Qué signica que la membrana tenga una estructura asimétrica?

2. ¿Qué signicado tiene el hecho de que la organización de la membrana sea asimétrica?

3. Qué signica que la membrana tenga una organización de mosaico uido?



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C P E C H


c a p í t u l o

1b. Transporte por la membrana

Para poder llevar a cabo todas las funciones metabólicas que tienen lugar en las células éstas deben intercam-biar sustancias con su medio exterior.

Los mecanismos de transporte son bastante variados, pero en forma general se pueden dividir en pasivos yactivos.

• Transporte pasivo: Es un proceso que no requiere de energía (ATP) debido a que se realiza a favor delgradiente de concentración, es decir, desde una región de mayor concentración de la sustancia hacia otra demenor concentración de la misma. Existen diferentes tipos de transporte pasivo:

- Difusión simple. Ciertas moléculas pequeñas y sin carga eléctrica como el oxígeno (O2), el nitrógeno

(N2), el dióxido de carbono (CO2), el alcohol y el agua difunden rápidamente a través de la bicapa lipídica,

a favor de su gradiente de concentración.

- Difusión facilitada. Las moléculas que no pueden cruzar la membrana, como los iones y aminoácidos,entre otros, lo hacen gracias a las proteínas transmembrana, el hecho que no pueden atravesar lamembrana se debe a que o son muy grandes, o tienen carga, o ambas situaciones. Estas partículas puedenser moléculas o iones con carga eléctrica o bien de mayor tamaño molecular e hidrofílicas.

Las proteínas transmembrana pueden ser de dos tipos:

* Proteínas canal, que forman poros por los cuales se transportan iones (conocido como canal iónico).

* Proteínas transportadoras, también denominadas carrier o permeasas. Estas proteínas están encargadasdel transporte de sustancias de mayor tamaño molecular, para lo cual deben experimentar un cambioconformacional (cambio alostérico). Ejemplo: Carrier de glucosa.

Difusión simple Canal iónico Carrier

Difusión facilitada

++

+ +

+

- Osmosis: Es un caso especial de difusión simple, que consiste en un movimiento de moléculas de aguadesde una zona de mayor concentración de agua a otra de menor concentración. En otras palabras, es unmovimiento que ocasiona transferencia neta de agua desde una zona de mayor potencial hídrico (energíapotencial de las moléculas de agua) hacia otra de menor potencial hídrico.

La osmosis tiene una enorme importancia para todas las células. Una célula animal, como es el caso de unglóbulo rojo, es isotónico respecto al plasma; pero si lo exponemos a una solución hipertónica perderá



41


er s i t a r i o s


agua y se arrugará, fenómeno conocido como crenación. Si loexponemos a una solución hipotónica, en cambio, ingresaráagua a la célula, diluyendo su contenido y rompiendo lamembrana celular, fenómeno conocido como citólisis.

La célula vegetal presenta una pared celular rígida, por loque en una solución hipertónica el protoplasma se retraerá,despegándose la membrana celular de la pared, fenómenoconocido como plasmólisis.

En una solución hipotónica el ingreso de agua al interior dela célula no provoca el rompimiento de la célula, sino que segenera una presión, desde dentro de la célula sobre la pared,denominada presión de turgencia, la cual es responsable de laposición erecta de las hojas y tallos verdes de las plantas.

• Transporte activo: Transporte que ocurre en contra de ungradiente de concentración o gradiente electroquímico y por ellorequiere de energía. En este mecanismo de transporte tambiénparticipan proteínas transmembrana, pero que tienen la capacidadde hidrolizar ATP para obtener energía y simultáneamentecambian su conformación espacial para efectuar el transporte delas sustancias (también se denominan bombas).

El ejemplo clásico de este tipo de transporte es la bomba sodio-potasio, que extrae sodio de la célula e ingresa potasio a la misma.La acción de la bomba Na+-K + es fundamental para fenómenoscomo la contracción muscular, el potencial de acción en elimpulso nervioso, la mantención de un balance hídrico normaltanto dentro como fuera de la célula.

Bomba Na+ y K +.

Na+

Na+

Na+

Na+Na+

Na+

P

Na+

Na+

Na+

ATP

P

ADP

K+

P

K+

P

K +

K +

K + K

+

Tipos de soluciones

• Soluciones isotónicas:Son soluciones quepresentan la mismaconcentración de agua yde soluto a ambos ladosde una membrana.

• Soluciones hipotónicas:Son soluciones en las quese presenta una menorconcentración de solutos yuna mayor concentraciónde agua.

• Soluciones hipertónicas: Son soluciones en las quela concentración de solutoes mayor y, por lo tanto,menor es la concentración

de agua.

Sabías que...



42

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c a p í t u l o

1• Transporte de macromolécula: Los mecanismos antes mencionados no permiten el paso de moléculas

grandes como polisacáridos y proteínas. En estas situaciones se utilizan los sistemas de transporte deexocitosis y endocitosis.

Ambos mecanismos utilizan vesículas rodeadas de membrana plasmática, en cuyo interior viajan lassustancias que deben entrar o salir de la célula.

- Endocitosis: Se trata de un proceso de incorporación de sustancias a la célula. En él las sustanciasse concentran en pequeñas depresiones de la membrana plasmática, que llevan a la formación de una

vesícula, la cual contiene en su interior una gran cantidad de sustancias.

Tipos de endocitosis:

* Cuando las vesículas alcanzan un tamaño mayor de 150 nm y contiene en su interior restos celulares,microorganismos o partículas grandes, se habla de fagocitosis.

* Si las vesículas son de diámetro menor a150 nm y contienen fluidos, el proceso se denomina pinocitosis.

* Existe además otro tipo de endocitosis específica, denominada endocitosis mediada por receptor: que se lleva a cabo cuando el soluto se une a una proteína específica de la membrana celular. Estaproteína, llamada receptor, tiene la capacidad de unirse al soluto en forma selectiva, para luegoincorporarlo a la célula.

La fagocitosis se da en células con cierto grado de especialización, como protozoos, glóbulos blancos, etc.La pinocitosis es relativamente común en todo tipo de células, como en los ovocitos durante su proceso demaduración.

Una vez que las vesículas han penetrado en el interior celular, los lisosomas se unen con ellos, para luegoprocesarlos.

- Exocitosis: La macromolécula o partícula es transportada hacia el exterior de la célula. Las vesículas desecreción viajan hacia la membrana celular, se fusionan con ella y vierten su contenido hacia el espacioextracelular.

El proceso de exocitosis se puede desencadenar bajo dos situaciones:

* Las vesículas se producen permanentemente y se liberan sin necesidad de mediación de algún estímulo,como es el caso de la formación de la matriz extracelular.

* Las vesículas se producen, pero solo son liberadas frente a un estímulo adecuado, como es el caso delos neurotransmisores o las enzimas digestivas.

Durante los procesos de endocitosis y exocitosis, las bicapas lipídicas se aproximan y se fusionan, para locual se requiere el aporte de energía (ATP).

Mientras tienen lugar estos transportes, se suelen generar fragmentos de membrana que son recuperadospor la célula y reciclados en otros puntos de la membrana.

Citoplasma

Endocitosis

Membrana plasmática

Exocitosis

Citoplasma



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er s i t a r i o s


Actividades

1. Completa el siguiente cuadro comparativo entre transporte pasivo y transporte activo

Criterio de comparación Transporte pasivo Transporte activo

Dirección respecto del gradientede concentración

Uso de energía

Participación de la bicapa de fosfolípidos

Participación de proteínas demembrana

Ejemplos

2. Explica el funcionamiento de la bomba Na+-K+ considerando participación de proteínas de membrana, uso de energía,

dirección del movimiento de iones y signicado de su funcionamiento.

3. ¿Qué condiciones debe cumplir una sustancia para atravesar directamente la bicapa fosfolípidos?

4. Términos pareados

1. Transporte activo A. Sodio, potasio, cloro. 2. ATP B. Diferencia de concentración 3. Endocitosis C. Incorporación de partículas sólidas

4. Gradiente de concentración D. Transportador de membrana 5. Permeabilidad selectiva E. Incorporación de sustancias. 6. Carrier F. A favor de la gradiente. 7. Carga eléctrica. G. Difusión facilitada. 8. Canal iónico H. Moléculas polares 9. Cambio alostérico. I. Energía del transporte activo. 10. Fagocitosis J. Capacidad para modicar comportamiento.



44

C P E C H


c a p í t u l o

1c. Diferenciaciones de la membrana plasmática:

• Microvellosidades: Son proyecciones en forma de dedos(evaginaciones digitiformes) que aumentan la superficie de

absorción de la membrana. Por ejemplo, se encuentran en lascélulas epiteliales del intestino delgado, especialista en la absorciónde nutrientes, y en las células renales.

• Uniones celulares: La integridad estructural de los distintos tejidosdel organismo se mantiene gracias a la adhesión existente entre lascélulas que lo componen. Esta adhesión es mediada por proteínasde la membrana celular. Algunas de estas uniones son:

- Uniones estrechas u oclusivas: Son regiones especialmentediferenciadas para sellar el espacio intercelular, formando una

barrera impermeable para la difusión de moléculas entre célulasadyacentes.

- Uniones intermedias: Son uniones que forman una banda quecircunda la superficie interna de la membrana celular. Conectanfilamentos de actina de células vecinas.

- Desmosomas: Corresponden a uniones puntuales entre doscélulas vecinas a las cuales se unen los tonofilamentos que es unarmazón estructural para el citoplasma. Actúan como brochespara mantener unidas las células.

- Uniones en hendidura o comunicaciones intercelulares onexus: Corresponden a proteínas que conectan dos células y quepermiten el intercambio de pequeños iones y metabolitos entreellas en forma selectiva.

3.3.2 Citoplasma

Está constituido por la matriz citoplasmática o citosol, el citoesqueletoy los organelos celulares.

a. Citosol

Es principalmente agua en la que se disuelven sustancias orgánicas(aminoácidos, glucosa, etc.) e inorgánicas (iones, sales minerales,etc.). Desde el punto de vista físico-químico, el protoplasma presentacaracterísticas y propiedades coloidales. Un coloide es un tipo desolución en que las partículas disueltas miden entre 0,1 a 0,0001 micrones. Son sistemas altamente estables, que presentan cambiosfísicos reversibles, pudiendo hallarse en estado sol o estado gel.

En el estado gel las partículas disueltas o dispersas se encuentranmuy juntas, constituyendo una verdadera red que deja una cantidadde agua retenida y la solución se hace más espesa y viscosa. Por elcontrario, en el estado sol las partículas disueltas se encuentran muy

Cilio

Par demicrotúbulos

Brazos(dineína)

Membranaplasmática

Citosol

Dineína

Radio Par demicrotúbulos

Microtúbuloscentralindividual

Enlace(nexina)

Brazos(dineína)

C o

r t e

t r a

n s v

e r s a

l



45


er s i t a r i o s


separadas, permitiendo que el solvente se disponga en forma continua como la cantidad de agua retenida espequeña, queda agua libre, lo que hace la solución más fluida.

Lisosoma

Mitocondria

Vacuola

Peroxisoma

Citosol

Aparatode Golgi


Envolturanuclear

Retículoendoplasmático

b. Citoesqueleto

Las células eucariontes presentan un alto grado de organización; sin embargo, son capaces de modificar suforma, reubicar sus organelos según sus necesidades metabólicas e incluso, en ciertos casos, desplazarse deun lugar a otro. Estas características dependen de una intrincada red de proteínas filamentosas conocida comocitoesqueleto, el cual está formado por microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos.

• Microlamentos: Presentan, el aspecto de hebras, de unos 6-7 nm de diámetro y de longitud variable.Su unidad básica es una proteína globular, llamada Actina. Estas moléculas son capaces de asociarse, enpresencia de ATP y de iones de calcio.

Participan, junto con los filamentos gruesos de miosina, en ciertos movimientos celulares, tales como ladivisión del citoplasma durante la división celular y la contracción celular entre otras.

• Filamentos intermedios: Están constituidos por proteínas fibrosas, que se asocian de manera irreversiblesin gasto de energía, dando origen a estructuras de 8-11 nm de diámetro. Son los componentes más establesdel citoesqueleto, y constituyen una trama permanente dentro de las células.

En el tejido epitelial forman parte de los desmosomas y las uniones intermedias. En la piel cumplen funcionesimpermeabilizantes. En las neuronas se denominan neurofilamentos, los cuales están relacionados con eltransporte de sustancias por el axón.

• Microtúbulos: Están formados por una proteína llamada tubulina. En presencia de GTP y de iones demagnesio, las moléculas de tubulina se unen constituyendo las paredes de un tubo hueco de unos 25 nm de diámetro.

Filamentos Intermedios Microtúbulos Microlamentos de Actina

Participan en los movimientos celulares durante la división del núcleo (mitosis y meiosis) y en la estructurade cilios, flagelos, centríolos y cuerpos basales.



46

C P E C H


c a p í t u l o

1• Centríolos: Están formados por 9 tripletes de

microtúbulos que delimitan un túbulo hueco. En generalse encuentran dos centríolos (diplosoma) por célula.Se disponen en ángulo recto entre sí y cercanos a la

envoltura celular en una zona especial del citoplasma,denominada centro celular o centrosoma. El centrosomaestá constituido por un par de centríolos y una zonaque contiene el material pericentriolar de naturalezadesconocida. Las células vegetales superiores poseenun centro organizador de microtúbulos (COMT)que carece de centríolos, el cual organiza el aparatomitótico durante la división celular. Parece, entonces,que el material pericentriolar del centrosoma y nolos centríolos organizaría el huso mitótico en célulasanimales.

• Cilios y agelos: Están constituidos por nueve pares demicrotúbulos periféricos que delimitan un túbulo hueco, ypor dos microtúbulos centrales. Esta estructura se denomina“9+2”. Cada uno de los 9 pares está conectado con el vecinomediante puentes de proteína, y se relacionan con el parcentral a través de fibras radiales, los cuales garantizan lacohesión del cilio o flagelo. El movimiento es generado porel desplazamiento de los pares periféricos unos contra otrosen un proceso que consume ATP. Los cilios y flagelos estánenvueltos por la membrana plasmática.

Los cilios se diferencian de los flagelos en que los primerosson pequeños y numerosos, en cambio, los segundos sonmás largos y, en general, no hay más de uno por célula.

Los cilios participan en la locomoción activa de organismosunicelulares, como protozoos. En tejidos ciliados, impulsanel barrido de las partículas de la superficie del tejido o

provocan corrientes de agua, como, por ejemplo, en los conductos respiratorios de mamíferos. Los flagelosparticipan en la locomoción activa de unicelulares, por ejemplo, euglenas y en células de mamíferos comolos espermatozoides.

3.3.3 Organelos

a. Ribosomas

Organelos citoplasmáticos presentes en todo tipo celular, procarionte y eu-carionte (animal y vegetal). Los ribosomas pueden estar libres en el cito-plasma —solos o en grupo formando polirribosomas— o asociados al retí-culo endoplasmático rugoso (que no es el caso de célula procarionte). Noposeen membrana. Están constituidos por ARN ribosomal y 55 proteínasdiferentes, que forman dos subunidades, las cuales se acoplan durante la

síntesis proteica. La función de los ribosomas es la síntesis de proteína.

Tripletes demicrotúbulos

Estructura de un centríolo

Subunidadmenor Subunidad

mayor

Ribosoma

Centríolos

Microtúbulos

Núcleo



47


er s i t a r i o s


b. Retículo endoplasmático

Se encuentra en todas las célulaseucariotas y ocupa hasta el 10%

del espacio interior de éstas. Esun conjunto de cavidades, túbu-los y vesículas conectadas entresí y con la envoltura nuclear. Elespacio que queda limitado enel interior se denomina lumen.

Junto al aparato de Golgi y la envoltura nuclear, forman el sistemade endomembrana de la célula, elcual separa los diferentes sectoresdel citoplasma celular. Existen dos

tipos de retículo:

• Retículo EndoplasmáticoLiso (REL): La denominaciónliso proviene del hecho de que no tienen ribosomas incrustados en su superficie externa. Se presenta comouna intrincada red de túbulos y sistemas membranosos, cuya extensión y localización dependen de laactividad metabólica de la célula. Realiza las siguientes funciones:

- Síntesis de lípidos, como esteroides (por ejemplo, colesterol), triglicéridos, fosfolípidos, entre otros,excepto ácidos grasos.

- Detoxificación de sustancias provenientes del medio externo, como drogas, medicamentos, aditivosalimenticios y pesticidas. La detoxificación consiste en la anulación de la actividad de dichas sustanciaspor modificación de su estructura química, contribuyendo a su excreción. En los vertebrados tiene lugaren el hígado, los pulmones, el intestino, los riñones y la piel.

- Regulación del calcio presente en el citoplasma de las células musculares. En estas, recibe el nombre deretículo sarcoplásmico (almacena calcio).

• Retículo Endoplasmático Rugoso (RER): Está formado principalmente por cisternas (sacos membranososaplanados) interconectadas, las cuales presentan ribosomas adosados a su superficie externa, lo que leconfiere el aspecto rugoso. Los ribosomas están adheridos a la membrana por su subunidad mayor. La

extensión y distribución del RER es variable y depende de la actividad metabólica de la célula. Sus funcionesson:

- Circulación intracelular de sustancias que no se liberan al citoplasma.

- Síntesis de proteínas de exportación. Esta función es llevada a cabo en los ribosomas adheridos a susmembranas. A medida que las proteínas son sintetizadas, experimentan la adición de un hidrato decarbono de pequeño tamaño, dando como resultado una glucoproteína. Todo esto se realiza en el interiorde las cisternas. Desde este lugar son transportadas a través de vesículas al aparato de Golgi, dondeterminan de procesarse. El RER es muy desarrollado y abundante en células que secretan proteínas. Porejemplo, las células del páncreas.

Las glucoproteínas que produce el RER son de 3 tipos:

- Proteínas de membrana que permiten el crecimiento del retículo, del aparato de Golgi y de la membranaplasmática.

Envolturanuclear

Núcleo Cisternas

Lumen

Ribosomas

Retículoendoplasmáticorugoso

Retículo endoplasmático liso



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c a p í t u l o

1- Proteínas de secreción.

- Enzimas hidrolíticas que van a formar parte de los lisosomas. El retículo endoplasmático está íntimamente relacionado, mediante vesículas de transporte, con el aparato

de Golgi.

c. Membrana nuclear o carioteca

Es la envoltura del núcleo y se continúa con el REL yel RER. Está constituida por 2 membranas, una externay otra interna. Presenta poros que le permiten dejarentrar y salir macromoléculas entre el núcleo y elcitoplasma.

d. Aparato de Golgi

Está formado por una serie de vesículas en forma desaco denominadas cisternas, las cuales se apilan engrupos de cuatro a seis formando un dictiosoma. Enlas proximidades de los dictiosomas, se halla una grancantidad de pequeñas vesículas que se forman y sedesprenden de las cisternas.

Está presente en casi todas las células, pero es másabundante en las secretoras. El origen del aparato de

Golgi está en las vesículas de secreción del retículo endoplasmático rugoso (retículo de transición).

Componentede membrana

cara citosólica

cara luminal Aparatode Golgi

RER

M e m b r a n a p l a

s m á t i c a c a r a e x t r a c e l u l a r c a r a c i t o s ó l i c a

Participa en la maduración y acondicionamiento de las sustancias provenientes del retículo endoplasmático.Este acondicionamiento consiste principalmente en la unión de proteínas y lípidos sintetizados en el retículo,con pequeñas cadenas de glúcidos para obtener glucoproteínas y glucolípidos; en la formación del acrosomaen los espermatozoides; en la concentración y empaquetamiento de las enzimas hidrolíticas dentro de una

vesícula. De esta manera, el aparato de Golgi da origen a los lisosomas primarios; a la formación de la placadivisoria al finalizar la división celular en células vegetales; y sintetiza algunos hidratos de carbono de la paredcelular vegetal (excepto la celulosa).



49


er s i t a r i o s


Ribosomas

Aminoácidos

Núcleo

P r o

t e í n

a s y

L í p i d o s

Retículoendoplasmático rugoso(síntesis de proteínas)

Retículoendoplasmático de transición(transporte de proteínas y lípidossintetizados)

G l u c o

p r o

t e

í n a s

,

g l u

c o l í p

i d o s

y l i p

o p r o

t e í n a

s

Complejo de Golgi (preparaciónquímica y empaquetamiento;formación de glucoproteínas,glucolípidos y lipoproteínas).

Formación de cadenas de carbohidratos

Membranaplasmática nueva

Vesícula desecreción

Membranaplasmáticaantigua

Lisosoma

e. Lisosomas

Son vesículas o vacuolas que se originandel aparato de Golgi. Contienen enzimas

hidrolíticas (hidrolítica significa querequieren la presencia de agua para poderactivarse) capaces de degradar diversassustancias. Son 4 tipos de enzimashidrolíticas: proteasas, nucleasas,glucosilasas y lipasas. Las hidrolasaslisosomales solo actúan en presencia delas sustancias a digerir y a un pH ácido.

Son responsables de la digestión celular.Las sustancias que se digerirán pueden

provenir de la misma célula o puedenser incorporadas desde el exterior porendocitosis. En el primer caso, el procesose denomina autofagia, y gracias aél la célula puede eliminar organelosenvejecidos de su propio citoplasma.

Cuando las sustancias son incorporadas por endocitosis se forma una vacuola, la que se fusiona con unlisosoma primario para constituir una vacuola digestiva (lisosoma secundario). En su interior, las enzimasdigestivas actúan sobre las sustancias endocitadas. Los productos de degradación útiles para la célula pasanal citoplasma por transporte a través de la membrana de la vacuola. Los productos de desecho se eliminan a

través de la misma vacuola por exocitosis. También participan en la digestión o destrucción de las células queya han cumplido su función, por lo que se dice que son responsables del envejecimiento celular. La existenciade los lisosomas permite mantener aisladas distintas enzimas que participan de la digestión celular y quepotencialmente pueden degradar los componentes de la misma célula que las alberga.

Señal

Vesícula secretora

Gránulosde secreción

Secrecióncontinua

SecreciónRegulada

Aparatode Golgi

Cis

Trans

Medial

Señal



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c a p í t u l o

1f. Peroxisomas

Organelos presentes en todas las células eucariontes.Están limitados por una sola membrana y en su interior

contienen numerosas enzimas de tipo oxidativos.

Protegen la célula de la acumulación de peróxido dehidrógeno (H

2O

2), un fuerte agente oxidante. Contienen

una enzima llamada catalasa que participa en ladegradación del H

2O

2 a agua y oxígeno. También tienen

otras enzimas que utilizan el H2O

2 para reacciones de

oxidación, como, por ejemplo, la oxidación de sustanciastóxicas como los fenoles, etanol, formaldehído, entreotros, las cuales van a ser posteriormente eliminadas.Participan de la beta-oxidación de los ácidos grasos de

cadena larga.

g. Vacuolas

Además de las vacuolas digestivas y de secreción, existeen las células vegetales otro tipo de vacuolas, que son dealmacenamiento. Contienen agua y ocupan gran parte delcitoplasma.

h. Mitocondrias

Organelos presentes en todas las células eucariontes, excepto en los glóbulos rojos maduros. Su número y formaes variable, dependiendo del tipo celular. Su tamaño fluctúa entre 0,3-0,8 µm de largo.

Compartimiento Intermembrana

Membrana Interna

Membrana Externa

Crestas Mitocondriales

Matriz Mitocondrial

Bacteria

Retículo Fagocitosis

Endocitosis

Autofagosoma

Fagosoma Autofagia

Lisosoma



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Están formadas por dos membranas, una externa lisa y continua y otra interna que se pliega hacia el interiorformando las crestas mitocondriales, las cuales varían de forma en los distintos tipos de mitocondrias. Almicroscopio electrónico, se observan sobre estas crestas unas pequeñas partículas redondeadas llamadaspartículas elementales o partículas F, donde se encuentran las enzimas necesarias para la fosforilación oxidativa.

El espacio interior de las mitocondrias contiene un material gelatinoso denominado matriz mitocondrial.

Aquí se encuentran las enzimas encargadas del ciclo de Krebs, gracias a eso, este organelo es llamado semi-autónomo. En la matriz también se encuentran ADN y ribosomas, lo que les permite autoduplicarse y sintetizaralgunas proteínas específicas. Sin embargo, hay cierta dependencia de la información nuclear.

La función principal de las mitocondrias es generar ATP, a través de un proceso conocido como respiracióncelular. Además, las mitocondrias poseen otras funciones como: remoción de Ca2+ del citosol, síntesisde algunos aminoácidos a nivel de los hepatocitos, síntesis de esteroides en algunas células de la cortezasuprarrenal, en los ovarios y en los testículos.

3.4 Organización estructural y funcional de la célula vegetal

Aparato de Golgi

Vesículas

Microfilamentos

Cloroplasto

Mitocondria

Vacuola central

Envoltura nuclear

ADN y nucleo-plasma

Nucléolo

Retículo endoplas-mático rugoso

Microtúbulos


Pared celular

Las células vegetales son esencialmente similares a las células animales, lo cual demuestra la unidad deestructura y función de la célula eucarionte. Sin embargo, es conveniente estudiar la célula vegetal en formaindependiente de la animal, a fin de abordar ciertos aspectos especiales, como la pared celular, los glioxisomas,los plastidios y algunos detalles importantes acerca de la división celular (este último tema será tratado más

adelante).



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C P E C H


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13.4.1 Pared celular

En las células vegetales, en la parte exterior de la membrana plasmática, se encuentra la pared celular vegetal.Ésta es rígida y fuerte. La pared celular es compleja y está muy diferenciada en ciertos vegetales. Está compuesta

por tres tipos de polisacáridos (celulosa, hemicelulosa y pectina) y varias glucoproteínas. Todas estas moléculasestán englobadas en una matriz hidratada que permite que las sustancias solubles y de pequeño tamaño sedifundan a través de ella. Por esta razón, las moléculas que participan en el metabolismo de las plantas son depequeño tamaño.

Se distinguen una pared primaria y una pared secundaria, que se desarrollan en forma secuencial y difieren porsu composición y disposición de microfibrillas.

La pared primaria es la más externa y de organización más laxa, lo cual le permite crecer con la célula (esla primera que se forma y separa las dos células hijas después de la división celular). La pared primaria estácompuesta por fibras de celulosa orientadas en diversas direcciones, formando una red relativamente laxa,

denominada microfibrilla. Las células que no han de crecer segregan una pared secundaria, gruesa y compacta. Lapared secundaria está formada por fibras de celulosa paralelas, dispuestas en capas alternadas (esta distribuciónle confiere menor flexibilidad y elasticidad). Además, intercalado en el tramo celulósico de la pared secundariase encuentra otro polisacárido, la lignina, que le otorga mayor resistencia a la presión. También se puede hallarpectina.

Protege la célula de tracciones mecánicas. Como cada pared celular está unida a la pared de las células vecinas,entre todas constituyen un armazón que da consistencia a los diferentes órganos de la planta. Actúa comolímite resistente que impide la exagerada distensión de la membrana plasmática y su posible ruptura causadapor una excesiva entrada de agua.

3.4.2 Citoplasma

En las células meristemáticas (células indiferenciadas), las membranas del retículo endoplasmático sonrelativamente escasas y están enmascaradas por los numerosos ribosomas que llenan el citosol. El grandesarrollo de retículo endoplasmático durante la diferenciación celular se relaciona con la intensa hidrataciónque experimenta el citoplasma. Este proceso da lugar a enormes vacuolas que se llenan de líquido que suelenunirse entre sí. Como resultado, el citosol en ocasiones queda reducido a una fina capa por debajo de lamembrana plasmática.

Como en las células animales, en las células vegetales el aparato de Golgi es esencial para la secreción. De esta

manera, participa en el transporte de proteínas de depósito, como la legumina presente en los cotiledonesde ciertas leguminosas. Estas y otras proteínas se localizan en organelos especiales, denominados cuerposproteicos o granos de aleurona. Además de los organelos antes señalados, en el citosol de las células vegetalespodemos encontrar mitocondrias, glioxisomas y plastidios (por ejemplo, cloroplastos).

3.4.3 Organelos característicos

a. Glioxisomas

Son organelos relacionados con el metabolismo de los triglicéridos. Tienen una membrana y una matriz amorfa,

en que se encuentran diversas enzimas. Al igual que en los peroxisomas, las enzimas glioxisómicas se forman enel citosol a nivel de los ribosomas libres, siendo transferidas al interior del organelo. La membrana es aportadapor el retículo endoplasmático.



53


er s i t a r i o s


Los glioxisomas contienen enzimas que se utilizan en la transformación de los lípidos de las semillas en hidratosde carbono, a través de un conjunto de reacciones químicas conocidas como ciclo del glioxilato.

b. Plastidios

Son organelos citoplasmáticos limitados por membrana que están presentes en las células de las plantas yalgas. Los más importantes son los cloroplastos, que se caracterizan por poseer pigmentos y por su papel enla fotosíntesis.

• Cloroplastos: Es un tipo de plastidio que se encuentra exclusivamente en las células vegetales fotosintéticas. Tienen forma variable aunque, a menudo, son ovoidales. Tienen un tamaño mayor que el de las mitocondrias,por lo general de 3 micrones de diámetro y 10 micrones de largo. El microscopio electrónico ha revelado que laestructura del cloroplasto se compone de tres partes principales: la envoltura, el estroma y los tilacoides.

Doble membrana

Estroma

Grana

Sistema internode membrana

Tilacoide

- La envoltura de los cloroplastos presenta dos membranas: una externa muy permeable y otra interna lisay sin crestas, menos permeable que la externa.

- El estroma es la cavidad interna del cloroplasto y está compuesta por enzimas implicadas en el metabolismofotosintético y por aquellas que regulan y controlan la replicación, transcripción y traducción del materialgenético del cloroplasto. Contiene además un ADN tipo procarionte, circular y desprovisto de proteínas.Este ADN y la presencia de diversos ARN y ribosomas tipo procarionte le dan al cloroplasto la capacidad

de sintetizar algunas proteínas estructurales y enzimáticas del cloroplasto. Otras sustancias encontradasen el estroma son sustancias como almidón y gotas lipídicas.

- Los tilacoides son sacos aplanados agrupados como pilas de monedas. Estas pilas se denominan granas.Hay tilacoides que atraviesan el estroma, los cuales se conectan entre sí formando una red de cavidades(espacio tilacoidal). La membrana de los tilacoides contiene los pigmentos fotosintéticos (clorofila ycarotenoides), la cadena transportadora de electrones y la enzima ATP sintetasa, entre otros.

Además de los cloroplastos, existen otros plastidios con pigmentos, denominados cromoplastos. En lospétalos, frutos y raíces de ciertas plantas superiores hay cromoplastos amarillos o anaranjados. Estostienen, en general, menor actividad fotosintética.

Los plastidios incoloros o leucoplastos se encuentran en las células embrionarias y en las células de losórganos que no reciben luz y corresponden a vacuolas limitadas por dos membranas, cuya función principales el almacenamiento de sustancias de reserva, como el almidón en amiloplastos y los aceites en losoleoplastos, etc.



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C P E C H


c a p í t u l o

1

Actividades

1. Completa el siguiente cuadro con las diferencias entre células procariontes y eucariontes.

Criterio de Comparación Célula Procarionte Célula Eucarionte

Antigüedad evolutiva

Organización del material genético

División celular

Organelos

Metabolismo

Ribosomas

Tamaño

Ejemplos

2. ¿Qué estructuras diferencian una célula vegetal de una animal?

3. ¿Qué justicación hace pensar que las mitocondrias y cloroplastos fueron alguna vez bacterias?

4. Juzga la siguiente frase: Los glóbulos rojos o eritrocitos, producto del proceso de diferenciación, se vuelven células

procariontes.

3.5 Núcleo celular

La presencia del núcleo es una de las características que distingue a las células eucariontes. Ocupa alrededor del10% del volumen total de la célula. Generalmente el núcleo se localiza en el centro de la célula, pero en algunostipos celulares, como células musculares, puede ser periférico. Su forma depende del tipo celular. Normalmentees esférico, pero también ovoide o irregular (arriñonado, multilobulado, etc.). El núcleo es el centro de controlcelular, ya que contiene toda la información genética almacenada en el ADN.

El núcleo está constituido por:

• La envoltura nuclear o carioteca.

• Cromatina: Constituida por ADN y proteínas básicas (histonas).

• Matriz nuclear: Constituida por proteínas “no histónicas” y ribonucleoproteínas.

3.5.1 Envoltura nuclear

La envoltura nuclear está compuesta de dos membranas concéntricas, una interna y otra externa. Ambas mem-branas aparecen perforadas por poros, a través de los cuales el interior del núcleo se comunica con el citosol.Estos poros se encuentran distribuidos regularmente por toda la superficie de la envoltura. Son estructurascomplejas, en las que un conjunto de proteínas forma un armazón, denominado complejo poro.



55


er s i t a r i o s


La membrana externa de la envoltura se continúa con la membranadel retículo endoplasmático. Más aún, el espacio que separa lamembrana externa de la interna (espacio perinuclear) se continúacon el interior del retículo endoplasmático. Los poros de la envoltura

nuclear son mucho más que simples perforaciones.

El diámetro total del complejo poro es de unos 100 nm y su espesor deaprox. 30 nm. Sin embargo, sus componentes convierten al poro en uncanal cilíndrico de 9 nm de diámetro, ubicado en el centro del complejo

La envoltura nuclear tiene la función de aislar o separar el materialgenético del contenido citoplasmático y, además, de regular el paso desustancias a través de ella.

3.5.2 CromatinaEl ADN es el principal componente genético de la célula y el que llevala información codificada de una célula a otra y de un organismo aotro. El ADN no se halla libre sino formando un complejo, la llamadacromatina. Al extenderse la cromatina aparece una estructurarepetitiva en forma de cuentas de collar de 10 nm de diámetro, losnucleosomas, conectados entre sí por un filamento de ADN.

Al aislar la cromatina con soluciones hipotónicas, aparece unasuspensión gelatinosa que contiene ADN, ARN, proteínas básicas

(histonas) y proteínas más ácidas (no histónicas). Las histonasestán en una relación de 1 : 1 en peso con el ADN, mientras queel contenido de ARN y proteínas no histónicas es variable. Entrelas proteínas no-histónicas encontramos ARN-polimerasa, ADNpolimerasa y proteínas reguladoras.

Las histonas desempeñan un papel fundamental en el enrollamientode la cromatina. Existen 5 clases, denominadas H

1, H

2A, H

2B, H

3 y H

4.

Kornberg propuso un modelo de nucleosoma en el que las 4 histonas(H

2A, H

2B, H

3, H

4) forman un octámero al cual se enrolla la molécula

de ADN. El octámero posee el aspecto de un cilindro de baja altura,

con un diámetro de 10 nm. Como ya se vio, se halla envuelto porun pequeño tramo de ADN, que lo recorre casi dos veces. Dado quecada vuelta presenta 83 pares de nucleótidos, el segmento de ADNasociado al nucleosoma contiene un total de 146 pares de nucleótidos.Los nucleosomas se hallan separados entre sí por tramos de ADNespaciadores que contienen entre 20 y 60 pares de nucleótidos. Estaalternancia de nucleosomas y segmentos de ADN espaciadores sonlos que le dan el aspecto de collar de cuentas.

La cromatina, para ser contenida en el pequeño espacio que elnúcleo le ofrece, debe experimentar nuevos y sucesivos grados de

enrollamientos. Estos se producen gracias a la histona H1 que tiene lacapacidad de interactuar con otras H

1 de otros nucleosomas, lo que

lleva a un mayor plegamiento de la fibra.

Los genes activosno presentanplegamiento y asíson más accesibles

tanto a la ADN polimerasadurante la replicación,como a la ARN polimerasadurante la transcripción.

Nucleosoma formadopor un complejo decuatro clases dife-rentes de histonas,con dos moléculasde cada clase, y envuelto por una doblehélice de ADN.

Histona(H

1 )

ADNespaciador



56

C P E C H


c a p í t u l o

1Niveles de organización de la cromatina en eucariontes

Se definen 5 niveles de organización:

1. ADN dúplex o doble hélice desnuda.2. Hebra nucleosomal.3. Fibra de cromatina.4. Dominios cromosómicos.5. Cromosoma metafásico.

Representación de diferentes niveles de organización del ADN

Doble hélicede ADN

Formas decuentas decollar de lacromatina

Fibra denucleosomas

empaquetadas(solenoide)

Dominios enbucle

Espirales con-densadas

Cromosomaen metafase

2 nm 11 nm 30 nm 300 nm 700 nm 1.400 nm

Los cromosomas metafásicos representan el estado de máxima condensación del material genético. Tienen unespesor aproximado de 1.400 nm.

• Eucromatina y Heterocromatina: Mediante técnicas de tinciones se ha demostrado que la cromatinaen interfase puede encontrarse en un estado condensado (heterocromatina) o en una forma dispersa(eucromatina). La heterocromatina generalmente se ubica por debajo de la carioteca, en la periferia delnúcleo, mientras la eucromatina se ubica más central. Es en esta última donde se encuentra la actividad

transcripcional del ADN. La diferencia entre ambas radica en que la primera (heterocromatina) es un ADN nofuncional o mejor dicho no transcripcional, mientras que la eucromatina es transcripcional. De lo anterior,se desprende que si observamos una célula que está en intensa síntesis de proteínas, el núcleo deberápresentar predominio de eucromatina. Cuando el núcleo entra en división, la fibra de cromatina comienza aenrollarse (condensarse) hasta constituir los cromosomas.

3.5.3 Cromosomas

Son estructuras constituidas por cromatina condensada que se observan solamente durante la división celular. Todo cromosoma presenta una constricción primaria o centrómero, cuya posición determina el largo de los

brazos de los cromosomas. De acuerdo con la posición del centrómero, los cromosomas se clasifican en cuatrotipos:



57


er s i t a r i o s


1. Metacéntrico: los brazos son iguales.2. Submetacéntrico: los brazos son de distinto largo.3. Acrocéntrico: un brazo muy corto.4. Telocéntrico: el centrómero está en uno de los extremos.

Metacéntrico Submetacéntrico Acrocéntrico Telocéntrico

Clases de cromosomas por la posición del centrómero

• Nomenclatura de los componentes del cromosoma: Lacitogenética ha permitido describir los componentes delcromosoma a través de una serie de términos que a continuaciónse explican:

- Cromátida: En la metafase cada cromosoma está compuestopor 2 elementos simétricos. Cada uno corresponde a unacromátida, formada por solo una molécula de ADN que estáen su máximo estado de compactación. Luego en la anafase

mitótica estas cromátidas hermanas se separan y el cromosomaqueda formado por solo una cromátida.

- Centrómero: Es el lugar donde se unen las dos cromátidashermanas. Región del cromosoma donde convergen las fibrasdel huso mitótico. Se reconoce por un estrechamiento delcromosoma y porque puede tener distintas posiciones. La zonade estrechamiento se denomina constricción primaria.

- Cinetocoro: Corresponde a un disco proteico que se encuentradentro del centrómero, donde se unen específicamente las fibrasdel huso mitótico durante la división celular para arrastrar lascromátidas a polos opuestos.

- Cromómeros: Son acúmulos de material cromatínicoque aparecen como cuentas de collar y que participan en elapareamiento de los cromosomas homólogos en la meiosiscomo preludio del entrecruzamiento o recombinación genéticao crossing-over. Cuando un par de cromosomas homólogoshacen crossing-over, se unen los dos cromosomas en todos lospuntos donde poseen cromómeros en la misma altura.

- Telómero: Este término se refiere a los extremos de loscromosomas. Tiene la propiedad de estabilizar el cromosomaimpidiendo su unión con otro cromosoma distinto. Además lostelómeros evitan que los cromosomas se unan en las puntasdurante una división celular.

Cromátida Cromátida

Fibras

cinetocóricas

Cinetocoro

Centrómero

Componentes de un cromosoma



58

C P E C H


c a p í t u l o

1 - Constricción secundaria: Son constantes en posición y tamaño y resultan útiles para identificar un

cromosoma en particular. Hay ciertas constricciones secundarias que se conocen como organizadoresnucleolares (NOR) y que codifican para ARN ribosomal e inducen la formación de los nucléolos.

- Satélites: Es otro elemento morfológico presente en algunos cromosomas, que se presenta como uncuerpo esférico separado del resto por una constricción secundaria.

Todas las células de un individuo de una misma especie tienen el mismo número de cromosomas. Cadacromosoma está en dosis doble (par) y cada miembro del par se denomina cromosoma homólogo.

Todas las células somáticas (células que constituyen un individuo, a excepción de las células sexuales o germi-nales) tienen dos juegos de cromosomas y se las designa como diploide cuyo símbolo es 2n. Los gametos o cé-lulas sexuales tienen solo un juego cromosómico, denominándose células haploides, y se simbolizan como n.

El número diploide de cromosomas es característico de la especie. Todos los individuos de una misma especie

tienen igual condición diploide, pero este se puede repetir en dos o más especies. En tal caso los cromosomasse diferencian por su morfología y tamaño.

El cariotipo comprende todas las características de un conjunto cromosómico. Este nombre se refiere al grupode características que permiten la identificación de un conjunto cromosómico, como número de cromosomas,tamaño relativo, posición del centrómero, largo de los brazos, constricciones secundarias y satélites, etc.El cariotipo es característico de una especie de ungénero o de grupos más amplios y se representa porla serie ordenada de los pares homólogos de tamañodecreciente.

Las células humanas somáticas poseen 46 cromosomas,es decir, 46 moléculas de ADN, de los cuales 22 paresson autosomales (cromosomas no sexuales que sedividen en 7 grupos que se identifican con letras deA hasta G; cada par de cromosomas se numera y seordenan de mayor a menor) y un par de cromosomassexuales. En la mujer los dos miembros del par sexualson idénticos entre sí, pero distintos en el varón.

3.5.4 Nucléolo

En el núcleo interfásico también se encuentran uno o más cuerposesféricos que se tiñen fuertemente y que se denominan nucléolos.Están constituidos por ARN de tipo ribosomal, además de proteínasribosomales (ribonucleoproteínas) y ciertos segmentos de ADN(donde se encuentran los genes para ARNr). El número de nucléoloses el mismo para todas las células de un individuo y para todos losindividuos de una misma especie. Su tamaño varía según el estadofuncional de la célula. Este organelo desaparece durante la divisióncelular (mitosis o meiosis).

Núcleo

Eucromatina

Envoltura nuclear

Lámina nuclear

Heterocromatina

Nucléolo

Poro nuclear

Ribosomas

Retículoendoplasmático

A B

C

D E F

G

X

Y

Cariotipo de hombre



59


er s i t a r i o s


En los nucléolos se sintetiza el ARNr y además se ensamblan las subunidades ribosomales. Las proteínasribosómicas sintetizadas en el citosol pasan al interior del núcleo y a nivel de lo nucléolos se unen a distintasmoléculas de ARNr, dando origen a las subunidades que constituyen a los ribosomas.

Actividades

1. Si el núcleo de una célula tiene la mayor parte de su cromatina como eucromatina y un gran nucléolo, ¿qué podrías

concluir de la actividad de esta célula y por qué?

2. Completación

a. Un cromosoma con los dos brazos del mismo tamaño se llama ___________________.

b. La cromatina está constituida por ___________________ asociado a proteínas ___________________ .c. La síntesis de ARNr se realiza en el ___________________ .

d. Las células somáticas tienen un juego ___________________ de cromosomas.

3. Verdadero o Falso.

a. El cariotipo de una especie es constante.

b. El NOR se ubica en la constricción primaria.

c. Todas las células de un individuo son 2n.

d. Los telómeros son los extremos de los cromosomas.

e. En la especie humana la dotación cromosómica de un macho será 2n= 44 + xy.

f. Los cromosomas y la cromatina son lo mismo.

4. Dibuja un cromosoma submetacéntrico, en metafase, e indica todas las estructuras que en él se distinguen.

3.6 Ciclo celular

Una característica de las células es su capacidad para reproducirse, dando origen a otras células. Toda célulapuede hallarse multiplicándose o en reposo. Si la célula está dividiéndose, al terminar de hacerlo entrará enreposo por un tiempo variable, para luego dividirse otra vez. Este fenómeno de características cíclicas se conocecomo ciclo celular. La duración y las características del ciclo celular son variables y dependen del tipo de célulay de las circunstancias en que se desarrolla.

En el ciclo celular pueden distinguirse dos fases fundamentales: la interfase y la división celular (mitosis ymeiosis). En este capítulo solo se revisará el proceso mitótico, pues el meiótico será analizado durante elcapítulo de reproducción.



60

C P E C H


c a p í t u l o

13.6.1 Interfase

Se dice que es el período de reposo reproductivo del ciclo celular, por el que pasan las células entre una mitosisy la siguiente. En él, las células tienen trabajando su batería enzimática en la producción de sustancias y

en la realización de tareas específicas. Corresponde, entonces, al período en que las células desarrollan susactividades. La interfase puede ser dividida en 3 etapas: G

1, S, y G

2. Es la etapa que implica un mayor tiempo de

desarrollo comparada con la división celular.

`

`

`

` `

M i t o

s i s

G1

Período decrecimiento

celular

S

Período deduplicación de

ADN

Di vi sió n cito pla s ma

T e l o f a s e

A n a f a s e

M e t a f

a s e

P r o f a s

e

G2

Período posterior a laduplicación del ADN;célula preparándose

para la división celular

` ` ` ` `

I n t e

r f a s e

a. Etapa G1

Es una etapa de crecimiento celular. Al terminar la mitosis, la célula entra en G1, preparándose para la vida que

se le antepone. La célula comienza a fabricar elementos e implementa mecanismos para desarrollar su vida útil(diferenciación o especialización). Así, por ejemplo, la célula intestinal sintetizará enzimas necesarias para ladigestión intestinal. Esta etapa de intenso trabajo funcional tendrá una duración variable (horas, días, años),según sea la velocidad de recambio celular del tejido y el grado de diferenciación celular.

Algunas células pueden salir del ciclo en este período hacia una etapa conocida como G0. Muchas de estas

células alcanzan un grado de diferenciación máximo y ya no pueden volver al ciclo; su único destino es lamuerte. Ej: las neuronas quedan en período Di (diferenciación irreversible).

Al final de esta etapa, los centríolos comienzan a separarse y a duplicarse.

b. Etapa S

Las células que van a dividirse entran al período S, donde ocurre la replicación de su ADN (pero sin aumentar

en el número de cromosomas).

La cantidad de ADN de una célula se denomina con la letra c; una célula diploide tendrá un contenido de ADNigual a 2c, luego del período S (duplicación del ADN) el contenido será de 4c, de manera que durante la mitosis



61


er s i t a r i o s


las 2 células hijas quedan con un contenido de ADN de 2c. Durante este período también se sintetizan lasproteínas nucleares (histonas y no histonas). La duración de esta etapa depende del contenido de ADN de lacélula.

c. Etapa G2

En esta etapa se fabrican proteínas importantes para la división celular, como actina para el estrangulamiento decélulas animales e histonas para condensar el ADN. Una vez que la célula ha terminado de duplicar su materialgenético entra en la etapa G

2 del ciclo celular. Aquí se producen los preparativos para la división celular: se

completa la duplicación de los centríolos, la producción de precursores de huso mitótico, etc. La célula esindiferenciada a este nivel, aunque algunas poblaciones celulares permanecen un tiempo realizando funcionesespecíficas fuera del ciclo (Go

2). Pero bajo determinadas circunstancias, como, por ejemplo, cuando se daña un

órgano del cuerpo, pueden reintegrarse al ciclo entrando en división, como las células hepáticas y las célulasóseas. Las células germinales salen del ciclo celular en esta fase, y no vuelven a reintegrarse puesto que siguen

hacia un tipo muy especial de división denominada meiosis.

En los tejidos, la división celular permite el crecimiento y reposición de elementos perdidos. Sin embargo, a vecesuna célula o un grupo de células comienza a multiplicarse rápida y descontroladamente, de modo que, en unlapso variable de tiempo, gran parte del tejido será indiferenciado (tienen G

1 muy corto). Esto es el cáncer, en el

que las células pierden su función (son indiferenciadas), invaden otros tejidos (metástasis), comprimen órganos vecinos, etc.

El adecuado desarrollo de un organismo pluricelular no solo depende de la correcta regulación del ciclo y ladivisión celular, sino también de la muerte programada de algunas células específicas, mecanismo denominadoapoptosis. Los mecanismos que controlan el ciclo celular se encuentran alterados en ciertas células, como las

tumorales. Esto provoca su proliferación descontrolada y puede dar lugar al desarrollo del cáncer.

3.6.2 División celular o mitosis

La división celular es un fenómeno regular, a través del cual a partir de una célula progenitora se originan doscélulas hijas idénticas, conservándose el número cromosómico (2n) y el contenido de ADN (2c).

La mitosis se refiere, principalmente, a la división del núcleo (cariocinesis), mientras que la división del citoplasmase denomina citodiéresis. La mitosis se puede dividir en 4 etapas:

a. Profase

La cromatina comienza a condensarse para constituir los cromosomas, desaparece el nucléolo. Los centríolosemiten fibras llamadas áster y comienzan a migrar a los polos formándose de esta manera el huso mitótico. Alfinal de la profase (prometafase) desaparece la envoltura nuclear, los cromosomas se acortan y engruesan y elhuso mitótico se encuentra completamente formado.

b. Metafase

Se evidencian claramente los cromosomas, los cuales se ordenan en la línea media de la célula formando la placaecuatorial metafase terminal. Las fibras del huso se insertan a nivel del centrómero, en una estructura llamada

cinetocoro.



62

C P E C H


c a p í t u l o

1c. Anafase

El centrómero de cada cromosoma se separa. Luego las 2 cromátidasse separan, siendo cada una atraída hacia polos opuestos. Las fibras

del huso traccionan las cromátidas, produciéndose la migración de loscromosomas.

d. Telofase

Al iniciarse la telofase, los cromosomas ya alcanzaron los polosopuestos y el huso comienza a dispersarse, se reorganiza la cariotecaalrededor de los dos conjuntos de cromosomas, los cuales comienzana descondensarse (constituyendo la cromatina interfásica de cadanúcleo de las células hijas); en cada núcleo reaparecen los nucléolos.

La citodiéresis o citocinesis habitualmente conocido como divisióndel citoplasma acompaña a la mitosis (o división del núcleo). Seevidencia por un surco que aparece en la membrana plasmática, ubicadoen un plano ecuatorial perpendicular al huso; este es generado por unanillo de microfilamentos unidos a la membrana. El surco se contraehasta alcanzar un diámetro pequeño, estrangulando el citoplasma.Finalmente, las células hijas se separan, distribuyéndose el citoplasmay los organelos de modo más o menos equitativo.

Algunas de las causas de la división celular son las siguientes:

• Cuando la relación tamaño del núcleo-tamaño del citoplasma sedesequilibra, la división celular restituye el equilibrio.

• Sustancias producidas por células que han sufrido una lesión(necrohormona), inducen división de células próximas.

• Algunas sustancias químicas como el nitrato de manganesoinducen división de algunos ciliados.

La mitosis en las células vegetales es igual a la descrita para las células

animales, excepto por 2 diferencias:

• Las células vegetales no tienen centríolos y el huso mitótico se

organiza a partir de los llamados centros amorfos de la célula(centro organizador nucleolar).

• Durante la citocinesis se organiza un tabique celular en la región

ecuatorial, el cual se forma de la siguiente manera: diversas vesículas, producidas por los complejos de Golgi, migran haciael plano ecuatorial, donde se fusionan, formando una estructuraplana limitada por una membrana y la placa celular. A medida que

se agregan más vesículas, los bordes de la placa en crecimientose fusionan con la membrana, de la célula, formándose unacapa de polisacáridos entre las dos células hijas, completándosesu separación. Cada nueva célula construye así su propia paredcelular, depositando celulosa y otros polisacáridos sobre lasuperficie externa de la membrana celular.

Mitosis: profase temprana

Mitosis: profase tardía

Mitosis: metafase

Mitosis: anafase temprana

Mitosis: anafase tardía

Mitosis: telofase tardía

Citocinesis



63


er s i t a r i o s


Consecuencias de la mitosis:

• Para organismos pluricelulares permite la reparación de tejido y el crecimiento.

• Para organismos unicelulares eucarióticos, permite la reproducción, pero sin variabilidad.

3.6.3. Control del crecimiento y la reproducción celular

Sabemos de la existencia de distintas poblaciones celulares. Hay aquellas que están en continua división comolas células precursoras de células sanguíneas, capas germinales de la piel. Otras, como las del hígado o músculoliso, pueden no reproducirse durante años y otras pocas células, como las neuronas y músculo estriado, no sereproducen en toda la vida de una persona, salvo en el período fetal.

Hay tejidos en los que la disminución del número de células hace que estas crezcan y se reproduzcan rápi-damente hasta que su número sea el adecuado. Por ejemplo, se pueden extirpar siete octavos ( 87,5%) del

hígado de ratón y las células del octavo restante crecerán y se dividirán hasta que la masa hepática vuelva a serprácticamente normal. Lo mismo sucede con casi todas las células glandulares, de la médula ósea, del tejidosubcutáneo, del epitelio intestinal y de casi cualquier tejido, a excepción de las células muy diferenciadas, comolas nerviosas y las musculares.

Los experimentos han demostrado al menos 3 métodos de control de crecimiento:

1º. Factores de crecimiento provenientes de otros lugares del organismo. Por ejemplo, factores de creci-miento epidérmicos.

2º. Inhibición por contacto: El crecimiento suele detenerse cuando el espacio disponible disminuye o se

agota.

3º. Retroacción negativa: El crecimiento a menudo se detiene cuando se permite la acumulación de mínimascantidades de sus propias secreciones.

3.6.4 Diferenciación celular

El significado de la diferenciación celular está en que representa una modificación de las propiedades físicas yfuncionales de las células a medida que proliferan en el embrión, para dar lugar a las diferentes estructurascorporales. La diferenciación es el resultado no de una pérdida de genes sino de una activación y/o represión

selectiva de diferentes sistemas genéticos. La célula en sí conserva toda la información genética, lo que quedademostrado en el siguiente experimento: la implantación quirúrgica del núcleo de una célula de la mucosaintestinal de rana en un óvulo de rana del que se ha extraído el núcleo original suele conducir a la formaciónde una rana normal. Esto demuestra que incluso la célula de la mucosa intestinal, que es una célula biendiferenciada, contiene todavía toda la información genética necesaria para el desarrollo de todas las estructurasnecesarias del cuerpo de la rana.



64

C P E C H


c a p í t u l o

13.6.5 Regulación del ciclo celular

En general, en todos los organismos es importante que las células se dividan solo cuando hayan alcanzadoun tamaño suficiente, asegurando que las células hijas contengan todos los elementos necesarios para su

supervivencia.

Varios factores ambientales, incluyendo la falta de nutrientes o los cambios de temperatura o pH, puedenhacer que las células detengan su crecimiento y su división. En el caso de los multicelulares, el contacto concélulas contiguas puede tener el mismo efecto. Por otro lado, la coordinación del crecimiento en organismospluricelulares depende de otras variables, como la presencia de hormonas, de factores de crecimiento y de lainteracción célula-célula y célula-matriz extracelular.

En cierto momento del ciclo celular la célula “decide” si va a dividirse o no. Cuando las células normales cesansu crecimiento, por el efecto de diferentes factores, se detienen en un punto tardío de la fase G

1. Este punto

se conoce como punto R (restricción) del ciclo celular. Una vez que las células sobrepasan el punto R, están

obligadas a seguir el resto de las fases del ciclo, y luego a dividirse.

El sistema de control del ciclo celular está basado en dos proteínas claves, las ciclinas y las proteínas quinasasdependientes de ciclinas (Cdk), que responden a la integración de señales. Las proteínas Cdk, como todas lasquinasas, actúan activando otras proteínas por fosforilación y se encuentran en todas las células eucariotas durantetodo el ciclo celular. Las ciclinas son proteínas activadoras que se unen a las quinasas y regulan su actividad.

El nivel de ciclinas varía a lo largo del ciclo, ya que su concentración aumenta en determinados momentosy disminuye por degradación, en otros. La unión de las Cdk con las ciclinas, su activación y separaciónconstituyen un proceso cíclico que dirige la sucesión de la distintas etapas del ciclo celular. Existen varios tiposde ciclinas: las ciclinas de G

1 y las ciclinas mitóticas. Las ciclinas de cada uno de estos tipos actúan en la fase

correspondiente del ciclo celular.

La ciclina mitótica se acumula en forma gradual durante G1 y se une a la quinasa formando el complejo Cdk-

ciclina, denominado también “factor promotor de la mitosis (FPM)”. Este complejo fosforila ciertas proteínasespecíficas, induciendo los cambios estructurales que conducen a la mitosis, tales como la condensación de loscromosomas, la organización del huso mitótico, entre otros. El complejo Cdk-ciclina es rápidamente inactivadodurante la mitosis por degradación de la ciclina mitótica.



65


er s i t a r i o s


1. Célula: Unidad estructural y funcional de todos los seres vivos. Corresponde a la unidad mínima capazde expresar las características básicas de los seres vivos: reproducción, irritabilidad, metabolismo, creci-miento, etc.

2. Célula eucarionte: Tipo celular caracterizado por la presencia de un núcleo definido, producto de lamayor organización interna, determinada por la presencia de diferentes compartimientos membranosos.Corresponde a organismos animales, vegetales, hongos y protistas.

3. Célula procarionte: Tipo celular caracterizado por la ausencia de una región delimitada como núcleoy que no tiene una organización membranosa que le permita separar las distintas funciones celulares.Corresponde a organismos como las bacterias.

4. Meiosis: Forma de división celular caracterizada por la reducción de la cantidad de información genéticaa la mitad, con la consecuente formación de células haploides. Esta forma de división es característica decélulas germinales y aporta variabilidad genética por recombinación genética.

5. Membrana: Estructura celular que delimita a la célula. Participa de los procesos de transporte, transduc-ción de señales y reconocimiento celular.

6. Mitosis: Proceso de división celular de tipo ecuacional, es decir, conserva la cantidad de informacióngenética. Además, mantiene la calidad de la información genética, o sea, no presenta variabilidad gené-tica. Es una forma de división propia de células somáticas.

7. Organelo: Estructura subcelular que cumple funciones específicas, por ejemplo, núcleo, retículo endo-plasmático, lisosomas, etc.

8. Permeabilidad selectiva: Comportamiento que presenta la membrana celular con respecto al trans-porte de sustancias. Se basa en la propiedad de la membrana para presentar distintos comportamientossegún la naturaleza de la sustancia a transportar y el estado de actividad de la célula.

9. Transporte activo: Forma de transporte a través de membrana que se realiza en contra del gradiente deconcentración. Por lo tanto, gasta energía en forma de ATP.

10. Transporte pasivo: Forma de transporte a través de membrana que ocurre a favor del gradiente de con-centración y, por tanto, no gasta energía.




66

C P E C H


c a p í t u l o

1N aK F e C

l O C

C O 2

O 2

C 6 H 1 2 O 6

C 5 H 1 0 O 5

NH

3

Á t o m o

M o l é c u l a

P r o t e í n a s

M a c r o m o l é c u l a

R e t í c u l o

e n d o p l a s m á t i c o

Á c i d oN u c l e i c o

P o l i s a c á r i d o

L í p i d o s

R i b o s o m a s

A p ar a t o d e

G o l g i

O r g a n e l o

C é l u l a

T e j i d o

Ó r g a n o

S i s t e m a

C é l u

l a s P r o c ar i o n t e s

S e or g a n i z a n e n . . .

C i t o p l a s m a

M e m b r a n a c e l u l ar

M e m b r a n a c e l u l ar

C é l u l a s E u c ar i o n t e s

S e or g a n i z a n e n . . .

C i t o p l a s m a

N ú c l e o

C r e c i m

i e n t o

c u m p l e f u n c i o n e s d e . . .

M e t a b o

l i s m o

A d a p t a c i ó n

H o m e o

s t a s i s

R e pr o d u c c i ó n

pr o c ar i o n t e s

e u c ar i o n t e s

B i p ar t i c i ó n

M i t o s i s y / o

m e i o s i s

c o n t i e n e . . .

pr e s e n t a n . . .

R i b o s o m a s

y e l

m a t e r i a l g e n

é t i c o

( A D N )

l a m i s m a or g

a n i z a c i ó n

o m o d

e l o

C i t o s o l

C i t o e s q u e l e t o

O r g a n e l o s

c o n t i e n e . . .

E l m a t e r i a l

g e n é t i c o ( A D N )

v

M i c r o f l a m e n t o s

v

F i l a m e n t o s i n t e r m e d i o s

v

M i c r o t ú b u l o s

f u n c i o n e s d e . . .

v

F or m a c e l u l ar

v

M o v i m i e n t o

v

C o n t r a c c i ó n m u s c u l ar

v

D i v i s i ó n C e l u l ar

S i s t e m a s d

e e n d o m e m b r a n a :

vR e t í c u l o

e n d o p l a s m á t i c o

vA p ar a t o d e G o l g i

vL i s o s o m

a s

vM i t o c o n

d r i a s

vP e r o x i s o

m a s

v V a c u o l a

s

v C l or o p l a s t o s

vR i b o s o m

a s

vT r a n s p or t e

vR e c o n o c i m i e n

t o c e l u l ar

vA d h e s i ó n c e l u

l ar

vR e c e p c i ó n d e

s e ñ a l e s

f u n c i o n e s d e . . .

S í n t e s i s

d e

c on t eni d o s



67


er s i t a r i o s


EJERCICIOS

Ejercicios resueltos

1. Respecto a la membrana plasmática, es correctoafirmar que

I) está constituida por una bicapa lipídica.II) hay proteínas insertas en ella.III) es selectiva al paso de substancias.

A) Solo lB) Solo llC) Solo l y llD) Solo ll y lllE) l, ll y lll

Correcta: E

Habilidad: Reconocimiento

Defensa: El modelo de mosaico uido plantea que la base

de la membrana está constituida por una bicapa lipídica,

en la cual se insertan distintos componentes, tales como las

proteínas, de disposición integral o periférica. Del punto de

vista del comportamiento que tiene la membrana es selectiva

al paso de sustancias, ya que sustancias de gran tamaño son

ltradas, no pudiendo atravesar la membrana.

2. La glucosa, ayudada por una proteína, seincorpora a las células a favor de su gradientede concentración, por tanto, no requiere de unafuente adicional de energía; este mecanismo se

llama

A) endocitosis.B) diálisis.C) difusión.D) pinocitosis.E) osmosis.

Correcta: C


Defensa: De acuerdo al enunciado de la pregunta el transporte

se produce a favor del gradiente de concentración y con ello setrata de un mecanismo de difusión, es decir transporte pasivo.

3. La importancia de la aparición de los cromosomasen la división celular es

I) favorecer la formación de proteínasespecíficas de la mitosis.

II) permitir una repartición equitativa delmaterial genético.

III) generar las condiciones para la división

celular.

Es (son) correcta(s)

A) solo l.B) solo ll.C) solo lll.D) solo l y ll.E) l, ll y lll.

Correcta: B

Habilidad: ComprensiónDefensa: Los cromosomas corresponden al estado compactado

del material genético, por lo tanto no pueden llevar a cabo

ninguna de las funciones propias del ADN, como por ejemplo

la replicación, la transcripción. Este estado de cromosoma

tiene como n permitir la repartición equitativa del material

genético durante la división celular.



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C P E C H


c a p í t u l o

1EJERCICIOS

5. A una célula en etapa G2 se le aplica una droga

que inhibe específicamente la replicación de suADN. ¿Cuál de los siguientes gráficos representalos efectos de tal situación?

G2

M G1

C a n t i d a d d e A D NA)

4c

2c

c

G2

M G1

C a n t i d a d d e A D NB)

4c

2c

c

G2

M G1

C a n t i d a d d e A D N

C) 4c

2c

c

G2

M G1

C a n t i d a d d e A D ND)

4c

2c

c

G2

M G1

C a n t i d a d d e A D NE)

4c

2c

c

Correcta: B

Habilidad: AplicaciónDefensa: Si la sustancia se aplica en G

2 la duplicación del ADN

ya ha ocurrido, por tanto no tiene efecto sobre ella y proseguirá el

ciclo celular normalmente. En mitosis se produce la disminución

del número de cadenas de ADN a 2c que es lo que se encuentra

en G1.

4. El siguiente gráfico muestra el transporte de unión (Na+) y como es afectado por un inhibidor dela síntesis de ATP.

1

Flujo desalida de Na

Administración inhibidor síntesis de ATP

Administración de ATPal medio extracelular

Administración de ATPal medio intracelular

2 3 4

Respecto al gráfico es correcto afirmar que

I) el sodio se transporta activamente.II) la inyección extracelular de ATP repone eltransporte de sodio.

III) la proteína transportadora involucrada uti-liza ATP intracelularmente

A) Solo IB) Solo IIC) Solo IIID) Solo I y IIE) Solo I y III

Correcta: E

Habilidad: ASE (Análisis, síntesis y evaluación)

Defensa: El sodio se transporta activamente, ya que al inyec-tar el veneno metabólico el ujo de sodio se interrumpe. Este

veneno tiene efecto sobre la síntesis de ATP. Antes de la segun-da hora, cuando se inyecta el ATP extracelularmente el ujo

de sodio no se repone, en cambio cuando se administra en el

medio intracelular el ujo se repone. El transporte en contra de

gradiente de concentración lo realizan siempre bombas, que

son proteínas de membrana.



69


er s i t a r i o s


EJERCICIOS

Ejercicios propuestos

1. ¿Cuál(es) de las siguientes es (son) unapropiedad(es) emergente(s) de las mitocondrias?

I) Fosforilación oxidativa.II) Reacciones catabólicas.III) Metabolismo.

A) Solo IB) Solo IIC) Solo IIID) Solo I y IIE) I, II y III

2. ¿Qué función(es) cumple la mitosis enorganismos multicelulares?

I) Crecimiento.II) Reproducción.III) Reparación de tejidos.

A) Solo IB) Solo IIC) Solo IIID) Solo I y IIIE) I, II y III

3.

Se realizó la siguiente experiencia:

núcleo

1ª mitosis

Célula huevo de una ratablanca (albina)

Separación de célulasembrionarias

Transplante a úterode rata negra

Transplante a úterode rata pintada

De acuerdo a la experiencia realizada, ¿quédescendencia cabría esperar para la rata negra ypintada respectivamente?

A) Rata negra – rata pintadaB) Rata negra – rata blancaC) Rata blanca – rata blancaD) Rata blanca – rata pintada

E) Rata negra – rata negra



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1EJERCICIOS

4. La siguiente figura representa una etapa de lamitosis, de acuerdo a ella, ¿qué deberá ocurririnmediatamente a continuación de ésta?

I) Regeneración de la membrana nuclear.II) Separación de cromátidas hermanas.III) Migración de cromátidas a polos opuestos

de la célula.


A) solo I.B) solo II.C) solo III.D) solo I y III.E) solo II y III.

N ú m e r o A l t e r n a t i v a H a b i l i d a d

1 A C o m p r e n s i ó n

2 D C o m p r e n s i ó n

3 C A p l i c a c i ó n

4 E A p l i c a c i ó n

5 D R e c o n o c i m i e n t o

Respuestas correctas

5. Del ciclo celular se puede aseverar que

I) sus etapas son G1 - S - G

2 y M.

II) su realización es en el interior del núcleo.III) en el período S hay duplicación del material

hereditario.

A) Solo lB) Solo IIC) Solo IIID) Solo I y IIIE) l, ll y lll




Describir los procesos de reproducción asexuada y sexuada.

Explicar cada etapa de la meiosis, sus implicancias biológicas y su importanciaen la gametogénesis.

Conocer la espermatogénesis y ovogénesis.

Diferenciar los procesos de espermatogénesis y ovogénesis.

Describir el proceso de fecundación.

Comprender el funcionamiento del aparato reproductor masculino y femenino.

Describir y comprender el desarrollo embrionario.

Describir y explicar los cambios hormonales que se presentan durante el parto.

Describir los cambios hormonales que desencadenan la producción y secreciónde leche materna.

Conocer y analizar el efecto de los principales métodos hormonales utilizados

en el control de la fertilidad en la mujer.

Comprender el funcionamiento de los principales métodos hormonales utiliza-dos en la promoción de la fertilidad en la mujer.

REPRODUCCIÓNY DESARROLLO

Capítulo 2



72

C P E C H


c a p í t u l o

2

La vida comenzó hace más de 3.000 millones de años y desdeentonces se transmitió de organismo a organismo, generacióntras generación, hasta el presente, y se proyecta hacia elfuturo, más allá de lo que la mente humana puede avizorar.

Introducción

En este capítulo consideraremos el proceso por el cual se producen nuevos individuos que mantienen lacontinuidad de la especie. Este proceso que da origen a nuevos seres vivos se conoce como reproducción.

La reproducción es una característica esencial de los seres vivos la cual permite la transmisión de la informacióngenética de una generación a otra perpetuando así la especie. En los descendientes, esta información se expresa enforma ordenada y secuencial, traduciéndose en estructuras y funciones específicas, proceso denominado desarrollo.La reproducción puede ser de dos tipos: asexuada y sexuada. Estos dos tipos de reproducción tienen diferenciasfundamentales.

En la reproducción asexuada, el progenitor transmite a la descendencia la misma información genética queél tiene. Los hijos son genéticamente idénticos a los padres (constituyen clones), por lo que no presentan

variabilidad genética. La única variación posible es por medio de mutaciones. Esta desventaja debido a la faltade variabilidad, vuelve a todos los individuos muy susceptibles a los cambios ambientales. Sin embargo, estetipo de reproducción presenta una ventaja biológica, ya que ocurre con gran economía y en gran cantidad.

En la reproducción sexuada, todos los descendientes de un par de progenitores son genéticamente diferentespuesto que se fusionan dos células (gametos), cada una con una información genética distinta. En este tipo dereproducción hay un notable aumento de la variabilidad génica. La reproducción sexual involucra la formación

de gametos mediante un tipo de división celular llamada meiosis; gracias a este mecanismo de división, losgametos resultantes son haploides (n). De esta manera, al fusionarse (fecundación) se produce una célula conel número cromosómico de la especie (diploide, 2n) llamada cigoto, la cual comienza a dividirse y a desarrollarsehasta constituir un nuevo individuo, proceso conocido como desarrollo.

1. Reproducción asexuada

Involucra a un solo progenitor, del cual se originan seres idénticos a él. Es muy frecuente en organismos uni-celulares. También está presente en organismos multicelulares, principalmente en vegetales. La reproducciónasexual es más rápida en el tiempo, es decir, originándose un gran número de organismos en corto tiempo. Existen

diferentes tipos de reproducción asexuada:

1.1 Fisión o bipartición

Mecanismo reproductivo frecuente en unicelulares. La célula progenitora se divide en dos, mediante una simpledivisión celular. Cada célula hija tiene la mitad del tamaño de la progenitora (luego crecen hasta alcanzar el tamañonormal). Este tipo de reproducción es común en procariontes y protozoos (tripanosoma, euglena, ameba, etc.).

Ameba

Reproducción y desarrollo



73


er s i t a r i o s

Capítulo 2 Reproducción y desarrollo

1.2 Yemación

Proceso reproductivo en el cual la célula madre o progenitora divide su núcleo, dando origen a dos célulashijas de diferente tamaño. Sobre la célula madre se forma una protuberancia o yema, que comienza a crecer

aumentando la masa citoplasmática y finalmente se separa, transformándose en un organismo autónomo demenor tamaño. Ejemplo: levaduras (hongo unicelular). La yemación también está presente en organismospluricelulares inferiores, como la Hydra de agua dulce; en ella aparece un pequeño brote o yema en su superficieexterna, que después de un período variable de tiempo se desprende. En algunos organismos las yemas no sedesprenden de las células progenitoras y pasan a constituir colonias.

1.3 Esporulación o escisión múltiple

Consiste en una serie de mitosis sucesivas que llevan a la formación de numerosos núcleos dentro de la célulaprogenitora. En un momento dado cada uno de estos núcleos se rodea de fragmentos de citoplasma y de

membrana, originándose un gran número de células muy pequeñas llamadas esporas. Al ser depositadas en,el ambiente pueden mantenerse en un estado de vida latente, hasta que las condiciones son favorables parapermitir su desarrollo. Este tipo de reproducción es típico de hongos así como también en algunos protozoos,como el Plasmodium malariae (que transmite la malaria o fiebre amarilla).

1.4 Fragmentación Es una forma de reproducción asexual presente en muchos vegetales y en algunos animales pluricelulares,en el cual cada fragmento del organismo, al presentar el rompimiento de su estructura, tendrá la capacidadde regenerar al individuo completo. Algunos organismos que presentan este tipo de reproducción son, por

ejemplo, las planarias y las famosas “patillas” de claveles, rosas, hortensias, etc.

Actividades

1. Define con sus propias palabras el término reproducción. 2. ¿Cuáles son las diferencias fundamentales entre reproducción sexuada y asexuada?

3. Explica y menciona un ejemplo de los siguientes mecanismos de reproducción asexuada:

a. Biparticiónb. Yemaciónc. Esporulaciónd. Fisión binaria

4. Explica con tus propias palabras el significado de la reproducción en una especie determinada.



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22. Reproducción sexuada

La reproducción sexuada involucra la presencia de 2 sexos diferentes,machos y hembras, y de un mecanismo especial de reproducción

celular conocido como meiosis.

En organismos superiores, este tipo de reproducción involucra laformación de gametos en órganos especializados llamados gónadas.Existe además un aparato reproductor que permite que estosgametos se encuentren y ocurra la fecundación.

2.1 Diferenciación sexual

La diferenciación sexual incluye el desarrollo de gónadas, conducto

genital interno y genitales externos. Durante las 5 primeras semanasde gestación, sin embargo, las gónadas de varones y hembras sonindistinguibles y sus tractos genitales aún no están formados.

Entre este estado de gónada indiferenciada y el individuo completonormal de cada sexo, se extiende el proceso de diferenciación sexual.

Sexo genético y sexo gonadal

La masculinidad viene determinada de modo positivo y dominantepor la presencia del cromosoma Y. Sin el cromosoma Y , es imposible

el desarrollo testicular y la masculinización de los tractos genitales yde los genitales externos.

El cromosoma Y posee el factor determinante del testículo, estefactor también se llama “Gen SRY”, cuya función es la diferenciacióntesticular, permitir que un grupo importante de células germinalescomiencen a fabricar la gónada masculina. Este cromosoma tambiénposee el gen que codifica el antígeno H-Y que se encarga de virilizarla gónada indiferenciada. El cromosoma Y es necesario, pero nosuficiente por sí solo para la masculinidad. En el cromosoma X seubica el gen para los receptores de andrógenos (testosterona) que

permite la acción de la testosterona sobre los genitales externos.

La feminidad viene determinada positivamente por la presencia delcromosoma X, pero también por la ausencia del cromosoma Y. Parala diferenciación femenina basta un solo cromosoma X que dirija ladiferenciación sexual.

La presencia de gónadas masculinas o femeninas, es decir, testículosu ovarios, define el sexo gonadal. La diferenciación de testículocomienza hacia la 6ª semana de gestación, mientras que la del ovariono lo hace sino hasta la 9ª .

Los testículos constan de tres tipos de células: células germinalesque producen espermatogonias, células de Sertoli que sintetizanla hormona antimulleriana y células de Leydig que sintetizantestosterona.

El seudohermafroditismomasculino y femeninoconsiste en la ambigüedaddel fenotipo genital y en ladiscordancia entre el sexogonadal y el genital. Losindividuos XY con testículosnormales pueden segregarcantidades inadecuadas detestosterona y presentaráncaracterísticas parcialmentemasculinas y parcialmentefemeninas. Por ejemplo,escroto normal, pero peneincompletamente fusionado.Puede ser más grave si no sedesarrollan los conductos de

Wolf y presentan genitalesexternos totalmentefemeninos.

Un individuo XX con ovariosnormales si está expuesto aniveles altos de andrógenospresentes en la circulaciónmaterna, presentará grados

variables de masculinizaciónde sus genitales externos.Así, el clítoris puede adquirir,el tamaño de un pene, y loslabios mayores podrían estarfusionados parcialmente.

La presencia del cromosomaX extra en un individuoXXY no altera el patrónexterno masculino normal,pero anula prácticamentela espermatogénesis en lapubertad y disminuye (algo)la síntesis de testosterona.

Sabías que...



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Los ovarios también poseen tres tipos celulares: células germinales que producen ovogonios, las célulastecales y células de la granulosa que sintetizan estradiol.

2.2 Sexo fenotípicoSe refiere a las características físicas del conducto genital interno y los genitales externos. En el hombre, elconducto interno incluye próstata, vesículas seminales, conducto deferente y epidídimo. Los genitales externoscorresponden al escroto y el pene.

En las mujeres los genitales internos son las trompas de Falopio, el útero y el tercio superior de la vagina. Losgenitales externos son el clítoris, los labios mayores, los labios menores y los dos tercios inferiores de la vagina.

La testosterona estimula la diferenciación de los conductos de Wolff para dar origen al epidídimo, conductodeferente, vesículas seminales y conductos eyaculadores. Los conductos de Wolff son cordones celulares que

durante el desarrollo embrionario darán origen a los genitales internos masculinos. Por otra parte, la hormonaantimulleriana sintetizada por las células de Sertoli causa la atrofia de los conductos de Müller, que serían losresponsables de la formación de los conductos genitales internos femeninos. En ausencia de estas hormonas,testosterona y antimulleriana, se produce la diferenciación femenina.

A la 7 semanas de desarrollo embrionario

aparece un sistema de conductos

indiferenciados En presencia de cromosoma Y

Testículos

En ausencia de cromosoma Y

Ovarios

Pene

Testículo

Útero

Ovario

Vagina

Desarrollo de órganos internos del aparato reproductor masculino

Conductode Müller

Conducto de Wolf



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23. Meiosis

La meiosis es un tipo de división nuclear y celular que ocurre solamenteen las células germinales. Se caracteriza por una duplicación de ADN

(período S) y dos divisiones celulares consecutivas. Como resultadoaparecen 4 células hijas con la mitad del número cromosómico de laespecie, células haploides (n). Este proceso permite que los gametossean haploides, de manera que cuando se fusionen en la fecundaciónoriginen un cigoto diploide (2n) con el número cromosómico típicode la especie.

La meiosis garantiza que las cuatro células haploides seangenéticamente diferentes entre sí y respecto de la célula progenitora,gracias a dos sucesos que ocurren durante esta división:

a. Recombinación génica

Durante la primera profase meiótica hay intercambio de ADN entrecromosomas homólogos, lo que se conoce como “crossing-over”, queasegura la recombinación de genes. Este consiste en el intercambiode uno o más segmentos entre los cromosomas homólogos, en formaespecífica y precisa. En los puntos donde hay entrecruzamiento, unfragmento de cromátida de un homólogo se rompe y se intercambiapor un fragmento de cromátida del otro homólogo. Las zonas deruptura se reparan y, como resultado, las cromátidas hermanas decada cromosoma homólogo dejan de ser genéticamente idénticas. Por

lo tanto, el crossing over es un mecanismo crucial que permite larecombinación del material genético de los progenitores.

b. Separación de los cromosomas al azar

Los cromosomas migran hacia los polos. Esta migración escompletamente al azar, lo que asegura que todas las células hijastengan diferente constitución genética o combinación cromosómica(permutación cromosómica).

3.1 Etapas de la meiosis

La meiosis consiste en dos divisiones nucleares sucesivas, designadasconvencionalmente como meiosis I y meiosis II. De la misma maneraque en la interfase mitótica, durante la interfase que precede a lameiosis los cromosomas se replican, por lo que al comienzo de lameiosis cada cromosoma está formado por dos cromátidas hermanasidénticas, unidas por el centrómero.

a. Primera división meiótica: Meiosis I o reduccional

La primera de las dos divisiones nucleares de la meiosis se desarrollaa través de las etapas de profase, metafase, anafase y telofase (atodas ellas se las designa con I para indicar que son subetapas de lameiosis).

Centrómero

Homólogopaterno

Centrómero

Cromátidashermanas

Cromátidashermanas

Homólogomaterno

Par de homólogos

CinetocoroFibras

cinetocóricas

Quiasma Quiasma

Tétrada

Crossing - Over

• En una mujer el diplonema

es extraordinariamentelargo, puesto que laovogénesis comienzadurante la etapa uterina,quedando detenidos losovocitos I en esta fase comomínimo, hasta la pubertad.

Sabías que...



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• Profase I: Es la etapa más larga de la meiosis y se divide en 5 subetapas.

- Leptonema: Los cromosomas se presentan laxos (se ven como largos filamentos), con estructuras esféricasdispuestas regularmente a lo largo de todos los cromosomas que se denominan cromómeros, lo que

corresponde a empaquetamientos de la fibra de cromatina.

nucleólo

centrómero

- Cigonema: Durante esta etapa los cromosomas homólogos se aparean a todo lo largo, gracias alreconocimiento específico y punto por punto (cromómero a cromómero), a través de un proceso conocidocomo sinapsis. La sinapsis comprende la formación de una estructura proteica denominada complejosinaptonémico. De esta manera cada par de cromosomas apareados recibe el nombre de bivalente o tétrada (cuatro cromátidas). Los telómeros de los cromosomas permanecen asociados a la carioteca.

- Paquinema: Durante esta etapa, luego de la sinapsis, se produce el intercambio de segmentos entrecromosomas homólogos, conocido como entrecruzamiento o crossing-over, o recombinacióngenética.

- Diplonema: Los cromosomas están más condensados y comienzan a separarse los homólogos, peropermanecen unidos en los lugares donde hubo recombinación. Estos puntos se llaman quiasmas. El quiasmacorresponde a la evidencia citológica de que ocurrió el crossing-over (proceso a nivel molecular). El número dequiasmas es variable, ya que pueden aparecer pares de cromosomas homólogos con un solo quiasma y otroscon varios. Otro evento que ocurre en esta etapa es la migración de los centríolos hacia los polos de la célula.

- Diacinesis: Los cromosomas se condensan al máximo y los quiasmas se hacen terminales manteniendounidos a los homólogos. Desaparece la carioteca, los centríolos llegan a los polos, aparece el áster ycomienza a formarse el huso mitótico.

• Metafase I: En esta etapa se forma el huso a lo largo de la célula y los bivalentes se ubican en el plano ecuatorial.La disposición de los cromosomas es diferente a la de la mitosis, ya que los homólogos se disponen a amboslados del ecuador de la célula, no como en la metafase mitótica que están todos los cromosomas alineadossobre el ecuador. Las distintas combinaciones de los cromosomas homólogos en el ecuador de la célula sedenominan permutación cromosómica y contribuye a generar nuevas combinaciones cromosómicas.

• Anafase I: Durante esta etapa, cada miembro del par de cromosomas homólogos migra al polo opuesto,determinado por la distribución al azar de la metafase I. Por lo tanto, se produce la separación de loscromosomas homólogos. Sin embargo, las dos cromátidas hermanas de cada homólogo no se separan comoocurre en la mitosis, sino que permanecen juntas.



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2• Telofase I: En esta etapa los grupos cromosómicos haploides llegan a sus respectivos polos y en torno a

ellos no reaparece la carioteca al final de la meiosis I, pues es un gasto energético el hecho de que la célulala recontruya al final de esta etapa y después al principio de la meiosis II la vuelva a destruir. Ello implica ungasto energético para la célula.

La telofase es seguida de la citodiéresis (que, recordemos, es un estrangulamiento de la célula por su porciónmedia en donde interviene el citoesqueleto a través de los filamentos de actina), originándose 2 célulashijas con n cromosomas y contenido 2c de ADN. En esta primera división meiótica se ha reducido elnúmero cromosómico y no el número de cadenas de ADN, lo cual ocurrirá en la segunda división meiótica.Entre la primera y la segunda división meiótica hay una corta intercinesis, sin un período S (no se duplicael ADN), y en algunos casos las dos células hijas pueden permanecer unidas.

Profase I Metafase I Anafase I

Telofase I

Meiosis I

b. Segunda división meiótica: Meiosis II o ecuacional

Esta etapa se denomina ecuacional debido a que se reparten las dos cromátidas hermanas recombinadas en lascélulas hijas. Esta etapa es más parecida a la mitosis.

• Profase II: Es similar a la profase mitótica. Los centríolos migran hacia los polos y se comienza a formar elhuso mitótico.

• Metafase II: Los cromosomas se ubican en el plano ecuatorial y están en su máxima condensación. En estecaso los cromosomas están alineados sobre el ecuador de la célula, tal como ocurre en la mitosis.

• Anafase II: Se divide el centrómero y cada cromátida hermana migra hacia un polo opuesto de la célula.

• Telofase II: Se reconstituyen los núcleos de las células hijas. Se descondensa el ADN, desaparece el husomeiótico y al final se rearman los nucleólos pues reaparece la carioteca.

Después sobreviene una citodiéresis, dando origen a 4 células hijas con n cromosomas cada una (haploides)y un contenido c de ADN (se ha producido la reducción del material hereditario).



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Meiosis II

Profase II Metafase II Anafase II Telofase II

(No existe replicación de ADN entre las divisiones)

En algunos casos, accidentalmente la segregación o separación de los cromosomas homólo-gos puede fallar, de manera que los dos homólogos de uno o más pares no se separan y pasan

juntos a una de las células hijas; este fenómeno se conoce como no disyunción cromosómica ypuede ocurrir tanto en la primera como en la segunda anafase. Como consecuencia, unos gametos

contendrán cromosomas de más y otros de menos. Si uno de ellos participa en la fecundación, las célulassomáticas del nuevo individuo contendrán un número anormal de cromosomas. Estos cuadros llevan aaberraciones o mutaciones cromosómicas numéricas, como, por ejemplo, el Síndrome de Down; En estaenfermedad el individuo presenta células somáticas con 47 cromosomas, ya que existen tres versiones delcromosoma 21 en lugar de dos (trisomía del par 21).

3.2 Consecuencias genéticas de la meiosis

Como ya vimos, los procesos más importantes de la meiosis son la reducción del número de cromosomas a lamitad, la recombinación genética y la segregación de los cromosomas paternos y maternos. Así, desde un puntode vista genético, la meiosis asegura la constancia del número específico de cromosomas de la especie, además de

generar variabilidad en la descendencia, gracias a los mecanismos de crossing over y permutación cromosómica.

célula diploide

Replicación

del ADN Apareamiento delos cromosomashomólogos

Cuatro célulashaploides

Meiosis II Meiosis I



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24. Gametogénesis

Corresponde al proceso de formación de gametos, el cual tiene lugar en las gónadas. Los testículos en el casodel varón y en los ovarios en el caso de la mujer. En este proceso se distinguen 3 etapas:

a. Etapa de proliferación

Corresponde a la división o multiplicación de las células germinales (primordiales) y los gonios. Las célulasprimordiales (que darán origen a los gametos) se ubican tempranamente, durante el período intrauterino, enla gónada. Estas células son diploides y durante esta etapa se dividen por sucesivas mitosis, dando origen anumerosas células más pequeñas llamadas gonios (ovogonios y espermatogonios).

b. Etapa de crecimiento

Los gonios son células muy pequeñas y con pocas reservas nutricias, por lo que son capaces de entrar en unaetapa de crecimiento que los transforma en citos primarios (espermatocito I y ovocito I).

c. Etapa de maduración

Durante esta etapa se lleva a cabo la meiosis. Como producto de la primera división se obtienen los citossecundarios (espermatocitos II y ovocitos II), luego sobreviene la segunda división meiótica originándose lascélulas haploides, que en los machos son las espermátidas y en las hembras los ovocitos II. En el caso de laespermatogénesis, las espermátidas aún tienen que sufrir una cuarta etapa de diferenciación para convertirse

en espermatozoides: la espermiohistogénesis.

Lo explicado en líneas anteriores se cumple en general para ambos sexos, pero hay una serie de diferencias entrela espermatogénesis y ovogénesis, que serán tratadas a continuación.

5. Ovogénesis

5.1 Características generales

Las células germinativas masculinas y femeninas son descendientes directos de las células germinativas

primordiales, que en los embriones humanos aparecen en la pared del saco vitelino (anexo embrionario) haciael final de la tercera semana de desarrollo. Estas células migran por movimientos ameboideos desde el saco

vitelino a las gónadas en desarrollo, a las cuales llegan hacia el final de la cuarta o comienzo de la quinta semana.

En la mujer, la etapa de proliferación ocurre antes del nacimiento, aproximadamente al tercer mes. En esteperíodo las células germinales experimentan varias divisiones mitóticas que dan origen a los ovogonios.Durante las semanas siguientes, el número de ovogonios se multiplica rápidamente alcanzando al quintomes aproximadamente 7 millones. Muchos de estos posteriormente degenerarán y se volverán atrésicosen degeneración. Hacia el final del tercer mes, los ovogonios se disponen en cúmulos rodeados de célulasepiteliales planas. La mayoría de estas células crecen y se diferencian en ovocitos primarios, que luego deduplicar su ADN entran en profase de la primera división meiótica. Estos ovocitos I, rodeados por una capa de

células epiteliales planas, se denominan folículos primordiales.



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En el momento de nacer, la niña ya ha formado un stock de ovocitos I que le durará para toda la vida (2 millonesaproximadamente). De aquí en adelante el número de ovocitos no aumentará más, sino que irá bajando hastallegar a la pubertad con aproximadamente 300.000 a 400.000 ovocitos, por un proceso de degeneración llamadoatresia folicular. Estos ovocitos primarios permanecen en profase hasta que la hembra madura sexualmente,

debido a una sustancia inhibidora del ovocito secretada por las células foliculares (epitelio del folículo).

En la pubertad, bajo la influencia hormonal, se reanuda la primera división meiótica de un ovocito I obteniéndoseuna célula grande, conocida como ovocito secundario (ovocito II) y una célula pequeña denominada cuerpoo corpúsculo polar. La primera división meiótica se completa en el momento de la ovulación (liberación delovocito desde el ovario).

De inmediato, el ovocito II comienza la segunda división meiótica para quedar nuevamente detenido en lametafase II, la cual solo podrá completarse en el momento de la fecundación, con la obtención delcigoto y la expulsión del segundo cuerpo polar. Por esta razón, una vez que es fecundado pasa a denominarsecigoto, desde la reacción acrosómica en adelante. Por ende, no existe un periodo de tiempo en que pueda esto

denominarse óvulo. La etapa de diferenciación de ovocitos a óvulo es inexistente en la especie humana.

Si el ovocito II no es fecundado, muerey sus restos son reabsorbidos. Delos 2 millones de ovocitos primariosoriginales, con los que nace una mujer,quedarán aproximadamente 400.000 en el comienzo de la pubertad, debidoa que muchos ovocitos se reabsorben.De estos, solo 300 a 400 alcanzan la

madurez, por lo general uno por vez,aproximadamente cada 28 días desdela pubertad hasta la menopausia, queocurre alrededor de los 50 años.

5.2 Ovocito II recién ovulado

Es una célula grande, cuyo citoplasma contiene gránulos de vitelo (una mezcla heterogénea de lípidos yproteínas), excepto en la especie humana. La distribución de este vitelo varía de una especie a otra y determinael tipo de segmentación, es decir, la forma en la cual el huevo dividirá sus células y cómo las distribuirá alcomenzar el desarrollo. En el caso del ovocito II humano casi no existe vitelo, debido a que la nutrición delembrión depende de los anexos embrionarios.



82

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2El ovocito II presenta un número haploide de cromosomas (n) y no tiene movilidad propia.

En el ovocito II (conocido popularmente como óvulo humano), existe una capa llamada zona pelúcida quecorresponde a un material amorfo secretado por las células foliculares y el ovocito II, que químicamente

corresponde a glicoproteínas. La función que cumple la zona pelúcida es evitar la poliespermia.

Por fuera de la zona pelúcida, encontramos la corona radiada, que es un conjunto de células foliculares que sedesprenden junto con el ovocito durante la ovulación.

coronaradiada

pronúcleo

femenino

zona pelúcida

gránuloscorticales

6. Espermatogénesis

La espermatogénesis se diferencia de la ovogénesis en que no empieza en la vida fetal sino en la pubertad.

Además, la proliferación es continua y se mantiene hasta los 50-60 años, cuando empieza a disminuir. Elnúmero de espermatogonios es, por lo tanto, mucho mayor (pueden ser hasta unos 400 millones). Este procesoocurre al interior de los túbulos seminíferos, es un proceso centrípeto (de la pared hacia el centro del tubo) yes coadyuvado por las células de Sertoli.

La etapa de crecimiento noes tan importante como enla ovogénesis, puesto queel espermatozoide es unacélula pequeña, sin mayorfunción nutritiva, ya que su

característica es la movilidad.

El hombre llega a la pubertadcon espermatogonios diploides que aún no hancomenzado la meiosis. Estascélulas se dividen por mitosis(proliferación). Algunas deestas células permanecenindiferenciadas, mientras queotras, en el transcurso de sus

sucesivas divisiones mitóticas,comienzan a diferenciarse paraoriginar los espermatocitosprimarios o I, que rápidamente



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experimentan la primera división meiótica y producen los espermatocitos secundarios (cada uno de loscuales contiene 22 cromosomas autosómicos y un cromosoma X o un cromosoma Y). Los espermatocitosII experimentan la segunda división meiótica, produciendo cuatro células haploides conocidas comoespermátidas. Estas deberán cumplir una etapa de diferenciación (denominada espermiohistogénesis)

para transformarse finalmente en espermatozoide.

6.1 Espermiohistogénesis

En este proceso las espermátidas haploides sufren una serie de transformaciones que las convierten enespermatozoides (células altamente especializadas). Los cambios que experimentan las espermátidas son:

• Formación del acrosoma, a partir del Aparato de Golgi.

• Formación del agelo o cola a partir de un centríolo.

• Ubicación de las mitocondrias en la base del agelo.

• Absorción del citoplasma, de modo que los espermios quedan de un tamaño muy pequeño.• Condensación de la cromatina.

El proceso de diferenciación de una espermatogonia en cuatro espermatozoides tarda aproximadamente 74 días.Durante este tiempo, las células en desarrollo reciben alimentos de las células de Sertoli.

Los eventos antes mencionados están sujetos a un estricto control hormonal que se analizará más adelante. Elespermatozoide es una célula pequeña, muy móvil y con muy poco citoplasma. Se puede dividir en 3 partes:

a. Cabeza

Constituida por el núcleo espermático con una delgada capa de citoplasma que lo rodea. En el extremo anterior

existe un casquete o capuchón llamado acrosoma, el cual está lleno de enzimas hidrolíticas, como hialuronidasay acrosina, que favorecen la penetración ovular.



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c a p í t u l o

2b.Segmento intermedio

Del extremo posterior de la cabeza nace una prolongación citoplasmática que contiene un centríolo y grancantidad de mitocondrias. Éstas proveen energía para el desplazamiento del espermatozoide a través del tracto

genital femenino, en su trayecto hacia el ovocito II.

c.Flagelo

Es una prolongación muy delgada que nace del segmento intermedio. Su estructura está formada pormicrotúbulos. Con un patrón estructural 9 + 2, propio de cilios y flagelos.

Actividades

1. Completa el siguiente cuadro, estableciendo las diferencias entre meiosis y mitosis.

Criterios Meiosis Mitosis

2. Esquematiza las etapas de la gametogénesis (ovogénesis y espermatogénesis), considerando tanto a los cromosomasautosómicos como a los sexuales

3. Indica las principales características de Espermatozoides y Ovocitos II.

7. Hormona

Las hormonas son sustancias segregadas por células especializadas, localizadas en glándulas de secrecióninterna o glándulas endocrinas (carentes de conductos), o también por células epiteliales e intersticiales con elfin de modificar la función de otras células. Hay hormonas animales y hormonas vegetales.

Las hormonas animales son transportadas por vía sanguínea o por el espacio intersticial, solas (biodisponibles)o asociadas a ciertas proteínas (que extienden su vida media al protegerlas de la degradación) y producen suefecto en determinados órganos o tejidos diana o blanco a distancia de donde se sintetizaron, interviniendo

en la comunicación celular. Existen hormonas naturales y hormonas sintéticas. Unas y otras se emplean comomedicamentos en ciertos trastornos, por lo general, aunque no únicamente, cuando es necesario compensar sufalta o aumentar sus niveles si son menores de lo normal.



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er s i t a r i o s


Las hormonas pertenecen al grupo de los mensajeros químicos. A veces es difícil clasificar a un mensajeroquímico como hormona o neurotransmisor o neurohormona. Todos los organismos multicelulares producenhormonas. Las hormonas más estudiadas en animales (y humanos), son las producidas por las glándulasendocrinas, pero también son producidas por casi todos los órganos humanos y animales, como el corazón, el

sistema digestivo, los riñones, etc.

Dentro de las funciones que controlan las hormonas está la reproducción, donde regulan tanto la producción degametos como de hormonas, teniendo una incidencia directa en la fertilidad humana.

El desarrollo de este contenido tiene como objetivo comprender los principales conceptos relacionados conla acción hormonal y aplicarlos inmediatamente al contenido de reproducción, en relación a la regulacióntesticular y ovárica.

Hormona

CélulaEndocrina

Célula sin Receptor

Célulacon Receptor

Célulablanco

Respuesta

7.1 Definición

Las hormonas son sustancias químicas producidas por una glándula endocrina. Esta glándula histológicamentese caracteriza por la ausencia de conductos de secreción. Por esta razón, las hormonas deben ser secretadashacia la sangre. De esta manera la hormona viaja por la sangre recorriendo distancias considerables para alcanzar

el sitio donde generarán el efecto fisiológico.

Hormona Receptor

segundo mensajero

modificaciónactvidad metabólica

Respuesta

específica

Célula blancoCitoplasma

Núcleo



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c a p í t u l o

2Una vez que la hormona reconoce su receptor u órgano blanco modificala actividad de la célula. Una hormona actúa solo en aquellas célulasque tienen receptores para ella, por esto, no puede ejercer su acciónen cualquier célula del cuerpo. Las hormonas de tipo proteica actúanen la fosforilación de proteínas, con lo cual se activan o desactivan

mecanismos celulares. Ejemplos de estas hormonas proteicas son lahormona del crecimiento, insulina, glucagón, etc.

En el caso de las hormonas esteroidales, como las sexuales, la hormonamodifica la actividad del núcleo, lo que trae como consecuencia que lasíntesis de proteínas se regule, aumentando o disminuyendo.

7.2 Mecanismo de regulación hormonal. Retroalimentación

+

−

Hormona

Efecto fisiológico

Glándula

Órgano blanco

El efecto fisiológico puede ser unestímulo (+) o un freno (-). En elcaso de que sea un estímulo, laretroalimentación se denominapositiva lo cual implica que es unestímulo para la actividad de laglándula endocrina la concentración de

la hormona en el tiempo y en un gráficopara representar el concepto se vería...

El efecto fisiológico también puede resultar en un freno para laactividad de la glándula y en estecaso la retroalimentación sedenomina negativa, que en ungráfico se vería...

La retroalimentación negativa es la

que resulta más importante paralos mecanismos de regulación en elorganismo, ya que tiende a mantener constante la concentración dela hormona y con ello también permanece estable el efecto fisiológicode ella.

Las funciones realizadas porlas hormonas son:

-Crecimiento corporal ydesarrollo.

-Maduración del sistemanervioso.-Generación, mantención yregulación de la fertilidad.Regulación de la ovogénesisy espermatogénesis.-Mantención y regulacióndel metabolismo (producciónde energía, síntesis desustancias, etc.)-Control de variables

fisiológicas (presión arterial,frecuencia cardiaca, actividaddigestiva).-Metabolismo del agua yelectrolitos.-Control del equilibrio ácidobase (pH) de los líquidoscorporales.-Control y mantención de lalactancia.-Mantención del embarazo.

Sabías que...



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er s i t a r i o s


8. Aparato reproductor. Generalidades

La reproducción sexuada implica la diferenciación de un sistema reproductor con órganos sexuales (gónadas)masculinos y femeninos. En la mayoría de las especies, los sexos están separados y en muchos de ellos existe

una diferencia externa que permite distinguir fácilmente a machos de hembras. En aquellas especies en quelos sexos no están separados, sino que tanto las gónadas femeninas como masculinas se encuentran en unmismo individuo, se habla de hermafroditismo. Estos individuos pueden practicar la autofecundaciónpuesto que producen ambos tipos de gametos. Sin embargo, la autofecundación tiene la gran desventaja de nopermitir la variabilidad génica, puesto que ambos gametos tienen casi la misma información genética. Debidoa esto muchas especies hermafroditas aprovechan la posibilidad de realizar fecundación cruzada, existiendomecanismos que separan la maduración de ambos sexos en el tiempo, o que impiden la autofecundación porla distancia entre ambas gónadas. Solo en algunos casos específicos la autofecundación es ventajosa, como enla tenia o lombriz solitaria, que se aloja en el intestino humano y cuya única posibilidad de reproducción esmediante la autofecundación.

En la especie humana existe un dimorfismo sexual marcado, con un aparato reproductor masculino y unofemenino que permiten la formación de gametos, la cópula, la fecundación y el desarrollo embrionario.

8.1 Aparato reproductor masculino

En líneas generales, está formado por dos gónadas llamadas testículos, un sistema de conductos que transportalos espermatozoides producidos por el testículo hacia el exterior y un órgano copulador (pene) que permitedepositar el semen en el aparato genital femenino. Además existen glándulas anexas, cuya secreción proporciona alos espermatozoides el medio adecuado para su subsistencia: glándulas o vesículas seminales, próstata y glándulasde Cowper o bulbouretrales.

uretra

epidídimo

ano

glándulabulbouretral

próstata

conductoeyaculador

vesícula seminal

recto

conductodeferente

vejiga

cuerpocavernoso

cuerpoesponjoso

uretra

glande

prepucio

escrototestículo

columnavertebral

aperturadel uréter

sínfisis púbica



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28.1.1 Testículos

Se forman en las primeras etapas del desarrollo embrionario, cuando el embrión es aún indiferenciado sexualmente.Durante la vida intrauterina, el testículo se aloja en la parte posterior y superior del abdomen. Solo al final del

embarazo comienzan a migrar, descendiendo hacia el escroto que los contendrá desde el nacimiento en adelante.

El escroto es un saco cutáneo pigmentado, en el cual la temperatura es más baja que en el interior de lacavidad abdominal, permitiendo así que ocurra la espermatogénesis. Cada testículo está subdividido en unos250 compartimientos y en cada uno de ellos se encuentra una serie de túbulos enrollados apretadamente,conocidos como túbulos seminíferos.

Los túbulos seminíferos constituyen la mayor parte del parénquima testicular. En ellos se desarrolla laespermatogénesis. Así, al examinar un corte transversal de túbulo seminífero, se observa, hacia la periferia,una capa de espermatogonios (pared del túbulo) y, al ir progresando hacia el lumen, se ven capas sucesivasde células más diferenciadas, hasta llegar al espermatozoide. Intercaladas entre los espermatogonios, existencélulas de forma piramidal, llamadas células de Sertoli. Estas células son sensibles a hormonas como la FSHy la testosterona.

Las células de Sertoli presentan las siguientes funciones:

• Están encargadas de dirigir la diferenciación espermática y de proporcionar sostén a las células tubulares.

• Tienen funciones metabólicas importantes, puesto que ayudan a la nutrición de las células que se están

diferenciando.• Fagocitan los cuerpos residuales y restos de citoplasma de la diferenciación de la espermátida.

• Secretan la hormona inhibina y una proteína ligadora de andrógenos que permite la acción de latestosterona dentro del túbulo seminífero.

• Las células de Sertoli también secretan un líquido que acompaña a los espermios por el trayecto genital hasta

que se agrega la secreción de las vesículas seminales.• Finalmente, las células de Sertoli fabrican la hormona antimulleriana que participa del proceso dediferenciación sexual.

• Presentan receptores para FSH (mantienen altos los niveles de testosterona).

Las células de Sertoli no se dividen en el adulto, tienen gran resistencia a drogas y a la temperatura. Por lomismo forman la barrera hematotesticular, que funciona como un filtro protector para las células de laespermatogénesis.

Túbulo seminífero

Célula de Sertoli

Pared tubular

Espermatogonio

Espermatocitoprimario

Espermatocitosecundario

Espermátidas Espermatozoides haploides

Mitosis Meiosis I Meiosis II

Lumen del túbulo

seminífero

El tejido intersticial rellena los espacios entre los túbulos seminíferos. Se dispone en forma de cordones. Estáformado por tejido fibroso, gran cantidad de vasos sanguíneos y acumulaciones celulares que corresponden alas células de Leydig (productoras de testosterona).



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er s i t a r i o s


Los túbulos seminíferos van confluyendo y formando conductos cada vez más grandes que, finalmente,constituyen un conducto único, muy largo y enrollado sobre sí mismo, el epidídimo, que reposa sobre la partesuperior del testículo.

Por lo tanto, podemos decir que el testículo tiene dos funciones:

• Espermatogénica• Androgénica (producción de testosterona)

En este sentido, se puede hablar de la gónada masculina como de una glándula mixta o anficrina, es decir,exocrina y endocrina a la vez.

8.1.2 Vías espermáticas

Es un sistema de conductos encargados de transportar los espermatozoides hacia el exterior. El epidídimo es

un tubo enrollado de 7 metros de longitud, que yace sobre cada testículo. Durante su paso por el epidídimo,los espermatozoides van ganando una movilidad progresiva y la potencialidad de unirse con el ovocito yfertilizarlo (maduración espermática). En este lugar pueden permanecer almacenados por hasta 2 semanasaproximadamente.

Del epidídimo, los espermatozoides pasan al conducto o vaso deferente, donde son almacenados. Cadaconducto deferente se extiende desde el epidídimo hasta las vesículas seminales. Contiene fibras muscularesen su pared, las que permiten impulsar los espermatozoides.

Los espermatozoides pueden permanecer almacenados en los conductos deferentes, manteniendo su fertilidadpor lo menos por un mes, luego del cual son eliminados. Durante su permanencia en estos conductos, son

mantenidos en un estado de profunda inhibición, a través de múltiples sustancias inhibidoras.

A nivel de las vesículas seminales, los conductos deferentes se fusionan con los conductos de estas glándulasseminales dando origen al conducto eyaculador, el cual desemboca en la cara posterior de la uretra.

La uretra es un conducto que nace de la vejiga urinaria, y se extiende a lo largo del pene. Por lo que sirve tantopara la excreción de orina como para la expulsión del semen.

8.1.3 Órgano copulador o pene

El pene es el órgano de la copulación en el hombre. Durante el acto sexual penetra en la vagina femenina paradepositar los espermatozoides. Está constituido esencialmente por tejidos eréctiles (tejidos sumamente irri-gados, cuyos vasos pueden llenarse de sangre en un momento dado, lo que produce erección). Existen doscuerpos cavernosos y un cuerpo esponjoso que forman la estructura del pene.

El pene está atravesado por la uretra y se encuentra recubierto por piel que, en la parte más anterior, se doblapara formar el prepucio (tejido cutáneo que cubre al glande, que es un engrosamiento anterior del cuerpo es-ponjoso). También, en la parte anterior, encontramos un pequeño orificio, el meato urinario, que correspondea la desembocadura de la uretra.

8.1.4 Glándulas anexas

Son órganos adosados a las vías espermáticas, cuyas secreciones proporcionan a los espermatozoides un medioapropiado para su sobrevivencia. Estas secreciones, en conjunto, forman el semen, líquido en el cual flotan losespermatozoides, y que les permite un medio adecuado para sobrevivir y movilizarse. Las glándulas anexas son:



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c a p í t u l o

2a. Vesículas seminales

Órganos pares cuya secreción, llamada líquido seminal, contiene un monosacárido, fructosa (ayuda a la nutriciónespermática), ácido cítrico y otras sustancias nutritivas, así como grandes cantidades de prostanglandinas y

proteínas coagulantes.

Las prostaglandinas del semen presentan las siguientes funciones: a) generan contracciones peristálticas en losconductos femeninos y b) reaccionan con el moco cervical haciéndolo más permeable al espermatozoide. Lasproteínas coagulantes, cuando el semen llega a la vagina, forman un débil coágulo que mantiene al semen en lasregiones profundas de la vagina (cérvix uterino). Éste se disuelve durante los 15 a 30 minutos siguientes, graciasa una enzima prostática conocida como fibrinolisina. El líquido de las vesículas seminales representa el 60% del

volumen de semen eyaculado.

b. Próstata

Glándula que rodea la uretra y que produce el líquido prostático, el cual es vaciado a la uretra contribuyendo conun 13% al 22% del volumen del semen eyaculado. La glándula prostática secreta un líquido lechoso y ligeramentealcalino (esto hace que el pH del semen sea de 7,5 ), lo que incrementa la motilidad del espermatozoide y ayudaa la fecundación al neutralizar las secreciones ácidas de la vagina. Este líquido contiene calcio, iones fosfato, unaenzima de coagulación, entre otros elementos.

c. Otras glándulas

Comprenden las bulbouretrales (Cowper) y uretrales (Littré), cuyo volumen de secreción es muy pequeño. Dan

propiedades lubricantes al semen.

Conducto deferente

Epidídimo

Testículo

Pene

Tubo seminífero

Uretra

Glándulas bulbouretrales

Próstata

Vesícula seminal



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er s i t a r i o s


d. Semen

El volumen de semen es de 2 a3 mililitros por eyaculación y se compone de espermatozoides (aproximadamente 10%)y líquidos provenientes de las vesículas seminales, próstata y glándulas de Cowper.

Aunque los espermatozoides constituyen menos del 10% del semen, en cada mL de semen se encuentran entre20 a 150 millones de espermatozoides.

La mortandad de los espermatozoides en el aparato reproductor femenino es enorme, llegando solo unos pocos alextremo distal del oviducto. Aunque es suficiente que un solo espermatozoide haga contacto con el ovocito paraque se produzca la fecundación, las posibilidades son tan limitadas que la fecundación requiere de la liberación deuna enorme cantidad de espermatozoides. Los varones que producen menos de 20 millones de espermatozoidespor mL de semen generalmente son considerados estériles.

8.1.5 Fisiología del aparato reproductor masculinoComo ya se vio, en el hombre la formación de espermatozoides comienza en la pubertad (12-15 años) y continúaininterrumpidamente hasta los 50-60 años. A partir de esta edad empieza a disminuir su producción. Esta es laprimera gran diferencia con la mujer, cuya producción de gametos es cíclica y discontinua.

Como recordarás, la espermatogénesis está sujeta a un estrecho y complejo control hormonal. Estos mecanismosestán regulados por la glándula hipófisis (específicamente su lóbulo anterior conocido como adenohipófisis).Esta glándula produce dos hormonas llamadas gonadotrofinas, bajo la influencia del hipotálamo, a través dela hormona liberadora de gonadotrofinas (GnRH): la FSH (hormona folículo-estimulante) y LH (hormonaluteinizante).

La hormona luteinizante actúa sobre las células de Leydig de los cordones sexuales. Así, estimula la producciónde testosterona, hormona masculina indispensable en la diferenciación sexual y la actividad reproductiva.

La testosterona secretada por las células de Leydig, en respuesta a la LH, tiene un efecto recíproco de suprimir lasecreción hipofisiaria de LH. Por ejemplo, cuando los niveles de testosterona a nivel de la sangre son superioresal nivel normal, el hipotálamo deja de secretar a la GnRH. Esto provoca una disminución de la secreción delas hormonas LH y FSH por la adenohipófisis, y, por su parte, la disminución de LH reduce la secreción detestosterona por las células de Leydig. A la inversa, una cantidad demasiado escasa de testosterona permite queel hipotálamo secrete gran cantidad de GnRH, con el consiguiente aumento de hormonas gonadotrofinas y, a su

vez, de testosterona. Este mecanismo de regulación se conoce como sistema de retroalimentación negativo

(feed-back negativo).

Tanto la FSH como la testosterona estimulan la espermatogénesis. La testosterona es esencial para el crecimientoy la división de las células germinales que forman a los espermios. La FSH, en cambio, actúa sobre las células deSertoli y, a través de ellas, sobre los espermatozoides en crecimiento.

Para iniciar la espermatogénesis son necesarias tanto la FSH como la testosterona, aunque una vez que se haproducido la estimulación inicial, basta la testosterona para mantener el proceso.

Cuando la producción de espermatozoides es demasiado rápida y excesiva, disminuye la secreción de FSH. Secree que la causa es una hormona secretada por las células de Sertoli conocida como inhibina. Esta hormona

ejerce un poderoso efecto sobre la adenohipófisis inhibiendo la producción de FSH y, posiblemente, un ligeroefecto sobre el hipotálamo, inhibiendo la secreción de GnRH. Al contrario, si los túbulos seminíferos producenmuy pocos espermios, aumenta la secreción de FSH. Este mecanismo de control, al igual que el anterior, seconoce como feed back negativo.



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c a p í t u l o

2

Las consecuencias clínicas de la deficiencia de andrógenos en el varón dependen del momento en quese inicia la deficiencia. La ausencia intrauterina condiciona una feminización de los genitales externos.

Si la deficiencia es durante la pubertad no aumenta de tamaño el pene, no hay crecimiento de la barbay del vello sexual y no se generan espermatozoides. También son de talla baja. El resultado final es uneunuco. En los adultos, la deficiencia provoca infertilidad con pérdida de la libido y potencia.

Sabías que...

I n h

i b e

l a

p r o d

u c c i ó n

de

FSH

E f e c t o i n h

i b i t o r i o

E f e c t o e s t

i m u l a

n t e

GnRH

Hipotálamo

FSH LH

células de

Leydig

espermatogénesis testosterona

+

Testículo

Testosterona sanguínea

Inhibina

Producción hormonal en el varón (feed back negativo)

Hipófisis

células de

Sertoli

espermatozoides

Producciónde espermatozoides

8.1.6 Testosterona

Es la hormona sexual masculina por excelencia. Se produce en las células de Leydig del testículo y, en unpequeño porcentaje, en la capa reticular de la corteza suprarrenal. Desde el nacimiento, hasta los 10-12 años,el testículo produce hormona masculina, aunque en cantidades ínfimas. Posteriormente, llegado el momentode la pubertad, se desencadenan complejos mecanismos neurohormonales y la producción de testosterona seeleva notablemente, hasta acercarse a la del hombre adulto. Esto produce diversos cambios psíquicos y físicos,propios del sexo masculino.

La testosterona tiene a su cargo el desarrollo de los caracteres sexuales secundarios, entre otras funciones,como:

a. Función anabólica

Una de las características masculinas más importantes es el aumento de la masa muscular tras la pubertad. Por loque se ha visto que en general la principal función de la testosterona es estimular la síntesis proteica (anabolismo),lo cual es particularmente notable en la célula muscular, que aumenta su volumen gracias al incremento de susfilamentos de actina y miosina (desarrollo muscular).



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er s i t a r i o s


b. Redistribución del vello corporal

La testosterona hace crecer el pelo. El niño, hasta los 10 años, notiene vello genital ni axilar; este comienza a aparecer en la pubertad.

Aparece vello en cara, tórax, espalda, miembros superiores e inferiores.En la región del pubis adopta una disposición característica del sexomasculino: forma romboidal de dirección vertical (uno de los vérticesdel rombo se dirige hacia el ombligo).

c. Cambios en la voz

Se producen cambios y engrosamiento de las cuerdas vocales ylaringe, con lo cual la voz se hace más gruesa y ronca.

d. Cierre de la epífisis de los huesos

Se produce osificación del cartílago de crecimiento, con lo cual el huesono puede seguir creciendo en longitud, y la velocidad de crecimientodisminuye mucho.

e. Efectos sobre la piel y desarrollo de acné

La testosterona aumenta el grosor de la piel en todo el cuerpo, así

como la tasa de secreción de la mayoría de las glándulas sebáceasdel cuerpo. Especialmente importante es la secreción excesiva de lasglándulas sebáceas de la cara, pues esta hipersecreción provoca acné.

f. Aumento del metabolismo basal

Este aumento en la tasa metabólica es posiblemente una consecuenciaindirecta del efecto de la testosterona sobre el anabolismo proteico. Elaumento de proteínas, especialmente de enzimas, aumenta la actividadde las células. Esto lleva a que el hombre, de por sí, tenga una menor

cantidad de tejido graso que la mujer, puesto que constantemente estágastando energía para mantener sus funciones vitales en mayor gradoque la mujer. A su vez, este aumento del metabolismo basal trae comoconsecuencia un aumento en la producción de glóbulos rojos.

g. Diferenciación de genitales

Durante el período fetal la testosterona es específicamente necesariapara la diferenciación del pene, el escroto, la uretra peneana y lapróstata del feto. También es importante en el descenso de los

testículos al escroto.

• Existen ciclos anovulato-rios que se presentan conmayor frecuencia en mu-

jeres con ciclos menoresa 24 días y mayores a 36

días, siendo difícil recono-cer el período fértil.

• Transcurrida una semana

de crecimiento o más (peroantes de la ovulación),uno de los folículoscomienza a crecer más quelos restantes; los demáscomienzan a involucionar(atresia folicular). La causade esta atresia es aún pococonocida.

La atresia foliculares importante, puespermite que solo uno delos folículos crezca losuficiente para liberar a suovocito II (ovulación).

• La vida promedio del esper-matozoide es muy breve(en la especie humana, nomás de 72 horas). En otrasespecies, como la de lasabejas, puede llegar a vi-

vir meses o años. Esto sedebe a que la abeja reina

tiene un saquito llamadoespermateca, que es capazde conservar los esper-matozoides. Por lo tanto,solo requerirá ser fecunda-da una vez en la vida.

Sabías que...



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c a p í t u l o

2En la pubertad es nuevamente necesaria para el crecimiento del escroto y la próstata. Por otro lado, la testosteronatambién desarrolla los caracteres sexuales primarios: los genitales externos crecen (pene y testículos), el escrotose pigmenta y aparecen vellos. Así comienzan a asemejarse a los del adulto. Finalmente, se producen tambiéncambios psíquicos, como, por ejemplo, la conducta que se hace más agresiva en general.

8.2 Aparato reproductor femenino

Está formado por una serie de órganos que se encuentran en su mayoría dentro de la pelvis. Forman parte deeste aparato genital femenino los genitales externos e internos.

Ovarios

Vegija urinaria

Uretra

Clítoris

Labio menor

Labio mayor

Vagina

Ano

Apertura del cérvix

Endometrio

Miometrio

Útero

Oviducto

8.2.1 Genitales externos

Se denomina así a los órganos genitales externos de la mujer y comprenden:

a. Monte de Venus

Es un tejido blando (preferentemente tejido adiposo), ubicado por delante de la sínfisis púbica, de tal maneraque forma una pequeña eminencia. Sobre la piel que cubre esta zona, existe el vello pubiano (que aparece en elmomento de la pubertad).

b. Labios mayores y menores

Son repliegues de piel que rodean el orificio externo de la vagina, y se unen por delante y por detrás. Ambos sonpigmentados y poseen algunos vellos (labios mayores). Los labios menores se ubican por dentro de los mayores.



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er s i t a r i o s


c. Espacio interlabial

Es aquel espacio ovoideo que se delimita por los labios mayores y menores. En él encontramos, desde adelantehacia atrás, diversas estructuras: vestíbulo, meato urinario (orificio de salida de la uretra), orificio externo de la

vagina (introito).

d. Clítoris

Pequeño cuerpo eréctil situado por delante de los labios mayores. Participa en la estimulación sexual femenina.

8.2.2 Genitales internos

a. Ovarios

Son dos y se ubican dentro de la cavidad pélvica por delante del recto. En un corte transversal, se distinguenclaramente dos zonas:

• Zona central, de color rojizo, llamada médula. Está constituida por gran cantidad de vasos sanguíneos,entre los cuales existe tejido fibroso.

• Zona periférica o corteza, que es la que contiene los ovocitos I dentro de su folículo primordial.

b. Oviductos o trompas de Falopio

También son dos. Cada una se relaciona estrechamente con uno de los dos ovarios. Estructuralmente, es un tubomuscular de aproximadamente 10 cm de largo, cuya mucosa presenta una serie de pliegues longitudinales queayudan a la progresión del ovocito II.

c. Útero

Es un órgano muscular liso y hueco, de paredes gruesas y en forma de pera. Mide 6-7 cm de largo por 4 cm deancho. Se ubica en la pelvis, por detrás de la vejiga, por delante del recto y por encima de la vagina. Histológica-mente se distinguen tres capas:

• Capa externa: También llamada perimetrio (es dependiente del peritoneo). Recubre solo hasta el cuellodel útero.

• Capa media: También llamada miometrio. Es la más gruesa y está formada por músculo liso. Contiene lamayoría de los vasos que irrigan el útero y, al contraerse durante el parto, permite la expulsión del fetohacia el exterior.

• Capa interna: También llamada mucosa uterina o endometrio. Es un tejido muy especializado quesufre cambios cíclicos, y se desprende parcialmente durante la menstruación. Su función es servir comoreceptáculo del producto de la concepción y albergar al feto hasta su nacimiento. Por lo tanto, es el órgano

de la gestación.



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c a p í t u l o

2d. Vagina

Es un conducto músculo-membranoso que comunica los órganosgenitales internos con el exterior. Se extiende desde el cuello uterino,

sobre el cual se inserta, hasta la vulva. Posee pH ácido que limita elnúmero de espermatozoides y evita la proliferación bacteriana. Sufunción principal es recibir los espermatozoides que ascienden hacia elútero y posteriormente a la trompa, para fecundar el óvulo. Además, esel canal por el cual el endometrio desprendido sale al exterior durante lamenstruación. Por último, es el canal del parto y el feto debe recorrerloen toda su extensión en ese momento.

e. Glándulas anexas del aparato genital femenino

En la vagina existen dos glándulas, las cuales secretan un líquido mucosoque lubrica las paredes vaginales, especialmente durante el acto sexual. Vierten su secreción por medio de un conducto que se abre en el surcoque queda entre los labios menores y la entrada de la vagina.

8.2.3 Fisiología del aparato reproductor femenino

Al igual que el hombre, su funcionamiento está regulado por complejosmecanismos hormonales. La mujer es cíclica y en su aparato reproductorocurren cambios periódicos, mediados por hormonas, que se suceden

en promedio cada 28 días (con un rango de 21 a 35 días).

El comienzo de la maduración sexual en la niña está marcado, aligual que en el varón, por una serie de cambios físicos y psíquicos,determinados por un aumento en el nivel de hormonas sexuales.El primer cambio está dado por la aparición del botón mamario (latelarquia), luego aparece el vello pubiano y, por último sobreviene lamenarquia o primera menstruación.

A la edad de 12 años, aproximadamente, se produce un incremento enel nivel de gonadotrofinas hipofisiarias, cuya secreción estaría inhibida

en la niña menor. Estas gonadotrofinas actúan sobre los ovarios, losque comienzan a producir estrógenos (hormona sexual femeninaresponsable directa de la maduración sexual).

Así comienzan los ciclos sexuales o ciclos ováricos propios de todamujer en edad fértil, que durarán hasta la menopausia (últimamenstruación).

8.2.4 Ciclo sexual femenino

En la mujer, el nivel de gonadotrofinas hipofisiarias (LH y FSH) varíaen forma cíclica. Dado que estas hormonas actúan sobre los órganosgenitales, estos sufren ciertos cambios que se van sucediendo cada 28 o más días (dependiendo de la mujer).

Normalmente cada cicloovárico genera habitualmenteun solo ovocito y lo comúnes que nazca un niño porembarazo. Los embarazosmúltiples se producen cuandolos ovarios generan dos omás óvulos simultáneamentey ambos son fecundados.En ocasiones se producen apartir de un solo óvulo.Se denominan mellizos alos gemelos dicigóticos yse gestan por una dobleovulación con fecundaciónde cada uno de ellos por unespermatozoide distinto.En el caso de los gemelosmonocigóticos o gemelospropiamente tales se generande un solo ovocito fecundadoen donde el macizo celular sedivide en dos grupos, cadauno de los cuales genera a unindividuo completo.

Sabías que...



97


er s i t a r i o s


La finalidad es una sola: posibilitar el desarrollo de un nuevo ser. Así, cada mes el organismo femenino seprepara para una posible fecundación. Para ello se requiere la maduración de un ovocito I en cada ciclo, y lapreparación de la mucosa uterina para albergar al embrión. Este patrón recurrente de niveles hormonales y decambios en los tejidos en la mujer se conoce como ciclo menstrual.

El sistema de regulación hormonal es extremadamente complejo. En él participan las hormonas femeninas(estrógenos y progesterona), las hormonas gonadotrofinas (FSH y LH) y la hormona liberadora de gonadotrofinas(GnRH) del hipotálamo.

a. Etapa preovulatoria

Esta etapa se caracteriza por ser de duración variable y su extensión depende de la duración del ciclo de la mujer.

• Cambios a nivel de los ovarios (ciclo ovárico): Desde el momento de la menstruación, los niveles de

hormonas FSH y LH comienzan a aumentar ligeramente; el aumento de FSH es algo mayor y precede unospocos días al de la LH. La FSH induce el crecimiento acelerado de varios folículos primordiales, 5 y 15

folículos (aproximadamente), cuyo proceso es conocido como foliculogénesis.

A medida que el folículo crece, se va formando una cavidad en su interior, denominada antro folicular, elcual se llena de líquido. En forma paralela, el folículo va aumentando el número de capas celulares que lorodean, hasta que completa su maduración, transformándose en un folículo terciario o de Graff. Este formauna protuberancia a modo de ampolla en la superficie del ovario. De esta forma, a la primera mitad del cicloen el ovario se le denomina fase folicular.

A medida que crece el folículo, el ovocito I (detenido en profase I) aumenta su tamaño y es rodeado de una

capa de células (células de la granulosa), quedando desplazado hacia uno de los polos del folículo. De estamanera recibe el nombre de cúmulo ovígero. A medida que esto va ocurriendo, las células de la granulosay probablemente el ovocito, secretan una capa glucoproteica conocida como zona pelúcida.

Por otro lado, la FSH estimula las células periféricas del folículo (teca interna y externa) a producir lahormona sexual femenina conocida como estrógenos. De este modo, el nivel de estrógenos comienza aaumentar progresivamente.

Todos los procesos ya descritos se desarrollan en un lapso más o menos constante, por lo cual el momentode mayor producción de estrógenos ocurre hacia el día 14 del ciclo.

Actividades

1. Una mujer presenta un ciclo sexual regular de 30 días si comienza a menstruar el 15 de septiembre, señala:

a. ¿En qué momento de su ciclo ocurriría la ovulación? Indica día del ciclo según calendario.

b. Indica los períodos de fertilidad e infertilidad (según el ciclo), señalando además las fechas según calendario.



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C P E C H


c a p í t u l o

2oviducto

ovarioútero

vagina

d. Folículo maduro. Meiosis Icompleta, ovocito II y primercuerpo polar están formados.

c. Folículo secundario

b. Folículo en desarrollo

a. Folículo primario; ovocito Idetenido en meiosis I.g. Cuando no hay embarazo el cuerpolúteo degenera.

f. Formación delcuerpo lúteo luegode la ruptura del

folículo.

e. Ovulación. Ruptura

del folículo maduro yliberación del ovocito IIy primer cuerpo polar.

ovocito IIprimercuerpo polar

• Cambios a nivel del endometrio (ciclo menstrual): La fase menstrual o menstruación abarcaaproximadamente los primeros cinco días de cada ciclo. El flujo menstrual contiene de 50 a 150 mL desangre, líquido tisular, moco y mucosa uterina. Ocurre por la disminución de los niveles de hormonasováricas, principalmente progesterona. Entre el día 5 y el día 14, los niveles de estrógenos van aumentandoy actúan en el endometrio; la mucosa uterina aumenta su grosor, así como el número de glándulas y

vasos sanguíneos. De esta manera, la fase preovulatoria también es denominada fase proliferativa o

estrogénica.

b. Ovulación

La ovulación o rompimiento del folículo de Graff y liberación del ovocito II ocurre, por lo general, en eldecimocuarto día del ciclo.

Las concentraciones altas de estrógenos hacia el final de la fase preovulatoria ejercen un efecto de feed Backpositivo en la producción de FSH y LH, produciéndose una descarga brusca, especialmente de LH. Esta descargaactúa a nivel del folículo maduro o de Graff, generando la expulsión del ovocito (durante su maduración se

transformó en ovocito II).

El ovocito II sale rodeado de una capa de células (corona radiada) y con parte del líquido folicular, desplazándosehacia la trompa de Falopio. El resto del folículo, es decir, las tecas internas y externas, la granulosa y parte delantro folicular, quedan dentro del ovario. Este ovocito II, recordemos, está detenido en la metafase de lasegunda división meiótica.



99


er s i t a r i o s


c. Fase post ovulatoria

• Cambios a nivel de los ovarios: Se caracteriza por ser estable,en todos los ciclos, con una duración de 14 días. Después de la

ovulación, la LH produce luteinización del folículo, que consisteen la transformación del folículo roto en un cuerpo lúteo,estimulado constantemente por estimulación de la LH. Así, el cualestará encargado de la secreción de progesterona y estrógenosdurante la segunda mitad del ciclo (fase lútea). A medida que losniveles de progesterona y estrógenos aumentan, juntos inhiben laproducción de GnRH a nivel del hipotálamo y, así, la producciónde las hormonas FSH y LH.

Si llegado el término del ciclo ovárico no se produce fecundacióne implantación en el útero, el cuerpo lúteo involuciona y se

transforma en cuerpo albicans, de tal manera que la producciónde hormonas ováricas cae. El cuerpo albicans permanece comocicatriz en el ovario.

Sin apoyo hormonal, el endometrio no puede mantenerse establey una porción de él se desprende con el flujo menstrual. Luego,en respuesta al nivel bajo de hormonas ováricas, el nivel dehormonas gonadotrofinas comienza a elevarse nuevamente, detal manera que otros folículos comienzan a desarrollarse en unnuevo ciclo sexual.

Si hay fecundación, comienza a secretarse (por parte de un grupode células del cigoto) una hormona llamada gonadotrofinacoriónica, que mantiene la función del cuerpo lúteo hasta el tercermes de embarazo, fecha en que es reemplazada por la placenta enla producción de hormonas (especialmente progesterona).

• Cambios a nivel del endometrio: En la segunda mitaddel ciclo, los estrógenos y la progesterona secretadas por elcuerpo lúteo promueven el crecimiento y enrollamiento de lasglándulas uterinas, vascularización del endometrio superficial y

engrosamiento del endometrio hasta 12 a 18 mm. En relación alciclo sexual, esta fase es denominada fase secretora, productode la actividad secretora a causa de las glándulas endometriales.

Por lo tanto, al final del ciclo, el endometrio está congestivo, gruesoy con gran número de glándulas. Es decir, está preparado para laposible implantación del cigoto. Si esto no ocurre, el cuerpo lúteocesa su función. Al no producirse más progesterona y estrógenos,cesa la acción que sostenía el endometrio, y este se desprende

junto con sus vasos, se produce la menstruación y comienza así unnuevo ciclo.

El ciclo sexual en una mujer

habitualmente dura alrededorde 28 días, pero la existenciade variaciones individuales escomún. Aún en las mujerescon ciclos de duraciónpromedio la ovulación nosiempre ocurre en el mismomomento del ciclo. De estamanera, el “método delritmo” es un método pococonfiable en el control de la

natalidad.

Sabías que...



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C P E C H


c a p í t u l o

2

Folículo Ovulación

Días del ciclo menstrual

12

34

56

7 8

910

1112

1314

1516

1718

1920

2122

2324

2526

2728

Cuerpo lúteo Degeneracióndel c. lúteo

Óvocito II Maduracióndel folículo

Ciclo menstrual

37º C

H o r m o n a s

O v a r i o

O v u l a c i ó n

E n d

o m e t r i o

36º C

Hormona luteinizante

EstradiolHormona folículo

estimulante

Progesterona

Temperatura corporal

Fase Folicular Fase Lútea

Menstruación

8.2.5 Hormonas femeninas

Los dos tipos de hormonas sexuales femeninas son los estrógenos y la progesterona (ambas producidas a nivel

de los ovarios).

Los estrógenos promueven la proliferación y el crecimiento de células específicas del cuerpo y son responsablesdel desarrollo de la mayoría de los caracteres sexuales de la mujer. Por otra parte, la progesterona está implicadade forma casi exclusiva en la preparación final del útero para la gestación y de las mamas para la lactancia.

a. Estrógenos

En la mujer no embarazada son producidas por el ovario (aunque también las cortezas suprarrenales secretanpequeñas cantidades). Durante el embarazo, esta hormona es producida por la placenta.



101


er s i t a r i o s


Funciones de los estrógenos

• Efecto sobre los genitales externos e internos: Durante la niñez, solo se secretan ínfimas cantidades deestrógenos, pero en la pubertad su secreción aumenta 20 veces o más. Los ovarios, las trompas de Falopio,

el útero y la vagina aumentan varias veces su tamaño. También crecen los genitales externos, con depósitode grasa en el monte de Venus y en los labios mayores. En el útero, inducen proliferación del endometrio.

• Efecto sobre las mamas: Los estrógenos inician el crecimiento de las mamas y del aparato productor deleche. Son también responsables del crecimiento y del aspecto externo característico de la mama femeninamadura. Sin embrago, no completan la tarea de convertir las mamas en órganos productores de leche.

• Efecto sobre el esqueleto: En el hueso, estimulan su crecimiento en longitud, pero rápidamente producenel cierre de los cartílagos de crecimiento. Todo esto gracias a un aumento de la actividad osteoblástica.

• Efecto sobre los caracteres sexuales secundarios: Los estrógenos provocan un aumento en los depósitosde grasa y en los tejidos subcutáneos, así como en ciertas zonas como las caderas, muslos, glándulasmamarias; además dan a la piel una textura blanda y habitualmente tersa. Así como una voz más suave. Losestrógenos no afectan mucho la distribución del vello corporal, sin embargo, tras la pubertad se desarrolla

vello en la región del pubis y en las axilas. Los principales responsables son los andrógenos suprarrenalesque se producen en cantidades mayores tras la pubertad.

• Efecto sobre el equilibrio electrolítico. Actúan sobre el metabolismo del sodio, calcio y fósforo.Fundamentalmente, producen retención de sodio y agua.

• Efecto sobre el depósito de proteínas: Los estrógenos producen un ligero aumento de las proteínastotales del organismo, probablemente como consecuencia del efecto promotor del crecimiento de losórganos sexuales y huesos.

b. Progesterona

En la mujer no embarazada, la produce el cuerpo lúteo durante la segunda mitad del ciclo. En la embarazada, esproducida también por el cuerpo lúteo hasta el tercer mes y después por la placenta.

Funciones de la progesterona

• Efecto sobre el útero: Actúa sobre el endometrio haciendo que se transforme en un tejido secretor,

preparado para la implantación.

• Efecto sobre las trompas de Falopio: Produce cambios secretores en las trompas de Falopio, lo quepermite la alimentación del cigoto durante su trayectoria al útero.

• Efecto sobre las mamas: Estimula el desarrollo de los lobulillos y alvéolos mamarios, haciendo que lascélulas alveolares proliferen, aumenten de tamaño y adopten una naturaleza secretora.

Sin embargo, la progesterona no hace que los alvéolos secreten leche, debido a que esta solo se secreta cuandorecibe la estimulación de la hormona prolactina, secretada por la adenohipófisis.



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2

Actividades1. Describe con sus propias palabras los efectos de las hormonas gonadotrofinas (FSH y LH) en el varón.

2. Explica los cambios que experimentan las concentraciones de hormonas gonadotrofinas y hormona testosterona en elvarón, en relación con los mecanismos de feed back.

3. Indica las estructuras principales que componen el aparato reproductor femenino y la función de cada una de ellas.

4. Explica los cambios que experimentan las concentraciones de hormonas gonadotrofinas y hormonas femeninas enrelación a los mecanismos de feed back.

5. Establece la diferencia que existe entre menstruación y ovulación.

6. Cada uno de estos gráficos representa la producción de una hormona. Al respecto señala a qué hormona correspondecada gráfico y qué acción tiene durante el ciclo ovárico.

1 2

3 4

14 días 14 días

1.

2.

3.

4.

9. Desarrollo prenatal y nacimiento

Cuando el gameto femenino y masculino se han desarrollado gracias a la meiosis y maduración, y se depositanlos espermatozoides en la vagina, es posible que ocurra un embarazo secuencia de eventos que se inicia conla fecundación, continúa con la implantación y el desarrollo tanto embrionario como fetal, hasta terminarnormalmente con el nacimiento, unas 38 a 40 semanas después.



103


er s i t a r i o s


9.1 Fecundación

Corresponde a la fusión de un gameto masculino y un gameto femenino para dar origen al cigoto. La fecundaciónpuede ser de dos tipos:

a. Externa

Se presenta cuando el encuentro entre los gametos ocurre en el medio ambiente. Es propia de organismosacuáticos, en los cuales machos y hembras liberan al unísono sus gametos hacia el medio ambiente (agua). Allísucede el encuentro y fecundación entre dichos gametos. En este caso, se produce gran cantidad de cigotos, delos cuales muy pocos llegan a convertirse en adultos.

El encuentro de los gametos se ve beneficiado por un gran número de espermatozoides liberados y gran tamañode los ovocitos.

b. Interna

Está presente en los organismos terrestres. En este caso, los machos disponen de un aparato genital que lespermite, durante la cópula, llevar sus espermatozoides hasta el tracto genital femenino, donde se producela fecundación. Estos organismos producen muy pocos ovocitos y en algunas especies, como la nuestra, seproduce solo uno, pero la fecundación y desarrollo del cigoto se asegura por el hecho de ser interna.

9.1.1 Fecundación interna

Para que se presente la fecundación, se debe producir el encuentro entre el ovocito liberado durante la ovulacióny un espermatozoide proveniente del semen depositado en la vagina. Por otro lado, los espermatozoidesdeben estar maduros y capacitados para lograr fecundar al ovocito; debido a esto, el espermatozoide una

vez liberado a la luz del túbulo seminífero deberá sufrir algunos cambios. El primero ocurre en el epidídimoy se denomina maduración. Consiste en que el flagelo adquiere movilidad, gracias a cambios químicos yfuncionales provocados por la influencia de sustancias secretadas por el epidídimo.

El otro cambio importante del espermatozoide ocurre en el aparato reproductor femenino y se denominacapacitación. Este es un proceso por el cual se depuran factores inhibidores del líquido seminal, se retiracolesterol de la membrana del espermatozoide y se redistribuyen las proteínas de la superficie. La capacitación

también produce la reacción acrosómica, gracias a la cual se fusionan las membranas del espermatozoide conla del acrosoma, formando poros a través de los cuales se liberan las enzimas proteolíticas e hidrolíticas quepermiten al espermatozoide atravesar las envolturas del ovocito. Solo así el espermatozoide, está en condicionesóptimas para lograr la fecundación del ovocito.

Los abortos tempranos se pueden producir porque alguno de los gametos “envejece” esperandoal otro para producir la fecundación. Por ejemplo, si el espermatozoide espera 72 hrs al ovocito, osi este espera por 24 hrs al espermatozoide. En tales casos, la fecundación genera un cigoto conaberraciones cromosómicas incompatibles con su desarrollo. Estos abortos también se puedenproducir porque las secreciones que nutren al embrión contienen sustancias nocivas, comomedicamentos que utiliza la madre, porque ignora su embarazo.

Sabías que...



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c a p í t u l o

29.1.2 Fases de la fecundación

Una vez ocurrida la capacitación y la hiperactivación (vigorización de los movimientos espermáticos) se dacurso a la fecundación, que para efectos didácticos la dividiremos en las siguientes etapas:

a. Penetración de la corona radiada

Los espermatozoides con su acrosoma intacto tratan de alcanzar la zona pelúcida avanzando entre la células foli-culares. Se ayudan con la enzima hialuronidasa presente en la membrana plasmática, construyendo una especiede túnel por el que avanzan los espermatozoides gracias a la hiperactivación.

b. Reconocimiento y adhesión

Los espermatozoides y la zona pelúcida se adhieren firmemente entre sí, ya que se han reconocido por medio de

moléculas específicas, para cada especie.

c. Reacción acrosómica

Esta reacción se desencadena cuando el espermatozoide toma contacto con la zona pelúcida, lo cual hace apareceruna serie de zonas de fusión entre la membrana del espermatozoide y la membrana del acrosoma, tras que seforman poros por medio de los cuales escapan las enzimas acrosómicas. La reacción acrosómica se produce graciasal reconocimiento de la proteína ZP3 de la zona pelúcida. La reacción acrosómica permite el desprendimientode la corona radiada, el avance del espermatozoide a través de la zona pelúcida y la fusión de las membranasplasmáticas de ambos gametos.

d. Denudación

Se refiere al desprendimiento de la corona radiada, cuyas células foliculares se separan y dispersan por la acciónde la hialuronidasa que sale del acrosoma.

e. Penetración de la zona pelúcida

Con la ayuda de la acrosina y la hialuronidasa se perfora la zona pelúcida generando un túnel por el cual avanza

el espermatozoide, gracias a los movimientos de hiperactivación.

f. Fusión

Varios espermios pueden encontrarse penetrando la zona pelúcida, pero solo uno toma contacto con la membranadel ovocito II. Cuando esto ocurre, cesan los movimientos de hiperactivación, las membranas se fusionan y entrelos citoplasmas se produce una continuidad que permite la entrada del contenido del espermatozoide. Una vezestablecida la continuidad entre ambos citoplasmas ingresan en el ovocito la parte posterior de la cabeza, el cuelloy la cola del espermatozoide. Finalmente, lo hace la parte anterior de la cabeza.



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er s i t a r i o s


g. Bloqueo de la poliespermia

Para bloquear la entrada de más de un espermatozoide (poliespermia), se produce la denominada reacción de lazona, que consiste en la exocitosis de las enzimas hidrolíticas de los gránulos corticales que se ubican por debajo

de la membrana plasmática. Entre las enzimas expulsadas, está una proteasa que modifica la forma de la zonapelúcida provocando la inmovilización y expulsión de los espermatozoides atrapados en ella. Por otra parte, lamembrana plasmática del cigoto pierde la capacidad de fusionarse con otros espermatozoides que se le acercan.

h. Activación

Consiste en la reanudación de la meiosis II del ovocito, la expulsión del segundo polocito o corpúsculo polar; conlo que se termina de conformar al cigoto.

i. Formación de los pronúcleos masculino y femenino

Los núcleos haploides del espermatozoide y del ovocito II se llaman pronúcleo masculino y pronúcleo femenino,respectivamente. Mientras se tornan esféricos, ambos pronúcleos se dirigen a la región central del óvulo dondese desenrollan los cromosomas y se replica el ADN.

j. Singamia y anfimixis

Los pronúcleos se colocan uno muy cerca del otro en el centro del óvulo y pierden sus cariotecas (singamia). Entretanto, los cromosomas duplicados vuelven a condensarse y se ubican en la zona ecuatorial de la célula, como

una metafase mitótica común (anfimixis). La anfimixis representa el fin de la fecundación. Con ella, comienza laprimera división mitótica de la segmentación del cigoto.

Coronaradiada

Acrosoma

Zona pelúcida

Región ecuatorial

Espacio perivitelino


del ovocito

Zona de membrana plasmáticadel ovocito

Membrana

acrosómica



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c a p í t u l o

2

Reaccióncortical

9.1.3 Consecuencias de la fecundación• Formación del cigoto.

• Se reestablece la diploidía a través de la unión de los pronúcleos haploides.

• Se forma una célula completa desde el punto de vista estructural, donde la mayor parte es proporcionada

por el óvulo.• Se determina el sexo cromosómico, que en el caso de la especie humana es responsabilidad del sexo

masculino.• Se inician las divisiones mitóticas de la segmentación.

Cabe hacer notar que la fecundación es altamente específica existiendo un reconocimiento entre los gametos,

de manera que un gameto femenino no acepta ser fecundado por un gameto masculino de otra especie, aunquehay algunas excepciones entre especies muy relacionadas.



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er s i t a r i o s


Si bien el estímulo habitual para la activación del óvulo es la penetración del espermatozoide,existen algunas variantes:

En partenogénesis, los óvulos se activan y comienzan su desarrollo sin que participe el gametomasculino. Este proceso se verifica en algunas especies vegetales y animales. Por ejemplo, enlas abejas, la abeja reina es fecundada una sola vez en su vida por un zángano. Durante el vuelonupcial, almacena los espermatozoides en el receptáculo seminal, que dispone de los mediospara nutrirlos por un largo período. Este receptáculo está unido con el oviducto, y al salir el óvulose abre el túbulo de comunicación, y este se fecunda. Por lo tanto, la reina ovoposita un cigotodiploide que dará origen a una hembra. El que esta hembra se transforme en reina (fértil) u obrera(estéril), depende del tipo de alimentación que reciba en el estado larvario; las alimentadas con

jalea real desarrollan su aparato genital y se transforman en reinas. Pero si el alimento es solomiel, tendremos una obrera con su aparato genital atrófico.

Si al ovular la reina el túbulo permanece cerrado, la reina ovopositará un “óvulo virginal” (partenogenético) que llegará a desarrollar un zángano (macho), cuyas células serán monoploides.Por ello, tendrá una espermatogénesis modificada para dar espermios también haploides.

Sabías que...

9.2 Desarrollo embrionario

Los patrones básicos de desarrollo son notablemente semejantes en todo el reino animal y particularmenteentre los vertebrados.

Después de la fecundación, se inicia una serie de procesos que conducen a la formación de un nuevo sercompleto y viable. Todos estos procesos, en conjunto, forman parte del desarrollo embrionario.

Etapas del desarrollo embrionario:

• Segmentación

• Diferenciación celular

• Morfogénesis

a. Segmentación

Corresponde a sucesivas mitosis que experimenta el cigoto para aumentar el número de células (2,4,8,16,32, etc.).En la primera división aparece el llamado surco de clivaje que divide al cigoto en dos células, cada una de las cualesse denomina blastómero.



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c a p í t u l o

2Mientras las divisiones continúan se originan cada vez blastómeros más pequeños. Después de la tercerasegmentación, el contacto de los blastómeros entre sí es máximo y forman una bola compacta de células quese mantienen juntas por medio de uniones estrechas. Este proceso llamado compactación separa las célulasinternas, que se comunican ampliamente por medio de uniones en hendidura, de las externas. La mayoría de las

células descendientes de las células externas formarán lo que se denomina trofoblasto. En cambio, las célulasdescendientes de las células internas generaran el macizo celular interno (este tejido dará origen al embrión). El resultado final de la segmentación es un conglomerado macizo de pequeñas células, que por su formacaracterística, recibe el nombre de “mórula” (aspecto de mora). La mórula aparece, aproximadamente, tres díasdespués de la fecundación.

Inicialmente la mórula no posee ninguna cavidad interna. Sin embargo, en un proceso llamado cavitación comienzaa introducirse líquido, a través de la zona pelúcida, que es transportado hacia el interior de la mórula, creándoseuna cavidad conocida como blastocele. De esta manera, la masa celular interna es desplazada hacia un polo,conformándose un estado embrionario conocido como blastocisto.

macizo celular(embrioblasto)

blastocele

trofoblasto

En el blastocisto, por lo tanto, se pueden reconocer: una masa de células conocida como macizo celular internoo embrioblasto, una cavidad blastocística o blastocele y una capa externa llamada trofoblasto. La masa internade células originará los tejidos del embrión, mientras que el trofoblasto dará origen, junto con tejido endometrial,a la placenta.

Durante el viaje del embrión a través de la trompa, la zona pelúcida se mantiene intacta y esto evita la adhesióndel embrión a la pared de la trompa. Cuando el embrión alcanza el útero, sale a través de un agujero que seproduce en la zona pelúcida y de esa manera puede adherirse a la pared uterina. Este fenómeno se conoce comohatching, y ocurre generalmente al 6º día después de la fecundación.

Luego de la fecundación, el cigoto comienza a desplazarse por la trompa de Falopio (oviducto) hasta llegar al útero.Allí se producirá su implantación.

La implantación puede ocurrir en cualquier sector de la mucosa endometrial, aunque habitualmente se produceen el tercio superior de la pared dorsal del útero.

Alrededor del 2° ó 3° día después de que el blastocisto llega al útero (6 días después de la fecundación), eltrofoblasto hace contacto con el epitelio uterino. Desde ese momento el embrión comienza a producir unahormona conocida como Hormona Gonadotrofina Coriónica Humana (HCG), la cual estimula al cuerpo lúteo,por lo que este continúa sintetizando las hormonas progesterona y estrógenos. Esto impide la menstruación y, de

esta manera, mantiene el embarazo.



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er s i t a r i o s


En la región de contacto del blastocisto con el endometrio, las células trofoblásticas proliferan diferenciándoseen dos tipos de tejidos, el citotrofoblasto y el sinciciotrofoblasto. Este último es el encargado de la penetracióndel blastocito, ya que fagocita el tejido endometrial.

El blastocisto termina por penetrar al endometrio y la porción decidual que rodea al embrión comienza aexpandirse de tal forma, que aparecen cavidades llenas de secreciones y sangre para otorgar nutrición alembrión.

Blastocisto

Orificio de

la glándula

endometrial

Epiteliocilíndrico

sencillo del

endometrio

Vaso sanguíneo

Estroma endometrial

Epitelio sencillo

Glándula endometrial

Trofoblasto

Masa interna

de células

Blastocele

Citotrofoblasto

Sinciciotrofoblasto

EctodermoEndodermo

Vaso sanguíneo

Cavidad amniótica

Cavidad amniótica

(a) Vista externa, unos 6 días después de la fecundación (b) Vista interna, unos 6 días después de la fecundación

(c) Vista interna, unos 7 días después de la fecundación

Implantación

Finalmente, la misma decidua se convierte en una barrera mecánica e inmunológica frente a una mayor

penetración de la pared uterina. La decidua corresponde al endometrio modificado por la implantación delembrión. Se divide en dos zonas, decidua basal y decidua parietal, las cuales se fusionan con una parte delcorión. La decidua basal y el corion conforman la placenta.

La implantación, según lo que hemos revisado, es un proceso único que requiere un diálogo entre dos organismosde diferente dotación inmunológica y genética: la madre y el embrión. El período en que este diálogo es posiblese denomina ventana de implantación, la cual varía según la especie. En humanos se extiende desde el día6 hasta el día 10 después de la ovulación; solamente en este período en que el trofoblasto puede adherirse yluego invadir el endometrio.



110

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c a p í t u l o

2b. Diferenciación celular

• Gastrulación: Al octavo día después de la fecundación, el blastocisto está parcialmente incluido en elendometrio, gracias al trofoblasto diferenciado.

El desarrollo embrionario continúa con la formación en el macizo celular interno o embrioblasto de una capade células que se separa hacia un extremo, denominada amnios. La cavidad que la separa del embrioblastose denomina cavidad amniótica. Las células restantes forman el disco embrionario, en el que se distinguen2 capas de células: una superior o ectodermo y otra inferior endodermo. Más tarde las células delendodermo comienzan a migrar hacia abajo y dan lugar a otra cavidad, conocida como saco vitelino.

Posteriormente, se desarrolla un surco angosto en la superficie del ectodermo, conocido con el nombre delínea primitiva. De esa forma, las células del ectodermo comienzan a dividirse y migrar hacia el interior deeste surco, formando una tercera capa de células embrionarias, dando origen al mesoderma.

La migración de las células embrionarias durante esta etapa, establecerá la formación de un embrión de 3capas germinativas o embrionarias: ectoderma, mesoderma, endoderma.

Durante la tercera a la octava semanas de desarrollo, cada una de las tres hojas embrionarias da origen a varios tejidos y a la mayoría de los principales órganos y sistemas del cuerpo adulto.

En esta etapa del desarrollo, el embrión se denomina gástrula.

Celoma extraembrionario

Amnios

EctodermoMesodermoEndodermoSaco vitelino

Sinciciotrofoblasto

Mesodermo extraembrionario

Tallo corporal

Epiteliocilíndricosencillo Estroma endometrial Embrión

Cabeza Corazón Cola

Cavidaduterina

Celomaextraembrionario

Cavidad amniótica

Corión

Tallo corporal

Vellosidades

Saco vitelino

Espaciointervelloso

(d) Vista interna, unos 14 días después de la fecundación (e) Vista interna, unos 25 días después de la fecundación

• Neurulación: En esta etapa, la región dorsal de la gástrula se aplana para formar la “placa neural”. Las célulasde su línea media comienzan a duplicarse rápidamente, con lo que se acercan hasta ponerse en contacto. Eneste momento se sueldan los bordes correspondientes, restituyéndose la continuidad del ectoderma dorsal.Así, el surco se transforma en “tubo neural”, que corresponde a un esbozo del futuro sistema nervioso. Elembrión en este estado se conoce como neurula.

El tubo neural deriva, como es fácil darse cuenta, del ectodermo dorsal. Esta estructura originará, en los vertebrados, la columna vertebral.



111


er s i t a r i o s


c. Morfogénesis

Durante esta etapa, se realiza la formación de órganos. Cada una de las 3 capas germinativas de la gástrulaestá destinada a producir tejidos específicos. En general, la capa más externa (ectoderma) dará origen a la

piel, sistema nervioso central y órganos de los sentidos; el endoderma va a originar todos los epitelios: yel mesoderma, ubicado en la posición central, va a dar origen a los tejidos conectivos, muscular y sistemareproductor.

Estructuras con origen en las tres hojas Germinativas Primarias

Origen Ectodérmico Origen Mesodérmico Origen Endodérmico

Sistema nervioso central.Sistema nervioso periférico.Epitelio de órganos de los sentidos: oído nariz boca ojosEpidermis y derivados:• Glándulas cutáneas

• Pelo

• Uñas

Esmalte dentalHipófisisGlándulas mamarias

Tejido conectivo cartílago hueso. Tejido muscular.Sistema Circulatorio (paredes corazón,

vasos sanguíneos, células sanguíneas).Médula ósea.

Tejido linfático.Corteza suprarrenal.Bazo.Dermis de la piel.Riñones y uréteres.Gónadas y conductos genitales.

Epitelio de: Tubo digestivo y glándulas anexas(hígado y páncreas).

Vejiga, uretra.Sistema respiratorio (laringe, tráquea ypulmones)Faringe

Trompa de Eustaquio TiroidesParatiroides

TimoCaja del tímpanoAmígdalas

9.3 Anexos embrionarios

Un organismo en desarrollo necesita de:

• Nutrientes que le proporcionen energía, así como reservas para el desarrollo y crecimiento.

• Un medio acuoso que impida la desecación.

• Protección contra el medio ambiente.

Los peces y anfibios llevan a cabo su desarrollo en el agua, de manera que el problema de proteger y nutrir alembrión se ve resuelto, ya que el medio líquido le proporciona casi todo lo necesario. Además poseen huevoscon gran cantidad de vitelo que nutre al embrión. Asimismo, los embriones son capaces de alimentarse por sucuenta hasta convertirse en individuos adultos.

Los organismos terrestres han desarrollado estructuras que les permiten desenvolverse en un medio seco. Losreptiles y aves son organismos ovíparos y el desarrollo embrionario ocurre dentro de un huevo. Este constade la cáscara (que en el caso de los reptiles es blanda y suave mientras que en las aves es dura y cubierta dematerial calcáreo), una masa de vitelo o yema (reservas nutricias), la albúmina (clara) y un embrión con cuatroanexos embrionarios: saco vitelino, alantoides, amnios y corion.

A continuación, se analizará cada uno de estos anexos:

a. Saco vitelino

Adquiere gran importancia en ovíparos, ya que aquí se almacena el vitelo que servirá de alimento al embrión hastaque se rompa el huevo y nazca el nuevo ser. En los mamíferos placentados no tiene función nutritiva, ya que sushuevos no poseen vitelo. Sin embargo, participa en la formación de las células germinativas destinadas a formarlos gametos. Por otra parte, el saco vitelino forma los primeros vasos sanguíneos y glóbulos rojos del embrión.



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c a p í t u l o

2b. Alantoides

Es muy importante en reptiles y aves, debido a que acumula los productos de desecho metabólicos del embrión yparticipa en el intercambio gaseoso junto al corion. En los mamíferos, no cumple esta función, ya que los desechosson eliminados a través de la madre; pero sirve para formar inicialmente la sangre y después sus vasos sanguíneos

que forman parte de la conexión entre la madre y el feto.

c. Amnios

Es una delgada membrana que cubre al embrión, dejando una cavidad llena de líquido a su alrededor, la cavidadamniótica. El líquido amniótico está compuesto por agua (98 a 99%), iones, carbohidratos, proteínas y lípidos.Además posee células descamadas del amnios y células y pelos desprendidos de la piel fetal. El volumen de líquidoamniótico aumenta a medida que progresa el embarazo. A los ocho meses es de 800 mL aproximadamente,luego se reduce y al nacimiento es de unos 500 mL. El líquido amniótico mantiene una presión uniforme sobreel feto, de tal forma que se desarrolle sin deformarse. Además impide que el feto se adhiera al amnios, le provee

una temperatura adecuada, amortigua los golpes y absorbe las presiones derivadas de las contracciones uterinasdurante el parto.

d. Corion

Recubre totalmente al embrión y al resto de los anexos. En los ovíparos, está en contacto con la cáscara porosa,lo que permite una buena superficie para el intercambio de gases con el medio. En los mamíferos, la porción delcorion en contacto con el endometrio forma la placenta. Además produce la hormona gonadotrofina coriónicahumana.

e. La placenta

En los mamíferos, el embrión sedesarrolla en el interior de la madre,ya que presentan una estructurafundamental, la placenta. Esteanexo se encuentra presente solo enlos mamíferos superiores llamadoseuterios (mamíferos placentados).En los metaterios (mamíferos

marsupiales, sin placenta) existe elmarsupio, que es una especie debolsa en donde el embrión terminasu desarrollo. Los prototerios (losmamíferos más primitivos) ponenhuevos, como el “ornitorrinco”.

La placenta se origina a partir delcorion fetal que emite una serie de

vellosidades (secundarias y terciarias),que le dan un aspecto frondoso, del

tejido de la pared uterina, llamadodecidua basal. De esta manera sedistinguen dos partes de la placenta:una fetal derivada del corion y otramaterna. Las sangres materna y fetalnunca se mezclan.

Amnios Embrión

Cordónumbilical

Arteria umbilical

Vena umbilical

Cavidad amniótica

Corion

Espacio lleno desangre materna

Vellosidad coriónica

Arteria uterina

Vena uterina

Pared uterina



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er s i t a r i o s


La barrera placentaria está formada por las paredes de los vasos sanguíneos fetales, el mesoderma embrionario,el citotrofoblasto y el sinciciotrofoblasto. A partir del cuarto mes, solo quedan el primero y el último de losconstituyentes de esta barrera.

Las funciones de la placenta son:

• Intercambiar sustancias nutritivas y de desecho entre la madre y el feto. Desde este punto de vista, la

placenta reemplaza a los sistemas digestivo, respiratorio y excretor del feto.

• Producir hormonas como la gonadotrona coriónica (que mantiene el embarazo durante los primeros tres

meses), estrógeno, progesterona, relaxina (esta hormona ayuda a dilatar el cuello uterino, entre otrasfunciones) y somatomamotrofina coriónica o lactógeno placentario.

• Protege al feto permitiendo el paso de anticuerpos desde la madre al feto, los que le proporcionarán

inmunidad hasta después del parto.

• Almacenar glucosa en forma de glucógeno, y cuando sea necesario poner esta glucosa a disposición del feto.

Además, almacena proteínas, hierro, calcio y vitaminas.

• Actúa como una barrera protectora contra numerosos microorganismos. Sin embargo, algunos virus

pueden atravesarla, como el virus del sarampión, varicela, SIDA, entre otros. Por otro lado, casi todos losmedicamentos, otras sustancias (como, el alcohol) y muchos otros compuestos que pueden causar defectoscongénitos, cruzan de manera irrestricta la placenta.

f. Cordón umbilical

Existe en los mamíferos con placenta. Al término de la gestación llega a medir entre 50 y 60 cm de longitud. Tieneforma tubular, y relaciona al embrión y luego al feto con la placenta. Está formado por vasos sanguíneos (1 vena y2 arterias), saco vitelino y alantoides. Los vasos sanguíneos se encargan del transporte de sustancias que entran(nutrientes, O

2, etc.) y salen (desechos metabólicos) del embrión o feto.

9.4 Desarrollo o crecimiento fetal

A los dos meses de gestación, el embrión humano ya puede ser reconocido como tal. En este momento comienzala osificación y el crecimiento de todas las estructuras corporales y pasa a denominarse feto. El estado fetal se

caracteriza por un continuo crecimiento, el que se acompaña por una maduración de las diferentes partes yestructuras que lo componen.



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2A medida que pasan los meses, se observan los cambios, que mencionaremos a continuación:

3

mes

El feto mide 75 mm. Sus ojos ya se han desarrollado casi por completo,aunque los párpados todavía se encuentran fusionados. Continúa

la osificación. Se inicia la formación de uñas. Es detectable el latidocardíaco, y ya es posible reconocer el sexo, pues los genitales externosestán completamente diferenciados.

4

mes

La cabeza es más grande en relación al resto del cuerpo. La caraadquiere rasgos humanos y aparece pelo en la cabeza. Se observan lasextremidades (en especial los dedos) completamente configuradas, y elfeto se mueve dentro del saco amniótico.

5

mes

La cabeza está menos desproporcionada en relación con el resto delcuerpo. Se forma la grasa parda que es el sitio de producción de calor.El cuerpo está completamente cubierto por un vello muy fino conocido

como lanugo. Continúa el desarrollo acelerado de los sistemascorporales. Su tamaño aproximado es de 25 a 30 cm.

6

mes

Se pueden identificar las cejas y pestañas. Se arruga la piel y ocurre otroaumento corporal considerable.

7

mes

La piel se ve rojiza y arrugada. La cabeza y el cuerpo están másproporcionados. Se inicia el descenso de los testículos al escroto. El fetoestá de cabeza y puede sobrevivir fuera del útero con cuidados médicos.

8

mes

Se acumulan grasas bajo la piel. Esto hace que desaparezcan las arrugas.

9

mes

Se acumula más grasa subcutánea y el lanugo se desprende. Por lo tanto,tenemos a un individuo listo para nacer. Al término del embarazo elfeto mide unos 50 cm de longitud y lleva 280 días de gestación.

Amnios

Corión

Cavidad amniótica

Endometrio

Músculo uterino

Cavidad uterina

Tapón cervical

Vellosidadescoriónicas

Placenta

Resto del sacoembrionario

Cordón umbilical



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9.4.1 Hormonas del embarazo

Durante los primeros tres meses de embarazo, el cuerpo lúteo continúa secretando estrógenos y progesterona,las cuales, como ya vimos, mantienen el revestimiento uterino durante la gestación y preparan a las glándulas

mamarias para la lactancia. Esto se consigue gracias a la secreción de otra hormona, la gonadotrofina coriónicahumana, producida primero por el trofoblasto y luego por el corion placentario. Recordemos que esta hormonaestimula al cuerpo lúteo para que este siga produciendo estrógenos y progesterona. Desde el tercer mes hastael final del embarazo, la placenta se encarga de producir en grandes cantidades dichas hormonas, necesariaspara la continuación del embarazo. Después del parto, los nivelesde estrógenos y progesterona disminuyen hasta llegar a los valoresnormales en mujeres no embarazadas.

La relaxina es una hormona que se produce primero en el cuerpolúteo y luego en la placenta. Su función es aumentar la flexibilidadde los huesos y ligamentos de la zona pélvica, además de estimularla dilatación del cuello uterino durante el parto.

Otra hormona, producida durante el embarazo, es la hormonasomatomamotrofina coriónica humana o lactógenoplacentario. Se piensa que esta hormona prepara a las glándulasmamarias para la lactancia, mejora el crecimiento de la placenta,incrementa la síntesis de proteínas y regula ciertos aspectos delmetabolismo materno-fetal, por ejemplo, aumenta la afinidad delfeto por la glucosa.

10. Parto

La fecha de parto se calcula aproximadamente 266 días después de la concepción, o 290 días después delcomienzo del último período menstrual.

En pocas ocasiones nacen bebés en la fecha indicada, pero aproximadamente el 75% nace durante las dossemanas anteriores o posteriores a la fecha.

A medida que se acerca el término del embarazo, se producen cambios hormonales que inducen al parto,disminuye la producción de progesterona por parte de la placenta, aumenta la producción de estrógenos y elhipotálamo libera la hormona oxitocina.

La oxitocina estimula las contracciones uterinas y la relaxina incrementa la flexibilidad de la zona púbica yparticipa en la dilatación del cuello uterino. Todo esto produce fuertes contracciones uterinas, se rompe elcorion y el amnios, lo que causa salida del líquido amniótico. El cuerpo del feto ejerce presión sobre las paredesdel útero.

El control de las contracciones durante el parto se realiza gracias a un feed back positivo. Los receptores deestiramiento del cuello del útero envían impulsos nerviosos al hipotálamo. Este, al recibir la información, libera

oxitocina en los capilares del lóbulo posterior de la hipófisis. Luego viaja por la sangre hasta el miometrio, dondeestimula la contracción de este músculo. Al intensificarse las contracciones uterinas el cuerpo del feto estiraaún más el cuello uterino, lo que provoca una mayor liberación de oxitocina. Al ocurrir el nacimiento, se rompeel ciclo, por lo que disminuye la producción de la hormona.

Gonadotrofinacoriónica

Parto

Estrógenos

Progesterona

Meses después del comienzo de la última

menstruación

C o n c e n t r a

c i ó n

e n

l a

o r i n a

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10



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2El parto puede dividirse en las siguiente etapas:

a. Dilatación

Dura entre 2 a 16 horas, con intervalos de 15 a20 minutos, incluye contracciones relativamentesuaves al principio y fuertes hacia el final.Comienza con el inicio de las contraccionesdel útero y termina con la apertura completao dilatación del cuello uterino que en esosmomentos ha alcanzado 10 cm de diámetro;durante esta etapa, además, se produce la rupturadel saco amniótico con la expulsión de fluidos.

b. Nacimiento

Dura entre 2 a 60 minutos, se inicia cuando el cuello uterino está completamente dilatado y aparece la cabezadel feto en el canal del parto. Las contracciones duran entre 50 a 90 segundos y están separadas por uno a dosminutos.

c. Alumbramiento

Comienza una vez que el bebé ha nacido. Comprende las contracciones del útero y la expulsión de fluido, sangrey la placenta junto al cordón umbilical. La placenta ahora pesa 500 gr, aproximadamente 1/6 del peso del bebé.

Luego de la salida de la placenta continúan produciéndose contracciones uterinas menores que ayudan a detenerel flujo de sangre y a que el útero retorne a su tamaño y condición previa al embarazo.

Placentadesprendiéndose

Cordónumbilical

Nacimiento Alumbramiento

Después del nacimiento y la expulsión de la placenta, hay un periodo de seis semanas en el cual los órganosreproductores y la fisiología de la mujer regresan al estado que tenían antes del embarazo. Este períodose denomina puerperio. Ocurre la reducción considerable del tamaño del útero y gracias a un proceso decatabolismo tisular, el cervix pierde su elasticidad y recupera la firmeza que tenía antes del embarazo.

Por espacio de dos a cuatro semanas después del parto, las mujeres expulsan un exudado uterino, llamado loquios,formado inicialmente por sangre y luego de un líquido seroso que proviene del sitio que ocupaba la placenta.

Placenta

Útero

Cordón Umbilical

Cervix

Vagina

Dilatación



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11. Lactancia

La lactancia es la secreción y expulsión de leche desde las glándulas mamarias.

Las mamas comienzan a desarrollarse en la pubertad. Estedesarrollo es estimulado por los estrógenos. Asimismo,durante el embarazo se produce un crecimiento muchomayor de las mamas, y solo entonces el tejido glandularqueda preparado y se desarrolla completamente parasecretar leche.

En el embarazo, las enormes cantidades de estrógenossecretados por la placenta hacen que los conductosmamarios crezcan y se ramifiquen. Simultáneamente,

el estroma glandular aumenta de volumen y grandescantidades de grasa se depositan en el mismo.

También son importantes para el crecimiento de los conductos otras hormonas: la hormona del crecimiento,la prolactina, la glucocorticoides suprarrenales y la insulina. Finalmente, para que se produzca el desarrollocompleto de las mamas y estas se conviertan en órganos productores de leche se necesita, además, laprogesterona.

11.1 Comienzo de la lactancia: función de la prolactina

La prolactina (PRL) es una hormona secretada por la adenohipófisis (lóbulo anterior de la hipófisis), quepromueve la producción de leche. A medida que los niveles de esta hormona aumentan conforme avanza elembarazo, no hay secreción de leche, debido a que la progesterona inhibe los efectos de la prolactina. Despuésdel parto disminuye la concentración de estrógenos y progesterona, interrumpiéndose dicha inhibición. Sinembargo, cada vez que la madre amamanta al hijo, la succión del pezón genera impulsos nerviosos que setransmiten al hipotálamo, el cual disminuye la producción de la hormona inhibidora de prolactina y aumenta lade la hormona liberadora de prolactina. Esto produce que la adenohipófisis libere prolactina, la cual luego actúasobre las glándulas mamarias estimulando la producción de leche.

11.2 Eyección de la leche: función de la hormona oxitocina

La leche es secretada continuamente y se vierte en los alvéolos, pero esa leche no pasa hacia los conductosque la llevan finalmente al pezón. Para que el bebé reciba la leche debe ser impulsada desde los alvéolos a losconductos galactóforos. Este proceso se conoce como“ subida de la leche” y se debe a un reflejo combinado,neurógeno y hormonal, en el que interviene la hormona oxitocina.

La oxitocina provoca la liberación de leche en los conductos mamarios. La succión del pezón hace que elhipotálamo secrete oxitocina. Esta hormona al llegar a las glándulas mamarias estimula la contracción de lascélulas mioepiteliales que rodean los conductos glandulares. La compresión resultante desplaza la leche de losalvéolos de las glándulas a los conductos mamarios, donde es posible su succión (expulsión de la leche). Aunqueesta no ocurre realmente hasta 30 a 60 segundos después de iniciada la succión, algo de leche almacenada en

los conductos cercanos al pezón está disponible para el lactante.

PezónAlveólos

Conductos Tejidoadiposo

Glándulas Mamarias



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2La succión de una mama produce el flujo de leche no solo en esa mama, sino también en la otra. Estímulos norelacionados con la succión, como oír el llanto del bebé, acariciar al bebé, a menudo proporciona una señal deemoción al hipotálamo capaz de producir el descenso de la leche.

Hacia fines del embarazo, y en los primeros días después del parto, las glándulas mamarias secretan un líquidolechoso, conocido como calostro. Aunque no es tan nutritivo como la leche, ya que contiene menos lactosay está casi desprovisto de grasas, resulta adecuado hasta la aparición de la leche verdadera, hacia el cuarto díadespués del parto. El calostro y la leche materna contienen anticuerpos que protegen al lactante durante losprimeros meses de vida.

Es frecuente que la lactancia bloquee el ciclo ovárico durante los meses que siguen al parto, suponiendo que lafrecuencia de la succión es de 8 a 10 veces al día. Sin embargo, se trata de un efecto inconstante y la ovulación,normalmente, se presenta un poco antes de la menstruación subsiguiente al parto.

11.3 Composición de la lecheLa siguiente tabla enumera los contenidos de la leche humana y de la leche de vaca.

Tabla: Composición de la leche materna y la de vaca

Leche humana madura Leche de vaca

Agua 88% 88%

Contenido energético (kcal/100 mL) 70 69

Lactosa (g/100 mL) 7.3 4.8

Nitrógeno total (mg/100 mL) 171 550

Proteínas totales (g/100 mL) 0.9 3.3Caseína (g/100 mL) 0.25 2.73

Lactoalbúmina (g/100 mL) 0.26 0.11

Beta-lactoalbúmina (g/100 mL) 0 0.36

Lactoferrina (g/100 mL) 0.17 Trazas

Lisozima (g/100 mL) 0.05 Trazas

Anticuerpos (IgA) (g/100 mL) 0.14 0.003

Grasas totales (g/100 mL) 4.2 3.8

Ácido linolénico (% de la grasa) 8.3 1.6

Colesterol (mg/100 mL) 16 14

Calcio (mg/100 mL) 28 125

Fósforo (mg/100mL) 15 96

a. Ventajas para el niño

Al observar los valores que en la tabla se presentan, podemos darnos cuenta de que la alimentación de un bebéa base de leche materna le aporta mayores beneficios que la alimentación con leche de vaca.

El amamantamiento del niño hace que reciba el “único” alimento con la composición y equilibrio de nutrientesque necesita para el correcto desarrollo de su sistema nervioso y su aparato locomotor.

Se estima que es correcto amamantar al niño hasta el 6° mes y luego completar la lactancia con papillas ysólidos.



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Otros beneficios son:

• Protección contra organismos patógenos. En la leche humana se encuentran diversos tipos de leucocitos y

anticuerpos, los cuales actúan sobre cualquier microorganismo patógeno, presente en el cuerpo del bebé.

• Disminución de la frecuencia de enfermedades. El amamantamiento reduce levemente el riesgo de linfomas,enfermedades cardíacas, alergias, diarreas, etc.

• Mejora el desarrollo neurológico e intelectual.

• Intensica la relación materno-fetal.

b. Ventajas para la mujer

Mejora su autoestima, logra más fácil el establecimiento del apego y relación madre-hijo en los que se manifiestansentimientos positivos de satisfacción personal, para lograr la recuperación física y emocional luego del parto.

También disminuye la incidencia de patologías como el sangrado posparto, la anemia, el cáncer de útero, ovario

y mama, la osteoporosis postmenopáusica.

c. Ventajas para la sociedad

Disminuye la mortalidad infantil, así como el ausentismo laboral materno por enfermedad del niño. Se hademostrado que los adultos que fueron amamantados tienen menor incidencia de:

• Aterosclerosis

• Obesidad

• Hipercolesterolemia

• Colitis ulcerosa

12. Hormonas, crecimiento y desarrollo

El crecimiento y desarrollo son procesos mediante los cuales una simple célula se puede transformar en unalerce o en un puma. Sin embargo, una de las diferencias notorias entre plantas y animales, es el hecho de quemientras los animales dejan de crecer al alcanzar la madurez, aunque las células de los tejidos de recambiocomo la piel siguen dividiéndose, las plantas siguen creciendo durante toda su vida.

Para continuar, debemos recordar que el proceso de crecimiento se define como un aumento de tamaño, debidoa un incremento en el número de células; a un aumento de tamaño de las células existentes como componentesinternos o bien del tamaño de las sustancias intercelulares. Desarrollo, en tanto se define como el procesopor el cual un organismo se convierte en adulto a partir de un óvulo fecundado y finalmente se muere. Ambosprocesos son llevados a cabo bajo control hormonal.

Control Hormonal. Las hormonas son sustancias de diversa naturaleza química que ejercen un controla distancia del lugar de síntesis. Las hormonas están encargadas de regular distintas funciones dentro delorganismo, tales como el crecimiento, la reproducción, el metabolismo, la producción de calor, etc. Lashormonas cumplen un importante papel dentro de la homeostasis, concepto que se refiere a la mantención deun estado de equilibrio interno.

Las funciones que tienen relación con el crecimiento y el desarrollo son las que desarrollaremos a continuación.



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212.1 Control del crecimiento y desarrollo de los animales

El crecimiento y desarrollo de animales está controlado por la información genética y algunas hormonas delsistema endocrino. Entre estas hormonas podemos mencionar:

a. Hormona del crecimiento (hGH)

Esta hormona actúa sobre casi todas las células del cuerpo. Se produce en el lóbulo anterior de la hipófisis oadenohipófisis. Se caracteriza porque en gran parte hace su acción en forma indirecta sobre los tejidos, fomentandola síntesis y liberación de hormonas proteicas pequeñas llamadas factores de crecimiento insulinoides (FCI),secretados por células del hígado y tejidos como músculo esquelético, huesos, cartílago y otros.

Los FCI pueden actuar tanto como sustancias autocrinas (actúan sobre las células que las produce) como paracrinas(actúa sobre células vecinas, del mismo tejido donde se produce el factor). Su función es hacer crecer a las células,estimular la división celular aumentando el ritmo al que los aminoácidos entran en ellas y son utilizados en

síntesis proteica. Además inhiben la degradación proteica, y el uso de aminoácidos en la síntesis de ATP.

Gracias a los efectos de los FCI, la hGH aumenta el ritmo de crecimiento de los huesos y músculos durante laniñez y adolescencia. En los adultos ayudan a mantener la masa ósea y muscular, fomentan la cicatrización deheridas, reparación de tejidos y tiene un efecto diabetógeno en el organismo, entre otros efectos. La secreción dehGH es liberada en ráfagas en intervalos de varias horas, especialmente durante el sueño. Otros estímulos quefomentan la secreción de hGH son el descenso de la concentración de ácidos grasos y el ascenso de aminoácidosen la sangre, el sueño profundo, el aumento de la actividad del sistema nervioso simpático y la acción de otrashormonas como son glucagón, estrógenos, cortisol e insulina.

Los estímulos que inhiben la secreción de hGH son los elevados valores de ácidos y bajos de aminoácidos, sueño

de movimientos oculares rápidos, privación emocional, obesidad, concentraciones bajas de hormonas tiroideas ylos valores elevados de hGH misma.

Gran parte de las variaciones en la estatura humana se deben a diferencias en la secreción de la hGH. La deficienciade la hormona en la infancia produce enanismo; el exceso, también durante la niñez, produce gigantismo, yel exceso de la hormona en la edad adulta causa acromegalia. Esta última enfermedad se caracteriza porque yaque en la edad adulta no hay crecimiento longitudinal, se produce engrosamiento óseo de manos, pies, mejillasy maxilar inferior.

b. Hormonas tiroides

Sintetizadas en la glándula tiroides, elevan la tasa metabólica, estimulan la liberación de glucosa y proporcionanenergía.

En los animales jóvenes; incluido el ser humano, las tiroxinas ayudan a regular el crecimiento, estimulando tantola tasa metabólica como la maduración del sistema nervioso. La secreción excesiva de tiroxina en vertebrados jóvenes puede causar un desarrollo precoz. En 1922 se demostróque un exceso de esta hormona puede causar una metamorfosis temprana en renacuajos.

c. Hormonas sexuales

• Estrógenos y progesterona: Hormonas producidas en las gónadas femeninas. Los ovarios regulan el cicloreproductivo, preservan el embarazo, preparan las glándulas mamarias para la lactancia y se encargan del desarrolloy conservación de las características sexuales secundarias.



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• Testosterona: Hormona producida en la gónada masculina, eltestículo. Regula la producción de espermatozoides, estimula eldesarrollo y conservación de las características sexuales secundarias.

12.2 Control del crecimiento y desarrollo de las plantas

Los organismos vegetales, al igual que los organismos animales,producen señales químicas llamadas hormonas. El efecto de estas serealiza en los diferentes tejidos de la planta, regulando su crecimiento,su desarrollo, sus actividades metabólicas y sus respuestas aestímulos, como el tropismo.

Se conocen los siguientes tipos de hormonas vegetales: auxinas,citocininas, etileno, ácido abscísico, giberalinas, florigenos, ácido

jasmónico y ácido salicílico. En las siguientes páginas, estudiaremosestas hormonas y su importancia para el humano en su aplicacióncomercial.

a. Auxinas o Ácido Indolacético o IAA

El IAA es un derivado del triptófano y se produce en los meristemasapicales de los vástagos. También es producido por hojas jóvenes,flores, embriones y frutos. Su transporte a todos los tejidos vegetalesse realiza en dirección única: de vástago a la raíz.

Tiene por función regular la dirección de crecimiento de tallos(vástago) y raíces. Promueve el alargamiento celular, estimulala dominancia apical, estimula el crecimiento de tallos y raíces,promueve el alargamiento celular, participa de las respuestas trópicas,estimula la producción de etileno. En las plantas leñosas tambiéndesempeña un papel en la iniciación estacional de la actividad en elcambium vascular.

El tratamiento con auxinas en las partes femeninas de la flor, es decir,en el gineceo, hace posible la obtención de un fruto partenocárpico

(un fruto originado sin que exista fecundación), por lo que no seproduce semilla. Este proceso permite en algunas especies laobtención de frutos sin semilla, tales como uva, tomates, pepinos yberenjenas sin semillas.

b. Citocininas o Citoquininas Estas hormonas tienen semejanza a la adenina, aunque se desconocesi esto tenga algún beneficio para su acción. Se encuentrancaracterísticamente en tejidos que están en división activa como los

meristemas, las semillas en germinación, frutos en maduración y enraíces en crecimiento.

El tropismo es la respuestade crecimiento que implicala curvatura de una plantaen sentido contrario o haciael estímulo externo quedetermina la dirección delmovimiento.

Sabías que...

Lado sombreadodel coleóptilo

Rayos de luz

Lado iluminado

del coleóptilo

Partenocárpico proviene de un vocablo griego parthenos, quesignifica “virgen” o “doncella”,es decir, un fruto originadosin haber sido fecundadas sussemillas.

Sabías que...



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2Los estudios sobre estas hormonas han demostrado que son necesarias para la división celular en algunosprocesos posteriores a la replicación del ADN, pero anterior a la mitosis. También tienen por función incrementarla tasa de síntesis proteica. Se piensa que parte de las proteínas resultantes pueden ser necesarias para la divisióncelular. Al estimular la división celular revierte la dominancia apical, interviene en el crecimiento del vástago,

estimula la formación de yemas en los tallos, estimula la expansión foliar, incrementa la apertura estomáticaen algunas especies, estimula el desarrollo del fruto y demora la senescencia de las hojas, al estimular lamovilización de nutrientes y la síntesis de clorofila. Finalmente, estimula la dormancia que presentan las yemasy semillas de algunas especies.

El tratamiento con citocinas se aplica a los cerezos antes que la yema se hinche para liberarlas de la dominanciaapical. En los manzanos, se usa en el eje cuando el crecimiento del brote tiene 3 a 10 centímetros. Estimulan laformación de tubérculos en patatas.

Vástago se refiere a las porciones que se encuentran encima de la superficie delsuelo, como los tallos y las hojas de una planta vascular.

• La relación Auxinas - Citocininas: Lainterrelación que se establece entre las auxinas ylas citocininas, ayudan a regular mutuamente elcrecimiento del vástago y la raíz. Esta regulaciónes importante porque ambos sistemas son elsustento nutricional de las plantas.

La raíz en crecimiento produce grandescantidades de citosina, que estimula las yemaslaterales para que comiencen a brotar. Si elsistema de raíces no está creciendo al ritmoadecuado, el vástago produce menos citocinina,frenando su crecimiento. Simultáneamente seproducen más auxinas en el tallo en crecimiento, lo que estimula el crecimiento y ramificación de las raíces deesta forma. Raíz y tallo no pueden crecer desproporcionadamente uno en relación al otro.

c. Etileno

En una hormona inusual, ya que es un compuesto del que se conocían sus efectos sobre el crecimiento de losfrutos desde el antiguo Egipto donde se trataba con gas los higos para estimular su maduración y en la antiguaChina donde se quemaba incienso en habitaciones cerradas para madurar las peras.

El etileno es un hidrocarburo gaseoso (H2C=CH

2). Tiene por función estimular la maduración del fruto, la

senescencia de las hojas y flores, la abscisión de hojas y frutos. Puede ser efector de la dominancia apical bajo lainfluencia de las auxinas, estimula la apertura de las flores, inducen la feminidad de plantas monoicas y parece

jugar un papel importante en la formación de raíces adventicias.

El tratamiento con etileno se utiliza para mejorar la coloración de los frutos cítricos, acelerar la maduracióny caída de flores y frutos. Se emplea para producir la maduración de manzanas y tomates; para promoverla feminidad de las cucurbitáceas más conocidas como melón, calabaza, pepino etc; para prevenir la auto-polinización e incrementar su producción.

a) Sin corte de yema. b) Corte de yema apical.



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d. Ácido Abscísico o ABA

Esta hormona es un compuesto parcialmente producido a partir de ácido meválonico en cloroplastos y otrosplastidios. Se propone su biosíntesis a partir de la degradación de carotenoides y es muy abundante en las bases

ováricas de los frutos.

Tiene por función estimular el cierre de estomas durante periodos de estrés hídrico de la planta; inhibe elcrecimiento del tallo, pero no de las raíces; en las semillas induce la síntesis de proteínas de almacenamiento;inhibe el efecto de las giberalinas. Puede ser necesario para la senescencia y abscisión de las hojas e induce ymantiene la latencia (estado de letargo) de ciertas especies. Finalmente, parece tener un papel en la defensacontra agentes patógenos.

Actualmente, no existen muchos usos prácticos para el ABA debido al escaso conocimiento de su fisiología ybioquímica. Sin embargo, el ABA puede tener una importancia enorme en el futuro de la agricultura, particularmenteen zonas desérticas. Hay razones para creer que la tolerancia de algunas plantas a condiciones de estrés, tales

como la sequía, está directamente relacionada con su capacidad para producir ABA.

e. Giberelinas

Hasta el momento, esta hormona, presenta 90 variantes aisladas de diferentes vegetales, principalmente deplantas superiores. Se presenta en concentraciones variables en todos los órganos de la planta, pero la mayorconcentración se encuentra en la semilla inmadura.

Estimulan el alargamiento del vástago, el crecimiento desmandado, la floración en plantas bienales; regulanla producción de enzimas hidrolíticas en los granos o semillas; sustituyen los días largos y las temperaturas

frías requeridas por algunas especies para su floración; inducen la partenocarpia en algunos frutos; inhiben ladormancia de yemas y semillas de algunas especies; retrasan la maduración de frutos; inducen la masculinidaden plantas monoicas; y pueden retrasar la senescencia de hojas y frutos cítricos.

Con esta hormona, el tratamiento se utiliza para incrementar el tamaño de los granos de uva sin semillas. Producela elongación del fruto en las manzanas y se utiliza para modificar la forma de las manzanas tipo Delicius bajodeterminadas circunstancias. En los cítricos, la aplicación de giberelinas retrasa la senescencia, por lo que losfrutos pueden dejarse más tiempo en el árbol, retrasando así su comercialización.

f. Florígenos

También llamados hormonas de la floración o estímulo floral, controlan el tiempo de floración en las plantas.Se caracterizan porque pueden pasar de un tejido vegetal a otro, si entre ambos hay conexiones anatómicas detejido vivo. Específicamente se mueven a través del sistema floemático. Sin embargo y a pesar de la existenciade evidencias de sustancias tanto inhibidoras como inductoras de la floración, los intentos por aislarlas hansido hasta ahora infructuosos.

g. Ácido salicílico

Esta hormona es conocida, ya que es un compuesto del que deriva la aspirina. Su nombre proviene de Salix,

más conocido como sauce llorón, árbol cuyas hojas y corteza tradicionalmente se utilizan para curar el dolor yla fiebre. El ácido salicílico deriva de un grupo de sustancias conocidas como fenólicos, que están relacionadascon procesos fisiológicos y de adaptación en las plantas. Se ha encontrado en los tejidos de todas las plantasque han sido analizadas, tales como la soya, el arroz y la cebada.



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2 Tiene por función la inhibición de la síntesis de etileno. Retrasa la senescencia, induce la floración, ayudaa responder al estrés ambiental, actúa inhibiendo la producción de una hormona vegetal denominada ácido

jasmónico (de estructura similar a una prostaglandina). Además, aumenta la resistencia a las infecciones,activando la respuesta inmunológica, especialente a los ataques virales.

Actualmente se cuenta con análogos funcionales del ácido salicílico que se utilizan con éxito a nivel comercialen el control y prevención de ciertos patógenos. Por otra parte, aunque el ácido salicílico imparte ciertaresistencia al estrés causado por temperaturas extremas, por presencia de metales pesados y por herbicidas susaplicaciones en el alivio del estrés ambiental han sido poco estudiadas. Estos resultados experimentales indicanla potencial utilidad del mencionado compuesto, sus derivados y análogos en el manejo agronómico de cultivos.

h. Ácido Jasmónico

El ácido jasmónico y sus derivados fue aislado como aceite esencial de plantas como el jazmín. Sin embargo,hoy se sabe que son compuestos ampliamente distribuidos en las plantas. Se conoce desde hace largo tiempo por su función en la germinación de las semillas y los procesos de senescenciade las plantas. Además, promueve la abscisión de hojas y el enrollamiento de zarcillos; inhibe la germinación dela semilla y la fotosíntesis, y actúa como regulador del crecimiento.

En los últimos estudios, también se ha descubierto que participa de respuestas a estrés en plantas. Su producciónes estimulada por una herida, signo detonador de defensa contra microorganismos, ya que al aumentar suconcentración interna favorece la síntesis de una serie de metabolitos con actividad antimicrobiana.

Comercialmente aún no tiene un amplio uso, pero se ha descrito en diferentes especies que la aplicaciónexógena de ácido jasmónico se manifiesta en un aumento de la resistencia a determinados hongos y bacteriaspatógenos. Por otro lado, diferentes resultados han demostrado el papel crucial que juegan los jasmonatos enla respuesta de los vegetales, a patógenos vegetales así como también al ataque de insectos.

Actividades

1. Investiga de qué manera ocurre el desarrollo en otros animales.

2. ¿A qué se refiere el proceso de metamorfosis y de qué forma se regula?

3. Investiga acerca de la función de las siguientes hormonas vegetales:

a) Auxinas.b) Citocininas.c) Etileno.d) Ácido abscícico.e) Giberelinas.



125


er s i t a r i o s


13. Uso médico de hormonas en el control y promoción de la fertilidad

Para que ocurra la fecundación o fertilización debe producirse el encuentro entre el ovocito expulsado en la ovulacióny un espermatozoide proveniente del semen que fue depositado en la vagina durante la eyaculación.

Sin embargo, debemos de considerar que el ser humano es un mamífero subfértil y la tasa de fertilidad entre lasparejas de 24 años es de un 60% a 70% de probabilidad de embarazo, después de mantener relaciones sexualesno protegidas durante seis meses.

Por otro lado, si se requiere controlar la fertilidad, existe una variedad de métodos anticonceptivos para evitaro diferir un embarazo. Durante muchos años, los métodos anticonceptivos más utilizados fueron los métodosde barrera, como el diafragma y el condón. En las décadas de 1960 y 1970, se generalizó el uso de la “píldora”,una combinación de estrógenos y progesterona sintéticos.

13.1 Métodos de control de la fertilidad

Tras la expulsión del ovocito II, este no permanece viable y capaz de ser fecundado por más de 24 horas, portanto, los espermatozoides deben estar dispuestos poco tiempo después de la ovulación si ha de tener lugarla fecundación. Por otra parte, unos pocos espermatozoides se mantienen fértiles en el aparato reproductorfemenino durante 72 horas, aunque la mayoría no resiste más de 24 horas. De esa manera, para que se lleve acabo la fecundación, el coito debe producirse en algún momento entre 1 a 2 días antes de la ovulación y hasta1 día después de esta. Por lo tanto, el periodo de fertilidad femenino durante cada ciclo sexual es corto.

Tipos

a. Métodos naturales

• Método del ritmo: Uno de los métodos de anticoncepción que se practica más frecuentemente es evitar elcoito en el tiempo próximo a la ovulación. Por lo tanto, si el ciclo menstrual es regular, con una periodicidadde 28 días, la ovulación ocurre habitualmente dentro del día anterior y siguiente del día 14 del ciclo. De estamanera, se suele decir que evitando el coito durante 4 días antes del día calculado de la ovulación y 3 díasdespués, se evita la concepción.

• Retiro: También es conocido como “coitus interruptus” o coito interrumpido. Es un método de planificacióntradicional en el que el hombre retira el pene completamente de la vagina antes de eyacular. A consecuenciade ello los espermatozoides no entran en la vagina impidiéndose la fecundación.

b. Métodos hormonales • Anticonceptivos orales (AO): El uso de anticonceptivos orales (la píldora) para ajustar los niveles

hormonales permite interferir en la producción de gametos o en la implantación del óvulo fecundado en elútero. Los anticonceptivos más utilizados, las píldoras de combinación, suelen tener concentraciones altasde una sustancia similar a la progesterona (progestágenos sintéticos) y bajas de estrógenos. Estas hormonasactúan por retroalimentación negativa en la adenohipófisis, donde reducen la secreción de FSH y LH, y en elhipotálamo donde inhiben la secreción de la hormona liberadora de gonadotrofinas. Por lo regular, las bajasconcentraciones de FSH y LH impiden el desarrollo folicular y la ovulación, con lo cual resulta imposible el

embarazo por la ausencia de un ovocito secundario que pueda ser fecundado. Incluso si llegara a ocurrirla ovulación, los anticonceptivos orales cambian el moco cervical de manera que resulta hostil para losespermatozoides.



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c a p í t u l o

2 En cuanto a los beneficios no anticonceptivos de estos métodos están: la regulación de la duración de

los ciclos menstruales, la reducción del flujo menstrual, la protección contra los cánceres endometriales yováricos, y la disminución del riesgo de endometriosis. Sin embargo, no son aconsejables para mujeres conantecedentes de trastornos en la coagulación sanguínea, daño en los vasos sanguíneos cerebrales, migraña,

hipertensión, disfunción hepática o cardiopatías.

Administracióndiaria de una pastilla

anticonceptivaProgesteronaEstrógeno

Progesterona en nanogramos por mL.

0

100

200

300

0

10

20

30

80

60

40

20

01 5 9 13 17 21 25 1 5 9 13 17 21 25 1

LH y FSH en miliunidades por mL.

LH

FSH

días

Variación de los niveles sanguíneos de hormonas sexuales por administración dehormonas sintéticas

A pesar de los beneficios que ofrecen a muchas mujeres, los AO, pueden generar algunos efectossecundarios menores. Generalmente estos duran poco y pueden desaparecer dentro de los primeros meses.Los posibles efectos secundarios son: sangrado intermenstrual, alteración del peso, manchas oscuras en elrostro, naúseas, etc.

La principal razón de utilizar estrógenos sintéticos, así como progesterona sintética, es que lashormonas naturales se destruyen casi completamente en el hígado poco tiempo después de ser

absorbidas en el tubo digestivo. Pero las hormonas sintéticas resisten la tendencia destructoradel hígado, permitiendo así la administración oral.

Sabías que...

• Método de implante: Es un método anticonceptivo de venta bajo receta médica que ofrece una protecciónprolongada para evitar el embarazo. El implante puede consistir en una o seis varillas plásticas de igualtamaño que el ginecólogo inserta debajo de la piel en la parte superior del brazo, utilizando un anestésicolocal. Las varillas liberan una dosis constante de una sola hormona (progestágeno) la que inhibe la ovulación,y modifica a su vez el moco cervical. El implante se considera la forma más efectiva de anticoncepcióndisponible. Una vez colocado en su lugar, tiene una duración de 3 a 5 años.

• Método de inyección intramuscular: Este método consiste en la inyección trimestral de una hormonasimilar a la progesterona, que previene la maduración del óvulo y produce cambios en el revestimientouterino que vuelven menos probable el embarazo.



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er s i t a r i o s


• Anticoncepción de emergencia (píldora del día después): Es un fármaco compuesto de estrógenos yprogesterona o solo progesterona (el último salido al mercado) en altas dosis. Solo es efectivo si se tomadurante las 72 horas tras el coito sin protección, disminuyendo su efectividad conforme van pasando lashoras. Este medicamento también es conocido como “píldora postcoital”.

La píldora puede retrasar la ovulación o disminuir el transporte del esperma o el óvulo, previniendo así laconcepción. Debido a que la concepción puede ocurrir en cualquier momento desde unas pocas horas hastaaproximadamente 2 días después de la relación sexual, estos mecanismos podrían entrar en juego si laspíldoras fuesen tomadas lo suficientemente rápido, después de la relación sexual y durante ciertas partesdel ciclo de la mujer.

En cuanto a la efectividad, es difícil evaluar, porque la mujer quizás no esté en la fase fértil de su ciclocuando tenga relaciones sexuales.

Los efectos secundarios más comunes son naúseas, las cuales ocurren hasta en un 50% de las mujeres,

y vómitos los que ocurren hasta en un 25% de las mujeres. Otros efectos secundarios incluyen dolor decabeza, inflamación de los senos, fatiga, dolor abdominal y vértigo.

c. Otros métodos de control de la natalidad

• Esterilización quirúrgica: La esterilización es un procedimiento quirúrgico mediante el cual la personaqueda incapacitada para la reproducción. En varones, la técnica más usada es la vasectomía, la cual consisteen la extirpación de una parte de los conductos deferentes. Aunque los testículos del varón continúanproduciendo espermatozoides, estos ya no pueden llegar al exterior, por lo tanto, degeneran y son destruidospor fagocitosis. Como en esta técnica no seccionan vasos sanguíneos, los niveles de testosterona en la

sangre permanecen normales, por ende la vasectomía no tiene efecto en el funcionamiento sexual. Enmujeres la esterilización que se lleva a cabo más frecuentemente es la ligadura de trompas, procedimientoen el que se anudan y cortan las trompas de Falopio. Esto impide que los ovocitos secundarios pasen alútero y que los espermatozoides puedan llegar a dichas células.

• Dispositivos intrauterinos (DIU): Un DIU es un pequeño objeto de plástico, cobre o acero inoxidable quese introduce en la cavidad uterina. Los DIU producen cambios en el revestimiento uterino que obstaculizanla implantación del óvulo fecundado.

• Métodos de barrera: Estos métodos están diseñados para impedir que los espermatozoides tengan accesoa la cavidad uterina y a las trompas de Falopio. Además de prevenir el embarazo, brindan protección contra

enfermedades de transmisión sexual, como el SIDA, en contraste con los anticonceptivos orales y el DIUque no lo proporcionan. Entre estos métodos, se encuentran el preservativo y el diafragma.

Actividades

1. Explica el mecanismo de acción de las pastillas anticonceptivas orales.

2. Explica por qué las pastillas anticonceptivas están confeccionadas sobre la base de hormonas sexuales sintéticas y nonaturales

3. Indica las principales ventajas y desventajas del uso de anticonceptivos orales.

4. ¿Qué método utilizado actualmente es más eficaz en el control de natalidad y cuál menos? Fundamenta tu respuesta.



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c a p í t u l o

213.2 Esterilidad y fertilidad

Cuando los pasos requeridos para lograr la fecundación se desarrollan normalmente, y existe una integridadanatómica y funcional del sistema reproductor del hombre y de la mujer, se produce una fertilización exitosa.

Por lo general, se piensa que si se tienen relaciones sexuales cerca del día de la ovulación seguramente habráembarazo, pero esto no siempre es así.

En realidad nuestra especie tiene un bajo poder reproductivo, de manera que la posibilidad de embarazo. Cuandoel contacto sexual es durante el periodo de ovulación, en una pareja menor de 35 años y sin ningún factor deinfertilidad, es solo de 18 a 35% por mes. Después de los 35 años la fertilidad de la mujer disminuye y a los 40su probabilidad mensual de lograrlo es menor a un 10%. Sin embargo, esto no quiere decir que el embarazosea imposible después de esta etapa, ya que casi todos conocemos a alguien que lo ha conseguido en edadesextremas, aunque hay que tener en cuenta que son excepciones.

En general, la infertilidad puede ser atribuida a la pareja masculina, a la pareja femenina o a ambos. En muchoscasos la causa de infertilidad no puede ser identificada y generalmente ocurre un embarazo antes de que lacausa se haya determinado.

Sin embargo, muy pocas parejas sufren una infertilidad definitiva, y el tratamiento médico es muy útil en lamayoría de los casos.

13.2.1 Esterilidad

La esterilidad es la incapacidad para concebir y la infertilidad alude a la imposibilidad de llevar a término un

embarazo. Se considera que existe un problema de infertilidad cuando no se ha podido tener un hijo vivo,después de un año de relaciones sexuales con la finalidad de procrear. La diferencia entre ambos conceptos esque la infertilidad puede ser revertida, la esterilidad no.

a. Problemas de esterilidad en el varón

• Factor pretesticular: Alteraciones en las hormonas (hormonas hipofisiarias: LH y FSH) que estimulan eltestículo.

• Factor testicular: Afecciones del testículo. Pueden ser genéticos, congénitos (de nacimiento) o adquiridos(infecciones).

• Factor postesticular: Afectan a los espermatozoides una vez que han salido del testículo. Son lasobstrucciones de la vía espermática, las infecciones seminales, la presencia de anticuerpos antiespermáticos,las alteraciones eyaculatorias y las alteraciones coitales.

• Otra causa de esterilidad masculina es la incapacidad de eyacular la cual puede tener diversos orígenes,como la diabetes, la impotencia o el haberse sometido a cirugía de próstata o de uretra.

b. Problemas de esterilidad en la mujer

• A nivel del cuello uterino: Pueden existir alteraciones anatómicas o funcionales que interfieran conel camino que siguen los espermatozoides desde la vagina hasta una de las trompas, donde se producela fecundación con el óvulo. Entre las alteraciones anatómicas se encuentran los pólipos, quistes ytraumatismos que pueden ser ocasionales o producidos por cirugía.



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er s i t a r i o s


• A nivel del útero: Los problemas uterinos más frecuentes son malformaciones, miomas o tumores benignos,adherencias a las paredes, etc. Entre las endometriales, destacan las infecciones del endometrio (endometritis).

• Alteraciones en las trompas: La causa más importante es la infecciosa, produciendo diferentes tipos de

salpingitis o inflamación de las trompas, con la consiguiente obstrucción. Entre las causas no infecciosas,la más frecuente es la endometriosis, una enfermedad que consiste en la presencia de tejido provenientedel endometrio fuera de la cavidad uterina, sobre todo en los ovarios y los ligamentos que fijan el útero a lapelvis.

• La anovulación: Se produce cuando el ovocito II no llega a ser expulsado por el ovario, ya sea por no haberseformado o por no alcanzar la madurez necesaria. Esta puede aparecer por una disfunción del hipotálamo y laHipófisis, por lo que esta glándula no produce suficiente cantidad de hormonas gonadotrofinas (LH y FSH) yel ovario no se estimula. Otra alteración posible está en las cantidades de LH (hormona luteinizante) y FSH(hormona foliculoestimulante), como es en el caso de la poliquistosis ovárica (ovarios poliquísticos) que secaracteriza por un exceso en la producción de la hormona LH, por lo que se altera el ciclo ovulatorio. Este

cuadro se asocia con la obesidad y con un exceso de hormonas masculinas que suelen producir un aumentodel vello. También pueden existir alteraciones de la ovulación por problemas de otras hormonas como es elaumento de prolactina o alteraciones en la glándula tiroides.

• Factores relacionados con el estilo de vida: El estrés, la alimentación o la práctica intensa de ciertosdeportes pueden alterar el equilibrio hormonal femenino.

13.2.2 Promoción de la fertilidad

a. Inducción ovárica (IO)

La inducción o estimulación ovárica persigue llegar a una ovulación correcta. Está indicada en los casos deanovulación y para potenciar la eficacia de la inseminación artificial. La IO consiste en la estimulación de laovulación con preparados hormonales, que se administran por vía oral o inyectados (hormonas gonadotrofinas)a partir del segundo o tercer día del ciclo. Se efectúan controles periódicos con ecografías que permiten ver elnúmero de folículos que genera la mujer y, en su caso, el mejor momento para realizar la inseminación artificial.Cuando se presentan tres o cuatro folículos, se suele cancelar el ciclo a fin de evitar el embarazo múltiple y uncuadro denominado hiperestimulación ovárica.

Citrato de Clomifeno: Generalmente el Citrato de Clomifeno (estrógeno sintético) es el primer tratamientode fertilidad que se utiliza en aquellas mujeres que no ovulan o solo ovulan infrecuentemente, pero que tienen

producción normal de estrógeno. Casi para todas las mujeres que buscan la fertilidad, el tratamiento comienzaaquí.

• Mecanismo de acción: El citrato de Clomifeno estimula a la hipófisis a liberar FSH y LH, las hormonasnecesarias para la ovulación. Funciona como una sustancia antiestrogénica, impidiendo la comunicaciónnormal entre los ovarios, hipotálamo y la glándula hipófisis (adenohipófisis). Ya que el receptor de estrógenose encuentra obstruido por el medicamento, la hipófisis percibe menos estrógeno presente, y secreta aún másFSH para estimular el ovario. Esto resulta en el reclutamiento y el desarrollo de los óvulos y eventualmentela ovulación. Por lo tanto, el clomifeno no estimula directamente la ovulación, pero en cambio hace que lasecuencia de eventos que rodean la ovulación sean más normales.



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2Hipófisis

Adenohipófisis

Hormonas Gonadotrofinas Citrato de Clomifeno

Fuerte descarga

FSH LH

Ovario

Ovulación

++

• Efectos secundarios: Bochornos, molestias abdominales y crecimiento ovárico normal. Cuando se inducela ovulación con medicamentos para la infertilidad, corre el riesgo de un embarazo múltiple.

Los medicamentos para la infertilidad no aumentan el riesgo de defectos congénitos.

b. Inseminación artificial (IA)

Es la introducción de semen en el cuello del útero femenino mediante una delgada cánula o catéter. El semenpuede ser de la pareja o de un donante anónimo (procedente de un banco de semen, donde se guarda congelado).Esta segunda opción está especialmente indicada en caso de que el hombre padezca enfermedades hereditarias.

Actividades

1. Define los siguientes términos:

a) Esterilidad:

b) Infertilidad:

2. ¿Cuál es la principal diferencia entre esterilidad e infertilidad?

3. ¿Cuáles son las principales causas de infertilidad en el hombre y en mujer?

4. ¿Cuál es el principal tratamiento que se utiliza en aquellas mujeres que presentan problemas en su ovulación? Funda-menta tu respuesta.

5. Explica el mecanismo de acción del Citrato de Clomifeno.

6. Explica los problemas que se generarían si el cuerpo lúteo dejara de producir hormonas, especialmente durante el em-barazo. Proponga un posible tratamiento para esta afección, basándose en lo que ha conocido hasta este momento.



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13.2.3 Sexualidad humana

Si nos preguntaran qué entendemos por sexualidad humana o qué es, quizás responderíamos que es lorelacionado con el sexo, pero este concepto es mucho más amplio.

La sexualidad humana posee sus propios códigos biológicos definidos genéticamente. La estructura y ladisposición de los órganos genitales responden de una forma perfecta a la función reproductora, así como lafisiología de la sexualidad está destinada al mismo fin. A pesar de todo ello, la sexualidad humana trasciendetotalmente de su función biológica y cobra un sentido distinto al definirse como una relación íntima entrepersonas, donde la comunicación y la expresión de afectos pueden alcanzar el máximo grado de profundidad.

Puede ser conveniente, una vez aclarado que lo sexual va más allá de las cuestiones biológicas y que estádefinido por la cultura de la sociedad en la que se realiza, establecer la diferencia entre dos términos que seconfunden con frecuencia, la sexualidad y la genitalidad. Este último hace referencia a lo concerniente al actosexual, sus formas, estilos, etc. La genitalidad solo es una forma de sexualidad.

Por lo tanto, la sexualidad no solo hace referencia al acto sexual o coital, sino que también incluye una ampliagama de experiencias corporales y sensoriales placenteras. Según esto, podríamos definir como sexualidadla realización de actividades que generen placer en los ámbitos corporales y sensoriales. Dentro de estadefinición podemos incluir actividades como las caricias, los besos, las cosquillas o el masaje y no conducentesnecesariamente al acto sexual, al igual que determinados olores, miradas, tonos de voz y expresiones.

Sin embargo, no debemos de olvidar que la sexualidad tiene que ver directamente con nuestra propia identidadsexual.

Desde que nacemos tenemos un determinado sexo. Este nos hace diferentes tanto en la forma de actuar como

en la forma de sentir y valorar. De esta manera hoy en día podemos entender en un sentido amplio y extenso,la plenitud de formas y manifestaciones, conscientes o no que componen la sexualidad humana.

13.2.4 Paternidad-maternidad responsable

Considerando el significado del concepto de sexualidad, es muy importante destacar y conocer hoy en díael significado e importancia de la paternidad-maternidad responsable, debido a que actualmente un granporcentaje de adolescentes a muy temprana edad está manteniendo relaciones sexuales, en forma irresponsabley sin ningún tipo de conocimiento biológico básico.

Según las diferentes circunstancias que a cada “pareja” le toca vivir, la paternidad y/o maternidad responsablees un concepto mucho más amplio y profundo que solo ser responsable para decidir el momento y el número dehijos, consecuentemente, usar un buen método anticonceptivo, cuando se trata de posponer o evitar un nuevonacimiento. Tener un hijo(a) es entonces una decisión que debe ser tomada con gran seriedad y que requieremadurez por parte de la pareja, ya que ser madre o padre es una función de por vida.

Dentro de las funciones o roles que deben ejercer los padres y madres están entregar educación a sus hijos,protegerlos, alimentarlos adecuadamente, entregarles valores, etc. Por lo tanto, el adoptar una paternidad y/o maternidad responsable exige una integración permanente de todala persona, es decir, de la esfera biológica, psicológica y social, dado que cada padre o madre es un organismo

integrado, que para crecer sanamente tiene que ir armonizando cada uno de estos elementos.



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2

Actividades

1. Según lo que has revisado hasta este momento, ¿qué significa para ti el término sexualidad humana?

2. Indica las principales desventajas de comenzar a tener relaciones sexuales durante la adolescencia.

3. Para ti, ¿qué implicancias presenta en tu vida el tener un hijo a temprana edad?

4. Indica los principales roles o funciones que debe presentar una pareja que desea tener un hijo.

5. Según lo que conoces de paternidad responsable, ¿quién es más padre o madre, el biológico o el adoptivo? Funda-menta tu respuesta.

6. En nuestro país, ¿existe una edad adecuada para casarse y tener hijos? Fundamenta tu respuesta.



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1. Crecimiento: Aumento irreversible de tamaño y peso. En el crecimiento intervienen la división y laexpansión celular mediante la síntesis de nuevas sustancias.

2. Desarrollo: Se refiere a los procesos por los cuales se produce la maduración de los tejidos y procesospropios del ser humano. Es un concepto más amplio que el de crecimiento.

3. Espermatogénesis: Proceso de formación de los gametos masculinos. El proceso comienza durante lapubertad y no se interrumpe hasta el término de la fertilidad masculina.

4. Gametos: Células sexuales especializadas en el proceso de reproducción. Contienen la mitad de la infor-mación genética (haploides) y son producidas por cada sexo, de modo que hay gametos masculinos yfemeninos.

5. Hormona: Sustancia química formada por glándulas endocrinas y que viajan por la sangre para actuar adistancia, en el llamado órgano blanco. Las hormonas son de naturaleza proteica y esteroidal.

6. Ovogénesis: Proceso de formación de los gametos femeninos, los óvulos. Este proceso comienza en la vida intrauterina donde se determina el número definitivo de gametos para el resto de la vida de la mujer.Estos gametos se liberan paulatinamente durante la pubertad, normalmente en número de uno. Estaliberación se interrumpe con la menopausia. El proceso se interrumpe en el período intrauterino y luegode cada ovulación. Tiene un carácter cíclico.

7. Reproducción: Proceso que caracteriza a los seres vivos permitiendo su perpetuación a través deltiempo.

8. Reproducción asexual: Forma de reproducción que se caracteriza por la presencia de un solo progeni-tor, por lo que no existe variabilidad genética.

9. Reproducción sexual: Forma de reproducción que se caracteriza por la existencia de dos progenitores,uno femenino y otro masculino. Esto posibilita que se unan dos patrimonios genéticos diferentes quegeneran variabilidad genética.

10.Retroalimentación: Mecanismo de regulación que se basa en que la información que recibe un tejidosirve para ajustar la actividad del mismo.




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2F o l i c u l ar e s

d e L e y d i g

d e S e r t o l i

Ó v u l o s

E s p e r m a t o z o i d e s

C é l u l a

T e j i d o

E n d o c r i n o

S i s t e m a

T e s t í c u l o s

G e r m i n a l

O v ar i o s

G e n i t a l e s

Ó r g a n o

O r g a n i s m o

L a p e r p e t u

a c i ó n

d e l a s e s p

e c i e s

s

e c ar a c t e r i z a n p or . . .

A s e x u a

l

l ar e pr o d

u c c i ó n e s d e t i p o . . .

a u s e n c i a

d e

v ar i a b i l i d

a d

g e n é t i c a

Ú t e r o

R e pr o d u c t or

t i e n e c o m o s i g n i fi c a d o . . .

S e x u a l

pr e s e n t ar

v ar i a b i l i d a d

g e n é t i c a

A p

ar a t o

r e pr o d u c t or

q u e s e d i v i d e e n . . .

G ó n a d a s

G e n i t a l e s

T e s t í c u l o s

O v ar i o s

E x t e r n o s

I n t e r n o s

d o n d e o c ur r e l a . . .

q u e f a v or e c e e l . . .

E s p e r m a t o g é n e s i s

O

v o g é n e s i s

q u e f or m a n l o s . . .

E s p e r m a t o z o i d e s

Ó v u l o s

e n c u e n t r o e n t r e l o s

g a m e t o s

F e c u n d a c i ó n

s e u n e n p or m e d i o d e l a . . .

q u e i n i c i a e l . . .

D e s ar r o l l o e m b r i o n ar i o

D e s ar r o l l o f e t a l

P ar t o

q u e p e r m i t e l a . . .

s e or g a n i z a u n . . .

S í n t e s i s

d e

c on t eni d o s



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er s i t a r i o s


EJERCICIOS


1. La función de la zona pelúcida en mamíferos es

A) descargar los gránulos corticales.B) modificar el espacio perivitelino.C) evitar la entrada de más de un

espermatozoide.D) permitir la capacitación del espermatozoide.

E) reabsorber los cuerpos polares. Alternativa: C


Defensa: La zona pelúcida en el transcurso de la fecundación

experimenta una reacción que la vuelve impermeable a la pe-

netración de un segundo espermatozoide, por lo tanto evitando

la poliespermia.

2. ¿Qué hormona debería inhibirse directamentepara provocar pérdida de endometrio en elprimer mes de embarazo?

A) FSH.B) LH.C) Progesterona.D) Estrógenos.E) Gonadotrofina coriónica.

Alternativa: C

Habilidad: Comprensión.

Defensa: La progesterona es la encargada de mantener fun-

cional el endometrio. La gonadotrofina coriónica humana se

encarga de estimular el cuerpo luteo para que produzca proges-

terona, pero la pregunta plantea la inhibición directa.

3. A continuación se muestra un gráfico con la variación de progesterona durante un ciclomenstrual de 28 días.

0 14 28 días

p r o g e s t e r o n a

Según lo que representa el gráfico corresponde auna mujer que

I) está embarazada.II) no está embarazada.III) perderá parte de su endometrio.


A) solo I.B) solo II.C) solo III.D) solo I y II.E) solo II y III.

Alternativa: E

Habilidad: ASE (Análisis, síntesis y evaluación)

Defensa: El gráfico muestra un descenso del nivel de

progesterona, que es la hormona del embarazo, por tanto

no ha ocurrido fecundación ni implantación. De este modo

la caída del nivel sanguíneo de progesterona determinará el

desprendimiento del endometrio.



136

C P E C H


c a p í t u l o

2EJERCICIOS

4. En relación a la reproducción en la especiehumana es correcto afirmar que

I) el óvulo se forma en el curso de lafecundación.

II) el óvulo tiene una existencia breve.III) la aparición del óvulo no depende de la

fecundación.

A) Solo IB) Solo IIC) Solo IIID) Solo I y IIE) Solo II y III

Alternativa: D


Defensa: La meiosis femenina sufre dos detenciones, la

primera en la vida intrauterina y la segunda luego de la

ovulación, como ovocito II. La meiosis termina solamente si

hay fecundación, por ello el óvulo tiene una existencia breve.

5. En la fecundación participan los gametosfemenino y masculino, de los cuales se puedeafirmar correctamente que

I) el gameto femenino tiene la misma edadde la mujer que lo produce.

II) el gameto femenino no ha terminado suetapa ecuacional.

III) el gameto masculino debe tener contactocon el femenino para volverse funcional.

Es (son) verdadera(s)

A) solo I.B) solo II.C) solo III.D) solo I y II.E) I, III y III.

Alternativa: D


Defensa: El gameto femenino no termina su meiosis hasta

que toma contacto con el espermatozoide, el cual inicia

su actividad previo contacto con el ovocito (reacción

acrosómica)


1. ¿Qué fenómeno(s) deberíamos esperar en el casode que NO ocurra fecundación?

I) Que el ovocito II no termine su meiosis.II) Que se sintetice la gonadotrofina coriónica.III) Que decline la síntesis de progesterona.

A) Solo IB) Solo IIC) Solo IIID) Solo I y IIIE) Solo II y III

2. La reproducción sexual y la asexual se diferencianen cuanto a

I) número de progenitores.II) número de descendientes.III) variabilidad genética de la descendencia.


A) solo I.B) solo II.C) solo III.D) solo II y III.E) I, II, III.

3. En la reproducción de los vertebrados lafecundación determina el

I) tipo de segmentación del huevo.II) sexo cromosómico del embrión.III) reestablecimiento de la diploidía.


A) solo I.B) solo II.

C) solo III.D) solo I y III.E) solo II y III.



137


er s i t a r i o s


EJERCICIOS

4. ¿Cuál de los siguientes métodos anticonceptivosNO recomendaría usted a una mujer nulípara,por los posibles efectos a futuro?

A) Condón.B) Del ritmo.C) DIU (dispositivo intrauterino).D) Píldoras anticonceptivas.E) Jaleas espermicidas.

5. ¿Cuál de las siguientes funciones NO es propiade la placenta?:

A) Nutrición fetal, al aportar el oxígenomaterno.

B) Producción de hormonas como el estradiol.C) Producción de gonadotrofinas coriónicas.D) Purificación de la sangre materno-infantil.E) Ayudar a la formación de la dermis fetal.



2 E R e c o n o c i m i e n t o

3 E C o m p r e n s i ó n

4 C R e c o n o c i m i e n t o





138

C P E C H




NUTRICIÓN

Capítulo 3


Reconocer la función de los alimentos.

Identificar los nutrientes y alimentos que deben formarparte de una dieta equilibrada.

Comprender los requerimientos nutricionales en cadaedad de la vida.

Aplicar las fórmulas de cálculo nutricional para

determinar las necesidades calóricas.

Comprender los conceptos de metabolismo, anabolismo

y catabolismo.



140

C P E C H


c a p í t u l o

3Nutrición

1. Nutrición

La vida depende de una serie de de reacciones químicas que en su conjunto se denominan metabolismo. Dentrode estas reacciones se incluyen el anabolismo (son reacciones químicas de síntesis, donde se unen moléculaspequeñas para poder producir otras más grandes) o la formación de tejidos (músculos, huesos, sangre, etc.)mientras que otras implican el catabolismo de sustancias y tejidos, es decir, la degradación de sustanciaspara obtener energía. Los alimentos proporcionan el combustible para que ocurran estas reacciones químicas,incluso durante el reposo se necesita de energía para mantener las funciones vitales de respiración, latidocardiaco, circulación sanguínea, etc. El metabolismo basal se define como la cantidad de energía utilizada

cuando el cuerpo está en reposo, corresponde a la cantidad mínima de reacciones químicas necesarias paramantener al organismo con vida, y que se expresa al dormir. Es un gasto inevitable para mantener los procesoscelulares, la fabricación de tejidos en continua renovación y reparación.

El metabolismo basal se mide en las siguientes condiciones:

• En ayuno de 12 hrs para evitar los gastos energéticos de los procesos de digestión.• Reposo acostado, para eliminar los gastos de los procesos musculares postulares.• En ambiente térmico neutro.

Los requerimientos mínimos basales varían de acuerdo al peso, edad y sexo, así como de acuerdo al nivel de

actividad física, embarazo y lactancia. Estos requerimientos se pueden estandarizar y calcular de acuerdo conla siguiente tabla:

Calorías / día

Edad (años) Cálculo mujeres Cálculo hombres

0 - 3 61 x kg - 51 60,9 x kg - 54

10 - 18 12,2 x kg +746 17,5 x kg 651

19 - 30 14,7 x kg + 496 15,3 x kg + 679

31 - 61 8,7 x kg + 829 11,6 x kg + 879

La tasa metabólica total (TMT) es el resultado de ajustar la tasa metabólica basal al nivel de actividad físicade una persona.

Para establecer la TMT es necesario multiplicar la TMB por el factor de ajuste, según la siguiente tabla:

• Actividad sedentaria: mujeres 1,2, hombres 1,2

• Actividad ligera: mujeres 1,55, hombres 1,56

• Actividad moderada: mujeres 1,64, hombres 1,78

• Actividad intensa: mujeres 1,82, hombres 2,1

La nutrición es una función que todos los organismos debencumplir, de tal forma de asegurar que el crecimiento y desarrollose lleven a cabo de forma correcta. La nutrición no es solamenteincorporar alimentos al organismo.



141


er s i t a r i o s

Capítulo 3 Nutrición

Actividades

1. De acuerdo con las tablas de tasa metabólica basal y los factores de ajuste de acuerdo con la intensidad de la activi-

dad física, calcula las calorías necesarias para una mujer de 43 años de actividad moderada y para un hombre de 35

de actividad intensa.

El embarazo y la lactancia son dos estados que también modifican el consumo de calorías, de tal manera queuna mujer embarazada debe adicionar 285 calorías/día. Durante la lactancia, deben aumentar en 500 calorías/ día.

La comida debe ser digerida en el intestino para ser convertida en una forma que pueda ser absorbida y utilizadapara las reacciones químicas del metabolismo. La energía contenida en los alimentos se mide en calorías. Unacaloría es la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de un gramo de agua en un grado Celsius.Una Kcal (kilocaloría) corresponde a 1000 calorías y se usa para expresar el valor calórico de los alimentos.

Los alimentos contienen sustancias de distinto valor nutritivo para el organismo. Los principales constituyentescorresponden a proteínas, lípidos, hidratos de carbono, vitaminas, sales minerales y agua. Los valores calóricosde los distintos alimentos varían según las distintas proporciones de hidratos de carbono, grasas y proteínasque contengan, y también según las cantidades de agua y fibras que posean, que no producen energía. El modoen que se preparan los alimentos también puede afectar su contenido energético, por ejemplo, cuando seemplea aceite para freír aumenta considerablemente la cantidad de calorías. Existen diferencias en cuanto a la

cantidad de calorías que debe consumir cada personas, si son más de las que se necesitan para mantener unmetabolismo normal, el excedente se almacena en el tejido adiposo y se engorda, por el contrario, si son menosse adelgaza. Según esta situación es necesario distinguir entre la alimentación y la nutrición.

La alimentación es el acto de proporcionar al cuerpo alimentos e ingerirlos, como es un proceso consciente y voluntario, está en nuestras manos modificarlo. La calidad de la alimentación depende de factores culturales yeconómicos.

Se entiende por nutrición el conjunto de procesos fisiológicos por los cuales el organismo recibe, transformay utiliza las sustancias químicas contenidas en los alimentos. Es un proceso involuntario e inconsciente quedepende de procesos corporales como la digestión, la absorción y el transporte de los nutrientes de los alimentos

hasta los tejidos. El estado de salud de una persona depende de la calidad de la nutrición de las células queconstituyen sus tejidos. Puesto que es bastante difícil actuar voluntariamente en los procesos de nutrición, siqueremos mejorar nuestro estado nutricional solo podemos hacerlo mejorando nuestros hábitos alimenticios.

Para llevar a cabo todos los procesos que nos permiten estar vivos, el organismo necesita un suministrocontinuo de materiales que debemos ingerir: los nutrientes. Con relación a la gran cantidad de compuestosquímicos existentes, el ser humano solo puede utilizar unos cuantos, que le sirvan como combustible eincorporarlos a las células. Estos nutrientes no se ingieren en forma directa, sino que en los alimentos. Lasmúltiples combinaciones en que la naturaleza ofrece los diferentes nutrientes nos dan una amplia variedad dealimentos que el ser humano puede consumir.

En los alimentos se pueden distinguir macronutrientes, que están presentes en mayor cantidad en losalimentos, y los micronutrientesque solo están presentes en pequeñísimas proporciones. Los macronutrientesincluyen proteínas, carbohidratos y lípidos. También se podrían incluir la fibra y el agua que están presentesen grandes cantidades. Entre los micronutrientes se encuentran las sales minerales y las vitaminas.



142

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c a p í t u l o

32. Nutrientes

2.1 Lípidos

También se denominan grasas y deben cubrir aproximadamente el 30% a 35% del aporte energético. Las grasasproducen más energía, en proporción, que los hidratos de carbono y son también más importantes en elalmacenaje de energía a largo plazo. Si no se ingiere alimento por varios días, todo el glucógeno del cuerpo seutiliza, pero las grasas permanecen. Son una forma de energía mucho más concentrada y les lleva más tiemposer catabolizadas.

Las grasas pueden ser insaturadas y saturadas. Las insaturadas presentan átomos de carbono con un bajoíndice de átomos de hidrógeno, son más sanas y se encuentran sobre todo en aceites vegetales y en el pescado.Las grasas insaturadas procedentes del pescado, semillas contienen ácidos grasos llamados omega 3 (W3), losque según las últimas investigaciones tienen un papel protector contra las cardiopatías. Más específicamentese cree que disminuyen las concentraciones plasmáticas de colesterol y de las lipoproteínas de baja densidad

(LDL), disminuyen la tendencia de las plaquetas a aglutinarse, disminuyendo así la posibilidad de formación decoágulos (trombos); disminuye la viscosidad de la sangre y suprime la producción de factores de coagulación,entre otros efectos. Los pescados oleosos como el salmón, el arenque y la sardina son buenas fuentes deácidos grasos W-3. Los mariscos también contienen estos ácidos grasos.

Los ácidos grasos esenciales son un grupo de ácidos grasos insaturados necesarios en la dieta humana. Sonproducidos por los vegetales, pero no por el hombre. Una de las principales fuentes de grasas monoinsaturadases el aceite de oliva, que se usa abundantemente en la dieta de los países mediterráneos, donde la enfermedadde las arterias coronarias como el infarto, la angina y el cáncer son poco frecuentes.

Los ácidos grasos monoinsaturados y polinsaturados no son susceptibles de oxidación, de ahí su efecto

protector. Además reducen el colesterol unido a lipoproteínas de baja densidad.

Otras fuentes de ácidos grasos monoinsaturados son las aceitunas, paltas, nueces, avellanas, castañas,almendras y el aceite de maravilla.

Las grasas polinsaturadas están principalmente en vegetales y pescados, representadas por los ácidos W-6 y W-3. Los ácidos grasos W-6 se encuentran principalmente en los aceites vegetales que contienen ácidolinoleico, como el de soya, de maíz, maravilla, sésamo y el alfa linoleico.

Los ácidos grasos polinsaturados W-3 tiene como fuente principal los pescados aceitosos, especialmentesardinas, salmón, atún, jurel, anchoas o pescados de carne oscura.

Las grasas saturadas se caracterizan por tener átomos de carbono que presentan un alto índice de átomos dehidrógeno y son de origen animal. El más conocido es el colesterol que se encuentra en las grasas de carnes de

vacuno, cerdo, cordero y de las aves de corral, grasas o mantecas, cecinas, hamburguesas y embutidos, víscerase interiores. También en productos lácteos como mantequilla, leche entera, quesos, cremas, helados de crema,margarinas duras, yema de huevo, cuero de pollo y pavo.

Una parte importante del colesterol de nuestro organismo es sintetizado en el hígado. El resto es obtenido dela dieta (huevos, productos lácteos, vísceras, carne de ganado bovino y porcino y carne procesada). Se conocendos clases de colesterol:

• Colesterol HDL (lipoproteínas de alta densidad), que es necesario para un buen rendimiento del organismo(colesterol bueno).



143


er s i t a r i o s


• Colesterol LDL (lipoproteínas de baja densidad), que es perjudicial para el sistema cardiovascular si susniveles superan los 220 mg por decilitro de sangre, debido a que penetra las paredes arteriales depositándoseen ellas. El organismo utiliza distintos tipos de grasas saturadas y al ser degradadas en el hígado se sintetizael colesterol.

En general, las grasas aportan al organismo el doble de la energía que los hidratos de carbono. Son usadas paraconstruir membranas biológicas, sintetizar algunas hormonas como las sexuales y las corticosuprarrenales.Además incluyen algunas vitaminas, tales como A, D, E y K.

2.2 Hidratos de carbono

También se denominan carbohidratos o glúcidos. Deben cubrir aproximadamente el 50% a 55% del aporteenergético. Están compuestos de C, H y O. Los principales azúcares son la sacarosa, que se obtiene de dulces,galletas, etc., y los almidones que se obtienen del arroz, papas, trigos, etc. Estos compuestos son digeridos y

absorbidos por el cuerpo, donde son procesados para liberar energía, o son almacenados como glucógeno (elalmidón animal) que se almacena en el hígado y los músculos. También tenemos el caso de la celulosa que sibien no es digerible, su forma de fibra ayuda a evacuar el intestino (procede de la fruta, cereales y verduras).

Los hidratos de carbono son principalmente sustancias de aporte energético inmediato o a corto plazo, talcomo la glucosa, que en casos de abundancia se reservan como grasa.

El hígado es el órgano encargado de almacenar la glucosa en forma de glucógeno. El glucógeno es un polímerode la glucosa, propio de células animales. El hígado es capaz de modificar su contenido de glucógeno de acuerdocon la actividad física del sujeto. Así, por ejemplo, cuando una persona realiza un ejercicio intenso, al tiempocero contiene 18 gramos de glucógeno por kilo de músculo y al cabo de 90 minutos este contenido se ha

reducido a 2 gramos.

El rol del hígado en esta regulación es entregar glucosa hacia la sangre en condiciones de ayuno y ejercicio yretirar glucosa para almacenarla como glucógeno cuando hay exceso de ella en la sangre. En el caso de que esteexceso de glucosa sea sostenido en el tiempo, la glucosa también es depositada en el tejido adiposo como grasa.

2.3 Proteínas

Aunque estas sustancias orgánicas deben cubrir solo el 15% del aporte energético, sin embargo, son elementosindispensables para las células. Cuando una proteína es ingerida y digerida hasta sus componentes esenciales

aparecen los aminoácidos. Aminoácidos, que aparte de contener C, H, O y N poseen a veces S. Además lasproteínas, según su clasificación, contienen en su estructura Zn, Fe y Cu. En la naturaleza existen 20 clasesdiferentes de aminoácidos, de los cuales 10 se denominan esenciales debido a que no tenemos la capacidad desintetizarlos en nuestro organismo y, por lo tanto, se incorporan a través de la dieta, tales como la isoleucina,leucina, metionina, lisina, fenilalanina, treonina, triptofano. También existen otros dos aminoácidos, la cisteínay la tirosina, que se pueden obtener de la dieta o bien a partir de la transformación de la metionina y fenilalaninarespectivamente (en sentido contrario no se puede). La histidina probablemente es también esencial en losniños, ya que la sintetizan en una cantidad insuficiente.

El valor nutricional de un alimento proteico depende de su composición de aminoácidos. Si contiene unporcentaje menor que el necesario de alguno de los aminoácidos esenciales, su valor es menor comparado con

uno que tenga una cantidad mayor.

Es necesario prestar especial atención a los contenidos de lisina y metionina, ya que hay proteínas, especialmentelas vegetales, que son seriamente deficientes en ellas. El triptofano y la treonina pueden ser escasos en proteínas



144

C P E C H


c a p í t u l o

3particulares como la gelatina, mientras que los demás aminoácidos esenciales, se encuentran en proporcionessuficientes en todas las proteínas.

Las proteínas se encuentran tanto en alimentos como la carne, el pescado, en productos lácteos y en vegetales,especialmente las legumbres y los cereales. Si se comen en combinación con otra proteína de segunda clase, un

cereal con una leguminosa, se pueden compensar las deficiencias de cada una.

Las proteínas tienen por función el crecimiento, la reparación de tejidos y constituyen las entidadesmoleculares de expresión de la información genética, entre otras funciones. Un adulto sano requiereaproximadamente unos 45 g de proteínas al día.

Actividades

1. Menciona las funciones que desempeñan los lípidos, carbohidratos y proteínas en nuestro organismo.

2. Explica la relación entre el nivel de glucosa en la sangre, la actividad física y el glucógeno.

3. ¿Por qué una dieta rica en carbohidratos aumenta el tejido adiposo?

2.4 Vitaminas

Vitaminas Dónde está Su función Su carencia

Vitamina A(Retinol, Betacaroteno)

Retinol: aceite de hígado,mantequilla, queso, yema

de huevos, atún.Betacaroteno: zanahorias,espinacas, melón, perejil

tomates, duraznos, repollode bruselas, damascos.

Desarrollo de los huesos,mantención de mucosas,piel y tejidos. Previene

infecciones respiratorias,problemas oculares.El betacaroteno es

antioxidante y previeneenfermedades como el

cáncer.

Ceguera nocturna, pielreseca, caída de pelo,

infecciones varias, dolenciade las articulaciones.

Vitamina B1

(Tiamina)Avena, tocino, carne decerdo, pan, germen de

trigo, maní, leche, jamón.

Se necesita para el buenfuncionamiento del sistemanervioso, para la memoria,

para evitar el estrés, elagotamiento, la depresión.Para personas que ingieren

carbohidratos refinados(pan, azúcar, arroz, pastas),

las de edad avanzada,los que comen una dietareducida, y fumadores y

consumidores de alcohol.

Desgano, mal humor, escasorendimiento, debilidad

muscular, parálisis, beriberi(daño cerebral, nervioso y

muscular).

Vitamina B9

(Ácido Fólico)

Hígado, sardinas,champiñones,

vegetales verdes, naranjas,nueces, legumbres, yema

de huevos, cerealesenriquecidos para el

desayuno. Una fruta frescao un jugo de frutas al

día es un complementoperfecto.

Participa en la síntesis delADN, por tanto es vital

durante el crecimiento.Previene las úlceras bucales,favorece el buen estado delcutis, retarda la aparición decanas, ayuda a aumentar la

leche materna.

Anemia megaloblástica,

mala absorción de losnutrientes. Se asocia amalformaciones en los

fetos.



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er s i t a r i o s


Vitaminas Dónde está Su función Su carencia

Vitamina B12

(Cobalamina)Alimentos de origen animal

(carne, pollo, pescado,

huevos, productos lácteos)

Esencial en la regeneraciónde la médula ósea ylos glóbulos rojos,

imprescindible en la síntesisdel ADN y metabolismo del

sistema nervioso. Mejora laconcentración, la memoria,

alivia la irritabilidad.

Anemia perniciosa, dañocerebral, deterioro mental,

depresión, pérdida de

memoria, paranoias.

Vitamina CFrutas cítricas, pimiento verde, repollo, coliflor,

brócoli.

Producción de colágeno.Protege contra el cáncer,mejora la cicatrización,

previene el resfrío yfortalece las defensas del

organismo.

Escorbuto, hemorragiade las mucosas, fatiga y

anemia.

Vitamina D

Aceite de hígado depescado, sardinas, arenque,

salmón, atún, hígado,

leche, mantequilla, yemade huevo.

Mantenimiento dehuesos y dientes sanos,articulaciones y sistema

nervioso. Prevencióny tratamiento de laosteoporosis.

Raquitismo, huesos débiles,

insuficiencia renal.

Vitamina E

Aceite de maíz y maravilla,margarina, brócoli,espárragos, repollo,

zanahorias, tomates,espinacas, paltas, ciruelas,

manzanas, moras,plátanos.

Antioxidante, retarda elenvejecimiento celular.

Acelera la cicatrización dequemaduras. Vital para elmetabolismo del hígado.

Anemia, destrucción deglóbulos rojos, degeneraciónmuscular, desórdenes de la

reproducción.

Vitamina K Vegetales verdes, repollo

rojo, coliflor, frutas ysemillas.

Para la formación de ciertasproteínas y necesaria parauna coagulación normal.

Dificultad en la coagulacióny tendencia a las

hemorragias.

Hay que tener en cuenta:

• La contaminación ambiental destruye la acción de la vitamina A. Para evitar esta oxidación, se recomiendaingerirla junto a alimentos ricos en vitamina E (paltas, brócoli, espárragos, espinacas, aceites de girasol ymaíz).

• La vitamina C expuesta al aire pierde su potencial. Si se consume un jugo de naranja media hora después dehaberla exprimido, ya habrá perdido la mitad de su contenido vitamínico. Por esto se recomienda consumiren forma inmediata los zumos de frutas o verduras que contengan vitamina C.

• La vitamina B12 no se encuentra en el reino vegetal. Por tanto, los vegetarianos o quienes poseen una dietamacrobiótica es conveniente que consuman algas marinas o champiñones, que son la mejor fuente de esta

vitamina.

• El consumo de anticonceptivos debe ir acompañado de la ingestión de una mayor cantidad de vitamina B6

para mantener el equilibrio hormonal.

• Las mujeres embarazadas deben absorber ácido fólico (vitamina B9) en la cantidad adecuada y necesaria para

la formación del feto.

• En los períodos previos a la menstruación conviene ingerir alimentos ricos en vitamina B12

y otras del

complejo B, para combatir los síntomas del síndrome premenstrual.

Para estar sano solo basta ingerir una cantidad suficiente de vitaminas en la alimentación diaria. No es nece-sario un aporte suplementario, de hecho, aunque sean raras, las hipervitaminosis pueden ser perjudiciales. Porejemplo, el exceso de vitamina A en las embarazadas puede generar malformaciones en el feto.



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3

Actividades

1. Investiga la fuente, la función y los signos de carencia de las siguientes vitaminas:

a) B2 o riboflavina.

b) B3 o niacinamida.

c) B5 o ácido pantoténico.

d) B6 o piridoxina.

e) B8 o biotina.

2.5 Sales minerales

El 96% del cuerpo está constituido por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, los cuales forman loscarbohidratos, las proteínas, los lípidos y las vitaminas. El 4% restante está compuesto de minerales.

Estos minerales se usan principalmente para regular y equilibrar nuestra química corporal. Las excepciones sonel calcio, el fósforo y el magnesio que son los mayores constituyentes del tejido óseo. Estos tres más el sodioy el potasio, que controlan el nivel de agua en el cuerpo, se denominan macrominerales, porque necesitamosgrandes cantidades cada día (de 300 a 3000 mg). Los minerales restantes se conocen como oligoelementos,porque se requiere de una pequeña cantidad de ellos (de 3 a 30 mg). Independientemente de la cantidad estosminerales son necesarios.

Sal mineral ¿Qué hace? Signos de deficiencia Mejor fuente

Calcio

Fomenta un corazón y nerviossanos,coagulación de la sangre,contracción muscular, mejora lasalud de la piel,los huesos y losdientes, alivia el dolor musculary óseo, reduce los temblores y

dolores menstruales.

Calambres o tembloresmusculares, insomnio onerviosismo, dolor de lasarticulaciones o artritis,caries, presión sanguínea

alta.

Quesos, almendras,levadura de cerveza, perejil,alcachofas, ciruelas, porotos

secos cocinados.

Sodio

Mantiene el equilibrio de aguaen el organismo, previniendo

la deshidratación, ayuda a quefuncionen las neuronas, participaen la contracción muscular,

incluido el corazón, se usa en laproducción de energía y ayuda

a transportar los nutrientes a lacélula.

Mareos, calor agotador,baja presión sanguínea,

pulso rápido, apatíamental, pérdida del apetito,

calambres musculares,náuseas, vómitos,

disminución de peso, dolorde cabeza.

Aceitunas, camarones,remolacha, jamón, apio, col,

berro, frijol rojo.

Potasio

Deja entrar a los nutrientes alinterior de la célula y permite la

salida de los desechos, favorece lasalud de los nervios y músculos,

mantiene el equilibrio de loslíquidos en el cuerpo, ayuda a la

secreción de insulina, participa enel funcionamiento cardiaco.

Latidos rápidos e irregulares,debilidad muscular,

hormigueos, irritabilidad,náuseas, vómitos, diarrea,

celulitis, baja presiónsanguínea, confusión,

apatía.

Champiñones, berros, col,rábanos, coliflor, apio,

calabaza.

Hierro

Como componente de lahemoglobina transporta oxígeno

y dióxido de carbono. Comocomponente enzimático es

esencial para la producción deenergía.

Anemia, por ejemplo, pielpálida, lengua inflamada,

fatiga, apatía, pérdidade apetito, náuseas,sensibilidad al frío.

Pasas, nueces, almendras,perejil, ciruelas, porotos

secos cocidos.



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Zinc

Componente de más de 200enzimas en nuestro cuerpo, asícomo también del ADN y ARN,

esencial para el crecimiento.Ayuda a hacer frente al estrés,

fomenta la salud en el sistemanervioso especialmente en elfeto, ayuda a la formación de

huesos y dientes.

Sentido pobre del gusto ydel olfato, marcas blancas

en más de dos uñas,infecciones frecuentes,

estrías, acné, bajo nivelde fertilidad, piel pálida,

pérdida del apetito.

Ostras, jengibre, cordero,guisantes, camarones,

nueces, yema de huevo,

trigo integral, centeno,maní, almendras.

Actividades

1. Investiga los mismos criterios de función, signos de deficiencia y mejor fuente para los minerales fósforo, magnesio,manganeso, molibdeno y cromo.

El selenio, mineral anticáncer. La carencia de este mineral se descubrió porprimera vez en China a consecuencia de la enfermedad de Keshan, que afecta elcorazón y que se da en lugares donde el suelo carecía de selenio. El selenio esun integrante vital de la enzima antioxidante glutation-peroxidasa. El aumento

de selenio incrementa la enzima, lo que aumenta el potencial protector de este mineral.

2.6 Antioxidantes

El oxígeno es la base de la vida, tanto animal como vegetal, sin él no podríamos liberar la energía que hay enlos alimentos. Pero el oxígeno es químicamente reactivo y altamente peligroso. En reacciones bioquímicasnormales, el oxígeno puede volverse inestable y capaz de oxidar a las moléculas vecinas. Esto puede dañar lascélulas y provocar cáncer, inflamación, daño arterial y envejecimiento. Los radicales libres oxidados equivalen alresiduo nuclear corporal y deben ser desarmados para alejar el peligro. Los radicales libres se generan en todoslos procesos de combustión, incluyendo cuando se fuma, cuando se quema petróleo para crear gases de escape,en la radiación, cuando se fríe o se cocina un asado y en procesos corporales normales. Las sustancias capacesde desarmar los radicales libres son llamadas antioxidantes.

El denominador común entre el proceso de envejecimiento y cierto grupo de enfermedades se conoce comodaño oxidativo. Esto ha hecho que el uso de antioxidantes sea el centro de todas las miradas: son nutrientesque ayudan a proteger al cuerpo del daño de estas sustancias. Se han descubierto más de cien nutrientesantioxidantes, donde los máximos responsables son las vitaminas A, C y E, más b-caroteno, que se encuentraen las frutas y los vegetales.

Cada año se descubren nuevos antioxidantes en la naturaleza, tales como sustancias componentes de uvas, bayas,tomates, etc. Los b carotenos se pueden encontrar en los vegetales rojos, naranjas y amarillos, y en las frutas. La

vitamina C también abunda en los vegetales y las frutas que se comen crudas, pero el calor las destruye rápidamente.

La vitamina E se encuentra en los alimentos de semillas y sus aceites, como los guisantes, las habas, el maíz y loscereales integrales. Hay comidas con un excelente potencial antioxidante, tales como zanahorias, berros, guisantes,etc. siempre y cuando no se frían.



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33. Consumo de energía y actividad física

Otro factor que incide el consumo diario de calorías es la actividad

que se desempeña durante el día. De acuerdo con esta situación vamos a definir cuatro tipos de actividades:

• Ocupaciones ligeras: oficinistas, dependientes de comercio,la mayoría de los profesionales y amas de casa con aparatoselectrodomésticos.

• Ocupaciones moderadamente activas: estudiantes, pescadoresy muchos agricultores y obreros de la construcción, amas de casasin electrodomésticos, obreros de industrias ligeras.

• Ocupaciones muy activas: algunos agricultores, mineros,atletas, obreros de industrias pesadas, bailarinas y campesinas.

• Ocupaciones excepcionalmente activas: leñadores, herreros yobreros de construcción.

Necesidades energéticas ideales (Kcal).

Peso ideal

(Kg)

Varones Mujeres

Años de edad Años de edad

25 45 65 25 45 65

40 - - - 1750 1650 1400

45 - - - 1900 1800 1500

50 2500 2350 1950 2050 1950 1600

55 2700 2550 2150 2200 2050 1750

60 2850 2700 2250 2350 2200 1850

65 3000 2800 2350 2500 2350 2000

70 3200 3000 2550 2600 2450 2050

75 3400 3200 2700 2750 2600 2150

80 3550 3350 2800 - - -

85 3700 3500 2900 - - -

Existen enfermedadesque están fuertementeasociadas a la carencia deantioxidantes:

• Enfermedad de Alzheimer• Cáncer• Enfermedad cardiovascular• Diabetes• Hipertensión• Infertilidad• Sarampión• Enfermedades mentales• Enfermedad periodontal• Infecciones del aparato

respiratorio• Artritis reumatoidea

Sabías que...



149


er s i t a r i o s


Según estas actividades, podríamos estimar el consumo de calorías de acuerdo con la siguiente tabla:

Consumo de energía de un hombre tipo (65 kg) a lo largo de 24 horas según ocupación.

Distribución de la

actividad

Ocupación ligera

(kcal)

Ocupaciónmoderadamente

activa

(kcal)

Ocupación muy

activa

(kcal)

Ocupaciónexcepcionalmente

activa

(kcal)

En la cama (8h) Trabajando (8h)Actividades noprofesionales.

500

1100

700 - 1500

500

1400

700 - 1500

500

1900

700 - 1500

500

2400

700 - 1500

Gasto total de energía 2300 - 3100 2600 - 3400 3100 - 3900 3600 - 4400

Gasto promedio en24 hrs.

2700 3000 3500 4000

Consumo de energía por una mujer tipo (55kg ) a lo largo de 24 hrs. según la ocupación.

Distribución de laactividad

Ocupación ligera(kcal)

Ocupación

moderadamenteactiva

(kcal)

Ocupación muy

activa(kcal)

Ocupación

excepcionalmenteactiva

(kcal)

En la cama (8h) Trabajando (8h)Actividades noprofesionales.

420

800

580 - 980

420

1000

580 - 980

420

1400

580 - 980

420

1400

580 - 980

Gasto total de energía 1800 - 2200 2000 - 2400 2400 - 2700 2800 - 3200

Gasto promedio en24 hrs.

2000 2200 2600 3000

4. Cálculo del peso ideal

El peso ideal, corresponde a la cantidad de kilos que una persona presenta según su estatura, edad y sexo. Sinembargo, actualmente diversos especialistas en nutrición, lo definen como “aquel con el cual un individuo seencuentra a gusto, permitiendo que se desarrollen normalmente todas las funciones biológicas”.

Sin embargo, el peso ideal no siempre coincide con su peso deseable, por lo que los valores indicados en lasiguiente tabla deben considerarse como referencia. Debido a que, el peso ideal no contempla la edad actual,periodo en que la persona haya estado con sobrepeso, hijos que haya tenido (en el caso de las mujeres) y otrosfactores adicionales.



150

C P E C H


c a p í t u l o

3Sin embargo, para tener un diagnóstico más preciso acerca del peso de una persona se aconseja consultar alespecialista para una evaluación más precisa.

Tabla de peso ideal

La siguiente tabla muestra el peso ideal en kilógramos correspondiente a las alturas indicadas en metros.

Altura MujerContextura

Hombre

Contextura

Pequeña Mediana Grande Altura Pequeña Mediana Grande

1,50 44,0 – 48,0 47,0 – 53,0 50,0 – 58,0 1,55 50,0 – 54,0 53,0 – 58,0 56,0 – 63,0

1,51 45,0 – 48,5 47,5 – 53,5 51,0 – 58,5 1,56 50,3 – 54,3 54,3 – 60,3 58,3 – 63,3

1,52 46,0 – 49,0 48,0 – 54,0 52,0 – 59,0 1,57 53,0 – 55,0 54,0 – 60,0 58,0 – 65,0

1,53 46,3 – 49,3 48,3 – 54,3 52,3 – 59,3 1,58 52,3 – 55,3 54,3 – 60,3 58,3 – 65,3

1,54 46,7 – 49,7 48,7 – 54,7 52,7 – 60,7 1,59 52,6 – 55,6 54,6 – 60,6 58,6 – 65,61,55 47,0 – 51,0 49,0 – 55,0 53,0 – 60,0 1,60 53,0 – 56,0 56,0 – 61,0 50,0 – 66,0

1,56 47,5 – 52,0 50,0 – 57,5 53,5 – 63,0 1,61 53,5 – 56,5 56,5 – 61,5 59,5 – 66,5

1,57 48,0 – 53,0 51,0 – 57,0 54,0 – 62,0 1.62 54,0 – 60,0 57,0 – 62,0 61,0 – 68,0

1,58 48,7 – 53,3 51,7 – 58,3 54,7 – 62,7 1,63 54,3 – 60,3 57,3 – 62,3 61.3 – 68,3

1,59 49,4 – 53,7 52,4 – 58,7 55,3 – 63,4 1,64 54,6 – 60,6 57,3 – 62,6 61,6 – 68,6

1,60 50,0 – 54,0 53,0 – 58,0 56,0 – 64,0 1,65 56,0 – 60,0 58,0 – 64,0 62,0 – 70,0

1,61 50,5 – 54,5 53,5 – 59,7 57,0 – 65,0 1,66 56,5 – 60,5 59,0 – 65,0 63,0 – 71,0

1,62 51,0 – 55,0 54,0 – 61,0 58,0 – 66,0 1,67 57,0 – 61,0 60,0 – 66,0 64,0 – 72,0

1,63 51,7 – 55,7 54,7 – 61,7 58,7 – 66,7 1,68 57,7 – 61,7 60,7 – 66,7 64,7 – 72,7

1,64 52,4 – 56,4 55,4 – 62,4 59,4 – 67,4 1,69 58,4 – 62,4 61,4 – 67,4 65,4 – 73,4

1,65 53,0 – 57,0 56,0 – 63,0 60,0 – 68,0 1,70 59,0 – 63,0 62,0 – 68,0 66,0 – 74,0

1,66 54,0 – 60,5 56,5 – 64,5 61,0 – 68,5 1,71 60,0 – 64,0 63,0 – 69,0 67,0 – 75,01,67 55,0 – 60,0 57,0 – 64,0 62,0 – 69,0 1,72 61,0 – 65,0 64,0 – 70,0 68,0 – 76,0

1,68 55,7 – 60,3 57,7 – 64,7 62,3 – 69,7 1,73 61,7 – 65,7 64,3 – 70,7 68,3 – 76,7

1,69 56,4 – 60,7 58,3 – 65,3 62,7 – 70,3 1,74 62,4 – 66,3 64,7 – 71,3 68,7 – 68,7

1,70 57,0 – 61,0 59,0 – 66,0 63,0 – 71,0 1,75 63,0 – 67,0 65,0 – 72,0 69,0 – 78,0

1,71 57,5 – 62,0 60,0 – 67,0 64,0 – 72,0 1,76 63,5 – 68,0 65,7 – 73,0 70,0 – 79,0

1,72 58,0 – 63,0 61,0 – 68,0 65,0 – 73,0 1,77 64,0 – 69,0 67,0 – 74,0 71,0 – 80,0

1,73 587 – 63,7 61,7 – 68,7 65,7 – 74,0 1,78 64,7 – 69,7 67,7 – 74,7 71,7 – 81,0

1,74 59,3 – 64,3 62,3 – 69,3 66,3 – 75,0 1,79 65,4 – 70,4 68,4 – 75,4 72,4 – 82,0

1,75 60,0 – 65,0 63,0 – 70,0 67,0 – 76,0 1,80 66,0 – 71,0 69,0 – 76,0 73,0 – 83,0

1,76 61,0 – 66,0 64,0 – 71,0 68,5 – 77,0 1,81 67,0 – 72,0 70,0 – 77,0 75,0 – 84,0

1,77 62,0 – 67,0 65,0 – 72,0 70,0 – 78,0 1,82 68,0 – 73,0 71,0 – 78,0 77,0 – 85,0

Las diferencias de contextura que se dan entre las personas, obedece a sus diferencias de peso, porque en cadacaso la masa muscular, masa adiposa y esqueleto se reparten de distinta manera.

La OMS (Organización Mundial de la Salud) propone el Índice de Masa Corporal (IMC) como una manera deconocer cuál es el peso ideal de una persona.

El índice de masa corporal, conocido también como BMI (body mass index) indica el estado nutricional de lapersona considerando dos factores elementales: su peso actual y su altura.

Este índice es el primer paso para conocer el estado nutricional de cualquier persona. Su cálculo arroja comoresultado un valor que indica si una persona se encuentra por debajo, dentro o sobre el peso establecido comonormal para su tamaño físico.



151


er s i t a r i o s


Tú puedes realizar este cálculo. Para esto utiliza la siguiente fórmula:

IMC= Peso (Kilogramos)

Altura2 (Metros)

Multiplica lo que mides en metros y elévalo al cuadrado. Luego, divide los kilos por la cifra resultante anterior.

Ejemplo: Si eres un varón y mides 1,70 m y pesas 60 kilos.Debes multiplicar 1,70 por 1,70 = 2, 89 m2

Ahora debes dividir 60 por 2,89 = 20,76

El Índice de Masa Corporal es 20,76.

El valor obtenido ahora debes compararlo con la siguiente tabla:

Tabla de interpretación del IMC Valores Estado

<20 Muy delgado20 - 24,9 Normal25 - 29,9 Sobrepeso≥30 Obesidad

De acuerdo a la información obtenida en la tabla, estás dentro de tu peso normal. Por lo tanto, no requieresningún tipo de dieta, tal vez, si no realizas actividad física, te haría bien realizar un poco de ejercicio.

Actividades

1. ¿Qué es el IMC? ¿Y qué indica?

2. Calcula el IMC para una mujer que presenta 58Kg y mide 1,55 metros de altura ¿En qué estado nutricional se

encuentra la mujer?

3. Realiza un trabajo totalmente personal, que te permitirá conocer y comprender la cantidad de calorías que debes

obtener según tus características y actividades diarias. Para esto debes completar la siguiente tabla.

Anota, aproximadamente, cuántas horas diarias (de las 24 horas, consideradas desde las 12 de la noche de un día

hasta las 12 de la noche del día siguiente) dedicas a: dormir, aseo personal, estar sentado, caminar, deportes.

ACTIVIDAD

dormir aseo personal estar sentado caminar deportes

n° de horas

caloría por hora

total de caloríaspor actividad

TOTAL



152

C P E C H


c a p í t u l o

3

• ¿Según los datos obtenidos, cuanta energía diaria debes consumir, a través de los alimentos que ingieres?

• Compara tus datos con los de tus compañeros, diferenciando entre alumnos sedentarios y no sedentarios; y entrehombres y mujeres. ¿Qué puedes concluir de los datos recolectados entre tus compañeros?

4. Basándote en la siguiente imagen, responde las siguientes preguntas

En un estudio realizado en España en el año 2002, se realizó un análisis acerca del gasto energético que presentaban

algunos estudiantes, según su nivel actividad física. De este estudio se obtuvieron los siguientes resultados.

45,4%

sentado

34,9%

sueño

9,4%

otras 7,9%

caminando

y recreativas

• De acuerdo a los resultados obtenidos, indica tus principales conclusiones.

• ¿Qué efectos corporales, crees tú que los estudiantes experimentan al tener menor actividad física? Fundamenta tu

respuesta.



153


er s i t a r i o s


5. Observa el siguiente gráfico y luego responde las preguntas.

Activos

Ligeramente Activos

Sedentarios

100%

TOTAL Mujeres Varones

75%

50%

25%

0%

Gráfico de metabolismo según nivel de actividad física en estudiantes universitarios.

Córdoba 2002

Práctica deportiva semanal

Sedentarios: 1,7 hrs.Ligeramente activos: 3,7 hrs.

Activos :10,5hrs

• ¿Quiénes son más sedentarios, los hombres o las mujeres?

• Según los datos entregados por el gráco, indica tus principales conclusiones.

• En Chile, si se realiza un estudio similar a éste, ¿Qué podríamos esperar, en cuanto al nivel de gasto energético entre

los estudiantes de enseñanza media?



154

C P E C H


c a p í t u l o

35. Dieta Balanceada

La dieta es el conjunto de sustancias que ingerimos habitualmente y que nos permiten mantener un adecuadoestado de salud y una capacidad de trabajo. Una dieta cuantitativamente es correcta cuando aporta la energía

adecuada, permite el mantenimiento o consecución del peso ideal y aporta todas las vitaminas y minerales encantidades no inferiores a 2/3 de los aportes dietéticos recomendados (RDA); las dietas hipocalóricas por debajode 1500 calorías no lo garantizan

En lo único que todo el mundo está de acuerdo es que una dieta equilibrada contiene todos los alimentosnecesarios para conseguir un estado nutricional óptimo. En este estado de gracia nutricional la alimentacióncubre los siguientes objetivos:

• Aportar una cantidad de nutrientes energéticos (calorías) que sea suficiente para llevar a cabo los procesosmetabólicos y de trabajo físico necesarios. Ni más ni menos.

• Suministrar suficientes nutrientes con funciones plásticas y reguladoras (proteínas, minerales y vitaminas).Que no falten, pero tampoco sobren.

• Que las cantidades de cada uno de los nutrientes estén equilibradas entre sí. El grupo de expertos de la FAOy la OMS (Helsinki 1988) estableció la siguientes proporciones:

- Las proteínas deben suponer un 15 % del aporte calórico total, no siendo nunca inferior la cantidad totalde proteínas ingeridas a 0,75 g/día y de alto valor biológico.

- Los glúcidos nos aportarán al menos un 55-60 % del aporte calórico total.

- Los lípidos no sobrepasarán el 30 % de las calorías totales ingeridas.

AzúcaresGrasas

Lácteos Carnes, Peces.Aves, Cerdos

Vegetales Frutas

Cereales, Pan, Masas

Pirámide Alimenticia



155


er s i t a r i o s


Tabla nutrición

Alimentos Cantidad (cc o g) Proteínas (g) H de C (g) Lípidos (g) Calorías

Leche pasteurizada 200 cc 6.4 11.2 5.0 114

Leche en polvo 200 cc 7.1 9.2 6.3 122

Leche semidescremada 25 g 7.7 9.4 5.3 116

Leche descremada 25 g 8.4 13.0 0.5 91

Quesillo 50 g 8.2 1.5 1.6 55

Queso mantecoso 50 g 11.3 0.7 14.4 178

Yogur con frutas 175 cc 7.1 31.8 4.9 198

Yogur natural 175 cc 8.5 10.5 4.5 117

Huevo entero 50 g 6.7 2.0 5.0 82

Clara de huevo 30 g 3.2 0.3 - 16Carne de vacuno 100 g 21.2 4.3 2.8 133

Carne de cerdo 100 g 20.6 4.4 18.2 270

Carne de cordero 100 g 20.6 0.2 7.6 157

Pollo 60 g 10.9 - 6.1 102

Hígado 100 g 17.7 8.0 7.9 181

Jamón 30 g 6.1 - 7.6 95

Vienesas 50 g 6.2 0.5 14.8 163

Paté 30 g 3.4 0.4 12.6 130

Mortadela 30 g 4.5 1.1 5.9 77

Pescados 150 g 25.9 0.4 0.6 118

Machas 120 g 18.1 12.06 1.4 142

Almejas 120 g 15.06 4.2 1.8 95

Choritos 120 g 13.2 4.8 1.2 83

Langostinos 120 g 27.6 - 1.7 133

Porotos 80 g 16.4 45.8 1.3 254

Lentejas 80 g 19.2 45.9 1.0 262

Garbanzos 80 g 14.5 46.1 4.9 280

Arvejas 60 g 13.4 35.3 1.3 201

Arroz (1 molde) 70 g 4.5 55.8 0.56 254

Avena 50 g 4.8 28.6 2.6 175

Mote con frutas 30 g 1.0 9.1 0.1 42

Sémola 15 g 1.2 11.6 0.1 52

Marraqueta (1u) 100 g 6.4 60.0 0.7 279

Hallulla (1 U) 50 g 4.1 30.8 2.0 160

Molde (1 u) 30 g 2.5 15.6 0.6 80

Fideos vitaminizados 70 g 7.7 53.6 - 253

Soda o agua (1 u) 5 g 0.5 3.36 0.6 22

Galletas dulces 8 g 0.7 5.8 0.8 34

Huesillos cocidos (3u) 100 g 0.4 5.5 1.1 30

Manzana 120 g 0.3 17.4 0.3 67



156

C P E C H


c a p í t u l o

3Pera 100 g 0.3 12.6 0.4 50

Naranja 130 g 0.9 11.3 0.4 47

Durazno 120 g 0.9 13.9 0.3 56

Plátano 90 g 1.17 19.0 0.36 76

Uva 160 g 0.9 26.0 1.3 107

Frutilla 120 g 1.4 12.08 0.8 58

Palta 50 g 0.6 9.3 2.7 90

Apio 60 g 0.4 2.0 0.1 10

Acelga cocida 200 g 3.8 7.2 1.0 44

Alcachofa 60 g 0.9 7.1 0.2 29

Betarraga 130 g 2.5 10.3 0.3 48

Choclo cocido 50 g 1.9 9.5 0.5 44

Coliflor cocido 100 g 1.5 3.9 0.5 22

Cebolla 30 g 0.2 2.9 - 12

Espárrago cocido 120 g 2.16 1.9 0.2 14

Espinaca cocida 200 g 4.2 5.0 1.0 36

Lechuga 60 g 1.0 1.3 0.2 9

Porotos verdes cocidos 130 g 2.1 4.5 0.4 29

Repollo 60 g 1.1 3.1 0.2 15

Tomate 150 g 1.2 4.8 0.6 27

Zapallo cocido 50 g 0.2 3.1 0.25 14

Zapallo italiano 200 g 1.6 11.0 1.2 54

Zanahoria 70 g 0.6 5.7 0.35 27

Papas 100 g 2.6 16.7 0.1 75

Cochayuyo 150 g 2.5 17.7 0.3 84

Almendras 3 g 0.5 0.8 1.3 16

Nuez 5 g 0.5 0.5 2.5 25

Mermeladas 30 g 0.2 15.0 - 61

Azúcar 7 g - 6.9 - 27

Miel de abejas 30 g - 23.7 - 87

Aceite 10 cc - - 9.97 88

Margarina 20 g 0.1 - 17.0 150

Mayonesa 20 g 0.26 1.9 12.9 125

Coca-Cola 200 cc - 20.8 - 80

Coca-Cola Light 100 cc - - - -

Fanta 200 cc - 20.8 - 80

Jugo de naranja 150 cc - 16.5 - 66

Jugo de limón 150 cc - 16.5 - 66

Jugo de pomelo 150 cc - 16.5 - 66

Jugo de manzana 150 cc - 18.7 - 75

Jugo de zanahoria 150 cc 1.5 11.2 11.2 57

Vino 150 cc 0.3 3.1 - 113

Cerveza 200 cc 0.8 17.6 - 90



157


er s i t a r i o s


Whisky 40 cc - - - 143

Pisco 30 cc - - - 84

Sopaipilla 50 g 2.4 23.4 11.2 203

Sopaipilla pasada 50 g 2.5 41.3 11.2 276

Empanadas de pino 1 u 12.1 46.2 13.3 276

Empanadas de queso 50 4.6 20.05 12.9 215

Pizza 1 trozo 15.9 25.0 14.6 306

Pan amasado 1 u 7.1 61.9 20.7 454

Pan centeno 100 g 9.2 53.4 0.7 261

Berlín 100 g 6.3 50.7 8.2 302

Torta 1 trozo 9.1 72.5 35.1 628

Alfajor 45 g 2.75 22.06 10.26 191

Fuente: Arteaga y cols. (1994) Manual de Nutrición del Adulto, Pontificia Universidad Católica de Chile.

Actividades

1. A partir de los datos que aparecen en la tabla anterior calcula la cantidad de calorías de tu grupo familiar, las necesidades de acuerdo a la actividad de cada uno de ellos el IMC.



158

C P E C H


c a p í t u l o

3

1. Calorías: Es la energía patrón que se utiliza para la medición de la energía calórica. Una caloría es igual ala cantidad de calor que se requiere para elevar la temperatura de un gramo de agua desde 14,5 ºC hasta15,5 ºC.

2. Dieta equilibrada: Se refiere a la dieta que contiene los nutrientes en la cantidad necesaria paradesarrollar las funciones corporales normales, de tal forma que se compensan las pérdidas de materia ydepósitos de energía del organismo.

3. Glucógeno: Polisacárido de reserva energética, propio de células animales. Formados por numerosasunidades de glucosa. Se encuentra principalmente en el hígado y tejido muscular.

4. Hígado: Mayor glándula del organismo, de color rojo oscuro formado por varios lóbulos y ubicado en lacavidad abdominal. Constituye un órgano vital, debido a las funciones que desempeña. Produce bilis queparticipa de la digestión de las grasas, elimina eritrocitos viejos de la circulación recuperando hierro dela hemoglobina, fabrica la mayoría de las proteínas plasmáticas, tiene función desintoxicadora, almacenaglucosa para los períodos de ayuno, etc.

5. Índice de Masa Corporal (IMC): Índice que se utiliza para evaluar el estado nutricional relacionandolas variables de peso (kg) y altura (m).

6. Metabolismo: Conjunto de reacciones químicas que suceden dentro de las células.

7. Metabolismo basal: Gasto energético mínimo necesario para mantener las funciones vitales como larespiración, circulación, etc.

8. Requerimiento energético: Concepto que se refiere a la cantidad de calorías que requiere una personapara mantener su metabolismo según sexo, edad y nivel de actividad física.

9. Sistema porta: Sistema de circulación sanguínea diferente en la secuencia de los vasos. En el casodel hígado, la vena porta lleva sangre rica en sustancias nutritivas hacia el hígado, las que pueden seralmacenadas, transformadas o eliminadas de acuerdo a la función hepática.

10. Vitaminas:Compuestos químicos orgánicos indispensables en cantidades pequeñas para el metabolismo.




159


er s i t a r i o s


A l i m e n

t a c i ó n

C a r b o h i

d r a

t o s

L í p i d o s

s e r e fi e r e a

l a . . .

M a c r o n u

t r i e n t e s

I n c o r p o r a c i ó n

c o n c i e n

t e d e a

l i m e n

t o s

P r o

t e í n a s

N u

t r i c i ó n

S í n t e s i s

d e

c o n t e n i d o s

s u p r o c e s a m

i e n t o y

t r a n s f o r m a c i ó n c o m p r e n

d e l a . . .

r e q u e r i d o s e n c a n

t i d a

d e s m a y o r e s . . .

r e q u e r i d

o s e n c a n

t i d a

d e s m

í n i m a s . . .

M i c r o n u

t r i e n t e s

R e s e r v a e n e

r g é t i c a

P r o p o r c i o n a e n e r g í a

R e s e r v a e n e r g é t i c a

A i s l a n

t e t é r m i c o

A i s l a n

t e e l é c t r i c o

C o n s t i t u y e n

t e d e m e m

b r a n a s

E s t r u c t u r a

l

T r a n s p o r t e

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

H o r m o n a s

E n z i m a s

I n m u n o

l ó g

i c a

E l e m e n

t o s m

i n e r a

l e s

V i t a m

i n a s

S u s t a n c i a s q u e s e e n c u e n

t r a n

a m p

l i a m e n

t e d i s t r i b u

i d a s

e n l o s a

l i m e n

t o s y q u e s o n

i n d i s p e n s a

b l e s p a r a

l a v

i d a ,

t a l e s c o m o

N a

+ ,

K + ,

C a

+ 2 .

S u s t a n c i a s o r g á n

i c a s q u e e l o r g

a n

i s m o

h u m a n o e s

i n c a p a z

d e p r o

d u c i

r o

l o h a c e

e n c a n

t i d a

d e s

i n s u

fi c i e n

t e s p o r

l o q u e

d e b e n

s e r a p o r t a

d a s p o r

l a d i e t a

. P o r

e j e m p

l o v

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A ,

c o m p

l e j o B

, C

, e t c .

L a d

i e t a e n

t r e g a

l o s

d i v e r s o s n u

t r i e n t e s

D i e t a e q u

i l i b r a

d a

C o n

j u n

t o d e r e a c c i o n e s

q u e

s a t i s f a c e n

l a s

d i s t i n t a s

n e c e

s i d a

d e s

d e u n s e r v

i v o

M e t a

b o

l i s m o

b a s a

l

M e t a b o l i s m o

e n p r o p o r c i ó n

ó p

t i m a . . .

c u a n

d o e l r e

q u e r i m

i e n t o

e s m

í n i m o . . . .

c o r r e s p o n

d e a

l . . .

E d

a d

S e x o

A c t i v

i d a

d

E m

b a r a z o

L a

c t a n c i a

C o n

f o r m a

d o s p o r . . .

d e p e n

d e

d e . . .



160

C P E C H


c a p í t u l o

3EJERCICIOS


1. El concepto de dieta equilibrada se refiere a laingesta

I) de alimentos que satisfagan las necesidadesenergéticas.

II) que permite alcanzar un peso ideal.III) de minerales y vitaminas para las funciones

reguladoras.


A) solo I.B) solo II.C) solo III.D) solo I y II.E) I, II y III.

Correcta: E.

Habilidad: Reconocimiento.

Defensa: La dieta equilibrada apunta a satisfacer las

necesidades energéticas diarias en su justa medida, de tal

manera que se alcance un peso ideal de acuerdo a edad, sexo y

actividad. La dieta además debe aportar las sales minerales y

vitaminas para las funciones metabólicas en las que participan.

2. ¿Cuál(es) de los siguientes alimentos NO debenfaltar en cualquier dieta?

I) Verduras.II) Cereales.

III) Frituras.

A) Solo IB) Solo IIC) Solo I y IID) Solo I y IIIE) I, II y III

Correcta: C


Defensa: Las frituras son alimentos no esenciales en una dieta

debido a que aumentan el aporte calórico innecesariamente. El

aceite se debe consumir de preferencia en forma cruda en las

ensaladas (oliva). Las verduras y cereales están presentes en

una dieta equilibrada.

3. Los requerimientos nutricionales de unapersona dependen de

I) el peso.II) la edad.III) el nivel de actividad física.


A) solo I.B) solo II.C) solo III.D) solo I y III.E) I, II y III.

Correcta: E


Defensa: El aporte calórico de los alimentos está de acuerdo a

la edad de las personas, el nivel de actividad física (activo –

sedentarismo), peso, embarazo, lactancia.

4. ¿Cuál(es) de los siguiente(s) es(son) nutrientesque se utilizan en la reparación de tejidos delorganismo?

I) Aminoácidos.II) Monosacáridos.III) Ácidos grasos.

A) Solo I

B) Solo IIC) Solo IIID) Solo I y IIE) Solo II y III

Correcta: A


Defensa: La reparación de tejidos es en base a proteínas,

por tanto son los aminoácidos los que participan. Los

monosacáridos y ácidos grasos son esencialmente nutrientes

de valor energético.



161


er s i t a r i o s


EJERCICIOS

5. En relación a la ingestión de glucosa escorrecto que

I) el hígado se encarga de almacenarla.II) el exceso se deposita finalmente como

grasa en el tejido adiposo.III) en condiciones de ayuno el hígado

asegura una concentración sanguíneanormal.

A) Solo IB) Solo IIC) Solo I y IID) Solo II y IIIE) I, II y III

Correcta: E.


Defensa: El hígado es el órgano encargado de almacenar

la glucosa en forma de glucógeno, así como también de

liberarla en condiciones de ayuno y ejercicio. Cuando una

persona tiene una dieta hipercalórica, el exceso de glucosaque consume se transforma en grasa, depositándose en el

tejido adiposo.


1. En relación a una dieta, es correcto que

I) un desequilibrio puede llevar a unapérdida de peso.

II) debe compensar la pérdida de materia ydepósitos de energía.

III) debe ser variada para cubrir losrequerimientos nutricionales.

A) Solo IB) Solo IIC) Solo I y IID) Solo II y IIIE) I, II y III

2. Con respecto a la función del hígado desde elpunto de vista nutricional, es correcto que

I) en períodos de ayuno, se encarga demantener un nivel normal de glucosa enla sangre.

II) cuando es sobrepasada su capacidadde almacenamiento de glucosa, esta sedeposita en el tejido adiposo.

III) almacena glucosa como glucógeno.

A) Solo IB) Solo IIC) Solo IIID) Solo I y IIIE) I, II y III

3. La función de los lípidos en el organismo es

A) ser fuente energética de utilización inmediata.B) participar en los procesos de reparación

de tejidos.C) servir como aislante térmico.D) participar en la regulación de las

reacciones químicas.E) proporcionar propiedades elásticas a lostejidos.



162

C P E C H


c a p í t u l o

3EJERCICIOS

4. Respecto a las sales minerales es correcto afirmarque

A) proporcionan menos energía que losmonosacáridos.

B) se requieren en cantidades trazas.C) participan en funciones reguladoras del

metabolismo.D) su ingesta debe ser de prioridad en cuanto

a cantidad.E) representan el 10 % del peso corporal.

5. El metabolismo basal se mide en condiciones de

I) ayuno.II) reposo sentado.III) ambiente térmico 1 ºC mayor a la tº

corporal.


A) solo IB) solo IIC) solo IIID) solo I y IIE) I, II y III





4 B R e c o n o c i m i e n t o






Definir las funciones del sistema digestivo.

Identificar y caracterizar los órganos del tubo di-gestivo.

Nombrar y explicar las funciones de los distintossegmentos del tubo digestivo.

Identificar y explicar las funciones de cada una de

las glándulas anexas.

Describir la importancia y acciones de las secre-ciones digestivas.

Explicar la regulación de las secreciones pancreá-ticas y biliares.

Explicar el proceso de absorción de sustanciasnutritivas.

SISTEMA

DIGESTIVO

Capítulo 4



164

C P E C H


c a p í t u l o

4Sistema digestivo

1. Introducción

Los organismos vivos, unicelulareso pluricelulares, están dotados decomplejos procesos que permiten lamantención de la vida de los mismos,tales como movilizarse, renovar tejidos,sintetizar sustancias, etc. La mayoríade estos procesos requieren energía, la

cual se encuentra en el medio ambienteexterno. Esta energía, sin embargo, no seencuentra disponible en forma libre, sinoque formando parte de las moléculas queconstituyen los alimentos.

Por esta razón deben realizar unproceso digestivo que permita lautilización de la energía almacenadaen los alimentos.

En los unicelulares, que carecen deaparato digestivo, los alimentospenetran directamente a la célula desdeel medio ambiente. Esto les obliga anutrirse solo con sustancias simples yde fácil difusión.

Los animales más evolucionados ingierenalimentos compuestos. Por lo tanto,

antes de formar parte integral del cuerpo, deben ser degradados y transformados. Este proceso se realiza en el tubodigestivo.

En la digestión participan varios mecanismos que actúan simultáneamente, pero que, por fines didácticos, serántratados en forma separada. Estos mecanismos son en orden secuencial, los siguientes:

• Alimentación: La alimentación es el acto de proporcionar al cuerpo alimentos e ingerirlos, es un procesoconsciente y voluntario y, por tanto, está en nuestras manos modificarlo.

• Nutrición: Corresponde al conjunto de procesos fisiológicos por los cuales el organismo recibe, transformay utiliza las sustancias químicas contenidas en los alimentos, por lo tanto, es un proceso involuntario einconsciente.

El plan corporal de un organismo, así como su modo de vida,están adaptados a su manera específica de obtener alimento.Con solo ligeras variaciones todos los animales requieren losmismos nutrimentos básicos: minerales, vitaminas, carbohi-dratos, lípidos y proteínas.

estómago

páncreas

intestinodelgado

hígado

vesícula biliar

apéndice

recto

ano

intestino grueso

esófago

faringe



165


er s i t a r i o s

Capítulo 4 Sistema digestivo

• Ingestión: Es el ingreso de sustancias alimenticias al aparato digestivo.

• Deglución: Es el paso del bolo alimenticio desde la faringe hacia el esófago.

• Digestión: Es la transformación de los alimentos en moléculas simples, pequeñas y difusibles por la acciónmecánica del tubo digestivo y por la acción de las enzimas digestivas contenidas en los diferentes jugosdigestivos.

• Absorción: Es el paso de los alimentos ya degradados al torrente circulatorio y linfa.

• Egestión: Es la eliminación de los residuos no digeribles.

En los vertebrados, el sistema digestivo está constituido por el tubo digestivo y las estructuras anexas.

• El tubo digestivo es un largo tubo continuo, que se inicia en la boca y termina en el ano. Sus estructurasson boca, faringe, esófago, estómago, intestino delgado, intestino grueso, ano.

• Las estructuras anexas proporcionan las enzimas y otras sustancias esenciales para la digestión. Estasson las glándulas salivales, el hígado, el páncreas y la vesícula biliar. También se incluyen dentro de laestructuras anexas a la lengua y a los dientes.

2. Histología del tubo digestivo

Desde el esófago hasta el conductoanal, la pared del tubo digestivo estáformada por cuatro capas de tejidos, lascuales desde el lumen (cavidad) haciael exterior son mucosa, submucosa,muscular y serosa.

a. Mucosa

Esta capa está constituida por tejidoepitelial, lámina propia y una cubiertadelgada externa de músculo liso.

b. Submucosa

Se ubica entre la mucosa y la capa muscular principal del tubo digestivo.

Es una capa muy vascularizada y contiene al plexo submucoso o plexo de Meissner, el cual es parte del sistemanervioso autónomo (SNA), encargado de regular los movimientos de la mucosa y la constricción de los vasossanguíneos.

c. Muscular

Normalmente, la pared de la mayor parte de las estructuras del tubo digestivo poseen 2 capas musculares lisas(excepto el estómago, que tiene una tercera). Una capa interna cuya orientación es circular, y una capa externa,cuyas células presentan una orientación longitudinal.

Peritoneo visceral

Ganglio linfático

Vellosidad

Vasos sanguíneos

Mucosa

Capa

Muscular

Fibras circulares, internas

Fibras longitudinales, externas

Submucosa

Fibras nerviosas



166

C P E C H


c a p í t u l o

4Las contracciones involuntarias del músculo liso ayudan aldesdoblamiento físico de los alimentos, su mezclado con las secrecionesdigestivas y su propulsión por el tubo digestivo (peristaltismo).

d. Serosa

Es la capa más externa de las porciones del tubo digestivo suspendidasen la cavidad abdominal. Está formada de tejido conectivo y epitelio.

3. Cavidad bucal

La cavidad bucal está formada por los dientes, la lengua, las mejillasy el paladar (ubicado en el techo de la boca). Constituye el primersegmento del tubo digestivo en el cual los alimentos reciben un trata-

miento mecánico por la masticación, así como un tratamiento químicopor acción del primer jugo digestivo secretado a este nivel: la saliva.

Labio superior

Frenillo

Encías

ArcoglosopalatinoFauces

Arcofaringopalatino

Amígdala

Lengua

Frenillo

Orificio delconducto de Rivinus

Encía

Frenillo

Labio inferior

Úvula

Carrillo

Paladar duro

Paladar blando

Molares

Premolares

Canino

Incisivos

Vestíbulo

a. Las piezas dentarias (dientes)

Son estructuras calcificadas especializadas en el procesamiento delalimento. Existen cuatro clases de dientes: incisivos, caninos, premolaresy molares. Los caninos están especializados en desgarrar el alimento, losincisivos se encargan de cortar, los premolares trituran y los molaresmuelen el alimento.

El mayor desarrollo que tenga un tipo de diente por sobre otro depende deltipo de dieta del animal. La fórmula dentaria humana es diferente segúnla edad. Así, la dentición temporal (o de leche) está conformada por 20

piezas: 8 incisivos, 4 caninos y 8 molares. La dentición permanente, entanto, se constituye por 32 piezas: 8 incisivos, 4 caninos, 8 premolaresy 12 molares.

El peristaltismo es unmecanismo de impulsiónconsistente en ondas decontracciones que viajan a lolargo del sistema, forzandoel avance del alimento haciael segmento que aún estárelajado.

Sabías que...

Carnívoros conmayor desarrollode los caninos

Herbívoros conmayor desarrollode los molares

Fuente: “La Biología en la Tierra” Editorial Pearson



167


er s i t a r i o s


b. La saliva

Cuando se mastica el alimento, este es humedecido por la saliva, la cual es una secreción acuosa producida portres pares de glándulas (parótidas, submaxilares y sublinguales), ubicadas por fuera de la cavidad bucal y por

pequeñas glándulas (glándulas bucales), localizadas en el tapiz de la mucosa de la boca.

3.1 Composición y funciones de la saliva

La saliva es una solución acuosa, compuesta por un 99,5% de agua y 0,5% de solutos, se secretan 1500 mL aldía, entre los cuales se incluyen iones como calcio, fósforo, bicarbonato, cloro y sodio; desechos metabólicos,como la urea; y diversas sustancias como moco (lubrica el alimento), inmunoglobulina A (anticuerpo), la enzimabactericida lisozima y dos enzimas digestivas, la Ptialina o amilasa salival, y la lipasa lingual.

El agua de la saliva ayuda a disolver los alimentos, de modo que se puedan saborear y se inicien las reacciones

digestivas. Los iones cloruro activan la amilasa salival. Los iones bicarbonato y fosfato amortiguan los alimentosácidos que entran a la boca, por lo que el pH de la saliva oscila entre 6.35 y 6.85 y se reconoce como neutra. Lasinmunoglobulinas inhiben la proliferación bacteriana, mientras que la lisozima da muerte a las bacterias.

La amilasa salival se conoce también como ptialina. Cataliza la transformación de almidón a maltosa (y otrosoligosacáridos), actúa preferentemente a pH neutro o ligeramente alcalino.

Almidón Maltosa y otros oligosacáridos(Polisacárido) (Disacárido)

Amilasa salival

3.2 Control nervioso

La secreción de saliva está regulada por el sistema nervioso autónomo:

En condiciones normales el S.N. Parasimpático estimula la producción continua de saliva. De esta manera,se mantiene húmeda la boca y la lengua se mantiene lubricada durante el habla. La estimulación del S.N.Simpático predomina durante el estrés, por lo que estimula la producción de una saliva espesa, con un altocontenido mucoso, presentándose la sensación de sequedad en la boca.

Las acciones de tocar y saborear los alimentos, así como olerlos, verlos, escuchar sonidos relacionados con elloso con la anticipación del alimento, estimulan la salivación.

La lengua es un órgano accesorio digestivo compuesto de músculo esquelético cubierto de mucosa. Participaen la digestión mezclando los alimentos con la saliva, así como también en la deglución. En mamíferos, lalengua presenta en su superficie estructuras encargadas del gusto, conocidas como papilas gustativas.

3.3 Digestión mecánica y química en la boca

• Digestión mecánica: La masticación corresponde al acto voluntario resultante de la acción mecánica de las

piezas dentarias y estructuras bucales, que culmina con la transformación de los alimentos en el llamadobolo alimenticio. Los músculos depresores y elevadores movilizan la mandíbula, permitiendo la acción delas piezas dentarias, que sumadas a la acción de la saliva y de la lengua permiten la ruptura de los alimentosy la formación del bolo.



168

C P E C H


c a p í t u l o

4• Digestión química: Este proceso es realizado principalmente por la enzima amilasa salival, que inicia la

digestión de los almidones. Su función es romper los enlaces químicos entre las glucosas, lo cual da porresultado disacáridos del tipo maltosa y oligasacáridos como la maltotriosa. Aun cuando por lo general sedegluten los alimentos con excesiva rapidez, para que ocurra la conversión en disacáridos, la amilasa sigue

actuando por casi una hora en el estómago. Luego se inactiva por efecto de los ácidos gástricos. Por otraparte, la saliva también contiene la enzima lipasa lingual, que empieza la digestión de los lípidos (triglicé-ridos); pero a nivel del estómago, pues se activa gracias a la acidez estomacal.

La acción conjunta de los dientes, la lengua y la saliva permite transformar a los alimentos ingeridos en unamasa parcialmente digerida conocida como bolo alimenticio, el cual será transportado hacia el estómago, através de un proceso denominado deglución.

4. Faringe

Desde la cavidad bucal, los alimentos pasan a la faringe, conducto que va desde los orificios posteriores de lacavidad nasal hasta el esófago. Este lugar se comunica con las vías respiratorias y digestivas. Aquí es dondeocurre una de las fases de la deglución, siendo un acto reflejo que corresponde al paso del alimento desde laboca hacia el estómago. Consta de tres fases: voluntaria, involuntaria faríngea e involuntaria esofágica.

• Fase voluntaria: En esta fase, la lengua se eleva y de desplaza hacia atrás, impulsando al bolo alimenticioa ingresar a la faringe.

• Fase involuntaria faríngea: Una vez en la faringe (u orofaringe), el velo del paladar (úvula) se elevaocluyendo el paso del aire desde la nasofaringe a la orofaringe. La laringe sube y la epiglotis se desplaza haciaatrás, cerrando el orificio superior de la laringe (glotis). De esta manera, el bolo cruza la laringofaringe y

entra al esófago en uno a dos segundos. Luego se abren de nuevo las vías respiratorias, reanudándose larespiración. Con este reflejo, la faringe queda convertida solo en una vía digestiva transitoria, impidiendoasí el ingreso de trozos de alimentos a la vía aérea. De esta manera, se detiene momentáneamente larespiración.

• Fase involuntaria esofágica: Se inicia el movimiento peristáltico, que hace avanzar el bolo alimenticioen dirección al estómago. Este movimiento, cuando pasa por el esfínter gastroesofágico, provoca que estese relaje, permitiendo el paso del bolo al estómago.

Aire

Faringe

Epiglotis

Laringe

Esófago

Boloalimenticio

Epiglotis

Laringe

Cuerdas vocales

Tráquea



169


er s i t a r i o s


5. Esófago

Desde este lugar ocurren los movimientos peristálticos, que son contracciones y dilataciones de la pared deltubo digestivo, que van haciendo avanzar el alimento.

Es un tubo muscular, colapsable, que se extiende desde la faringe hasta el estómago. Su tercio superior estáconstituido por musculatura de tipo estriada y los dos tercios restantes por musculatura lisa.

El esófago presenta dos esfínteres que regulan el ingreso y salida del bolo alimenticio. El superior se denominafaringoesofágico (o esfínter esofágico superior) y el inferior, gastroesofágico o cardias (o esfínteresofágico inferior).

El esófago presenta glándulas que secretan moco que ayudan a lubricarlo, facilitando el paso del bolo alimenticio.No produce enzimas digestivas ni lleva a cabo la absorción.

Actividades

1. Verdadero o falso

a) _____ Existen glándulas salivales en el paladar y en la mucosa labial.

b) _____ Los dientes son estructuras vivas.

c) _____ La saliva es un jugo digestivo que posee la enzima proteolítica llamada ptialina.

d) _____ El esófago es un tubo muscular que posee musculatura estriada.

e) _____ Los movimientos esofágicos son de tipo peristáltico.

f) _____ El objetivo de la deglución es mantener la vía aérea permeable para el paso del bolo alimenticio.

g) _____ El sistema parasimpático estimula la liberación de saliva de tipo mucoso.


1. Canino ( ) glándula parótida

2. Molar ( ) cortar

3. Premolar ( ) desgarrar

4. Incisivo ( ) triturar

5. Wharton ( ) glándula submaxilar

6. Stennon ( ) moler

3. Enumera 5 funciones de la cavidad bucal.



170

C P E C H


c a p í t u l o

46. Estómago

Es un saco muscular de paredes gruesas ubicado en la parte superior izquierda del abdomen. En él se distinguenlas siguientes regiones: cardias (rodea la abertura superior del estómago), fondo (porción ubicada a la

izquierda del cardias), cuerpo (porción central del estómago), antro pilórico (porción inferior) y píloro (zonade comunicación con el duodeno). Este último se comunica con el duodeno mediante un esfínter conocidocomo esfínter pilórico.

Músculos circularesrelajados

Músculos circularescontraídos

Bolo alimenticio

Estómago

esófago

fundus

cuerpo

píloro

antro

duodenocapasmusculares

membranamucosa

6.1 Histología

En un corte histológico se pueden apreciar 3 túnicas o capas:

a. Túnica interna

Está constituida por la mucosa gástrica que posee millones de pequeñas glándulas microscópicas que secretan el jugo gástrico (glándulas gástricas). Las glándulas gástricas poseen tres tipos de células exocrinas.

- Células oxínticas o parietales: Productoras de ácido clorhídrico y factor intrínseco.- Células principales o cimógenas: Productoras de pepsinógeno.- Células mucosas: Productoras de moco.

Las secreciones de estos tres tipos de células forman el jugo gástrico. Además, las glándulas gástricas incluyenun tipo de células enteroendocrinas que producen la hormona gastrina.

b. Túnica media

Presenta 3 capas musculares lisas: circular interna, oblicua media y longitudinal externa. Esto permite que elestómago se contraiga en múltiples direcciones y con gran fuerza.

c. Túnica externa

Está constituida por un tejido protector, que es denso y grueso, denominado serosa.



171


er s i t a r i o s


6.2 Jugo gástrico

Líquido producido por las células glandulares del epitelio gástrico.Posee un pH muy ácido, cercano a 1.5 -2.0. Se produce diariamente 2 litros. Está compuesto de:

a. Ácido clorhídrico

Proporciona el carácter ácido al jugo gástrico, facilitando con esto laacción de las enzimas, desnaturaliza a las proteínas y convierte al pep-sinógeno en pepsina; también cumple una función antiséptica.

b. Factor intrínseco

Es necesario para la absorción de vitamina B12

en el íleon. La vitamina

B12, a su vez, es necesaria para la producción de eritrocitos. El factorintrínseco es el único elemento indispensable del jugo gástrico.

c. Moco

Producido por las células caliciformes, es una sustancia viscosay mucosa que protege el estómago de la acción corrosiva del ácidoclorhídrico. La capa de mucina del estómago es la más gruesa de todoel tubo digestivo, justamente para proteger la pared del estómago dela acción del HCl.

d. Enzimas:

- Pepsina: Es una enzima que rompe las cadenas proteicas y lastransforma en polipéptidos. Esta enzima inicia la digestión deproteínas y actúa en un medio ácido. Se secreta en forma depepsinógeno que es su forma inactiva. El ácido clorhídrico latransforma en pepsina activa.

- Proteasa láctea: Presente en lactantes, actúa sobre la caseína

(proteína soluble de la leche), la transforma en cuajo al coagularla.Permite así la acción más prolongada de la pepsina, al permanecerella más tiempo en el estómago.

6.3 Digestión mecánica y química

Cuando el bolo ingresa al estómago, este se relaja para dar cabidaa los alimentos. Esta es una acción refleja llamada relajaciónreceptiva. Luego se produce una serie de contracciones queaumentan de intensidad en forma progresiva, denominadas ondas

de mezclado que maceran los alimentos, los mezclan con el jugogástrico y terminan transformando el bolo en un líquido parecido auna sopa llamado quimo. Al ocurrir la digestión en el estómago, seinician ondas de mezclado más intensas en el cuerpo gástrico y se

Dirección del alimentoEl esfínteresofágico inferiorse abre

Alimentomezclado (quimo)

Esfínter pilórico

cerrado

Dirección delalimento

Duodeno El esfinterpilórico seabre

Dirección del alimento



172

C P E C H


c a p í t u l o

4intensifican a medida que se acercan al píloro. Al llegar los alimentos a esta zona, cada onda de mezclado fuerzael paso de varios mililitros de quimo al duodeno por el esfínter. La mayor parte del quimo regresa al cuerpo delestómago, donde continúa su mezclado.

El contacto del quimo con la pared duodenal determina que se cierre el píloro, de manera que no pasatemporalmente alimento semidigerido desde el estómago al intestino delgado.

La digestión química se inicia con la acción de la enzima pepsina sobre las proteínas.

La absorción a nivel del estómago es mínima, puesto que las células epiteliales son impermeables a muchoselementos. Sin embargo, las células mucosas absorben una cierta cantidad de agua, iones, algunos medicamentos(especialmente el ácido acetilsalicílico) y el alcohol.

6.4 Control de la secreción gástrica

El control de la secreción gástrica involucra mecanismos nerviosos y hormonales. Con fines descriptivos seha dividido en tres etapas: cefálica, gástrica e intestinal.

a. Fase cefálica: Esta fase consiste en reflejos que inician receptores cerebrales. Los estímulos para laactivación de estos reflejos son: la visión, el olfato, el gusto, la masticación, la deglución y algunosreflejos condicionados de anticipación de la comida.

La corteza cerebral y el centro de la alimentación hipotalámico envían impulsos nerviosos hacia el bulboraquídeo, que a su vez los transmite a las fibras del nervio vago, el cual en su momento estimula a lascélulas parietales, principales y mucosa, incrementándose la secreción de jugo gástrico. También actúa

sobre las células G del antro que liberan la hormona gastrina. Emociones como ira, miedo y ansiedadtienden a desacelerar la digestión, ya que estimulan al sistema nervioso simpático, que inhibe la actividadgástrica.

Esta fase explica aproximadamente el 30% de la secreción total de jugo gástrico como reacción a unacomida.

b. Fase gástrica: Los estímulos para esta fase son la distensión del estómago, que provoca un reflejo derelajación receptiva, y la presencia de productos fragmentados de proteínas, como aminoácidos y péptidospequeños. La distensión del estómago provoca estimulación vagal directa de las células parietales eindirecta sobre la liberación de gastrina.

Además, los péptidos y aminoácidos estimulan a las células G del antro que liberan gastrina hacia las célulasparietales.

El alcohol y la cafeína también estimulan la secreción de jugo gástrico, especialmente HCl. Esta fase explicacasi el 60% de la secreción total de HCl en respuesta a una comida.

c. Fase intestinal: Se presenta debido a la activación de receptores en el intestino delgado. Existen variosmecanismos que actúan durante esta fase que inhiben la secreción gástrica, de esta manera desaceleran lasalida de quimo desde el estómago para evitar que el duodeno se sobrecargue. Uno de estos está dirigidopor la secretina, hormona duodenal, la cual inhibe la liberación de gastrina y disminuye la motilidad

gástrica con el que el vaciamiento gástrico se hace más lento. La otra hormona es la colecistocinina(CCK), que también inhibe el vaciamiento gástrico.



173


er s i t a r i o s


6.5 Hormonas digestivas

Las principales hormonas que regulan la digestión son:

a. Gastrina

Su secreción es estimulada por la distensión del estómago, proteínas parcialmente digeridas, cafeína y el pHbajo del jugo gástrico. Sus efectos son promover la secreción de jugo gástrico, aumentar la motilidad gástricay estimular el crecimiento de la mucosa gástrica, además, constriñe el esfínter esofágico inferior y relajar elesfínter pilórico e ileocecal.

b. Secretina

Su secreción es estimulada por el quimo ácido, que entra al intestino delgado. Sus efectos son estimular la

secreción de jugo pancreático y bilis con alto contenido de HCO3– (bicarbonato). Además, inhibe la secreciónde jugo gástrico, promueve el crecimiento y mantenimiento normal del páncreas e intensifica los efectos de lacolecistocinina (CCK).

c. Colecistocinina (CCK)

Su secreción es estimulada por proteínas parcialmente digeridas, triglicéridos y ácidos grasos que llegan alintestino delgado. Sus funciones son estimular la secreción de jugo pancreático rico en enzimas digestivas,causar la expulsión de bilis de la vesícula biliar y apertura del esfínter de Oddi en la ampolla de Vater, e induceansiedad (ansiogénico). Además inhibe el vaciado gástrico, promueve el crecimiento y mantenimiento normal

del páncreas e intensifica los efectos de la secretina.

6.6 Vaciamiento gástrico

Después de una comida, el estómago contiene aproximadamente 1.5 litros entre sólidos, líquidos y secrecionesgástricas. El vaciamiento del estómago hacia el duodeno toma alrededor de tres horas. La tasa de vaciamientogástrico debe regularse para dar tiempo a la neutralización del ácido que pasa con el quimo hacia el duodeno.

Los líquidos se vacían más rápido que los sólidos y el contenido del quimo isotónico se vacía más rápido

que uno hipertónico (mayor contenido de sustancias a digerir). Para entrar al duodeno, las partículas debenreducirse a un volumen de 1 mm3 y la retropropulsión continúa hasta que el alimento alcanza el tamañorequerido, es decir, retrocede dentro del estómago hasta alcanzar el tamaño antes mencionado.

Los dos factores principales que disminuyen el vaciamiento gástrico (lo hacen más lento) son las grasas y losprotones en el duodeno. Los ácidos grasos y otros alimentos parcialmente digeridos estimulan la secreción deCCK que disminuye la motilidad gástrica, mientras que los efectos de los protones son mediados por el sistemanervioso entérico. De esta manera hay tiempo suficiente para completar la digestión de los nutrientes y neutralizarel ácido que acompaña al quimo.



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47. Intestino delgado

Es un tubo muscular ubicado a continuación del estómago. Mideaproximadamente 6 metros y se extiende desde el estómago hasta su

unión con el intestino grueso. El intestino delgado se divide en tres partes. La primera, llamadaduodeno, mide 25 centímetros y tiene la forma de una letra C, lasegunda porción se denomina yeyuno y la tercera se denomina íleon, la parte final del intestino, es la más larga y termina en la válvula oesfínter ileocecal, donde se une al intestino grueso.

7.1 Histología

La pared del intestino delgado se compone de las mismas cuatro capasque el resto del tubo digestivo; sin embargo, ciertas característicasde la mucosa y submucosa facilitan la digestión y absorción en él.La mucosa es altamente especializada, pues presenta una serie deestructuras que le permiten aumentar la superficie de absorción:

a. Vellosidades intestinales

Son formaciones digitiformes que sobresalen de la línea basal de lamucosa. En su interior se encuentran capilares sanguíneos y linfáticos

que reciben los nutrientes absorbidos por la mucosa.

Cada vellosidad posee en su parte central, una arteriola, red de capilaressanguíneos, una vénula y un vaso quilífero central, el cual es un vasolinfático.

Su gran número, de 20 a 40 por mm2, incrementa considerablemente elárea de superficie disponible para la absorción y digestión.

El epitelio de la mucosa incluye diferentes células, tales como las célulascaliciformes, enteroendocrinas y las células de absorción. La membrana

apical de las células de absorción presentan microvellosidades, cadauna de las cuales corresponde a una proyección cilíndrica de cerca de 1

micrómetro de longitud.

Se calcula que en 1 mm2 se encuentran 200 millones demicrovellosidades, lo que incrementa enormemente la superficiecelular.

Las células caliciformes producen moco, protegiendo la mucosa de loselementos que transitan por el lumen intestinal.

La capa mucosa posee muchas depresiones profundas llenas de epitelioglandular. Las células de revestimiento de estas depresiones constituyenlas criptas de Lieberkühn que secretan el jugo intestinal.

Una úlcera es una heridacon forma de cráter en unamembrana, causada pordestrucción de tejido. Las doslocalizaciones digestivas máscomunes del sistema digestivoson el estómago (úlcerasgástricas) y el duodeno(úlceras duodenales). Estaszonas están expuestas conregularidad a niveles altosde ácido clorhídrico. Lasecreción excesiva de ácidoo hiperacidez es un factorimportante para la formaciónde úlceras. Si el ácido no esneutralizado, destruye tejidosuficiente para perforar lapared del estómago o elduodeno. Hasta hace pocotiempo, los fármacos comola cimetidina, que reducenla secreción ácida, eranel tratamiento principal.La causa básica parece seruna bacteria con forma deespiral, Helicobacter pylori.Este microorganismo perforael revestimiento mucosoprotector del tubo digestivoy afecta la capacidad paraproducir más moco. De ese

modo se abre camino para queel ácido gástrico comience elataque productor de úlceras.En la actualidad muchostratamientos antiulcerosos secentran en la administraciónde antibióticos para combatira la bacteria H.pylori.

Sabías que...



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También existen tres tipos de células enteroendocrinas, situadas en las profundidades de las criptas, las cualessecretan hormonas, como, por ejemplo, la secretina y la colescistocinina (CCK).

b. Vellosidades intestinales o pliegues de Kerckring

Corresponden a grandes plegamientos de la mucosa intestinal de 10 mm de altura. Mejoran la absorción alincrementar el área de superficie y hacen que el quimo describa un trayecto en espiral, a su paso por el intestinodelgado.

La capa submucosa duodenal contiene las glándulas de Brunner, las cuales secretan un moco alcalino que ayudaa neutralizar la acidez del quimo.

célula epitelial vellosidad

serosa

Célula epitelial

mucosa

submucosamuscular

Vaso quilífero

Vena

Arteria

Célulacaliciforme

Vellosidad intestinal

Microvellosidades

Unión estrecha

Desmosoma

Mitocondria

Núcleo

Complejo de Golgi

Membrana celular

Detalle célula epitelial o enterocito

7.2 Jugo intestinal

Es un líquido ligeramente alcalino (pH 7,6), se produce diariamente 1 litro que contiene agua, moco y algunasenzimas digestivas como la lipasa intestinal, la cual hidroliza los lípidos.

Las células de absorción secretan diversas enzimas digestivas, insertándolas en la membrana de las

microvellosidades, entre estas enzimas se encuentran la maltasa (actúa sobre la maltosa), la sacarasa (actúa sobre la sacarosa) y la lactasa (actúa sobre la lactosa), transformando a los hidratos de carbono en loscorrespondientes monosacáridos. Además, están las enzimas peptidasas (aminopeptidasa y dipeptidasa), queactúan sobre los polipéptidos y péptidos, entre otras.



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4

Actividades


a. _____ La hormona secretina estimula la producción de jugo gástrico.

b. _____ El órgano gástrico es productor de hormonas.

c. _____ Durante el período digestivo el esfínter pilórico se cierra y en los períodos interdigestivos se abre.

d. _____ El estómago presenta una gran capacidad de absorción.

e. _____ El ácido clorhídrico no perfora la pared gástrica, porque no posee un pH muy ácido.

f. _____ Las proteínas de la leche, al ser consumidas por un adulto, son digeridas por una enzima gástrica llamada

“Proteasa Láctea”.

g. _____ La secreción de jugo pancreático es alcalina, pues posee abundante cantidad de bicarbonato.


1. Conducto de Wirsung ( ) Secreción de Moco Alcalino.

2. Conducto cístico ( ) Conducto excretor de vesícula biliar.

3. Ampolla de Vater ( ) Esfínter gástrico.

4. Esfínter pilórico ( ) Secreción de HCI.

5. Células parietales ( ) Vellosidad intestinal.

6. Células G ( ) Conducto excretor del páncreas.

7. Células principales ( ) Duodeno.

8. Vaso quilífero ( ) Secreción de gastrina.

9. Células caliciformes ( ) Secreción de pepsinógeno.

3. Nombra los componentes de la mucosa intestinal que aumentan la superficie de absorción.

7.3 Glándulas anexas

7.3.1 Hígado y vesícula biliar

a. El hígado

Es uno de los órganos más voluminosos que existen. Pesa aproximadamente 1.500 gramos. Se ubica en laparte superior derecha del abdomen, por debajo del diafragma, y cubre parcialmente al estómago. Tiene unacoloración roja oscura y, si se le mira muy de cerca, parece estar constituido por una serie de pequeñosgranulillos. Cada uno de ellos es un “lobulillo hepático”, unidad estructural y funcional del hígado.

El hígado, aunque cumple un rol sumamente importante en la digestión de las grasas, tiene muchas otrasfunciones. Entre ellas podemos nombrar:

- Produce bilis.

- Produce glóbulos rojos durante la vida intrauterina (función eritropoyética).



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- Almacena glucosa en forma de glucógeno para momentos de estrés o ayuno prolongado. Además,transforma ciertos aminoácidos, ácidos grasos y azúcares que no son glucosa en glucosa, a través de unproceso conocido como gluconeogénesis.

- Sintetiza algunos factores de la coagulación (6).

- Es el responsable de la inactivación de sustancias tóxicas por medio de sus sistemas enzimáticos, comopor ejemplo el alcohol, medicamentos, etc. Por lo tanto, detoxifica el organismo

- Sintetiza sales biliares, a partir de colesterol, necesarias para la emulsión de las grasas.

- Almacena hierro.

- Puede almacenar grandes volúmenes de sangre, ya que es un órgano voluminoso y expansible.

- Sus células de Küpffer fagocitan a los glóbulos rojos viejos liberando hemoglobina. Este pigmento rojo esdegradado a biliverdina y posteriormente a bilirrubina. Además fagocitan a leucocitos viejos y a ciertasbacterias que llegan por la sangre venosa del intestino.

- Sintetiza colesterol y fosfolípidos.

- Forma urea para eliminar el amoniaco de los líquidos corporales.

- Sintetiza proteínas plasmáticas, como la albumina y el fibrinógeno

- Almacena vitaminas, como las vitaminas A, B, D, E y K.

Estómago

Venahepática Ligamento

Lóbulo izquierdodel hígado

Páncreas

Arteria hepática

Vena porta

DuodenoColédocoConducto

hepáticocomún

Vesículabiliar

Lóbuloderechodel hígado

Vena porta

Conducto biliar



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4b. La vesícula biliar

Es un saco con forma de pera y habitualmente cuelga del borde inferiordel hígado. El cual almacena la bilis.

- Características de la bilis: se forma en todo el hígado y esrecolectada por un sistema de canalículos que van confluyendohasta formar conductos de mayor calibre. Finalmente, de cadalóbulo hepático emerge un solo conducto: el hepático derechoy el hepático izquierdo. Después de un corto trayecto, ambos seunen para formar el conducto hepático común.

El contenido de la vesícula biliar es vaciado a través del conductocístico, el cual, al unirse con el conducto hepático común, pasa aformar el colédoco.

El colédoco desemboca en el duodeno, en la papila duodenala nivel del esfínter de Oddi. Cuando el alimento semidigeridollega al duodeno, se vierte una cierta cantidad de bilis. En losperíodos interdigestivos (entre una comida y otra), la bilisefectúa el trayecto solo hasta el conducto cístico por el cual llegaa la vesícula, donde es concentrada y almacenada.

El flujo biliar fluctúa entre 500 y 1.000 mL al día y su pH es de 7,6 a 8,6.

- Composición de la bilis: Está compuesta de sales biliares,colesterol, el fosfolípido lecitina, agua, iones, pigmentos biliares(bilirrubina y biliverdina).

Este tiene un color amarillento verdoso dado por los pigmentosbiliares que contiene, por lo que, cuando hay un obstáculoen el flujo y se acumulan en los tejidos, les da una tonalidadamarilla. Este fenómeno se denomina ictericia. En el intestinolos pigmentos biliares sufren transformaciones químicas por laflora bacteriana y son convertidos en los pigmentos pardos que

dan el color a las heces.

La ausencia de pigmentos en el contenido intestinal imparte a lasheces una coloración blanquecina.

La bilis no contiene enzimas digestivas, es alcalina y ayuda a ladigestión neutralizando el quimo ácido proveniente del estómago.Las sales de la bilis actúan como detergente y emulsifican las grasasen el intestino, que corresponde a separar grandes gotas de grasa engotas más pequeñas, lo que favorece la acción de la enzima lipasapancreática.

Además, las sales biliares se combinan con los lípidos y facilitan suabsorción a través de la mucosa del intestino. Cuando se obstruyeel conducto biliar, y las sales biliares están ausentes del intestino,

Membranamucosa

Músculo Tejidofibroso

Conductohepáticoizquierdo

Conductocístico

Esfínter pilóricodel estómago

Conducto colédoco

Esfínter de Oddi

Duodeno Conductopancreático

Ampollade Vater

Conducto colédoco

Vesículabiliar Conducto

hepático

derecho



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se dificulta la digestión y absorción de las grasas, por lo quegran parte de la grasa ingerida es excretada en las heces.Las sales biliares son cuidadosamente conservadas por elcuerpo: son reabsorbidas en la parte inferior del intestino

delgado y transportadas de nuevo al hígado por el torrentesanguíneo para ser reutilizadas. Otro constituyente de labilis, el colesterol, es muy poco soluble en agua. Por estemotivo, la reabsorción de agua de la bilis en la vesículapuede concentrar el colesterol hasta el punto en que seprecipita junto a las sales biliares, originando duras bolitasllamadas cálculos biliares. Éstos pueden obstruir elconducto biliar y detener la circulación de la bilis.

- Mecanismo de secreción biliar: Cuando los alimentos ingresan al duodeno, especialmente los de

contenido graso, estimulan la liberación de colecistoquinina o colecistocinina (CCK), la cual producela contracción de las paredes de la vesícula biliar que vierten el contenido biliar a través del conductocístico al colédoco. Entre las comidas, después que ha ocurrido gran parte de la absorción, la bilis fluyehacia la vesícula biliar para su almacenamiento, debido a que el esfínter de Oddi cierra la entrada alduodeno.

7.3.2 Páncreas

El páncreas se ubica en el abdomen superior por detrás del estómago entre el bazo y el duodeno. Tiene una formaaplanada y se dispone en dirección horizontal. Las secreciones pancreáticas pasan desde las células secretoras

hacia el intestino delgado a través de dos conductos: el conducto de Wirsung o conducto pancreáticoprincipal y el conducto pancreático accesorio o de Santorini. El conducto de Wirsung se une al colédoco,con el cual entra al duodeno en la ampolla de Vater.

El páncreas está compuesto por dos tipos de tejidos: los islotes de Langerhans que secretan las hormonas insulina,glucagón ysomatostatina (de la que no nos ocuparemos por el momento), los acinos, los cuales producen el jugopancreático. De esta manera, el páncreas se considera una glándula mixta (endocrina y exocrina).

a. Jugo pancreático

Se produce en un volumen aproximado de 1.200 a 1.500 mL en 24 horas, el cual tiene 2 funciones principales:

- Secreción de enzimas digestivas.- Secreción de bicarbonato para neutralizar el quimo ácido.

• Composición: Agua, algunas sales, bicarbonato (HCO3

-) y enzimas digestivas. El bicarbonato le confiereun pH levemente alcalino, que amortigua la acidez del quimo, detiene la acción de la pepsina y crea unambiente apropiado para el efecto de las enzimas digestivas en el intestino delgado.

Entre las enzimas del jugo pancreático se incluyen

Enzimas proteolíticas Tripsina, Quimotripsina, Carboxipeptidasa

Enzimas lipolíticas Lipasa pancreática

Enzimas amilolíticas Amilasa pancreática

Enzimas Nucleasas ADN asa, ARN asa

cálculos en lavesícula biliar

conductobiliar común

vesícula biliar

Fuente: http://t1.gstatic.com



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4b. Mecanismo de secreción pancreática

La llegada de alimentos ricos en ácidos grasos y aminoácidos estimula en la pared intestinal la liberación de la hormona

colecistocinina, la cual estimula la producción de jugo pancreáticorico en enzimas.

En cambio, la llegada de quimo ácido estimula la secreción desecretina, la cual estimula la secreción de jugo pancreático ricoen bicarbonato, así como el vaciamiento de la vesícula biliar y larelajación del esfínter de Oddi.

7.4 Digestión química (formación del quilo)

Cuando el quimo ácido, con alimentos parcialmente digeridos llegaal duodeno, es mezclado con la secreción pancreática, con el jugointestinal y con la bilis. De esta forma se completa la digestión deestas sustancias, dando origen al quilo.

a. Digestión química de las proteínas

Las proteínas se encuentran tanto en las células animales como en las vegetales. El requerimiento promedio es un 1g/Kg de peso corporal. Sudigestión se inicia en el estómago, bajo la acción de la pepsina. Las

proteínas se fragmentan en trozos de cadenas aminoacídicas más omenos grandes, llamadas polipéptidos. Posteriormente, las proteínasno digeridas y los polipéptidos resultantes de la acción de la pepsinapasan al intestino delgado. Es aquí donde se realiza verdaderamente ladigestión proteica. Como sabemos, existen 2 glándulas que vierten susecreción hacia el duodeno: el hígado y el páncreas.

El jugo pancreático es el más importante en la digestión proteica, ya quecontiene varias clases de proteasas (enzimas): tripsina, quimiotripsina,elastasa, etc.

Estas enzimas actúan sobre los polipéptidos, reduciéndolos afragmentos muy pequeños (di o tripéptidos). Finalmente, las enzimasde las microvellosidades o peptidasas rompen estos dipéptidos y losaminoácidos resultantes se absorben a nivel de las microvellosidades.

b. Digestión química de los lípidos

La ingesta de grasa normal es de aproximadamente 60-100 g en formade grasas neutras y triglicéridos. El 90% de las grasas neutras son decadena larga (con más de 14 carbonos en su molécula).

Las enzimas que degradan alas proteínas (proteolíticas)se secretan en forma inactivacomo forma de protección,activándose en el duodeno.

Sabías que...



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En la dieta existen dos tipos de grasas:

• Saturadas: Se caracterizan por no presentar dobles enlaces entre sus carbonos moleculares. Este tipo degrasas es altamente perjudicial para el organismo, pues favorece la síntesis de colesterol e incrementan

grasas de depósito. Con esto hay una mayor predisposición para la aterosclerosis. Se encuentran en grasasanimales como vísceras, carnes con infiltración grasa, huevo y mantequilla.

• Insaturadas: Corresponden a aquellas grasas que poseen uno o más dobles enlaces en su molécula. Estolas hace más digeribles al presentar más sitios de ataque enzimático. Por esta razón, este tipo de grasas nofavorece los depósitos ni el aumento del colesterol. Asimismo, el consumo de este tipo de grasas predisponemucho menos a la aterosclerosis. Se encuentran principalmente en los alimentos vegetales como el aceitede oliva, de maíz, de pepa de uva, margarinas y en las carnes de pescado.

La digestión de las grasas comienza cuando el quimo ácido contacta con la bilis. A nivel estomacal,las grandes vacuolas de grasa son transformadas en gotitas más pequeñas, gracias a la acción de las

contracciones musculares de dicho órgano. A nivel del duodeno, entonces, la bilis estabiliza la suspensiónde gotitas de grasa y las transforma en una emulsión estable (gotitas más pequeñas). Sobre dichasuspensión va a actuar la lipasa pancreática, la cual degrada a los lípidos (triglicéridos) en ácidos grasos ymonoglicéridos.

c. Digestión química de los hidratos de carbono

El hombre ingiere diariamente en promedio 350 g de hidratos de carbono. El 60% viene en forma de almidón(cereales, tubérculos). El 30% se ingiere como sacarosa (azúcar de caña), disacárido compuesto por glucosa yfructosa. El 10% de los glúcidos de la dieta viene como lactosa, disacárido de la leche compuesto por glucosa y

galactosa. La glucosa libre se ingiere en un porcentaje muy bajo: 3%.

La digestión del almidón comienza en la boca, con la amilasa salival (ptialina salival), cuyo efecto, en realidad,carece de importancia. Después, los glúcidos no sufren ningún cambio, hasta que se encuentran en el duodenocon el jugo pancreático. La amilasa pancreática realiza casi todo el trabajo de digestión de los carbohidratos;el producto final lo constituyen la maltosa (disacárido), la maltotriosa y las dextrinas. Los carbohidratos que seingieren como disacáridos (sacarosa y maltosa) antes de ser absorbidos son transformados en monosacáridos porenzimas que se encuentran en la membrana de las células intestinales (disacaridasas).

La maltasa desdobla la maltosa a dos moléculas de glucosa. La sacarasa desdobla la sacarosa a glucosa y fructosa,y la lactasa desdobla la lactosa a glucosa y galactosa. Por lo tanto, los productos finales de la digestión de los

carbohidratos son 3 monosacáridos: glucosa, galactosa y fructosa.



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4Cuadro resumen de las principales enzimas digestivas

Origen Enzima Sustrato Productos

Glándulas Salivales Amilasa Salival Almidón Maltosa y Maltotriosa

Glándulas Linguales Lipasa Lingual Triglicéridos Ac. Grasos

Estómago Pepsina (pepsinógeno) Proteínas y polipéptidos Péptidos

Páncreas Tripsina (tripsinógeno)

Quimotripsinas(quimitripsinógeno)

Carboxipeptidasa

(procarboxipeptidas)

Lipasa Pancreática

Amilasa Pancreática

Ribonucleasa

Desoxirribonucleasa

Fosfolipasa

Quimotripsinógeno

Procarboxipeptidasa

Proteínas y Polipéptidos

Proteínas y Polipéptidos

Triglicéridos

Almidón

ARN

ADN

Fosfolípidos

Quimotripsina

Carboxipeptidasa

Péptidos

Péptidos

Ác. Grasos y Monoglicéridos

Maltosa y Maltotriosa

Nucleótidos

Nucleótidos

Ác. Grasos y fosfolípidos

Mucosa Intestinal Enterocinasa

Aminopeptidasa

Dipeptidasa

Lactasa

Sacarasa

Maltasa

Nucleasas

Tripsinógeno

Polipéptidos y péptidos

Dipéptidos

Lactosa

Sacarosa

Maltosa

ADN - ARN

Tripsina

Péptidos

Aminoácidos

Galactosa y Glucosa

Fructosa y Glucosa

Glucosas

Pentosas, bases nitrogenadasgrupos fosfatos

Citoplasma célulasde la Mucosa

Peptidasas Tetrapéptidos Di, Tri y Polipéptidos Aminoácidos

7.5 Digestión mecánica En el intestino delgado se presentan dos tipos de movimientos:

a. Peristaltismo

Estos movimientos mueven el quilo a lo largo del intestino mediante una onda de contracción anular viajera querecorre desde proximal a distal a todo el intestino delgado. Se inicia cuando el quilo distiende la pared del intestinorelajando la musculatura lisa. Esto provoca una respuesta refleja llamada reflejo mioentérico.



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b. Segmentación

Corresponden a contracciones que se producen en diversos segmentos intestinales simultáneamente. Con estosmovimientos el quilo es obligado a tomar contacto con los jugos intestinales y con la mucosa, favoreciendo la

digestión y absorción del alimento.

Una segmentación se inicia con las contracciones de las fibras musculares circulares en una porción del intestino,acción que constriñe al sector en segmentos. Luego, se contraen las fibras musculares que rodean la porcióncentral de cada segmento, generando una nueva división. Por último, se relajan las fibras que se contrajeron enprimer lugar y cada segmento pequeño se une con el adyacente, de modo que se forman de nuevo los segmentosgrandes. Al repetirse esta sucesión de fenómenos, el quimo se desplaza hacia delante y hacia atrás. Estascontracciones son similares a comprimir de manera alternada la porción central y luego los extremos de un tubode pasta de dientes cerrado.

Quimo Segmento de intestinocontraído

Segmento de intestinorelajado

Comienza otra serie decontracciones El quimo se mezcla

El quimo se mezcla completamente a medida que continúa la segmentación

7.6 Absorción

Es el último paso que deben sufrir los alimentos al ser ingeridos. Consiste en el paso de moléculas simples através de la pared intestinal, ya sea hacia la sangre o hacia la circulación linfática.

a. Proteínas

La mayoría de las proteínas se absorben bajo la forma de aminoácidos a través de las células intestinales mediante

un mecanismo activo dependiente de Na+. Esto ocurre principalmente a nivel del duodeno y en la parte alta delyeyuno.

Los aminoácidos salen de dichas células por difusión y pasan a los capilares de las vellosidades. Desde ahí sontransportados al hígado, a través del sistema porta hepático.

b. Hidratos de carbono (glúcidos)

Todos los hidratos de carbono se absorben bajo la forma de azúcares simples (monosacáridos), utilizandolos mecanismos de difusión facilitada o transporte activo. La absorción de glucosa y galactosa se efectúa por

transporte activo secundario acoplado al transporte de Na+. La fructosa, en cambio, se transporta por difusiónfacilitada. Luego los monosacáridos salen de las células epiteliales mediante difusión facilitada y entran en loscapilares de las vellosidades, siguiendo el mismo camino que los aminoácidos.



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4c. Grasas

En la absorción de las grasas son importantes las sales biliares. Ellas van a formar conglomerados, llamadosmicelas, en cuyo interior se transportan los lípidos (ácidos grasos de cadena larga y monoglicéridos), hasta

ponerlos en contacto con las microvellosidades para su absorción.

La absorción se produce a nivel de duodeno y yeyuno. En el interior de las células de absorción, los ácidos grasos seunen al colesterol y proteínas, para formar los quilomicrones que corresponden a una monocapa de fosfolípidosen cuyo interior se encuentran los productos de la digesión de los lípidos. Ellos son absorbidos, posteriormente,hacia la circulación linfática para incorporarse a la sangre a nivel de la vena subclavia izquierda.

La reducida proporción de ácidos grasos de cadena corta (con menos de 10 átomos de carbono) de los alimentospasan a las células epiteliales por difusión simple, siguiendo el mismo trayecto que siguen los monosacáridos yaminoácidos hacia los capilares de las vellosidades.

d. Agua

El adulto ingiere más o menos 2.000 mL. de H2O diarios. Además existe secreción endógena por diferentes órganos.

Órganos Tipo de secreción Secreción diaria

Glándulas salivales Saliva 1.500 mL

Estómago Jugo Gástrico 2.000 – 2.500 mL

Hígado Bilis 500 mL

Páncreas Jugo Pancreático 1.500 mL

Intestino Jugo Intestinal 1.000 mL

En total, ingresan 9 lts de H2O al intestino. Como por las heces solo se eliminan 200 mL, los 8.8 L restantes debenser reabsorbidos. En el duodeno y yeyuno se absorben 5.5 L, en cambio, en el íleon, se absorben 2 L.

e. Electrolitos

Existen diferencias anatómicas entre el intestino delgado proximal y el distal (íleon), que explican el transportede diversas sustancias. El radio eficaz del poro del yeyuno es relativamente mayor que el del Na+ y agua, con loque pueden penetrar libremente a través de los canales acuosos de la membrana. La glucosa, al ser transportadaactivamente a través de la mucosa, crea un gradiente osmótico, con lo que existe un flujo de agua en este sentido,arrastrando secundariamente al Na+. En el íleon y colon el tamaño del poro es mucho menor. Como consecuencia,el Na+ penetra en la célula en virtud de un mecanismo de transporte activo. En el intestino delgado proximal elpotasio es absorbido probablemente por un proceso pasivo, mientras que es secretado en el íleon terminal y colonen virtud de un gradiente electroquímico.

• Absorción del calcio: Del 30% al 80% del calcio ingerido es absorbido. El transporte activo de Ca2+ ocurreprincipalmente en la parte superior del intestino delgado. El regulador primario de este proceso es el 1,25 –

dihidroxicolecalciferol, el metabolito activo de la vitamina D producida en el riñón.

• Absorción del hierro: El hierro debe estar en estado ferroso (Fe2+) para ser absorbido, pero la mayor partedel hierro ingerido está en estado férrico (Fe3+). Las secreciones gástricas que disuelven el hierro proveen



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un medio favorable para su reducción a la forma ferrosa. La mayor parte de la absorción ocurre en la partesuperior del intestino delgado. Así, la cantidad de hierro absorbida varía normalmente entre 3% y 6% de lacantidad ingerida.

Mecanismos de absorción de nutrientes en el intestino delgado

Interior del intestino delgadoCélulas epitelialesde la vellosidad

Vasos de lavellosidad intestinal

MonosacáridosGlucosa y galactosa

Fructosa

Aminoácidos

Ácidos grasosde cadena corta

Ácidos grasosde cadena larga

Glicerol


Transporte activosecundario con Na+


Transporte activo otransportesecundario con Na+

Transporte activoo secundario con H+

Difusión simple

Difusión simple

Aminoácidos

Sangre Linfa

Microvellosidades




Difusión simple

Quilomicrones Difusión simple

Tripéptidos

Dipéptidos

Micela

f. Absorción de vitaminas

La absorción de vitaminas hidrosolubles, entre ellas casi todas del complejo B y la vitamina C, es rápida y ocurrepor difusión simple. Sin embargo, la vitamina B

12 es absorbida en el íleon gracias al factor intrínseco, mediante

transporte activo.

En cambio, las vitaminas liposolubles (A, D, E, K) se absorben en conjunto con las grasas.



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48. Intestino grueso

Músculoscircularescontraídos

Músculoslongitudinalescontraídos


Músculoslongitudinalescontraídos


Es un tubo muscular ubicado a continuación del íleon. Presenta un lumen mayor que el intestino delgado y su

diámetro no es constante, pues presenta unos abollonamientos llamados haustros. Está constituido por lassiguientes partes: ciego, colon, recto y conducto anal.

El ciego es la porción inicial del colon, tiene la forma de un saco y de él pende una prolongación delgada comoun dedo de guante llamada apéndice vermiforme, que constituye un órgano vestigial, que corresponde a un

vestigio evolutivo que muestra que en los primeros homínidos el tubo digestivo era más largo, propio de losanimales herbívoros. Es más largo para poder digerir con mayor superficie a los vegetales.

El extremo abierto del ciego se continúa con un largo conducto denominado colon, que se divide en porcionesascendentes (colon ascendente), transversa (colon transverso), descendente (colon descendente) y sigmoide(colon sigmoideo). Este último desemboca en el recto, que es la porción terminal del tubo digestivo.

El recto conforma los últimos 20 cm del tubo digestivo. La apertura de este conducto al exterior, el ano,presenta un esfínter interno de músculo liso involuntario y otro externo de músculo esquelético voluntario.

8.1 Histología

• La capa mucosa, a este nivel, es aplanada, con una supercie de absorción pequeña. El epitelio contiene

principalmente células de absorción y caliciformes. Estas últimas se encargan de secretar moco quelubrica el paso del contenido del colon.

• La capa muscular está formada por dos capas musculares, una circular interna y una longitudinal externa,

que a diferencia del resto del tubo digestivo, se concentra en bandas o cintas musculares llamadas tenias.La contracción de las tenias hace que el colon se convierta en una sucesión de bolsas, conocidas comohaustros.

• La capa externa está formada por la serosa peritoneal.

8.2 Digestión mecánica

La válvula ileocecal, que comunica el intestino delgado con el ciego (porción inicial del intestino grueso),

se encuentra normalmente cerrada. Cada vez que una onda peristáltica llega hasta ella, se abre levementepermitiendo que escurra hacia el ciego algo del contenido ileal. Los movimientos del colon incluyen lascontracciones de segmentación y las ondas peristálticas, como las que se presentan en el intestino delgado.Las contracciones de segmentación mezclan el contenido del colon y exponen más el contenido a la mucosa,facilitando la absorción.



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er s i t a r i o s


Las ondas peristálticas empujan el contenido hacia el recto, aunque algunas veces se observa una débilantiperistaltis. Un tercer tipo de contracción, que ocurre solo en el colon, es la contracción por acciónmasiva. Estas contracciones comienzan en la porción media del colon transverso, desplazando el contenidodel colon hacia el recto. Estos movimientos sirven para vaciar el colon rápidamente, constituyendo la fuerza

predominante de contracción durante la defecación.

8.3 Digestión química

La etapa final de la digestión ocurre en el colon por la acción de diversas bacterias presentes en su interior.Estas bacterias, que en conjunto se denominan flora bacteriana, fermentan los hidratos de carbono residualesy liberan hidrógeno, dióxido de carbono y metano. Por otro lado, las bacterias convierten las proteínas residualesen aminoácidos, los cuales se degradan en sustancias más sencillas: indol, escatol, sulfuro de hidrógeno y ácidosgrasos. Una parte de los dos primeros se elimina con las heces y contribuye al olor característico de estas, mientrasque el resto absorbe y transporta al hígado. Además las bacterias descomponen la bilirrubina en pigmentos más

sencillos, que les confieren el color característico a las heces. Por último, las bacterias son capaces de sintetizarlas vitaminas del complejo B y la vitamina K.

8.4 Absorción en el colon

La absorción principal del colon es la absorción de agua, electrolitos (Na+, K +) y algunas vitaminas, con laconsiguiente deserción de su contenido. Esto lleva a la formación de 150 gr de heces sólidas diariamente, las cualesquímicamente están formadas de agua, sales inorgánicas, bacterias, productos de la descomposición bacteriana,materiales digeridos y no absorbidos, partes no digeribles de los alimentos (por ejemplo, celulosa), entre otros.

8.5 Reflejo de defecación

El peristaltismo masivo (contracción por acción masiva) empuja las heces del colon sigmoideo al recto. Ladistensión de la pared rectal estimula receptores de estiramiento, dando inicio a un reflejo conocido como reflejode defecación, con el cual se vacía el contenido del recto al ano.

9. Rol de la insulina en la regulación de la glicemia

9.1 Origen y estructura

El páncreas es una glándula de secreción mixta, compuesta por dos tipos principales de tejidos: 1) los acinos,que secretan jugos digestivos y 2) los islotes de Langerhans que secretan insulina, glucagón y somatostatina directamente a la sangre. Este órgano en el ser humano tiene de uno a dos millones de islotes de Langerhans,compuestos por tres tipos principales de células, α, β y γ. Las células β constituyen el 60% y son las queproducen y secretan Insulina. La Insulina es un polipéptido constituido por dos cadenas: A y B, la primeraformada por 21 aminoácidos, y en tanto que la segunda por 30. Estas se encuentran conectadas por trespuentes disulfuros de ubicación invariable. Entre las especies existen diferencias menores en la composición deaminoácidos de la molécula, la insulina porcina difiere en un solo aminoácido, en tanto la bovina en tres; estas

fueron usadas en la terapéutica de la Diabetes Mellitus durante mucho tiempo.



188

C P E C H


c a p í t u l o

49.2 Biosíntesis, secreción y regulación

El gen que codifica la Insulina se encuentra en el brazo corto del cromosoma 11. Esta se sintetiza en el retículoendoplasmático de las células β como preprohormona. La preproinsulina contiene un péptido señal constituido

por 23 aminoácidos, el cual es retirado al ingresar al retículo endoplasmático; enseguida la molécula se pliegay se producen los enlaces bisulfuro para formar la proinsulina; esta es transportada al aparato de Golgi dondetiene lugar la proteólisis y el empaquetamiento en gránulos secretores. El péptido conector (péptido C) es el queune las cadenas, facilita el plegamiento y es retirado una vez dentro del gránulo.

El estimulador aislado más importante de la secreción de insulina es la glucosa.

9.3 Regulación de la insulina

La regulación de la secreción de la insulina está controlada principalmente por una relación de retroalimentación

con el aporte de nutrientes. Cuando el aporte de los mismos es abundante se segrega Insulina en respuesta a sullegada; y esto tiene como fin la utilización de los mismos, conservando los endógenos. La molécula reguladorafundamental es la glucosa, (glicemia normal: 80-100 mg/dL), con concentraciones plasmáticas de 50 mg/dL nose segrega nada de Insulina, mientras que con una concentración de 250 mg/dL la degranulación es máxima.

La secreción de Insulina es pulsátil y bifásica. Ante una breve exposición de las células β a la glucosa se produceuna liberación rápida pero pasajera, sin embargo si la exposición es continua se produce una liberación de losgránulos prefabricados y posteriormente una síntesis “de novo”.

PáncreasIslote de Langerhans

Célula beta

Vaso sanguíneo

Insulina

Glucosa

Fibra muscular

Fuente: http://2.bp.blogspot.com

Otros reguladores menos importantes son los aminoácidos, parte de los cuales actúan sinérgicamente con laglucosa; los lípidos, que apenas contribuyen, y algunas hormonas.

Después de una comida rica en carbohidratos, se provoca una rápida secreción de insulina, que causa captación,utilización y almacenamiento de glucosa por casi todos los tejidos del cuerpo, en especial el hígado, y elmúsculo.



189


er s i t a r i o s


9.4 Efecto de la insulina en el músculo

El músculo en condiciones de reposo no depende de glucosa para obtener energía, sino de los ácidos grasos.

Los efectos de la Insulina sobre el músculo son la captación de glucosa en altas concentraciones y sualmacenamiento como glucógeno.

9.5 Efectos de la insulina en el hígado

Uno de los principales efectos a nivel hepático de la insulina es promover la captación de glucosa y elalmacenamiento en forma de glucógeno. Esto comprende varias etapas simultáneas:

• La insulina inactiva a la fosforilasa hepática, principal enzima que degrada glucógeno a glucosa.• Facilita la entrada de glucosa a los hepatocitos por aumento de la actividad de la glucokinasa.

• Promueve la síntesis de glucógeno por inducción de la glucógeno sintetasa• Inhibición de la glucosa-6 -fosfatasa.

Una vez que ha concluido la comida y el nivel de glucosa comienza a descender se producen variosacontecimientos.

La disminución de insulina, junto con el aumento de glucagón producen que el hígado capte la glucosa cuando seencuentra en grandes cantidades en la sangre por efecto de la Insulina y la devuelve cuando las concentracionesson muy bajas, por efecto del glucagón. Habitualmente el 60% de la glucosa se almacena en este órganocomo glucógeno, constituyendo el mismo el principal reservorio de este carbohidrato en el organismo (100 gaproximadamente).

Podemos generalizar que:

• La insulina es una hormona hipoglicemiante. • Promueve la captación de la glucosa en todas las células del organismo, excepto: las células del

encéfalo que son normalmente permeables a la glucosa y son capaces de utilizarla en ausencia de la

insulina.• Induce el almacenamiento de glucosa en forma de glucógeno en las bras musculares y en el

hepatocito.• Facilita la difusión de glucosa al citosol de los adipocitos y miocitos.

9.6 Otros efectos de la insulina

Mas allá de que la principal función de la insulina es regular la glicemia, es pertinente mencionar otros efectos:

• Estimula el almacenamiento de las grasas. (acción lipogénica), facilitando su transferencia a los adipocitos.

• Inhibe la lipólisis de los triglicéridos almacenados al actuar sobre la lipasa hormona sensible.

• Potente acción anti-cetogénica al disminuir la β - oxidación de ácidos grasos• Promueve el anabolismo proteico, inhibiendo el catabolismo.

• Regulación plasmática de cationes y aniones (K +, fosfato, Mg2+)• Promueve el crecimiento, por su efecto anabólico a nivel proteico y actuando en forma sinérgica con la

hormona de crecimiento (GH).



190

C P E C H


c a p í t u l o

410. Rol del glucagón en la regulación de la glicemia

El glucagón, hormona secretada por las células de los islotes de Langerhans, es un péptido de cadena única.El gen de este péptido dirige la síntesis de una preprohormona la cual es procesado a una prohormona, que se

convierte posteriormente en glucagón.

10.1 Síntesis, secreción y regulación

El glucagón sintetizado en su mayor parte por la células a de los islotes pancreáticos, es un polipéptidode cadena sencilla, formado por 29 aminoácidos. Se sintetiza como un precursor pro-glucagón muchomás grande. En contraposición a la insulina, la síntesis y secreción del glucagón es estimulada porlas bajas concentraciones de glucosa e inhibida cuando esta se encuentra elevada. La insulina, adiferencia de la hipoglicemia, actúa a nivel paracrino como un potente inhibidor de la liberación deesta hormona. El glucagón circula en el plasma en forma libre, puesto que no se une a proteínas por

esto su vida media es muy corta, 5 minutos. Por ultimo, los ácidos grasos libres, son supresores de lasegregación del glucagón, mientras que un descenso brusco de sus valores plasmáticos la estimulan.

10.2 Efectos del glucagón sobre el metabolismo de los hidratos de carbono

En casi todos sus aspectos, las acciones del glucagón son opuestas a la de la insulina.

• Favorece la movilización de la glucosa más que su almacenamiento, siendo su acción hiperglicemiante .• Ejerce un efecto glucogenolítico inmediato e intenso a través de la activación de la glucógeno-fosforilasa

hepática.

• Impide la síntesis “de novo” de glucógeno a partir de moléculas fosforiladas de glucosa, al inhibir la glucógeno-sintetasa.

• Estimula la gluconeogéneis al aumentar la tasa de captación de aminoácidos por los hepatocitos.

10.3 Otros efectos del glucagón

La mayoría de los restantes efectos del Glucagón, aparecen solo cuando su concentración se eleva muy porencima del máximo que normalmente se encuentra en la sangre, entre los más importantes se ubican:

• Activación de la lipasa del adipocito, de este modo se eleva la cantidad de ácidos grasos en sangre

• Inhibe el almacenamiento de triglicéridos en el hígado

• Aumenta la fuerza de contracción del corazón

• Favorece la secreción biliar

• Inhibe la secreción gástrica

11. Enfermedades del aparato digestivo

a. Úlcera gástrica

El estómago posee capas gruesas debido a la existencia del ácido clorhídrico que rodea su interior, debido a

tensiones o preocupaciones psicológicas, el jugo gástrico aumenta su acidez y rompe y perfora el estómago. Esnecesario señalar que esta lesión puede ocurrir en otras porciones del tubo, como en el duodeno (úlcera duodenal).



191


er s i t a r i o s


b. Reflujo

El estómago presenta un esfínter inicial, el cardias, el cual está cerrado normalmente. En algunas circunstanciasqueda semiabierto y el contenido gástrico se devuelve hacia el esófago y la cavidad bucal, el jugo gástrico ácido

puede provocar irritaciones en dichas porciones.

c. Cálculos biliares

Dependen principalmente de un producto graso de desecho, el colesterol, normalmente excretado en la bilis.Este se concentra en la vesícula biliar formando cristales que precipitan, los cuales pueden obstruir la salida de la

vesícula o los conductos de excreción.

d. Apendicitis

Se desconoce la causa principal de esta inflamación, pero constituye una infección bacteriana del apéndice vermiforme, una estructura ubicada al inicio del colon ascendente en forma de dedo de no más de 3 cms de largo.Su tratamiento es la extirpación de dicha estructura, ya que puede llegar a romperse vertiendo las bacterias en lacavidad peritoneal, cuadro clínico denominado peritonitis, que puede derivar en una septicemia conducente a lamuerte.



192

C P E C H


c a p í t u l o

4

Actividades

1. Enumera 5 funciones del hígado.

2. Con los conocimientos adquiridos en tu curso de biología y en el texto del alumno, explica las siguientes alteraciones

que se producen en el cirrótico que tiene un daño hepático severo por el alcohol.

a. Edema.

b. Tendencia a los hematomas y sangramientos.

c. En los hombres disminución del vello corporal y feminización de algunos caracteres.

d. Diarrea e intolerancia a comidas grasas.

3. Verdadero o Falso.

a. _____ La bilis provoca degradación enzimática de las grasas al formar micelas.

b. _____ El quimo ácido es transformado en Quilo por cambio de pH y digestión de los nutrientes a nivel intestinal.

c. _____ La parótida es una glándula exocrina que secreta saliva mucosa.

d. _____ La CCK estimula la síntesis de bilis.

e. _____ La secretina estimula la secreción de jugo intestinal.

f. _____ El páncreas secreta enzimas inactivas.

g. _____ La motilidad del intestino grueso es peristáltica, de segmentación y de contracción masiva.

4. Completa el siguiente cuadro.

Variables Boca Estómago Páncreas Intestino Bilis

Tipo de secreción

Enzimas

Composición



193


er s i t a r i o s


Actividades

A partir del siguiente gráfico explica el comportamiento del nivel de glucosa luego de una comida que contiene carbohidratos.

Comida con carbohidratos

Glucosa

Insulina

Glucagón

Tiempo (min)

p g / m L

U

/ m L

m g / d L 120

120

120

120 180 240

100

100

110

90

-60 60

80

80

40

0

0

A partir del siguiente gráfico explica el comportamiento del nivel de glucosa, insulina y glucagón en dos clases de personas, uno diabético tipo

I ( ∆ ) y otro que presenta intolerancia a la glucosa ( ο ) luego de una comida que contiene carbohidratos.

Comida con carbohidratos

Glucosa

Insulina

Glucagón p g / m L

μ

U / m L

m g / d L

400

100

300

125

75

150

100

200

150

50

0

100

0

Tiempo (min)

120 180 240-60 600

Diabetes mellitus tipo II Intolerancia a la Glucosa



194

C P E C H


c a p í t u l o

4

1. Alimentación: Es el acto de proporcionar al cuerpo alimentos e ingerirlos, es un proceso consciente y voluntario.

2. Nutrición: Es el conjunto de procesos fisiológicos por los cuales el organismo recibe, transforma yutiliza las sustancias químicas contenidas en los alimentos.

3. Absorción: Es el paso de los alimentos ya degradados al torrente circulatorio y linfa.

4. Digestión mecánica: Ddesdoblamiento por medios físicos de los alimentos a moléculas más pequeñas.

5. Digestión química: Desdoblamiento por medios químicos de los alimentos a moléculas más pequeñasque pueden absorber y utilizar las células corporales.

6. Egestión: Es la eliminación de los residuos no digeribles.

7. Bolo alimenticio: Masa redondeada y suave, por lo regular de alimento, que se deglute.

8. Quilo: Líquido lechoso que se encuentra en el intestino delgado después de la digestión.

9. Quimo: Mezcla semilíquida de comida parcialmente digerida y secreciones digestivas que se encuentranen el estómago y el intestino delgado durante la digestión de los alimentos.

10. Flora bacteriana: Bacterias presentes en el interior del intestino grueso, fermentan los hidratos de car-bono residuales y liberan hidrógeno, dióxido de carbono, metano, convierten las proteínas residuales enaminoácidos y son capaces de sintetizar vitaminas del complejo B y vitamina K.




195


er s i t a r i o s


P r i n c i p a l e s

P a r i e t a l e s

E n t e r o e n d o c

r i n a s

E n d o c r i n o

d i f u s o

G l a n d u l a r

C é l u l a

T e j i d o

E s t ó m a g o

Ó r g a n o

H í g a d o

P á n c r e a s

I n t e s t i n o

S i s t e m a

O r g a n i s m o

c o n s i s t e n e n . . .

q u e c o r r e s p o n d e n a . . .

D i g e s t i v o

D i g e s t i ó n

c u m p l e c o n l a . . .

f o r m a d o p o r . . .

G l á n d u l a s

a n e x a s

A p a r a t o

d i g e s t i v o

• G l á n d u l a s s a l i v a l e s

•

H í g a d o

• P á n c r e a s

c o n t r i b u y e n c o n . . .

L a s e c r e c i ó n d e

d

i v e r s a s s u s t a n c i a s

c o m o e n z i m a s ,

b i c a r b o n a t o , m u c u s ,

d e s e c h o s , e t c .

F í s i c a d e

t i p o . . .

Q u í m i c a

S e p a r a c i ó n d e l

a l i m e n t o p o r

d i s o l u c i ó n ,

d e s n a t u r a l i z a c i ó n ,

e m u l s i ó n , m

a s t i c a c i ó n

R o m p i m i e n t o d e

e n l a c e s q u í m i c o s

p o r a c c i ó n d e l a s

e n z i m a s

f o r m

a d o p o r . . .

C a v i d a d b u c a l

L u g a r d e e n t r a d a p a r a e l a l i m e n t o .

P r i n c i p a -

l e s p r o c e s o s : l a m a s t i c a c i ó n y l a m e z c l a c o n

l a s a l i v a ( a m i l a s a s a l i v a l ) , i n

i c i á n d o s e l a

d i g e s t i ó n d e l a l m i d ó n .

F a r i n g e

C o n d u c t o m u s c u l a r q u e s i r v e c o m o v í a d e

p a s o p a r a e l a l i m e n t o .

T a m b i é n

e s v í a p a r a

e l a i r e .

E s ó f a g o

C o n d u c t o

m u s c u l a r q u e c o n d

u c e e l b o l o

h a c i a e l e s t ó m a g o .

N o p r o d u c e

e n z i m a s .

E s t ó m a g o

Ó r g a n o e m i n e n t e m e n t e m u s c u l a r q u e t r a n s -

f o r m a e l b o l o e n q u i m o .

S e i n i c i a l a d i g e s t i ó n

d e l a s p r o t e í n a s .

I n t e s t i n o d e l g a d o

Ó r g a n o e n c a r g a d o d e fi n a l i z a r

e l p r o c e s o d e

d i g e s t i ó n p a r a c o n t i n u a r c o n l a a b s o r c i ó n .

S e v i e r t e n

l a s s e c r e c i o n e s p a

n c r e á t i c a s y

h e p á t i c a s .

I n t e s t i n o g r u e s o

A b s o r c i ó n d e s u s t a n c i a s c o m o

a g u a , s o d i o ,

y a l g u n a s v i t a m i n a s d e l g r u p o B

p r o c e d e n t e s

d e l m e t a b o l i s m o d e l a s b a c t e r i a

s c ó l i c a s .

S e c r e c i ó n d e m u c u s c u y a f u n c i ó

n e s p r o t e g e r

l a m u c o s a d e l o s r e s i d u o s á c i d o

s q u e e x i s t e n

e n l a s h e c e s .

a m i l a s a s

p e p s i n a

l i p a s a

e t c .

p o r e j e m p l o . . .

S í n t e s i s

d e

c o n t e n i d o s



196

C P E C H


c a p í t u l o

4EJERCICIOS


1. “Secreción digestiva que carece de enzimas yque, en cambio, posee sustancias destinadas aser excretadas. Juega, además, un importantepapel en la digestion de las grasas”. Estadescripción se refiere a

A) quilo.

B) pigmentos biliares.C) sales Biliares.D) colesterol.E) bilis.

Correcta: E.Habilidad: Reconocimiento.

Defensa: La bilis es la secreción digestiva que, a pesar de

carecer de enzimas, cumple un rol importante en la digestión

de las grasas, gracias a sus ácidos y sales biliares.

2. Si extirpamos la vesícula biliar de un animal delaboratorio, observaremos que se dificulta engran medida la

I) digestión de las grasas.II) absorción de vitaminas liposolubles.III) absorción de ácidos grasos.

A) Solo lB) Solo lIC) Solo lllD) Solo I y II

E) l, ll, lll

Correcta: E.Habilidad: Aplicación.

Defensa: En estas condiciones menos concentrada, dificulta

todas las funciones planteadas.

3. La tripsina y la aminopeptidasa son enzimas queactúan en el intestino delgado, ambas tienen encomún

I) su naturaleza proteica.II) el sitio de acción catalítica.III) ser activas a un pH ácido.

A) Solo lB) Solo llC) Solo IIID) Solo l y llE) Solo ll y lll

Correcta: A.Habilidad: Recomprensión.

Defensa: Ambas son enzimas, o sea, de naturaleza proteica y

actúan en el duodeno a un pH ligeramente básico (8-9). Además

solo la tripsina resulta de la activación por enteroquinasa; la

aminopeptidasa, en cambio, se produce activa.

4. Sobre las glándulas anexas al tubo digestivo escorrecto afirmar que

I) la bilis facilita la absorción de las vitaminashidrosolubles.

II) el hígado secreta un jugo gástrico rico enenzimas.

III) la vesicula biliar almacena la bilis producidaen el hígado.

A) Solo IB) Solo IIC) Solo IIID) Solo I y IIIE) Solo II y III

Correcta: C.Habilidad: Reconocimiento.

Defensa: La vesícula biliar tiene por función almacenar,

concentrar y liberar la bilis cuando sea necesario.



197


er s i t a r i o s


EJERCICIOS

5. Las sales biliares actúan sobre los lípidos

I) emulsionándolos.II) favoreciendo la absorción intestinal de los

lípidos.III) favoreciendo la acción de las enzimas sobre

los lípidos.

A) Solo IB) Solo IIIC) Solo I y IID) Solo II y IIIE) I, II y III

Correcta: E.Habilidad: Reconocimiento.

Defensa: La bilis tiene por función emulsionar las grasas para

que las enzimas de los jugos digestivos de intestino delgado

puedan actuar sobre ellas y así favorecen la absorción de estos.


1. La digestión mecánica y química de los lípidosque penetran al sistema digestivo se realiza por

I) el jugo pancreático.II) el jugo biliarIII) la linfa.

A) Solo l

B) Solo llC) Solo IIID) Solo l y llE) l, ll y lll

2. ¿Cuál(es) de los siguientes trastornos podríasufrir una persona a la cual se la ha debidoextraer el estómago por sufrir un cáncer gástrico?

I) Anemia perniciosa.II) Mala absorción de lípidos.III) Deshidratación.

A) Solo lB) Solo llC) Solo lllD) Solo l y llE) Solo ll y lll

3. A un animal experimental recién alimentadose le inhibe químicamente su funcionalidadlinfática a nivel de las vellosidades intestinales.¿Qué acontecimiento(s) se podría(n) observar alcabo de algunas horas?

A) Pérdida notable de las defensas orgánicas.B) Gran eliminación de glucosa en hecesfecales.

C) Heces con un contenido elevado dematerias grasas.

D) Una disminución proporcional de la volemia.

E) Alto contenido nutricional eliminado porlas heces.

4. La mayor absorción de agua en el tracto digetivo

se produce en

A) el estómago.B) el intestino grueso.C) el intestino delgado.D) el recto.E) la boca.



198

C P E C H


c a p í t u l o

4EJERCICIOS

5. ¿Cuál de los siguientes carbohidratos NO necesita digestión previa para ser absorbido?

A) MaltosaB) GlucosaC) SacarosaD) Lactosa

E) Almidón




3 C A p l i c a c i ó n






SISTEMA

CIRCULATORIO

Capítulo 5


Explicar la constitución de la sangre y las funcionesque realiza.

Describir las principales características celulares delos glóbulos rojos, globulos blancos y plaquetas.

Conocer y comprender la anatomía y fisiología delaparato cardiovascular.

Explicar el funcionamiento eléctrico del corazón.

Determinar las principales características de losvasos sanguíneos en el marco de la circulación.

Conocer la anatomía y fisiología del sistemalinfático.



200

C P E C H


c a p í t u l o

5

Venas yugulares: Llevan sangre desdela cabeza al corazón.

Vena cava superior: Recibe sangre desdela parte superior del cuerpo y la conduceal corazón.

Venas pulmonares: Llevan sangre ricaen O

2 desde los pulmones al corazón.

Vena cava inferior: Recibe sangredesde los órganos abdominales y delas extremidades inferiores.

Vena Ilíaca: Recibe sangre desdeórganos pélvicos.

Vena femoral: Recibe sangre desdeextremidades inferiores.

Arteria carótida: Conduce sangre ala cabeza

Aorta ascendente: Conduce sangrerica en O2

desde el corazón.

Arteria pulmonar: Conduce sangrerica en CO

2 desde el corazón al

pulmón.

Arterias coronarias: Conducensangre a la pared del corazón.

Arteria braquial: Lleva sangre a losmiembros superiores.

Arteria renal: Rama de la aorta que

entrega sangre a los riñones.

Aorta abdominal: Lleva sangre a losórganos del abdomen.

Arteria ilíaca: Lleva sangre a losórganos pélvicos.

Arteria femoral: Conduce sangre a lasextremidades inferiores.

Vena porta hepática: Conduce sangrerica en nutrientes desde el duodeno alhígado.

Vena renal: Vena que saca sangre de

los riñones y la lleva a la vena cavainferior.

Sistema cardiovascular

Los procesos metabólicos de toda célula necesitan el constante aporte de sustancias nutritivas y oxígeno. Almismo tiempo se requiere la eliminación constante de productos metabólicos tales como CO2, urea, ácido úrico,etc., para evitar una intoxicación.

En vegetales y animales inferiores que viven en contacto directo con el medio ambiente líquido, los procesosde intercambio se llevan a cabo por simple difusión. Sin embargo, en vegetales y animales superiores, quepresentan un mayor grado de organización, los procesos de aprovisionamiento de sustancias nutricias, oxígenoy eliminación de desechos orgánicos, se llevan a cabo a través de un circuito interconectado de túbulos con

distintas características y diámetro. Estos hacen llegar a cada célula del organismo las cantidades necesariasde nutrientes y oxígeno y sacan de este los materiales de desecho. El sistema encargado de esta función es elcardiovascular.

Sistema circulatorio

Todos los organismos, ya sea unicelulares o multicelulares,necesitan un aporte continuo de sustancias (nutrientes,oxígeno, hormonas) o retirar sus desechos, función que cumpleprincipalmente el Sistema Cardiovascular.



201


er s i t a r i o s

Capítulo 5 Sistema circulatorio

Para facilitar su estudio, este sistema se puede dividir en tres grandes partes: la sangre, el corazón y los vasossanguíneos.

1. Sangre

La sangre es un tejido formado por una porción líquida y otra celular, que consiste en diversos tipos de célulasy fragmentos celulares.

1.1 Plasma sanguíneo

El plasma es la porción líquida de la sangre. Corresponde aproximadamente al 55% del volumen sanguíneototal (volemia).

El plasma sanguíneo está formado por un 90% de H2O y numerosas sustancias inorgánicas y orgánicas

disueltas:

Plasma sanguíneo

Proteínas

plasmáticas

( 7% )

Agua ( 91,5% )

Otros solutos

( 1,5% )

Albúminas (54%).Globulinas (38%).Fibrinógeno (7%).Otras proteínas (1%).

• Sales minerales: Na+, K + etc.• Nutrientes: Glucosa, aa, etc.• Gases disueltos: CO

2, N

2 etc.

• Sustancias reguladoras:Enzimas, hormonas, etc.

• Vitaminas.• Productos de desechos: Urea,

amoníaco, etc.

1.1.1 Proteínas plasmáticas

a. Albúmina

Transporta hormonas lipídicas en la sangre y se encarga de regular la presión osmótica (presión de agua).

b. Globulina

Existe un grupo de globulinas llamadas inmunoglobulinas o anticuerpos que actúan en el sistema inmunológico.

c. Fibrinógeno

Corresponde a la proteína de la coagulación sanguínea.



202

C P E C H


c a p í t u l o

5

Si una cierta cantidad de sangre se deja reposar algunos minutos se ve que en el fondo de untubo se forma un coágulo, y en la superficie se observa un líquido amarillento desprovisto defibrinógeno, el denominado suero.

Sabías que...

Actividades

1. ¿Por qué la sangre es considerada un tejido?

2. Completa las oraciones siguientes:

- La fase líquida de la sangre se denomina ______________ y la sólida ______________, que se encuentranincorporados en la fase líquida.

- El suero es la porción líquida de la sangre, que se caracteriza por la carencia de _______________.

3. ¿Cuál es la función general del sistema cardiovascular?

4. Nombra y caracteriza a las proteínas plasmáticas.

5. Averigua cómo es mantenida la sangre en los laboratorios para evitar su coagulación.

1.2 Elementos figurados

Forman parte de la porción sólida de lasangre, y constituyen aproximadamenteel 45% del volumen sanguíneo total.Existen tres tipos: glóbulos rojos,glóbulos blancos y plaquetas. Cada uno

de ellos tiene una estructura diferente ycumple una función determinada. Todoslos elementos figurados son fabricadosen la médula ósea, que corresponde a untejido que se encuentra al interior de loshuesos largos del cuerpo.

a. Glóbulos rojos, hematíes oeritrocitos

• Estructura: Su coloración es rojiza,por la presencia de un pigmentoproteico denominado hemoglobina. Su forma es la de un disco bicóncavo

médulaósea

glóbulos rojos

glóbulos blancos

plaquetas

linfocito

monocito

eosinófilo

basófilo

neutrófilo



203


er s i t a r i o s


de un diámetro aproximado de 7 a 8 micrones. Los eritrocitos maduros carecen de núcleo, mitocondrias y el retículo endoplasmático se encuentra muy reducido. Son ricos en hemoglobina, la cual ocupaaproximadamente el 33% del peso de un eritrocito (280 millones de moléculas).

hemo

molécula dehemoglobina

glóbulo rojo

Fuente: http://www.ferato.com

• Promedio de vida y número: Son los elementos figurados más abundantes de la sangre, alcanzandoaproximadamente un promedio de 5.400.000 por mm3 de sangre en el hombre y 4.800.000 en la mujer.Cuando los glóbulos salen de la médula ósea y penetran al torrente sanguíneo, normalmente circulandurante 120 días antes de ser destruidos. Los glóbulos rojos envejecen progresivamente, debido al desgaste

de sus procesos vitales. Esto trae consigo la fragilidad celular general, y por lo tanto, cuando pasan por elbazo, hígado o médula ósea roja son destruidos por fagocitosis.

El hematocrito es un exámen médico que permite determinar el porcentaje de glóbulos rojos en la sangre.Éste valor, para un hombre, tiene que estar entre un 40 a 45%, para una mujer debe estar entre un 36 a40%. Si una persona presenta un hematocrito muy bajo podríados inferir que presenta anemia, y si tieneun hematocrito demasiado alto podríamos inferir que presenta policitemia, donde la sangre se presentamuy viscosa y se dificulta su transporte por el torrente sanguíneo”

• Producción: El mecanismo de síntesis de glóbulos rojos es la Eritropoyesis, la cual en un individuo adulto

se realiza en la médula ósea roja de los huesos largos, costillas, pelvis, esternón, huesos del cráneo, en

vértebras y en la pelvis.

Hay factores que regulan la producción de glóbulos rojos, de tal forma que siempre hay un númeroadecuado de eritrocitos para proporcionar oxígeno suficiente a los tejidos. Cualquier situación que disminuyael oxígeno transportado a los tejidos, gatilla la producción de hematíes. Por ejemplo, anemias, grandesalturas, insuficiencia cardíaca prolongada y enfermedades pulmonares. Los ejemplos anteriormentenombrados tienen como factor común la hipoxia (disminución de la cantidad de oxígeno), siendo ella laresponsable del aumento en la producción de glóbulos rojos al estimular la activación de una hormonadenominada eritropoyetina (sintetizada en los riñones). La eritropoyetina, denominada también factorestimulante eritropoyético, actúa sobre la médula ósea roja estimulando la producción de glóbulos rojos.

• Función: La hemoglobina de los eritrocitos es una proteína compuesta por cuatro cadenas peptídicas (doscadenas alfa y dos cadenas beta), a la cual están unidos 4 átomos de hierro, cada uno en el centro deun compuesto orgánico llamado hem (pigmentos). La característica más importante de la molécula dehemoglobina es su capacidad para combinarse con oxígeno (O

2) en forma reversible formando un compuesto



204

C P E C H


c a p í t u l o

5inestable denominado oxihemoglobina a nivel pulmonar. Además se puede unir al CO

2 formandocarbaminohemoglobina, a nivel tisular (tejidos del cuerpo). La característica de ambos compuestos es queson inestables, lo que quiere decir que al variar las condiciones del medio pueden disociarse con facilidad. Elmonóxido de carbono (CO) también puede unirse a la hemoglobina, formando un compuesto más estable y,

por lo tanto, difícil de disociar, denominado carbohemoglobina o carboxihemoglobina. Así como el sitiode unión del O2 queda ocupado por el CO,

la hemoglobina queda imposibilitada paratransportar oxígeno y se produce el estadode anoxia, porque no llega oxígeno a lostejidos.

La hemoglobina de los glóbulos rojos enlos capilares alveolares (en los pulmones)se carga con oxígeno presente en el aireinspirado, gracias a que la afinidad de la

hemoglobina por el oxígeno, en este lugar,se encuentra alta. Del oxígeno que difundea la sangre el 97% se une a la hemoglobinaformando oxihemoglobina y el 3% restantese transporta disuelto en el plasma.

b. Glóbulos blancos o leucocitos

• Estructura: Son las unidadesmóviles de la sangre, poseen

núcleo, no tienen una formadefinida y son de un tamañoligeramente mayor que losglóbulos rojos.

• Promedio de vida y número:

Su número es menor al de losglóbulos rojos, entre 5.000 a7.000 por mm3 de sangre en unindividuo sano. Esta cantidad

varía cuando hay infección

(donde suele aumentar elnúmero de glóbulos blancos).Su promedio de vida varíade algunas horas duranteuna infección, a meses en unindividuo sano.

• Producción: Se producen en la médula ósea roja de huesos largos y planos.

• Función: Cumplen un importante papel en la defensa del organismo contra las diversas infeccionesproducidas por microorganismos. Cuando alguna bacteria u otro agente patógeno ingresa a nuestro

organismo se liberan ciertas sustancias químicas que tienen la facultad de atraer a los leucocitos. Estefenómeno se denomina quimiotaxis. Por otro lado, para que el leucocito logre llegar al lugar en que seestá multiplicando la bacteria, debe atravesar la pared de los vasos sanguíneos, por un proceso llamado diapedesis. Finalmente, los glóbulos blancos, en el lugar de infección, fagocitan el agente patógeno. Laacumulación de células muertas, glóbulos blancos y bacterias da lugar a los glóbulos de pus.

bacterias astilla

vasodilatación

glóbuloblanco

proteínasde defensacapilar

piel

HbCO2

Hb HbO2

HbO2

HbO2

Hb

aire

O2 O

2

O2

CO2

CO2

CO2

CO2

CO2

CO2

CO2

CO2

CO2

O2



205


er s i t a r i o s


Actividades

1. ¿Cuál es la importancia de la molécula de hemoglobina?

2. Explica brevemente el proceso de formación de glóbulos rojos, frente a condiciones de hipoxia.

3. Al perder el eritrocito las mitocondrias y el retículo endoplasmático, además del núcleo, ¿cómo obtiene este la energía para llevar a cabo su función?

4. Contesta Verdadero o Falso.

a. _____ Aglutinación sanguínea es sinónimo de coagulación sanguínea.

b. _____ La unión de monóxido de carbono y hemoglobina forma un compuesto altamente estable denominadocarbaminohemoglobina.

c. _____ La eritropoyetina es producida por el riñón, en forma inactiva.d. _____ Las personas que viven en regiones altiplánicas tienen menor cantidad de eritrocitos.e. _____ La hemoglobina es una molécula de estructura cuaternaria que lleva un átomo de hierro en el centro.

f. _____ Tanto oxihemoglobina como carbaminohemoglobina son compuestos altamente estables.

5. ¿Qué diferencia existe entre la carbaminohemoglobina y la carboxihemoglobina?

6. ¿Por qué en los glóbulos rojos maduros no se producen 38 moléculas de ATP a partir de una molécula de glucosa?

7. Completa el cuadro siguiente:

CaracterísticasGlóbulos rojos Glóbulos blancos Plaquetas

Células sanguíneas

8. La función principal de los glóbulos blancos es la defensa del organismo frente a agentes patógenos. Nombra y explicalas propiedades que los habilitan para desempeñar dicha función.



206

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c a p í t u l o

5c. Plaquetas o trombocitos

• Estructura: Son los elementos figurados más pequeños. Miden sólo 2 a 4 micrones. No constituyen célulasen el sentido estricto de la palabra, ya que se originan por división del citoplasma de células hematopoyéticas,denominadas megacariocitos, no son células verdaderas ya que les falta el núcleo. Poseen en toda su

extensión gran cantidad de gránulos, con sustancias tales como ADP, serotonina, epinefrina, Ca

2+

,importantes agentes en la formación del tapón plaquetario durante el proceso de hemostasia (coagulaciónsanguínea).

• Promedio de vida y número: Existen aproximadamente 300.000 por mm3 de sangre. Su vida media es deaproximadamente 9 días.

• Producción: Son producidas en la médula ósea roja de huesos largos y planos. Al segmentarse el citoplasmagranular de los megacariocitos se obtienen las plaquetas.

• Función: Cumplen un rol de suma importancia en la hemostasia, especialmente en la coagulación sanguínea.

1.3 Hemostasia

Es un conjunto de respuestas que detienen la hemorragia, en un vaso sanguíneo lesionado. Frente a una lesiónexisten mecanismos para mantener el equilibrio.

a. Espasmo vascular

Cuando se rompe o lesiona un vaso sanguíneo, la

respuesta inmediata es la constricción, de tal manera quedisminuye la hemorragia, lo cual es importante en vasosde menor calibre.

El espasmo inicial es independiente de las plaquetas o elproceso de coagulación. Es probable que la ruptura del

vaso estimule directamente el músculo liso o los nerviosque llegan a él, conduciendo a una adhesividad entre lassuperficies endoteliales del vaso lesionado, que se puedemantener aún después de comenzar a desaparecer la

vasoconstricción activa.

b. Formación de un tapón de plaquetas

Como resultado de la adhesión de las superficiesendoteliales del vaso lesionado, se expone tejidoconjuntivo con moléculas de colágeno. Las plaquetasse adhieren fuertemente al colágeno, lo quedesencadena la liberación de sustancias químicas desdelos gránulos citoplasmáticos (sustancias tales como el ADP, que hace que la superficie de las plaquetas adquiera

mayor adhesividad). De esta manera, las plaquetas seadhieren unas con otras, constituyendo así un tapónplaquetario.

glóbulos rojos

plaquetas

glóbulos rojos

plaquetas



207


er s i t a r i o s


Por otro lado, los gránulos de las plaquetas liberan también serotonina y epinefrina durante la formacióndel tapón plaquetario. Estas sustancias son poderosos vasoconstrictores, que tienen por función prolongar la

vasoconstricción inicial, hasta la formación del coágulo.

Formación deltapón plaquetario

Vaso lesionado

Adhesión de

superficies opuestas

Superficie

endotelial alterada

Adhesión deplaquetas

Epinefrina ADPSerotonina

Descarga degránulos

Vasoconstricción

c. Coagulación sanguínea

Es el evento que transforma la sangre en un gel sólido.Esto se lleva a cabo a través de la conversión de la proteínaplasmática fibrinógeno en fibrina. Reacción que escatalizada por una enzima denominada trombina.

El coágulo consiste en una red de fibras de una proteínainsoluble (fibrina), en que quedan atrapados los elementosfigurados de la sangre.

En el plasma existe una serie de proteínas llamadas factores

de coagulación, que al activarse llevan a la formación defibrina. Estos factores son 13 (designados con númerosromanos) y circulan en el plasma como profactores (factoresinactivos).

Existen dos formas de activar o iniciar la cascada de activación de los factores de coagulación:

• Vía extrínseca: Esta vía para iniciar la coagulación comienza cuando la sangre entra en contacto contejidos dañados.

• Vía intrínseca: Esta vía para iniciar la coagulación empieza con la exposición de las fibras colágenas del

endotelio lesionado y sigue con las reacciones que a continuación se presentan, que resumen las dos vías.

red de fibrina



208

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c a p í t u l o

5

Etapa 1

Vía extrínseca

Traumatismo

tisular

Vía intrínseca

Traumatismo

sanguíneo

Factor tisular

Ca2+

Las células endoteliales dañadasexponen las fibras de colágeno

Plaquetas dañadas

Factor X activado

Factor XII activado

Plaquetas activadas

Fosfolípidosplaquetarios

Ca2+

Ca2+

Protrombinasa

Ca2+

Protrombina Trombina

Ca2+

Fibrinógeno Fibrina laxa

Etapa 2

Etapa 3

Filamentos de fibrina estable

(red) que atrapan las célulassanguíneas

Coágulo

(Activador de protrombina)

d. Retracción del coágulo

Cuando se extrae sangre desde un vaso sanguíneo y se coloca en una probeta de vidrio, la coagulación ocurreentre los 5 a 8 minutos. Después se presentará como un gel.

Sin embargo, durante los 30 minutos siguientes el coágulo se contrae, desalojando un líquido que formará partedel gel. El resultado final es un coágulo pequeño y duro en el fondo del tubo, y un volumen de suero que flotaen la parte superior. En el cuerpo, este fenómeno se denomina retracción del coágulo.



209


er s i t a r i o s


e. Mecanismos anticoagulantes

Como constantemente se están rompiendo pequeños vasos (al moverse, respirar, etc.), el mecanismo decoagulación está permanentemente activado. Para evitar entonces que se produzcan coágulos intravasculares

que puedan tapar los vasos e impedir la circulación, existen mecanismos que disuelven la fibrina formada(fibrinolisina). También hay sustancias anticoagulantes, como la heparina, producida en células de tejidoconectivo especialmente del pulmón e hígado, que bloquea la conversión de protrombina en trombina.

Actividades

1. Realiza un cuadro comparativo entre plaquetas, leucocitos y eritrocitos, considerando número promedio, funciones y

características celulares.

2. Explica las diferencias entre las vías intrínseca y extrínseca de la coagulación.

3. Explica la importancia del fibrinógeno y la protrombina en el proceso de coagulación.

2. Morfología y función del aparato cardiovascular

El aparato cardiovascular en la especie humana comprende una bomba muscular (el corazón) y una serie de

tubos comunicados entre sí (los vasos sanguíneos).

Éstos forman un sistema cerrado, donde la sangre permanece dentro de tubos durante todo su recorrido por elcuerpo.

2.1 Corazón

Es un órgano de naturaleza muscular, que se encarga de bombear sangre hacia los diferentes tejidos del cuerpo. Estásituado en el centro de la cavidad torácica entre los pulmones, en un espacio llamado mediastino con su extremoinferior o vértice algo inclinado hacia adelante y hacia la izquierda. Su forma y tamaño son similares a la de un puño.

2.1.1 Anatomía e histología

a. El corazón se encuentra formado por 3 capas:

• Epicardio: Es una membrana delgada que se adhiere a la superficie externa del corazón, inmediatamentedebajo de la hoja visceral del pericardio.

• Miocardio: Es la capa que constituye verdaderamente la estructura del corazón. Es una gruesa capa,formada por fibras musculares estriadas que actúan independientemente de la voluntad. Se clasifica comomúsculo cardíaco.



210

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c a p í t u l o

5• Endocardio: Es la capa interna y consta de endotelio delgado. Constituye un revestimiento liso de las cavidades

y válvulas cardíacas.

b. La sección longitudinal del corazón muestra que está formado por cuatro cavidades centrales: dos superiores

o aurículas y dos inferiores o ventrículos; además de otras estructuras como válvulas y vasos sanguíneos.

Vena cavasuperior

Válvula semilunarpulmonar

Venas pulmonares(pulmón derecho)

Aurícula derecha

Válvula tricúspide

Ventrículoderecho

Vena cava inferior

Tabiqueinterventricular

Miocardio

Válvula bicúspide

Ventrículoizquierdo

Aurícula izquierda

Venas pulmonares(pulmón izquierdo)

Válvula semilunaraórtica

Arteria pulmonar

Arteria aorta

c. Arterias coronarias

Nacen de la región ascendente de la arteria aorta, apenas esta sale del ventrículo izquierdo. Estas arterias sonprimordiales para el corazón, ya que a través de ellas el corazón recibe oxígeno en gran cantidad, necesario para

cumplir su intensa actividad.



211


er s i t a r i o s


2.1.2 Recorrido de la sangre a través del corazón

La sangre sigue el siguiente recorrido durante su ciclo cardíaco:

vena cava superior

vena pulmonarderecha

válvula

pulmonarválvulatricúspide

vena cavainferior

arteria pulmonar

aorta

vena pulmonarizquierda

válvulamitral

válvulaaórticaventrículo

izquierdo

aurículaizquierda

aurícula

derecha

ventrículoderecho

1

2

3

45

6

7

1 La sangre llega al corazóna través de las venas cavassuperior e inferior a la aurículaderecha.

2 De la aurícula derecha, pasa al ventrículo derecho a través dela válvula tricúspide.

3Del ventrículo derecho, la sangrepasa a la arteria pulmonar hacialos pulmones.

4En los pulmones, la sangresufre un cambio de presionesparciales de gases, puesincorpora mayor cantidad deoxígeno y elimina los excesosde CO

2.

5 La sangre rica en oxígeno vuelve al corazón por medio delas venas pulmonares hacia laaurícula izquierda.

6 De la aurícula izquierda, pasa al ventrículo izquierdo por mediode la apertura de la válvulabiscúspide o mitral.

7 Del ventrículo izquierdo, pasa ala arteria aorta y es distribuidahacia el resto del cuerpo.



212

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52.1.3 Actividad eléctrica del corazón

El corazón se contrae rítmicamente durante toda la vida, y no está sujeto al control de la voluntad (sistemanervioso autónomo). En un individuo adulto, la frecuencia cardíaca es de aproximadamente 60-90 latidos por

minuto en reposo.

El corazón está formado por un sistema especializado para:

1. Generar rítmicamente impulsos que causan la contracción rítmica del miocardio (marcapasos).

2. Conducir estos impulsos con rapidez por todo el corazón.

Este sistema especializado consta de:

• Nodo sinusal o sinoauricular o

marcapaso: Genera el impulso rítmiconormal.

Este nodo controla habitualmente ellatido de todo el corazón.

• Las vías internodales: Conducenimpulsos nerviosos desde el nodo sinusalal aurículo ventricular

• El nodo auriculoventricular (A- V) demora el impulso proveniente de

las aurículas antes de que pase a los ventrículos.

• Haz de Hiss que conduce el impulsohacia los ventrículos.

• Red de Purkinge que conduce el estímulo a todos los sectores del ventrículo

Muchas fibras cardíacas tienen la capacidad de autoexcitación, un proceso que

es capaz de causar una descarga y contracción rítmica automática.

El sistema de conducción está organizado de forma que el estímulo cardíaco no pase de las aurículas a los ventrículos con demasiada rapidez. Este retraso deja tiempo para que las aurículas vacíen su contenido a los ventrículos antes de que comience la contracción ventricular. Además permite que el flujo de sangre dentro delcorazón siga una sola dirección.

Nodo sinusual

Nodoauriculoventricular

Haz de Hiss

Ramas del haz de Hiss

Red de Purkinge



213


er s i t a r i o s


2.1.4 Automatismo cardíaco

El corazón posee dos tipos de células musculares: contráctiles y de conducción. Las células contráctilescomprenden la mayor parte del tejido auricular y ventricular, y son las células de trabajo del corazón encargadas

de generar fuerza o presión. Las células de conducción son células musculares especializadas que no secontraen ni generan fuerza, sino que propagan con rapidez los potenciales de acción sobre el miocardio entero.

La actividad eléctrica de este grupo de células especializadas se refleja en el denominado electrocardiograma,que es la manifestación superficial de los fenómenos eléctricos que comandan el funcionamiento cardíaco.

R

P T

Q

S

Onda P: Despolarización auricular

Complejo QRS: Despolarización ventricularOnda T: Repolarización ventricular

La onda P se debe a los potenciales eléctricos generados cuando las aurículas se despolarizan antes de cadacontracción. El complejo QRS se debe a los potenciales que se generan cuando los ventrículos se despolarizanantes de contraerse.

La onda T se debe a los potenciales que se generan cuando los ventrículos se recuperan de su estado de

despolarización o experimentan una repolarización ventricular.

2.1.5 Ciclo Cardíaco

a. Etapas

• Sístole Auricular: Es la contracción de las aurículas que es antecedida por la onda P del ECG (inicio de Aen la figura inferior) que marca la despolarización de las aurículas. La sangre llega en forma continua a lasaurículas y las válvulas aurículo - ventriculares están abiertas, por lo que la sangre entra a los ventrículos aúnantes de que ocurra la sístole auricular. Cuando ocurre la sístole auricular aumenta el volumen ventricular

de sangre (A). La mayor parte del volumen ventricular se alcanza en diástole (se llena en un 80% de sucapacidad).

Taquicardia: Es la frecuencia cardíaca o pulso rápido sobre los 100 latidos porminuto.

Bradicardia: Es la frecuencia cardíaca lenta, menos a 60 latidos por minuto.

Arritmia: Alteración del ritmo cardíaco (sin ritmo) donde el corazón late algunas

veces más rápido que otras, presentándose en algunos momentos taquicardias y enotros bradicardias.



214

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5

A B C D F GE

Abertura de válvulas

semilunares

Cierre de

válvulassemilunares

Abertura válvulas aurículo-ventriculares

Presión ventricular

Ruidos cardíacos

Volumen ventricular

Electrocardiograma

Cierre válvulasauriculo-ventriculares

P

R

S

Q

T

Ciclo cardíaco

• Sístole ventricular: La contracción ventricular comienza durante el complejo QRS, que representa ladespolarización ventricular (entre A y B). Como las válvulas semilunares están cerradas, la sangre porun breve momento no puede ser expulsada por lo que este período se denomina sístole ventricularisovolumétrica (igual volumen, porque la sangre no sale del ventrículo). Además, el aumento de la presión

ventricular produce el cierre de las válvulas aurículo ventriculares (final de A), evitando el reflujo de lasangre. El cierre de estas válvulas produce el primer ruido cardíaco (B). Las válvulas semilunares tambiénestán cerradas (por ello la sangre no es expulsada del ventrículo).

Como la contracción ventricular continúa, la presión se incrementa (entre B y C) alcanzando su valormás alto justo antes que las válvulas semilunares se abran desalojando la sangre con rapidez desde los

ventrículos a las arterias (entre C y D), con lo cual la presión arterial comienza a aumentar (hay que tenerpresente que la sangre en este momento llega continuamente a las aurículas por lo que la presión dentrode ellas aumenta progresivamente).

Luego la expulsión de sangre se hace más reducida (entre E y F) y la presión ventricular disminuye (entre E

y F), ya que ha terminado la contracción ventricular.

• Diástole total: Luego de la repolarización ventricular (onda T del ECG, región D) se relajan los ventrículosy su presión desciende. En el momento en que se hace menor a la presión arterial, las válvulas semilunaresse cierran (E), generando el segundo ruido cardíaco. En este momento todas las válvulas están cerradas y el

volumen ventricular permanece constante (relajación isovolumétrica).

Cuando la presión ventricular disminuye a su nivel más bajo, las válvulas aurículo ventriculares se abren (E)y el ventrículo comienza a llenarse con sangre procedente de las aurículas (E y F), primero en forma rápiday luego en forma lenta.

El final de este período de llenado reducido o lento marca el final de la diástole para que se sobrevenga otrasístole auricular y se inicie otro ciclo cardíaco.



215


er s i t a r i o s


b. Tiempos involucrados en cada etapa

Tiempo (segundos) Aurícula Ventrículo

0,1

0,3

0,4

Sístole

Diástole

Diástole

Diástole

Sístole

Diástole

Actividades

1. Describe los eventos que se llevan a cabo durante el ciclo cardíaco.2. A partir del esquema que se presenta a continuación, indica en él las siguientes situaciones:

a. Descarga del nódulo sinusal.b. Descarga del nódulo aurículo-ventricular.c. Momento en que se inicia el complejo QRS del ECG.d. Momento en que los ventrículos están a un 100% de su capacidad.e. Etapa de diástole total.

f. Primer ruido cardíaco. g. Segundo ruido cardíaco.h. Despolarización auricular.i. Despolarización ventricular.

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

Aurículas

Ventrículos

Sístole

Diástole

c. Gasto cardíaco

Es la cantidad de sangre bombeada por el corazón hacia la aorta cada minuto. También es la cantidad de sangreque fluye por la circulación y que es responsable de transportar sustancias hacia los tejidos y desde ellos. El gastocardíaco varía ampliamente según el nivel de actividad del cuerpo. Por tanto, el metabolismo corporal, el ejercicio,la edad y el tamaño del cuerpo influyen en el gasto cardíaco.

Se ha calculado el gasto cardíaco promedio en varones como en 5,6 litros/minuto y en las mujeres un 10% a 20%

menor.

Gasto cardíaco = frecuencia cardíaca x volumen latido expulsado.

Sabías que...

d. Retorno venoso

Es la cantidad de sangre que fluye desde las venas a la aurícula derecha cada minuto. El retorno venoso y el gasto

cardíaco deben ser iguales entre sí, excepto durante unos pocos latidos cada vez.

El retorno venoso es la suma de todos los flujos sanguíneos locales de cada segmento de la circulación periférica.Por tanto, de ello se deduce que la regulación del gasto cardíaco es la suma de todas las regulaciones del flujosanguíneo local.



216

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5e. Regulación nerviosa

El sistema nervioso también tiene una influencia sobre el bombeo cardíaco a través de la estimulaciónsimpática y la inhibición parasimpática, lo cual tiene diversos efectos, por ejemplo:

• El sistema sistema nervioso simpático:

- Aumenta la frecuencia cardíaca (a veces hasta 180 a 200 latídos/min).- Aumenta la fuerza de contracción cardíaca hasta dos veces la fuerza normal (inotropismo positivo).

• El sistema nervioso parasimpático:

- Reduce la frecuencia cardíaca.- Reduce la fuerza de contracción del corazón.

Actividades

1. ¿Qué función cumple el nódulo sinusal?

2. Explica por qué se producen los ruidos del corazón, durante el ciclo cardíaco.

3. ¿En qué momento se abren y cierran las válvulas mitral y tricúspide?

4. Averigua qué tipo de organismos presentan un sistema circulatorio abierto. ¿Cuáles son sus características principales?

5. En el texto se presentan distintos aspectos del corazón en forma separada, ya que sólo así podrás comprender mejorcada característica y eventos que ocurren en él. Ahora bien, si ha entendido la materia, podrás integrar todos losconceptos dados y explicar de un modo secuenciado y lógico todos los eventos que ocurren en el corazón cuando la

sangre pasa a través de él.

6. Completa las siguientes oraciones:

a. El corazón está separado del resto de los órganos por una membrana serofibrosa llamada ______________.

b. El corazón está formado por tres capas bien definidas. Desde dentro hacia afuera son: ______________ ______________ , ______________ y _______________ .

c. El corazón posee cuatro cavidades: - Dos superiores llamadas _____________, destinadas a recibir sangre desde la periferia y dos inferiores denomina-

das ____________________________, destinadas a impulsar la sangre hacia la periferia.

d. En la aurícula izquierda desembocan las venas ______________. Presenta, además, el orificio aurículo-ventricularizquierdo flanqueado por la válvula ______________ .

e. El ventrículo derecho es más pequeño y delgado que el izquierdo, y da salida a la ______________ que lleva sangre hacia los pulmones para ser oxigenada.

f. El corazón funciona como bomba, por esto se contrae ______________ y se relaja ______________ alternativa-mente. Este proceso no es simultáneo en las aurículas y los ventrículos, sino que es secuencial.



217


er s i t a r i o s


2.2 Vasos sanguíneos

En el hombre y otros vertebrados hay tubos de diversos calibres, cuya función es transportar la sangre a todoslos tejidos del organismo. Estos tubos de diverso calibre se llaman, en conjunto, vasos sanguíneos.

2.2.1 Arterias

Son vasos sanguíneos que sacan sangre del corazón. En general, conducen sangre rica en oxígeno, salvo laarteria pulmonar y arterias umbilicales.

La arteria principal del cuerpo es la arteria aorta, que sale del ventrículo izquierdo.

El pulso es la expansión y rebote elástico alternado de las arterias con cada sístole y diástole del ventrículo izquierdo.

Sabías que...

Al penetrar dentro de un órgano, la arteria va perdiendo espesor y calibre con cada bifurcación, transformándoseprimero en una arteriola y finalmente en un capilar.

Al observar al microscopio óptico un corte transversal de arteria, se distinguen tres capas.

Capa o túnica media: Se caracteriza por presentar fibras musculares lisas ynumerosas fibras elásticas recubriendo la musculatura. Es este conjunto defibras elásticas que le confiere la propiedad de elasticidad a las arterias.

Capa íntima o túnica interna: Es una capa delgada, compuesta porendotelio. Viene a ser la prolongación del endocardio. Su función es reducir almáximo la fricción de la sangre con la superficie interior del vaso.

Adventicia o túnicaexterna: Es la capa másexterna de la arteria,y se caracteriza porestar formada por tejidoconjuntivo (de relleno)laxo. Esta capa es la másfuerte y resistente. Evita la

ruptura de la arteria cada vez que aumenta la presiónde la sangre.

Arterias

2.2.2 Venas

Después de haber efectuado el intercambio de gases y solutos, los capilares confluyen en vasos que vanaumentando de calibre y constituyen finalmente las venas. Al igual que las arterias, constan de tres capas.



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c a p í t u l o

5

Adventicia: Es similar en venas

y arterias.

Capa o túnica media: Es más delgada que la delas arterias, por tener menor cantidad de fibrasmusculares lisas.

Capa íntima o túnica interna: Essimilar en venas y arterias.

Válvulas: Impiden el flujo retrógado dela sangre.

Venas

Una diferencia importante con las arterias es que

el endotelio forma repliegues, llamados válvulas(sólo a nivel de las venas de las extremidadesinferiores). Éstas impiden el flujo retrógrado de lasangre. El calibre de los vasos depende de las fibrasmusculares de la capa media, que está reguladapor el sistema nervioso autónomo. Por otra parte,la contracción del músculo esquelético, por dondepasan las venas, produce una compresión en la pared

venosa, determinando la propulsión de la sangreen la dirección que abren las válvulas. Cuando elmúsculo se relaja, la sangre tiende a regresar, pero el

cierre de la válvula impide el reflujo.

2.2.3 Capilares

Son vasos sanguíneos de unos 7 micrones dediámetro con una longitud media cercana a unmilímetro. Están constituidos por endotelio. Lascélulas del endotelio son planas y dejan espaciosentre sí. La estructura y la velocidad de circulaciónfacilitan el intercambio de gases y solutos a

este nivel. Además, la circulación es en esta región muy lenta. Nacen de la última división de las arteriolas,ramificándose luego muchas veces, sin cambiar de calibre. A este nivel se unen para formar una red, llamadalecho capilar, después de lo cual confluyen a un conducto común o vénula. Por lo tanto, cada lecho capilartiene dos extremos: uno arterial y el otro venoso.

Membrana Basal Endotelio

Capilares

Músculorelajado

Válvulacerrada

La contracciónmuscularcomprime la vena

Válvulacerrada

Válvula abierta



219


er s i t a r i o s


La pared del capilar está constituida por una fina capa de endotelio, que ofrece un fácil pasaje de agua, gasesy sustancias nutritivas disueltas en el plasma (sales, aminoácidos, glucosa, etc.), pero impide la salida de lasproteínas específicas de la sangre (fibrinógeno, albúminas, etc.). Es esta retención de proteínas específicas delplasma la que crea un sistema osmótico y la difusión de sustancias hacia los tejidos y viceversa.

En el extremo arterial del capilar, la presión sanguínea es de 35 mm de Hg aproximadamente, y la presiónoncótica o coloide - osmótica es de 25 mm de Hg (dado por las proteínas plasmáticas). Debido a este gradientede presiones, el agua, sustancias nutritivas y oxígeno en disolución, atraviesan la pared del capilar, poniéndoseen contacto con el líquido tisular que baña la célula. A medida que se avanza por el capilar, la presión sanguíneadecrece, reduciéndose progresivamente el intercambio de sustancias y agua hacia el líquido tisular. En la cercaníadel extremo venoso, la presión sanguínea se hace menor que la presión osmótica, determinando que parte dellíquido tisular regrese al interior del capilar, trayendo consigo desechos metabólicos tales como urea, CO

2 y

agua.

3. Presión sanguínea

La sístole ventricular tiene por función enviar sangre a gran velocidad y presión por las arterias para que alcancea llegar a todos los tejidos del organismo.

Para que esta circulación sea continua, en arteriolas y capilares, son necesarios los siguientes factores:

• Elasticidad de las arterias.

• Presión en las arterias.

• Resistencia periférica (dicultad para el paso de la sangre en las arteriolas y en los capilares).

• Caída de presión a lo largo del circuito vascular.

Debido a la expulsión de sangre desde el corazón, la presión en las arterias sube durante la contracción cardíaca.Corresponde esta a la presión alta o sistólica. La presión durante la relajación del corazón constituye lapresión baja o diastólica. En una persona normal, la presión sistólica está entre 90 y 120 mmHg y la presióndiastólica a 60 u 80 mmHg.

La presión de los vasos sanguíneos va disminuyendo a medida que la sangre se aleja del corazón. Llega a unos32 mmHg en el extremo arterial de los capilares y a unos 12 mmHg en el extremo venoso de los capilares. En las

venas cavas, la presión es casi nula (5 mmHg).

Esta disminución de la presión se debe a que cuando las arterias se dividen en arteriolas y estas en capilares, lasuperficie total de fricción aumenta considerablemente. De este modo, casi toda la presión generada por lascontracciones del corazón es utilizada para vencer la resistencia friccional de los vasos; además, la presión queejerce la sangre sobre los vasos sanguíneos a medida que decrece su calibre también baja, lo cual favorece unacaída de presión que también favorece el flujo continuo de sangre.

La disminución de la velocidad sanguínea se debe a la enorme ramificación que sufren los vasos al formarseel lecho capilar. Esta ramificación determina un aumento gradual del área de sección total, de manera que la

velocidad de la sangre disminuye paulatinamente, y al llegar a los capilares arteriales la sangre se mueve conacentuada lentitud. Al llegar la sangre a las vénulas y venas, la velocidad sanguínea aumenta otra vez. Estemecanismo de circulación tiene varias ventajas: la sangre llega rápidamente a los órganos que irriga, lugar

donde disminuye considerablemente su velocidad, para que se lleve a cabo con buen éxito el intercambio deO

2, sustancias nutritivas y agua a nivel capilar, volviendo a desplazarse con rapidez al confluir los capilares en

vénulas y venas y dirigirse a otras regiones del cuerpo.



220

C P E C H


c a p í t u l o

54. Circuitos cardiovasculares

Arteria pulmonar

Vasos sanguíneos de la cabezay los miembros superiores

Aorta

Vasossanguíneosdel pulmónizquierdo

Venas pulmonares

El corazón

Vasos sanguíneos delintestino delgado

Vasos sanguíneos de losmiembros inferiores

Vasossanguíneos delpulmón derecho

Vena cava superior

Vasos sanguíneos delhígado

Vena porta

Vena cava inferior

La sangre que circula por los distintos vasos sanguíneos describe dos circuitos bien definidos que se denominancirculación mayor o sistémica y circulación menor o pulmonar:

4.1 Circulación mayor o sistémica

En este sistema la sangre es impulsada desde el ventrículo izquierdo hacia la aorta, que la distribuye hacia todoel organismo, llevando nutrientes, oxígeno, etc. Finalmente, la sangre, ya empobrecida en estas sustancias,regresa a la aurícula derecha por la vena cava superior e inferior.

4.2 Circulación menor o pulmonar

Este circuito comienza en el ventrículo derecho, que impulsa la sangre llegada desde la periferia hacia la arteriapulmonar. En el interior del parénquima pulmonar, esta arteria se ramifica, y finalmente los capilares se ponenen contacto con los alvéolos pulmonares. En esta forma, la sangre queda separada del medio rico en O

2 que

existe dentro de los alvéolos por una muy pequeña distancia. Esto le permite abastecerse de O2 y excretar CO

2,

para volver por las 4 venas pulmonares hacia la aurícula izquierda. Desde ahí pasa al ventrículo izquierdo parasalir por la aorta, entrando nuevamente al circuito mayor.



221


er s i t a r i o s


Actividades

1. Realiza un cuadro comparativo de los 3 tipos de vasos sanguíneos.

2. ¿Por qué razón el ventrículo izquierdo tiene las paredes más gruesas que el ventrículo derecho?

3. ¿Cuáles son los vasos sanguíneos que salen y entran del corazón?

4. ¿Cuáles son los factores que determinan la presión en los vasos sanguíneos?

5. ¿Qué factores modifican la presión en los vasos sanguíneos?

6. Explica, en no más de cinco líneas cómo se lleva a cabo el intercambio de sustancias a través de la pared del capilar

7. Diseña un gráfico donde se visualicen claramente las variaciones de presión y velocidad que afectan a los vasos sanguíneos.

8. ¿Qué riesgos corre la persona con presión sanguínea alta? (Enumera).

9. ¿Por qué el pulso se toma en una arteria y no en una vena?

10. ¿A qué se debe la diferencia entre la presión diastólica y presión sistólica?

5. Sistema linfático

5.1 Funciones

El sistema linfático tiene las siguientes funciones:

a. Drenar los espacios intercelulares en que se encuentra líquido intercelular o también llamado intersticial.

b. Transporta proteínas que han escapado de las células y partículas grandes de los espacios intercelulares,ninguno de los cuales se puede eliminar mediante absorción en los capilares sanguíneos.

c. Transporta grasas desde el sistema digestivo a la sangre.

d. Ayuda a la supervivencia y defensa del organismo.

5.2 Organización

Está formado, por un líquido llamado linfa y vasos que la transportan denominados vasos linfáticos y diversasestructuras y órganos que contienen tejido linfático.



222

C P E C H


c a p í t u l o

55.2.1 Órganos linfoides

Según su función se dividen en:

a. Órganos linfoides primarios

Son aquellos en que tiene lugar laformación y maduración de célulasinmunitarias. Estos órganos linfoidesestán en contacto con los capilaressanguíneos, permitiendo que las célulasinmunitarias puedan circular a través dela sangre.

Estos órganos son:

• Médula ósea: Lugar donde se formaparte de los leucocitos, en formaexclusiva los granulocitos y losmonocitos, además de unos pocoslinfocitos, los que además se formanen los diferentes órganos linfoidespor lo que se puede considerar lamédula ósea como un componentedel sistema linfático.

• Timo: Órgano linfático bilobulado.Enclaustrado en una cápsula detejido conectivo y dividido en varioslobulillos. Se localiza por atrás delesternón y entre los pulmones. Sucorteza está compuesta por linfocitosempaquetados, mientras su médulaestá formada por células epitelialesy más que nada por linfocitosdistribuidos ampliamente.

La función del timo es ayudar a madurar y distribuir a otros órganos linfoides linfocitos T, los que destruyena los microorganismos invasores directa o indirectamente, pues producen diferentes sustancias. Ademásproduce varias hormonas, como la timosina, timopoyetina y el factor humoral tímico, que favorecen laproliferación y maduración de las células T.

b. Órganos linfoides secundarios

Son aquellos en los cuales se almacenan y se reproducen las células inmunitarias procedentes de la médula ósearoja y el timo. Estos órganos linfoides están conectados entre sí por los vasos linfáticos, por los que circulan lascélulas inmunitarias en la linfa.

Amígdalas: Soncongregacionesmúltiples de ganglios

linfáticos.

Ganglios linfáticos: Estructuraoval localizada a lo largo de los

vasos linfáticos.

Timo: Órgano linfático,cuya función es ayudara producir y distribuir aotros órganos linfoidescélulas T.

Bazo: Está formadopor tejido linfático,su función es elaborarcélulas productoras deanticuerpos.

Conducto torácico: Vacíatoda la linfa en la unión delas venas yugular interna y

subclavia.

Vasos linfáticos: Secaracterizan por tenerparedes más delgadas quelas venas y una mayorcantidad de válvulas.

Capilares linfáticos:Nacen como vasos

ciegos entre losespacios de lasredes de capilaressanguíneos.

Médula ósea:Lugar donde se formaparte de los leucocitos,en forma exclusivalos granulocitos y losmonocitos, además deunos pocos linfocitos.



223


er s i t a r i o s


Estos órganos son:

• Bazo: Estructura oval, que está formada por tejido linfático. Deunos 12 cm de longitud, se ubica en el lado derecho superior de

la cavidad abdominal entre el fondo del estómago y el diafragma.Está formado por una cápsula externa y un parénquima, el cualestá formado por pulpa blanca, (que corresponde a linfocitosque se engruesan y forman ganglios linfáticos llamados nódulosesplénicos) y la pulpa roja que consiste en senos venosos llenosde sangre y cordones esplénicos, que consisten en eritrocitos,macrófagos, linfocitos, células plasmáticas y granulocitos.

Su función es producir células plasmáticas productoras deanticuerpos, fagocitar bacterias y destruir células sanguíneasdañadas o caducas. También almacena y libera sangre.

• Ganglios Linfáticos: Estructuras ovales localizadas a lo largo delos vasos linfáticos. Contienen una depresión llamada hilio pordonde entran y salen vasos sanguíneos y linfáticos.

Cada ganglio está compuesto por una cápsula externa de tejidoconectivo. En su interior se encuentra una red de soporte de fibrasreticulares y células reticulares (fibroblastos y macrófagos), queen conjunto reciben el nombre de estroma. También presentaun parénquima, formado por una corteza externa que contiene

linfocitos empaquetados en masas llamadas nódulos linfáticos. En la región interna de la médula, los linfocitos están dispuestosen cadenas llamadas cordones medulares, donde además seencuentran macrófagos y células plasmáticas.

La linfa circula para su filtración desde los vasos linfáticos hacialos ganglios.

Los ganglios linfáticos están distribuidos en todo el cuerpo,dispuestos en forma superficial y profunda, pero siempre la mayorconcentración de estos ganglios está en el centro del cuerpo y de

las articulaciones.

• Amígdalas: Son congregaciones múltiples de ganglios linfáticosembebidos en una membrana mucosa. Están dispuestos en unanillo en la unión de la cavidad oral y faríngea y una amígdalaúnica en la pared posterior de la nasofaringe llamada adenoides.

Su posición estratégica a la entrada de las vías aérea y digestiva lepermiten proteger contra la invasión de sustancias extrañas, puesproducen linfocitos y anticuerpos.

Las amígdalas palatinasson las únicas que seretiran de manera comúnen la amigdalectomía y lasamígdalas linguales quesolo se retiran en algunas

ocasiones.

Sabías que...



224

C P E C H


c a p í t u l o

55.2.2 Linfa

Contiene agua, grandes proteínas que escapan al sistema vascular, grasas absorbidas desde el sistema digestivo,leucocitos y grandes partículas como bacterias que han encontrado su camino entre las células endoteliales de

los capilares linfáticos y entran en la linfa.

Entre 2 y 3 litros por día deriva del líquido intersticial o extracelular, tiene casi la misma composición de estelíquido. Alrededor de dos terceras partes de la linfa derivan del hígado y de los intestinos.

El flujo de linfa se produce gracias a factores que aumentan la presión del líquido intersticial, como son lapresión capilar elevada, presión coloide osmótica del plasma, aumento de las proteínas del líquido intersticialy aumento de la permeabilidad de los capilares. El movimiento de la linfa también es producto de la bombalinfática, que corresponde a la acción de las válvulas que se encuentran a lo largo de los vasos linfáticos, juntocon la contracción del músculo liso de la pared de los vasos linfáticos. Además, el movimiento de la linfa esayudado por cualquier factor externo que comprima de forma intermitente el vaso linfático, provocando el

bombeo. Tales factores son contracción de los músculos vecinos, movimiento de parte del cuerpo, pulsaciónarterial y compresión de los tejidos externos.

5.2.3 Vasos linfáticos

Se originan como vasos microscópicos llamados capilares linfáticos. Nacen como vasos ciegos entre losespacios intercelulares en medio de las redes de capilares sanguíneos. El capilar linfático más conocido esel quilífero central que se encuentra formando parte de las vellosidades del intestino delgado. Los capilareslinfáticos se caracterizan por tener diminutas aberturas entre las células endoteliales. De esta manera, la pareddel capilar permite el paso del líquido intersticial fácilmente, pero evita que el flujo de líquido salga del capilar.

Los capilares linfáticos se unen para formar vasos linfáticos cada vez más grandes que reciben el nombre de venas linfáticas. Estas se caracterizan por tener paredes más delgadas que las venas y una mayor cantidad de válvulas que ayudan al recorrido de la linfa en una única dirección. Estas venas linfáticas contienen ganglioslinfáticos a intervalos diversos a lo largo de su trayecto.

Las venas linfáticas liberan su contenido a dos conductos principales: el conducto torácico o conductolinfático izquierdo, el cual vacía en la unión de la vena yugular interna y la vena subclavia izquierda, y elconducto linfático derecho que vacía toda la linfa en la unión de las venas yugular interna derecha y subclaviaderecha.



225


er s i t a r i o s


1. Automatismo cardíaco: Propiedad del corazón para generar su propio estímulo para la contracción,independiente del sistema nervioso.

2. Diástole: Fase del ciclo cardíaco en que se relaja el músculo cardíaco y las cámaras se llenan de sangre.

3. Electrocardiograma: Representación a través de ondas de los cambios de potencial eléctrico queocurren durante un ciclo cardíaco. Se utiliza para estudiar los trastornos de la actividad cardíaca.

4. Eritrocito: Célula altamente especializada de la sangre destinada al transporte de oxígeno (hemoglobina).Carece de núcleo, por lo que no se divide, no tiene mitocondrias ni retículo endoplasmático. Estasadaptaciones le permiten contener una mayor cantidad de hemoglobina para transportar oxígeno.

5. Hemoglobina: Proteína de los eritrocitos especializada en el transporte de oxígeno. Es capaz detransportar también dióxido de carbono, en menor medida.

6. Plasma: Porción líquida de la sangre, constituida mayoritariamente por agua. Se encarga del transportede numerosas sustancias, tales como nutrientes, sales minerales, vitaminas, proteínas plasmáticas, etc.

7. Presión sanguínea: Presión que ejerce la sangre sobre las paredes de los vasos sanguíneos, especialmenteen las arterias de mayor diámetro. Resulta de la acción de bombeo del corazón y la elasticidad de los

vasos arteriales.

8. Sangre: Tejido especializado destinado a cumplir con la función circulatoria o de transporte. Está formadapor una porción líquida o plasma y la porción celular que integran eritrocitos, leucocitos y plaquetas.

9. Sístole: Fase del latido cardíaco en que se produce la contracción del corazón. Esta fase, a nivel de los ventrículos, posibilita que la sangre pueda fluir a través de los vasos sanguíneos.

10. Vaso sanguíneo: Estructura tubular que se encuentra en los vertebrados y algunos invertebrados paratransportar la sangre por el cuerpo. Los vasos sanguíneos tienen diferente diámetro y ayudan a regularel flujo de sangre por distintos territorios del organismo.




226

C P E C H


c a p í t u l o

5 E r i t r o c i t o

L i n f o c i t o

M a c r ó f a g o

H e m o p o y é t i c o

M u s c u l ar

C é l u l a

T e j i d o

C or a

z ó n

Ó r g

a n o

B a z o

M é d u l a ó s e a

S i s t e m a

O r g

a n i s m o

f or m

a d a p or . . .

S í n t e s i s

d e

c on t eni d o s

C ar d

i o v a s c u l ar

c u m p l e c o n l a s f u n c i o n e s d e . .

.

c o m pr e n

d e . . .

V a s o s s a n g u í n e o s

C or a

z ó n

•

T r a n s p or t e

d e n u t r i e n t e s .

•

T r a n s p or t e

d e g a s e s .

•

T r a n s p or t e

d e d e s e c h o s .

•

D e f e n s a .

•

R e g u l a c i ó n d e l a t e m p e r a t ur a

.

A g u a .

S a l e s m i n e r a l e s .

P r o

t e í n a s .

G l u c o s a .

U r e a

E t c . S a n g r e

S a n g r e

c o m pr e n

d

e . . .

E l e m e n t o

s

fi g ur a

d o

s

P l a s m a

E r i t r o c i t o

s .

L e u c o c i t o s .

P l a q u e t a

s .

A r t e r i a

s

S o n

v a s o s

d e

b a j a

r e s i s t e n c i a

q u e

h a c e n

c o n t i n u o

e l

f l u j o

s a n g u í n e o

y m a n t i e n e n

l a

pr e s i ó

n .

A r t e r i o l a s

S o n v a s o s d e r e s i s t e n

c i a q u e

p e r m i t e n

l a d i s t r i b u c i ó n d e l

f l u j o s a n

g u í n e o d e a c u e r d o

a

l a s

n e c e s i d a d e s

d e l

or g a

n i s m o .

C a p i l ar e s

S o n v a s o s

e n l o s q u e

o c ur r e

e l i n t e r c a m b i o

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

V e n a s

S o n v a s o s q u e a c u m u l a n e l

m a y or

v o l u m e n d e s a

n g r e

( v a s o s d e c a p a c i t a n c i a ) .

e s t á f or m

a d o

p or . . .

4 c á m ar a

s

m u s c u l ar e s

A ur í c u

l a d e r e c h a .

A ur í c u

l a i z q u i e r d a .

V e n t r í c u l o

d e r e c h o .

V e n t r í c u l o

i z q u i e r d o .

A u t o m a t i s m o

c ar d

í a c o

B o m b e ar

l a s a n g r e a l o s

t e j i d o s d e l or g

a n i s m o .

p e r m i t e . . .

t i e n e c o m o c ar a

c t e r í s t i c a . . .



227


er s i t a r i o s


EJERCICIOS


1. ¿Qué factor(es) incrementa(n) la presión arterial?

I) Vasodilatación periférica.II) Aumento del volumen sanguíneo.III) Aumento de la velocidad de la sangre.

A) Solo IB) Solo II

C) Solo IIID) Solo II y IIIE) I, II y III

Correcta: B.


Defensa: La vasoconstricción periférica implica una

disminución diámetro de los vasos sanguíneos, lo cual aumenta

la presión. Según este mismo concepto se puede aumentar la

presión aumentando el contenido, en este caso el volumen

de sangre. La velocidad de la sangre no tiene influencia. De

hecho, las venas tienen una baja presión y una alta velocidad sanguínea.

2. Un organismo sometido a esfuerzo realiza variasadaptaciones fisiológicas, entre las cuales está lacontracción de las arteriolas periféricas, lo cualse lleva a cabo

I) con la finalidad de desviar sangre a lostejidos que participan directamente delesfuerzo.

II) para aumentar la cantidad de O2 hacia lostejidos que están trabajando.

III) por acción del sistema nervioso autónomo.



Correcta: E.


Defensa: Las arteriolas son vasos de resistencia, por lo tanto,

pueden oponer resistencia al flujo de sangre, lo cual es útil para

redistribuir el flujo sanguíneo de acuerdo con las necesidades

del organismo, en este caso del tejido muscular. Este tejido

debe tener un mayor aporte de oxígeno durante el ejercicio.

Esta acción es controlada por el sistema nervioso autónomo,

específicamente por el sistema simpático.

3. El corazón se considera como una bomba capazde impulsar el flujo de la sangre. Si en un corazónartificial que cumple con las mismas condicionesde uno vivo logramos impulsar agua a través dela aurícula izquierda, ¿por qué lugar se producirála salida de esta agua?

A) Por la arteria pulmonar.B) Por la arteria aorta.C) Por la vena cava inferior.D) Por la vena cava superior.

E) Por las venas pulmonares.

Correcta: B.


Defensa: Si el agua es introducida por la aurícula izquierda,

el recorrido sigue hacia el ventrículo izquierdo, atravesando la

válvula mitral. El desalojo se produce por la mitad izquierda

del corazón, o sea, por la arteria aorta.



228

C P E C H


c a p í t u l o

54. El siguiente gráfico muestra la relación entre la actividad eléctrica del corazón y los fenómenos de

contracción o sístole ventricular.

1 Electrocardiograma 2 Sístole ventricular

1

2

Con respecto al gráfico, se puede deducir que

I) la despolarización ventricular es anterior a la sístole ventricular.II) la repolarización ventricular es posterior a la sístole ventricular.III) la acción del nodo sinusal es previa a la contracción ventricular.

A) Solo IB) Solo IIC) Solo IIID) Solo I y II

E) I, II y III

Correcta: E.

Habilidad: Análisis.

Defensa: El gráfico muestra la relación entre los fenómenos eléctricos del corazón (electrocardiograma) y el fenómeno mecánico

de la sístole ventricular. La actividad eléctrica es previa a la manifestación mecánica de la sístole. Esta actividad eléctrica es ge-

nerada por el nodo sinusal, por lo tanto, debe ser previa a la sístole. Observando la gráfica del ECG, la repolarización ventricular

(diástole) es posterior a la sístole.

5. La sangre circula por los distintos vasos sanguíneos con velocidades diferentes. En orden de menor a ma-

yor velocidad, la secuencia es

A) arterias - venas - capilares.B) capilares - arterias - venas.C) venas - capilares - arterias.D) capilares - venas - arterias.E) arterias - capilares - venas.

Correcta: D.


Defensa: Los capilares tienen la menor velocidad debido a que tienen la mayor área transversal (la velocidad es inversamente

proporcional al área transversal). Luego están las venas, donde aumenta la velocidad por la disminución del área transversal comparada con los capilares y finalmente la sangre fluye más rápidamente por las arterias.



229


er s i t a r i o s


EJERCICIOS


1. Si el doctor examina la sangre de una personaque ha vivido en altura por varios años, ¿quésituación(es) se podría esperar que encontraráen dicho examen?

I) Aumento de la viscosidad.II) Aumento en la concentración de leucocitos.III) Aumento en la concentración de eritrocitos.


2. Cuando un músculo realiza un trabajo conesfuerzo, es de esperar que la sangre libere elO

2 que transporta unido a la hemoglobina de los

glóbulos rojos en su dirección. Esto es productode que al

1) aumentar el ejercicio disminuye la concen-tración de O

2 disponible, aumentando la

concentración de CO2.

2) aumentar la concentración de CO2 se

acidifica el pH sanguíneo, favoreciendo laliberación de O

2.

3) realizar ejercicio, la concentración deO

2 disminuye en los músculos mientras

en la sangre su concentración aumenta,favoreciendo la liberación de O

2 en

dirección a los músculos.

4) aumentar la concentración de CO2 en elmúsculo se produce la acidificación delmedio, lo que obliga a la hemoglobina de lasangre a liberar el O

2.


A) 1 y 3

B) 1 y 4

C) 2 y 3

D) 1, 2 y 4

E) 1, 2, 3 y 4



230

C P E C H


c a p í t u l o

5EJERCICIOS

3. ¿Cuál de las siguientes secuencias de términosrepresenta el orden correcto de recorrido de lasangre en la circulación menor?

A) Ventrículo derecho - venas pulmonares -pulmones - arterias pulmonares - aurículaizquierda.

B) Aurícula derecha - arteria aorta - pulmones

- venas pulmonares - aurícula izquierda.C) Ventrículo derecho - arteria pulmonar -pulmones - venas pulmonares - aurículaizquierda.

D) Ventrículo izquierdo - arteria pulmonar -pulmones - venas pulmonares - aurículaizquierda.

E) Aurícula derecha - arteria pulmonar -pulmones - venas pulmonares - aurículaizquierda.

4. La coagulación sanguínea es función propia delos

A) eritrocitos.B) glóbulos blancos.C) leucocitos.D) trombocitos.E) megacariocitos.

5. El ser humano, en su afán de conquistar nuevosmedios, principalmente para probar su resistenciafísica, ha llegado a alturas extremas como lasdel Monte Everest (8.841,4 mt sobre el nivel delmar); pero se ha encontrado con una serie deproblemas para poder establecerse y vivir allí unalarga temporada. Según lo anterior, ¿cuál o cuálesson las dificultades que el ser humano enfrenta

si quiere vivir en ambientes ubicados sobre los3.000 mt de altura?

I) La altura disminuye la producción deglóbulos rojos.

II) Al aumentar la altura, disminuye laconcentración de oxígeno.

III) A mayor altura, aumenta la sensibilidad delos centros respiratorios.

A) Solo I

B) Solo IIC) Solo I y IID) Solo I y IIIE) I, II y III






5 B A p l i c a c i ó n





Definir el concepto de respiración.

Identificar la estructura y función de los diferentesórganos del sistema respiratorio humano.

Conocer y explicar los procesos involucrados en elintercambio gaseoso.

Conocer las estructuras que participan en el inter-

cambio gaseoso en plantas.

Comprender los mecanismos con que el organis-mo se adapta al esfuerzo.

SISTEMARESPIRATORIO

Capítulo 6



232

C P E C H


c a p í t u l o

6Sistema respiratorio

En los animales los sistemas que contribuyen al aporte de oxígeno (O2) y a la eliminación de dióxido de carbono

(CO2) son el sistema cardiovascular y el sistema respiratorio. En cambio, en las plantas, el intercambio de gases

con el ambiente se realiza a nivel de unas estructuras conocidas como estomas.

Este capítulo se centra en los mecanismos de intercambio de gases, sus estructuras y el significado del oxígenoen la respiración celular. Primero estudiaremos la forma en que se realiza el intercambio de gases en animales,tomando como ejemplo, nuestro sistema respiratorio; y luego estudiaremos la forma en que las plantas,intercambian gases con su medio ambiente.

1. Intercambio gaseoso en animales

1.1 El sistema respiratorio humano

El sistema respiratorio de los seres humanos y otros vertebrados, desde un punto de vista funcional, se divide endos porciones: a) la porción conductora de aire, que comprende: nariz, faringe, laringe, tráquea, bronquios,bronquíolos y bronquíolos terminales, y b) la porción respiratoria, formada por los tejidos pulmonares en losque ocurre el intercambio gaseoso (alvéolos).

Cavidad nasal

Faringe

Laringe

Tráquea

Bronquíolos

Alvéolos

Cavidad oral

Membrana pleural

Pulmón

Músculosintercostales

Diafragma

Epíglotis

Alvéolos

Bronquíolo

Conducto

alveolar

Sacoalveolar

Si el oxígeno se difunde con lentitud a través de los tejidos, en

un organismo con más de 1 mm de espesor, dicho gas no puede

difundirse a través de las capas celulares con rapidez suficiente

para mantener la vida. De esta manera se necesitan estructuras

especializadas, como bronquios o pulmones.



233


er s i t a r i o s

Capítulo 6 Sistema respiratorio

1.1.1 Porción conductora

a. Nariz

La nariz se divide en dos porciones: la porción externa y la porción interna. La porción externa está formadapor una estructura de sostén compuesta por hueso y cartílago, los cuales están cubiertos por músculos, piel yrevestimiento de mucosa. La porción interna, en cambio, es una gran cavidad ubicada en la parte anterior delcráneo, sobre la boca, la cual se denomina cavidad nasal.

Cuando el aire ingresa a la nariz, es filtrado (gracias a la acción de gruesos pelos ubicados en los orificiosnasales y al moco secretado por células ubicadas en la mucosa interna de la cavidad nasal), calentado a latemperatura corporal (gracias a los capilares superficiales de la mucosa) y humedecido (gracias al moco y a laslagrimas proveniente de los conductos lacrimales).

Gracias a esto, el aire está listo para pasar a la siguiente zona del sistema respiratorio conocida como faringe,

ubicada en la región posterior de la cavidad nasal.

b. Faringe

La faringe o garganta es un conducto ubicado justo en la parte posterior de la boca y la nariz, sobre la laringe.La faringe constituye un conducto por el cual pasa el aire y los alimentos hacia la laringe y el esófago,respectivamente, así como una cámara de resonancia para la voz y el sitio donde se alojan las amígdalas (estasestructuras participan en respuestas inmunitarias contra microorganismos invasores). Una abertura en el pisode la faringe desemboca en la laringe, por la cual el aire fluye en dirección a los pulmones.

c. Laringe

La laringe es un conducto corto que conecta la laringe con la tráquea, está ubicada en la línea media del cuello,por delante de las vértebras cervicales.

Durante la deglución una placa de cartílago, conocida como epiglotis, automáticamente cierra la comunicaciónentre la laringe y la faringe, de modo que los alimentos y líquidos pasen al esófago y no a las vías respiratoriasinferiores. Si este mecanismo de defensa falla y elementos extraños entran a la laringe, se activa el reflejo de latos, que expulsa cualquier elemento extraño del aparato respiratorio.

Dentro de la laringe están las cuerdas vocales (bandasde tejido elástico controladas por músculos). Cuandose produce la espiración, el paso del aire provoca quelas cuerdas vocales vibren, produciéndose los sonidosdel habla o del canto.Después de la laringe, el aireinhalado pasa a la tráquea.

d. Tráquea

La tráquea es un conducto tubular formado por 16 a20 anillos de cartílago en forma de C, apilados unoencima de otro. La parte abierta de los cartílagos(zona cubierta por fibras de músculo liso y tejidoconectivo elástico) está dirigida hacia el esófago. Estadisposición permite que el alimento fluya hacia el

faringe

tráquea

laringe

cavidadnasal



234

C P E C H


c a p í t u l o

6estómago. La capa interna de la tráquea, la mucosa, está formada por un epitelio compuesto de células

ciliadas y células productoras de moco (caliciformes), el cual cumple la función de evitar que el polvo yotras partículas pasen hacia los pulmones. Una vez cumplido este rol, el moco con los materiales atrapados esconducido hacia la faringe para ser eliminado.

e. Bronquios y bronquíolos

Dentro del tórax a nivel de la vértebra torácica N° 5, la tráquea se divide en dos, dando origen a los bronquios

primarios derecho e izquierdo, que se dirigen a los pulmones respectivos.

Dentro de los pulmones, los bronquios primarios se subdividen en vías respiratorias cada vez más pequeñas,que dan origen a más de un millón de diminutos conductos denominados bronquíolos terminales. Cadabronquíolo desemboca en un racimo de numerosos sacos aéreos, conocidos como sacos alveolares. Estos sacoscontienen entre 5 a 12 alvéolos rodeados por vasos sanguíneos.

La función de los bronquios y bronquíolos es conducir el aire directamente hacia los alvéolos y eliminar todapartícula extraña gracias al moco producido y a la acción de los cilios que empujan este moco hacia las zonassuperiores del aparato respiratorio.

Recuerda que las estructuras por las cuales debe pasar el aire al ingresar alsistema respiratorio son:

Orificios nasales → Cavidad nasal → Faringe → Laringe→ Tráquea → Bronquios → Bronquíolos → Alvéolos

1.1.2 Porción respiratoria

a. Los pulmones

Los pulmones son grandes órganos esponjosos ubicados en el interior de la caja torácica.

Cada uno está cubierto por dos membranas, conocidas como pleuras, las cuales los envuelven y protegen.La capa más superficial reviste a la pared torácica y se denomina pleura parietal, mientras que la más profunda

sirve como envoltura de ambos pulmones, la pleura visceral. Entre ambas existe un pequeño espacio, la cavidadpleural, el cual contiene un liquido lubricante que reduce la fricción y permite que se deslicen una sobre laotra durante la respiración.

Debido a que el pulmón consiste principalmente en conductos aéreos y tejido elástico, es considerado unórgano elástico esponjoso con una gran superficie para el intercambio gaseoso.

b. Alvéolos

Cada pulmón contiene cerca de 300 millones de alvéolos que miden entre 0,1 a 0,2 mm de diámetro. Por lo

tanto, el área superficial interna que ambos pulmones ofrecen al intercambio gaseoso es de cerca de 80 m2.



235


er s i t a r i o s


La pared de los alvéolos estáformada por neumocito

tipo I, las cuales forman unamonocapa celular muy delgada,

interrumpida por un tipode células conocidas comoneumocito tipo II.

Los neumocitos tipo I son elsitio principal de intercambiogaseoso, mientras que losneumocitos tipo II secretan unlíquido que mantiene húmeda lasuperficie entre las células y el aire. Además, podemos encontrar aun grupo de leucocitos conocidos como macrófagos alveolares, los

cuales retiran las diminutas partículas de polvo y otros desechos delos espacios entre los alveólos.

Alrededor de los alvéolos se forma una red de capilares sanguíneos

que consta de una sola capa de células y membrana basal. De estemodo, dado que tanto la pared alveolar como las paredes de loscapilares adyacentes apenas tienen una capa de células de espesor,el aire está muy cerca de la sangre de los capilares. Por lo tanto, elintercambio de O

2 y CO

2 entre los espacios alveolares y la sangre

ocurre por difusión a través de las paredes alveolar y capilar.

1.2 Fisiología de la respiración

1.2.1 Ventilación pulmonar

La ventilación pulmonar, conocida comúnmente como respiración,es el proceso mediante el cual se lleva a cabo el intercambio degases entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares. El flujo de aireentre los pulmones y la atmósfera se debe a diferencias de presionesalternadas, que genera la contracción y relajación de los músculos dela respiración.

La incorporación de aire se denomina inspiración y su eliminaciónse denomina espiración.

Durante la inspiración, la cavidad torácica aumenta de volumendebido a la contracción de los músculos inspiratorios (diafragmay músculos intercostales), originando así una gradiente depresión que permite el ingreso del aire, constituyendo el primermovimiento respiratorio. En cambio, la espiración se producecomo consecuencia de la relajación del diafragma y los músculosintercostales, provocando una reducción en el tamaño de la cavidad

torácica, lo que incrementa la presión en los pulmones (2 a 3 mmde mercurio por sobre la presión atmosférica), generándose la salidadel aire hacia el exterior. Luego la presión vuelve a su valor normal,quedando los pulmones listos para cargar nuevamente aire. Estetema será tratado en mayor profundidad en el curso de electivo deBiología.

Alvéolos

Sacoalveolar

Capilares

El liquido que secretan lascélulas septales contieneuna mezcla de fosfolípidos

y lipoproteínas parecida aun detergente, conocidacomo factor surfactante.Este factor reduce la tensiónsuperficial del líquidoalveolar, por lo tanto, reducela tendencia de los alvéolos alcolapso (atelectasia).

Sabías que...

La cavidad torácicao tórax se encuentrarodeada por costillas,músculos pectorales,

esternón, porción torácicade la columna vertebral ydiafragma (ubicado en el pisodel tórax).

La porción central de lacavidad torácica es elmediastino, que se hallaentre las cavidades pleurales,se extiende desde el esternónhasta la columna vertebral y apartir del cuello al diafragma;contiene todas las víscerastorácicas con excepciónde los pulmones. Entre lasestructuras situadas en elmediastino están el corazón,el esófago, la tráquea, el timoy algunos vasos sanguíneos.

Tráquea

Pulmón

DiafragmaEspiraciónInspiración

Diafragma

EspiraciónInspiración



236

C P E C H


c a p í t u l o

61.2.2 Respiración externa o hematosis

La hematosis corresponde al intercambio de gases (O2 y CO

2),

entre el aire de los alvéolos pulmonares y la sangre de los capilarespulmonares. Debido a esto se produce la conversión de la sangre

desoxigenada proveniente del corazón en sangre oxigenada (saturadacon O

2), que regresa al corazón a través de las venas pulmonares. El

factor que determina el sentido y la rapidez de la difusión es la presiónparcial de un gas específico.

Durante la inspiración, entra en los alvéolos aire atmosférico quecontiene altas concentraciones de O

2, mientras que en la espiración se

exhala aire con CO2 a la atmósfera. Ver tabla N° 1

Tabla N° 1: Composición del aire inspirado y aire espirado

Oxígeno (O2 )

Dióxido de

carbono (CO2 )

Vapor de agua

(H2O)

Aire inspirado 21% 0,03% Variable

Aire alveolar 13,6% 5,2% Variable

Aire espirado 16% 4,5% Muy abundante

La presión parcial de oxígeno del aire alveolar es de 105 mmHg. Enreposo, su valor en la sangre desoxigenada que llega a los capilarespulmonares es cercano a 40 mmHg, y es incluso menor si se ha estadopracticando ejercicio, debido que los músculos en contracción utilizanmás O

2. En virtud de esta diferencia en la PO2

, ocurre la difusión netade oxígeno de los alvéolos a la sangre de los capilares pulmonares(desoxigenada) hasta que se alcance el equilibrio. La PO2

de la sangreya oxigenada aumenta a 100 mmHg.

Al mismo tiempo, que el O2 difunde de los alvéolos a la sangre

desoxigenada, el CO2 lo hace en dirección contraria, es decir, de la

sangre a los alvéolos, donde está menos concentrado (la presiónparcial de CO

2 de la sangre desoxigenada es de 45 mmHg, en reposo) y

del aire alveolar es de 40 mmHg. Ver tabla N° 2.

Tabla N° 2: Contenido de O2 y CO

2 en la sangre que llega (arterial) y sale

(venosa) del pulmón

O2 en mmHg CO

2 en mmHg

Sangre arterial 40 50

Sangre venosa 100 40

Una vez realizado el intercambio de O2 y CO

2 a nivel de los alvéolos, la

sangre ahora oxigenada es conducida al corazón a través de las venaspulmonares. En el corazón, el ventrículo izquierdo bombea la sangreoxigenada por la aorta y demás arterias de la circulación general hastaque esta llega a los capilares que están en contacto con los tejidos.

Según la ley de Dalton, en unamezcla de gases, la presióntotal de ésta es la suma delas presiones parciales de losgases individuales. La presiónde un gas específico en unamezcla de gases se llamapresión parcial y se escribecomo Px, donde x es la fórmuladel gas.

El aire atmosférico es unamezcla de gases como elnitrógeno (N

2), oxígeno

(O2), vapor de agua (H

2O) y

dióxido de carbono (CO2),

además de otros, presentesen cantidades mínimas. Lapresión atmosférica es la sumade las presiones parciales detodos esos gases (PN2

= 597,4 mm Hg, Po

2 = 158,8 mm Hg ,

Pco2 = 0,3 mm Hg)

Sabías que...



237


er s i t a r i o s


PO2

= 105 mm Hg

Pco2 = 40 mm Hg

CO2

Alvéolos

P O 2 = 4

0 m m H g

P c o 2 =

4 6 m m H g

P O 2 = 10 0 m m H g

P c o 2 = 4 0 m m H g

Capilares

Sangre

desoxigenada

Arteria

pulmonar

Sangre

oxigenada

Venas

pulmonares

Corazón Corazón

O2

Hematosis

Actividades

1. Define con sus propias palabras el término respiración, tanto desde el punto de vista celular como sistémico.

2. Explica la forma en la cual se lleva a cabo el intercambio gaseoso a nivel de los alvéolos.

3. Describe a través de un esquema el trayecto que sigue el aire inspirado y el aire espirado, en el aparato respiratorio.

4. Explica por qué la estructura y la disposición de los alvéolos en los pulmones los hacen aptos para el intercambio

gaseoso.

1.2.3 Respiración interna

El intercambio de O2 y CO

2 entre los capilares de la circulación general y las células se denomina respiración

interna, en la cual se convierte la sangre oxigenada en desoxigenada.

Para analizar esta situación debemos considerar los siguientes antecedentes: “La respiración celular da porresultado la producción continua de CO

2 y el empleo continuo de O

2. En consecuencia, la concentración de este

es menor en las células que en los capilares que entran en los tejidos, en cambio la concentración de CO2 es

mayor en las células que en los capilares”. De este modo mientras la sangre circula por los capilares de un tejido,el O2 pasa por difusión simple desde la sangre hacia las células y el dióxido de carbono lo hace en dirección

opuesta. Sin embargo, no todo el O2 sale de la sangre (entre un 20% a un 25% del O

2 disponible), puesto que

esta pasa por los capilares muy rápido para que se alcance un equilibrio.



238

C P E C H


c a p í t u l o

6Luego, dicha sangre regresa al corazón, que la bombea a los pulmones para iniciar otro ciclo de respiración externa.

Pco2 = 40 mm Hg

Po2 = 100 mm Hg

Pco2 = 46 mm Hg

Po2 = 40 mm Hg

Capilar Sanguíneoextremo

venoso

CO2 O

2

O2 CO

2 CO

2

Po2 = 40 mm Hg

Pco2 = 46 mm Hg

Tejido Corporal

Glucosa 38 ATP + 6CO2 + 6H

2O

6O2

Respiración celular:

Respiración Interna

extremo

arterial

1.2.4 Transporte de gases

a. Transporte de oxígeno (O2)

En el pulmón, el O2 se difunde dentro del glóbulo rojo y se combina con la hemoglobina (Hb) para formar

oxihemoglobina (cada molécula de hemoglobina puede unirse hasta con 4 moléculas de O2).

La hemoglobina está formada por cuatro cadenas polipeptídicas y cuatro grupos Hem (pigmento), los cualesposeen en su interior un átomo de hierro. Cada uno de estos átomos se une a una molécula de O

2.

Gracias a la hemoglobina, nuestra sangre puede llevar unas 70 veces más O2 que el que podría transportar si

este gas se disolviera en el plasma.

Hb + O2 Oxihemoglobina

3. Se difunde O2 a través de la

pared del capilar del tejido.1. Se difunde O

2 a través de lapared del capilar pulmonar

2. Se lleva O2 a los tejidos unido

a hemoglobina.

Transporte de oxígeno

P u l m ó

n

c

é l u l a

s d e

l c u e

r p o

O2



239


er s i t a r i o s


b. Transporte de dióxido de carbono (CO2)

En la sangre el CO2 se transporta de tres formas distintas. En el interior de los glóbulos rojos, cerca del 70% de

CO2 reacciona con el agua para formar ión bicarbonato (HCO

3

-), el cual difunde hacia el plasma. Cerca del 20%

del CO2 se une a la hemoglobina para viajar de regreso a los pulmones y el 10% restante permanece disueltoen el plasma.

En los glóbulos rojos

CO2 + H

2O H

2CO

3 H+ + HCO

3

-

Ácido carbónico Ion Bicarbonato

CO2 + Hb HbCO

2

Carbaminohemoglobina

3. Se difunde CO2 a través de la

pared del capilar pulmonar.

2. Se lleva CO2 a los

pulmones.

1. Se difunde CO2 a través de la

pared del capilar del tejido.

Transporte de dióxido de carbono

Disuelto en plasma

HCO3 como bicarbonato

unido a hemoglobina P u l m ó n

C é l u l a s d e l

c u e r p o

CO2

El monóxido de carbono (CO) es un gas tóxico que se produce por combustión, por ejemplo,

en motores, calderas y cigarrillos, cuando no se quema totalmente para formar CO2. En niveleselevados, el CO es mortal, debido a que se une con la hemoglobina en el mismo lugar que lo haceel oxígeno y de manera 200 veces más tenaz. Una persona puede morir si respira aire con tan solo0,1% de CO.

CO + Hb HbCO

Carboxihemoglobina

Sabías que...



240

C P E C H


c a p í t u l o

6

Actividades

1. Compara la composición de gases que presenta el aire inspirado y espirado, y plantea una explicación para estos

cambios. Para ello debe basarse en la tabla N° 1.

2. Compara la composición de gases de la sangre a la entrada y salida de los pulmones y plantea una explicación para

estos cambios. Para ello debes basarte en la tabla N° 2 de la página 236.

3. Realiza un esquema que muestre un alvéolo en contacto con un capilar y mediante flechas, indique cómo se realiza el

intercambio de O2 y CO

2. Luego establece una relación entre este proceso y la composición de gases del aire inspirado

y espirado.

4. ¿Cómo se transporta O2 y CO

2 a través de la sangre? Explique brevemente.

5. Completa las siguientes oraciones:

a. El proceso por el cual se intercambian gases entre la atmósfera y los alvéolos se denomina________________.

b. El oxígeno pasa de los alvéolos a la sangre por ___________, en cambio, el___________ lo hace en sentido

inverso.

c. El CO2 se transporta principalmente en forma de__________ y el oxígeno lo hace en forma de _____________.

d. La ventilación pulmonar, conocida comúnmente como___________, consiste en dos mecanismos ____________

y _____________.

2. Metabolismo celular

La vida en la Tierra es sostenida por el Sol. De la energía emitida por este, aproximadamente el 1% es retenido porlos vegetales en forma de energía química, lo que a su vez permite la sobrevivencia del resto de los organismosen el planeta. La totalidad de las transformaciones bioquímicas que ocurren en un organismo, ya sea en elsentido de la fabricación, o bien de la degradación, se denomina metabolismo.

El metabolismo tiene la función de obtener la energía química del ambiente, ya sea a partir de reaccionesquímicas inorgánicas o de la energía luminosa, por ejemplo los autótrofos, como los organismos fotosintéticoso bien a partir de los nutrientes fabricados por otros organismos, como los heterótrofos.

En ambos casos la energía liberada se utiliza en la fabricación de las macromoléculas que rigen la estructura yfunción celular: proteínas, lípidos, carbohidratos y ácidos nucleicos.

2.1 Fases del metabolismo

El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que se dan en un organismo vivo. Las reacciones químicas

son mediadas por las enzimas y ocurren de una manera ordenada. Puede ser una secuencia lineal (vía metabólica)como la glucólisis o, de una manera cíclica (ciclo metabólico), como el ciclo de Krebs. Los compuestos químicosintermedios constituyen los metabolitos.



241


er s i t a r i o s


En el metabolismo se distinguen 2 tipos de reacciones químicas: las catabólicas y las anabólicas.

a. Reacciones catabólicas

Son todas aquellas reacciones que se caracterizan por la oxidación de un sustrato, que puede ser unmonosacárido (glucosa), un aminoácido o un ácido graso. Las reacciones catabólicas son exergónicas, porqueliberan energía.

A + B C + D + Energía

b. Reacciones anabólicas

Son todas aquellas reacciones que requieren energía para sintetizar moléculas y macromoléculas necesarias

para el funcionamiento celular, que se caracterizan por la reducción de un sustrato. Las reacciones anabólicasrequieren del suministro de energía, por tanto, son endergónicas. Las reacciones del anabolismo sonendergónicas, porque gastan energía:

A + B + Energía C + D

- Oxidación: Es la pérdida del electrón de un átomo, ion o molécula.

- Reducción: Es la ganancia de un electrón de un átomo, ion o molécula.

La oxidación y la reducción ocurren simultáneamente y el electrón perdido por un reactante estransferido a otra sustancia (reacción Redox).

Sabías que...

Ambas reacciones están íntimamente relacionadas, ya que la energía que se produce durante el catabolismo,

así como las moléculas precursoras que se obtienen, son necesarias para el desarrollo de las reacciones delanabolismo.

De esta forma, podemos afirmar que el catabolismo y el anabolismo forman parte de un reciclado y renovaciónde los constituyentes de la célula. Las moléculas que están dentro de la célula se degradan todo el tiempo y sereemplazan por moléculas recién sintetizadas.

En conjunto ambas reacciones desempeñan las siguientes funciones: obtención de energía química a partirde la degradación de biomoléculas, como glúcidos, lípidos y proteínas; obtención de moléculas precursoras,es decir, moléculas indispensables para la síntesis de las biomoléculas como monosacáridos, ácidos grasos yaminoácidos; síntesis de biomoléculas como glúcidos, lípidos y proteínas.



242

C P E C H


c a p í t u l o

6

Proteínas Carbohidratos Lípidos

Aminoácidos Monosacáridos Ácidos grasos

Acetil Co – A

CarbohidratosProteínas Lípidos

MonosacáridosAminoácidos Ácidos grasos

C a t a

b ol i s m o

A n a b o

l i s m o

2.2 Leyes de la termodinámica

Los procesos celulares obedecen a leyes físicas y químicas, que explican el complejo orden que lleva al desarrolloy sobrevivencia de los organismos vivos. La célula es un sistema abierto que está en permanente intercambioenergético con el medio externo.

a. Primera ley de termodinámica

En todo proceso ocurren transformaciones de energía, pero la energía total se mantiene constante. De otromodo se puede decir que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. Un buen ejemplo es laoxidación de la glucosa:

C6H12

O6 + 6O

2 6CO

2 + 6H

2O

El número de átomos de C, H y O se conserva al inicio y al final del proceso. Todo lo que ocurrió fue que se

extrajo energía (ATP) de los enlaces que forman a la molécula de glucosa.

b. Segunda ley de termodinámica

Esta ley establece que en las transformaciones químicas ninguna es 100% eficiente, ya que en cada una selibera algo de energía como calor. Por ejemplo, no toda la energía luminosa que llega a una planta se transformaen energía química, pues una parte se transforma en calor. En el caso de las biomoléculas, las cuales estánformadas por esqueletos hidrocarbonados, los enlaces C-C y C-H son muy energéticos, pero el estado másestable de los átomos de carbono e hidrógeno es el dióxido de carbono y el agua, respectivamente, puesto queestos son menos energéticos.



243


er s i t a r i o s


2.3 Catabolismo y respiración celular

El catabolismo está representado principalmente por el conjunto de reacciones que integran la respiracióncelular, proceso por el cual se degradan los nutrientes, principalmente la glucosa, pero también los aminoácidos

y ácidos grasos. Las reacciones que se llevan a cabo en este proceso son de tipo oxidativas.

La respiración aeróbica es la oxidación de glucosa a CO2 y H

2O con presencia de O

2. La importancia del proceso

radica en el papel central que desempeña el catabolismo. Algunas de las etapas de la oxidación de glucosa soncomunes al catabolismo de los ácidos grasos y los aminoácidos.

La glucólisis es la lisis de la glucosa. Se lleva a cabo en el citoplasma celular, en ausencia de O2, es decir, en

condiciones anaeróbicas, es independiente de la concentración de oxígeno. En esta etapa la molécula de glucosade seis carbonos se divide en dos moléculas de 3 carbonos llamadas ácido pirúvico o piruvato. Como resultadode esta división, se obtienen moléculas ricas en energía como el ATP (se forman específicamente 2 ATP) y poderreductor el NADH.

El piruvato es el resultado de la glucólisis que según las condiciones del medio (ausencia o presencia deoxígeno) se seguirá degradando.

2.3.1 Ausencia de Oxígeno

También llamada condición anaeróbica,genera las condiciones para el procesodenominado fermentación. La cual esuna estrategia catabólica para utilizar una

fuente de energía en ausencia de un aceptorexterno de electrones. En esta vía alternativael ácido pirúvico producido por la glucólisispuede ser convertido, por ejemplo, en etanolpor medio de la fermentación alcohólica, lacual ocurre en algunos tejidos vegetales ylevaduras, o en ácido láctico por medio de lafermentación láctica, la que ocurre en tejidoscomo el músculo esquelético y en algunos

procariontes.

La fermentación permite regenerar el NAD+ para que continúe realizándose la fase productora de ATP de laglucólisis. La fermentación se considera un proceso energéticamente pobre.

Glucosa

H O

C

C

C

C

C

C

H OH

HOH

H OH

H2OH

H OH

2 ADP + 2 Pi 2 ATP

Ácido pirúvico

HO

C

C

O

O

CH3

Etanol

H

CH O H

CH3

2

Acetaldehido

CO

CH3

2H

2CO2

2 NAD+ 2 NADH

Glucosa

2 Ácido láctico

HO

C

C

O

H O H

CH3

2 ADP + 2 Pi 2 ATP

2 NAD+ 2 NADH

Ácido pirúvico

HO

C

C

O

O

CH3

H O

C

C

C

C

C

C

H OH

HOH

H OH

H2OH

H OH



244

C P E C H


c a p í t u l o

62.3.2 Presencia de oxígeno

También llamada condición aeróbica. Se sigue el proceso oxidativo, cuya finalidad es obtener la mayor cantidadde ATP posible.

a. Acetilación

En este proceso se degrada al ácido pirúvico hasta acetil coA, llevándose a cabo en la matriz mitocondrial.

b. Ciclo de Krebs

También llamado ciclo del ácido cítrico. Se lleva a cabo en la matriz mitocondrial. Es una secuencia cíclica dereacciones, en la cual el acetil CoA (acetil-CoA) que se obtuvo del catabolismo del piruvato en presencia deO

2, se oxida liberando CO

2, H

2O, y poder reductor formado a partir de las coenzimas NAD+ y FAD+, que se

convierten respectivamente en NADH y FADH2, que son moléculas donadoras de electrones a la cadena detransporte de electrones para que esta sintetice ATP.

Esta es una vía anfibólica, es decir, es una ruta que se utiliza tanto en procesos catabólicos como en procesosanabólicos, puesto que los compuestos integrantes del ciclo son puntos de partida para la biosíntesis decarbohidratos, ácidos grasos, muchos aminoácidos y otros compuestos de importancia bioquímica. Constituyentambién una vía común final para la degradación aeróbica de los productos del catabolismo de carbohidratoslípidos y aminoácidos.

d. Transporte de electrones y síntesis de ATP

Recibe el nombre de cadena de transporte de electrones o cadena respiratoria. Se lleva a cabo en la membrana

mitocondrial interna, implica la oxidación liberadora de energía. El NADH y FADH2 son moléculas reducidas que

donan sus electrones a la cadena transportadora de electrones (se oxidan), cuyo último aceptor es el oxígeno.

El funcionamiento de la cadena de transporte de electrones se puede explicar según la teoría quimiosmótica deMitchell, la cual postula que la transferencia de electrones va acompañada del transporte de protones desde lamatriz mitocondrial hacia el espacio intermembrana. El aporte de protones al espacio intermembrana produceun gradiente de cargas eléctricas y de pH entre el espacio y la matriz, llamado potencial electroquímico.Este potencial electroquímico proporciona la energía necesaria para que la ATP sintetasa forme ATP, procesocompleto que recibe el nombre de fosforilación oxidativa.



245


er s i t a r i o s


ATP

ATP 1

2

3 4 5

6

CO2

CO2

O2

O2

O2

CO2

mitocondria

citoplasma

glucosa

piruvato

ácido láctico

piruvato

acetilcoenzima A

coenzimascrestas

mitocondriales

1 Glucólisis

2 Fermentación láctica

3 Ingreso del piruvato a la mitocondria

4 Acetilación

5 Ciclo de Krebs

6 Fosforilación oxidativa

Glucólisis Formación deacetilcoenzima A

Ciclo del ácidocítrico

Transporte de electrones y fosforilación quimiosmótica

Glucosa

Piruvato

Mitocondria

AcetilcoenzimaA

2 ATP

Ciclo delácidocítrico

Transporte deelectrones y

quimiósmosis

2 ATP 34 ATP

2.4 Anabolismo celular y fotosíntesis

El anabolismo está representado en la síntesis de moléculas complejas a partir de moléculas simples, proceso quese estudia en la fotosíntesis, en la cual se obtienen moléculas orgánicas a partir de energía lumínica y de moléculasinorgánicas como CO

2 y H

2O. La fotosíntesis es la transformación de la energía luminosa en energía química. Se

lleva a cabo al interior de un organelo especializado en este proceso, el cloroplasto, y se divide en dos etapas: faseclara y fase oscura.

Fotosíntesis y anabolismo celular Energía solar

6 CO2+ 6 H

2O C

6H12

O6 + 6O2

Las reacciones se resumen así:



246

C P E C H


c a p í t u l o

6a. Fase clara o reacciones que capturan energía

Esta es una fase dependiente de luz, por lo cual se requiere una fuente de energía, la luz; pigmentos como laclorofila, capaces de capturar la energía de la luz, agrupados en sistemas de pigmentos en la membrana de los

tilacoides, llamados fotosistema I y fotosistema II; cadenas de transporte de electrones que permiten el flujo deelectrones, extraídos del agua, que es el dador de electrones hacia el aceptor de electrones que es el NADP+.Esta parte de la reacción implica la captura de energía de la luz y la fotólisis del agua, rompiendo a la moléculaen electrones, protones y oxígeno. Como consecuencia del transporte de electrones, se produce el bombeo deprotones desde el estroma hacia el espacio tilacoidal, lo cual genera un gradiente eléctrico y de pH, es decir, unpotencial electroquímico. Este gradiente permite la síntesis de dos moléculas importantes para la etapa oscura:ATP y NADPH. El proceso recibe el nombre de fotofosforilación.

b. Fase oscura o reacciones que fijan carbono

Esta es una fase independiente de la luz que se lleva a cabo en el estroma del cloroplasto, en la cual utilizando losproductos de la fase clara ATP y NADPH, se reducirá el carbono inorgánico (CO2) en carbono orgánico (C

6H

12O

6).

Este proceso se lleva a cabo a través de una secuencia de reacciones cíclicas conocido como Ciclo de Calvin.

Grana Estroma Tilacoide

Carbohidratos

Cloroplasto

ADP

ATP

NADP+

NADPH+

Reaccionesfoto-dependientes

Reacciones

de fijación decarbono

CO2

O2

H2O

C i c l o

de C a l v i n

Actividades

1. Dibuja un cloroplasto, indicando todas sus membranas y compartimientos. ¿En qué forma la estructura del cloroplasto

se asemeja y difiere de la mitocondria?

2. Investiga y explica en qué consiste el proceso metabólico de fermentación.



247


er s i t a r i o s


3. Intercambio de gases en vegetales

Los vegetales así como los animales respiran intercambiando oxígeno y dióxido de carbono con el ambiente, peroestos lo hacen a través de estructuras especializadas conocidas como estomas. Para conocer cómo se lleva a cabo

este mecanismo, revisaremos la estructura básica de una planta vascular tipo Angiosperma (planta con flores).

Flores: Estructura reproductora

Tallo: Estructura de conducción y soporte

Hoja:

Estructurafotosintética

Nodo (zona deinsercción de la hoja)

Raíz primaria persistente

Raíces ramificantes

Órganos que fijanla planta al sueloy absorben agua y

nutrientes esencialesde él.

Las plantas son organismos fotosintéticos multicelulares adaptados a vivir en tierra firme. Como en otrosorganismos, la unidad estructural y funcional básica de las plantas es la célula, siendo las células que conformanel parénquima las que se encuentran más frecuentemente en el cuerpo de la planta.

Las células parenquimáticas presentan diversos organelos como las mitocondrias y otros conocidos comoplastidios (exclusivos de las células vegetales). Estos organelos se clasifican como cromoplastos o plastidioscon color (ejemplo, cloroplastos) y leucoplastos o plastidios sin color.

Además de la fotosíntesis, las células parenquimáticas desempeñan una variedad de funciones esenciales en laplanta, que incluyen la respiración y el almacenamiento tanto de alimento como de agua.

Las hojas son el lugar donde se desarrolla principalmente la fotosíntesis. Por ello, están formadas de diversostejidos a fin de optimizar el proceso.



248

C P E C H


c a p í t u l o

6

Luz Normal

CutículaEpidermissuperior

Parénquima enempalizada

Parénquimaesponjoso

Epidermisinferior

CutículaPelos epidérmicos

Estoma Célulasoclusivas Haz vascular

M e s ó fi l o

Típicamente, la epidermis de la hoja está cubierta depequeños poros, conocidos como estomas, los cuales sonde gran importancia para el intercambio gaseoso. Estos sonparticularmente numerosos en la epidermis inferior de lashojas orientadas horizontalmente, y en muchas especies solose localiza en la epidermis inferior. Esta característica reduce la

pérdida de agua, puesto que los estomas de la epidermis inferiorestán protegidos de la luz solar directa.

Cada estoma está rodeado por dos células epidérmicasespecializadas que reciben el nombre de células oclusivas,encargadas de la apertura y cierre de estos poros.

La difusión de los gases, incluyendo al vapor de agua, haciael interior y exterior de la hoja, es regulada por los estomas,los cuales se abren y se cierran por la acción de las célulasoclusivas. Cuando a estas llega agua procedente de las células

adyacentes, se tornan turgentes (se hinchan) y sus paredescelulares internas se doblan hacia el centro, formando un poro.En cambio, cuando las células oclusivas pierden agua, se tornanflácidas, colapsándose entre sí, cerrando el poro. Diversos factores concurren a regular la apertura y cierre deestomas, los cuales incluyen el estrés hídrico, la concentración dedióxido de carbono, la temperatura y la luz.

Por otro lado, debemos reconocer que las plantas al igual que los animales respiran, tomando oxígeno del airey expulsando dióxido de carbono, proceso también realizado a través de los estomas.

Abierto

Cerrado

Células

oclusivas

Organización de los estomas



249


er s i t a r i o s


Durante el día la cantidad de CO2 que desprenden como

consecuencia de la respiración es menor que la que absorbenpara realizar la fotosíntesis, y el oxígeno que adquierentambién es menor que el que se desprende. La respiración se

realiza continuamente, tanto por el día como por la noche,desarrollándose sobre todo en las hojas y en los tallos verdes.

Por lo tanto, como producto de la respiración, tanto las plantascomo los animales desprenden dióxido de carbono. Por ello,las plantas favorecen el equilibrio que tiene que existir entre eloxígeno y el dióxido de carbono de la atmósfera.

La función principal de las hojas es recolectar energía proveniente del sol y convertirla en energíaquímica almacenada en moléculas orgánicas como la glucosa. En este proceso, conocido comofotosíntesis, las plantas captan moléculas relativamente sencillas, (CO

2 y H

2O) convirtiéndolas

en azúcares, liberando O2 como producto. El azúcar obtenido es utilizado de dos maneras: enprimer lugar, es degradado durante la respiración aeróbica (respiración celular) para liberar laenergía química almacenada en sus enlaces y aprovecharla en diversas actividades celulares. Ensegundo lugar, las moléculas de azúcar aportan a la célula los materiales de construcción básicospara la formación de moléculas como el almidón, celulosa y otras moléculas orgánicas.

Sabías que...

Actividades

1. Explica la forma en que las plantas llevan a cabo el intercambio de gases con el medio externo y luego compáralo

con la ventilación pulmonar realizada por los animales.

2. ¿Qué son los estomas? y ¿qué rol cumplen?

3. ¿De qué manera influye la temperatura, el viento y la cantidad de agua que posee una planta en la apertura y cierre

de estomas?

4. Explica de qué manera se realiza el intercambio de gases CO2, vapor de agua y oxígeno a nivel de los estomas.

Fotosíntesis

Luz

Haz vascular

Epidermis

superior

Epidermis

inferior

EstomasH

2O y O

2CO2



250

C P E C H


c a p í t u l o

64. Adaptación del organismo al esfuerzo: ejercicio y su relación con el sistemacardiovascular y el sistema respiratorio

Cuando el organismo es sometido a un esfuerzo como es el realizar ejercicio, se hace necesario el ajuste de su

funcionamiento con el fin de proporcionar O2 suficiente para cubrir las necesidades de los músculos que parti-cipan de dicho esfuerzo. Estos ajustes son:

a. Descarga simpática masiva

Como consecuencia de la estimulación simpática el corazón aumenta su frecuencia y fuerza de contracción.Las arteriolas de la circulación periférica (con excepción de la circulación coronaria y cerebral) se contraen; entanto, las arteriolas de los músculos participantes del esfuerzo se vasodilatan, estimulando al corazón paraaumentar el flujo sanguíneo temporalmente en su dirección. Finalmente las delgadas paredes musculares de

venas y de otras zonas de capacitancia de la circulación se contraen, aumentando la presión media sistólica, lo

que favorece el retorno sanguíneo venoso.

b. Aumento de la presión arterial durante el ejercicio

Esto es consecuencia de: 1) vasoconstricción de las arteriolas, con la excepción de las que se encuentran en losmúsculos activos, 2) aumento del bombeo cardíaco y 3) aumento de la presión media de llenado sistémico causadoprincipalmente por contracción venosa. Dependiendo del tipo de ejercicio y las condiciones en que se realiza, el au-mento de presión puede variar entre 20 mm a 80 mmHg sobre el normal. En términos generales, podemos decir queel ejercicio eleva un 30% la presión normal, lo que implica un incremento del 30% de fuerza para impulsar sangre,aumentando en un 100% el flujo sanguíneo.

c. Aumento del gasto cardíaco

Este incremento es de 6 a 7 veces sobre el normal en ejercicio y es esencial para aportar la gran cantidad de O2

y otros nutrientes que necesitan los músculos que están trabajando.

Si bien es cierto el sistema cardiovascular tiene por función llevar a los tejidos el O2 necesario, es el sistema respi-

ratorio el que capta O2 y libera CO

2 , el cual depende tanto de la difusión como del transporte a través de la sangre.

Durante el esfuerzo el organismo humano puede llegar a requerir 20 veces la cantidad normal de O2.

4.1 Captación y liberación de O2 por la sangre durante el ejercicio

Mientras se realiza un ejercicio vigoroso el gasto cardíaco aumenta, por lo que el tiempo de permanencia de lasangre en el capilar alveolar se reduce a menos de la mitad, lo cual nos podría hacer pensar que la oxigenaciónde la sangre será insuficiente, sin embargo, la sangre sigue estando casi saturada al salir del pulmón.

Esto se explica porque la difusión a través de la membrana del capilar continúa, producto de que:

• Las células musculares usan más O2

del normal cuando están en período de esfuerzo.

• La presión de O2 del líquido intersticial desciende de lo normal en condiciones de reposo (15 mmHg), por lo

que solo quedan unidos a la hemoglobina 4,4 mm de O2 por cada 100 mililitros de sangre.



251


er s i t a r i o s


• El gasto cardíaco ha aumentado 6 a 7 veces (esto en corredores de maratón) sobre el normal; multiplicando el valor del punto anterior por el gasto cardíaco, se obtiene un aumento de 20 veces en el transporte de O

2 a lostejidos.

• La difusión de la sangre a los tejidos se ve facilitada por el hecho de que la presión de O2 de los músculos enejercicio está bajo el nivel normal, favoreciendo la disociación de la hemoglobina de la sangre.

• Durante el esfuerzo se liberan altas cantidades de CO2 que unido a la liberación de varios ácidos disminuye

el pH (7,3), lo que también disocia al O2 de la hemoglobina.

• La temperatura del músculo en ejercicio se eleva de 2 a 3ºC sobre la temperatura normal, lo cual tambiénfavorece la disociación de O

2 desde la sangre hacia los tejidos que están trabajando.



252

C P E C H


c a p í t u l o

6

1. Aire atmosférico: Mezcla de gases, como O2, CO2, N2, vapor de agua, entre otros.

2. Carboxihemoglobina: Compuesto formado por la unión entre la hemoglobina y el monóxido decarbono.

3. Difusión simple: Proceso pasivo en el cual las moléculas a transportar no requieren energía bajo laforma de ATP. Este tipo de transporte es utilizado por moléculas de pequeño tamaño como los gases ymoléculas solubles en lípidos, para ello atraviesan las bicapas lipídicas de las membranas celulares.

4. Estomas: Poro ajustable en la epidermis de una hoja o de alguna región verde de una planta. Estos poros

regulan el intercambio de CO2, H

2O y O

2, entre la planta y el medio externo.

5. Gasto cardíaco: Cantidad de sangre expulsada por el corazón durante un minuto.

6. Hematosis: Intercambio gaseoso realizado entre los alvéolos y la sangre de los capilares pulmonares. 7. Presión parcial de un gas: Presión que ejerce cada gas en una mezcla de gases como es el caso del aire

atmosférico.

8. Respiración: Proceso de intercambio gaseoso realizado entre los pulmones y el medio externo.

9. Respiración celular: Conjunto de reacciones aeróbicas llevadas a cabo en las mitocondrias. En estas

reacciones, se degrada completamente la glucosa, obteniéndose de ella ATP, CO2 y agua.

10. Sistema nervioso autónomo: Parte del sistema nervioso periférico de los animales vertebrados, queregula respuestas de tipo involuntarias, como regular la fuerza y frecuencia de contracción del corazón.




253


er s i t a r i o s


NeumocitotipoI

NeumocitotipoII

Célulaciliada

Epiteliocilíndrico

ciliado

Célul a

Tejido

Pulmones

Órgano

Tráquea

Bronquios

Sistema

Organismo

Respiratorio

elsignificadoquetienees...

form

adapor...

Zonade

conducción

V

entilación:

intercambiode

gasesalvéolo

capilar

formadapor...

Respiracióninterna

Cavidadnasal

Faringe

Laringe

Tráquea

Bronquios

Bronquiolos

Bronquiolos

respiratorios

Pulmones

Epitelioplano

simple

Respiracióncelular:

utilizacióndeoxígeno

paraproducirenergía

enformaaeró

bica

Zona

de

intercambio

conduceelairea...

formadapor...

Alvéolos

estructuradospor...

características...

Superficiede80m2

Membrana

delgada,húmeda

eirrigada

Hematosiso

respiraciónexterna

permite...

que...

Aumentarla

presióndeO2y

reducirladeCO

2

quefavorece...

permiteque...



254

C P E C H


c a p í t u l o

6EJERCICIOS

Preguntas resueltas

1. El aire atmosférico al penetrar a los alvéolos se

A) enriquece en oxígeno, en dióxido decarbono y en vapor de agua.

B) empobrece en oxígeno y se enriquece endióxido de carbono y en vapor de agua.

C) enriquece en oxígeno y se empobrece endióxido de carbono y vapor de agua.

D) enriquece en oxígeno y dióxido de carbonoy se empobrece en vapor de agua.

E) empobrece en oxígeno y en vapor de agua yse enriquece en dióxido de carbono.

Correcta: B


Defensa: El aire atmosférico al penetrar en los alvéolos se em-

pobrece en O2 y se enriquece en CO

2 y vapor de agua, gracias

a la hematosis.

2. La intoxicación por monóxido de carbono sedebe a que este gas

A) se disuelve en los tejidos del pulmón.B) se combina con la hemoglobina con enlaces

más estables que el oxígeno.C) estimula excesivamente a los centros

respiratorios.D) reduce la incorporación de oxígeno a los

pulmones.E) se difunde rápidamente a través de los

tejidos.

Correcta: B


Defensa: La intoxicación por CO se produce debido a que este

gas se combina con la hemoglobina a nivel del grupo Hem en

forma muy estable.

3. En el proceso respiratorio es importante que lahemoglobina forme un compuesto inestable conel oxígeno, porque

I) permite la entrega fácil de O2 a nivel de los

tejidos.II) permite la rápida absorción de O

2 a nivel de

los alvéolos pulmonares.III) la cantidad de O

2 que puede combinarse

con la hemoglobina depende de la presiónparcial de oxígeno en el plasma.


A) solo I.B) solo III.C) solo I y II.D) solo I y III.E) solo II y III.

Correcta: A


Defensa: Es importante que la hemoglobina forme un

compuesto inestable con el oxígeno, porque de esa manera el

O2 se puede entregar en forma rápida y eficiente a los tejidos.

4. La cantidad del O2 transportado desde los

pulmones a los tejidos depende

I) del flujo sanguíneo.II) de la concentración de hemoglobina.III) de la afinidad de la hemoglobina por el O

2.



Correcta: E


Defensa: La cantidad de O2

transportado desde los pulmones

a los tejidos depende del flujo sanguíneo, de la concentración

de hemoglobina ( 150g / 100 mL. de sangre) y de la afinidad

de hemoglobina por el O2

( 20 mL. de O2 / 100 mL. de sangre),

principalmente.



255


er s i t a r i o s


EJERCICIOS

5. En relación del intercambio de gases respiratoriosa nivel de los alvéolos, se puede afirmar que

I) se verifica por simple difusión pasiva.II) está facilitada por las diferencias de

concentración de gases a ambos lados dela membrana alvéolo capilar.

III) es mantenido por la circulación de sangreen los capilares.

A) Solo IB) Solo IIC) Solo I y IIID) Solo II y IIIE) I, II y III

Correcta: E.


Defensa: La membrana alvéolo-capilar es delgada y para

facilitar el proceso de hematosis los gases la atraviesan solo

por difusión gracias a las diferencias de concentración entre

el alvéolo y el capilar. Además, los alvéolos están ricamente

irrigados.


1. Cuando la actividad muscular aumenta, esnecesario que aumente el aporte de oxígenohacia este tejido, lo cual se logra cuando

I) el oxígeno a nivel muscular disminuye suconcentración, aumentando el gradientecon respecto a la sangre.

II) el metabolismo muscular genera unamayor cantidad de dióxido de carbono quedisminuye la afinidad de la hemoglobinapor el oxígeno, pasando más fácilmente almúsculo.

III) la concentración de dióxido de carbono enla sangre disminuye, con lo cual el oxígenopasa más fácilmente al tejido muscular.


A) solo I.B) solo II.C) solo I y II.D) solo I y III.E) solo II y III.

2. ¿Cuál(es) de las siguientes situaciones hacenimposible que el hombre pueda vivir por largastemporadas a grandes alturas (sobre 6000m.s.n.m)?

I) La altura disminuye la producción deglóbulos rojos.

II) A mayor altitud disminuye la presiónparcial de oxígeno.

III) A mayor altitud se dificulta la difusión delos gases.

A) Solo IB) Solo IIC) Solo IIID) Solo I y IIE) Solo II y III

3. La insuficiencia respiratoria se define como unapresión parcial de oxígeno en la sangre arterialpor debajo de 60 mmHg. Esta situación pone enpeligro la vida de un individuo, porque

A) aumenta la frecuencia respiratoria.B) aumenta la afinidad de la hemoglobina por

el oxígeno.C) disminuye el porcentaje de saturación de la

hemoglobina.D) aumenta el pH sanguíneo.E) aumenta la afinidad de la hemoglobina por

el monóxido de carbono.

4. Un gas cuya concentración en el aire inspiradoes igual a la del aire espirado es

I) CO2.

II) N2.

III) O2.

A) Solo IB) Solo IIC) Solo IIID) Solo I y II

E) Solo II y III



256

C P E C H


c a p í t u l o

6EJERCICIOS

5. ¿Cuál de las siguientes alternativas es correcta encuanto a la sangre que pasa por los alvéolos?

A) Entrega la totalidad de su contenido deCO

2.

B) Oxida la Hb formando meta hemoglobina,transportando O

2 a los tejidos.

C) Capta mayor cantidad de O2 mientras más

CO2 contiene.D) Entrega más CO

2 mientras mayor es la

saturación de la Hb con O2.

E) Disminuye su pH por entregar CO2 a los

alvéolos.


1 C C o m p r e n s i ó n









Definir el concepto de excreción.

Reconocer las principales estructuras o sistemasque intervienen en el proceso de excreción.

Identificar los componentes del sistema renal ydel nefrón.

Explicar la importancia de la filtración reabsorción

y secreción renal en la excreción.

Analizar el mecanismo de formación de la orina.

Identificar la composición normal y anormal de laorina.

SISTEMAEXCRETOR

Capítulo 7



258

C P E C H


c a p í t u l o

7Sistema excretor

Introducción

Las células del organismo, tal como las secciones de una gran fábrica, no solo requieren de energía y materiasprimas para su correcto funcionamiento, sino también de un sistema que sea capaz de eliminar todos los dese-chos que se producen durante su actividad. Los procesos normales del metabolismo celular producen un con-

junto de sustancias inútiles o tóxicas para las células cuando su concentración aumenta más allá de lo debido.

Los principales productos metabólicos de desecho que vierten las células son dióxido de carbono (CO2) y

compuestos nitrogenados, principalmente amoníaco (NH3), ácido úrico y urea.

El amoníaco se obtiene de la desaminación de los aminoácidos (eliminación del grupo amino). Al ser este muytóxico, en el ser humano es convertido en un desecho menos tóxico, como ácido úrico o urea. Es el principalproducto de desecho nitrogenado en peces.

El ácido úrico se produce por la degradación de nucleótidos procedentes de los ácidos nucleicos y a partir deamoníaco. Este elemento es insoluble en agua y forma cristales que pueden ser excretados como una pastacristalina con escasa pérdida de agua. Es el principal producto de desecho en aves y reptiles.

La urea es una sustancia de desecho menos tóxicaque el amoniaco, de modo que puede acumularse en

mayores concentraciones sin causar lesión tisular; asípuede excretarse en forma más concentrada. En losmamíferos, los riñones son los principales órganos ex-cretores, que se encargan de la excreción de casi to-dos los desechos nitrogenados, y ayudan a conservarel equilibrio hídrico ajustando el contenido de sal yagua en la orina. Es el principal producto nitrogenadode desecho en anfibios (ejemplo, sapos) y mamíferos,produciéndose principalmente en el hígado a partir deamoníaco.

En el caso de los animales terrestres, como los mamí-feros, estos desechos se envían a la sangre. Para estecaso, lo más importante de ella es el plasma sanguí-neo, que constituye solo el 7% del total de los fluidoscorporales, puesto que la regulación de su composi-ción es un factor clave de la regulación del ambienteinterno químico de todo vertebrado, lo que implica laresolución de tres problemas diferentes, pero entre-lazados:

- Excreción de los desechos metabólicos.

- Regulación de las concentraciones de iones y otroscompuestos químicos

- Mantener el balance hídrico del organismo.

Los aparatos excretores mantienen la homeostasis al ajustar de

manera selectiva las concentraciones de sales y otras sustancias

en la sangre y demás líquidos corporales. En los mamíferos, los

riñones son los principales órganos excretores, al encargarse de

la excreción de casi todos los desechos nitrogenados.

pelvis renal

corteza renal

nefrona

médula renal

pelvis renal

arteria renal

vena renal

uréter

a la vejiga

1. En las células, los aminoácidos sedescomponen en moléculas mássencillas, y desprenden amoníaco.

2. En el hígado, el amoníaco se combinacon CO2 para producir urea.

3. En los riñones, la urea y otrosdesechos solubles en agua seintegran a la orina.

se

excreta enla orina

amoníaco

(NH3)

urea

NH2 −C−NH2

||

O

se transporta en

la sangre

se transporta en la sangre



259


er s i t a r i o s

Capítulo 7 Sistema excretor

Por lo tanto, la sangre funciona como un medio de suministros e higiene, ya que los desechos celulares soncontinuamente eliminados hacia ella, para luego ser excretadas por medio de un proceso selectivo de vigilancia,análisis, selección y rechazo.

El sistema excretor es el encargado de eliminar las sustancias tóxicas y los desechos de nuestro organismo, porlo que se puede decir que la excreción es la principal función de este sistema, pero la realidad es que no trabajasolo: es apoyado en su función por otros órganos y sistemas, como son la piel, sistema digestivo y sistemarespiratorio.

Debes recordar la diferencia entre cada uno de los siguientes conceptos: Excreción: Es la eliminación de los productos residuales del metabolismocelular por medio del sistema excretor. Estos productos residuales son

sustancias que ya no pueden ser utilizadas por el organismo.

Secreción: Eliminación de alguna sustancia, por parte de una célula, que será utilizadaen algún proceso metabólico. Ejemplo: Secreción de una hormona o de enzimasdigestivas.

Defecación: Es un acto reflejo en el que se eliminan los residuos del proceso digestivo.Estos residuos no han «ingresado» realmente a nuestro organismo, es decir, no hanpasado a nuestro medio interno.

1. Órganos y sistemas que cumplen la función excretora

Como se recordará, la excreción es el proceso por el cual seliberan del cuerpo los desechos metabólicos, incluyendo elexceso de agua. Muchos animales han desarrollado a travésdel proceso evolutivo eficientes estructuras y órganos que seencargan de cumplir la función excretora, por ejemplo, el sistemanefrourinario, que corresponde al sistema que estudiaremos eneste capítulo. Pero antes revisaremos los órganos y sistemasque lo apoyan en su función.

En los vertebrados terrestres, los pulmones, la piel y el aparato

digestivo son al igual que el sistema renal, importantes en laosmorregulación y la eliminación de desechos.

a. La piel

Es el órgano más grande del cuerpo en área superficial y peso.Entre sus múltiples funciones protege a nuestro cuerpo deagentes externos como las bacterias, los virus, la radiaciónultravioleta y el polvo; y lleva a cabo una función secundariaque es la excreción de sustancias corporales, gracias a lasglándulas sudoríparas, presentes en la piel. Aunque estas

principalmente se encargan de regular la temperatura corporal,excretan 5 a 10% de todos los desechos corporales, a través delsudor. Gracias a este líquido se elimina el exceso de cloruro desodio y urea, así como las sustancias químicas como el alcoholetílico o residuos de antibióticos.

epidermis pelo poro

excretor

glándula

sudoríparadermis



260

C P E C H


c a p í t u l o

7 b. El hígado

Puede ser considerado como un órgano excretor, pero se le considera como parte del sistema digestivo. Ensus células se destruyen los glóbulos rojos viejos, degradándose la hemoglobina contenida en ellos formandodos pigmentos: la bilirrubina y la biliverdina. Estos denominados pigmentos biliares, junto a otros desechosmetabólicos formados en el hígado, se vierten a la bilis, la cual es transportada hacia el intestino delgado paraser luego eliminada por las heces fecales, de hecho, el color de las heces fecales depende de estos pigmentosbiliares.

c. El sistema respiratorio

Tiene por función colocar el oxígeno aspirado a través de la nariz en contacto con la sangre y a través de ella conlos tejidos. El dióxido de carbono producido como desecho metabólico se elimina de la sangre en los pulmonesy sale al exterior a través de las fosas nasales o la boca.

Actividades

Prueba tus conocimientos

1. Defina los siguientes términos:

a. Excreción:

b. Secreción:

2. ¿Cuáles son los principales tipos de desechos nitrogenados?

3. ¿Cuáles son los principales órganos que participan en la excreción de desechos metabólicos? Indique la función de

cada uno de ellos.

2. Sistema nefrourinario

Este sistema tiene la misión de mantener

relativamente constante la composición delplasma. Esto se logra a través de: eliminaciónde sustancias que ya no son útiles al organismoy que derivan del metabolismo celular; laregulación del equilibrio mineral y acuoso;el mantenimiento de la presión osmótica y laconcentración de protones (pH) de la sangredentro de límites normales. Se puede dividirpara su estudio en riñón y vías urinarias.

2.1 Anatomía del riñón

Los riñones están localizados inmediatamentebajo el diafragma, en la zona dorsal delabdomen. Son órganos pares de color rojizo, enforma de poroto. El riñón derecho está un poco

Arteria renalizquierda

Riñónizquierdo

Vena renal izquierda

Aorta

Uréter izquierdo

Vena cava

Vejiga urinaria

Uretra (en el pene)

Sistema nefrourinario masculino



261


er s i t a r i o s


más abajo que el izquierdo debido a que comparte su espaciocon el hígado.

a. Anatomía externa

En un adulto este órgano tiene aproximadamente el tamaño deuna barra de jabón de baño, pesa aproximadamente 150 gr. Cadariñón está envuelto en tres capas de tejido: una capa internallamada cápsula renal que le sirve de barrera contra traumatismosy ayuda a mantener la forma del órgano; una capa media, llamadacápsula adiposa que también lo protege de traumatismos y losostiene en su posición; y una capa externa, llamada cápsulasuperficial que fija el órgano a las estructuras circundantes y a lapared abdominal.

b. Anatomía interna

Al seccionar un riñón en forma longitudinal, de modo de separarlo en una mitad anterior y otra posterior, sepuede observar en la superficie de corte una disposición muy especial de los tejidos.

• La corteza: Es la zona más externa del riñón. Se caracteriza por ser de color rojizo y textura lisa. Aquíencontramos el corpúsculo renal y los túbulos contorneados de un nefrón.

• La médula: Es la zona más interna del riñón. Presenta un color rojizo oscuro y está formada por 10 a 12

estructuras cónicas estriadas llamadas pirámides de Malpighi o también llamadas pirámides renales (quedeben su apariencia antes mencionada a la ubicación delas asas de Henle y túbulo colector de los nefrones). Labase de cada pirámide mira hacia la corteza, en tanto elápice llamado papila renal mira hacia el centro del riñón.Las papilas renales desembocan hacia unas estructurasen forma de copa, llamadas cálices menores y cálices

mayores. Cada cáliz menor recibe orina de la papila renal,y la lleva al caliz mayor respectivamente. De estos últimosla orina pasa a una cavidad grande llamada pelvis renal yluego sale hacia las vías urinarias.

• El nefrón: Cada riñón está formado por más de unmillón de unidades microscópicas, anatomofuncionales,denominadas nefrones. Los nefrones son pequeñostúbulos distribuidos en las zonas medular y cortical,muy bien irrigados, que están encargados de tresprocesos básicos: filtrar la sangre, retornar a la sangrelas sustancias útiles para que no se pierdan del cuerpo yretirar de la sangre sustancias que no son necesarias parael cuerpo. Como resultado de estos procesos, los nefrones

mantienen la homeostasis de la sangre y producen orina.

Pirámides renales (médula)

Médula

Corteza

Cápsula

Hilio renal

Arteria renal

Vena renal

Pelvis renal

Uréter

Conducto colector

Túbulo distal

Túbulo proximal

Cápsula deBowman

Glomérulo

Arteriolas

Rama de la vena renal

Rama de laarteria renal

Asa de Henle

Capilaresperitubulares



262

C P E C H


c a p í t u l o

7 Cada nefrón se compone de dos partes fundamentales:

- Corpúsculo de Malpighi o corpúsculo renal: Estructura especializada en la función de filtración. Estáconstituido por un ovillo de capilares, (el glomérulo), los que están rodeados por el primer segmento del

túbulo renal, que tiene forma de copa llamado cápsula de Bowman o cápsula renal. Este conjunto de loscapilares más la cápsula de Bowman se denomina corpúsculo renal.

La región interna del corpúsculo, vale decir, el glomérulo, resulta de la ramificación de la arteria renal queirriga al riñón. Luego de penetrar en el riñón, esta arteria se ramifica en arteriolas cada vez más pequeñas,hasta formar la arteriola aferente, que penetra en la cavidad central de la cápsula de Bowman y seramifica en múltiples capilares. Estos luego se reúnen en una arteriola de salida, arteriola eferente. Estaarteriola se ramifica en una red de capilares en torno al túbulo renal, llamados capilares peritubulares.Estos vasos confluyen en venas, que se unen a otras mayores hasta terminar en la vena renal que saledel riñón y que desemboca en la vena cava inferior. El diámetro de la arteriola aferente es mayor que laeferente, lo que permite que dentro del glomérulo de Malphigi exista una alta presión sanguínea que

facilita la filtración.

Los capilares del glomérulo son fenestrados, lo cual significa que su pared está atravesada por numerososporos (que facilitan la filtración glomerular). Además es importante mencionar que entre la cápsula deBowman y los capilares del glomérulo existe una membrana basal de naturaleza eléctrica negativa, queimpide la filtración de proteínas plasmáticas.

- Túbulos renales: Corresponde a un túbulo largo ytortuoso que se subdivide en las siguientes partes:

* Túbulo contorneado proximal: Es la continua-

ción de la cápsula de Bowman. Se encuentra ubi-cada en la corteza renal.

* Asa de Henle: Es el segmento intermedio entreel túbulo proximal y el distal. Su longitud varíasegún si el glomérulo está más cerca de la cortezao de la médula. Consta de una rama descendentey otra ascendente (segmento grueso).

* Túbulo contorneado distal y colector: Eltúbulo distal se encuentra en la corteza y siguiendo un trayecto tortuoso desemboca finalmente en

el túbulo colector. Este último reúne el filtrado de varios nefrones, desembocando junto a otros en lapapila renal.

2.2 Formación de orina

El objetivo fundamental del nefrón es la formación de orina, que consiste en la eliminación de los desechosmetabólicos circulantes, tales como ácido úrico, urea, creatinina, etc., conservando los componentes útiles dela sangre.

Para lograrlo, el riñón se vale de tres importantes procesos:

- Filtración glomerular.- Reabsorción tubular.- Secreción tubular.

Flujo de

sangre

Arteriola aferente

Arteriola eferente

Cápsula de

Bowman

Glomérulo de

Malphigi



263


er s i t a r i o s


2.2.1 Procesos

1. Filtración: Agua, nutrientes ydesechos se filtran de los capilaresglomerulares hacia la cápsula deBowman de la nefrona.

3. Secreción Tubular: El túbulodistal, desechos adicionalesse secretan activamentedesde la sangre hacia eltúbulo.

4. Concentración: En elconducto colector, podríapasar más agua a la sangre,de modo que la orina esté másconcentrada que la sangre.

2. Reabsorción Tubular: En el túbuloproximal, casi toda el agua y losnutrientes se reabsorben a la sangre.

a. Filtración glomerular

La filtración es un proceso que permite el paso de líquido desde elglomérulo hacia la cápsula de Bowman por la diferencia de presiónsanguínea que existe entre ambas zonas, es decir, aplica presión paraforzar los líquidos y solutos a través de una membrana. Es lo mismotanto en los capilares glomerulares como en los de cualquier parte delcuerpo. Sin embargo, el volumen del líquido filtrado por el corpúsculorenal es mucho mayor del que se filtra en otros capilares del cuerpo,por tres razones:

- Puesto que son largos y extensos, los capilares glomerulares

presentan una gran superficie de filtración.- La membrana de filtración es delgada y porosa (capilares

fenestrados).- En los capilares glomerulares la presión arterial es alta, puesto que

el diámetro de las arteriolas eferentes tiene menor diámetro que elde las arteriolas aferentes.

Por el riñón pasan 1.250 cc de sangre en un minuto, esto es la cuartaparte del gasto cardíaco (cantidad de sangre expulsada por el corazónen un minuto). Al entrar a los glomérulos posee una presión bastantealta en comparación con la presión en los capilares del resto del

cuerpo.

La presión útil de filtración es de 14 mm Hg. Por lo mismo, la sangretiende a filtrarse a medida que avanza por el glomérulo (es comosi cayera un “chorro” de líquido con gran fuerza sobre un coladorcon orificios muy pequeños). Así, se filtra a través de la membranaglomerular un gran número de sustancias tales como la urea, glucosa,aminoácidos, sales y agua. Todas ellas caen a la cápsula de Bowman,pasando a constituir el filtrado glomerular.

Se puede decir, entonces, que el filtrado glomerular está compuesto

por plasma con pequeñas cantidades de proteínas (0,03 %) y solutos.Sin elementos figurados ni lípidos.

El proceso de filtración glomerular es totalmente pasivo, idéntico aldescrito para el intercambio en los capilares del sistema cardiovascular.

La cantidad de filtradoglomerular que se forma porminuto en los nefrones deambos riñones se denominaíndice de filtrado glomerulary corresponde a unos 125 ml/ min. Esto quiere decir quecada día se forman 180 litrosde filtrado glomerular.

Sabías que...

La capacidad detransporte activode los túbulos eslimitada y cuando

la cantidad de una sustanciapor reabsorber sobrepasaesa capacidad, el excesoes eliminado por la orina.

Este fenómeno se llamatransporte máximo. Estedepende directamente delumbral plasmático renal,que es la máxima cantidadpermitida de una sustanciaen la sangre, para que éstano aparezca en la orina.



264

C P E C H


c a p í t u l o

7b. Reabsorción tubular

Este proceso es el retorno de casi toda el agua y gran parte de lossolutos filtrados al torrente sanguíneo. Tanto los túbulos renales como

el conducto colector participan de este proceso, pero es el túbulocontorneado proximal el que contribuye en mayor medida.

Los solutos que son fundamentalmente reabsorbidos tanto portransporte activo como pasivo son: glucosa, aminoácidos, urea e ionescomo Na+, K +, Ca2+, Cl-, HCO

3- (bicarbonato), y HPO

4-2 (anión ácido

fosfato) y agua vuelven a pasar al plasma de los capilares peritubulares.(reabsorción selectiva).

En el transporte de agua nos detendremos un poco. Se realiza a travésde osmosis. Alrededor del 90% del agua filtrada hacia los nefrones se

reabsorbe junto con el Na+

, Cl-

y glucosa, en el túbulo contorneadoproximal, producto del gradiente de concentración que siempre seforma por la reabsorción de solutos, razón por la cual recibe el nombrede reabsorción obligada de agua. El 10% restante del agua que sereabsorberá se denomina reabsorción facultativa de agua, la cual selleva a cabo principalmente bajo la acción de los túbulos colectores.Recibe este nombre, ya que se adapta a la necesidad del organismo yes controlada hormonalmente (ADH por ejemplo).

La reabsorción continúa conforme el filtrado pasa por el asa de Henle yel túbulo contorneado distal. Después el filtrado se concentra aún más

al pasar por el conducto colector.

c. Secreción tubular

La secreción tubular es el paso de sustancias a través del epiteliotubular en sentido opuesto a la reabsorción. La secreción ocurreprincipalmente en la zona del túbulo contorneado distal. Dentro delas sustancias secretadas, se encuentran los iones de potasio (K +),hidrógeno (H+) (ambos a través de transporte activo) y amonio (NH

4+)

(difusión pasiva).

La secreción de H+ es importante en la regulación del pH de la orina(4-7.5), que a la vez mantiene el equilibrio ácido-base en el mediointerno.

Existen además otros elementos que son secretados a nivel de lostúbulos renales, por ejemplo, la creatinina (desecho metabóliconitrogenado producido en los músculos) y algunos medicamentos uotras sustancias extrañas al organismo.

Otra función importante del nefrón es su capacidad de producir orinaconcentrada cuando escasea el agua y orina diluida cuando hay excesode agua en la sangre. El grado de concentración de la orina se regula anivel del asa de Henle y del túbulo colector, sobre el cual se produce laacción de la hormona antidiurética (ADH).

La hormona antidiurética(ADH) o vasopresina seproduce en el hipotálamo yaumenta la permeabilidad alagua del túbulo contorneadodistal y del conducto colector,

lo que permite reabsorbermás agua de la formación deorina.

Sabías que...

En la diabetes mellitus laconcentración de glucosa enla sangre supera el umbralrenal y, por lo tanto, laglucosa aparece en la orina,lo que clínicamente sedenomina glucosuria.

Sabías que...



265


er s i t a r i o s


A continuación, se encuentra un recuadro que presenta la cantidad de agua y solutos más importantes que sereabsorben y eliminan cada día.

Sustancia filtrada Cantidad Reabsorción diaria Eliminación % de reabsorción

Agua 180 litros 178 - 180 Litros 1,5 - 2 99

Sodio 579 g. 576 - 574 g. 3 - 5 g. 99,5

Glucosa 180 g. 180 g. 0 g. 100

Urea 54 g. 27 g. 27 g. 50

Características y composición de la orina

El riñón filtra 170 a 180 litros de plasma en 24 horas. El proceso de reabsorción recupera 168,5 litros, es decir,queda un excedente de 1,5 litros de orina (diuresis normal). Esto pone de manifiesto la importancia de la

reabsorción tubular: sin ella nos deshidrataríamos en 30 min.

La orina se caracteriza por ser un líquido transparente, que lleva varias sustancias disueltas. Es de coloramarillento por la presencia de un pigmento, el urocromo, aunque varía con la concentración de la orina y ladieta. La orina concentrada es de color más oscuro. En el caso de la dieta, esta también modifica el color, porejemplo, el consumo de betarraga le da un color rojizo

Es transparente recién excretada, pero se vuelve turbia cuando sedimenta. Su olor es leve, pero cuando sedimentaes similar al del amoniaco. La del diabético tiene olor dulce debido a la presencia de cuerpos cetónicos.

Su pH varía de 4,6 a 8,0 (promedio 6,0). Dietas ricas en proteínas incrementan la acidez; dietas vegetarianas

aumentan la alcalinidad.

Su composición normal se encuentra en el siguiente recuadro.

Principales componentes de la orina

Componentes inorgánicos Cantidad en gr. Componentes orgánicos Cantidad en gr.

Cloruro de sodio 10 - 15 Urea 20 - 30

Potasio 2 - 4 Creatinina 0.8 - 1.2

Ácido sulfúrico 2 - 3 Ácido úrico 0.6 - 0.8

Ácido fosfórico 2 - 3 Cuerpos cetónicos 0.04

Amoníaco 0.5 - 1

Magnesio 0.1 - 0.2

Calcio 0.3 - 0.4

Hierro 0.005 - 0.010

Otras sustancias 0.2 - 0.3

Si una enfermedad altera el metabolismo corporal o la función renal, pueden aparecer en la orina restos desustancias que no se presentan normalmente o los componentes habituales aparecen en cantidades anormales.Entre ellos, podemos mencionar:

• Albúmina: Elemento normal del plasma, pero a menudo aparece en cantidades muy pequeñas en laorina. Su presencia en cantidades excesivas en la orina, llamada albuminuria, indica un incremento de lapermeabilidad, causada por lesión o enfermedad, incremento de la presión arterial o irritación de las célulasrenales por toxinas bacterianas, éter o metales pesados.



266

C P E C H


c a p í t u l o

7• Glucosa: Su presencia en la orina se llama glucosuria, y en general indica diabetes mellitus.

• Eritrocitos: Su presencia en la orina se llama hematuria, y casi siempre indica un estado patológico. Unade las causas puede ser la inflamación aguda de los órganos urinarios como consecuencia de enfermedad o

irritación por cálculos renales, traumas, tumores, etc.

• Leucocitos: Estos y otros componentes de pus en la orina son llamados piuria, e indican infección en elriñón u otras estructuras urinarias.

Actividades

1. Indique cuál de las siguientes estructuras del sistema renal están asociadas a cada uno de los siguientes procesos.

• Formación de orina:

• Almacenamiento de orina:

• Conducción de orina:

2. ¿Por qué se dice que el nefrón es la unidad funcional del riñón?

3. Explique con sus propias palabras la forma en la cual se lleva a cabo la formación de orina.

4. ¿Qué sucedería si toda el agua filtrada a nivel del glomérulo es reabsorbida en los túbulos renales?

5. Explique por qué es importante el proceso de secreción en la formación de la orina.

6. ¿Qué elementos son reabsorbidos a nivel de los túbulos renales? Indique su importancia.

7. ¿Por qué normalmente no encontramos glucosa en la orina? y ¿por qué está presente en la orina de personas con Dia-

betes mellitus? Fundamente su respuesta.

8. Compare los siguientes procesos: Filtración, Reabsorción y Secreción.

9. Según lo que ha revisado, indique los principales desechos metabólicos encontrados en la orina.

10. Investigue la forma en la cual se regula el volumen de orina.

2.3 Vías urinarias

La orina, una vez formada, es conducida por los túbulos colectores hacia los cálices renales, que confluyenpara formar un saco en forma de embudo, conocido como pelvis renal, desde esta zona la orina pasa hacia losuréteres.

a. Uréteres

Son dos tubos musculares de 25 a 30 cm. de longitud y de un diámetro de 1mm. a 10 mm. Conectan a lo largode su trayecto la pelvis renal con la vejiga. Su rol es conducir la orina hacia la vejiga urinaria, por medio decontracciones peristálticas.



267


er s i t a r i o s


Característicamente, los uréteres no tienen esfínteres anatómicosque regulen el paso de orina por su interior, pero presentan válvulasfisiológicas muy eficientes. Conforme la vejiga se llena de orina, lapresión al interior comprime los orificios de entrada de los uréteres y

evita el flujo retrógrado de la orina. Si esta válvula fisiológica no funcionade manera apropiada, existe la posibilidad de que los microbios viajenhacia arriba en los uréteres desde la vejiga para infectar uno o ambosriñones.

b. Vejiga urinaria

Es un órgano muscular hueco, distensible, situado en la cavidad pélvicaposterior hasta la sínfisis del pubis. En varones tiene una ubicacióndirectamente anterior al recto; en mujeres está por delante de la

vagina y debajo del útero. Su forma depende de la cantidad de orinaque contenga. Vacía se encuentra colapsada. Cuando está ligeramentedistendida, es esférica y cuando está llena adquiere forma de pera. Lacapacidad de la vejiga urinaria de 700 a 800 mL.

La vejiga urinaria es más pequeña en mujeres, pues el útero ocupa elespacio justo arriba de la vejiga. En ella desembocan los dos uréteres.Su función es almacenar orina debido a su capacidad para adaptarse alos cambios de volumen.

c. Uretra Conducto que se origina en la cara inferior de la vejiga. Tanto en los

varones como en las mujeres, la uretra es la porción terminal delsistema urinario y la vía de paso para expulsar orina del cuerpo (en

varones también da salida al semen). Su misión es llevar la orina haciael exterior del cuerpo.

3. Enfermedades del sistema nefrourinario

a. Cálculos renales

Están presentes en la pelvis o cálices del riñón o en los uréteres. Sepueden formar cuando la orina se encuentra muy concentrada conciertas sustancias. Estas sustancias se pueden agrupar para formarpequeños cristales y posteriormente cálculos, los cuales pueden nomanifestar síntomas hasta que comienzan su descenso por el uréter,produciendo dolor. Dicho dolor es fuerte, con frecuencia comienza enla región del flanco y baja hasta la ingle.

b. Infección vías urinarias

Son relativamente frecuentes, pueden ser agudas o crónicas. Por locomún se deben a una infección y afectan principalmente la vejiga.

El reflejo de micción selleva a cabo por mediode una combinación decontracciones musculares

voluntarias e involuntarias.Cuando el volumen de orinaen la vejiga es superior a los200 a 400 ml., su presión

aumenta produciendo elestiramiento del órgano yla transmisión de impulsosa la médula espinal, quedesencadena el vaciamientodel órgano.

Sabías que...



268

C P E C H


c a p í t u l o

7Los agentes más fecuentes son las bacterias como Escherichia coli, Staphilococcus, Pseudomona, Streptococcus.Menos frecuentemente la inflamación se produce por hongos (género Cándida). Las condiciones que favorecen lainfección de la vía urinaria son alteraciones producto de embarazo, traumatismos, malformaciones e intervencionesquirúrgicas.

Entre las más importantes, están la manipulación por uso de sonda, la deficiencia inmunológica y la diabetesmellitus.

c. Glomerulonefritis

Enfermedad causada por inflamación de las estructuras internas del riñón puede ser una condición temporaly reversible o puede ser progresiva. Esta última puede ocasionar la destrucción de los glomérulos del riñóne insuficiencia renal crónica y enfermedad renal en estado terminal. Esta enfermedad puede ser causada porproblemas específicos con el sistema inmune del cuerpo, pero se desconoce la causa exacta en la mayoría de

los casos. El daño de los glomérulos con la subsecuente filtración ineficiente ocasiona la pérdida de sangre y deproteínas en la orina.

d. Insuficiencia Renal (IR)

Es la pérdida de función de los riñones, independientemente de cual sea la causa. La IR se clasifica en aguda,subaguda y crónica en función de la forma de aparición (días, semanas, meses o años) y, sobre todo, en larecuperación o no de la lesión. Mientras que la IR aguda es reversible en la mayoría de los casos, la forma subagudalo es en menor frecuencia, y la Insuficiencia Renal Crónica (IRC) presenta un curso progresivo hacia la InsuficienciaRenal Crónica Terminal (IRCT). Esta evolución varía en función de la enfermedad causante y, dentro de la misma

enfermedad, de unos pacientes a otros.



269


er s i t a r i o s


1. Balance hídrico: Corresponde a la habilidad de reabsorber agua en el riñón que se realiza a lo largo deltúbulo renal, pero la mayor parte se efectúa en el túbulo proximal (reabsorción obligada). La disociaciónde agua y solutos se efectúa en el túbulo distal, que se halla condicionada a los niveles plasmáticos dela hormona antidiurética.

2. Excreción: Es la eliminación de los productos residuales del metabolismo celular por medio delsistema excretor y/u órganos excretores. Estos productos residuales son sustancias que ya no puedenser utilizadas por el organismo.

3. Filtración glomerular: Un proceso que permite el paso de líquido desde el glomérulo hacia la cápsula

de Bowman por la diferencia de presión sanguínea que existe entre ambas zonas.

4. Filtrado glomerular: La sangre se filtra a medida que avanza por el glomérulo. formando una soluciónque contiene urea, glucosa, aminoácidos, sales y agua.

5. Orina: Es un líquido transparente, que lleva varias sustancias disueltas. Es de color amarillento por lapresencia de un pigmento, el urocromo.

6. pH sanguíneo: Medida de la concentración de iones de hidrógeno (H+) en la sangre.

7. Reabsorción tubular: Proceso que se realiza a través de transporte activo o por difusión simple

a favor de gradientes de concentración, para reabsorber desde el filtrado glomerular, los elementosfundamentales como electrolitos, nutrientes y agua vuelven a pasar al plasma de los capilaresperitubulares (reabsorción selectiva).

8. Reflejo de micción: Es un proceso medular y, por lo tanto, involuntario, que vacía la vejiga urinaria.

9. Secreción: Eliminación de alguna sustancia, por parte de una célula, que será utilizada en algúnproceso metabólico. Ejemplo: Secreción de una hormona o de enzimas digestivas.

10. Secreción tubular: La secreción tubular es el paso de sustancias a través del epitelio tubular en sentidoopuesto a la reabsorción. La secreción ocurre principalmente en la zona del túbulo contorneado distal.

Dentro de las sustancias secretadas, se encuentran los iones de potasio (K +

), hidrógeno (H+

) (ambosa través de transporte activo) y amonio (NH4+) (difusión pasiva).




270

C P E C H


c a p í t u l o

7

E p i t e l i o c ú b i c o

c i l i a d o

C é l u l a

T e j i d o

R i ñ o n e s

Ó r g a n o

V e j i g a ur i n ar i a

U r e t r a

S i s t e m a

O r g a n i s m o

N e f r o ur i n ar i o

e l s i g n i fi c a d o q u e t i e

n e e s . . .

R i ñ o n e s

E l i m

i n a c i ó n d e d e s e c h o s d e l

m e t a b o l i s m o , e s p e c i a l m e n t e

l o s n

i t r o g e n a d o s ( ur e a , á c i d o

ú r i c o y a m o n í a c o ) .

f or m a d a p or . . .

•F i l t r a c i ó n g l o m e r u l ar

•R e a b s or c i ó n t u b u l ar

• S e c r e c i ó n t u b u l ar

C o n j u

n t o d e v a s o s s a n g u í n e o s :

•A r t e r i o l a a f e r e n t e

•A r t e r i o l a e f e r e n t e

• C a p

i l ar e s p e r i t u b u l ar e s

E p i t e l i o p l a n o

s i m p l e

V í a s ur i n ar i a s

u n i d a d f u n c i o n a l . . .

p or c i o n e s . . .

•P i r á m i d e r e n a l

•P a p i l ar e n a l

• C á l i z m e n or

• C á l i z m a y or

•P e l v i s r e n a l

F or m a c i ó n d e or i n a

a t r a v é s d e . . .

C é l u l a s

e n d o c r i n a s

C é l u l a s d e l

n e f r ó n

N e f r o n e s

R e g u l a c i ó n d e l v o l u m e n y

c o m

p o s i c i ó n d e l í q u i d o s

c or p

or a l e s .

R e g u l a c i ó n e q u i l i b r i o á c i d o

b a s e .

M e t a b o l i s m o y e x c r e c i ó n d e

d e s e

c h o s .

S í n t e s i s d e h or m o n a s ( r e n i n a ,

e r i t r

o p o y e t i n a , c o l e c a l c i f e r o l ) .

C o n j

u n t o d e t u b o s :

•T u b o pr o x i m a l

•A s a d e H e n l e

•T u b o d i s t a l

•T u b o c o l e c t or

I n t r ar r e n a l

E x t r ar r e n a

l

• U r é t e r e s

• V e j i g a ur i n a

r i a

• U r e t r a



271


er s i t a r i o s


EJERCICIOS


1. La reabsorción de las sustancias filtradas por elglomérulo se realiza en

A) la pelvis renal.B) el uréter.C) la uretra.

D) la arteriola renal.E) los túbulos contorneados.

Correcta: E.


Defensa: El nefrón es la unidad anatomofisiológica del riñón.

Está formado por un componente vascular que actúa como fil-

tro y un componente tubular que reabsorbe y secreta.

2. Si se considera el transporte de moléculas

desde el túbulo renal a la sangre, de las célulasepiteliales al interior del túbulo y del gloméruloa la cápsula de Bowman, se puede establecerque se trata respectivamente de los siguientesprocesos:

A) Filtración, reabsorción, secreción.B) Filtración, secreción, reabsorción.C) Reabsorción, filtración, secreción.D) Secreción, filtración, reabsorción.E) Reabsorción, secreción, filtración.

Correcta: E.Habilidad: Comprensión.

Defensa: Reabsorción: Recuperación de sustancias que fueron

filtradas y que retornan hacia la sangre.

-Secreción: Sustancias que van hacia la orina y que son trans-

portadas por las células epiteliales.

-Filtración: Las sustancias se movilizan al interior de los tubos

renales pasando por la cápsula de Bowman.

3. ¿Cuál(es) de las siguientes característicasanatómicas es (son) importantes para desarrollaruna mayor presión en el riñón?

I) Una arteria renal corta y recta.II) Arteriola eferente de menor diámetro que

la arteriola aferente.III) Cápsula de Bowman con gran superficie de

contacto con el glomérulo.

A) Solo lB) Solo llC) Solo l y llD) Solo ll y lllE) l, ll y lll

Correcta: C.Habilidad: Aplicación.

Defensa: Una arteria renal corta y recta permite menor roce y,

por tanto, no se pierde mucha presión desde el nacimiento en

la aorta. Por otra parte, la arteriola eferente de menor diámetro sirve como freno para el flujo sanguíneo, lo que aumenta la

presión en el glomérulo. La cápsula de Bowman efectivamente

tiene gran superficie de contacto con el glomérulo, pero esto no

aumenta la presión, sino que es mayor área para la filtración.



272

C P E C H


c a p í t u l o

7EJERCICIOS

4. De los desechos originados por los organismos,los nitrogenados son los que se excretancon mayor dificultad. El principal desechonitrogenado eliminado por los mamíferos esla urea, sin embargo, se ha encontrado que un50% de la cantidad filtrada luego es reabsorbida.¿Cuál es su explicación para esta situación?

I) Es una sustancia de pequeño tamaño.II) Es una sustancia liposoluble.

III) Su reabsorción está favorecida por elgradiente de concentración.


A) solo I.B) solo III.C) solo I y III.D) solo II y III.E) I, II y III.

Correcta: EHabilidad: Comprensión.

Defensa: A pesar de ser un desecho, la urea se reabsorbe

parcialmente. Esto se logra porque es una sustancia pequeña,

liposoluble. Además, a medida que se reabsorbe agua aumenta

su concentración aumentando el gradiente de concentración.

5. El riñón controla el equilibrio

I) hídrico.II) ácido base.III) de presión arterial.



C) solo I y II.D) solo II y III.E) I, II y III.

Correcta: E


Defensa: El riñon controla el volumen de agua, de iones de

Na+, K+, Ca2+, que regula la presión osmótica, elimina H+,

fosfato y bicarbonato que regulan el pH.


1. La filtración es un proceso en el cual pasanalgunas sustancias que aún son útiles para elorganismo. Este es el caso de la glucosa que en elinterior del nefrón, es reabsorbida activamente.

Esta situación ocurre hasta cierto umbral ocantidad de glucosa que filtra. ¿Qué sucedería sieste umbral es sobrepasado?

I) La glucosa comienza a aparecer en la orina.II) La glucosa se reabsorbe de todos modos

por difusión simple.III) La glucosa se acumula en las células

renales.


A) solo l.B) solo ll.C) solo lll.D) solo l y ll.E) solo ll y lll.



273


er s i t a r i o s


EJERCICIOS

2. Las sustancias innecesarias o que se encuentranen exceso en el cuerpo son removidas por

A) filtración glomerular y reabsorción tubular.B) filtración glomerular y secreción tubular

renal.C) secreción tubular renal y reabsorción

tubular.D) secreción tubular renal, reabsorción tubular

y filtrado glomerular.E) reabsorción tubular.

3. La orina de una persona que ha experimentadouna hemorragia relativamente intensa es másdensa e hipercoloreada que la orina normal,debido a que el riñon ejerce una acción

A) excretora de desechos nitrogenados.B) filtradora de sangre.C) concentradora de orina.D) reguladora de la homeostasis hidro-salina.E) liberadora de proteínas.

4. La glucosuria o presencia de glucosa en la orinase debe a que

A) la glucosa es secretada por los epiteliostubulares.

B) se alcanza la velocidad máxima detransporte activo.

C) en condiciones fisiológicas, la glucosa nose reabsorbe.

D) hay difusión pasiva de glucosa de lostúbulos a los espacios intercelulares.

E) la glucosa en exceso no se almacena, sinoque se elimina en la orina.

5. ¿Cuál de los siguientes componentes del nefrónhumano ejerce fundamentalmente la función dereabsorción de agua en el proceso de formaciónde orina?

A) Glomérulo.B) Cápsula de Bowman.C) Túbulo contorneado proximal.D) Túbulos colectores.

E) Túbulo contorneado distal.


1 A R e c o n o c i m i e n t o

2 B A p l i c a c i ó n







274

C P E C H





Comprender el significado del concepto de salud y enfermedad.

Comprender en qué se basa la clasificación de las enfermedades.

Analizar las enfermedades degenerativas y su efecto sobre el indi-viduo, usando como ejemplo el cáncer.

Analizar las enfermedades genéticas y hereditarias, así como suefecto sobre el individuo y la sociedad que lo rodea, usando comoejemplo el síndrome de Down.

Conocer las principales enfermedades provocadas por una nutri-ción inadecuada.

Identificar los principales efectos del consumo de alcohol y taba-quismo sobre nuestro organismo.

Conocer y analizar los efectos perjudiciales de las drogas, solven-tes y otras sustancias químicas sobre nuestra salud.

Identificar los principales factores que predisponen a nuestroorganismo a desarrollar enfermedades del corazón y vascularesmás frecuentes.

Conocer las principales enfermedades de transmisión sexual y susmodos de prevención.

BIOLOGÍA

HUMANA Y SALUD:ENFERMEDADES

Capítulo 8



276

C P E C H


c a p í t u l o

8Biología humana y salud

El hombre es un ser eminentemente social y se agrupa constituyendo la sociedad, una compleja organizaciónque, en su funcionamiento, depende de la interacción de todos los sujetos que la componen. Por esta razón,se requiere de la integridad de cada ser humano que, como pieza de un gran engranaje, aporta su parte a laestabilidad y desarrollo de la estructura social. Salud y enfermedad en el ser humano se dan en una dinámica existencial con su entorno social, histórico,cultural, ambiental y económico. Frecuentemente, los anhelos de un más justo nivel de salud y de utilizaciónde tecnologías son obstaculizados por la limitación de los recursos.

De esta forma, comprendemos que la integridad de un individuo está ligada a la salud que posee. Por lo tanto,el bienestar del hombre y de la sociedad que conforma dependerá del conjunto de acciones que esta determinepara la protección y fomento de la salud.

1. Conceptos básicos

1.1 Salud

Al hablar de salud se debe considerar el desarrollo del ser humano, dentro del cual hay ocho aspectos funda-mentales que evolucionan en las etapas de desarrollo. Ellos se complementan, se influyen, en una mezcla deinstintos y necesidades que buscan satisfacción y apertura, de cuyo equilibrio o tensión reside la esencia de lohumano. Estos aspectos son lo Físico – Biológico, Intelectual – Cognitivo, Afectivo, Emocional – Sexual, Ético– Moral, Social, Estético, Espiritual. En cada uno influye la herencia, el medioambiente, el medio sociocultural,la nutrición, la educación, los riesgos, como las enfermedades, las drogas y la miseria. Además de su historia,su pasado, su cultura y sus costumbres.

La O.M.S. (Organización Mundial de la Salud) define la Salud como un estado de completo bienestar físico,

mental y social. Por otra parte, el Ministerio de Salud reconoce que es un bien que el individuo necesita pararealizarse como persona y un mecanismo esencial para el desarrollo de la nación. Por lo tanto, es un derecho

humano y, a la vez, un patrimonio nacional.

De acuerdo con estas definiciones, el estado de salud resulta de un equilibrio dinámico de los factores antes

mencionados, en que se conjugan la acción del medioambiente y las características individuales del sujeto.

También podemos referirnos a los conceptos de salud y enfermedad, relacionándolos con el término de homeostasis.

Este término lo podemos asociar al concepto de salud puesto que este se refiere a un estado de equilibrio.Homeostasis es un concepto de raíces griegas, inventado por el fisiólogo Walter Bradford Cannon (1929) y queliteralmente significa hómios: semejante, y stásis: estado.

1.2 Enfermedad

Es una alteración del estado de bienestar físico o psíquico del individuo que pertenece a una comunidad. Existeun desequilibrio en una o varias funciones biológicas o mentales del sujeto que afecta directa o indirectamentesu vida social, debido a lo cual podemos referirnos al concepto de enfermedad relacionándolo con el términoIsostasis.

La esencia del concepto “salud” no se puede comprender

prescindiendo de los aspectos antropológicos y sociológicos

o no tomando en cuenta los contextos de familia, medio social

y ambiente.



277


er s i t a r i o s

Capítulo 8 Biología humana y salud

Este vocablo es de origen griego, significa literalmente Isos: igual, stásis: estado, fijeza o estabilidad. Estadefinición corresponde a la idea del fisiólogo Claude Bernard (1859), según el cual la enfermedad es una funcióninvariable en el tiempo.

Actividades

1. ¿Cómo define la O.M.S. el estado de salud de un individuo?

2. ¿Por qué la salud es un derecho humano y un patrimonio nacional?

3. ¿Cuándo un individuo se encuentra enfermo?

2. Clasificación de las enfermedades

Las enfermedades pueden afectar de diferente manera al sujeto que la padece. Si se presenta asociada a unconjunto de signos y síntomas característicos, nos encontramos ante el cuadro clínico de la enfermedad.Pero también esta enfermedad puede no dar grandes signos ni síntomas y pasar inadvertida para el individuo,tratándose, entonces, de una enfermedad subclínica.

Según su etiología, las enfermedades se clasifican en:

Enfermedad Características generales Ejemplo

Infecciosas o Infectocontagiosas Son aquellas en que la causa dela enfermedad es unmicroorganismo patógeno. Esteagente puede transmitirsedirecta o indirectamente desdeuna persona a otra o desde uninsecto o animal a una persona.

• Tuberculosis (TBC).

• Gripe o resfrío común.

• Hepatitis.

• Síndrome de

Inmunodeficiencia Adquirida (VIH).• Fiebre tifoidea.

Parasitarias Son aquellas provocadas pororganismos unicelulares omulticelulares que actúan como

parásitos del organismo humano.

• Teniasis (lombriz solitaria).

• Oxiuriasis (Pidulles).

• Sarna.

• Pediculosis (Piojos).

Metabólicas Son aquellas causadas por unaalteración en las reaccionesbioquímicas propias del metabolismodel individuo. Incluye los trastornosendocrinos provocados por alteracioneshormonales.

• Gota.

• Diabetes mellitus.

Nutricionales Son aquellas provocadas por undéficit o exceso en la ingesta dedeterminados nutrientes. Pueden sercausadas también por una alteración

en la utilización o eliminación desus residuos. Incluye también lasenfermedades carenciales debidas aldéficit de vitaminas en la dieta.

• Obesidad.

• Desnutrición.

• Ceguera nocturna.

• Escorbuto.



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c a p í t u l o

8Degenerativas Son aquellas en que existe una

alteración estructural de los tejidos yórganos afectados, comprometiendosu función.

• Cáncer.

• Lupus eritematoso.

• Esclerosis múltiple.

Traumáticas Son todas aquellas en que seafecta la integridad corporal de unsujeto debido a las lesionescausadas por agentes físicos,químicos, eléctricos o biológicos.

• Accidentes automovilísticos.

• Mordeduras de animal.

• Golpe eléctrico.

• Quemaduras.

Genéticas Son aquellas en que existenalteraciones de la informacióngenética, ya sea a nivel cromosómicoo de algunos genes puntuales.

• Hemolia.

• Síndrome de Down (trisomía del

cromosoma 21).• Daltonismo.

• Albinismo.

Mentales Son aquellas que afectan lasfunciones superiores del cerebro.Afectan la mente del sujeto y puedenoriginarse por la experiencia de vidapersonal y/o social del individuo.Comprometen el equilibrio racional yemocional, impidiéndole adaptarse asu entorno y al grupo social.

• Nerviosismo.

• Cretinismo.

• Esquizofrenia.

• Neurosis.

Profesionales Son ocasionadas por la forma en queun sujeto debe trabajar o por lascondiciones ambientales en que sedesenvuelve laboralmente.

• Silicosis del Minero.

• Alteraciones de la columna vertebral

en dentistas, por ejemplo.• Estrés, estrés agudo y crónico.

Los teratógenos son ciertos factores ambientales que ocasionan defectos en el desarrolloembrionario y/o fetal.

Entre los teratógenos más conocidos están:

• El etanol, al ser consumido en pequeñas o grandes cantidades produce un síndrome conocidocomo Síndrome de alcoholismo fetal. Sus principales síntomas son crecimiento lento antesy después del nacimiento, hendidura palpebral corta, labio superior angosto y puentenasal hendido, defectos del corazón y otros órganos, malformaciones de extremidades,anormalidades de los órganos genitales y daño del sistema nervioso central, entre otros.

• La cocaína, al ser consumida por una mujer embarazada, provoca que el feto presente mayorriesgo de retraso del crecimiento, problemas de orientación y atención, hiperirritabilidad,tendencia de apnea, malformación o ausencia de órganos, apoplejía y convulsiones. Ademásse incrementa el riesgo de aborto espontáneo, nacimiento prematuro y muerte fetal.

• Las radiaciones ionizantes, de distinto tipo son potenciales agentes teratógenos. Los rayosX o isótopos radiactivos durante el periodo embrionario, pueden ocasionar microcefalia,retraso mental y malformaciones del esqueleto.

Sabías que...



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3. Impacto de la enfermedad en el individuo y su entorno

Una enfermedad no solo afecta a quien la padece, también afecta a la familia y el entorno social que rodea alindividuo. Por esta razón, a continuación estudiaremos diversas enfermedades de grandes implicaciones sociales.

3.1. Enfermedades asociadas al material genético

• Enfermedades congénitas: En el momento del nacimiento de un individuo, se presentan alteracionesestructurales o funcionales que pueden manifestarse en distintas etapas de la vida denominadas defectoscongénitos (enfermedades congénitas). Estos defectos pueden tener o no una base genética. Los que noson hereditarios pueden ser consecuencia de la acción de factores ambientales (teratógenos) que alteran eldesarrollo embrionario o fetal, modificando la acción de los genes durante este período.

• Enfermedades genéticas: Las enfermedades genéticas se refieren a alteraciones que afectan la calidad y/ocantidad del material hereditario. Se pueden definir a distintos niveles.

Por ejemplo, existen las anomalías cromosómicas que pueden afectar a un único par cromosómico por exceso(Trisomía del par 21), por déficit (Monosomía X o Síndrome de Turner) o afectar a un juego cromosómicocompleto (poliploidía).

• Enfermedades hereditarias: Otra categoría de alteraciones genéticas son aquellas que involucran a unúnico gen, que siguen un patrón de herencia mendeliana (autosómicas dominantes, autosómicas recesivaso recesivas ligadas al sexo) por lo que son de alto riesgo para los parientes. Ejemplo de estas enfermedadesson la hemofilia, miopía, corea de Huntington, etc.

Finalmente, existen síndromes cancerígenos de origen genético, en que una gran proporción se debe a la pérdida

de un gen supresor de tumores.

Actividades

1. Investiga acerca de algunos ejemplos de cada una de las categorías que se mencionan de enfermedades genéticas.

2. ¿Cuál de las formas mencionadas es heredable?

Síndrome de Down

Corresponde a la única trisomía autosómica en que los individuos sobreviven en un número significativo hastadespués del primer año de vida. Fue descubierta por Langdon Down en el año 1866. Se sabe que el síndromees consecuencia de la trisomía del cromosoma 21. Se encuentra con una frecuencia aproximada de 3 de cada20.000 nacidos vivos.

El fenotipo de los individuos con el síndrome es similar, por lo que tienen un notable parecido. Poseen un pliegueepicántico prominente en el ángulo de cada ojo, y son característicamente bajos. Pueden tener cabezas pequeñas

y redondas; lengua saburral y sobresaliente, que da lugar a que la boca permanezca entreabierta; manos anchasy cortas, con un patrón característico de huellas dactilares y palmares. El desarrollo físico, psicológico y mentalestá retrasado, y el coeficiente intelectual raramente supera 70. Su esperanza de vida es baja, y pocos individuossobreviven a los 50 años.



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8A B

D E F

G

1 2 34 5

6

17 20

7 8 9 10 11 12

13 14 15 16 18 19

C

21 22X Y

Los niños con Síndrome de Down son propensos a las enfermedades respiratorias y cardíacas, y tienen una

incidencia 15 veces superior de leucemia que la población normal. La causa más frecuente de muerte de laspersonas con el síndrome es la enfermedad de Alzheimer. Esta situación del Síndrome de Down puede deberse

a la no disyunción del cromosoma 21 en la meiosis, lo que da como resultado gametos femeninos o masculinosn + 1, es decir, con un cromosoma de más. Resulta más frecuente que el gameto femenino sea el que falla. Laadopción de medidas de intervención específicas son adecuadas para compensar sus limitaciones. Ellas hansignificado una modificación fundamental en su esperanza de vida y una mejoría notable en la calidad de vidacognitiva, afectiva, social y laboral.

La atención específica no significa segregación de las personas. Por el contrario, se debe procurar su plenaintegración escolar, social y laboral.

3.2. Cáncer

El cáncer es reconocido como una anomalía genética que implica la mutación de un pequeño número de genes,muchos de los cuales actúan normalmente suprimiendo o estimulando la continuidad del ciclo celular. Supérdida o inactivación da lugar a una división celular descontrolada y a la formación de tumores o neoplasia.

Los tumores pueden ser cancerosos y en algunas ocasiones fatales, o pueden ser completamente inocuos. Un

crecimiento canceroso se denomina maligno y un crecimiento no canceroso se denomina benigno. Estos secaracterizan por estar formados por células no invasoras, pero que pueden ser eliminadas si interfieren con lafunción normal del organismo

a. Diseminación

El cáncer es una enfermedad que tiene un mecanismo secuencial, por lo que ofrece múltiples oportunidadespara la intervención clínica.

Para entender los principios básicos que gobiernan el desarrollo del cáncer, es necesario repasar primero cómo se

organizan las células para funcionar en conjunto.

Las células normales se reproducen solo cuando reciben instrucciones para hacerlo de parte de otras células



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vecinas. Además las células de cada tejido se mantienen restringidasen el tejido donde se originan, estableciendo conexiones con otrascélulas. La sobrevida y reproducción celular dependen de estaadhesión: si no la hay, la célula deja de crecer, no se divide y comete

suicidio, fenómeno que se conoce como muerte celular programadao apoptosis. El suicidio celular por pérdida de anclaje mantiene laintegridad de los tejidos. Las células normales sencillamente nopueden separarse de su propio tejido e invadir a otro. Las célulascancerosas violan estos esquemas siguiendo su propio esquema dereproducción.

Las células cancerosas se caracterizan por tener la propiedad de invadiry formar masas tumorales en tejidos distantes. Este proceso recibe elnombre de metástasis y es la que hace que esta enfermedad sea letal.Los tumores compuestos de estas células malignas se hacen cada vez

más agresivos y se hacen letales cuando provocan destrucción de lostejidos y órganos que se requieren para la sobrevivencia del organismocomo un todo.

b. Tipos

Actualmente el cáncer se clasifica por su apariencia microscópica y elsitio corporal del cual emerge. El nombre del cáncer se deriva del tipode tejido en el cual se desarrolla; por ejemplo, el carcinoma se refierea un tumor maligno desarrollado a partir de células epiteliales.

c. Factores de riesgo y epidemiología del cáncer

Aunque el riesgo de desarrollar cáncer ha disminuido en este siglo,la frecuencia de las formas más significativas de la enfermedad hanido aumentando. Los cánceres de pulmón, mama, próstata, colon yrecto se han hecho más frecuentes en países donde son más comuneslos factores de riesgo, reconocidos agentes causantes de cáncerconocidos como carcinógenos, como el tabaquismo, malos hábitosalimenticios y la exposición a químicos dañinos, ya sea laborales o

ambientales.

Entre las causas ambientales que pueden inducir esta enfermedad,están las sustancias derivadas del humo del tabaco: el tabaquismocausa el 30% de los cánceres más letales. El cáncer provocado por elhábito de fumar no solo afecta al pulmón sino que también a esófago,

vejiga y páncreas y tal vez también genera cáncer gástrico, colon yriñones. El factor más importante es la duración del hábito. Mientrasmás temprano se empiece el hábito de fumar, más sustancialmente seamplía el riesgo, que puede llegar a ser de 2.000%.

Solo la dieta es rival del tabaquismo como causante del cáncer. Engeneral, aumenta el riesgo de cáncer el consumo de grasas animales ycarnes rojas. Ambos están fuertemente ligados al desarrollo de cánceral colon y al recto. Las grasas animales saturadas parecen asociadasal cáncer de próstata.

Los genes

supresores de

tumores inactivan o

reprimen el progresodel ciclo celular y de la división

celular resultante. Estos genes

y/o sus productos génicos

deben estar ausentes o

inactivos para que tenga lugar

la división celular. Si estos

genes quedan completamente

inactivados o se pierden por

mutación, se pierde el control

sobre la división celular y la

célula comienza a proliferar deun modo descontrolado.

Un ejemplo de gen supresor de

tumores es p53, el cual regula

el paso de la célula de G1 a S del

ciclo celular, con la finalidad de

asegurar que el ADN dañado

sea reparado antes de que la

célula entre a fase S. Debido a

esto, p53 también es llamado

“el guardián del genoma”. Estegen desencadena una serie de

pasos programados que llevan

a la célula a la muerte celular

(apoptosis), en caso que el

genoma no se pueda reparar.

Protooncogenes: Son genes

que funcionan normalmente

promoviendo la división

celular, por ejemplo los genes

que codifican para factoresde crecimiento. Para detener

la división celular, estos

genes y/o productos génicos

tienen que inactivarse. Si

los protooncogenes quedan

permanentemente activados,

entonces se pierde el control

de la división celular, dando

lugar a la formación de un

tumor. Las formas mutantes de

los protooncogenes se conocencon el nombre de oncogenes.



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8Las radiaciones ionizantes, como los rayos X, los rayosgamma y las radiaciones de partículas procedentes desustancias radiactivas e incluso la luz ultravioleta, estárelacionada con el cáncer.

Actualmente se ha llegado al conocimiento de que elcáncer está ligado a alteraciones en ciertos genes. Estasalteraciones genómicas asociadas con el cáncer puedenimplicar cambios a pequeña escala, como sustitución deun solo nucleótido; a gran escala, como reordenaciones cromosómicas, ganancias o pérdidas de cromosomas,integración de genomas virales en el cromosoma,alteraciones en genes llamados protooncogenes (su

versión defectuosa se llama oncogén); y a defectos en losgenes llamados supresores de tumores.

d. Tratamiento

Con los datos actuales se considera que, en teoría, se podríaprevenir casi el 50% de las muertes por cáncer eliminandofactores de riesgo, incluyendo el tabaquismo y malos hábitosalimenticios. Menos del 5% de la fatalidad por cáncer sedebe a alteraciones genéticas heredadas. Una proporciónde los cánceres aparece espontáneamente en un individuosano, genéticamente normal, que se debería a productos propios del funcionamiento del organismo. Los datosepidemiológicos ayudan a establecer guías de prevención y a diseñar políticas de salud, pero sus datos no

pueden utilizarse para predecir qué le ocurrirá a un individuo en particular si se expone a cualquiera de estosfactores.

El tratamiento del cáncer es difícil, pues el mismo cáncer puede contener una población diversa de células queno se comportan necesariamente de la misma manera en el cuerpo. Algunas de las células cancerosas puedenser resistentes a los fármacos quimioterapéuticos, razón por la cual se puede usar combinada esta terapia juntocon radioterapia, cirugía, hipertermia e inmunoterapia.

Los científicos trabajan incesantemente en el desarrollo de una vacuna contra el cáncer, ya que lo que ocurre enesta enfermedad es que el sistema inmune falla para proteger a nuestro cuerpo. De acuerdo con esto, la meta deuna vacuna contra el cáncer es estimular el sistema inmune para que conduzca un ataque exitoso contra las célulasdel cáncer.

Actividades

1. ¿Qué es el cáncer?

2. Describe las principales características del cáncer.

3. ¿El cáncer es una enfermedad hereditaria o no? Explica brevemente.

Imagen de avance de tumores cancerosos

Las células cancerosasse liberan de la matrizcelular.

Las células enlas cercanías del vaso sanguíneo,atravesando su pared.

Las células cancerosas viajan, a través dela sangre o vasoslinfáticos, invadiendoun nuevo tejido(metástasis).

Sangre



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3.3 Enfermedades nutricionales

Las enfermedades nutricionales se producen por el consumoinadecuado de alimentos. Entre ellas destacan la obesidad, la

malnutrición, la anorexia y la bulimia.

a. Obesidad

Es una enfermedad que se desarrolla cuando la cantidad diariade comida excede los requerimientos corporales. De estamanera se está ingiriendo más alimento que el cuerpo necesitapara su mantención y funcionamiento. Esto provoca que losexcedentes se almacenen como grasas en los tejidos adiposos,especialmente en aquellos lugares del cuerpo que presentanbaja movilidad.

Las variables que contribuyen a este trastorno incluyen: factores genéticos, hábitos alimenticios aprendidosen la infancia, sobrealimentación para aliviar tensiones y algunas costumbres sociales como el sedentarismo.

Cualquiera sea la causa, comer más de lo debido es peligroso para la salud. La hipertensión arterial es 10 vecesmás frecuente en los obesos. También hay un riesgo alto de sufrir trombosis coronaria, diabetes y otras enfer-medades que disminuyen la calidad de vida del individuo.

b. Malnutrición

Corresponde a un desequilibrio en la ingestión de nutrientes, ya sea por una ingestión calórica insuficienteo excesiva o por la deficiencia de nutrientes específicos. Las causas de malnutrición (subnutrición o ingestióninadecuada de alimento) son diversas. Por ejemplo, pueden ser resultado de condiciones como ayuno, anorexianerviosa, cáncer, obstrucción gastrointestinal, enfermedad renal, pérdida excesiva de nutrientes (diarrea,hemorragia o glucosuria), sobrenutrición por exceso de vitaminas, minerales y calorías, entre otras.

Uno de los principales tipos de subnutrición es resultado de la ingestión inadecuada de proteínas, calorías oambas, necesarias para satisfacer los requerimientos nutritivos de una persona. Por ejemplo, la malnutriciónproteica grave en niños pequeños da por resultado un trastorno llamado Kwashiorkor. Este término, de origenafricano, se refiere a la situación en la que un primer hijo es desplazado del pecho de la madre cuando naceun hermano menor. El primero recibe entonces una alimentación deficiente en proteínas, puesto que esta es

sólo a base de cereales. Debido a esto el crecimiento se suspende, los músculos se atrofian, se produce edema(observado en el abdomen protuberante), el niño se torna apático y anémico y el metabolismo se trastorna. Sinel consumo de aminoácidos esenciales, no se sintetizan enzimas digestivas, de modo que la poca proteína quellega a ingerirse no puede ser digerida.

c. Anorexia nerviosa

Es una enfermedad crónica que se define como la pérdida de más de un cuarto del peso corporal normal, juntocon el negarse a comer y el creer que todavía se está gordo.

Los individuos con anorexia nerviosa tienen una fijación de controlar su peso y suelen insistir en la necesidadde evacuar los intestinos diariamente pese a la ingestión deficiente de alimentos. Abusan de laxantes, lo cualagrava los desequilibrios electrolíticos y los déficit nutricionales. Este trastorno afecta principalmente a mujeres

jóvenes y podría ser hereditario.



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8Las anormalidades de la menstruación, incluida la amenorrea, y la disminución del índice del metabolismobasal, reflejan los efectos depresivos de la inanición. El tratamiento consiste en psicoterapia y un tratamientodietético especial.

d. Bulimia

Se caracteriza por un ciclo de ingesta excesiva de alimentos, y expulsión de vómito. Los pacientes sienten ganasirrefrenables de comer para después autoinducirse el vómito. La pérdida brusca de contenido gástrico suele iracompañada de déficit de sales minerales y fluidos corporales que luego producen alteraciones neurológicas.Otras alteraciones son: neumonía por aspiración del vómito, alteraciones del esmalte dentario, etc. Estaenfermedad está asociada a estados depresivos, temor a padecer sobrepeso, estrés y trastornos fisiológicos,como ciertos tumores a nivel del hipotálamo.

Actividades

1. ¿Qué es una enfermedad nutricional?

2. ¿Cómo se clasifican las enfermedades nutricionales?

3. Investiga acerca de las causas y efectos de enfermedades carenciales tales como: escorbuto, xeroftalmia, pelagra, beri-

beri, y raquitismo.

3.4 Consumo de alcohol y salud

El alcohol es la droga más consumida en el mundo entero y su uso genera graves y costosos problemas sociales.En Chile, su uso supera por mucho el de cualquier droga ilícita como marihuana, cocaína y/o pasta base. Dehecho, un 73,08% de los encuestados en el Cuarto Estudio Nacional sobre uso de Drogas en la poblaciónGeneral, realizado el año 2000 por el CONACE, declaró haber consumido alcohol, contra un 6,28% quereconoció el consumo de cualquier droga ilícita en el último año.

El consumo de alcohol provoca daños fisiológicos, psicológicos y sociales para quien lo consume y tiene gravesconsecuencias negativas para la familia, las amistades y la sociedad.

El alcoholismo se ha relacionado con:

- Más del 50% de todas las muertes por accidentes automovilísticos.- Más del 50% de todos los crímenes violentos, y con más del 60% de los casos de maltrato de los hijos y cónyuge.- El nacimiento cada año de más de 15.000 niños con graves defectos congénitos, debido a que sus madresbebieron alcohol durante el embarazo.



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a. Alcoholemia, conducta, reflejos y coordinación muscular

Nivel de alcohol en la sangre

(g de alcohol por L de sangre)Conducta, reflejos y coordinación.

De 0,1 a 0,3 Rango de tolerancia fisiológica, sin perturbación.

De 0,3 a 0,5Algunos gestos perturbados, disminución en la sensibilidad en la visión, fallas en

la estimación de las distancias.

De 0,5 a 0,8 Reacciones motrices perturbadas, euforia.

De 0,8 a 1.5Reflejos perturbados, disminución del estado de vigilia; conductas peligrosas,

estado de ebriedad leve.

De 1,5 a 3 Diplopía (ver doble); aspecto vacilante.

De 3 a 5 Estado de ebriedad evidente.

b. Efectos corporales

El alcohol es un depresor del sistema nervioso central, puesto que inhibe diversas áreas de la neocorteza,afectando principalmente a las zonas relacionadas con el autocontrol conductual y la capacidad de juicio. Deesta manera, una persona que ha consumido alcohol puede comportarse de diferentes maneras, por ejemplo,puede presentar estados de euforia o agresividad, que se puede acompañar de risa, llanto, locuacidad, etc.

Además hoy en día está comprobada la relación entre el consumo excesivo de alcohol y una serie de enfermedadeshepáticas. El alcohol ingerido es metabolizado en un 95% en el hígado, de modo que al llegar a los hepatocitos,las enzimas oxidan el alcohol a acetaldehído, el cual es oxidado a ácido acético y este, a su vez, es oxidado a

agua y CO2 y de esa forma es eliminado del organismo.

Los principales responsables del desarrollo de las enfermedades hepáticas son los átomos de hidrógenoeliminados del alcohol. Estos son transportados por moléculas del tipo NAD hasta las cadenas transportadoras deelectrones, en las mitocondrias, produciéndose agua y ATP. Esto da por resultado que los azúcares, aminoácidosy ácidos grasos no sean degradados, sino que se conviertan en grasas, acumulándose en el hígado. Despuésde unos años, dependiendo de cuánto alcohol se consuma, los hepatocitos repletos de grasa comienzan amorir, generándose un proceso inflamatorio conocido como hepatitis alcohólica, disminuyendo de esta formala función hepática. El próximo paso es la cirrosis que consiste en la formación de tejido cicatrizal, el cualinterfiere con la función de las células individuales, así como con el aporte de sangre al hígado, llevando ala muerte a estas células. Otros efectos que genera el alcohol son sudoración, vasodilatación, taquicardia,

inhibición de la hormona ADH, etc.

3.5 Consumo de tabaco (cigarrillo) y salud

a. Características

En el tabaco existen unas 1.200 sustancias tóxicas, incluyendo algunos compuestos radiactivos como elpolonio. Algunas se inhalan como gases y otras van en suspensión en el humo en forma de partículas, entrelos cuales se encuentran los alquitranes, la nicotina, el fenol y derivados como por ejemplo el benzopireno, quepresenta mayor acción cancerígena.



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8b. Efectos corporales

Los efectos más conocidos son los que se presentan tanto sobre el sistema respiratorio como en el sistemacardiovascular.

Efectos nocivos de los componentes del tabaco en el organismo

Componentes del tabaco (cigarrillo) Efectos

Humo Irritación en las vías aéreas.

Gases como amoniaco, formaldehído,

acetaldehídoInmovilización y destrucción de los cilios de la mucosa respiratoria,provocando bronquitis crónica e infecciones frecuentes.

El monóxido de carbono

Interviene en la generación de aterosclerosis y en lesiones del aparatocardiovascular; disminuye la capacidad de trabajo cardiaco y forma

carboxihemo-globina, de esto modo el fumador recibe menos oxígenoen sus tejidos. Provoca además cefaleas y náuseas.

Nicotina

Responsable de los fenómenos de tolerancia y dependencia psíquicaprovocadas por el consumo de tabaco. Presentan efectos tantoestimulantes como sedantes. Este doble efecto se produce según ladosis (cantidad de cigarrillos) y el estado psicológico del usuario.

AlquitranesSe depositan a lo largo de las vías respiratorias y estimulan el desarrollode cáncer pulmonar.

La acumulación de sustancias irritantes en las vías respiratorias provoca enfermedades pulmonares obstructivascomo enfisema y bronquitis.

Otros efectos del consumo de cigarrillo son:

• El monóxido de carbono del humo del cigarrillo puede contribuir a generar problemas reproductivos que

experimentan las mujeres embarazadas que fuman como, por ejemplo, que se incremente la incidencia deinfertilidad, abortos espontáneos, menor peso de los bebés al nacer y en general, los hijos cuyas madres sonfumadoras presentan mayores problemas de aprendizaje y conducta.

• El caso de las personas que son fumadores pasivos como niños y adultos, ellos presentan un riesgo real

de adquirir enfermedades, tales como, pulmonía, infecciones al oído, menor capacidad pulmonar, asma,aumento del desarrollo de resfríos, etc.

3.6 Consumo de drogas, solventes y otras sustancias químicas sobre la salud

En las noticias, a cada momento, nos informan acerca de las drogas, especialmente relacionadas con elnarcotráfico. Es posible que todos pensemos en cualquier país menos en Chile. Sin embargo, las drogas estánen todas partes, en nuestras calles, entre nuestras amistades y en el colegio.

Por tal razón, te queremos invitar a que conozcas los principales efectos de las drogas que se consumen enuestro país, el significado de la palabra droga y algunos conceptos relacionados con esa palabra.

Actualmente, los especialistas definen como drogas a cualquier sustancia que al introducirse en el organismo,produce cambios en el funcionamiento psicológico o físico del individuo que las consume.



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La clasificación de las drogas, puede basarse en diferentes criterios. El criterio que utilizaremos tiene que ver consi su consumo está permitido o no por ley. Por esta razón, clasificaremos a las drogas como lícitas (legales),como el tabaco, los fármacos de prescripción médica, el alcohol, etc., e ilícitas (ilegales), como por ejemplo, lamarihuana, la heroína, el opio, la cocaína, etc.

Todas las drogas, cualquiera sea la forma en que se consuman, pasan a la sangre y, a través de ella, llegan a todonuestro cuerpo y al cerebro, generando diferentes efectos. Algunas drogas producen excitación o estimulación,otras relajación y otras distorsionan la realidad. Por esta razón se clasifican como estimulantes, tranquilizantesy alucinógenos, respectivamente.

Nomenclatura básica

Concepto Definición

Hábito Es la costumbre de consumir un determinado preparado, por razones psicológicas,

pero sin hacer mención de los aspectos físicos.

Adicción Es el deseo irrefrenable de continuar consumiendo drogas, que manifiesta unapersona que se ha habituado a ella y a sus efectos como resultado de un consumorepetido.

Dependencia Es el estado en el cual un adicto debe continuar consumiendo la droga para evitarlos síntomas que resultan de la abstinencia.

Dependencia psicológica: Se caracteriza por una compulsión o un deseo intenso porcontinuar usando drogas, acompañado de sentimientos de satisfacción y del deseode repetir la experiencia con la droga o de evitar el malestar que produce al no tomarla.

Dependencia física: Se caracteriza por una demanda celular a una droga específica,presentándose trastornos fisiológicos adversos, que surgen de la falta de consumo.

Tolerancia Es la necesidad de aumentar progresivamente la cantidad de droga consumidapara obtener la misma respuesta original. De esta manera, se genera la capacidaddecreciente de respuesta a las mismas cantidades de drogas.

Síndrome de privación (de

retirada o de abstinencia)

Se refiere a un conjunto de síntomas y signos que se presentan al suspenderbruscamente la administración de una droga. Los efectos pueden ser tan dramáticos,que pueden llegar a provocar la muerte del individuo.

Drogadicción o toxicomanía Es la adicción a las drogas. Sus componentes básicos son: tolerancia, dependencia

y búsqueda compulsiva de la droga.



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8Efectos de algunas drogas de uso masivo

Tipo de droga Características generales Efectos en el organismo

Marihuana

Se obtiene de una variedad de planta conocidacomo Cannabis sp. El principio activo quecontiene es el delta 9-tetradihidrocanabinol(THC).

Se trastorna la percepción de la profundidad yel sentido del tiempo. Se producen, además,alteraciones en percepción visual; incrementa lasensibilidad auditiva, táctil, gustativa y olfatoria;se altera la memoria.

Cocaína

Es un alcaloide que se obtiene de las hojas deun arbusto (Erytroxilon coca), que crece en elaltiplano del Perú, Bolivia y Colombia.

Los efectos corresponden a los de unpsicofármaco estimulante. Produce euforia,aumenta los estados de alerta, generasensaciones de bienestar, supresión de la fatiga,estimula los centros de placer, disminuye eltiempo de reacción, entre otros.

Pasta base

La pasta base de cocaína (PBC) es la cocaína notratada, que se extrae de las hojas del arbusto dela coca, a través de un proceso de maceración ymezcla con solventes como parafina, bencina yácido sulfúrico.

Disminución de inhibiciones, sensación deplacer, éxtasis, intensificación del estado deánimo, cambios en los niveles de atención;disminución del hambre, el sueño y la fatiga;pérdida de peso, náuseas y/o vómitos, sequedadde la boca, entre otros.

Opiáceos

Son aquellas sustancias cuya acciónfarmacológica es similar a la de la morfina(derivado del opio). Los opiáceos derivan de unaplanta conocida como amapola doble (Paper

somniferum). Del jugo de esta planta, se puedenobtener, morfina, heroína, entre otros.

Los opiáceos desarrollan fenómenos dedependencia psicológica, física y tolerancia.Éstos actúan uniéndose a los receptores deendorfinas naturales del organismo, los cuales

se localizan preferentemente en las estructurasrelacionadas con la percepción dolorosa.

MorfinaAlcaloide natural, obtenido directamente de laamapola.

Ejerce un efecto analgésico, ademássomnolencia, naúseas y entorpecimiento de lasactividades mentales.

Heroína

La heroína es considerada la droga máscara y tóxica de los opiáceos, pues es la queprovoca más muertes dentro de este grupo. Sesuministra preferentemente por vía intravenosay subcutánea, pero también puede fumarsemezclada con tabaco.

Produce euforia, sensación de paz, optimismo,alegría y seguridad. En una mujer, la heroínadisminuye la secreción de gonadotrofinas, lo queprovoca una alteración de los ciclos sexuales. Enel varón produce problemas en la eyaculación.Las dosis altas provocan sueño y se puedeproducir la muerte por paro respiratorio o por uncolapso cardiovascular. Los efectos analgésicosde la heroína son tres veces mayores que lamorfina.

LSD (Dietilamida

del ácido

lisérgico)

Es una droga de tipo psicodélica y semisintética.Su consumo provoca sobreexcitación,distorsiones sensoriales y alucinaciones.



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Anfetaminas

Son drogas de producción artificial que tienenun gran poder estimulante. La acción de lasanfetaminas varía considerablemente entreindividuos, ambientes y circunstancias.

Provocan sensación de euforia y bienestar,que se manifiesta con excitación nerviosa,insomnio, locuacidad, en ocasiones agresividad,ausencia de apetito y de fatiga e hiperactividad.

Extasis

Su nombre químico es MDMA o Metilendioximetanfetamina. Es una composición basadaen las anfetaminas a la que se adicionan otrassustancias.

Las dosis pequeñas hacen que el individuo estéalerta, sereno, amistoso y sociable, a lo quese suma una intensa sed y mayor sensibilidadpara las percepciones sensoriales; alteraciónde la percepción del tiempo, la capacidad deconcentración y coordinación. Puede tambiénpresentarse somnolencia, ansiedad, depresión eirritabilidad.

Inhalantes

En este grupo se incluyen diversas sustanciasque provienen de elementos de uso industrialo doméstico, como disolventes, pegamentos,componentes empleados para el maquillaje,etc. Un ejemplo de inhalantes es el Tolueno,perteneciente a la familia de los hidrocarburos.Se consume principalmente por inhalación.Los inhalantes como el tolueno o el neoprén,no producen dependencia física, pero sípsíquica y fenómenos de tolerancia. Estasdrogas, se consideran como “las drogas de lospobres”.

Bajo los efectos del tolueno, los consumidoresno sienten frío, hambre, ni angustia; presentanpérdida de la memoria y audición, espasmosen las extremidades; pérdida de lucidez,daño cerebral y medular. Además el toluenopuede causar dolores de cabeza, problemas deconcentración, irritaciones en la piel, nariz,garganta y ojos.

Cafeína

Se obtiene de la planta del café (Coffea arabica).

Se puede encontrar en diversas bebidas como elcafé, el té, el mate, las bebidas cola, etc.

Eleva el estado de alerta, reduce la fatiga y

somnolencia.

Dependencia y tolerancia a drogas y fármacos de uso más frecuente en la población

Tipo de droga Dependencia física Dependencia psicológica Tolerancia

Estimulantes

• Cocaína

• Nicotina

• Anfetaminas

• Cafeína

• Pasta base

?+???

+++++

+++++

+++

++++

+++++++++

Alucinógenos

• LSD

• Marihuana

0

0

++++

+++

Simbología utilizada

Ningún efecto: 0

Efecto leve: +Efecto moderado: ++Efecto pronunciado: +++ y ++++No se sabe: ?



290

C P E C H


c a p í t u l o

8a. El consumo de drogas en Chile

Estudios llevados a cabo por el CONACE (Consejo Nacional para el Control de Estupefacientes) nos muestrandatos muy preocupantes. Por ejemplo, se sabe que un 4% de las personas entre 12 y 64 años de edad ha

consumido cocaína alguna vez en su vida y un 2,3% en ese mismo rango de edad ha consumido pasta base. Elconsumo de marihuana alcanza valores de un 17%.

Lo que más preocupante es el aumento que sigue experimentando el consumo de este tipo de drogas, y enespecial que su inicio se da en un promedio de edad de 15 años.

b. Causas del consumo de drogas

Algunos estudios realizados en el año 1999, a estudiantes chilenos que cursaban 8º año básico y cuarto medio,muestran que los estudiantes que presentan mayores factores de riesgo son aquellos que manifiestan conductas

agresivas y los que poseen amigos y amigas que consumen, además de problemas familiares y dificultades enel colegio.

Pero principalmente debemos considerar que son las características individuales o del ambiente las que incidenen la persona y la hacen propensa al consumo de drogas.

Causas del consumo Porcentaje

Bajo nivel de autoestima 17,4%

Mal uso del tiempo libre 47,7%

Falta de líderes juveniles 13%

Otras 4,3%



291


er s i t a r i o s


3.6.1 Prevención

A este nivel, usted se habrá formado una idea más o menos concreta de lo que significan las drogas para suorganismo, sus mecanismos de acción, sus efectos y algunas consecuencias de la drogadicción.

Son varias las condiciones primarias que habría que considerar en el desarrollo de una sociedad sana, libre dedrogas. Por estar más vulnerables a las influencias del medioambiente, la prevención adquiere mayor importanciaen los jóvenes, especialmente, los adolescentes.

En la actualidad existen diferentes instituciones preocupadas de prevenir y combatir el consumo de drogas y suabuso, además de centros encargados de la rehabilitación de los enfermos drogadictos.

Actividades

1. ¿Qué es una droga?

2. Explica por qué el alcohol es considerado una droga.

3. Describe en forma general los principales efectos del alcohol en nuestro organismo.

4. Indica todos los efectos que genera en nuestro organismo el consumo de cigarrillo.

5. ¿Qué significa que una persona presente tolerancia a un cierto tipo de droga?

6. ¿Cómo relacionarías adicción, tolerancia y dependencia a las drogas?

7. ¿Cuál de las drogas que tú has conocido en este capítulo es la más perjudicial para nuestra salud? Fundamente su

respuesta.

8. ¿Existen diferencias entre las drogas lícitas e ilícitas en cuanto a la capacidad de generar dependencia física o psicoló-

gica? ¿Qué tipo de drogas generan un mayor grado de tolerancia en un individuo y por qué?

9. Explica lo que le sucedería a una persona adicta si suspende repentinamente el consumo de drogas.

10. ¿Qué medidas tú crees que se deberían tomar en tu colegio para disminuir la incidencia en el consumo de drogas y en la

sociedad en general?

3.7 Sistema cardiovascular y salud

Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte en el mundo, especialmente en ciudadesindustrializadas.

Se han identificado algunos factores de riesgo principales que inciden en el desarrollo de este tipo deenfermedades. Estos son:

• Tabaquismo: Algunos componentes del humo del tabaco dañan el revestimiento endotelial de los vasossanguíneos, los que ocasiona aterosclerosis. De esta manera, el riesgo a sufrir esta enfermedad es dos a seis

veces mayor en fumadores que en no fumadores.



292

C P E C H


c a p í t u l o

8

Pulmón de una persona no fumadora. Pulmón de una persona con enfisema

(por efecto del tabaquismo)

• Dieta rica en colesterol: Las dietas ricas en colesterol y grasas saturadas provoca que estas se depositen enla musculatura lisa de la pared de los vasos sanguíneos. Luego se forma tejido fibroso alrededor de dichasgrasas y finalmente con el tiempo se deposita calcio, generándose placas duras que reduce el diámetro delos vasos sanguíneos. Esto da por resultado una enfermedad conocida como aterosclerosis.

• Sedentarismo: La práctica de ejercicios con regularidad ayuda a disminuir la presión arterial, la ansiedad yla depresión, controla el peso corporal y aumenta la capacidad del organismo para disolver coágulos graciasa una mayor actividad fibrinolítica (destrucción de coágulos). De esa forma el sedentarismo es considerado

una de las principales causas de enfermedades cardiovasculares.

• Diabetes mellitus: En esta enfermedad al no metabolizarse en forma adecuada la glucosa, el organismometaboliza las grasas, aumentando considerablemente la concentración de lípidos circulantes.

• Obesidad: Esta enfermedad influye en la concentración de colesterol e incrementa el riesgo de hipertensióny diabetes.

• Otros factores de riesgo son: El estrés, la predisposición hereditaria, la edad, el género, los patrones decomportamiento y los factores alimentarios.

3.7.1 Enfermedades cardíacas Puesto que el papel del corazón es esencial en la circulación de la sangre, las disfunciones y enfermedades de eseórgano pueden afectar la vida en forma grave. La muerte por enfermedad cardíaca es responsable de un terciode todas las muertes en occidente. Muchas enfermedades pueden afectar al corazón. Este puede inflamarse,como en el caso de una pericarditis; las válvulas pueden enfermar o resultar dañadas; puede presentarse unaanormalidad en el flujo de sangre al corazón como en el caso de una trombosis coronaria, o un ritmo cardíacoanormal. Por otro lado, algunas enfermedades cardíacas pueden ser congénitas, o sea, están presentes desdeel nacimiento.

A continuación revisaremos aquellas enfermedades cardíacas más importantes y conocidas en la actualidad.



293


er s i t a r i o s


a. Angina de pecho

Es el síntoma de una enfermedad coronaria más que una enfermedad en sí. Angina de pecho significa tóraxdoloroso, y es el resultado de un aporte insuficiente de oxígeno al corazón, debilitando las células cardíacas, pero

no matándolas (isquemia).

Las causas más comunes incluyen estrés, ejercicio extenuante después de una comida abundante, aterosclerosis,espasmo coronario, hipertensión, fiebre, anemia, hipertiroidismo y estenosis aórtica.

El síntoma más claro se describe típicamente como una sensación dolorosa en el pecho o pesadez en el pecho. Eldolor asociado con este problema se proyecta al cuello, la mandíbula, el hombro y brazo izquierdo. Se presentadurante el ejercicio o en situaciones de estrés físico o mental, pero se alivia con reposo.

b. Infarto al miocardio o ataque cardíaco

Infarto significa muerte de un área de tejido debido a la interrupción del aporte sanguíneo. El infarto al miocardiopuede resultar de un trombo o coágulo que bloquea parcial o totalmente el flujo de sangre a través de unaarteria coronaria, lo que se denomina comúnmente como trombosis coronaria. El tejido distal a la obstrucciónmuere y se reemplaza por tejido cicatrizal no contráctil. La gravedad de la situación depende de dónde aparezcala obstrucción o el infarto. Si afecta solo una parte pequeña del corazón, la persona sobrevivirá al ataque. Sinembargo, si la obstrucción priva a una zona grande del miocardio del riego sanguíneo, el resultado puede ser lamuerte.

Los síntomas normalmente aparecen sin previo aviso y es probable que el síntoma principal sea el dolor. Este esrelativamente constante, se siente en el centro del pecho y probablemente se extenderá a uno o los dos brazos,

a veces al cuello y a la mandíbula. El dolor puede ir acompañado de debilidad, mareos y falta de aliento. El gradopuede variar de un dolor difuso a una sensación de opresión. En el caso de las personas mayores no presentandolor, pero puede haber debilidad, falta de aliento y mareos. Estos síntomas pueden ser precedidos por un períodode cansancio anormal, laxitud y malestar general. Sin embargo, a veces estos síntomas están ausentes y solo sedescubre el problema luego de un chequeo médico.

c. Arritmias

Término general que se refiere a una anormalidad o irregularidad en el ritmo cardíaco. Resulta cuando hay unaalteración en el sistema de conducción del corazón, ya sea debido a una producción deficiente de impulsos

eléctricos o a fallas en la conducción en el momento en que atraviesan el sistema.

En determinadas condiciones, casi todo el tejido del corazón es capaz de iniciar un latido o de convertirse en elmarcapasos. Una arritmia ocurre cuando:

• El marcapasos natural del corazón produce una frecuencia o ritmo anormales.

• La vía normal de conducción se interrumpe.

• Otra parte del corazón asume el poder como marcapasos.



294

C P E C H


c a p í t u l o

8d. Coronariopatías

Es una situación en la cual el músculo cardíaco recibe una cantidad inadecuada de sangre debido a la interrupciónde su aporte sanguíneo. Dependiendo del grado de interrupción, pueden ir desde un dolor moderado hasta ungran ataque cardíaco.

Las causas son muchas y variadas. Dos de las principales son la aterosclerosis y espasmo de la arteria. Otra es untrombo o un émbolo en la arteria coronaria.

3.7.2 Enfermedades de los vasos sanguíneos

a. Aterosclerosis

Es una enfermedad de las arterias grandes e intermedias en la que aparecen lesiones grasas en forma de placasdenominadas ateromas en las superficies internas de las paredes vasculares. Estas placas se forman producto

del depósito de cristales de colesterol en las capas internas y medias de estos vasos. Con el tiempo crecen ya medida que lo hacen se van depositando iones de calcio sobre ellas junto con otros lípidos, produciéndosecalcificaciones de dureza ósea que convierten las arterias en tubos rígidos. Estos estadios finales de la enfermedadse conocen como aterosclerosis. Todos estos cambios conducen a un estrechamiento gradual del vaso quetermina con una disminución del flujo sanguíneo, pudiendo generar la muerte del tejido irrigado (infarto). Lasarterias arterioscleróticas pierden la mayor parte de su distensibilidad y, debido a las áreas degenerativas de susparedes, se rompen con facilidad.

Arteria normal Arteria con ateromas

En personas menores de 60 años esta enfermedad es más frecuente en hombres que en mujeres, debido a que losestrógenos producidos por la mujer protegen de esta enfermedad. Entre los principales causantes están: la obesidad,la Diabetes mellitus, la vida sedentaria, el monóxido de carbono del cigarrillo y el consumo de grandes cantidadesde grasas animales en la dieta. En la actualidad esta enfermedad también puede aparecer en adultos, jóvenes yniños debido al alto consumo de comida chatarra o con un alto contenido de colesterol. Con el envejecimientotambién pueden aparecer depósitos de grasas en los vasos sanguíneos que irrigan al cerebro, generándose unadisminución en el riego sanguíneo. Como este órgano es muy sensible, responde inmediatamente, produciendoataques de vértigo, mareos, hormigueos en los brazos y dedos, debilidad muscular y perturbaciones visuales.

b. Trombosis

Consiste en la formación de un coágulo o trombo de sangre en el interior de un vaso sanguíneo o en un órgano. Tanto arterias como venas pueden verse afectadas. En las arterias el coágulo puede ser causado por ateromas o poruna lesión debida a un accidente o una operación quirúrgica. Esta interrupción de la corriente sanguínea al tejido



295


er s i t a r i o s


regado por la arteria afectada, puede causar la muerte de esa parte delcuerpo, al igual que en la trombosis coronaria y cerebral.

La trombosis de las venas es mucho más frecuente que la de las

arterias. Si el trombo se queda atascado en una vena, puede causaruna inflamación (flebitis) de la pared arterial y del tejido circundante.

La trombosis venosa corresponde a la presencia de un trombo enuna vena; de manera física se presenta en las venas profundas delas extremidades inferiores. Las dos complicaciones serias de estaenfermedad son embolia pulmonar, en la cual un trombo se desprendey se aloja en la red arterial pulmonar, y el síndrome posflebítico, cuyossíntomas son, edema, dolor y cambios en la piel.

El confinamiento prolongado en cama, una larga y debilitante

enfermedad pueden producir las condiciones favorables para eldesarrollo de una trombosis, particularmente en las venas, afectando ala corriente sanguínea y a los mecanismos de coagulación. La formaciónde trombosis también se da en ciertos tipos de trastornos sanguíneos,por la ingestión de píldoras anticonceptivas con altos niveles deestrógeno y a raíz de complicaciones de enfermedades infecciosascomo fiebre tifoidea, tuberculosis, poliomielitis y encefalitis.

c. Embolia

Un émbolo es de cualquier material (fragmentos de trombo, gotasde grasa, burbujas de aire, ateromas, células sanguíneas, etc.) quees transportado por la corriente sanguínea hasta que se aloja en un

vaso y , bloqueando el flujo de sangre y provocando una embolia. Seproduce en una parte del cuerpo diferente del lugar donde se produceel bloqueo. El trombo permanece en el mismo lugar donde se origina,pero una parte puede desprenderse y formar un émbolo.

3.8 Enfermedades de transmisión sexual

Las enfermedades de transmisión sexual (ETS) son enfermedades in-fecciosas adquiridas por contacto sexual. El agente infeccioso difiereentre ellas, pero se caracterizan por el modo de transmisión. Puedenser causadas por bacterias, virus, hongos o parásitos. Algunas pue-den afectar gravemente la salud, e incluso ser mortales.

a. Formas de transmisión

El principal modo de transmisión de las ETS es el contacto sexual detodo tipo, ya sea heterosexual u homosexual. Sin embargo, debemos

considerar que el riesgo de infección aumenta con el número decontactos sexuales, especialmente si se trata de parejas múltiples.Además se debe tener en cuenta que basta una sola relación sexualsin protección para infectarse, aunque sea la primera.

Las varices son trastornosde las venas, que seproducen al estar las válvulas

venosas defectuosas, comoconsecuencia las venasse dilatan y presentan unaspecto tortuoso.

Las válvulas defectuosaspermiten el reflujo de sangre ycon ello su acumulación. Estotrae como consecuencia queaumente la presión dentrode las venas, lo que provocaque parte del líquido pasea los tejidos circundantes,generando su inflamación.

Las causas de este trastor-no pueden ser congénitas,hereditarias, como resultadodel esfuerzo mecánico comoel embarazo o permanecermucho de pie o el envejeci-miento.

Sabías que...



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C P E C H


c a p í t u l o

8Los contactos de carácter sexual que no involucran penetración, como besos y caricias, no son de riesgo, siemprey cuando no existan lesiones en los labios, piel y regiones genitales.

Además de los contactos sexuales existen otras formas de contagio menos frecuentes como la transmisión de la

madre al feto durante el embarazo, parto o amamantamiento; transfusión de sangre o de productos sanguíneos;uso de jeringas o de otros instrumentos contaminados y, por último, algunas ETS pueden adquirirse al usardescuidadamente un baño que haya sido previamente contaminado.

b. Principales tipos de ETS

Enfermedades Agente patógeno Síntomas y tratamiento Complicaciones

GonorreaBacteriaNeisseria gonorrhoeae

Secreción genital, ardor al orinar, dolordurante la relación sexual. Puede ser

asintomática, pero con capacidad deinfectar.Su tratamiento es con antibióticos:doxiciclina y azitromicina.

Esterilidad en hombres ymujeres.

Sífilis

BacteriaTreponema pallidum

Ulceraciones indoloras en genitalesy otros órganos. Después erupcióngeneralizada e inflamación de losganglios. Más adelante daño en elsistema nervioso. El tratamiento es conantibiótico como la penicilina.

Esterilidad y daño en elsistema nervioso, vasculary esqueleto.

Herpes genital

Virus Herpes simpletipo II. Este virusnunca sale del cuerpo;reside en ciertas célulasnerviosas de donde salea intervalosimpredecibles.El virus Herpes simpletipo I, es el que causaulceraciones en la bocay labios.

Vesículas y ulceraciones en genitales,el ano, zona superior de los muslosy glúteos. El medicamento aciclovirinhibe el copiado del ADN viral y puedereducir la gravedad de los brotes.

Cáncer de cuello uterino.

Hepatitis B Virus hepatitis BFiebre, vómitos, ictericia.Hasta este momento se cuenta con

vacunas producidas con la tecnologíade ADN recombinante, para prevenir lainfección.

Cirrosis, cáncer hepático.

Hepatitis C Virus hepatitis C

SIDA

Virus de lainmunodeficienciahumana (VIH)

Debilitamiento del sistema inmune.Diversas alteraciones, debilitamientogeneral, fiebre, cáncer, etc. No existecura para esta enfermedad, pero ciertosfármacos como la AZT y los inhibidoresde proteasa, pueden prolongar la vida.

Infecciones oportunistas.

CandidiasisHongoCandida albicans

En el varón, se produce la inflamacióndel glande. En la mujer, se presentasecreción genital abundante y lechosa eirritación vaginal. El tratamiento de estaenfermedad es con antimicóticos.

Recurrencia de laenfermedad.



297


er s i t a r i o s


Pediculosis del

pubis

ParásitoPhthirius pubis (ladilla).

Picazón en la zona púbica. Estaenfermedad se puede controlar conuna higiene cuidadosa y tratamientosquímicos.

Ninguna

c. Prevención

Todas las ETS se previenen con un control responsable de la actividad sexual como la abstinencia, pareja única,uso correcto del condón, controles médicos e higiene adecuada.

Actividades

1. Averigua para cada una de las enfermedades mencionadas en la tabla el tiempo de incubación y sus principales vías

de transmisión.

2. ¿Cuál de estas enfermedades de transmisión sexual se presenta en mayor porcentaje en nuestro país? Fundamenta su

respuesta.

4. Atención integral de la salud

Como se dijo al comenzar el desarrollo de esta unidad, “la salud no es solo la ausencia de enfermedad sino unestado de completo bienestar físico, mental y social”. Para que se cumplan los postulados de esta definiciónse requiere de una atención integral de la salud, es decir, de un programa destinado al fomento, protección,recuperación y rehabilitación del estado de salud.

a. Niveles de prevención

Las acciones relacionadas con la atención integral de la salud son esquematizadas frecuentemente en tres nivelesde prevención:

• Prevención primaria: Involucra tanto el fomento de la salud como la protección específica. El fomento dela salud se refiere a las medidas de organización de la salud pública, las políticas de salud, la calidad de vidade las personas. Todas condiciones que permiten mejores condiciones de salud a la población. La protecciónespecífica involucra medidas que apuntan a grupos más vulnerables o que tienen mayor riesgo de contraeruna enfermedad, por ejemplo, el caso de las vacunas que protegen contra infecciones como la poliomelitis,rubéola, viruela, etc.

• Prevención secundaria: Consiste en que producida la enfermedad se le debe detectar y tratar rápidamentepara que el daño no avance y provoque mayores consecuencias en las personas. Esto es especialmente impor-

tante en el cáncer.

• Prevención terciaria: Comprende las actividades que conducen a limitar el daño producido por unaenfermedad y a rehabilitar al individuo. Para ciertos casos se encuentran centros de rehabilitación, como la

Teletón y otros como la Sociedad de alcohólicos anónimos.



298

C P E C H


c a p í t u l o

8b. Salud Pública

Es una de las más importantes ramas de la Medicina que realiza un Diagnóstico de la Situación de Salud

de una población, estimando el “Nivel de Salud” en un tiempo determinado. Para esto, estudia tres factores

fundamentales:

• Población: Se estudia el tamaño, estructura por edad y sexo, distribución geográfica, natalidad, mortalidad,migraciones.

• Medioambiente: Se estudia el nivel de instrucción, tipo de vivienda, urbanización, trabajo, calidad dealimentación, seguridad social, libertades humanas, recreación.

• Acciones médicas de salud: Número de médicos por habitantes, número de hospitales, programasnacionales o regionales de atención, etc.



299


er s i t a r i o s


1. Agente patógeno: Es un microorganismo que altera la homeostasis de un individuo, enfermándolo.Entre los agentes patógenos más comunes están los virus, las bacterias, los hongos, algunos protozoosy los parásitos.

2. Cáncer: Es una enfermedad en la que algunas de las células corporales escapan a los procesos decontrol celular y se dividen sin control.

3. Droga: Es toda sustancia exógena que provoca una alteración en los procesos fisiológicos y mentalesde un individuo.

4. Edema: Acumulación anormal de líquido en un tejido.

5. Enfermedad: Pérdida del completo estado de bienestar de un individuo.

6. Enfermedades congénitas: Son aquellas que se generan durante el desarrollo embrionario y/o fetal.Estas enfermedades se manifiestan al momento del nacimiento.

7. Enfermedades hereditarias: Son aquellas capaces de transmitirse a la descendencia y, por lo tanto,son portadas por los gametos.

8. Salud: Según la OMS, corresponde al estado de completo bienestar físico, mental y social y no solo ala ausencia de la enfermedad.

9. Trombo: Es un coágulo que se forma en un vaso sanguíneo, permaneciendo en el mismo lugar.

10. Tumor: Masa de células que se forma en un tejido normal. Esto se debe a un crecimiento anormal decélulas.




300

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c a p í t u l o

8

C o m p l e t o b

i e n e s t ar

A t e n c i ó n

i n t e g r a l d e s a l u d

S í n d r o m e d e D o w n

M u t a c i o n e s

C r o m o s ó m i c a s

M u t a c i o n e s g é n i c a s

P r e v e n c i ó n

C ar d i o v a s c u l ar e s

D i g e s t i v a s

R e s p i r a t or i a s

R e n a l e s

E n f e r m e

d a d

E s t a d o d e

s a l u d

F í s i c o

M e n t a l

S o c i a l

P r i m ar i a

S e c u n d ar i a

T e r c i ar i a

N u t r i c i o n a l

O b e s i d a d

M a l n u t r i c i ó n

A

l t e r a c i ó n d e l m a t e r i a l g e n é t i c o

G e n é t i c a s

H e r e d i t ar i a s

A l b i n i s m o

D a l t o n i s m o

H e m o f i l i a

A n e m i a f a l c i f or m e

S o c i a l e s

A l c o h o l i s m o

T a b a q u i s m o

D r o g a d i c c i ó n

S i s t é m i c a s

E n f e r m e d a d e s d e

t r a n s m i s i ó n s e x u a l

C o n t a g i o d i g e s t i v o

C o n t a g i or e s p i r a t or i o

I n f e c t o c o n t a g i o s a



301


er s i t a r i o s


EJERCICIOS


1. ¿Cuál de las siguientes enfermedades NO escatalogada como parasitaria?

A) Teniasis.B) Herpes.C) Sarna.

D) Amebiasis.E) Enfermedad de Chagas.

Correcta: B.


Defensa: El herpes es una enfermedad infectocontagiosa

producida por un virus. Se conocen dos tipos de herpes: el

herpes simple tipo I y el herpes simple tipo II.

2. ¿Cuál(es) de las siguientes enfermedades es(son)

considerada(s) de transmisión sexual?

I) Gonorrea.

II) Sífilis.III) Hepatitis A.


Correcta: D.


Defensa: Son enfermedades de transmisión sexual la gonorrea,

sífilis, SIDA, entre otras. En el caso de la hepatitis, solo las de

tipo B y C son consideradas de transmisión sexual.

3. El cáncer es una enfermedad que se puedeproducir por

I) mutaciones que interrumpen cualquierpaso de la regulación del ciclo celular.

II) aberraciones cromosómicas, producto del

intercambio de material genético entrecromosomas no homólogos.III) inserción de secuencias de ADN foráneo,

a menudo viral, en loci de cromosomashumanos.


A) solo I.B) solo II.C) solo I y II.

D) solo I y III.E) I, II y III.

Correcta: E.


Defensa: El cáncer se puede producir por: mutaciones que

afecten cualquier paso en la regulación del ciclo celular, así

como por aberraciones cromosómicas o por la inserción de

secuencias de ADN foráneo en cromosomas humanos.



302

C P E C H


c a p í t u l o

8EJERCICIOS

4. ¿Qué diferencia existe entre un gen supresor de

tumores y un protooncogén?

A) El primero inactiva el progreso a travésdel ciclo celular y el segundo promueve ladivisión celular.

B) El primero estimula el progreso a travésdel ciclo celular y el segundo promueve ladivisión celular.

C) El primero inactiva el progreso a travésdel ciclo celular y el segundo reprime ladivisión celular.

D) El primero inactiva el progreso a través delciclo celular y el segundo forma el tumor.

E) El primero activa el progreso a través del ciclocelular y el segundo reprime la divisióncelular.

Correcta: A.


Defensa: Genes supresores de tumores: inactivan o reprimenel progreso a través del ciclo celular y de la división celular

resultante. Estos genes y/o sus productos génicos deben estar

ausentes o inactivos para que tenga lugar la división celular.

Si estos genes quedan completamente inactivados o se pierden

por mutación, se pierde el control sobre la división celular y la

célula comienza a proliferar de un modo descontrolado.

Protooncogenes: funcionan normalmente promoviendo la

división celular. Por ejemplo, los genes que codifican para

factores de crecimiento. Para detener la división celular, estos

genes y/o productos génicos tienen que inactivarse.

5. Se dice que una persona padece SIDA cuando

A) está infectado por el VIH.B) es portador.C) está infectado por el VIH y no presenta

síntomas.D) está infectado por el VIH y presenta los

síntomas.E) es un enfermo potencial.

Correcta: D.


Defensa: La persona tiene que estar infectada y presentar el

síndrome (conjunto de síntomas). De lo contrario, se considera

portador asintomático.


1. ¿Cuál(es) de las siguientes enfermedades es(son)catalogada(s) como infectocontagiosas?

I) Fiebre tifoidea.II) Gripe.

III) Sífilis.


2. El síndrome de Down es un defecto congénito

que se produce a raíz de

I) una alteración numérica del poolcromosómico.

II) una traslocación cromosómica.III) una no disyunción.


A) solo I.B) solo II.C) solo III.D) solo II y III.

E) I, II, III.

3. ¿Cuál(es) de la(s) siguiente(s) es(son) factoresde riesgo para desarrollar cáncer?

I) Tabaquismo.II) Malos hábitos alimenticios.III) Radiaciones ionizantes.

A) Solo I

B) Solo IIC) Solo I y IIID) Solo II y IIIE) I, II y III



303


er s i t a r i o s


EJERCICIOS

4. Además de un distintivo aspecto físico, losniños con síndrome de Down frecuentemente

experimentan problemas relacionados a la salud,tales como

I) propensión a problemas respiratorios.II) problemas visuales, tal como la miopía.III) defectos en el corazón.


A) solo I.B) solo I y II.C) solo I y III.D) solo II y III.E) I , II y III.

5. El SIDA es una enfermedad que se caracteriza por

I) ser producida por un retrovirus.II) afectar a los ganglios linfáticos.III) transmitirse por vía sanguínea.


A) solo III.B) solo I y II.C) solo I y III.D) solo II y III.

E) I, II y III.










304

C P E C H




HERENCIA Y

VARIABILIDAD

Capítulo 9A A


Describir los experimentos realizados por Mendel, interpretar susresultados y formular sus leyes.

Explicar monohibridismo, dihibridismo, alelos múltiples einteracción génica.

Comprender que los caracteres hereditarios están determinadospor dos alelos: uno materno y otro paterno, que se ubican encromosomas homólogos.

Explicar que los genes se disponen linealmente en los cromosomasy que éstos son pasados de una generación a otra a través de losgametos.

Comprender el significado de los genes ligados, la importancia dela recombinación en la variabilidad génica y calcular la frecuenciade recombinación de los genes.

Comprender la importancia de los cromosomas sexuales en ladeterminación del sexo, y la herencia ligada al sexo.

Comprender que las características hereditarias están codificadas enel ADN, constituyendo los genes.



306

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c a p í t u l o

9

Primeras ideas acerca de la herencia

Desde la antigüedad el hombre aprendió a mejorar los animales domésticos y los cultivos mediante lareproducción selectiva de individuos con características deseables.

El primer científico que meditó acerca del mecanismo de la herencia fue Hipócrates (460?- 377? a.C.). Él propusoque partículas específicas o semillas son producidas por todas las partes del cuerpo y se transmiten a la progenieen el momento de la concepción, provocando que ciertas partes de la progenie se asemejen a esas mismaspartes de los padres.

Un siglo después, Aristóteles rechazó las ideas de Hipócrates y postuló que el semen del macho estaba formadopor ingredientes imperfectamente mezclados, algunos de los cuales fueron heredados de generaciones pasadas.En la fecundación, propone, el semen masculino se mezcla con el “semen femenino”, el fluido menstrual,dándole forma y potencia a la sustancia amorfa. A partir de ese material se formaban la carne y la sangre cuandose desarrollaba la progenie.

A mediados del siglo XIX se sabía que los óvulos y los espermatozoides son células especializadas y quecontribuyen a establecer las características hereditarias del nuevo individuo. Pero estas ideas originaronuna nueva pregunta: ¿cómo estas células especiales, llamadas gametos, son capaces de transmitir todas lascaracterísticas implicadas en la herencia?

La hipótesis más ampliamente sostenida en el siglo XIX fue la herencia por mezcla, que sostenía que lascaracterísticas de los padres se mezclaban en la progenie, como en una mezcla de 2 fluidos. Sobre la base deesta hipótesis, podría predecirse que la progenie de un animal negro y uno blanco sería gris y que su progenietambién lo sería. Sin embargo, esta explicación no tomaba en cuenta el fenómeno de características que saltanuna generación o más y luego reaparecen.

Para Darwin y otros defensores de la teoría de la evolución, el concepto presentaba muchas dificultades.La evolución, según Darwin, tiene lugar cuando la selección natural actúa sobre las variaciones hereditariasexistentes. Si la hipótesis de la herencia por mezcla fuera válida, las variaciones hereditarias desaparecerían.

1. Herencia mendeliana

1.1 Los experimentos de Mendel

Hacia el año 1856, aproximadamente, en la misma época de Darwin, Gregor Mendel (1822-1884), un monjeaustríaco, iniciaba una serie de experimentos que llevarían a una nueva comprensión del mecanismo de la herencia.

La gran contribución de Mendel fue demostrar que las características heredadas son llevadas en unidades

discretas que se reparten por separado en cada generación. Para sus estudios escogió la arveja o guisante común(Pisum sativum). Trabajó experimentalmente durante 7 años. En el año 1865 comunicó sus experimentos en una

reunión de la Sociedad de Historia Natural de Brünn, en donde los asistentes aparentemente no entendían loque Mendel les estaba hablando. Al año siguiente, su trabajo fue publicado en las Actas de la Sociedad (revistaque circulaba por las bibliotecas de toda Europa).

La transmisión de información genética de los progenitores

a los descendientes, la herencia, tiene mecanismos bien

determinados, así como también la variación que presenta dicha

información y que ha contribuido a la adaptación y evolución

de las especies.

a

a

A

A

B

B

b

b

Herencia y variabilidad



307


er s i t a r i o s

Capítulo 9 Herencia y variabilidad

A pesar de ello, su trabajo fue ignorado durante 35 años y no recibió reconocimiento científico hasta despuésde su muerte.

a. Metodología

Para sus experimentos, Mendel escogió el guisante común (arveja de jardín). Esa fue una muy buena elección,pues las plantas se conseguían en el comercio, eran fáciles de cultivar y crecían rápidamente. Además, estasplantas presentan autopolinización, debido a que las estructuras reproductivas de la flor se encuentrancompletamente encerradas por pétalos, aun cuando estén maduras, lo que permitió la obtención de variedades

puras. Por ejemplo, una variedad de plantas puras que presentaba flores púrpuras, siempre producía florespúrpuras. Así también una planta pura de flores blancas, que se autofecundara, siempre va a producir floresblancas.

La elección de Mendel de la planta de guisante para sus experimentos no fue original. Sin embargo, su éxito sedebió al enfoque que le dio a los problemas acerca de la herencia.

Mendel llevó a cabo cruzamientos experimentales, eliminando las anteras de las flores y espolvoreando susestigmas con el polen de una flor de otra variedad.

El método utilizado por Mendel fue:

- Prestó atención solo a una característica por vez.- Antes de iniciar los cruces entre las plantas se aseguró de que éstas correspondían a variedades puras.- Utilizó muchos progenitores, obteniendo un gran número de descendientes, dando validez estadística a

su investigación.- Sometió a análisis estadístico sus resultados.- Estudió la progenie no solo de la primera generación, sino también de la segunda y las siguientes.

- Finalmente, organizó los datos de tal manera que sus resultados pudieran ser evaluados simple yobjetivamente.

Encontró que, en cada caso, en la primera generación filial 1 (F1), todos los integrantes de la progenie mostrabansolo una de las dos variantes; la otra desaparecía por completo. Por ejemplo, al cruzar 2 plantas puras, una quepresentaba flores púrpuras y la otra flores blancas, en la generación filial 1 (F1) se obtuvo solamente plantasque presentaban flores púrpuras (100%). Al autofecundar los individuos de F1, obtuvo la generación filial 2 (F2), y sus resultados fueron: 75% (705) plantas con flores púrpuras y 25% (224) de plantas con flores blancasde un total de 929 plantas.

Segunda generación filial (F 2 )

Carácter Cruzamientos originalesDominante x Recesivo

Dominante Recesivo Cociente

Forma del guisante redonda x rugosa5474

redonda1850

rugosa 2,96 : 1

Color del guisante amarilla x verde6022

amarilla2001

verde

3,01 : 1

Posición de la flor axial x terminal651axial

207terminal 3,14 : 1

Color de la flor púrpura x blanco705

púrpura224

blanco 3,15 : 1

Forma de la vaina hinchada x comprimida882

hinchada299

comprimida 2,95 : 1

Color de la vaina verde x amarilla428

verde152

amarilla 2,82 : 1

Largo del tallo alto x enano787alto

277enano 2,84 : 1



308

C P E C H


c a p í t u l o

9De estos resultados, Mendel concluyó que el carácter flor púrpura es dominante sobre el carácter flor blanca,que es recesivo. Mendel asumió que el carácter dominante estaba determinado por un factor que denominó B, (para decribir

las características dominantes se utiliza la letra mayúscula y para las recesivas la letra minúscula) y el recesivopor otro factor que denominó b. Con este conocimiento, los cruzamientos pueden expresarse de la siguientemanera:

Mendel, luego de diversos experimentos, observó quela aparición y desaparición de variantes alternativas(características recesivas), así como sus proporcionesconstantes en la generación F

2 podían ser explicadas silas características estuvieran determinadas por factoresseparables, los cuales tenían que haber estado en lasplantas F

1 en pares (un miembro del par fue heredado por

un progenitor femenino y el otro por el masculino). Losfactores apareados se separaban nuevamente cuandolas plantas F

1 maduras producían células sexuales; estodaba por resultado dos tipos de gametos, cada uno conun miembro de cada par de factores. Al formarse losgametos, los alelos se transmiten a ellos, pero cadagameto tiene solo un alelo de cada gen.

Cuando los gametos se unen para formar el cigoto, losalelos vuelven a reunirse en pares. Según esto, Mendelpostula lo siguiente:

b. Consecuencias de la segregación

Actualmente se sabe que cualquier gen, por ejemplo, el gen para la característica color de semilla puedeexistir en 2 variedades: amarilla (A) y verde (a). Se dice que estos 2 genes son alelos, porque participan de ladeterminación de la misma característica (color de la semilla). Además, dos genes alelos ocupan el mismo locus en un par de cromosomas homólogos.

La forma en que una característica se manifiesta en un organismo está determinada por la combinaciónparticular de los dos alelos para esa característica que son llevados por el organismo. Los genes alelos sepueden presentar en 3 variantes. Si los 2 genes alelos son iguales, se dice que el organismo es homocigoto

para esa característica. Por ejemplo, si posee alelos dominantes se llama homocigoto dominante (AA) y silos dos alelos son recesivos, homocigoto recesivo (aa). Ahora, si los dos alelos son diferentes, se dice que elorganismo es heterocigoto (Aa) para la característica.

Primera ley de Mendel

Los factores que determinan los caracteres se

encuentran en pareja. Un solo miembro de esta pareja

pasa en los gametos de cada uno de los progenitores a

la descendencia.

Bb

xBB bb

B b

Autopolinización

BB

Bb bb

Bb

P

Gametos

F1

F2

Tipos degametosfemeninos

B

B

b

b

Tipos de gametos masculinos

B: flores color púrpura b: flores blancas.



309


er s i t a r i o s


Posteriormente, Mendel se interesó por conocer quésucede cuando se consideran 2 caracteres. Para esto,cruzó plantas que presentaban semillas de forma lisa(R) y color amarillo (A), con plantas de semilla rugosa

(r) y verde (a). En la F1 obtuvo solamente plantas consemillas lisas y amarillas; al cruzar esas plantas de F1

obtuvo todas las combinaciones posibles en distintascantidades:

- Plantas con semilla lisa y amarilla: 315

- Plantas con semilla lisa y verde: 108

- Plantas con semilla rugosa y amarilla 101

- Plantas con semilla rugosa y verde: 32

En una proporción de 9: 3 : 3: 1, respectivamente,

Mendel concluyó que los caracteres liso y amarilloeran dominantes sobre el carácter rugoso y verde; apartir de estos datos formuló su segundo postuladoo segunda ley o principio de la distribución indepen-diente:

Segunda ley de Mendel

Cuando existen 2 o más factores que determinan

caracteres diferentes, estos segregan en forma

independiente y se combinan al azar durante la

formación de los gametos.

Tú obtendrás la proporción 9 :3 :3 :1 siempre y cuando cruces a dos individuos que sean dobles heterocigotos (AaBb x AaBb)

Conclusiones Generales

1. La herencia sigue reglas definidas y simples. El modelo que Mendel propuso para explicar sus resultadostenía un gran valor predictivo.

2. Ya que el híbrido heterocigoto es idéntico al dominante puro, hay una relación ambigua entre el aspecto

externo (fenotipo) y la constitución genética (genotipo).

3. Los factores hereditarios responsables de los caracteres dominantes y recesivos no se alteran ni se modificancuando están juntos en el heterocigoto (herencia discreta o particulada).

4. Al cruzar heterocigotos, los factores hereditarios se separan uno de otro durante la formación de losgametos y se recombinan al azar en la descendencia. Los descendientes presentan la proporción fenotípica de3: 1 y la proporción genotípica de 1: 2: 1. Las proporciones anteriores se originan si cada gameto recibió un solotipo de factor hereditario.

5. Cuando el cruzamiento considera 2 pares de factores contrastantes, cada par se comporta de manera

independiente con respecto al otro (2ª Ley). O sea, los distintos tipos de factores (genes) se combinan al azar.Por lo tanto, se obtendrán todas las combinaciones posibles, bajo la regla que cada gameto lleva un solo factor(gen) para cada par. Las diferentes clases de gametos tendrán frecuencias iguales.

xRRAA rraa

Autopolinización

P

Gametos

F1

F2

Tipos degametosfemeninos

Tipos de gametos masculinos

RA ra

RA

RA

ra

ra

Ra

rA

Ra rA

Fenotipos

Rugosoamarillo

Rugoso verde

RrAa

Lisoamarillo

Liso verde



310

C P E C H


c a p í t u l o

91.2 Genotipo y fenotipo

En 1911 Johanssen propone el término de genotipo para laconstitución genética de los seres vivos y el de fenotipo para aquellas

características del individuo que constituyen una expresión de losgenes. Estos no son solamente externos o visibles (color de ojos, colordel pelo, calvicie, etc.) sino también internos y latentes. Así, en elser humano las distintas hemoglobinas o los grupos sanguíneos sontambién características fenotípicas.

Existe una estrecha relación entre genotipo y ambiente, la que secomprueba a través de la norma de reacción. Esta es la capacidad quetiene un genotipo de dar fenotipos distintos en ambientes diferentes.La norma de reacción es muy importante en algunas especies parael proceso de adaptación. La planta Ranunculus aqualis cuando crece

sobre la superficie de la tierra tiene hojas anchas para eliminar mejorlos gases, pero si crece sumergida, las hojas son filamentosas paracaptar mejor la luz.

1.3 Cruce de prueba o retrocruce

En muchas oportunidades no se sabe si un individuo que presentael fenotipo dominante es homocigoto dominante o heterocigoto.Una forma de dilucidar esta incógnita es a través del cruzamiento de

prueba, que consiste en cruzar un individuo de fenotipo recesivo, cuyaúnica posibilidad de genotipo es ser homocigoto recesivo, con otro defenotipo dominante del cual no se conoce su genotipo.

Si el resultado del cruzamiento es 100% el fenotipo dominante,quiere decir que el individuo incógnito era homocigoto dominante. Sila proporción es 50% fenotipo dominante y 50% fenotipo recesivo,el individuo resultará ser heterocigoto. En realidad, bastaría con queaparecieran algunos individuos con fenotipo recesivo para que elindividuo incógnito fuera heterocigoto.

Cada vez que un ejercicio en genética te pida hacer un cruce de pruebaa un individuo X, simplemente debes cruzarlo por otro individuode caracteríticas totalmente recesivas (cruzarlo por un homocigotorecesivo). Ejemplo, si al individuo Aa queremos hacerle un cruce deprueba, el cruce quedaría así: Aa x aa.

1.4 Probabilidad y genética

Mendel, al aplicar las matemáticas al estudio de la herencia, estabademostrando que las leyes de la probabilidad se aplicaban a la biología

al igual que a las ciencias físicas.

La probabilidad de un suceso es la relación entre los casos favorables y losposibles. Así, cuando dos o más sucesos ocurren independientemente

El conjuntoparticular de genesque posee un

individuo constituyesu genotipo. El fenotipo, valedecir, el conjunto de rasgosobservables, es el resultado dela interacción del genotipo conel medioambiente, el cual puedeactivar de manera favorable,desfavorable o neutra en laexpresión de éstos.



311


er s i t a r i o s


uno del otro, podemos calcular la probabilidad de que ambos procesos ocurran. Aplicando la ley del producto,podemos afirmar que “la probabilidad que dos o más resultados se presenten simultáneamente es igual al

producto de sus probabilidades individuales”. Hay que tomar en cuenta que el resultado de un suceso noafecta los resultados siguientes del mismo suceso.

Por ejemplo, al arrojar una moneda la probabilidad que caiga en cara es de 50% o la probabilidad que caigaen sello es también 50%. Ahora arrojemos dos monedas: la probabilidad de que ambas caigan en cara arribaes de x o . La probabilidad de que ambas caigan en cruz es también x . Por lo tanto, la probabilidadde obtener una cara o una cruz con cualquier moneda es y esto es independiente del resultado de la otramoneda.

Cuando hay más de un ordenamiento posible de los acontecimientos que producen el resultado esperado, se sumanlas probabilidades individuales, por lo que aplicaríamos la ley de la suma. Por ejemplo, ¿cuál es la probabilidad deque al lanzar un dado obtengamos 3 o un número par? La probabilidad de obtener 3 es 1/6 y la probabilidad paranúmero par es 3/6 (2,4 y 6), por tanto, 1/6 +3/6 = 4/6. Estas simples leyes de la probabilidad nos serán útiles para

resolver problemas de genética.

Si deseamos saber el resultado de un cruce, solo necesitamos calcular la probabilidad de cada resultado posible.Los resultados de este cálculo nos permitirán predecir la proporción de descendientes que tendrá cada fenotipoo genotipo.

Actividades

1. Defina los siguientes conceptos.

a. Herencia

b. Genotipo

c. Fenotipo

d. Alelo

e. Homocigoto

f. Heterocigoto

g. Locus

h. Célula diploide

i. Célula haploide

2. Explica las tres razones por las cuales Mendel utilizó arvejas (Pisum sativum) como material biológico de

experimentación.



312

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c a p í t u l o

93. Completa el cruzamiento que se plantea

B b

B B b b

X

B Bb b

% % % %

X


a. _____ Los “factores” de Mendel corresponden al concepto actual de gen.

b. _____ Los alelos son genes que determinan características diferentes.

c. _____ Los alelos dominantes tienen mayor fuerza de expresión fenotípica.

d. _____ Las células diploides tienen el juego cromosómico completo.

e. _____ Las células n tienen un solo cromosoma de cada par de homólogos.

5. Escriba con sus propias palabras el significado de las leyes de Mendel

- 1ª Ley

- 2ª Ley

6. Calcule la probabilidad de que en una familia que tiene tres hijos varones, el cuarto nacimiento también sea varón.

7. En una familia en la que ambos padres son portadores del albinismo, su primer hijo es normal para la pigmentación

de la piel y el segundo es albino. ¿Qué probabilidad existe de que el tercero sea albino?



313


er s i t a r i o s


2. Teoría cromosómica de la herencia

2.1 Factores, genes y cromosomas homólogos

Para la interpretación moderna de la genética de la transmisión, es fundamental la correlación entre lasobservaciones de Sutton y Boveri y los principios mendelianos. Cada especie tiene un número específico decromosomas en cada núcleo de las células somáticas.

En organismos diploides este número se llama número diploide (2n), que implica que este organismo tienedos copias de la información genética, una proveniente del progenitor masculino y otra del femenino. En laformación de los gametos este número se reduce exactamente a la mitad número haploide (n), y cuando dosgametos se unen en la fecundación, se restablece el número diploide.

Sin embargo, en la meiosis no se reduce el número en forma aleatoria.

Para los primeros citólogos era claro que el número diploide de cromosomas está compuesto de pares de

homólogos, identificables por su apariencia morfológica y comportamiento.

Los gametos reciben un miembro de cada par. La dotación cromosómica de un gameto es así totalmenteespecífica, y el número de cromosomas de cada gameto es igual al número haploide.

Los factores mendelianos son en realidad genes localizados en parejas de cromosomas homólogos:

A A a a

B B b b

Los miembros de cada pareja de homólogos se separan o segregan. En la formación de los gametos son posiblesdos distribuciones diferentes:

A A a a

B B b b

AABB

A A a a

b b B B

AAbbaabb aaBB



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9Para ilustrar el principio de la transmisión independiente es importante distinguir los miembros de cualquierpar de cromosomas homólogos. Uno de los miembros de cada par proviene del padre, mientras que el otro pro-

viene de la madre. Cuando se forman los gametos, los dos pares de homólogos segregan independientemente.Cada gameto recibe un miembro de cada par.

A a A a

B b B b

B

a

1/4aB

B

A

1/4AB

b

a

1/4ab

1/4Ab

b

A

Gametos

Se forman todas las combinaciones posibles. Con los símbolos A, a, B y b se puede apreciar que se forma igualnúmero de los cuatro tipos de gametos. El comportamiento independiente de los pares de factores mendelianos(A y B en este caso) se debe al hecho de que se encuentran en parejas distintas de cromosomas homólogos.Al observar el fenotipo de los organismos se puede entender que los cromosomas poseen muchos genes. Elconcepto comúnmente aceptado es que un cromosoma está compuesto por un gran número de unidades que

contienen información, llamados genes, ordenados linealmente. Los factores de Mendel constituyen en realidadun par de genes localizados en un par de cromosomas homólogos. El lugar del cromosoma en donde se sitúaun gen dado se denomina locus. Las formas diferentes que toma un gen, llamados alelos, presentan ligerasdiferencias en la información genética (amarillo o verde) que determinan una misma característica (color de lasemilla). Los alelos son formas alternativas de un mismo gen.

2.2 Variabilidad génica

a. Importancia de la meiosis en la variabilidad

La meiosis representa un tipo de división celular reductivo, lo cual es importante para la mantención del númerodiploide normal de cromosomas en las especies. Pero, además, la meiosis involucra un proceso que modificala calidad del material genético y que conlleva una variación genética. De esta manera, los individuos de unapoblación no son todos idénticos entre sí.

Es durante la primera división meiótica o meiosis I que se producen 2 eventos que contribuyen a la variabilidadgenética: la recombinación genética (crossing-over) y la permutación cromosómica.

La recombinación genética ocurre durante la profase I de la primera división meiótica, más precisamente en laetapa de paquiteno.

El crossing-over o recombinación origina nuevas combinaciones de las informaciones genéticas ya existentes. Elcrossing-over consiste en un intercambio de segmentos cromosómicos desde un punto de vista molecular entrecromátidas homólogas. Esto corresponde a un intercambio de segmentos de ADN entre genes homólogos.



315


er s i t a r i o s


Por otra parte, en la metafase I se da el fenómeno de permutación cromosómica, que corresponde adistintos arreglos cromosómicos producto del azar y que determinan gametos con distintas combinaciones

cromosómicas y génicas.

Metafase I

Metafase II

bs BS bS Bs

B B

SSs s

b b

b b

s s

B B

SS

SB

sb

sb B

S

bb

S S

B B

s s

sB

sB

Sb

Sb

bb

S S

B

s s

B

Estas representan 4 posibilidades distintas de arreglos cromosómicos producto de la permutación cromosómica,que será mayor si aumenta el número de pares de cromosomas homólogos que participen.

b. Ligamiento, entrecruzamiento y mapas cromosómicos

Sutton se dio cuenta de que un gen no podía corresponder a un cromosoma entero: evidentemente losorganismos deberían tener más genes que cromosomas. Como se recordará, Mendel había demostrado quelos pares de alelos diferentes se distribuían independientemente si los genes estaban en diferentes pares decromosomas homólogos. Sin embargo, si dos genes están sobre el mismo par de cromosomas homólogos, lasegregación de un gen no puede ser independiente de los alelos del otro gen. En otras palabras, si dos genesdiferentes se encuentran en el mismo cromosoma, pueden ser transmitidos al mismo gameto en la meiosis.Estos genes que tienden a permanecer juntos, debido a que están sobre un mismo cromosoma, se denominangenes ligados.

Cada par homólogo constituye un grupo de ligamiento, por ejemplo, en la especie humana hay 23 pares decromosomas homólogos y, por tanto, 23 grupos de ligamiento.



316

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9Los genes ligados tienden a transmitirse juntos hacia la descendencia, sin embargo, este bloque no siemprese transmite como tal, puesto que en determinadas ocasiones un par de cromosomas homólogos puedeintercambiar segmentos durante la meiosis (crossing-over). Por tanto, la recombinación genética rompe conel ligamiento entre 2 genes. Mientras más cerca estén dos genes más difícil será que se separen durante la

recombinación, porque la fuerza de ligamiento es mayor.

a a A A

B Bbb

c CCcd DDd

a a A A

B Bbb

c CCc

a a A A

cCCcd DDd d DDd

b Bb B

Por estudios de cruzamientos se puede distinguir entre genes que están ligados y genes que segreganindependientemente, sobre la base de las proporciones fenotípicas postuladas de acuerdo al segundo principiomendeliano.

Bateson y Punett estuvieron entre los primeros genetistas que reportaron excepciones a la segunda ley deMendel con cruzamientos entre arvejas. El fenómeno de ligamiento se evidencia en los cruzamientos como un

exceso de los fenotipos parentales y una deficiencia de los fenotipos recombinantes en la descendencia,cuando se compara con los resultados de una segregación independiente o segunda Ley de Mendel típica.

Morgan dedujo que existía una relación entre la frecuencia de recombinación de los genes ligados y la distancialineal entre ellos en el cromosoma, de tal forma que los porcentajes de recombinación eran mayores entregenes más distantes y menores entre aquellos más próximos. Por lo tanto, la fuerza de ligamiento depende

de la distancia en que se encuentren los genes. Los porcentajes de recombinación de los genes en estudiose mantienen aproximadamente constantes al repetir el experimento, lo que hace posible la construcción demapas genéticos.



317


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x AABB aabb

Cruzamientos de prueba

P

F1

Crossingover con unarecombinación

Gametos

(aabb)

AaBb

AB

b A

a

a b

Gametos

Genotipos de loscigotos (F

2)

Número de individuos

AaBb (tipo progenitor) 110

Aabb (tipo recombinante) 13

aaab (tipo progenitor) 84

total 226

aaBb (tipo recombinante) 19

A B

14 unidades de mapeo

AB a

b

a

b

a

b

a

b a

b

A b

a B

Cuando un individuo homocigoto (ver esquema anterior) dominante para dos genes localizados en el mismo par

de cromosomas homólogos (AABB) se cruza con un individuo homocigoto recesivo (aabb), la progenie F1 serátoda heterocigota para ambos genes (AaBb). Si hay entrecruzamietno durante la meiosis, en el heterocigoto losalelos de las cromátidas de los dos homólogos pueden intercambiarse y, como resultado de la recombinación,formarse cuatro tipos diferentes de gametos: los gametos progenitores AB y ab, y los gametos de tiporecombinante Ab y aB.

El apareamiento entre dos heterocigotos de la generación F1, y un individuo homocigoto recesivo nos da elsiguiente resultado: La cantidad de recombinantes (13 + 19 = 32) dividida por la cantidad total de descendientesindica el porcentaje de recombinación (32 / 226 = 0,14), que se define como la distancia que existe entre losgenes o unidades de recombinación o centimorgan de distancia. Entonces, los genes A y B están a unadistancia de 14 unidades mapa o de recombinación.

También este valor nos permite predecir que el 0,14% de los gametos que forman estos individuos seránrecombinantes. También se puede interpretar como que el 14% de los gametos realizan recombinación genética.

Si en este cruzamiento el ligamiento fuera completo o total, habría 0% derecombinación y es el crossing-over el que rompe esta situación.



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c a p í t u l o

9

Actividades

1. ¿Cuántos grupos de ligamientos tiene la especie humana? ¿Por qué?

2. Si dos genes tienen una frecuencia de recombinación del 0,4%, ¿ud. dirá que estos genes están parcial o

completamente ligados? Justifique su respuesta.

3. Defina:

a. Genes ligados:

b. Grupo de ligamiento:

c. Mapas cromosómicos:

d. Fenotipos recombinantes:

e. Frecuencia de recombinación:

f. Genes completamente ligados :

2.3 Determinación cromosómica del sexo

En muchas especies la constitución cromosómica de machos y de hembras es distinta. Esta diferencia general-mente se refiere a un par de cromosomas conocidos como cromosomas sexuales. Se ha demostrado que durantela meiosis, en un gran número de especies, el cromosoma X de los machos se aparea total o parcialmente conun cromosoma que tiene una morfología distinta, al cual se denominó cromosoma Y. El par sexual XY es típicode los machos de Drosophila, de algunos peces, de anfibios y de todos los mamíferos, incluido el hombre.

Los cromosomas sexuales o heterocromosomas son aquéllos involucrados causalmente en la determinacióndel sexo. El resto de los pares homólogos que son idénticos en ambos sexos de denomina autosomas.

a. Determinación del sexo en la especie humana

El sexo femenino posee el par cromosómico sexual XX, por lo que se denomina sexo homogamético. Porlo tanto, los gametos femeninos siempre portarán el mismo cromosoma sexual: X. Por su parte, el sexomasculino se conoce como sexo heterogamético, ya que posee el par sexual XY. En este caso el 50% de losespermatozoides porta el cromosoma X y el 50% restante lleva el cromosoma Y. En este caso, el hombre, porser el sexo heterogamético, es el que determina el sexo de la descendencia.

El número y la información que poseen los cromosomas sexuales contribuyena determinar el sexo de los individuos.Los cromosomas que no participan de la determinación del sexo se denominanautosomas.



319


er s i t a r i o s


X X X Y

Hembra Macho

Meiosis Meiosis

Espermatozoide

X Y

X X X Y

X X X Y

Cigotos femeninos Cigotos masculinos

Óvulos

X

X

Determinación del sexo en la especie humana

b. Determinación del sexo en aves, peces y reptiles

En este caso las hembras son heterogaméticas y, por tanto, determinan el sexo de la descendencia, mientrasque el macho es homogamético. En el sistema Abraxas se denomina a los cromosomas sexuales de la hembracomo ZW y del macho como ZZ.

c. Determinación del sexo en abejas y hormigas

En este caso los individuos diploides son hembras y los haploides son machos. Los machos se desarrollan porpartenogénesis, es decir, desarrollo a partir de óvulos no fecundados. Este mecanismo se conoce como haplo-diploidía.

2.4 Herencia ligada al sexo

Los cromosomas sexuales tienen genes comocualquier otro cromosoma. En la especie humanalos cromosomas X e Y tienen una porciónhomóloga que se aparea durante la meiosis y unaporción no homóloga. En esta zona se ubican losgenes ligados al sexo.

Los genes que se ubican en la porción homóloga

de ambos cromosomas se comportan comogenes autosómicos y se transmiten según laherencia mendeliana. Se habla, entonces, de genesparcialmente ligados al sexo.

porción homóloga entre X e Y

genes holándricos

región ligada a X (al sexo)

X Y



320

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c a p í t u l o

9Los genes ubicados en la porción no homóloga del cromosoma Y se denominan genes holándricos. Estos sonmuy pocos y se transmiten solo de padres a hijos (varones). Por ejemplo, la hipertricosis (abundancia de vellosen el pabellón auricular).

Los genes ubicados en la porción no homóloga del cromosoma X se denominan genes ligados al sexo.

Puesto que el varón recibe un solo cromosoma X, todos su genes para rasgos ligados al sexo son de origenmaterno y puede transmitirlos únicamente a sus hijas. La mujer, por su parte, recibe un cromosoma X del padrey otro de la madre, de modo que tiene 2 conjuntos de genes para las características ligadas al sexo. Tales genespasan a todos sus óvulos y, en consecuencia, a todos sus hijos e hijas.

Thomas H. Morgan, realizando cruzamientos en la mosca Drosophila melanogaster, encontró que al cruzarmachos de ojos blancos y hembras de ojos rojos, la F

1 estaba constituida tanto por machos como hembras con

ojos color rojo. En la F2 encontró machos y hembras con ojos color rojo y solamente machos con ojos color

blanco. Al hacer el cruzamiento retrógrado entre los machos con ojos blancos y hembras con ojos rojos, obtuvo

machos y hembras con ojos rojos y blancos. De estos resultados Morgan concluyó que el gen para el color deojos está ligado al cromosoma X.

Hembras deojos rojos

Espermatozoide

X b y

Macho originalde ojos blancos

X B

X b

Óvulos X BX b X By

X bX b X by

Frecuencia fenotípica:

25% Hembras ojos rojos25% Hembras ojos blancos25% Machos ojos rojos25% Machos ojos blancos

Frecuencia genotípica:

25% Heterocigoto25% Homocigoto recesivo25% Hemicigoto dominante25% Hemicigoto recesivo

3. Sexo como expresión de variabilidad fenotípica

3.1 Variabilidad intraespecie: formas heredables y no heredables

Como se ha mencionado anteriormente, la variabilidad genética entre los organismos es indispensable para lasupervivencia en un ambiente que cambia. La variabilidad de una especie depende como fuente principal delas mutaciones que ocurren en forma azarosa a lo largo de millones de años, pero además hay otras fuentesde variabilidad que nos interesan en este capítulo que afectan a los organismos que forman las poblacionesgeneración a generación: la meiosis, y la fecundación.

De acuerdo con lo que se estudió en capítulos anteriores, la meiosis es un mecanismo de distribución aleatoriade homólogos maternos y paternos a las células hijas específicamente durante la meiosis I, gracias a dosprocesos que son el crossing over y la permutación cromosómica.



321


er s i t a r i o s


El último mecanismo que se emplea en la reproducción sexual para fomentar la variabilidad es la fecundación,en que dos gametos cada uno con una combinación diferente de alelos, se fusionan para formar un nuevoorganismo diploide, único y, con un alto porcentaje de probabilidad, irrepetible.

De esta manera la diferenciación sexual es una expresión fenotípica de un conjunto de factores genéticos quedeterminan que el individuo sea capaz de producir uno u otro tipo de células sexuales. Los individuos de sexomasculino son los productores de espermatozoides, que en el caso humano además forman espermatozoidesdiferentes en cuanto al tipo de cromosomas sexuales, y son quienes determinan el sexo del nuevo ser, losindividuos de sexo femenino son los productores de óvulos, los cuales en cuanto al tipo de cromosomassexuales son idénticos.

3.2 Herencia ligada al sexo en el hombre

La herencia de los genes ligados al cromosoma X en la especie humana es similar a lo descrito para D. melano-

gaster. Se han identificado alrededor de 200 loci en el cromosoma X del hombre.

En la especie humana, el daltonismo y la hemofilia son ejemplos de enfermedades ligadas al sexo, dentro de lasmás conocidas. También está el caso de la falta de dientes y el mechón blanco del pelo.

El daltonismo y la hemofilia son enfermedades recesivas ligadas al sexo.

• El daltonismo o ceguera para loscolores rojo-verde. La capacidad parapercibir los colores depende de 3

genes que codifican tres pigmentos

visuales diferentes, que reaccionan auna región diferente del espectro deluz visible. Uno de ellos reaccionaa la luz roja, otro a la luz verde y eltercero a la luz azul. Por ejemplo, siel gen para verde es defectuoso, nose puede distinguir el color verdedel rojo y lo mismo ocurre en formainversa cuando el gen para el rojo esdefectuoso.

En la población chilena, el 4,34% delos varones es daltónico.

• La hemofilia es un grupo deenfermedades en las cuales lasangre no se coagula normalmente.La deficiencia del factor VIII decoagulación de la sangre (proteínaanti-hemofílica) da como resultado la forma más común de hemofilia, la hemofilia A.

La frecuencia de este fenotipo es de 1/10.000 varones y en las mujeres de 1/10 millones

En estas enfermedades se cumple que las mujeres son homocigotas dominantes (normales), heterocigotas

o portadoras y homocigotas recesivas (enfermas). En cambio, los hombres poseen solo un cromosoma X ,

espermatozoides

Xd

Xd X

X

X

Y

XdX XX

XdY XY

CUADRO DE PUNNETT

hombrenormal

mujerportadora

XY XdX

X

P

X Y gametos

óvulos

SIMBOLOGÍA

XX mujernormal

XdX mujerportadora

Xd Xd mujerdaltónica

XY hombre normal

XdY hombre daltónico

F1



322

C P E C H


c a p í t u l o

9que es el que porta estos genes. Por esta razón el hombre es hemicigoto dominante (sano) y hemicigoto

recesivo (enfermo); no hay heterocigotos, es decir, no hay portadores. Por otra parte, es la madre la que hacedaltónicos o hemofílicos a sus hijos varones. Para que aparezcan mujeres con la enfermedad es necesarioque la madre sea por lo menos portadora y que el padre presente la enfermedad.

3.3 Herencia influida por el sexo y herencia limitada al sexo

Hay genes autosómicos cuya expresión fenotípica depende del sexo del individuo. Por ejemplo, la calvicie del varón es causada por un gen autosómico dominante, por lo tanto, se expresa en los heterocigotos. Para que sepueda expresar en la mujer debe estar en condición homocigota. La herencia de estos rasgos se conoce comoherencia influenciada por el sexo. Por ejemplo, la formación de cuernos en las ovejas y ciertos patrones depelaje en el ganado vacuno, son casos en los cuales los responsables de los fenotipos alternativos manifestadospor hembras y machos son genes autosómicos, pero la expresión de estos genes depende de la constituciónhormonal de los individuos.

La herencia de genes autosómicos o ligados al cromosoma X que solo se expresan en uno de los sexos, sedenomina herencia limitada al sexo. Un ejemplo son los caracteres sexuales secundarios. Muchos de losgenes para el desarrollo de estos caracteres son autosómicos y se encuentran en ambos sexos, pero solo seexpresan en uno de ellos. Por ejemplo, los toros tienen genes para la producción de leche, pero no los expresan.

En las células de las hembras de mamíferos, puede verse una mancha encontacto con la membrana del núcleo de células somáticas en interfase, llamadacuerpo de Barr, esta mancha es un cromosoma X inactivo.

Según la hipótesis de Lyon, en una etapa temprana del desarrollo embrionario de lahembra de mamífero, uno u otro cromosoma X se inactiva en cada célula somáticaformada. Dicha inactivación es azarosa. De esta forma todas las células de un mamíferohembra no son iguales, sino que hay dos tipos, dependiendo de cuál cromosoma X seainactivo y cuál activo.

En mujeres heterocigotas para ciertas características ligadas al sexo, se ha encontradoque el recesivo se expresa con intensidades varias, existiendo algunas poblacionesde células que expresan el fenotipo recesivo y otras que no lo expresan. Un ejemplosorprendente lo ofrece la ceguera al color, una característica ligada al sexo, en la cual lasmujeres heterocigotas para ceguera de colores, en algunas ocasiones tienen ceguera a

los colores en un ojo y en el otro tiene visión normal.



323


er s i t a r i o s


Actividades

1. Un gen recesivo ligado al sexo determina la ceguera a los colores en el ser humano (daltonismo). Una mujer normal,

cuyo padre era daltónico, se casa con un hombre daltónico. ¿Cuáles serán los posibles descendientes?

2. La hemofilia es una enfermedad caracterizada por un retardo en la coagulación sanguínea y se debe a un alelo

recesivo ligado al sexo. Un hombre cuyo padre era hemofílico, pero él es normal, se casa con una mujer normal sin

antecedentes de hemofilia en su familia. ¿Cuál es la probabilidad de que tengan un hijo hemofílico y por qué?

3. En los gatos, los alelos para el color de pelaje amarillo (N) o negro (n) son llevados en el cromosoma X. Los gatos

machos, que tienen un único cromosoma X con uno u otro de estos alelos, son negros o amarillos. Los gatos barcinos

tienen pelaje con áreas de color negro y amarillo. Como cabría esperar, casi siempre son hembras. ¿Qué color de pelaje

se esperaría en la progenie de una cruza entre una hembra negra y un macho amarillo?, ¿cuál es el genotipo de los

parentales si la camada dio 3 machos amarillos, 1 macho negro, 2 hembra barcina y 3 hembras negras?


a. _____ Los genes holándricos siempre se expresan en forma dominante.

b. _____ Los zánganos son machos heterogaméticos.

c. _____ Un gen recesivo ligado a X determina hembras y machos portadores.

d. _____ El fenotipo es el resultado de la interacción del genotipo con el medioambiente.

e. _____ La proporción genotípica en un dihibridismo es 9: 3: 3: 1.

4. Extensiones de la genética mendeliana

En el capítulo anterior vimos que los genes se encuentran encromosomas homólogos y que estos segregan y se transmiten enforma independiente durante la formación de los gametos. Estos sonlos principios básicos de la transmisión de genes de padres a hijos.

Cuando la expresión de un gen no sigue la forma dominante orecesiva, o cuando un par de genes influye en la expresión de un

carácter, normalmente quedan modificadas las proporciones clásicas3:1 y 9:3:3:1. En este capítulo consideraremos modos de herenciamás complejos, en que los principios fundamentales establecidos porMendel también son ciertos en estas situaciones, pero con ciertas

variaciones.

4.1 Herencia sin dominancia

Las características dominantes y recesivas no siempre son tan nítidascomo las estudiadas por Mendel en la arveja de jardín, ya que algunas

parecen mezclarse. Por ejemplo, posterior a Mendel, en el año 1906,Bateson y Punnett realizaron un cruzamiento utilizando una plantaconocida como Dondiego de noche (Mirabilis jalapa), la cualpresenta distintas variedades reconocibles por el color de sus flores.

En la herencia intermedia,los genes se representancon letras mayúsculas, porejemplo, flores rojas RR,flores blancas BB y floresrosadas RB; pero también sepueden utilizar subíndices ocomas sobre las letras, porejemplo, flores rojas R

1R

1,

flores blancas R2R2 o floresrojas RR y flores blancasR`R`.

Sabías que...



324

C P E C H


c a p í t u l o

9Se cruzaron plantas puras de flores rojas con plantas puras de floresblancas; la descendencia resultó enteramente rosada (F

1). Este resultado

no concordaba con lo establecido por Mendel, ya que ninguno de losrasgos parentales domina en la descendencia.

Al cruzar los híbridos rosados entre sí, se obtuvo un 25% es de floresblancas, otro 25% de flores rojas y un 50% de flores rosadas. Estaforma de herencia sin dominancia se denomina herencia intermedia.

En otros casos de herencia sin dominancia, los dos alelos se expresanseparada y simultáneamente en el fenotipo de los individuos. Estacondición se denomina codominancia. En el ganado Shorthon,cuando un toro rojizo se cruza con una vaca blanca, el fenotipo dela descendencia heterocigota no es intermedio entre los 2 fenotiposhomocigotos, sino roano (zonas de pelos rojos y zonas de pelos

blancos).

La herencia codominante da lugar a una prueba clara de los productosgénicos de ambos alelos. Esta característica la distingue de otrosmodos de herencia, como la dominancia incompleta, en donde elheterocigoto expresa un fenotipo intermedio o mezclado.

4.2 Alelos múltiples

Cualquier locus puede originar por mutación varias alternativas

-alelos- diferentes. Los genes así resultantes se conocen comoalelos múltiples. El concepto alelos múltiples solo puede estudiarseen poblaciones. De este conjunto, cualquiera sea el número dealternativas, solo dos pueden estar presentes en el genotipo de unindividuo diploide normal, debido a que los gametos que lo originaronllevan solo un alelo en cada locus. Sin embargo, en los miembros deuna especie, puede haber muchas formas alternativas del mismo gen,constituyendo series alélicas.

Los estudios de genética han permitido descubrir series de alelos múlti-ples en diversos loci (plural de locus) de prácticamente todas las espe-

cies analizadas. Lo que es esperable dada la estructura química del gen.Por ejemplo, el color del pelaje en los conejos está determinado por unaserie de cuatro alelos: C, tipo salvaje o agutí (coloración café oscura);Cch, chinchilla (coloración café clara); Ch himalaya (albino pero con lasextremidades negras), y c albino. En esta serie, cada alelo es dominantesobre otro, en el siguiente orden: C>Cch>Ch>c.

En los seres humanos, un ejemplo de serie alélica son los grupos san-guíneos principales A, B, AB y O, los cuales están determinados porun gen que posee 3 alelos: IA , IB e i. En esta serie alélica IA = IB > i, losgenes IA e IB son codominantes entre sí y dominantes sobre i.

Los antígenos A y B son enrealidad grupos de hidratosde carbono (azúcares) unidos

a lípidos que sobresalen dela membrana de los glóbulosrojos. La especificidad deestos antígenos se basaen el azúcar terminal delcarbohidrato.

Los grupos sanguíneos A, By AB se caracterizan por lapresencia de un antígeno enla superficie de los glóbulos

rojos; en cambio, el grupo Ose caracteriza por no poseereste antígeno.

Sabías que...



325


er s i t a r i o s


Genotipo Antígeno Fenotipo (grupo sanguíneo)

IA IA

IA ioAA

AA

IB IB

IB iOBB

BB

IA IB A y B AB

Io Io o ii Ninguno O

4.3 Estudios sobre los antígenos Rh

Las primeras investigaciones genéticas acerca de la herencia del factor Rh hicieron pensar que en las poblacioneshumanas había solo dos alelos controlando la presencia o ausencia del antígeno. Se creía que el gen Rh+

(presencia del antígeno) es dominante sobre gen Rh- (ausencia del antígeno).

Los antígenos Rh han recibido un interés especial, por ser los causantes más frecuentes de incompatibilidadmaterno-fetal, por su compromiso en la determinación de anemias hemolíticas autoinmunes y por los accidentestransfusionales, pero no debidos a incompatibilidad por el sistema ABO.

Las incompatibilidades materno-fetales causadas por los antígenos Rh conducen, en muchos casos, a la muertedel feto por destrucción de sus glóbulos rojos y se acompañan de un cuadro conocido como eritroblastosis

fetal o enfermedad hemolítica del recién nacido (es una forma de anemia). Se produce en un feto Rhpositivo, cuya madre es Rh negativa y su padre es Rh positivo (el cual contribuye con dicho alelo al hijo porser heterocigoto). Si durante el parto pasa sangre fetal a la circulación sanguínea materna, el sistema inmunematerno reconoce al antígeno como extraño y fabrica anticuerpos contra él. En el segundo embarazo, los

anticuerpos pasan a través de la placenta a la circulación fetal, destruyendo los glóbulos rojos del feto.

En la actualidad, a las madres con esta incompatibilidad se les da suero anti-Rh inmediatamente luego de haberdado a luz; esto destruye a los eritrocitos Rh positivos que hayan entrado a la sangre de la madre.

Actividades

1. Una madre tiene un hijo del grupo A y ella es del grupo O. Indique cuáles son los probables genotipos del padre y

por qué.

2. Una mujer del grupo AB se casa con un hombre del grupo O, ¿cuál será la proporción genotípica y fenotípica de la

descendencia?

3. Además del grupo sanguíneo ABO, los humanos presentan el factor Rh. Hay personas que son Rh+, lo que está

determinado por la presencia de un alelo dominante, y otros que son Rh-, los cuales deben ser homocigotos recesivos.

Si se casa un hombre de grupo sanguíneo AB Rh- con una mujer de grupo A Rh+, cuyo padre era del grupo 0 Rh-,

¿cuál será el probable fenotipo de la descendencia?

4. Una mujer de grupo O se casa con un hombre de grupo AB y tienen una hija del grupo A, la cual se casa con un

hombre del grupo B cuyo padre era del grupo AB y su madre del grupo O. Realice todos los cruzamientos e indique

la probabilidad de que el último matrimonio tenga un hijo del grupo O.



326

C P E C H


c a p í t u l o

95. Concepto de raza

La amplitud de la variabilidad genética en una población es un determinante principal de su capacidad para elcambio evolutivo. Puede mostrarse por experimentos de cría (selección artificial) que las poblaciones naturales

albergan un amplio espectro de variaciones genéticas. La amplitud de la variabilidad puede ser cuantificadacomprobando las estructuras de las proteínas y, más recientemente, mediante la secuenciación de las moléculasde ADN. Esto determina que dentro de una misma especie se pueden encontrar grupos de individuos queposeen características distintas. Es lo que se conoce como subespecie o, más comúnmente, raza.

En el caso de la especie humana, al analizar la variación de un conjunto de caracteres es posible que laspoblaciones de una región geográfica determinada se parezcan más a sus vecinos que a otras poblacionesgeográficas más alejadas. Sin embargo, si se estudian tanto las características externas como los genes, losresultados indican que la variación es gradual conforme el gradiente geográfico y resulta arbitrario establecercualquier límite, lo cual no permite subdividir a nuestra especie en compartimientos como las subespecieszoológicas.

Los arquetipos raciales humanos no describen antepasados puros, más bien constituyen representacionessimbólicas de la variación actual en sus expresiones extremas. No es posible establecer cuando apareció estegradiente de variación, pero basados en datos paleontológicos y moleculares se puede decir que la diversidadque hoy se observa en nuestra especie es reciente.

Si incluimos en el estudio el análisis de un conjunto amplio de caracteres incluyendo no solo aquellos queusualmente se toman para definir la pertenencia a una “raza”, se puede observar que en muchos casos,la variabilidad entre individuos de “una misma raza” es mayor que la que se observa entre individuos de“distinta raza”. Este análisis genético pone de manifiesto que la noción de raza en la especie humana carecede fundamento biológico, ya que las diferencias percibidas como esenciales (color piel, color cabello, etc.)son despreciables frente a la gran variabilidad existente entre individuos. Sin embargo, sí se puede plantear la

existencia de las etnias.

Actualmente la mayoría de los antropólogos coinciden en que las razas biológicas son un mito en nuestraespecie. Sin embargo, la idea persiste en muchas formas; como el racismo. En vista de los actuales conocimientosde la diversidad genética humana, desde la biología es necesario dejar en claro que no existe ningún fundamentocientífico en posturas que invoquen la existencia de “razas” como una categoría natural o biológica.De acuerdo con lo anterior, definiremos a continuación tres conceptos importantes:

a. Subespecie

Subdivisión de una especie que puede estar aislada geográficamente y tener caracteres distintivos, pero no estáreproductivamente aislada.

Es una población o grupo de poblaciones diferenciable de otras poblaciones de la misma especie por la frecuenciade los genes, las ordenaciones cromosómicas, o características fenotípicas hereditarias. Las subespeciesmuestran algunas veces un aislamiento reproductor incipiente, aunque no suficiente como para hacerlasespecies diferentes. Las subespecies son razas a las que se le han asignado nombres taxonómicos distintivos.

b. Raza

Grupo de poblaciones que pueden ser distinguidos por caracteres fenotípicos y el aislamiento geográfico deotros grupos o poblaciones de la misma especie. Las razas pueden o no ser consideradas como subespeciesy lo son cuando las diferencias raciales son considerables y de importancia taxonómica. Es una población ogrupo de poblaciones diferenciable de otras poblaciones de la misma especie por las frecuencias de los genes,



327


er s i t a r i o s


las ordenaciones cromosómicas o características fenotípicas hereditarias. Una raza que ha recibido un nombretaxonómico es una subespecie.

c. Etnia

Agrupación natural de hombres y mujeres con características comunes o similares presentes en la lengua,la cultura o la formación social y que, habitualmente, conviven en una territorio geográfico determinado. Laetnia, por definición, es un concepto distinto al de raza, tribu, pueblo o nación. La diferencia fundamentalcon todos ellos es que la etnia es una forma de organizar la sociedad en función de esos rasgos comunes.Mientras la historia puede conformar una nacionalidad o un pueblo, la etnia es un concepto activo que por esacircunstancia ha llevado muchas veces a la definición de minoría étnica o minoría nacional.

En la sociedad moderna, la etnia se distingue como la comunidad con lengua y cultura. Si la lengua es transmisorade cultura, es obvio que el lenguaje específico de esa comunidad es lo que le convierte en una etnia diferenciada

del resto. En consecuencia, una etnia despojada de su lengua deja de serlo, aunque siga manteniendo su unidadcomo pueblo, nación o estado.

6. Clonación y generación de clones

Se define como clon al gen, célula u organismo genéticamente idéntico a un ancestro original por reproducciónasexual o biotecnología. Por ejemplo, segmentos de ADN insertado enzimáticamente en una plásmido o enun cromosoma de una bacteria y que se replica para formar muchas copias. Hoy en día el término clonaciónse extiende a la formación de copias de organismos multicelulares como plantas y animales, entre los queencontramos el ser humano.

6.1 Clonación de genes

Este tipo de procedimientos caen en el campo de la biotecnología, la cual se refiere a todo uso comercial oalteraciones de células o moléculas biológicas para alcanzar metas prácticas y específicas, tales como:

1. Aprender más acerca de los procesos celulares, entre ellos la herencia y expresión de los genes.2. Ofrecer una mejor comprensión y tratamiento de las enfermedades, en particular los trastornos genéticos.3. Generar ventajas económicas y sociales como la producción de moléculas biológicas valiosas y mejoras en

las plantas y animales para agricultura.

Una herramienta fundamental de la genética es el ADN recombinante, el cual contiene partes o genes completosde diversos organismos en muchos casos de especies distintas. Se utiliza para su cultivo a bacterias, virus olevaduras, los cuales luego son usados para transferirlos a otras especies de plantas o animales.

De esta forma, tenemos bacterias que sintetizan insulina humana, abaratando el costo del producto; plantascapaces de resistir herbicidas y plagas, incluso se intenta crear plantas capaces de cumplir funciones de vacunaseconómicas y fáciles de elaborar.

Para crear animales transgénicos, el ADN clonado se inyecta en un óvulo fecundado, se devuelve a una madresustituta para que se pueda desarrollar y se espera cumpla su período de crecimiento hasta el nacimiento.

En animales, el progreso de estas investigaciones ha sido más lento y menos productivo que en plantas. Así, porejemplo, se intentó producir cerdos y vacunos con menos grasa y de mayor crecimiento, transfiriendo el gen dela hormona del crecimiento humano. Se obtuvo cerdos y vacunos de crecimiento más rápido, pero que padecíande úlcera, artritis, esterilidad y morían prematuramente. La investigación continúa adelante.



328

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c a p í t u l o

9

El ADN recombinado se inyecta encélulas embrionarias de ratón

Gen para la hormona delcrecimiento de rata

Promotor de gen para lametalotioneína

El embrión se implanta en unamadre sustituta y...

... se desarrollanormalmente

El ratoncitose trata con

pequeñascantidades de zinc

Se combinan el gen para lahormona del crecimiento yel gen para la metalotioneína

El zinc estimula laliberación de grandescantidades de hormonadel crecimiento de larata...,

... que induce el desarrollode un ratón adulto gigante(se muestra junto a un ratónnormal)

Se clonan genespara la hormona decrecimiento de rata

Se clonan genes parala metalotioneína delratón

6.2 Clonación natural

Organismos unicelulares como protistas y levaduras se reproducen asexualmente por mitosis, formando unadescendencia idéntica al progenitor.

La reproducción asexual es una forma natural de formar clones usada, por ejemplo, en plantas. Se denominareproducción vegetativa. Por ejemplo, a partir de retoños que crecen del sistema de raíces de un solo árbolprogenitor. Estos renovales crecen formando arboledas que juzgamos como una población, pero está formadapor un único individuo puesto que todos sus componentes son idénticos.

Entre los animales que presentan reproducción asexual podemos mencionar el caso de la hidra, pariente de agua

dulce de las medusas que replica una miniatura de sí misma, también por mitosis, que finalmente se separa desu progenitor y hace una vida independiente.



329


er s i t a r i o s


6.3 Clonación artificial en plantas

La clonación en plantas se basa en el uso de hormonas vegetales, por ejemplo, el uso de auxinas y citocininas,utilizadas sobre fragmentos de una planta que lleva a la formación de un conjunto de células que por la acción

de las hormonas comienzan a diferenciarse en tejidos hasta formar una planta completa.

En el esquema se muestra la interacción entre auxinas y citocinina sobre tejidos vegetal, sobre el cual concentraciones variables de estas homonas en un medio de cultivo da por resultado distintas reacciones de crecimiento.

División celular sindiferenciación

División celular condiferencición

Sistemasaéreos

Explanteinicial

Callo Raíces

(a) (b) (c) (d)

a. El explante inicial es unpequeño fragmento de tejidoestéril de la médula de untallo de tabaco, que se colocasobre un medio nutritivo abase de agar.

b. En un medio nutritivo deagar con 2 mg/L de auxinay 0.2 mg/L de citocininalas células se dividen yforman una masa de tejidoindiferenciado que recibe elnombre de callo.

c. El crecimiento de raíces esestimulado por un medio conalta proporción de auxinasobre citocinina.

d. El crecimiento de sistemas aéreos es estimulado por un medio con baja proporción de auxinas sobre citocinina.

6.4 Clonación artificial en animales

La clonación de animales está basado en el siguiente planteamiento: “un núcleo diferenciado tiene toda lainformación de la célula” y que, por lo tanto, es capaz de generar un organismo completo bajo las condicionesadecuadas.

A principios del siglo XX, Hans Spemann demostró que el núcleo de una célula, proveniente de un embrión de16 células de Tritón (anfibio), podía desarrollar un organismo completo. En 1950, Robert Brig. Y Thomas Kingrealizaron un experimento más sofisticado empleando a un embrión de más días de rana.

Posteriormente, en 1960 John Gurdon repitió el experimento que consistió en inactivar o eliminar quirúrgicamenteel núcleo del óvulo de una rana y reemplazarlo por el núcleo de células de epitelio intestinal de una rana adulta,logrando el desarrollo de un renacuajo igual a la rana donadora del núcleo.



330

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c a p í t u l o

9

Se destruyeel núcleo con

radiación.

El núcleo de la célulaintestinal se trasplanta

al óvulo.

Se extrae elnúcleo

Óvulo no fecundado

Células intestinales

El desarrollo esnormal

Rana normal Xenopus sp.

A principios de 1997, el doctor Ian Wilmut y colaboradores lograron lo que ningún científico había logrado a lafecha: clonar un mamífero, usando el núcleo tomado de un tejido adulto y causaron un gran escándalo mundialcon el nacimiento de la oveja Dolly.



331


er s i t a r i o s


1. Célula de la ubre de una oveja Finn Dorsetse cultiva en un medio con bajos niveles denutrimientos. Las células famélicas dejande dividirse y entran en la fase G

0 del ciclo

celular en la que no se divide

2. Entretanto, se extrae por succión elnúcleo de un óvulo no fecundadotomado de una oveja carinegraescocesa. Este óvulo suministrarácitoplasma y organelos, pero nocromosomas.

Óvulo

ÓvuloSe extraeel núcleo.

ADN

Céluladonadora denúcleo de la

ubre.

Célula dela ubre.

Oveja Finn DorsetOveja carinegra

Impulsoeléctrico

Células fusionadas

3. El óvulo sin núcleo y la célula de ubreinactiva se colocan uno al lado de laotra en una caja de cultivo. Un impulsoeléctrico estimula la fusión de las célulase inicia la división celular mitótica.

5. La oveja carinegra da a luz unacorderita Finn Dorset que es gemelagenética de la oveja Finn Dorset.

Nace Dolly, una oveja Finn Dorset

La célula se divide y forma unembrión temprano

4. Se deja el embrión en cultivodurante seis días, tiempo en el quese transforma en una esfera huecade células. Después se implantaen el útero de una segunda ovejacarinegra.

Implante en la ovejacarinegra que sirve de madresustituta.

Un experimento de este tipo, es decir, la clonación de un adulto, permite a los científicos usar la reproducciónasexual para aprovechar la variabilidad natural que la reproducción sexual brinda, eligiendo aquellos organismosmejor adaptados para ser clonados.

Sin embargo, lo importante, en este caso particular de la clonación de Dolly, es que plantea la posibilidad de laclonación humana.



332

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c a p í t u l o

9Para que este experimento diera resultado se requirió de 227 intentos para que uno resultara en el nacimientode Dolly. En teoría no hay razón por la que no se pudiera aplicar el método en seres humanos. Por ejemplo, laclonación de adultos podría dar origen a un bebé idéntico a su madre, a un abuelo, a un famoso deportista, unganador del premio Nobel o a un asesino en serie, sin embargo, aunque el genotipo sea idéntico, no hay que

olvidar que la expresión de la información genética llamada fenotipo depende también del ambiente en que elindividuo se críe.

Actividades

1. Define los siguientes conceptos:

a. Especie:

b. Subespecie:

c. Raza:

d. Clon:

2. Respecto a la clonación de genes para hacer organismos transgénicos, realice un listado con los pro y los contra de

esta tecnología.

3. Investiga qué tipo de reproducción asexual (clonación natural) existen en plantas y animales.

4. ¿Qué beneficio existe en la clonación artificial de una planta?

5. Investiga en libros de biología o internet qué se pudo descubrir con la clonación de la oveja Dolly:

• ¿Dictan los genes de cada especie un tiempo de vida máximo?

• ¿La vida de un clon será más corta que la del organismo original?

• Aun teniendo los mismos genes el clon que el organismo original, ¿vivirá su vida igual que el organismo original?,

¿qué puede variar entre el clon y el organismo original que donó la información genética?

6. Realice una lista de los pro y los contra de una clonación humana.

7. Determinación y representación gráfica de los caracteres variables en la población

La información almacenada en cualquier gen se puede modificar por mutación, originando un alelo diferente.Por consiguiente, para cualquier gen, el número de alelos presentes en los individuos de una población no tienepor qué estar limitado a dos.

Cualquier individuo de un organismo diploide tiene como máximo dos loci génicos homólogos, que puedenestar ocupados por alelos diferentes del mismo gen. Sin embargo, en los miembros de una especie, puede habermuchas formas alternativas del mismo gen.

Si observamos este hecho desde el punto de vista de la evolución, los genes que encontramos en las poblaciones vivas actualmente tuvieron ancestros, los cuales sufrieron cambios o mutaciones del ADN a lo largo del tiempo.Esto permite hacer estudios moleculares comparativos entre los grupos humanos modernos, remontándonosinevitablemente hacia nuestros antepasados comunes y, por ende, nos permite establecer el árbol filogenéticode la especie humana.



333


er s i t a r i o s


Una fuente de datos nada despreciable fue el estudio de hace más de 25 años de proteínas sanguíneas. Auncuando estos estudios permitieron definir gradientes de frecuencias de grupos sanguíneos y otros marcadoresgenéticos, el estudio de las proteínas se vio cada vez más complementado a partir de los años ochenta porel análisis mucho más informativo del ADN, puesto que gracias a las potentes herramientas de estudiodesarrolladas, la genética molecular puede analizar en su nivel más íntimo (la secuencia de nucleótidos) loseventos que han moldeado la herencia biológica de los grupos humanos.

Por lo tanto, todos los seres humanos sin excepción poseen el mismo genoma y, por ende, poseen la mismainformación genética (o genes) para producir todos los componentes celulares. Sin embargo, existen pequeñas

variantes dentro de este genoma. Se ha calculado que existe una diferencia de 1% de nucleótidos entre individuos,por lo cual hay un elevado número de alelos para un mismo gen, o bien varios millones de mutaciones en elADN que se han acumulado con el tiempo, sin tener incidencia en la vida del individuo.

El estudio de estas mutaciones gracias a la genética molecular ha permitido obtener más información a travésde las variaciones a nivel de las proteínas, las cuales reflejan una pequeña parte de estas mutaciones.

De acuerdo con los estudios que se han hecho hasta el momento, no se ha identificado una región de ADN enla cual se encuentren alelos únicos y exclusivos para una población humana, ni una población humana que nopresente todos los alelos representativos de otras poblaciones. Lo que sí está claro es que dada la alta cantidadde alelos que existen, su frecuencia de distribución es la que puede variar, dando una relación de mayor o menordistancia genética entre dos o más grupos humanos, reflejadas en la proporción de diferencias moleculares entreellos.

Un ejemplo clásico lo podemos encontrar en el sistema de grupos sanguíneos ABO, altamente estudiado dadasu importancia para las transfusiones de sangre. Los antígenos de este sistema son fácilmente detectables,y esto los constituye en excelentes marcadores genéticos. Por eso se estudian para hacer informes forenses,determinar paternidad dudosa o discutida, hacer estudios génicos de individuos, familias y poblaciones.

Actividades

1. A partir del siguiente esquema, establezca qué relación existe entre genotipo y fenotipo. Además, determine cuántos

genotipos presenta cada grupo sanguíneo.

GrupoA

GrupoB

Grupo0

GrupoAB

A A B B

0 0

0 0

0 0

A

A B

B

A nivel cromosómico(cromosomas 9)(genotipo).

A nivel del organismo:

un rasgo preciso, losgrupos sanguíneos(fenotipos).



334

C P E C H


c a p í t u l o

92. A continuación encontrará una tabla que representa la frecuencia de los alelos ABO de grupo sanguíneo en una

población americana y europea, a partir de ella:

• Construye un gráfico de barra con estos datos.

• Formula una hipótesis que explique las diferencias observadas en el gráfico que acaba de construir.

Frecuencias génicas encontradas en casos controles, la poblaciónde referencia y posibles ancestros europeos y amerindios

Alelos

Hombres Mujeres Ancestros

Casos Controles Casos ControlesPoblación de

referenciaEuropeos Amerindios

Sistema ABO

A 0,1721 0,2129 0,1924 0,1728 0,1724 0,2786 0,071

B 0,0711 0,0611 0,0425 0,0775 0,0580 0,0612 0,036

O 0,7562 0,7260 0,7651 0,7497 0,7696 0,6602 0,894

3. Investiga cuál es la frecuencia génica de los alelos ABO en Chile.

8. Genealogías

Una genealogía consiste en graficar las relaciones familiares deun individuo que presenta una característica, cuya transmisión

hereditaria se está estudiando.

Este individuo se denomina “propositus” y será comparadocon el resto de los individuos que conforman su familia.

La relación es horizontal si los individuos son de la mismafamilia y vertical si incluye parientes de otras generaciones.Cada miembro de la hermandad (fratria) se incluye en lagenealogía de izquierda a derecha y se señala con un númeroarábico; los individuos de distintas generaciones se ordenan dearriba hacia abajo y se enumeran con números romanos.

La construcción de árboles genealógicos involucra el uso de unadeterminada simbología:

8.1 Representación de una genealogía

Para facilitar el análisis de las características representadasen una genealogía, es posible utilizar las características quea continuación se señalan para cada modelo de herenciamendeliana simple:

= Varón

= Mujer

= Sexo Desconocido

= Individuos Afectados

= Heterocigoto

= Mujer Portadora

= Mellizos

= Gemelos

= Aborto

= Matrimonio

= Matrimonio Consanguíneo

= Individuo con el que seinicia el estudio

números romanos = Generaciones

números arábicos = Individuo de cadageneración



335


er s i t a r i o s


8.2 Herencia autosómica

8.2.1 Herencia dominante autosómica

1. El rasgo se transmite en forma continua de una generación a otra.2. Cada uno de los individuos que presentan dicho rasgo proviene de un progenitor que también presenta

dicha característica.3. Tanto en hombre como en mujeres se encuentra la característica en la misma proporción. Aquellos

individuos que no presentan la característica no la transmiten a su descendencia.

I

II

III

IV

1 2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2 3 4 5 6 7 8

8.2.2 Herencia recesiva autosómica

1. La característica en cuestión es poco frecuente en la descendencia.2. Si los dos progenitores presentan la característica, tendrán una descendencia de 100% con dicha

característica.3. Si los dos progenitores son portadores, darán una descendencia con una proporción fenotípica de 1 : 4

para cada nacimiento.

1 2 3 4 5 6

I

II

III

IV

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4 5 6 7 8



336

C P E C H


c a p í t u l o

98.3 Herencia ligada al sexo

8.3.1 Herencia dominante ligada al sexo

1. Las madres que presentan las características teniendo un genotipo heterocigoto (Aa) la transmiten al 50% de sus hijos o hijas.

2. Los individuos machos afectados transmiten sus características solo a sus hijas.3. La proporción de mujeres hijas afectadas es mayor que la de los hijos varones.4. Aquellas mujeres afectadas que presentan condición homocigota transmiten el rasgo a todos sus hijos e hijas.5. La herencia dominante ligada al cromosoma X no puede ser distinguida de la herencia autosómica

dominante observando la progenie de mujeres afectadas, sino por la observación de la descendenciamasculina.

I

II

III

IV

V

1 2

1 2 3 4 5

1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5

1 2 3 4

8.3.2 Herencia recesiva ligada al cromosoma X

1. Si el carácter es poco frecuente, los padres y otros parientes del afectado no lo presentarán, a excepciónde los tíos maternos y otros parientes varones de la línea materna.

2. Los varones que presentan dicha característica no la transmiten a sus hijos, pero tienen hijas portadorasque sí lo transmiten a la mitad de sus hijos.

3. Las mujeres portadoras no manifiestan la característica y la transmiten a sus hijos, pero tiene hijasportadoras que sí la transmiten a la mitad de sus hijos.

4. Cada uno de los hijos afectados (varones) es hijo de una madre portadora, a excepción de mutantes.5. Las mujeres que sí manifiestan la característica provienen de un padre afectado y una madre portadora.6. La frecuencia de esta característica es mayor en los hombres que en las mujeres.



337


er s i t a r i o s


Cuando la expresión de un gen se altera por factores del ambiente o por otros genes, son 2 losresultados posibles. En primer lugar, el grado en que se expresa un genotipo en particular en elfenotipo de un individuo puede variar. Esta expresividad variable se puede observar en la polidactilia(presencia de dedos supernumerarios, tanto en las manos como en los pies), que es causada por unalelo dominante. Frecuentemente, existe gran variabilidad en la expresividad entre los miembros deuna familia, dando como resultado que ciertos individuos tengan dedos supernumerarios en pies ymanos, mientras que otros tengan solamente una parte de un dedo supernumerario en un pie.

En segundo lugar, la proporción de individuos que muestra el fenotipo correspondiente a un genotipo

particular puede ser menor que la esperada; el genotipo muestra penetrancia incompleta. Porejemplo, se sabe que los individuos que llevan el alelo para polidactilia pueden tener manos y piesabsolutamente normales.

Sabías que...

Actividades

1. Este árbol genealógico representa cómo se manifiesta una enfermedad genética en una familia. Al respecto contesta:

I

II

III

1 2

1 2 3 4

1 2

I

II

III

IV

1 2

1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4

1 2 3 4



338

C P E C H


c a p í t u l o

9a. ¿Cuál es el genotipo más probable para cada miembro de la familia?

I1: II3:

I2: II 4:

II1: III1:

II2: III2:

b. ¿En qué forma de herencia se manifiesta esta enfermedad?

2. Construye un árbol genealógico a partir de los siguientes datos: Un hombre afectado de una enfermedad genética

se casa con una mujer normal y tiene dos hijos, un hombre y una mujer, ambos normales. La mujer se casa con un

hombre normal, sin embargo, tiene un hijo hombre afectado. Al investigar sobre la familia del hombre afectado, se

pudo establecer que este era hijo de una mujer normal, y que tiene 2 hermanas normales y un aborto espontáneo.

Indique de qué tipo de herencia cree Ud. que se trata.

9. Mutaciones

En los organismos vivos, el material genético (ADN) está continuamente sujeto a alteraciones espontáneas oinducidas por agentes químicos y físicos, denominadas mutaciones.

De acuerdo con el tipo y tamaño del cambio, a las mutaciones se las clasifica en: mutación puntual o puntiforme,mutación cromosómica y mutación genómica o poliploidía.

9.1 Mutación puntiforme o génicas

Las mutaciones puntiformes, que corresponden a mutaciones génicas que suponen pequeños cambios en suestructura molecular, llevan a cambios en la ordenación de los nucleótidos en una sección particular de lamolécula de ADN.

Se distinguen 2 tipos principales de mutaciones génicas:

a. Mutaciones por sustitución de pares de bases

Son cambios de un par de bases por otro.

• Transición: Cuando se reemplaza una base nitrogenada púrica por otra púrica, o una pirimídica porotra pirimídica. Las transiciones se producen durante la replicación, cuando se altera el principio decomplementariedad.

- G - C - A - C - G - C - G - C

- C - G - T - C - C - G - C - G



339


er s i t a r i o s


• Transversión: Ocurre cuando se reemplaza una base púrica por otra pirimídica, o una pirimídica por otrapúrica. Las transversiones se producen por la aparición de huecos en la formación de enlaces entre 2 pirimidinas contiguas. Los más frecuentes son los dímeros de timina.

- G - C - A - C - G - C - G - C

- C - G - T - C - C - G - A - G

Las sustituciones provocan la alteración de un único triplete y no alteran el orden de la lectura de los demástripletes. Solo suelen modificar un aminoácido de la proteína resultante, por lo que no tienden a ser perjudiciales.

b. Mutaciones por corrimiento del orden de lectura

Estas mutaciones son debidas a la inserción o pérdida de uno o más pares de bases nitrogenadas. Se denominanadiciones o deleciones, respectivamente.

Estas mutaciones producen un corrimiento en el orden de lectura y, por tanto, pueden alterar muchosaminoácidos. Sus consecuencias suelen ser graves. Constituyen el 80% de las mutaciones genéticas espontáneas.

9.2 Mutaciones cromosómicas

Son las mutaciones que provocan cambios en la estructura interna de los cromosomas. Se distinguen lossiguientes tipos:

a. Mutaciones en la estructura de los cromosomas

deleción

A B C D E F G H

A B C E F G H

A B C D E F G H

A B C F E D G Hinversión

A B C D E F G H

A B C B F G HC D Eduplicación

• La deleción es la pérdida de un segmento cromosómico. Si el fragmentoes muy grande puede tener efectos patológicos e incluso letales. Porejemplo, el síndrome cri du chat produce niños con microcefalia, retrasomental y que, generalmente, no llegan a adultos.

• La inversión es el cambio de sentido de un fragmento del cromosoma.Si el segmento invertido incluye el centrómero se denomina inversión

pericéntrica; si no, inversión paracéntrica. Las inversiones se detectanpor técnicas de bandeo cromosómico.

• La duplicación es la repetición de un segmento de un cromosoma.Las duplicaciones permiten aumentar el material genético y, gracias aposteriores mutaciones, pueden determinar la aparición de nuevos genesdurante el proceso evolutivo.

• La translocación es el cambio de posición de un segmento de cromosoma. Cuando es entre cromosomasno homólogos se denomina translocación recíproca. Cuando hay traslación de un segmento a otro lugardel mismo cromosoma o de otros cromosomas, sin reciprocidad, se denomina transposición.

translocación

M N O P Q R

A B C F G HD E

M N O C D

RA B P

F G H

O

E



340

C P E C H


c a p í t u l o

9 Las inversiones y las translocaciones no suponen diferencias para el individuo, ya que no se produce pérdida

ni ganancia de material genético, pero sí pueden provocar alteración en los descendientes.

Un ejemplo es la translocación de 15/21; 21/22 o 21/21 que produce Síndrome de Down, clínicamente

similar a la trisomía.

9.3 Mutaciones genotípicas

a. Aneuploidías

Es la alteración en el número normal de ejemplares de uno o más tipos de cromosomas, debido a una segregaciónerrónea durante la meiosis (no-disyunción cromosómica). Se denominan nulisomías, monosomías, trisomías,tetrasomías, etc, cuando en lugar de dos cromosomas de cada par no hay ninguno o hay uno, tres, cuatro, etc.El síndrome de Turner (mujeres XO) es un ejemplo de monosomía y el Síndrome de Down es un ejemplo de

trisomía del par 21.

b. Euploidías

Es la alteración en el número normal de dotaciones cromosómicas. Incluye la monoploidía y la poliploidía.La monoploidía o haploidía es la existencia de una sola dotación cromosómica, es decir, un solo cromosomade cada par. Las bacterias y abejas (zánganos) son monoploides. La poliploidía es la existencia de más de 2 ejemplares de cada tipo de cromosomas. Pueden ser triploidías, tetraploidías, etc.

Son frecuentes en plantas y raras en animales. El 47% de las angiospermas son poliploides. Las formas poliploides

tienen hojas y frutos de mayor tamaño.

9.4 Agentes mutagénicos

Se refiere a aquellos factores que aumentan sensiblemente la frecuencia normal de la mutación. Sus principalesagentes son:

• Radiaciones: Se dividen en ionizantes y no ionizantes.

- Las radiaciones ionizantes, que incluyen los rayos X y las radiaciones α, β, γ, propias de las reacciones

nucleares, provocan alteraciones de las bases nitrogenadas e incluso rompen los enlaces fosfodiéster conla consiguiente ruptura del ADN y, por tanto, de los cromosomas.

- Las radiaciones no ionizantes, como los rayos ultravioleta que favorecen la formación de enlaces covalentesentre dos pirimidinas contiguas (dímeros de timina).

• Sustancias químicas: Las más importantes son el ácido nitroso, que desamina ciertas bases, por ejemplo,pasan la citosina a uracilo; la hidroxilamina, que añade grupos hidróxido; y los agentes alquilantes, queañaden grupos metilo, etilo, etc. Todos estos procesos modifican las bases nitrogenadas para favorecer elemparejamiento con bases diferentes de las complementarias.



341


er s i t a r i o s


1. Clonación: Se define como clon al gen, célula u organismo genéticamente idéntico a un ancestro originalpor reproducción asexual o biotecnología, por ejemplo, segmentos de ADN insertado enzimáticamenteen una plásmido o en un cromosoma de una bacteria y que se replica para formar muchas copias, hoyen día el término clonación se extiende a la formación de copias de organismos multicelulares comoplantas y animales, entre estos últimos, el ser humano.

2. Fenotipo: Corresponde a la expresión de los genes en los organismos vivos influenciada por elmedioambiente.

3. Gen: Es la unidad de herencia que contiene la información de los caracteres de los seres vivos.Corresponde a una secuencia de ADN.

4. Gen dominante: Corresponde a los genes que se expresan tanto en heterocigosis como en homocigosis.En genética, se anotan con letras mayúsculas.

5. Gen recesivo: Corresponde a los genes que se expresan solo en homocigosis. En genética, se anotancon letras minúsculas.

6. Genes ligados: Genes que se ubican en un mismo cromosoma.

7. Genes alelos: Corresponde a cada una de las alternativas que puede tener un gen de un carácter.Se consideran alelos a aquellos genes que se ubican en un mismo locus en un par de cromosomas

homólogos y que codifican la misma información.

8. Genotipo: Constitución genética de los seres vivos.

9. Homocigoto: Corresponde a los individuos que tienen en cada cromosoma homólogo el mismo tipode alelo, por ejemplo AA.

10. Heterocigoto: Corresponde a los individuos que tienen en cada cromosoma homólogo un alelodistinto, por ejemplo Aa.

11. Raza: Grupo de poblaciones que pueden ser distinguidos por caracteres fenotípicos y el aislamiento

geográfico de otros grupos o poblaciones de la misma especie. Las razas pueden o no ser consideradascomo subespecies y lo son cuando las diferencias raciales son considerables y de importanciataxonómica. Población o grupo de poblaciones diferenciables de otras poblaciones de la mismaespecie por las frecuencias de los genes, las ordenaciones cromosómicas o características fenotípicashereditarias. Una raza que ha recibido un nombre taxonómico es una subespecie.




342

C P E C H


c a p í t u l o

9

R a m a d e l a b i o l o g í a q u e e s t u d i a l o s

a s p e c t o s r e l a c i o n a d o s c o n

e l m a t e r i a l g e n é t i c o , e n t r e e l l o s l a

f or m a d e t r a n s m i s i ó n .

D i f e r e n c i a s c o nr e s p e c t o

a l m o d e l o d e M e n d e l

R e c e s i v o

M o d e l o

m e n d e l i a n o

G é n e t i c a

L i g a m i e n t o

G e n e s

C r o m o s o m a s

H e r e n c i a

i n t e r m e d i a

D o m i n a n c i a c o m p l e t a

M o n o h i b r i d i s m o

A l e l o s

m ú l t i p l e s

A l t e r a c i ó n d e l a s

pr o p or c i o n e s m e n d e l i a n a s

s e d i s p o n e n e n . . .

d o n d e o c ur r e . . .

e s .

. .

d e t i p o . . .

A u t o s ó m i c o s

2 2 p ar e s

c o m o e j e m p l o s . . .

S e x u a l e s

1 p ar

D e t e r m i n a c i ó n

d e l s e x o

e n l a e s p e c i e h u m a

n a . . .

S e x o f e m e n i n o : X X

S e x o m a s c u l i n o : X Y

D i h i b r i d i s m o

f or m a s d e c r u z a m i e n t o

. . .

3 : 1

9 : 3 : 3 : 1

pr o p or c i o n e s t í p i c a s . . .

D o m i n a n t e

H o m o c i g o t o

H e t e r o c i g o t o

A l e l o s i g u a l e s

A l e l o s d i s t i n t o s

G e n o t i p o

A m b i e n t e

F e n o t i p o

c u a n d o s o n . . .

s u c o n j u n t o . . .

m á s . . .

d e t e r m i n a e l . . .

G e n

A l e l o

s

D e t e r m i n a n u n a m i s m a

c ar a c t e r í s t i c a

O c u p a u n m i s m o

l o c u s e n u n p a

r d e

c r o m o s o m a s h

o m ó l o g o s

o b i e n . . .

c u a n d o . . .

s o n . . .

u n i d a d d e h e r e n c i a . . .



343


er s i t a r i o s


EJERCICIOS

Ejercicios Resueltos

1. Una madre espera cuatrillizos. ¿Qué probabilidadexiste que los 4 nacimientos sean de sexomasculino?

A) 1/4

B) 1/2

C) 1/8

D) 1/16

E) 1/32

Correcta: D.

Habilidad Comprensión.

Defensa: Se considera que la probabilidad de tener un hijo

varón es de 1/2 ( 50% ). Aquí son 4 sucesos independientes a la

hora de calcular y, por tanto, cada probabilidad se multiplica.

En consecuencia: 1/2 x 1/2 x 1/2 x 1/2 = 1/16 probabilidad

para los 4 varones.

2. De acuerdo con la teoría cromosómica dela herencia enunciada por Sutton, podemospostular que los genes

I) están ubicados en los cromosomas.II) responsables del dihibridismo están

localizados en cromosomas distintos.III) ligados están en un mismo cromosoma.


A) solo l.B) solo II.C) solo l y II.D) solo lI y III.E) l, ll y III.

Correcta: A.


Defensa: Las afirmaciones II y III son correctas pero no están

asociadas a la teoría cromosómica de Sutton.

3. Los rasgos hereditarios que se transmiten ligadosal sexo se manifiestan con mayor frecuencia enlos hombres, porque el cromosoma

A) Y posee un brazo más corto.B) X no aporta genes.C) Y no tiene alelos al carácter ligado.

D) X en estado homocigoto es letal.E) Y no aporta genes ligados.

Correcta: C.


Defensa: Esta es la causa real que se manifiesten los genes

ligados al sexo, ya que en el cromosoma Y no existen genes

alelos a esta zona del cromosoma X.

4. Una mujer normal, cuyo padre era daltónico, se

casa con un hombre normal sin antecedentesde la enfermedad. ¿Cuál(es) de las siguientesalternativas puede(n) ser sus descendientes?

I) Una hija portadora y un hijo normal.II) Una hija daltónica y un hijo daltónico.III) La mitad de los varones normales y la otra

mitad daltónico.

A) Solo IB) Solo II

C) Solo IIID) Solo I y IIE) Solo I y III

Correcta: E.


Defensa: No pueden existir mujeres daltónicas porque el

padre es normal, la madre es portadora y, por ellos los varones

pueden ser normales o daltónicos.



344

C P E C H


c a p í t u l o

9EJERCICIOS

5. En un cruzamiento de conejos se obtienen 36 conejos de pelo negro rizado, 35 conejos depelo negro liso. Si el color de pelo negro esdominante (N) sobre blanco (n) y el pelo rizado(R) es dominante sobre liso (r), los probablesgenotipos parentales son

A) NnRr x NnRr.B) NNRr x NNrr.

C) NNRR x nnrr.D) Nnrr x nnRr.E) nnRR x NNrr.

Correcta: B.


Defensa: NNrRr x NNrr es el unico en que la probabilidad de

tener pelo negro es 100% (NN x NN) . En A) se pueden dar 4

fenotipos ( 9:3:3:1 ); en C) no existirían conejos de pelos liso

(RR x rr); en D) existirían de pelo blanco (Nn x nn); y en E) no

existirian conejos de de pelo liso (RR x rr).


1. Algunas de las dificultades que presenta elestudio de la herencia humana es (son)

I) pocas generaciones por siglo.II) sus fenotipos están influidos por el

medioambiente.

III) la mayor parte de los individuos sonhomocigotos.


A) solo I.B) solo ll.C) solo I y II.D) solo l, II y lll.E) I, II y III.

2. La hemofilia y el daltonismo son enfermedadesde herencia ligada al sexo. Según esto, ¿Cuál delas siguientes afirmaciones es INCORRECTA?

A) El gen para el daltonismo se expresarásiempre en el hombre.

B) La condición homocigotica del gendaltonismo permitirá su expresión en lamujer.

C) La hemofilia es letal para la mujer.D) La condición heterocigoto del gen

daltonismo permitirá su expresión en lamujer.

E) El gen para la hemofilia se expresarásiempre en el hombre.

3. El examen del cariotipo de un paciente reveló lapresencia de 47 cromosomas en lugar de los 46 normales. Esta situación es compatible con

I) Síndrome de Down.II) Síndrome de Turner.III) Síndrome de Klinefelter.


A) solo l.B) solo ll.C) solo l y ll.D) solo l y lll.E) l, ll y lll.

4. Cuando un individuo herocigoto para 2 paresde genes, ubicados en cromosomas diferentes,con dominancia y recesividad, se cruza con otrotambién heterocigoto para los 2 pares de genesdebe esperarse que

I) se produzcan 9 clases fenotípicas.II) aparezcan 4 clases fenotípicas.III) las proporción genotípica sea 9:3:3:1.




345


er s i t a r i o s


EJERCICIOS

5. Si al cruzar dos plantas, una alta con otra enana,y el resultado de este cruzamiento es de un50% altas y un 50% enanas, se asegura que elgenotipo de los progenitores sería

A) homocigoto dominante y homocigotorecesivo.

B) ambos heretocigotos.C) ambos homocigotos recesivos.

D) homocigoto recesivo y heterocigoto.E) indeterminado.





4 B C o m p r e n s i ó n





346

C P E C H





Conocer los conceptos relevantes comprendidos en el funcio-namiento de los principales niveles de organización biológica.

Conocer y comprender cómo se realiza el intercambio de energíaa través del ecosistema.

Comprender la importancia de la fotosíntesis en el intercambio deenergía del ecosistema.

Comprender la importancia de mantener el equilibrio dinámico enla naturaleza y el rol que cabe al hombre en su conservación.

Conocer el concepto de biodiversidad.

Comprender y analizar los principales factores que determinan yafectan la biodiversidad.

Reconocer los principales factores que alteran la biodiversidad ennuestro país y en el resto del planeta.

ORGANISMO

Y AMBIENTE

Capítulo 10



348

C P E C H


c a p í t u l o

10

Introducción

Nuestro planeta está habitado por una gran diversidad de especies vivientes. Esta gran variedad de seres vivosestá inmersa en un medio ambiente que establece una serie de limitantes físico-químicas que condicionan ydeterminan su sobrevivencia. En ecología existen dos términos con los cuales trabajaremos en este capítulo, uno es el concepto de factoresbióticos, que son aquellos factores que poseen vida (como poblaciones de animales, vegetales, hongosy bacterias) y los factores abióticos que son los factores que no tienen vida, como el clima, el suelo, la

temperatura, la humedad, etc. De lo anterior se deduce que los seres bióticos no son organismos aislados; por el contrario, estánconstantemente interactuando entre ellos y con el medio abiótico. La ciencia que estudia la relación que existe entre los organismos y el medio que los rodea es la ecología.Sin embargo, esta ciencia tiene varias subdivisiones, entre las que destacaremos la autoecología, la cual sepreocupa de estudiar las condiciones intraespecíficas e interespecíficas.

Los ecólogos intentan cuantificar las variables que afectan a los organismos en la naturaleza, construir hipótesisque expliquen la distribución y la abundancia observadas de los organismos, así como realizar y someter a

prueba las predicciones basadas sobre sus hipótesis.

1. Bases físicas de la vida

Todos los organismos vivos están dependiendo de una serie de condiciones físicas tales como temperatura,presión atmosférica y radiación. Estos tres factores abióticos son indispensables para que la vida continúenormalmente.

1.1 Temperatura

La mayoría de los seres vivos solo puede existir dentro de estrechos rangos de temperatura. Dentro del margenseñalado anteriormente, podemos distinguir tres niveles fundamentales: temperatura máxima, mínima yóptima. Lo anterior resulta de vital importancia, considerando que las temperaturas extremas impiden que elmetabolismo se desarrolle normalmente.

Sin embargo, existen organismos, como las bacterias, que pueden resistir temperaturas por sobre los 85°C, asícomo hay ciertos nemátodos que pueden soportar temperaturas extremadamente bajas.

No obstante lo anterior, la mayoría de los organismos están adaptados a la temperatura en la cual sus procesos vitales se lleven a cabo con la máxima eficiencia, es decir, una temperatura óptima.

La ecología estudia el ambiente abiótico así como el biótico.Las comunidades y su ambiente abiótico constituyen losecosistemas, lo que comprende todas las interacciones entrelas comunidades y el ambiente biótico.

Organismo y ambiente



349


er s i t a r i o s

Capítulo 10 Organismo y ambiente

1.2 Presión atmosférica

La presión está muy relacionada con el oxígeno disponible. A mayor presión atmosférica, mayor concentración deoxígeno y viceversa, de manera que cada especie deberá habitar el lugar que más se adapte a sus características

fisiológicas.

1.3 Radiación

La radiación solar que llega a la corteza terrestre tiene distintas longitudes de onda, las que van a influir y condicionarla existencia de las diversas especies. Por ejemplo, la radiación ultravioleta es necesaria para la acción de la vitaminaD; no obstante, un exceso de esta radiación puede ocasionar serios daños a la piel.

2. Niveles de organización de los seres vivos

2.1 Poblaciones Una población es un grupo de organismos de la misma especie que se cruzan entre sí y habitan en un áreageográfica particular en un tiempo determinado.

2.2 Comunidades

Como todos los seres vivos requieren de otros seres vivos iguales a ellos o de otras especies, surge la comunidado biocenosis, que corresponde al conjunto de poblaciones, animales y vegetales que se relacionan entre sí enun lugar determinado.

3. Incorporación de materia y energía a las plantas: fotosíntesis

La vida en la Tierra está basada en el carbono y el intercambio de energía. Todas las criaturas vivientes estánhechas de moléculas complejas construidas sobre la base del átomo de carbono, el cual es capaz de unirsefuertemente con otros átomos, formando moléculas largas y complejas.

El carbono necesario para la construcción de esas moléculas proviene de varias fuentes. Los animales, comoel ser humano, lo obtienen de la materia vegetal y animal que consumen; no obstante, la fuente primaria decarbono es el CO

2 atmosférico.

La energía necesaria para convertir el carbono inorgánico en carbono orgánico es la energía lumínica, que escapturada por los organismos fotosintéticos, quienes la usan para formar carbohidratos y oxígeno libre a partirde dióxido de carbono y agua. Existe solo un proceso capaz de hacer esta transformación, la fotosíntesis.

La fotosíntesis es el proceso por el cual los vegetales, utilizando la energía de la luz solar, llevan a cabo unaserie de reacciones químicas por las cuales se transforma el CO

2 en azúcares simples y además se libera O

2. A

continuación se puede observar la ecuación general de este proceso:

6CO2 + 6H

2O + energía lumínica C

6H

12O

6+6O

2



350

C P E C H


c a p í t u l o

10

La fotosíntesis de las algas es similar a la que se produce en las plantas terrestres, pero con unaexcepción importante: las algas no tienen estomas, por lo que el CO2 y el bicarbonato (HCO

3)

disueltos en el agua difunden directamente a través de las paredes celulares externas.

Sabías que...

La fotosíntesis en los eucariontes ocurre dentro de organelos conocidos como cloroplastos. Dentro de lasmembranas del cloroplasto está contenida una solución de compuestos orgánicos e iones, conocida comoestroma, y un sistema complejo de membranas internas fusionadas que forman sacos llamados tilacoides.

Cutícula

Epidermis superiorParénquima en empalizada

Parénquima esponjoso

Haz conductorEpidermis inferiorCutículaEstoma

Tricomas

Espaciointermembranoso

Grana (pilas de tilacoides) Tilacoide

Estroma

Membranainterna

Membranaexterna

Núcleo

Vacuola

Citoplasma

Cloroplasto

Cloroplasto

La captura de energía luminosa para ser usada por los organismos fotosintéticos se refiere principalmente a quela luz debe ser absorbida. Para esto se requiere una serie de pigmentos (moléculas capaces de absorber luz).Los pigmentos que intervienen en la fotosíntesis de los eucariontes incluyen las clorofilas (pigmentos verdes) y

los carotenoides (pigmentos anaranjado-rojizos), los cuales están agrupados en sistemas de pigmentos antenallamados fotosistemas (fotosistema I y fotosistema II). Los fotosistemas responsables de la captura de la luzestán situados en las membranas de los tilacoides.



351


er s i t a r i o s


3.1 Fases de la fotosíntesis

La fotosíntesis se divide en dos etapas o fases: la fase dependientede la luz (fase clara) y la fase independiente de la luz (fase oscura).

3.1.1 Fase dependiente de la luz

En esta fase la energía radiante del sol es capturada por los pigmentospresentes en los fotosistemas.

Los electrones de las moléculas de clorofila a son lanzados a nivelesenergéticos superiores y, en una serie de reacciones, su energíaadicional es usada para formar ATP a partir de ADP y para reduciruna molécula transportadora de electrones conocida como NADP+

formando NADPH. Además, también se rompen moléculas de agua,suministrando electrones que reemplazan a los que han sido lanzadosdesde las moléculas de clorofila a. La escisión de las moléculas de agua(denominada fotólisis del agua) es la causa de la obtención de oxígenolibre, el cual difunde hacia el exterior.

En resumen

• Como consecuencia de la incidencia de luz en los fotosistemasI y II, los electrones de los centros de reacción (clorofilas a) seexcitan. Los electrones resultantes de la excitación del fotosistema

II se transfieren a moléculas transportadoras de electrones queunen ambos sistemas, llegando de esta manera al fotosistema I.

• Los electrones resultantes de la excitación del fotosistema I se

transfieren a moléculas transportadoras de electrones, llegandofinalmente al NADP+, el cual se reduce a NADPH.

• La luz también produce la fotólisis de una molécula de agua(escisión de una molécula de agua), la cual libera 2 átomos dehidrógeno, 1 átomo de oxígeno y dos electrones. Estos últimosson transferidos al fotosistema II.

• Como consecuencia del transporte de electrones se produce un

bombeo de protones (iones de H+) desde el estroma al espaciotilacoidal. Este transporte proporciona la energía necesaria a laenzima ATP sintetasa para que se forme ATP.

Algunos pigmentosabsorben luz de todaslas longitudes de onda

y, por lo tanto, parecennegros. Otros solamenteabsorben ciertas longitudesde onda, transmitiendo oreflejando las longitudes deonda que no absorben.



352

C P E C H


c a p í t u l o

10

Aceptorprimario deelectrones

T r a n s p o r t a d o r e s d e e l e c t r o n e s

G r a d i e n t e d e p r o t o n e s

T r a n s p o r t a d o r e s

d e e l e c t r o n e s

Aceptor

primario deelectrones

Energía dela luz

Moléculas depigmentos en laantena

Moléculasreactivas declorofila a (P700)

A las reacciones

independientesde la luz en laestroma

Ciclo

de

Calvin

Moléculas depigmentos en laantena

Energía dela luz

Moléculasreactiva declorofila a (P680)

P + ADP ATP

H2O 2H+ + 1/2 O2

Niveldeenergía

FotosistemaII

Fotosistema

I

NADP+ + H+

NADPH

2e

2e

2e2e

2e

2e

2e

2e

2e

2e

2e

3.1.2 Fase independiente de la luz

Aunque esta fase no requiere de luz, sus reacciones necesitan de los productos de la fase anterior.

El ATP y el NADPH formados en la primera etapa se utilizan para reducir el carbono del CO2 a un azúcar simple,

como la glucosa. Así, la energía química almacenada temporalmente en las moléculas de ATP y de NADPH setransfiere a moléculas adecuadas para el transporte y el almacenamiento de energía. La incorporación de CO

2 en

compuestos orgánicos se realiza a través de una serie de reacciones cíclicas conocidas como ciclo de Calvin (reacciones fijadoras de CO

2), las cuales ocurren a nivel del estroma de un cloroplasto.

Además de la glucosa, en el estroma del cloroplasto se fabrican aminoácidos, ácidos grasos, almidón y en elcitosol sacarosa, que es la forma en que las plantas transportan el azúcar, a través de su savia.



353


er s i t a r i o s


Membrana externa delcloroplasto

Membrana interna delcloroplasto

Energía dela luz

H2O 2H+ + 1/2 O2

P + ADP

ATP

CO2

NADPH

H+ + NADP+

Ciclo de Calvin

Glúcidos

Reacciones dependientes de la luz(en la membrana del tilacoide)

Reacciones independientes de la luz(en el estroma)

2e

3.2 Factores que afectan la fotosíntesis

Así como la luz, la temperatura y otros factores influyen en el proceso fotosintético, existen otros factores queafectan este proceso, los cuales clasificaremos como factores externos y factores internos.

a. Factores externos

• Luz: la influencia de la luz depende de su longitud de onda (calidad)y cantidad.

- Longitud de onda: Los complejos antena que captan la energía luminosa, lo pueden hacer a diferenteslongitudes de onda. Sin embargo, si se ilumina una planta con una longitud de onda superior a 680 nm elfotosistema II no actúa. Longitudes de onda entre 280 y 315 nm conocida como luz ultravioleta puedenentorpecer la capacidad fotosintética y el crecimiento de las plantas, las cuales se ven enfrentadas por elaumento de la luz ultravioleta a causa de contaminantes de origen humano que afectan la capa de ozono.

- Cantidad de luz: Las plantas que reciben menos luz, por ejemplo, las que se encuentran a la sombrarealizan con menor eficiencia la fotosíntesis. Sin embargo, cuando la intensidad de luz es excesiva, sedetiene el proceso fotosintético.

- Intensidad luminosa + (Watts/m2) -

T a s a f

o t o s i n t é t i c

a

+



354

C P E C H


c a p í t u l o

10- Concentración de CO

2: El CO

2 es la molécula utilizada por las plantas para producir distintas sustancias

orgánicas. La falta de él disminuye la productividad y en exceso el proceso se satura (porque depende deenzimas).

Si la intensidad luminosa es suficiente y constante, al aumentar la cantidad de CO2 aumenta el rendimientofotosintético, hasta que se alcanza un valor máximo. El CO2 también presenta fluctuaciones diarias y

estacionarias; por ejemplo, aumenta durante la noche, cuando aumenta la respiración; en cambio, duranteel día las plantas retiran CO

2 del aire y su concentración disminuye bruscamente. Durante el período de

crecimiento la concentración atmosférica de CO2 también se reduce.

-

T a s a

f o t o

s i n t é t i c a

+

- Concentración de CO2 +

30 ºC

20 ºC

• Temperatura: Las plantas poseen una temperatura óptima para realizar la fotosíntesis, más allá de la cualla tasa fotosintética disminuye, el aumento de la temperatura produce un aumento del rendimiento de lafotosíntesis debido al incremento de la actividad de las enzimas, que es máxima, a un determinado valorde temperatura, pero sobrepasado este valor, la actividad enzimática disminuye, y con ello el rendimiento

fotosintético. La temperatura, al igual que la humedad y la luz, es un factor ambiental muy variable, dehecho varía a lo largo del año, por lo que existen plantas que pueden realizar fotosíntesis adaptadas adiferentes temperaturas.

Intensidad luminosa alta

Intensidadluminosabaja

10 20 30 40 Temperatura en ̊ C -

T a

s a

f o t o s i n

t é t i c a

+



355


er s i t a r i o s


• Agua: Cuando el clima es excesivamente seco, los estomas secierran para evitar la pérdida de agua, lo que dificulta el pasode agua y CO

2 con la consiguiente disminución de la actividad

fotosintética, provocando que la hoja se seque y caiga, llegando

incluso a matar a la planta.

b. Factores internos

Corresponden principalmente a la estructura de la hoja, por ejemplose incluye el grosor de la cutícula y/o de la epidermis, el número deestomas y los espacios entre células del mesófilo. Estos factoresinfluyen directamente en la difusión del CO

2 y O

2, así como en la

pérdida de agua.

• Estomas: La difusión de los gases, incluido el vapor de agua, haciael interior y el exterior de la hoja es regulada por los estomas. Losestomas se abren y se cierran por la acción de las células oclusivas (oguarda), debido a cambios en la turgencia de estas células.

Abierto

Cerrado

Células oclusivas

Estomas

La fotosíntesis realizadaen una planta se mideindirectamente por el CO

2

consumido o por el O2

liberado.

El aumento de laconcentración de O

2 tiene

un efecto inhibitorio sobre lafotosíntesis.

Sabías que...



356

C P E C H


c a p í t u l o

10

Actividades

1. ¿Por qué la fotosíntesis requiere de luz solar y CO2?

2. ¿Qué función cumplen los pigmentos en la fotosíntesis?

3. Explica cómo se produce el O2 durante la fotosíntesis.

4. Explica el rol del ATP y NADPH en la fotosíntesis.

5. Describe en términos generales los principales acontecimientos involucrados en la fotosíntesis.

6. ¿Qué efecto tiene la temperatura en la fotosintesis? Explica brevemente.

7. Explica el efecto de la variación en la intensidad luminosa anual sobre el proceso fotosintético.

8. ¿Qué efecto genera la concentración de CO2 en la fotosíntesis?

9. Explica la relación que existe entre los estomas y la fotosíntesis.

10. Si colocas bajo una campana de vidrio una planta y un ratón de laboratorio, y los dejas encerrados por varios días,

¿qué ocurriría?

4. Ecosistema

En este punto conviene destacar que el ambiente abiótico o biotopo que ocupa una determinada comunidadcomprende el espacio en que vive el organismo, la temperatura, la radiación, la humedad ambiental, presiónatmosférica, sustancias orgánicas e inorgánicas, etc. Por otro lado, el componente biótico o biocenosis (elementos vivos) del ecosistema comprende a los productores, consumidores y a los desintegradores omicroconsumidores. Esta combinación de componentes bióticos y abióticos, a través de los cuales fluye laenergía y circulan los materiales, se conoce como ecosistema.

En relación al componente biótico se distinguen 2 tipos de organismos:

a. Los autótrofos

Son aquellos organismos capaces de utilizar diferentes formas de energía y utilizarlas para sintetizar sustanciasorgánicas a partir de materias inorgánicas. Ejemplo: fotosíntesis y quimiosíntesis.

b. Los heterótrofos

Corresponden a aquellos organismos que degradan, asimilan y desintegran las sustancias orgánicas necesariaspara satisfacer sus requerimientos vitales.

Como todo sistema, el ecosistema requiere de una fuerza impulsora, siendo esta fuerza la energía. La fuentede energía determina en gran medida las características de un ecosistema. Es así como los principales tipos deenergía que mueven a un ecosistema son la energía solar y la producida por los combustibles químicos.



357


er s i t a r i o s


4.1 Niveles tróficos

a. Productores

Los principales productores u organismos autótrofosson las plantas verdes y algas, las que a través de lafotosíntesis pueden transformar la energía luminosaen energía química. Estos organismos fotosintéticosusan energía luminosa para fabricar carbohidratosy otros compuestos, que son fuentes de energíaquímica y materia orgánica para el ecosistema.

La cantidad de vida que puede soportar unecosistema queda establecida por la energíacaptada por los productores. La energía que

almacenan los productores y que ponen adisposición de los otros miembros del ecosistemaen un tiempo dado, se denomina productividadprimaria neta y corresponde a la diferenciaentre la productividad bruta menos el costode todas las actividades metabólicas de losorganismos en cuestión.

b. Consumidores

La energía ingresa en el mundo animal a través de las actividades de los herbívoros (animales que comenplantas o algas). Un herbívoro puede ser un ratón de campo, un conejo, etc. (cada tipo de ecosistema tiene supropia dotación de herbívoros). Este nivel es conocido como consumidores primarios y forman el segundonivel trófico. Los carnívoros como el águila, las arañas y el puma, entre otros, se denominan consumidoressecundarios y forman el tercer nivel trófico.

A veces, algunos carnívoros se comen a otros carnívoros y, cuando lo hacen, forman el cuarto nivel trófico, losconsumidores terciarios. Otro tipo particular de consumidores son los detritívoros carroñeros. Estos sonorganismos que se alimentan de los desechos o detritos de una comunidad (hojas, ramas y troncos de árbolesmuertos, heces fecales, exoesqueletos, etc.), incluyen a animales como buitres, cóndor, cangrejos, lombrices detierra, etc. Los detritívoros se pueden considerar consumidores que utilizan presas muertas en lugar de vivas.

c. Descomponedores

Representados por hongos y bacterias, se sustentan de despojos o desechos, y se han especializado enaprovechar fuentes de energía química como la celulosa y productos de desecho nitrogenado, que no son

utilizables por los animales. Son muy importantes, puesto que permiten que algunos elementos químicos de lamateria orgánica vuelvan al ecosistema (saprobiontes).

Secaptura

energía dela luzsolar

Seabsorbe dióxidode carbono del

aireFotosíntesis

Sedesprendeoxígeno

Se sintetiza azúcary se utiliza en lotejidos vegetales t e

j i d o s

v e g e t a l e s

c r e c i m i e n t o

Se absorbe aguadel suelo, se utilizaen la fotosíntesis yse almacena en las

células

Se absorben nutrimentosminerales inórganicos

(nitrato, fosfato) del sueloy se utilizan en los tejidos

vegetales

Productividad Primaria

Productividad bruta: Es unamedida de la tasa a la cual losorganismos asimilan energía enun nivel trófico determinado.



358

C P E C H


c a p í t u l o

10 4.2 Flujo de energía

Existen dos leyes físicas que están relacionadas con el flujo de la Energía: La Primera y Segunda Ley de Termodinámica.

• Primera Ley de Termodinámica: Hace mención a la conservación de la materia y la energía. Estableceque la energía no se crea ni se destruye, sino solo se transforma. De esta manera la energía proveniente dela luz solar (energía radiante) es transformada en energía química en los vegetales a través del proceso defotosíntesis. Esta energía química será utilizada por la planta como alimento y degradada en el proceso derespiración.

• Segunda Ley de Termodinámica: Establece que una parte de la energía que se encuentra disponible para

realizar trabajo y se transforma en calor al pasar de una forma a otra. Esta energía escapa hacia el ambiente,perdiéndose.

Las transformaciones de energía en el mundo de los seres vivos, al igual que en el mundo físico, son muy bajas,

pues al ir transformándose, una pequeña cantidad de ella se va perdiendo como calor. Por esta razón, pararealizar las “actividades biológicas” los organismos continuamente necesitan del aporte energético, el cual enprimer término proviene del sol.

Es decir, la cantidad de energía que parte y la cantidad de energía que llega al último nivel trófico sonsignificativamente distintas. En consecuencia, la transferencia de energía se realiza en forma ordenada en unflujo unidireccional.

Actividades

1. ¿En qué grupo de organismos bióticos clasificarías a las bacterias quimiosintetizadoras?

2. ¿Cuál sería la principal fuente impulsora del ecosistema de una ciudad y de un bosque respectivamente?

3. ¿Cuál es el proceso que determina que un organismo sea autótrofo?

4. ¿Se puede inferir que la energía solar es innecesaria para el ecosistema de una ciudad?

5. Términos pareados: En el espacio coloca la letra del concepto de la columna A que esté más relacionado con la oración

de la columna B.

A B

a. Ecosistema _____ Elaboran alimento a partir de sustancias inorgánicas.

b. Descomponedores _____ Unidad funcional que incluye a los organismos bióticos y abióticos.

c. Heterótrofos _____ Principal fuerza impulsora de la mayoría de los ecosistemas.

d. Energía solar _____ Conjunto de cadenas alimentarias.

e. Trama alimentaria _____ Digieren y asimilan las sustancias orgánicas.

f. Autótrofos _____ Permiten reciclar ciertos elementos químicos al ecosistema.



359


er s i t a r i o s


4.3 Transferencia de la energía

Las relaciones energéticas entre los niveles tróficos determinan la estructura de un ecosistema en función de lacantidad de organismos y de la cantidad de biomasa presente, por lo que el flujo de energía con grandes pérdidas en

cada pasaje al nivel sucesivo se puede representar en forma de cadena, trama y pirámide.

a. Cadena alimenticia

El paso de energía de un organismo a otro acurre a lo largo de una cadena alimenticia o trófica, es decir, unasecuencia de organismos relacionados unos con otros, por su forma de alimentación, como presa y depredador.El primero es comido por el segundo; el segundo, por el tercero, y así sucesivamente en una serie de nivelesalimentarios o niveles tróficos.

a) Cadena alimentaria terrestre

simple

b) Cadena alimentaria marina simple

Cadena alimentaria

Consumidor terciario(4° nivel trófico)

Consumidor primario(2° nivel trófico)

Consumidor secundario(3er nivel trófico)Productor

(1er nivel trófico)

Fitoplancton

Productor(1er nivel trófico)

Zooplancton

Consumidor primario(2° nivel trófico)

Consumidorsecundario

(3er nivel trófico)

Consumidor terciario(4° nivel trófico)

b)

a)

b. Red o trama alimentaria

Las tramas tróficas no son lineales. Los recursos se comparten, en especial en los inicios de la cadena. Lamisma planta sirve de comida para una gran variedad de mamíferos e insectos, y el mismo animal sirve dealimento a varios depredadores, de esta manera las cadenas trófica se conectan para formar una red trófica cuya complejidad varía entre diferentes ecosistemas y dentro de ellos.



360

C P E C H


c a p í t u l o

10

Trama alimentaria

c. Eficiencia en la transferencia de energía

Como ya se vio anteriormente, una ley fundamental de la termodinámica es que la utilización de la energía nunca estotalmente eficiente. Por ejemplo, cuando un automóvil quema gasolina, alrededor del 75% de la energía liberada sepierde inmediatamente en forma de calor. Esto también ocurre en los seres vivos siendo representada esta situaciónen forma gráfica a través de la utilización de pirámides.

• Pirámide de energía: Muestra el flujo de energía entre los niveles tróficos de un ecosistema. Los productores(plantas y otros autótrofos) ubicados en la base de la pirámide representan la mayor cantidad de energía; luegolos herbívoros, luego siguen los carnívoros, etc.

Los organismos autótrofos pierden una cierta cantidad de la energía solar que reciben durante su vida. Al ser

ingerido por un herbívoro, el consumidor primario no puede producir ninguna energía extra, sino que dependeráde la concentrada en la planta. El herbívoro gastará energía en una serie de actividades, de manera que solo unaligera cantidad de energía es concentrada en el herbívoro. Si el herbívoro es comido por un carnívoro, solo unmínimo porcentaje del potencial de energía del herbívoro pasará al consumidor secundario.

11.977 8.833

1.890 1.478

316 67

13 6

Productor

Herbívoro

Carnívoro primario

Carnívoro secundario

Kcal por m2 por año

Respiración Producción neta



361


er s i t a r i o s


• Pirámide de biomasa: Representa la cantidad de peso seco que contiene cada nivel trófico. Ciertos estudiosdemuestran que para alimentar 4.5 terneras se requieren alrededor de 20 millones de plantas de alfalfa. Estas4,5 terneras aportarán unos 1.000 kg de carne que permitirán suministrar energía por 12 meses a un niñode 12 años que solo pesa 50 kg.

Carnívoros

Herbívoros

Productores

0,1

0,6

470,0

Peso seco

(gramos po m2 )

• Pirámide de número: Representa la cantidad de organismos que contiene cada nivel trófico en una cadenaalimenticia. Si consideramos el número de organismos que habita en una determinada zona, encontraremosque los productores son significativamente más numerosos que los herbívoros, así como los herbívorosserán más numerosos que los carnívoros. Por último, estos serán más numerosos que los consumidores detercer orden.

Consumidoresterciarios

Consumidores secundarios

Consumidores primarios

ProductoresNúmero de individuos

Al igual que las pirámides de números, las debiomasa indican solo la cantidad de materialorgánico presente en un momento, no dan la

cantidad total de material producido o, comohacen las pirámides de energía, la tasa a la cualse produce.

Un efecto secundario negativo de la ineficienciaen la transferencia de energía, junto con laproducción y liberación de sustancias químicastóxicas al medio ambiente, es el fenómeno deampliación biológica.

La ampliación biológica es el proceso mediante el cual las sustancias tóxicas se acumulan en concentraciones

cada vez más altas en los niveles tróficos superiores en una cadena alimenticia. El DDT es probablemente lasustancia tóxica más conocida.

En el año 1940 las propiedades del nuevo insecticida conocido como DDT (Dicloro Dietil Tricloroetanol) parecíancasi milagrosas. En los trópicos salvó millones de vidas, eliminando los mosquitos que transmitían la malaria.El DDT es de larga duración, por lo que una sola aplicación puede seguir matando.

A mediados de la década de 1950 la Organización Mundial de la Salud roció DDT en la isla de Borneo paracontrolar la malaria. Una oruga que se alimentaba de los techos de paja de las casas casi no resultó afectada,mientras que la avispa que se alimentaba de ella fue destruida; esta situación provocó que las orugasaumentaran su población sin control, consumiendo los techos de paja. Las lagartijas que se alimentaban de

insectos envenenados acumularon concentraciones altas de DDT en su cuerpo. Tanto ellas como los gatosque se alimentaban de estas lagartijas morían de envenenamiento. Cuando se eliminaron los gatos, explotóla población de ratas y las aldeas se vieron amenazadas por un brote de peste, transmitida por las ratas sincontrol. El brote de esta enfermedad se evitó llevando gatos nuevos de aldeas cercanas.



362

C P E C H


c a p í t u l o

10El DDT y otras sustancias que sufren ampliación biológica tienen dos propiedades que las hacen peligrosas:no se descomponen fácilmente en sustancias inofensivas, y son solubles en las grasas (liposolubles), pero noen agua. Por lo tanto, se acumulan en los cuerpos de los animales, especialmente en la grasa, en lugar de serdescompuestos y excretados por la orina. Como la transferencia de energía de los niveles tróficos más bajos

a los más altos es poco eficiente, los herbívoros deben comer grandes cantidades de material vegetal, y a su vez los carnívoros deben comer muchos herbívoros, etc. Como el DDT no se excreta, el depredador acumulala sustancia de todas las presas durante muchos años, por lo que el DDT alcanza los niveles más altos en losdepredadores de los niveles superiores de la cadena alimenticia.

Actividades

En la siguiente trama alimentaria, ubica los organismos que representan los diversos niveles tróficos.

arañas detamaño medio

grillos

milpiés

escarabajo

arañas pequeñas

ácarosdepredadores

caracolespulmonados colémbolos

ácarosoribátidos

hojarasca

a) Productores: ______________________________________________________________________

b) Consumidores primarios: ______________________________________________________________________

c) Consumidores secundarios: ______________________________________________________________________

d) Consumidores terciarios: ______________________________________________________________________

4.4 Ciclos biogeoquímicos

Existe en la corteza terrestre una gran variedad y cantidad de elementos y compuestos orgánicos, muchos de loscuales son vitales para el funcionamiento de los sistemas vivientes. A estos elementos se llaman biogénicos yse les puede clasificar en dos grandes grupos: macronutrientes y micronutrientes.

• Macronutrientes: Son compuestos esenciales del protoplasma y se requieren en cantidades significativas;por ejemplo, el carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, potasio, calcio, magnesio, azufre y fósforo,

incluyendo además algunos compuestos, como el agua.

• Micronutrientes: Son aquellos elementos y compuestos que, siendo también importantes, se requieren encantidades pequeñas ejemplo: fierro, manganeso, cobre, zinc, sodio y cloro. Todos estos elementos se muevencíclicamente entre el biotopo y la biocenosis.



363


er s i t a r i o s


A continuación se destacan los ciclos biogeoquímicos más importantes.

4.4.1 Ciclo de Agua

El agua es un compuesto indispensable para la realización de una serie de procesos vitales y además una fuentede hidrógeno. Como lo indica el siguiente esquema, el agua se evapora en ríos, lagos y océanos, ascendiendoa la atmósfera. Por acción de los vientos la masa de aire húmedo es desplazada a diversas regiones. Bajo ciertascondiciones de temperatura el vapor de agua se condensa, originando las precipitaciones y nevadas. El aguaal caer al suelo puede seguir diversos caminos o ser absorbida por la tierra formando corrientes subterráneas(napas subterráneas). También puede incorporarse a ríos y lagos, o bien es utilizada por plantas y animales.

EvaporaciónEvaporación Interceptación

Precipitación

Transpiración

PercolaciónAg ua s u

b terránea

E s c o r r e n t í a s u p e r fi c i a l

InfiltraciónUso doméstico

Acumulación profunda

Ciclo del agua

Nubes

Nubes

4.4.2 Ciclo del Nitrógeno

La fuente más abundante de nitrógeno en nuestro planeta es la atmósfera, en donde se encuentra en forma degas N

2 en un 78%. Sin embargo, dado que la mayor parte de las plantas y animales son incapaces de captar

directamente este gas y de incorporarlo a sus estructuras y metabolismo, dependen del nitrógeno presenteen los minerales del suelo. Por lo tanto, a pesar de la abundancia de nitrógeno en la atmósfera, la escasez denitrógeno en el suelo suele ser un factor limitante del crecimiento de un vegetal. El proceso por el cual estacantidad limitada de nitrógeno circula y recircula a través del mundo orgánico y el físico se conoce como ciclodel nitrógeno.

Una parte del nitrógeno puede incorporarse por actividad volcánica, con la energía de los relámpagos desde laatmósfera.



364

C P E C H


c a p í t u l o

10Las etapas del ciclo son:

a. Amonificación

Los descomponedores degradan la materia orgánica que contiene

nitrógeno, liberando el exceso como ión amonio (NH4

+

) o comoamoníaco (NH3), el que se incorpora a algunas plantas para formar

parte de compuestos nitrogenados.

b. Nitrificación

Algunas bacterias comunes en el suelo son capaces de oxidar elamonio o el amoníaco, extrayendo así la energía necesaria para susobrevivencia.

Las nitritobacterias son bacterias encargadas de realizar la siguientereacción: 2NH

3 + 3O

2 ---> 2NO

2

- + 2H+ + 2H2O

Amoníaco Nitrito

El nitrito es tóxico para muchas plantas, siendo inusual su acumulación.Otro grupo de bacterias conocidas como nitratobacterias realizan latransformación de nitritos (NO

2

-) en nitratos (NO3

-):

2NO2

- + O2 ---> 2NO

3

- Nitrito Nitrato

Aunque las plantas pueden utilizar el amoníaco directamente, elnitrato es la forma más común en que ellas disponen del nitrógeno.

Acción volcánica

Plantas y tejidosanimales

Aminoácidosy residuos orgánicos

Amonificación

Amonio o amoníaco

Nitrificación

Nitritos

Nitratos

Agua del suelo

Pérdida a lossedimentosprofundos

Plancton Peces marinos

DesnitrificaciónFijación denitrógeno

NitrógenoatmosféricoAsimilación

Plantas terrestres(síntesis deaminoácidos)

Ciclo del nitrógeno

(N2)

NO3-

NO2-

Los pocos organismoscapaces de incorporar N

2

a compuestos orgánicos

son procariontes, y se lesllama “Fijadores de N

2”. Son

bacterias (Rhizobium sp) ycianobacterias, muchas de lascuales viven simbióticamentecon las raíces de algunos

vegetales, como lasleguminosas (porotos,garbanzos, etc.). Otras sonde vida libre, principalmenteacuáticas.

Procesos como la erosión, elsobrecultivo o el arrastre denitratos por lluvias retiranconstantemente nitrógenodel medio, disminuyendola cantidad disponible denitrógeno para las plantas.

Sabías que...



365


er s i t a r i o s


c. Asimilación

Los nitratos ingresan a las raíces y, dentro de las células, se reducen nuevamente a amonio, que se incorpora alos compuestos orgánicos. Este proceso, a diferencia del anterior, requiere de energía.

4.4.3 Ciclo del Fósforo

El fósforo es un elemento esencial de las moléculas biológicas, incluyendo al ATP, siendo además un componenteimportante de huesos y dientes.

Las reservas de fósforo en los ecosistemas son las rocas, donde se encuentra unido al oxígeno en forma de fosfato. Elciclo de fósforo es sedimentario, porque no entra en la atmósfera. Como las rocas están expuestas y se erosionan, elagua de las lluvias disuelve al fosfato, el cual es absorbido fácilmente por las raíces de las plantas y otros autótrofos,y se incorpora a moléculas biológicas como el ATP.

De los productores, el fósforo pasa a la red alimentaria. En todos los niveles se excreta el fosfato excesivo.

Los descomponedores regresan el fósforo restante en los cuerpos muertos al suelo y al agua en forma de fosfato.Aquí puede ser reabsorbido por los autótrofos o enlazarse con el sedimento y después reincorporarse a las rocas.

Animales terrestres

Fosfatos enla orina

Heces

Tejidosanimales

Descomponedores(bacterias yhongos)

Fosfatosen la orina

Conchas yesqueletos

Tejidosanimales y

heces

Descomponedores(bacterias y hongos)

Tejidos deplantas y

algas

Fosfatos ensolución, enconchas y enesqueletos

animales

Pérdidas osedimentosprofundos

Fosfatos perdidosen el agua por el

drenaje

Agua

Plantas

Ciclo del fósforo

Parte del fosfato disuelto en el agua dulce se lleva a los océanos. Aunque una gran parte de este fosfato termina en

los sedimentos del fondo, parte es absorbido por productores marinos y con el tiempo se incorpora en los cuerposde los invertebrados y los peces.



366

C P E C H


c a p í t u l o

10 4.4.4 Ciclo del Carbono

El ciclo del carbono involucra a dos procesos fundamentales, como la respiración y la fotosíntesis. Losorganismos autótrofos a través de la fotosíntesis fijan el CO

2 y lo transforman en carbohidratos; luego la planta

puede ser ingerida por un herbívoro, siendo los compuestos orgánicos degradados y resintetizados en nuevasmoléculas por el herbívoro. Posteriormente este animal puede servir de alimento a un carnívoro, ocurriendonuevamente la digestión y síntesis de nuevos compuestos orgánicos.

Durante su vida plantas y animales, a través de la respiración, liberan CO2 a la atmósfera como producto de

desecho, y una vez que mueren, la materia orgánica que los constituye, por acción de bacterias descomponedoras,es degradada hasta CO

2, liberándose este gas a la atmósfera.

Atmósfera

Biomasa vegetaly animal

Detritos/ materiaorgánicadel suelo

Fotosíntesis

AtmósferaCO2

CO2

Respiración

Biomasa

CO2

Respiración

Hojarasca

DescomposiciónMateriaorgánica

Animales

CO2

R e s p i r a c i ó n

5. Equilibrio ecológico

En una determinada comunidad cada especie tiene su propio nicho ecológico, lo que hace que las poblacionesque constituyen el ecosistema tiendan a permanecer en equilibrio, manteniéndose así relativamente constante

la relación numérica entre las especies que forman las diferentes poblaciones. Todo esto contribuye a que seresuelvan satisfactoriamente las necesidades de alimentación y espacio vital que requiere cada individuo. No obstante, estos equilibrios naturales pueden ser alterados por perturbaciones que no siempre son muyprofundas. Por ejemplo, si un año resulta más húmedo que lo habitual en una región árida, se estimula eldesarrollo de la vegetación, trayendo como consecuencia el aumento de la población de roedores, que provocaráun aumento de la población de aves de rapiña.

Si al año siguiente la pluviosidad es normal, los autótrofos disminuyen, ocasionando una merma en la poblaciónde roedores por falta de alimentos, lo mismo que ocurre con los consumidores secundarios. El ejemplo anteriordemuestra que el equilibrio ecológico es absolutamente dinámico, ya que está oscilando continuamente

dentro de ciertos límites.



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6. Influencia del hombre en el ecosistema

El hombre, al igual que cualquier especie, tiene un nicho ecológico en la comunidad de seres vivos a la cualpertenece. Es un consumidor de todos los órdenes, así como también puede ser consumido por algún depredador.

Sus restos, al morir, sirven de alimento a los microorganismos. Sin embargo, el hombre, además, tiene otrafunción ecológica derivada de su capacidad de razonar, permitiéndole actuar en forma voluntaria sobre losrecursos que el medio le ofrece (recursos naturales).

6.1 Recursos naturales

Los recursos naturales incluyen todos aquellos componentesque son útiles al hombre: agua, suelo, flora, fauna, sustanciasorgánicas e inorgánicas. En la medida que el hombre utiliceracionalmente estos recursos, constituirán una fuente de

bienestar para el mundo y sus habitantes. Los recursosnaturales pueden clasificarse en dos grupos: renovables y norenovables.

a. Recursos naturales renovables

Son todos aquellos cuya utilización no implica necesariamente su agotamiento, ya que tienen la facultad deconservar su capacidad productiva, siempre y cuando sean utilizados racionalmente. Tal es el caso del agua,suelo, bosques, praderas y vida silvestre.

• La Flora: Los vegetales son muy útiles para el ser humano, no solo para la alimentación sino que paramúltiples usos. Una de las formas en que el ser humano ha aprovechado este recurso es en la silvicultura,la cual tiene por finalidad mantener los bosques para una continua producción de bienes y servicios, porejemplo, madera para la fabricación de muebles o para la producción de celulosa (entre otros usos).

• La Fauna: La fauna, al igual que la flora, representa mucho más que recursos para nuestras necesidadesalimenticias o de abrigo. Por ejemplo, fauna útil para la agricultura, está representada por los “controladoresbiológicos”, que son especies enemigas naturales de otras especies que representan plagas o producendaños en los cultivos. Ejemplo de esta fauna son las aves rapaces, como la lechuza, algunos mamíferoscarnívoros como el Zorro Culpeo y variados tipos de insectos. También se considera a los polinizadorescomo fauna útil para la agricultura, como por ejemplo las aves, las abejas y las avispas.

b. Recursos naturales no renovables

Comprenden a las materias inorgánicas, razón por la cual carecen de capacidad reproductiva. De tal maneraque una explotación intensa trae necesariamente su exterminio, con las consiguientes consecuencias para elpaís y sus habitantes. Por lo tanto, la utilización de estos recursos debe ser más racional para no agotarlos enun tiempo breve.



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106.2 Impacto del ser humano sobre el ecosistema

La extinción de las especies es un fenómeno natural que se ha dadocontinuamente en el curso de la evolución, pero la intervención

humana, modificando y contaminando el hábitat natural, ha aceleradoeste proceso.

a. Impacto sobre el agua

El agua es imprescindible para la vida, sin embargo, está siendoconstantemente contaminada. Por ejemplo, en el océano abierto, losbarcos que surcan los mares tiran por la borda millones de contenedoresde plástico diariamente; tiras de plástico que sostienen a latas de bebidaso cerveza, material de empaque, entre otros, son arrastrados por el agua

y por el aire desde la tierra hacia los océanos, lugar donde se acumulan.El plástico es consumido por tortugas, gaviotas, delfines, focas yballenas, las cuales frecuentemente mueren después de consumirlas.

También ha servido como terreno para tirar desperdicios nucleares.Además debemos considerar la contaminación causada por el petróleo,a través de derrames de barcos petroleros, escurrimientos por manejosinadecuados en la tierra, filtraciones de pozos petroleros costeros yfiltraciones naturales.

Por último, la creciente demanda de peces para alimentar a una

población humana en crecimiento, junto a tecnologías de pesca máseficientes, ha resultado en la disminución de importantes grupos depeces. Las tierras húmedas (pantanos, manglares) y las fuentes deagua dulce, como ríos, lagos y lagunas, han sido utilizadas en formaindiscriminada, especialmente para el consumo humano o para laactividad agropecuaria e industrial.

El uso de compuestos químicos nitrogenados y fosfatados provenientesde detergentes, jabones y otros productos, puede provocar unfenómeno -especialmente en aguas de poca circulación, como bahías,estuarios cerrados o semicerrados, orillas de ríos- conocido comoeutroficación. Este fenómeno corresponde al sobreenriquecimiento

de las aguas, que provoca un explosivo crecimiento de algas y otrosorganismos con ciclos de vida cortos. La muerte de estos causa unincremento de bacterias y otros descomponedores, los cuales reducenla cantidad de oxígeno, agotando este recurso para la vida acuática.Como consecuencia final, toda la vida acuática perece.

b. Impacto sobre el aire

El aire limpio, o sea, sin contaminantes, está compuesto principalmentepor nitrógeno (78%) y por oxígeno (21%). El porcentaje restante de

gases lo constituye el dióxido de carbono, argón, y otros como el vapor de agua (0,01% a 0,038%).

La cantidad de agua del pla-neta corresponde aproxima-damente a 1.500.000.000 km3, de los cuales los océanosocupan el 75% de su super-ficie. El resto corresponde alagua dulce (ríos y lagos) queocupan 93.000 km3 (repre-senta el 0,006%).

Sabías que...



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En forma permanente hay liberación de gases contaminantes hacia la atmósfera, los que se mezclan y sedistribuyen por todo el planeta, no importando su lugar de emisión. Entre las principales fuentes contaminantesestán las industrias, los hogares, los automóviles, buses y otros medios de transporte, cuyas emisiones gaseosastienden a disminuir la concentración de ozono (O

3) de la estratósfera y a aumentar el de la troposfera (parte de

la atmósfera más cercana a la Tierra), donde es un gas contaminante y principal componente del smog urbano.

Entre los principales contaminantes de la atmósfera se encuentran:

• Dióxido de carbono (CO2): Constituye solo una pequeña fracción de la atmósfera de la Tierra,

aproximadamente 0,035%, pero en los últimos 100 años ha ido aumentando, principalmente comoconsecuencia del aumento en la combustión de combustibles fósiles. Los análisis recientes han mostradoque la destrucción de las selvas también contribuye al aumento de los niveles de CO

2 en la atmósfera. El CO

2

tiene una propiedad importante por lo que su acumulación es preocupante, ya que atrapa calor. Este gasactúa como el cristal en un invernadero, permitiendo que entre la energía en forma de luz solar, pero absorbey conserva esa energía una vez que se ha convertido en calor. Varios gases de invernadero comparten esta

propiedad, incluyendo al metano, los clorofluorocarbonos y el óxido nitroso.

Este gas, junto con otros gases, absorbe la radiación infrarroja, lo que provoca un aumento en la temperaturadel planeta (efecto invernadero). El CO

2 disminuye la formación natural del ozono (O

3) en la estratósfera y

aumenta su velocidad de formación artificial en la troposfera.

Energía solar

Solo parte del calor radiado desde la Tierraescapa al espacio

Acumulación de gasesde invernadero en laestratósfera

La mayor parte del calor es absorbido porgases de invernadero y radiado de regresoa la Tierra

Calor radiado desde la Tierra

Absorbida como calor

por la Tierra Tierra

Troposfera

Estratosfera

Efecto Invernadero

Muchos científicos creen que el efecto invernadero posiblemente cause un aumento de 1,5º a 4,5ºen la temperatura global promedio para finales del siguiente siglo. Otra consecuencia, preocupantede la tendencia de calentamiento es el cambio en la distribución global de la temperatura y de lasprecipitaciones. Sin embargo, a pesar del conocimiento mundial del efecto invernadero, los avances

son lentos debido a que los principales países emisores son renuentes a imponer restricciones queserían impopulares en sus territorios (como por ejemplo, restringir el uso del automóvil) y ademássufren presiones de particulares en contra de cambios tecnológicos rápidos.

Sabías que...



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10 • Metano (CH4) y monóxido de carbono (CO): Su origen es natural y humano. El CO disminuye lacapacidad de captar oxígeno, lo cual afecta, por ejemplo, las funciones cerebrales, pudiendo provocar lamuerte.

• Hidrocarburos halogenados: Son compuestos orgánicos cuya estructura contiene Cloro, Flúor o Bromo,siendo comúnmente denominados compuestos clorofluorocarbonados (CFC). Se originan solo de la actividad

humana, principalmente por el uso de aerosoles y refrigerantes. Son muy estables en la troposfera y tienenuna vida media muy larga. Los CFC son los responsables directos de la destrucción de la capa de ozono en laestratósfera.

• Dióxido de azufre (SO2) y plomo: Provienen, principalmente, de los automóviles y de la actividad

industrial. Sus efectos dañinos posibles son a nivel del sistema circulatorio, nervioso y reproductor.

• El óxido nitroso y dióxido de azufre: Son causantes de la lluvia ácida. Estos compuestos se relacionanprincipalmente con el uso de combustibles fósiles, como por ejemplo el petróleo, como fuente de energía.Cuando los óxidos de nitrógeno se combinan con el vapor de agua en la atmósfera, se convierten en ácidonítrico y el dióxido de azufre se convierte en ácido sulfúrico. Días después y a veces a miles de kilómetros

de la fuente, caen lo ácidos, ya sea disueltos en lluvia o como partículas secas microscópicas. Los ácidoscorroen los edificios, dañan los árboles y las cosechas y dejan a los lagos sin vida.

La lluvia ácida también puede matar a microorganismos descomponedores, con lo que se impide el regreso denutrientes al suelo. Las plantas, envenenadas y privadas de nutrientes, se debilitan y se hacen más vulnerablesa las infecciones y a los ataques de insectos.

Un ejemplo dramático del efecto de las lluvias ácidas en los seres vivos se presenta en Holanda, en dondelas aves canoras no se están reproduciendo bien, ponen huevos con cascarones delgados, en los cualesse desarrollan embriones con deformaciones en los huesos, evidencia de la deficiencia de calcio. Losinvestigadores han descubierto que estas aves obtienen la mayor parte de su calcio de los caracoles, cuyas

conchas son ricas en este mineral. Sin embargo, durante los últimos 20 años las poblaciones de caracoleshan desaparecido casi por completo, como resultado de la lluvia ácida. Por lo tanto, las aves canoras podríanser las próximas en desaparecer.

La capa de ozono se encuentra aproximadamente a 30 km de alturaen la atmósfera y su función es protegernos de los rayos ultravioletaprovenientes del sol, evitando que estos alcancen la superficie terrestre.Por lo tanto, su deterioro traería consecuencias nefastas para la vida. La

sobreexposición a los rayos ultravioletas sin ningún tipo de protección puedecausar mutaciones en el material genético, afectar al sistema inmune y provocarcáncer a la piel. En el caso de las plantas, disminuye su capacidad fotosintética.

Radiación ultravioleta Radiación ultravioleta

Ozonopresente

Ozonoausente



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c. Impacto sobre la vida silvestre

El hombre ha alterado el balance de las poblaciones naturales enciertas áreas con la introducción de nuevas y exóticas especies para

controlar pestes y depredadores.

El hombre, sin lugar a dudas, actúa de manera determinante en elequilibrio de la naturaleza. Sin embargo, esta acción muchas vecesmodifica negativamente el medio, ocasionando graves alteraciones alequilibrio natural, amenazando dramáticamente su propia existencia.

• Sobre la agricultura:

- Devastación de praderas y deforestación.

- Sobre-explotación de recursos naturales.

- Utilización de pesticidas no biodegradables (como por ejemplo,el DDT).

• Contaminación ambiental:

- Eliminación inadecuada de basuras.

- Eliminación de productos tóxicos por industrias, vehículos

motorizados y en la actividad doméstica, provocando con ellocontaminación atmosférica.

6.3 Conservación de los recursos

Para conservar los recursos renovables se requiere de un trabajoresponsable en todos los niveles de la sociedad. La población, engeneral, debe respetar los recursos utilizándolos en forma racionaly evitando contaminar el ambiente. Las empresas que explotanrecursos deben cumplir las normativas vigentes de conservación,

elaborando planes de manejo que no pongan en riesgo el ambiente nila disponibilidad de recursos, tanto en el presente como en el futuro.El Estado debe implementar políticas para la conservación de recursosy garantizar su aplicación.

En la actualidad Chile cuenta con un “Sistema Nacional de ÁreasSilvestres Protegidas del Estado (SNASPE)”, que consiste en protegery manejar estos ambientes naturales para conseguir los objetivos deprotección y conservación. Comprende a todas las áreas declaradasParques Nacionales, Reservas Nacionales, Monumentos Nacionales,entre otros, administradas por la Corporación Nacional Forestal

(CONAF), dependiente del Ministerio de Agricultura.

Estados de Conservación

Según la experienciainternacional, no es posiblefijar un número poblacionalque límite cada categoría deconservación ni tampoco unasuperficie mínima de hábitatpara decir que una especieestá en peligro de extinción ono. Se debe usar el criterio yconsenso de los especialistasen flora y fauna para fijar elestado de conservación decada especie.

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107. Biodiversidad

De acuerdo a la Ley de Bases Generales del Medio Ambiente: “la biodiversidad o diversidad biológica es la variabilidad entre los organismos vivos que forman parte de todos los ecosistemas terrestres y acuáticos.

Incluye la diversidad genética dentro de una misma especie, entre especies y entre ecosistemas”. Las especiesson las diferentes clases de vegetales, animales y microorganismos que pueblan la Tierra.

A través de miles de millones de años han aparecido nuevas especies, mientras que aquellas que no pudieronadaptarse a los continuos cambios de las condiciones ambientales se extinguieron.

En nuestro planeta, hay unos 30 millones de especies, pero hasta ahora la biodiversidad que se ha descritoy clasificado se estima en alrededor de 1.750.000 especies, aunque según algunos científicos es posible queexistan hasta 100 millones de especies sin identificar todavía. De la cifra conocida, la mayoría (750.000) soninsectos, 41.000 vertebrados y 250.000 plantas; el resto se compone de una compleja gama de invertebrados,hongos y microorganismos.

La mayoría de lasespecies se encuentrancerca del Ecuador,mientras que cerca de lospolos hay muchas menos.La diversidad de especiestiene su punto culminanteen las selvas tropicales yen los arrecifes de coral.Por ejemplo, en unahectárea de bosquetropical de América Latinapuede haber de 40 a 100 especies de árboles,mientras que en unahectárea de bosque en eleste de América del Nortesolo hay de 10 a 30 especies.

Actividades

1. Define el término biodiversidad.

2. ¿En qué sector de nuestro planeta existe una mayor biodiversidad de especies? Fundamente su respuesta.

7.1 Biodiversidad en Chile

En Chile la biodiversidad no se caracteriza por ser numerosa, pero sí por poseer un alto nivel de endemismo(propio del país) en comparación con otros países de clima similar (clima templado). La posición geográficaaislada del territorio nacional, la variedad de climas, el tamaño reducido del área continental y la historia delpoblamiento faunístico son las causas de esto.



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Pero además de las especies, los ecosistemas también poseen características endémicas. El 25% de lasecorregiones vegetacionales son endémicas, así como el 70% de las ecorregiones de ambientes dulce-acuáticas.

7.2 Peligros y amenazas de la biodiversidadLa extinción de especies es un proceso natural, pero con el inicio de la actividad agrícola hace 10 mil años, laexpansión de los asentamientos humanos y el desarrollo del comercio y la industria, esta aumentó notablemente.Hoy cada 30 minutos se extingue una especie en el mundo, lo que representa un constante agotamiento de lariqueza biológica del planeta. Algunos autores sugieren que para el año 2025 podrían desaparecer hasta la mitadde las especies actualmente existentes; pérdida que sería muy difícil de compensar, ya que se necesitan entre2.000 a 100.000 generaciones para que evolucione una nueva especie.

La mayor amenaza a la biodiversidad es la transformación, alteración y destrucción de ecosistemas naturalesproducto de los cambios en el uso del suelo, generalmente para cultivar la tierra. La deforestación para estosfines, especialmente de los bosques tropicales lluviosos, constituye una de las principales causas de pérdida

de biodiversidad. Estos bosques consumen gran parte del dióxido de carbono, uno de los principales gases deefecto invernadero y generador del calentamiento global. En los bosques tropicales lluviosos vive entre un 50% a 90% de las especies y su importancia radica no solo en su rica biodiversidad, sino también en la variedad deculturas humanas. Otro ecosistema muy delicado y con gran diversidad son los arrecifes de coral, los humedalesy pantanos, lugares de gran productividad biológica, usados por las aves acuáticas para la cría y la alimentacióny el descanso en sus emigraciones.

Otras graves amenazas son:

• Introducción o invasión de especies exóticas.• Sobreexplotación de especies con fines comerciales, con la consecuente destrucción de hábitat de plantas

y animales.• Contaminación del suelo, aire y agua.• Crecimiento demográco e incremento en el consumo de recursos, lo que implica alteración de ecosistemas

naturales y generación de desechos.• Cambios climáticos globales.

Se suman a estas causas la falta de un enfoque ecologista que dé cuenta de la complejidad e interdependenciade sus componentes; las deficientes políticas en la gestión y manejo de los recursos naturales; los efectos delcomercio internacional; los desequilibrios en la distribución del ingreso; las fallas en la asignación de los dere-chos de propiedad, etc.



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10

Actividades

Algunas causas de deterioro ambiental y su contribución relativa

Causas de deterioro ambiental Contribución relativa

Acción humana (incendio, deforestación) 22,8 %

Erosión por agua 19,3%

Aumento área urbana e industrial 16,7%

Alteración por químicos 15,8%

Otros 25,4%

Total de problemas ambientales identificados 1.288

Total de problemas relacionados con pérdida de suelo 144Fuente: Comisión nacional del medio ambiente (CONAMA)

En base a los datos entregados en la tabla anterior, desarrolla las siguientes preguntas:

1. Realiza una comparación en cuanto a orden de importancia, entre las diversas causas de deterioro ambiental.

2. Clasifica las diversas causas de deterioro ambiental natural y artificial. Explique además los efectos del deterioro

ambiental sobre la biodiversidad.

Pérdida de biodiversidad en Chile

En Chile las principales causas de pérdida de la biodiversidad son la extracciónde recursos naturales, los cambios en el uso del suelo y la contaminaciónurbana, industrial y agrícola. A lo largo de la historia estas presiones han llevado

a tener un pasivo ambiental, con signos de alteración del territorio a nivel nacional,regional y local. Las principales expresiones de estos deterioros acumulados son laerosión de los suelos, la disminución de los caudales y la sedimentación en algunosríos a niveles tales que no pueden cumplir con sus funciones ecológicas; las bajas en losdesembarques pesqueros; las pérdidas de hábitat, naturales, incluyendo bosque nativo;y la degradación del paisaje. Además, por su ubicación y características geográficas, Chilees particularmente vulnerable y directamente afectado por los fenómenos ambientalesglobales como la exposición a la luz ultravioleta debido al agotamiento de la capa deozono y a los fenómenos de inestabilidad climática provocados por la corriente “DelNiño” y por el cambio climático.



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Actividades

En base a la siguiente información, desarrolla algunas preguntas que a continuación se presentan.

Ejemplos de especies introducidas en Chile y sus efectos ecológicos

Especies introducidas Efectos sobre la flora y fauna

Mirlo Parasita los nidos de aves nativas

Liebre y conejoCompiten por alimentos con mamíferos nativos, sobrepastorean la vegetación,

constituyen nuevas presas para los depredadores nativos.

Rata Noruega (Guarén), Ratanegra (Pericote), Ratón (Laucha) Comen y ensucian granos almacenados para consumo humano y animal, depredansobre aves nativas y sus huevos, transmiten enfermedades al ser humano.

Visón Depreda sobre fauna nativa.

Jabalí Destruye la vegetación y consume huevos y crías de fauna nativa.

Ciervo, Gamo, Cabra silvestre Destruyen la vegetación nativa.

1. Indica las ventajas y desventajas que para nuestro país representa la introducción de especies exóticas.

2. Formula una hipótesis predictiva del efecto a futuro que podría tener en Chile la introducción de especies nativas.

7.3 Protección de los ecosistemas naturales

Proteger los ecosistemas es de vital importancia, dado los bienes y servicios que estos proporcionan. Entre lasfunciones naturales que estos desempeñan se encuentran: purificación del agua y el aire, control de la erosión,regeneración del suelo, protección de cuencas, regulación de la temperatura, absorción y reciclaje de nutrientesy desechos, polinización y dispersión de semillas vía insectos, aves y mamíferos, entre otros. Junto con esto,los ecosistemas satisfacen las necesidades humanas básicas y son esenciales para la supervivencia humana enel futuro, ya que estos proporcionan:

• Recursos para la agricultura, silvicultura, acuicultura y ganadería.

• Recursos medicinales y farmacéuticos.

• Materias primas para los procesos industriales de bienes y servicios (turismo).

• Valor recreativo, estético o científico.

Los bienes y servicios de los ecosistemas son la base de las economías nacionales, proporcionan empleo ygeneran bienestar social y ambiental. La reducción de la productividad de los ecosistemas tiene efectos directossobre las economías locales y puede tener elevados costos sociales y ambientales, afectando de modo másfuerte a los grupos más vulnerables.

La aparición de los organismos genéticamente modificados (OGMs) ha generado un importante debateinternacional sobre el tema de la bioseguridad y el impacto adverso que estos pueden tener en la salud humana



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10y en la diversidad de especies, particularmente en aquellas de importancia alimentaria y comercial en el aspectomundial. El debate gira en torno al establecimiento de mecanismos de precaución, para evitar riesgos derivadosde la comercialización de OGMs que puedan provocar un efecto de “contaminación” o “erosión” genética.

7.4 Estrategias de protección de la biodiversidad

Si bien nadie duda de la dependencia de los seres humanos de los ecosistemas, integrar las consideracionessobre su capacidad productiva en las decisiones relacionadas con el desarrollo es una tarea difícil, pues requiererevisar algunos aspectos básicos sobre la manera de medir y planificar el crecimiento económico.

La pobreza obliga a muchas personas a pasar por alto los límites naturales de los ecosistemas de los cualesdependen, aun cuando estén conscientes. Así, al mismo tiempo que crecen las demandas por los serviciosprestados por los ecosistemas, las actividades humanas disminuyen su capacidad para satisfacerlas en el futuro.

Las estrategias globales para proteger la biodiversidad apuntan a:

• Mantener los procesos ecológicos esenciales y los sistemas que sostienen la vida, de los que dependen lasactividades económicas y la supervivencia humana.

• Preservar la diversidad de especies y la diversidad genética.

• Asegurar que todo uso de especies y de ecosistemas sea sustentable.

Todo esto quedó establecido en la Estrategia Mundial de Conservación, desarrollada en 1980 y ampliada en 1991

por la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (IUCN en sus siglas en inglés), el Programade las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) y la Fundación Mundial para la Conservación dela Vida Silvestre (WWF en inglés). Junto con esto, existen también acuerdos internacionales relativos a labiodiversidad, las especies y los ecosistemas, que plantean medidas o estrategias de protección y resguardopara distintos fines. Chile ha firmado y ratificado los acuerdos más importantes en esta materia.

Por otro lado, el consenso internacional acerca de la necesidad de proteger las especies y sus hábitat ha llevadoa que distintos países planeen estrategias locales para alcanzar este objetivo. La manera más común de hacerloes a través de sistemas de parques, refugios, reservas, etc. En el mundo reciben esta protección alrededor de7 mil hectáreas (4.8% de la superficie terrestre) y 300 están designadas como Reservas de la Biosfera por laUNESCO.

La conservación de la biodiversidad tiene por objetivo establecer un nivel adecuado de protección para latotalidad de los ecosistemas relevantes del país.

La participación de la comunidad, la empresa privada y la administración pública, son fundamentales paradecidir en conjunto qué es lo que se quiere proteger y las razones para ello, y cooperar activamente para lograreste objetivo.



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Actividades

1. ¿Qué medidas se están tomando en nuestro planeta para evitar la reducción de la biodiversidad?

2. En Chile, ¿qué medidas se están tomando para conservar la biodiversidad?

3. ¿Qué medidas tú tomarías actualmente para contribuir a conservar la biodiversidad de nuestro país?

8. Principios básicos de conservación y manejo sustentable de recursosrenovables

8.1 Conservación

La conservación es una disciplina que busca conseguir el uso prudente y aprovechamiento de los recursosnaturales renovables de forma inteligente que permita la obtención del máximo beneficio que son capacesde lograr, pero asegurando su mantención e incremento a través del tiempo gracias a su capacidad deregeneración.

Esta disciplina no solo busca, enumera y describe los problemas ambientales, como por ejemplo, que el aire estámás contaminado, o que el70% del agua pura es desperdiciada en actividades industriales o agrícolas, tambiénla conservación influye en la toma de decisiones, tanto políticas como personales, en cómo aprovechar mejorla energía, respetar el derecho a la vida de todos los organismos que habitan el planeta y no atacarlos solo pordiversión.

Chile requiere desarrollar estrategias que le permitan aprovechar sus recursos naturales, que le den acceso acompetir en este mundo globalizado, que amplía el número de mercados acrecentando las oportunidades demejorar las condiciones sociales de su población, pero cuidándose de las amenazas de peligro que esto trae, poresta razón debe realizar esta explotación en el marco de una relación entre el humano y su medio, que asegureun desarrollo sustentable en el corto, mediano y largo plazo.

Desarrollo Sustentable

De acuerdo a la ley de Bases del Medio Ambiente N° 19.300, publicada en eldiario oficial del 9 de marzo de 1994, Artículo N° 2, letra g:

Desarrollo sustentable: Es el proceso de mejoramiento sostenido y equitativo dela calidad de vida de las personas, fundado en medidas apropiadas de conservación yprotección del medioambiente, de manera de no comprometer las expectativas de lasgeneraciones futuras. Para cumplir con las bases de la ley del medioambiente es necesario conocer el estadode conservación de las especies nativas, así como cuáles son las medidas de proteccióntomadas.



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10a. Categorías de estado conservación de las especies

• Extintas en su distribución natural: Se considera que una especie está extinta en su distribución natural,cuando no ha sido localizada en su hábitat a lo menos durante los pasados 50 años.

Ejemplo de especies en extinción son: el zarapito boreal, el sándalo de Juan Fernández del archipiélago delmismo nombre, el toromiro de la Isla de Pascua, el azulillo de la cuenca de Santiago, y el cactus de la costade la Región del Libertador Bernardo O’Higgins.

• En peligro: Son aquellas especies de las que existe un escaso número de ejemplares en la naturalezay cuya existencia está seriamente amenazada si los factores causales, naturales y humanos, continúanafectándolas. Se incluyen especies cuyas poblaciones se han reducido a un nivel crítico o cuyo hábitat hadisminuido tan drásticamente, que se hallan en riesgo inminente de extinción.

Como ejemplo de especie en peligro de la flora, se encuentra el belloto del Sur, que se distribuye en la VI,

VII y VIII región y la avellanita que redistribuye en la V región y Región Metropolitana.

Como ejemplo de especie en peligro de la fauna, se encuentra la chinchilla de cola corta, el huemul que seredistribuye desde VIII, X, XI y XII región, la nutria de río o huillín desde el río Cachapoal, antiguamente sedistribuía desde la VI Región hasta Magallanes, pero ha sido marginada a solo algunos ríos del sur de Chiley el sapo de rulo que habita en el altiplano de Chile.

• Vulnerables: Son aquellas especies que podrían pasar a la categoría de EN PELIGRO en el futuro próximo, si lascausales de su disminución continúan existiendo. Incluye a especies cuyas poblaciones están disminuyendopor sobreexplotación, destrucción intensiva del hábitat u otras alteraciones del medioambiente.

Como ejemplo de especie vulnerable de la flora, se encuentra la Palma chilena, que se distribuye desde la IVa VII y RM, el ciprés de la Cordillera que se distribuye desde la V a X y RM, la araucaria que se distribuyedesde la VIII a X Región y el Alerce de la X Región.

Como ejemplo de especie vulnerable de la fauna se encuentra la Vicuña, que habita principalmente laI Región; la vizcacha, que habita principalmente la I Región; el Puma, que habita la gran mayoría de lasunidades del Sistema Nacional de Áreas Silvestres

• Raras: Se refiere a especies que aparentemente siempre han sido escasas, que están en los últimos estadosde su extinción natural; o especies con distribución muy restringida, con pocas defensas y escaso poder deadaptación.

Como ejemplo de especie rara de la flora, se encuentra el Anisillo de distribución entre la II y III región; elArrayán de hoja roja, que se distribuye entre la IV y V; y el Radal enano, que se distribuye entre la VII a IXRegión.

Como ejemplo de especie rara de la fauna, se encuentra la perdiz copetona que habita desde Chile Chicoa la Región de Aysén, la perdiz austral que habita en Aysén y Magallanes, garza cuca que habita entreAntofagasta (Paposo) y Magallanes.

• Insuficientemente conocidas: Son especies que se suponen incluidas en alguna de las categoríasmencionadas anteriormente, pero cuyo estatus se definirá de acuerdo a futuras investigaciones.

• Fuera de peligro: Considera a especies que presentan un estado de conservación satisfactorio o a aquéllasque estuvieron en una de las categorías anteriores, pero que en la actualidad están relativamente segurasdebido a las efectivas medidas de conservación.



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b. Causas de la disminución de la Flora y Fauna de Chile

Entre las principales causas de la disminución de la flora y fauna autóctona, está el uso de suelos forestalespara la agricultura y ganadería, la destrucción del hábitat por medio de la disminución del bosque nativo, la

desecación de humedales para su habilitación como terrenos de agricultura y ganadería, la introducción deespecies foráneas que compiten sin control natural por alimento y espacio con las especies nativas, sin contarcon las enfermedades que traen a nuestros territorios, contra las cuales nuestra flora y fauna no tienen defensas.

También es importante mencionar como causas que disminuyen la flora y fauna, la expansión urbana, los incendiosforestales y la explotación indiscriminada por tala en el caso de los bosques y la caza y la captura de animales.

Las especies animales más afectadas son la chinchilla, la nutria, el guanaco, el zorro, el gato silvestre y loslobos marinos por sus pieles. El guanaco, el huemul, la vicuña, el pudú, la vizcacha por su carne. El guanaco,la vizcacha y la torcaza por caza deportiva. Estos solo son algunos ejemplos entre otros muchos, del porquénuestra flora y fauna está en permanente peligro, si no hacemos algo ahora.

c. Consecuencias de la disminución de flora y fauna

La flora y fauna cumple funciones irremplazables en la mantención del equilibrio del ecosistema.

Al disminuir y desaparecer la flora, los hábitat, naturales se deterioran, los suelos se erosionan, hasta llegara la desertificación, los cauces de agua se pierden o bien se producen inundaciones, el ciclo del agua se vecompletamente alterado, así como el oxígeno y el carbono, se pierden materias primas. La materia orgánicae inorgánica, al no haber descomponedores, no lleva a cabo sus ciclos, esto produce que los suelos seempobrezcan. Se modifican los suelos por falta de especies cavadoras.

Desde el punto de vista económico se perderían materias primas para la industria, la farmacología y la artesanía. También se perdería la influencia que tiene la flora y fauna nativa en la recreación, alimentación rural yecoturismo, entre otras actividades relacionadas con la economía del país.

d. Programas de protección y recuperación de la Flora y Fauna de Chile

La flora y fauna nativa de Chile presentan un deterioro grave, muchas de sus especies vegetales y animalesestán en peligro de extinción o extintas. Para enfrentar esta situación se han estructurado algunos programasde trabajo, tanto por el estado en la Corporación Nacional Forestal (CONAF) como asociaciones particularescomo el Comité Pro Defensa de la Flora y Fauna de Chile (CODEFF), que son los dos ejemplos que estudiaremos

con más detalle. CONAF tiene un programa de trabajo cuyas metas son desarrollar proyectos de investigación y manejo deespecies con problemas de conservación. Para cumplir estas metas se han dedicado a determinar las especies quepresentan problemas de conservación y establecer la situación actual de sus poblaciones, recabar antecedentesbiológicos y ecológicos de las especies junto con el establecimiento de sistemas de vigilancia y monitoreo de laspoblaciones, especialmente en las que se encuentran dentro de las Áreas Silvestres Protegidas.

También persigue establecer las causas directas e indirectas que originan los problemas de conservación, el lugardel que son originarias y el estado de conservación de las especies. Formar lugares con especies, poblaciones ycomunidades de flora y fauna de interés para ser incorporadas al Sistema Nacional de Áreas Silvestres Protegidas

del Estado (SNASPE), y lograr la reintroducción de especies en problemas en localidades dentro de su área dedistribución natural o bien en las Áreas Silvestres Protegidas.

Finalmente, su meta es elaborar un plan de manejo racional para el uso sostenido de cada especie una vez quelas poblaciones se hayan recuperado.



380

C P E C H


c a p í t u l o

10

Sistema Nacional de Áreas Silvestres Protegidas del Estado (SNASPE): Es un conjuntode ambientes naturales, terrestres o acuáticos, que el Estado protege y maneja para lograr suconservación. El sistema está compuesto por Parques Nacionales, Reservas Nacionales yMonumentos Naturales.

Parque Nacional: Es un área generalmente extensa, donde existen diversos ambientes únicoso representativos de la diversidad ecológica natural del país, no alterados significativamente porla acción humana, capaces de autoperpetuarse. En los parques nacionales las especies de floray fauna, y las formaciones geológicas, son de especial interés educativo, científico o recreativo.

Reserva Nacional: Es un área cuyos recursos naturales es necesario conservar y utilizar conespecial cuidado, por ser susceptibles de sufrir degradación o por su importancia en el resguardodel bienestar de la comunidad.

Monumento Natural: Es un área generalmente reducida, caracterizada por la presencia deespecies nativas de flora y fauna o por la existencia de sitios geológicos relevantes desde el puntode vista escénico, cultural educativo o científico.

Sabías que...

CODEF impulsó en 1997 la Red de Áreas Protegidas Privadas (RAPP) en nuestro país, entidad que reúne amás de 100 miembros, que corresponden a particulares, fundaciones, ONG, inmobiliarias, universidades

y otros organismos del sector privado, a lo largo del país, quienes realizan actividades de conservación enáreas silvestres de dominio privado, logrando hoy en día contar con 133 áreas silvestres y 386.571,5 ha bajoprotección. Además esta iniciativa promueve el intercambio de experiencias y de información, capacitación yacceso a la asistencia técnica y legal. Con el principal objetivo que sus miembros cuenten con Planes de Manejopara áreas protegidas, protejan legalmente sus predios y obtengan incentivos que fortalezcan, estimulen yfomenten la conservación de áreas silvestres.

CODEFF da apoyo técnico para la planificación de áreas silvestres protegidas, líneas base de flora y fauna, planesde manejo, monitoreo, educación, ecoturismo, manejo sustentable de bosque, entre otros.

Entre los muchos ejemplos de su actividad, solo mencionaremos entre las áreas protegidas de CODEFF, la reserva

Río Claro de la Región de Aysén, ésta es un área Silvestre Protegida de 500 has, manejadas conjuntamente conla Corporación Nacional Forestal, CONAF. Fue adquirida por CODEFF, en 1991, con fondos de la SociedadZoológica de Frankfurt. Está ubicada en la Región de Aisén del General Carlos Ibáñez del Campo, Provincia yComuna de Coyhaique. Distante a 16 km. de la ciudad de Coyhaique, en dirección sur-oeste, colinda con elParque Nacional Río Simpson, perteneciente al Sistema Nacional de Areas Silvestres Protegidas del Estado,SNASPE. Su importancia se relaciona con la protección y conservación del hábitat de huemules, bosque nativomixto coigüe-lenga y numerosas especies en peligro de extinción.

CODEFF también participa de un plan para la Conservación del Huemul del Sur, elaborado por CONAF y CODEFF,que se lleva acabo gracias a la cooperación de muchas personas e instituciones, su finalidad es establecercorredores biológicos y zonas de amortiguamiento para permitir la intercomunicación entre sectores de vida

silvestre separados físicamente, estos puntos serian el sector de Nevados de Chillán y Laguna de La Laja, demás de 500.000 ha.



381


er s i t a r i o s


Como último ejemplo de la actividad de CODEFF, mencionaremos su Centro de Rehabilitación de FaunaSilvestre, CRFS, que fue creado en 1992, para tener un lugar físico en donde albergar y rehabilitar animalessilvestres heridos, entregados o decomisados por las autoridades pertinentes según la ley de caza, para luegoliberarlos en su hábitat natural. Se ubica en el Sector del Cajón del Maipo, alrededor de 30 km. de Santiago,

anualmente atiende un promedio de 100 individuos, entre ellos loros, zorros, felinos, pudúes, quiques, culebrasy otros reptiles. Una vez lograda su rehabilitación, es decir, que están aptos para volver a sus ambientes, semantienen en jaulas de preliberación y finalmente son liberados en áreas silvestres protegidas, en coordinacióncon SAG y CONAF.

En conjunto, los Parques y Reservas Nacionales más los MonumentosNaturales representan una superficie de 14.123.571 hectáreas, lo que equivaleal 19% del territorio nacional (continental e insular).

Categoría de manejo N°

unidades

SUPERFICIE

(ha)PARQUES NACIONALES 31 8.718.260

RESERVAS NACIONALES 48 5.389.432

MONUMENTOS NATURALES 15 17.879

TOTAL SISTEMA 94 14.125.271

8.2 Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental (SEIA). Partes constituyentes del SEIA

a. Nociones de Evaluación de Impacto Ambiental

La presente información está basada en el Manual de Evaluación de Impacto Ambiental, CONAMA, 1994.

La protección ambiental, está enfocada a un desarrollo sustentable, que promueve la conservación de recursosnaturales como la tierra, el agua y los recursos genéticos, pero a la vez, su uso técnicamente apropiado,económicamente viable y socialmente aceptable, que permita satisfacer las necesidades crecientes de lapoblación y lograr el desarrollo requerido de un país.

Si bien es cierto parece ser que el crecimiento económico y la protección del ambiente son antagónicos, conbuenos planes de manejo ambiental y leyes que los limiten pueden ser aspectos complementarios. De fracasaresta complementariedad los efectos adversos pueden ser desastrosos, pero si se logra un justo equilibrio y si las

políticas e instituciones son eficaces los efectos adversos se pueden reducir en forma pronunciada, y conseguirun aumento de los ingresos proporcional a los recursos que se requieren para una mejor protección ambiental.

Por esto es tan importante la evaluación de impacto ambiental, puesto que constituye una de las herramientasde protección ambiental, apoyada por una institucionalidad acorde a las necesidades de los distintos países,fortalece la toma de decisiones a nivel de políticas, planes, programas y proyectos.

b. Marco conceptual del proceso de evaluación de impacto ambiental

La evaluación de impacto ambiental, se entiende como un proceso de análisis que anticipa los futuros

impactos ambientales negativos y positivos de acciones humanas permitiendo seleccionar las alternativas que,cumpliendo con los objetivos propuestos, maximicen los beneficios y disminuyan los impactos no deseados.



382

C P E C H


c a p í t u l o

10Esta evaluación puede ser llevada a cabo no tan solo para proyectos de grandes inversiones, tales comoembalses, carreteras y plantas de energía, sino que también a actividades de desarrollo que involucren planesy programas de ordenamiento territorial, políticas y alternativas de acción. También es necesario evaluar losimpactos de las acciones de desarrollo de mayor nivel, como es el caso de planes, programas y políticas.

c. Características del proceso de evaluación de impacto ambiental en el marco de la toma dedecisiones

Un proceso de evaluación de impacto ambiental debe ser diseñado para compatibilizar la protección ambientaly la ejecución de actividades humanas con el propósito de no deteriorar la calidad de vida de la población,permitir un uso sostenido de los recursos naturales y, al mismo tiempo, no constituir un impedimento o trabade acciones que contribuyan al desarrollo de un país.

Obviamente dicho proceso debe estar sustentado por una ley y/o reglamento jurídico. El reglamento jurídico

debe establecer procedimientos administrativos únicos que establezcan las formas de llevar a cabo el proceso,los roles y responsabilidades institucionales involucradas, la coordinación de actividades, los plazos límitespara llevarlo a cabo y las formas de participación ciudadana, entre otras.

De tal forma un proceso de evaluación de impacto ambiental debe incluir una serie de características que 1ohacen intrínsecamente una herramienta objetiva, eficaz e integral, en cuanto a lograr un análisis interdisciplinariode una acción determinada.

Entre estas características debemos mencionar que debe permitir establecer un conocimiento técnico-científico amplio e integrado de los impactos e incidencias ambientales de acciones humanas; debe identificaranticipadamente los efectos ambientales negativos y positivos de acciones humanas y diseñar en forma

oportuna acciones que minimicen los efectos ambientales negativos y que maximicen los efectos positivos;debe permitir a la autoridad tomar decisiones de aprobación, rechazo o rectificación con pleno conocimiento delos efectos negativos y positivos que implica una acción humana; debe permitir a la autoridad ejercer un debidocontrol sobre la dimensión ambiental de las acciones, a fin de garantizar que ellas no perjudiquen el bienestary salud de la población y finalmente lograr la participación coordinada de los distintos actores involucrados.

d. Ventajas del proceso de evaluación de impacto ambiental

Las ventajas de realizar un proceso de impacto ambiental, y que lo concibe como un instrumento apropiado paralograr una adecuada protección ambiental, son permitir la previsión de los impactos negativos y positivos de

una acción sobre la población y el medioambiente, permitir el conocimiento o entendimiento de los principalesacción humana para lograr una comprensión profunda y extensa en una determinada localización, permite laracionalización de la toma de decisiones, ya que se orienta a la definición de un curso de acción futuro pararesolver problemas, satisfacer necesidades y aprovechar oportunidades de un determinado sistema territorial;permite la coordinación adecuada, puesto que conocer los impactos ambientales de una acción permite unainteracción multidisciplinaria que requiere de una coordinación intersectorial para abordarlos desde un puntode vista global; permite la eficiencia del uso de los recursos públicos y privados, por cuanto se analizan lasalternativas de acción que evitan o disminuyan impactos en el medio ambiente, reduciendo la necesidad dedestinar recursos en acciones correctivas posteriores y permite la participación ciudadana y búsqueda deconsenso ya que a través de su incorporación en un proceso de evaluación de impacto ambiental la comunidadse interioriza sobre los impactos, tanto ambientales como socioeconómicos y culturales, de una determinada

acción, evitando los de carácter negativos sobre su entorno inmediato y conflictos posteriores.



383


er s i t a r i o s


e. Acciones que requieren de un Estudio de Impacto Ambiental

En general, requieren un estudio de impacto ambiental, actividades o proyectos que por su tamaño, localización,proceso productivo, emisiones al aire, agua y suelo, incidencia sobre los recursos naturales, efectos ambientales

entre otros, pueden causar impactos en el bienestar de la población humana o en su entorno, o que afecten losrecursos naturales y el funcionamiento de los ecosistemas.

Ejemplos de algunas de las actividades o proyectos recurrentemente evaluados son:

La agricultura,con sus planes de ordenación rural; proyectos de regadío agrícola; actividades forestales, incluidasforestaciones, reforestaciones y explotaciones; actividades de producción animal aves, cerdos, bovinos, etc;recuperación de tierras del mar; etc.

La industria extractiva, con sus perforaciones en profundidad, geotérmicos, para el almacenamiento deresiduos nucleares y para abastecimiento de agua; extracción e instalaciones para procesamiento de turba,

carbón, petróleo, gas, minerales metálicos y no metálicos, fábricas de cemento; etc.

La industria energética, con sus instalaciones industriales para la producción y transporte de energía eléctrica,instalaciones para almacenar combustibles; aglomeración industrial de carbón; enriquecimiento y reelaboraciónde combustibles residuos radioactivos; etc.



384

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c a p í t u l o

10

1. Abiótico: Corresponde al factor ecológico que representa el entorno inerte en el que se desenvuelvenlos organismos vivos.

2. Amplificación biológica: Proceso mediante el cual las sustancias tóxicas se acumulan enconcentraciones cada vez más altas en los niveles tróficos superiores en una cadena alimenticia.

3. Biótico: Corresponde a los componentes vivos como seres humanos, animales y plantas.

4. Biodiversidad: Variedad de especies presentes en un ecosistema determinado con sus característicasgenéticas.

5. Cadena alimentaria: Paso de energía de un organismo a otro que ocurre a lo largo de una secuencialineal alimentaria o trófica, es decir, una secuencia de organismos relacionados unos con otros comopresa y depredador.

6. Ciclo biogeoquímico: Movimientos de materiales a través de reacciones químicas en toda la biosfera.

7. Comunidad: Conjunto de poblaciones de plantas, animales y microbios que se interrelacionanocupando un mismo tiempo y lugar.

8. Ecosistema: Relación entre el medio abiótico y biótico.

9. Equilibrio ecológico: Mantención relativamente constante de la relación numérica entre las especiesque forman las diferentes poblaciones, en una determinada comunidad donde cada especie tiene supropio nicho ecológico.

10. Fotosíntesis: Es el proceso por el cual los vegetales, utilizando la energía de la luz del sol, lleva a cabouna serie de reacciones químicas por las cuales se transforman el CO

2 en azucares simples y además

libera O2 a partir de CO

2 y agua.

11. Población: Grupo de organismos de la misma especie que potencialmente pueden interactuar yentrecruzarse, además viven en un mismo tiempo y lugar. Una población esta reproductivamenteaislada de otros grupos semejantes.

12. Trama alimentaria: Corresponde a la interconexión de varias cadenas alimentarias cuya complejidad varía entre diferentes ecosistemas y dentro de ellos.




385


er s i t a r i o s


O d o n

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O r g a n

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386

C P E C H


c a p í t u l o

10

EJERCICIOS


1. A altas intensidades luminosas la tasafotosintética aumenta, al incrementarse latemperatura. Sin embargo, en plantas de climastemplados, 35°C es una temperatura límitea partir de la cual la fotosíntesis podría estardescompensada. Este hecho usted lo puedeexplicar porque

I) una temperatura superior a los 35ºCfavorece la apertura de los estomas yaumenta la tasa fotosintética más de lonecesario.

II) la intensidad luminosa no sigueaumentando después de los 35ºC, por loque no hay suficiente energía luminosa.

III) a temperaturas superiores a 35ºC laactividad enzimática disminuye y con ello elrendimiento fotosintético.

Es (son) correctas(s)

A) solo I.B) solo II.C) solo III.D) solo I y II.E) solo II y III.

Correcta: C.

Habilidad: Aplicación.

Defensa: El alza de temperatura provoca que las enzimas

que participan de la fotosíntesis en un principio aumenten su

función, pero al seguir aumentando la temperatura por sobre

los 35 ºC en adelante estas disminuyen su función. También se

produce el cierre de los estomas para evitar la pérdida de agua

por transpiración a través de ellos, por lo que también hay

poco CO2 disponible para continuar la fotosíntesis.

2. Equilibrio ecológico puede entenderse por

A) la igualdad del número de predadores ypresas.

B) el balance entre las necesidades de lacomunidad y las ofertas del medio.

C) la constancia de la biomasa en el tiempo.D) la constancia del número de individuos en

el ecosistema.E) la constancia en la relación entre autótrofos

y heterótrofos.

Correcta: B.


Defensa: Si existe balance entre las necesidades y ofertas del

medio significa que los distintos organismos del medio están

en equilibrio.

3. La eutroficación es un fenómeno que se

caracteriza por

I) ser provocado por compuestoscontaminantes ricos en nitrógenos yfosfatos.

II) producirse en aguas de poca circulación,como bahías, lagos, etc.

III) producirse por reducción de O2, agotando

este recurso para la vida acuática.

Es (son) correctas(s)

A) solo I.B) solo I y II.C) solo I y III.D) solo II y III.E) solo I, II y III.

Correcta: E.


Defensa: La eutroficación corresponde al sobreenriquecimiento

de las aguas, producido por un explosivo crecimiento de algas

y otros organismos con ciclos de vida cortos. La muerte de estos

causa un incremento de bacterias y otros descomponedores, los

cuales reducen la cantidad de oxígeno, agotando este recurso

para la vida acuática. Como consecuencia final, toda la vida

acuática perece.



387


er s i t a r i o s


EJERCICIOS

4. ¿Cuál(es) de los siguientes factores afecta(n) labiodiversidad de nuestro país?

I) Extracción inadecuada de recursosnaturales.

II) Uso del suelo.III) Contaminación agrícola.

A) Solo I

B) Solo IIC) Solo IIID) Solo I y IIIE) I, II y III

Correcta: D


Defensa: Los principales factores que afectan la biodiversidad

de nuestro país son la extracción inadecuada de recursos na-

turales, la contaminación urbana, industrial y agrícola, entre

otros.

5. Respecto del ecosistema, es correcto afirmar que

I) su estructura está determinada por factoresbióticos y abióticos.

II) las transferencias energéticas siguen lasleyes de la termodinámica.

III) la energía que ingresa circula en formacíclica.

A) Solo lB) Solo lllC) Solo l y llD) Solo ll y lllE) l, ll y lll

Correcta: C.


Defensa: La estructura de un ecosistema está determinada

por factores bióticos (seres vivos) y factores abióticos (factores

físicos del medio ambiente) y las transferencias siguen la 1ª y

2ª ley de la termodinámica. Mientras que la energía tiene un flujo lineal y NO cíclico, la energía una vez que pasa por un

nivel trófico no vuelve atrás, a menos que iniciemos una nueva

transferencia a partir de los productores.


1. El nitrógeno es absorbido por las raíces de lasplantas principalmente en forma de

A) nitrato.B) nitrito.C) nitrógeno orgánico.D) amoníaco.

E) nitrógeno inorgánico.

2. En relación al flujo de energía a través delecosistema, es FALSO afirmar que

A) decrece sucesivamente a medida quedesciende la pirámide.

B) el productor solo traspasará al herbívoroun mínimo de energía.

C) al carnívoro solo le es concedida por elherbívoro una parte de la energía.

D) parte de la energía se libera en forma decalor.

E) crece sucesivamente a medida quedesciende la pirámide.



388

C P E C H


c a p í t u l o

10

EJERCICIOS

3. Está muy bien establecido que ciertos tiposde algas parduzcas (organismo fotosintético)llamadas “zooxantelas” pueden vivir dentro delcuerpo de algunos tipos de corales (animales).Las algas viven en la cubierta del tubo digestivode cada uno de los pólipos del coral.

Durante el día, el alga lleva a cabo fotosíntesis,como cualquier otra planta. Mientras tanto,

el pólipo utiliza el O2 liberado por las algasy los azúcares que se han producido en lafotosíntesis, proceso conocido como respiracióna partir del cual se genera energía y se libera CO

2.

Las algas usan CO2 y liberan oxígeno durante la

fotosíntesis. Considerando esta información,usted puede afirmar que

I) los pólipos de coral liberan la energíaque utilizan las algas parduzcas en sufotosíntesis.

II) los pólipos de coral liberan el dióxido decarbono utilizado por las algas parduscasen su fotosíntesis.

III) los pólipos de coral y las algas forman unsistema de intercambio de energía quefavorece a ambos.



C) solo III.D) solo I y II.E) solo II y III.

4. Las asociaciones naturales de los organismos vivos cumplen con

A) una necesidad benéfica para susupervivencia.

B) una función adaptativa hacia el medioexistente.

C) una necesidad de potenciar sus recursosnaturales.

D) una necesidad evolutiva.E) una forma de relacionarse colaborando conel equilibrio ecológico.

5. La comunidad de lagunas subterráneas secaracteriza por presentar solo organismosconsumidores y desintegradores. Dichacomunidad es dependiente, entonces, de

A) los organismos productores subterráneos.

B) la cadena de organismos consumidores dela comunidad.

C) la materia orgánica proveniente del medioexterior.

D) los organismos desintegradores de lacomunidad.

E) los factores abióticos del ecosistema delagunas subterráneas.


1 A R e c o n o c i m i e n t o


3 E A p l i c a c i ó n






• Biología Molecular de la Celula. 3era Edición Albert B., Bray D., Raff M., Lewis J., Robert K., Watson J.Editorial Barcelona Omega- 1994.

• Biología. 5º edición Curtis H., Barnes N. Editorial Médica Panamericana- 2001

• Actualizaciones en Biología. 10a edición Castro R., Handil M., Rivolta G. Editorial Universitaria de BuenosAires- 1991

• Biología Celular y Molecular. 12a edición De Robertis y De Robertis. Editorial El Ateneo- 1998

• Biología de las Plantas Raven. Hevert. Eichhorn. Editorial Reverté- 1992

• Biology, Concepts and Applications. 3a edición Starr C. Editorial Wadsworth -1996

• Tratado de Fisiología médica. 6a edición A.G. Guyton

• Fisiología Humana. 6a edición A.J. Vander

• Biología. 5a edición 1993 Curtis H., Barnes N. S. Editorial Médica Panamericana. 1993

• Biology, concepts and applications. 3a edición 1996. Starr C.

• Claves para la Vida, La Salud. 1a edición Barsa International Publishers, Inc., 1999

• Tomo IV: Sistema Endocrino y Enfermedades Metabólicas. Reimpresión. Netter F.

• Colección Ciba de ilustraciones Médicas; Atlas de enfermedades infecciosas. 1ª edición. J. Neugebaner

• Principios de Anatomía y Fisiología. 9a Edición. G. Tortora - 2002.

• Contribuciones Científicas y Tecnológicas Editada por el Departamento de Investigaciones Científicas y

Tecnológicas, Universidad de Santiago de Chile, año XXIX. Agosto 2001 Nº 128

• Zoología. 6a Edición. Cockrum Mc Cauley

• Biología “La Vida en la Tierra” 6a edición - 2003. T. Audesirk y G. Audesirk. Editorial Pearson Educación.

BIBLIOGRAFÍA GENERAL

Biologia Plan Comun 2014 psu

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