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Tejidos, órganos y sistemas de órganos. Sistema nervioso y endocrino
Si fuéramos organismos unicelulares y viviéramos en un lugar rico en nutrientes, mantenernos con
vida sería bastante sencillo. Por ejemplo, si fuéramos una ameba que vive en un estanque,
podríamos absorber nutrientes directamente del entorno. El oxígeno necesario para el metabolismo
podría difundir a través de la membrana celular y el dióxido de carbono y otros desechos podrían
difundir hacia el exterior. Cuando llegara el momento de reproducirnos, simplemente nos
dividiríamos en dos.
Sin embargo, no somos una ameba y las cosas no son tan simples para los grandes organismos
multicelulares como los seres humanos. El cuerpo de un organismo complejo tiene niveles de
organización que se construyen unos sobre otros. Las células constituyen tejidos, los tejidos
constituyen órganos y los órganos constituyen sistemas de órganos.
Nuestro complejo cuerpo tiene miles de millones de células y la mayoría de estas células no están
en contacto directo con el ambiente externo. Una célula en las profundidades del cuerpo no puede
obtener los nutrientes y el oxígeno que necesita directamente del ambiente. ¿Cómo es entonces que
el cuerpo alimenta a sus células y se mantiene a sí mismo en funcionamiento?
En lugar de intercambiar sustancias, como nutrientes y desechos, directamente con el ambiente
externo, la mayoría de las células en grandes organismos multicelulares están rodeadas por un
ambiente interno de líquido extracelular (líquido fuera de las células). Las células obtienen oxígeno
y nutrientes del líquido extracelular y liberan productos de desecho en él.
Los seres humanos y otros organismos complejos tienen sistemas especializados que cuidan el
ambiente interno, lo mantienen constante y satisfacen las necesidades de las células. Distintos
sistemas del cuerpo realizan funciones diferentes. Por ejemplo, nuestro sistema digestivo es
responsable de tomar y procesar los alimentos, mientras que el sistema respiratorio (que trabaja con
el sistema circulatorio) es responsable de tomar oxígeno y eliminar dióxido de carbono. Los
sistemas musculares y esqueléticos son cruciales para el movimiento, el sistema reproductor se
encarga de la reproducción y el sistema excretor elimina desechos metabólicos. Debido a su
especialización, estos diferentes sistemas dependen mucho unos de otros. Las células que componen
los sistemas digestivo, muscular, esquelético, reproductivo y excretor necesitan todas del oxígeno
del sistema respiratorio para funcionar y las células del sistema respiratorio (como todos los otros
sistemas) necesitan de nutrientes y deben deshacerse a su vez de desechos metabólicos.
La función de un sistema de órganos depende de la actividad integrada de sus órganos. Todos los
sistemas del cuerpo trabajan juntos para mantener el organismo funcionando óptimamente.
Tejidos
Concepto de tejido
En biología se llama tejido a una estructura
constituida por un conjunto organizado de células
diferenciadas, ordenadas regularmente, que
realizan un trabajo fisiológico coordinado.
Las células que conforman un determinado tejido
pueden y suelen ser diferentes en cuanto a sus
características morfológicas, como aspecto y
tamaño, y en cuanto a su función específica; sin
embargo, lo que caracteriza a un tejido es que cada
uno de los tipos de células que lo componen
desempeña un papel indispensable para que aquel,
en conjunto, pueda realizar su propia función.
Esta estructura forma un nivel de organización
biológica superior al celular, ya que las células que
lo constituyen desempeñan una función concreta
que han adquirido por diferenciación celular. Su
aparición está relacionada con la evolución y la
adquisición de la pluricelularidad por parte de los
organismos más complejos, como son las plantas
vasculares, y los animales.
Tanto animales como vegetales han desarrollado
a través de la evolución sus tejidos de manera
independiente, de forma que poseen tejidos
organizados de diferente forma para realizar las
mismas funciones. La aparición de los tejidos
posibilita el desarrollo de los organismos complejos
por el aumento del tamaño de sus células y su
especialización en funciones diversas.
La ciencia que estudia los tejidos se llama
Histología.
Existe más de un centenar de tejidos diferentes
en los animales y algunas decenas en los vegetales,
pero la inmensa mayoría son sólo variedades de
unos pocos tipos fundamentales.
Los tejidos de los animales se dividen en cuatro
grandes tipos generales: epitelial, conectivo,
muscular y nervioso. Los dos primeros son poco
especializados, a diferencia de los segundos que se
caracterizan por su gran especialización. Cabe
señalar que estos cuatro tipos de tejidos están
interrelacionados entre sí, formando los diversos
órganos y sistemas de los individuos.
Tejido epitelial:
Las células de este tejido forman capas
continuas, casi sin sustancias intercelulares. Se
encuentra formando la epidermis, las vías que
conectan con el exterior (tractos digestivo,
respiratorio y urogenital), la capa interna de los
vasos linfáticos y sanguíneos (arterias, venas y
capilares) y las cavidades internas del organismo.
Las células del tejido epitelial tienen formas
plana, prismáticas y poliédricas, de dimensiones
variables. Casi todos los epitelios contactan con
el tejido conjuntivo. Las funciones del tejido
epitelial entre otras son: revestimiento externo
(piel), revestimiento interno (epitelio
respiratorio, del intestino, etc.), protección
(barrera mecánica contra gérmenes y traumas),
absorción (epitelio intestinal) y secreción
(epitelio de las diversas glándulas)
Tejido conjuntivo:
Es un tejido que se caracteriza por presentar
células de formas variadas, que sintetizan un
material que las separa entre sí. Este material
extracelular está formado por fibras conjuntivas
(colágeno, elásticas y reticulares) y por una
matriz traslúcida de diferente viscosidad llamada
sustancia fundamental. Las diferentes
características de esta sustancia fundamental del
tejido conjuntivo dan lugar a otros tejidos: tejido
conectivo (o conjuntivo propiamente dicho),
tejido adiposo, tejido cartilaginoso, tejido óseo y
tejido sanguíneo.
- Tejido conectivo: se distribuye ampliamente
por todo el organismo, ubicándose debajo de
la epidermis (dermis), en las submucosas y
rellenando los espacios vacíos que hay entre
los órganos. Cumple funciones de protección,
de sostén, de defensa, de nutrición y
reparación.
- Tejido adiposo: sus células se denominan
adipocitos y están especializadas para
acumular grasa como triglicéridos. Carecen de
sustancia fundamental. Los adipocitos se
acumulan en la capa subcutánea de la piel y
actúan como aislantes del frío y del calor.
Cumplen funciones estructurales, de reserva y
de protección contra traumas.
- Tejido cartilaginoso: formado por células
(condrocitos) que se distribuyen en las
superficies de las articulaciones, en las vías
respiratorias (cartílagos nasales, laringe) y en
los cartílagos de las costillas. Los condrocitos
tienen forma variable y están separados por
abundante sustancia fundamental muy
viscosa, flexible y resistente. La función del
tejido cartilaginoso es de soporte y sostén.
- Tejido óseo: formado por osteocitos de forma
aplanada, rodeados de una sustancia
fundamental calcificada, constituida por sales
de calcio y de fósforo que imposibilitan la
difusión de nutrientes hacia las células óseas.
Por lo tanto, los osteocitos se nutren a través
de canalículos rodeados por la sustancia
fundamental, que adopta forma de laminillas
de fibras colágenas. El tejido óseo es muy
rígido y resistente, siendo su principal función
la protección de órganos vitales (cráneo y
tórax). También brinda apoyo a la
musculatura y aloja y protege a la médula
ósea, presente en los huesos largos del
esqueleto (fémur, tibia, radio, etc.).
- Tejido sanguíneo: formado por los glóbulos
rojos (eritrocitos), los glóbulos blancos
(leucocitos), las plaquetas y por una sustancia
líquida llamada plasma. La sangre permite
que el organismo animal mantenga el
equilibrio fisiológico (homeostasis),
fundamental para los procesos vitales. Sus
funciones son proteger al organismo y el
transporte hacia todas las células de
nutrientes, oxígeno, dióxido de carbono,
hormonas, enzimas, vitaminas y productos de
desecho.
Tejido muscular:
- Está formado por células muy largas,
compuestas por estructuras contráctiles llamadas
miofibrillas. Las células del tejido muscular se
denominan fibras musculares, y las miofibrillas
que contienen aseguran los movimientos del
cuerpo. Las miofibrillas están compuestas por
miofilamentos proteicos de actina y miosina. Los
miofilamentos son responsables de la
contracción muscular cuando existen estímulos
eléctricos o químicos. El tejido muscular tiene
por función mantener la actitud postural y la
estabilidad del cuerpo. Junto con los huesos
controla el equilibrio del cuerpo. Los músculos
también intervienen en las manifestaciones
faciales (mímica) que permiten expresar los
diferentes estímulos que provienen del medio
ambiente. Además, protegen a los órganos
internos (vísceras), producen calor debido a la
importante irrigación sanguínea que tienen y le
dan forma al cuerpo.
De acuerdo a la forma y al tipo de contracción,
los músculos pueden ser esqueléticos, cardíacos
y lisos.
- Músculo estriado esquelético: Las fibras
musculares son alargadas, poseen numerosos
núcleos y bandas transversales que le dan un
aspecto estriado. Tienen la facultad de
contraerse de manera rápida y precisa en forma
voluntaria.
- Músculo estriado cardíaco: es similar a la
fibra muscular esquelética, con aspecto
alargado y estriaciones transversales, pero
contiene un o dos núcleos centrales. El músculo
cardíaco tiene una contracción involuntaria y se
halla en las paredes del corazón.
- Músculo liso: de forma alargada, contienen un
solo núcleo, se disponen en capas y carecen de
estrías transversales. Se unen entre sí a través
de una fina red de fibras reticulares. Sus
contracciones son mucho más lentas que las
que ejercen los músculos estriados y no tienen
una acción voluntaria. Las miofibrillas lisas
están ubicadas en las paredes de los capilares
sanguíneos y en las paredes de los órganos
internos como el estómago, intestinos, útero,
vejiga, etc.
Tejido nervioso:
Está formado por células nerviosas llamadas
neuronas y por células de la glia denominadas
neuroglia. Las Neuronas poseen formas diversas
aunque por lo general estrelladas. Tienen
propiedades de excitabilidad ya que recibe
estímulos internos y externos, de conductividad
por transmitir impulsos y de integración, ya que
controla y coordina las diversas funciones del
organismo. Las neuronas poseen prolongaciones
citoplasmáticas cortas llamadas dendritas, y una
más larga denominada axón, cubierta por células
especiales llamadas de Schwann. La principal
función de las neuronas es comunicarse en forma
precisa, rápida y a una larga distancia con otras
células nerviosas, glandulares o musculares
mediante señales eléctricas llamadas impulsos
nerviosos. Hay tres tipos de neuronas, llamadas
sensitivas, motoras y de asociación. Las neuronas
sensitivas reciben el impulso originado en las
células receptoras. Las neuronas motoras
transmiten el impulso recibido al órgano efector.
Las neuronas asociativas vinculan la actividad de
las neuronas sensitivas y motoras. Las neuronas
tienen capacidad de regenerarse, aunque de
manera extremadamente lenta.
Las Células de la glia cumplen funciones de su
proteger y brindar nutrientes a las neuronas.
Forma la sustancia de sostén de los centros
nerviosos y está compuesta por una fina red que
contiene células ramificadas.
En la imagen algunos tipos de tejidos:
Órganos y sistemas de órganos
Concepto de órgano
Un órgano, en biología y anatomía, es un
conjunto asociado de tejidos que comparten una
estructura y una misma función. Dentro de la
complejidad biológica los órganos se encuentran en
un nivel de organización biológica superior a los
tejidos e inferior al de sistema. Los órganos son
estructuras corporales de tamaño y forma
característicos. Son ejemplos: el estómago, el
hígado, el cerebro, etc.
Los órganos, como el corazón, los pulmones, el
estómago, los riñones, la piel y el hígado, se
componen de dos o más tipos de tejidos que se
organizan para desempeñar una función particular.
La mayoría de los órganos contiene cada uno de los
cuatro tipos de tejido. Las paredes en capas del
intestino delgado proporcionan un buen ejemplo de
cómo los tejidos forman un órgano. El interior del
intestino está revestido por células epiteliales,
algunas de las cuales secretan hormonas o enzimas
digestivas y otras absorben nutrientes. Alrededor de
la capa epitelial hay capas de tejido conectivo y
músculo liso, infiltradas por glándulas, vasos
sanguíneos y neuronas. El músculo liso se contrae
para mover los alimentos a través de las cavidades
de los órganos.
Concepto de sistema de órganos
Los órganos se agrupan en sistemas de órganos,
en los que trabajan juntos para desempeñar una
función en particular para el organismo.
Por ejemplo, el corazón y los vasos sanguíneos
constituyen el sistema cardiovascular. Estos órganos
trabajan en conjunto para hacer circular la sangre,
transportan oxígeno y nutrientes a las células de
todo el cuerpo y retiran dióxido de carbono y
desechos metabólicos. Otro ejemplo es el sistema
respiratorio, que lleva oxígeno al cuerpo y elimina
el dióxido de carbono. Incluye fosas nasales ,
faringe, laringe, tráquea bronquios y pulmones.
Al igual que los trabajadores de una cadena de
producción, los órganos de un sistema de órganos
deben trabajar juntos para que el sistema funcione
como un todo. Por ejemplo, la función del sistema
digestivo (ingerir alimentos, descomponerlos en
moléculas suficientemente pequeñas para que se
absorban, su absorción y la eliminación de residuos
no digeridos) depende de que cada órgano sucesivo
haga su trabajo individual.
Así como los órganos de un sistema de órganos
trabajan juntos para cumplir su tarea, también los
diferentes sistemas de órganos cooperan para
mantener el cuerpo en funcionamiento.
Por ejemplo, el sistema respiratorio y circulatorio
colaboran estrechamente para suministrar el
oxígeno a las células y eliminar el dióxido de
carbono que estas producen. El sistema circulatorio
recoge oxígeno en los pulmones y lo deja en los
tejidos, luego realiza el servicio inverso para el
dióxido de carbono. Los pulmones expulsan el
dióxido de carbono y traen aire nuevo que contiene
oxígeno. Solo cuando ambos sistemas trabajan
juntos se puede intercambiar oxígeno y dióxido de
carbono con éxito entre las células y el ambiente.
Hay muchos otros ejemplos de esta cooperación
en nuestro cuerpo. Por ejemplo, la sangre del
sistema circulatorio tiene que recibir nutrientes del
sistema digestivo y filtrarse en los riñones, de lo
contrario no sería capaz de mantener las células del
cuerpo y eliminar los desechos que éstas producen.
Control y coordinación de los sistemas
El sistema nervioso y el sistema endocrino
controlan muchas funciones del cuerpo. Estos dos
sistemas regulatorios utilizan mensajeros químicos
que modifican la función de los otros sistemas de
órganos y coordinan la actividad en diversos lugares
del cuerpo.
¿Cuál es la diferencia entre los sistemas
endocrino y nervioso? Una diferencia clave es que:
En el sistema endocrino, los mensajeros
químicos son hormonas que se liberan a la
sangre.
En el sistema nervioso, los mensajeros químicos
son neurotransmisores que se envían
directamente de una célula a otra a través de un
pequeño intersticio.
Puesto que las hormonas tienen que viajar por el
torrente sanguíneo hacia sus objetivos, el sistema
endocrino generalmente coordina procesos en una
escala de tiempo más lenta que el sistema nervioso
(en el que los mensajes se entregan directamente a
la célula blanco).
NOTA: a continuación se desarrollan contenidos
que son de importancia para entender otros temas
que se desarrollaran más adelante. Estos contenidos
(“La relación de los seres vivos con el medio” y
“Sistema Nervioso”) si bien son de mucha
importancia están tratados de forma muy general, el
objetivo es solamente recordar algunos conceptos
claves para entender lo que vendrá.
Ninguno de estos contenidos será material de los
trabajos prácticos ni serán parte de las evaluaciones.
La relación de los seres vivos con el
medio
Tanto el medio externo de un organismo
(ambiente) como el medio interno son dinámicos, es
decir, están en continuo cambio. Para que los seres
vivos puedan realizar sus funciones con eficiencia
tienen que poder reconocer los cambios o
modificaciones y dar la respuesta correcta o tener
el comportamiento apropiado, que demande la señal
recibida. Esta capacidad es una característica de
todos los seres vivos que se denomina irritabilidad
Entonces es patrimonio de todos los seres vivos
recibir información o estímulos (señales)
provenientes del medio exterior o de su interior, y
realizar acciones que son una respuesta a esa
información que ha sido captada por estructuras
específicas denominadas receptores. Las respuestas
serán llevadas a cabo o accionadas por los
efectores. En la función de relación siempre interactúan los
mismos actores: estímulos, receptores y respuestas.
Estímulos: son señales provenientes del interior
o del exterior del organismo y pueden ser muy
variados, todos son la manifestación de algún
tipo de energía que acciona sobre el organismo.
Para cada tipo de estímulo existe un receptor
específico que puede identificarlo. No todos los
seres vivos pueden responder a todos los
estímulos que se generen en el medio, y aquellos
que responden ante un mismo tipo de estímulo
no tienen que porque hacerlo de la misma
manera. Podemos clasificar a los estímulos según
la fuente que los produzca, tendremos estímulos
lumínicos, mecánicos, químicos y térmicos.
Receptores: es toda estructura especializada en
recibir algún tipo de señal proveniente del medio
interno o externo. La complejidad del receptor
dependerá del tipo de señal a la que es sensible y
del organismo del que forme parte. Los
receptores pueden ser:
• Receptores celulares: forman parte de una
célula, generalmente proteínas que les permiten a
éstas obtener información del medio.
• Receptores de mayor complejidad: constituidos por una o más células, conectados
siempre a través de alguna vía con aquellos
sectores del organismo capaces de ejecutar una
respuesta. A estos receptores se los clasifica no
solo teniendo en cuenta si reciben señales del
exterior o del interior, sino que también se tiene
en cuenta el tipo de señal para la cual son
específicos:
• Exteroceptores: reciben información del
mundo exterior (Ej: mecanorreptores,
fotorreceptores).
• Interoceptores: permiten percibir
información proveniente del interior del
propio organismo (Ej. quimiorreptores,
propiorreceptores).
Los animales complejos tienen muy
desarrollados los órganos receptores de señales,
constituyendo una variedad importante de
órganos de los sentidos, todos ellos conectados al
sistema nervioso al que le envían información
permanentemente.
Respuestas: es cualquier acción que realiza un
organismo ante una señal (estímulo recibido).De
acuerdo al tipo de organismo del que estemos
hablando será el tipo de respuesta que esté
capacitado para dar. Si bien las respuestas son
muy variadas se pueden clasificar de la siguiente
forma:
• Respuestas motoras: son las que involucran
movimientos. Pueden ser tropismos y nastias en
vegetales; taxismos en bacterias, protistas y
animales invertebrados; y movimientos
complejos que involucran músculos en
animales de todo tipo.
• Respuestas secretoras: son las que implican la
acción de glándulas, órganos capaces de
producir algún tipo de secreción. En el caso de
las glándulas exocrinas producen secreciones
que se liberan fuera del organismo o hacia
alguna cavidad del organismo (glándulas
sudoríparas, glándulas salivales, glándulas del
néctar). En el caso de las glándulas endocrinas
las secreciones, denominadas hormonas, se
liberan a la sangre o al líquido intercelular.
Algunas células sin formar parte de glándulas
pueden producir y liberar hormonas.
• Respuestas inmunológicas: desencadenan una
respuesta de defensa por parte del organismo.
Los que efectúan esta acción son diferentes
tipos de células que en animales se denominan
en conjunto glóbulos blancos. Otros
organismos más simples como las bacterias
suelen producir sustancias para su defensa
denominadas antibióticos.
El Sistema nervioso
Podemos encontrar dos modelos generales de
sistemas nerviosos en los animales:
• sistema difuso: el impulso nervioso se
expande en todas direcciones (Ej: cnidarios).
• sistema polarizado o centralizado: El
impulso se transmite en una sola dirección
(neuronas sensitivas y neuronas motoras).
Pueden existir ganglios, cordones nerviosos o
en organismos más complejos cerebro y
médula.
Sistema nervioso humano
El sistema nervioso está conformado por el
encéfalo, la médula espinal y los nervios, que como
el resto de los órganos y tejidos del cuerpo están
compuestos por células. Las células nerviosas son
las neuronas, y su interrelación es responsable de la
producción y la conducción del impulso nervioso.
Estas células están acompañadas, por lo general, por
otras, que les dan soporte, alimento y protección
llamadas células gliales.
Una característica importante de las neuronas es
que no se reproducen ni se regeneran, una persona
nace con millones de neuronas que se van muriendo
a lo largo de su vida y no se reponen. Se generan
múltiples interconexiones entre neuronas durante el
desarrollo.
Cada neurona del tejido nervioso debe
desempeñar 4 funciones especializadas:
- Recibir información del entorno interno y
externo o de otras neuronas.
- Integrara información que recibe y producir una
señal apropiada.
- Conducir la señal a su terminación nerviosa, que
podría estar a una distancia apreciable.
- Transmitir la señal a otras células nerviosas o a
glándulas o músculos
Estructura de una neurona típica
- Cuerpo celular o soma: contiene el núcleo,
el neuroplasma y las organelas. La función es
integrar señales y coordinar actividades
metabólicas neuronales.
- Dendritas: es una prolongación del soma,
reciben señales de otras neuronas o del medio
y transmiten los impulsos nerviosos hacia el
cuerpo celular.
- Axón: es una prolongación del cuerpo celular,
las prolongaciones de sus extremos se llaman
terminales axónicas o terminales sinápticas.
Puede estar recubierto por mielina, que es una
sustancia lipídica extra celular; esta capa esta
interrumpida a intervalos por los nódulos de
Ranvier. Los axones transmiten los impulsos
nerviosos desde el soma hacia las terminales y
de ahí hacia otras neuronas, músculos o
glándulas. Son denominados fibras nerviosas.
Esquema de una neurona mielínica típica:
Las neuronas pueden clasificarse en:
- Neuronas sensitivas o sensoriales: conectan
receptores con el Sistema Nervioso Central,
transportando señales (estímulos)
- Neuronas motoras: conectan al Sistema
Nervioso Central con un efecto, transportan
respuestas
- Neuronas de asociación: reciben señales de
muchas fuentes, como neuronas sensoriales,
hormonas, neuronas que almacenan memorias
y otras. Conectan entre sí las neuronas
sensitivas con las motoras e integran la
información que llega con la que sale en el
Sistema Nervioso Central.
Los axones que se hallan rodeados por una vaina
de mielina se llaman fibras mielínicas y los que no
la tienen fibras amielínicas. El conjunto de miles de
fibras mielínicas recibe el nombre de nervio y los
agrupamientos de cuerpos neuronales constituyen
los ganglios nerviosos.
Las neuronas se disponen una al lado de la otra,
pero no pegadas; las dendritas de una están cerca de
las terminales sinápticas de la otra (sinapsis)
El impulso nervioso se transmite en una sola
dirección, desde el soma hacia el axón. Cuando el
impulso llega al extremo del axón, se libera al
espacio intersináptico una sustancia química
(neurotransmisor) que provocará, en las dendritas de
la neurona siguiente o en los órganos efectores, una
respuesta acorde. Una excitación en el extremo de
una fibra nerviosa inicia un proceso de cambios
químicos y eléctricos que viajan como una onda
a lo largo de la fibra. Esta onda de cambios se
llama impulso nervioso.
Cuando una neurona recibe un estímulo de
intensidad suficiente su axón dispara un impulso
eléctrico o potencial de acción. Una vez iniciado el
impulso eléctrico se autopropaga.
Según el tipo de fibra axónica de que se trate, sea
mielínica o amielínica, la conducción nerviosa
puede ser saltatoria o continua, respectivamente;
Sinapsis
El lugar donde dos neuronas o una neurona y
un efector se conectan se denomina sinapsis.
En la sinapsis intervienen la membrana
presináptica (membrana plasmática de los botones o
terminales axónicos), hendidura sináptica (espacio
intercelular) ó estructuras celulares con las que se
relacionan, la membrana postsináptica (membrana
plasmática de la célula vecina). Una neurona hace
sinapsis con otros cientos de neuronas, es trabajo de
las dendritas y del cuerpo neuronal (soma) integrar
y sumar todas las señales hasta alcanzar el nivel
umbral y desencadenar el impulso nervioso
(potencial de acción).
La sinapsis puede ser química o eléctrica.
- Sinapsis química: el mediador entre ambas partes
es una sustancia química, el neurotransmisor. En
éste tipo de sinapsis las células están separadas por
la hendidura sináptica, por lo tanto, la conducción
del impulso no puede hacerse como se hacía en el
axón, aquí cuando el impulso llega al botón terminal
del axón produce el ingreso de iones Ca++
que
estimulan la fusión de las vesículas sinápticas con la
membrana, dejando en libertad los
neurotransmisores en el espacio intersináptico que
al entrar en contacto con la membrana postsináptica,
ejercen sobre ella la acción de un estímulo, de
manera que se produce una despolarización y se
genera un nuevo impulso en la célula contigua.
Los neurotransmisores que pueden ser
químicamente diferentes (acetilcolina, adrenalina,
noradrenalina, dopamina, serotonina, GABA)
pueden actuar excitando ó inhibiendo a la célula
vecina, según cuál sea el que actúe.
El neurotransmisor es eliminado del espacio
sináptico luego de estimular a la célula vecina, para
evitar que siga haciéndolo indefinidamente.
En el esquema, sinapsis química:
En el esquema, detalle de la zona de contacto,
sinapsis química
• Sinapsis eléctrica: que en los mamíferos se dan
únicamente en algunos sectores del cerebro, las
membranas de las neuronas presinápticas y
postsinápticas están en íntimo contacto, a través
de uniones por hendiduras ó nexus, los cuales
cuentan con canales por los que pasan los iones.
Organización del sistema nervioso
El sistema nervioso está organizado en:
Sistema nervioso central (SNC): constituido
por el encéfalo y la médula espinal. La función
es el procesamiento de la información y la
elaboración de una respuesta adecuada (inicia
acciones).
• El encéfalo: Está protegido por los huesos del
cráneo. Integrado por los siguientes órganos :
- Cerebro: es el mayor centro de control.
Interpreta los estímulos sensoriales y
coordina las respuestas motoras, es el
encargado de las funciones intelectual y
emocional y centro de la memoria, de la
conciencia y la voluntad.
- Diencéfalo: formado por el tálamo e
hipotálamo. El tálamo procesa la
información sensorial y participa en la
asociación de sentimientos y movimientos
relacionados con las emociones. El
hipotálamo integra el sistema nervioso y el
endocrino (a través de la hipófisis), regula
las funciones tendientes a mantener la
homeostasis, controla el apetito y la saciedad
y regula el comportamiento sexual y
afectivo.
- Cerebelo: Regula los movimientos finos y
coordinados, la postura corporal y el
equilibrio.
- Tallo encefálico: controla funciones vitales
para el organismo (latido del corazón,
presión sanguínea, respiración). Está
formado por mesencéfalo (respuestas
motoras, centros reflejos y control de
movimientos de los ojos), protuberancia
anular (integra a todo el encéfalo, ritmo
respiratorio y respuestas reflejas) y el bulbo
raquídeo (controla presión arterial,
frecuencia respiratoria y cardíaca).
• Médula espinal: Es un órgano cilíndrico que
está protegida por la columna vertebral y se
extiende desde el bulbo raquídeo hasta la
segunda vértebra lumbar. En su parte media
posee un canal, conducto del epéndimo, que
transporta el líquido cefaloraquídeo. La
médula es un centro nervioso que coordina
acciones involuntarias como los actos reflejos
y conecta al encéfalo con el resto del cuerpo a
través de nervios que llegan y que salen de
ella (nervios raquídeos o espinales).
En el esquema, Sistema nervioso central
En el esquema, órganos del encéfalo:
Sistema nervioso periférico (SNP): constituido
por nervios que salen y llegan al SNC. Transmite
señales entre los receptores y el SNC y entre el
SNC y los efectores. Está formado por nervios de
axones correspondientes a neuronas sensoriales
que llevan señales de los órganos sensoriales al
SNC y por nervios formados por axones
pertenecientes a neuronas motoras. Constituyen
dos ramas:
• Rama sensitiva: integrada por los nervios
sensitivos (craneales y espinales)
• Rama motora: integrada por nervios motores
voluntarios e involuntarios. Esta rama se
subdivide a su vez en:
- El sistema nervioso somático: constituido
por nervios formados por neuronas motoras
que salen del encéfalo (craneales) y nervios
que salen de la médula espinal (raquídeos);
su función es la de conectar el SNC con el
resto del cuerpo con el ambiente (vida de
relación), su acción es voluntaria y
consciente. Forman sinapsis con músculos
esqueléticos
- El sistema nervioso autónomo: constituido por nervios constituidos por
neuronas motoras y ganglios. Su función es
la de conectar el SNC con las vísceras
(vida vegetativa) Su acción es involuntaria
e inconsciente. Forman sinapsis con el
músculo cardíaco, los músculos lisos y las
glándulas. Este sistema está bajo el control
del bulbo raquídeo y del hipotálamo Se
distinguen dos sistemas dentro de él:
- división simpática: actúa sobre los
órganos con el fin de preparar el
cuerpo para actividades tensas o que
gasten mucha energía, como escapar o
pelear, estrés (lucha o huida).
- división parasimpática: actúa en
actividades de mantenimiento que se
pueden realizar con calma, reposo
Acciones voluntarias, involuntarias y arco
reflejo:
Cualquier acción ó movimiento muscular
voluntario, comienza en el encéfalo en el área
motora consciente. El área motora del cerebro
envía impulsos nerviosos a través de las neuronas
motoras, pasando por la médula, hasta los músculos
que se van a contraer o relajar de manera apropiada
para realizar el movimiento. No siempre el
movimiento de los músculos esqueléticos es
voluntario, en ocasiones ocurre por un acto o arco
reflejo (acción automática o involuntaria) que
efectúa el organismo en general como acción
protectora.
La actividad del acto reflejo es un acto
involuntario y automático controlado por la
médula espinal, es una manera fija de reaccionar
ante un estímulo simple (es predecible y
automática). Ésta vía no involucra al encéfalo por lo
cual la acción no es ni consciente ni voluntaria. La
actividad refleja más simple es realizada por tres
neuronas conectadas en un arco reflejo.
Las acciones involuntarias también tienen su
origen en el encéfalo en áreas que no son
conscientes. En general las acciones involuntarias
producen movimientos en órganos internos
(músculos viscerales).
Cuadro resumen de la organización del sistema nervioso humano
SISTEMA
NERVIOSO
CENTRAL
ENCÉFALO
CEREBRO
DIENCÉFALO TÁLMO
HIPOTÁLAMO
CEREBELO
TALLO
ENCEFÁLICO
MESENCÉFALO
PROTUBERANCIA
ANULAR
BULBO RAQUÍDEO
MÉDULA ESPINAL
SISTEMA
NERVIOSO
PERIFÉRICO
RAMA SENSITIVA
RAMA MOTORA
SISTEMA
NERVIOSO
SOMÁTICO
SISTEMA
NERVIOSO
AUTÓNOMO
SISTEMA NERVIOSO
SIMPÁTICO
SISTEMA NERVIOSO
PARASIMPÁTICO
Sistema endocrino humano
Concepto de hormona
Las hormonas son mensajeros químicos que se
liberan a la sangre o al líquido intercelular,
producidas por glándulas endocrinas o células
específicas. Se producen y se liberan en cantidades
ínfimas y estrictamente reguladas. Actúan solo
sobre tejidos específicos, los tejidos u órganos
blanco. Una vez reconocidas por receptores
específicos presentes en estos tejidos u órganos
provocan en ellos algún cambio metabólico.
En general cuando hablemos de hormonas nos
estaremos refiriendo a las hormonas liberadas a la
sangre a las que se denomina hormonas endocrinas,
existen otras hormonas que son liberadas al espacio
intercelular y que raramente alcanzan el tejido
sanguíneo, son llamadas hormonas locales y pueden
actuar de dos formas diferentes, de acuerdo a esto se
las denomina como:
- hormonas autocrinas que tienen un efecto sobre la
misma célula o glándula que las produjo.
- hormonas paracrinas, que actúan sobre células u
órganos cercanos a la glándula o células que las
produjo.
Una hormona puede pasar aparentemente
inadvertida por muchos tejidos hasta que llega a su
tejido blanco. ¿Cómo reconoce el tejido blanco a su
hormona? Proteínas receptoras específicas de la
membrana celular o dentro de las células del tejido se
unen a la hormona. Este es un proceso altamente
específico. El sitio receptor es similar a una cerradura,
y las hormonas, a diferentes llaves. Solo la hormona
que coincide con la cerradura (receptor específico)
puede influir en la maquinaria metabólica de la célula.
Con el objetivo de ordenar la amplia variedad de
hormonas conocidas vamos a clasificarlas inicialmente
tomando en cuenta su composición química y su modo
de acción, el modo de actuar de una hormona depende,
por supuesto, de la composición de la misma.
Químicamente pueden tener una composición muy
variada, pueden pertenecer a cuatro tipos de grupos
químicos: derivados de aminoácidos, péptidos
(proteínas), esteroides y derivados de ácidos grasos.
Tratando de simplificar la clasificación las
reuniremos en dos grupos. El primero de ellos reúne a
los dos primeros mencionados y lo llamaremos
hormonas de base proteica, y el segundo que reúne a
los dos restantes que las llamaremos hormonas de
base lipídica.
Control de la secreción hormonal Para que una hormona sirva como control
fisiológico, debe haber alguna forma de encender o
apagar su mensaje. Los niveles hormonales que
circulan por el organismo están estrictamente
controlados. Uno de los métodos de control que
utiliza nuestro cuerpo es el de retroalimentación
(feedback). Esta retroalimentación puede ser
negativa o positiva.
• Negativa: es el caso más común, en el que el
aumento en los niveles de una hormona provoca su
propia inhibición en la secreción o, la respuesta de
las células blanco inhibe su secreción ulterior. La
palabra negativo se refiere a que la
retroalimentación reduce o revierte la diferencia
detectada por el sistema.
Casi todas las hormonas ejercen efectos tan fuertes
sobre el organismo que sería peligroso para el
mismo mantener concentraciones elevadas durante
mucho tiempo.
Retroalimentación negativa:
• Positiva: en este tipo de control un incremento
en los valores de una hormona circulante en
sangre provoca un aumento en la respuesta del
órgano blanco y a continuación este efecto
produce un aumento en la liberación de la
hormona por parte de la glándula que la
produce. La palabra positivo indica un
mecanismo de ampliación o de amplificación.
Es la forma de regularse que tienen pocas
hormonas en nuestro cuerpo.
Retroalimentación positiva:
Otra forma de regular la liberación de hormonas es
a partir de lo que se conoce como circuitos de
inervación directa, en estos casos, la glándula secreta
hormonas obedeciendo al estímulo de nervios
específicos. Es poco usual que las glándulas
endocrinas presenten este tipo de control.
Un ejemplo importante es la secreción de
adrenalina y noradrenalina por la médula adrenal.
Concepto de glándula
Las glándulas son órganos o muchas veces células
glandulares de constitución variada cuya función es la
de fabricar productos especiales y secretarlos cuando
el organismo los requiera.
Las células glandulares, integradas en una glándula o
individuales integradas a un tejido, elaboran su
producto en forma intracelular mediante la síntesis de
macromoléculas que suelen agrupar y almacenar en
vesículas llamadas gránulos secretorios. El producto
secretorio puede ser una hormona (EJ: de la glándula
hipófisis), una sustancia cérea (EJ: las glándulas
ceruminosas del conducto auditivo), un mucinógeno
(EJ: de las células caliciformes del Sistema
respiratorio y digestivo) o leche, una combinación de
proteínas, lípidos y carbohidratos (EJ: las glándulas
mamarias).
El organismo posee tres tipos generales de
glándulas que se las clasifica de acuerdo hacia dónde
liberan el producto de secreción:
• Glándulas exocrinas o de secreción externa: los productos de secreción son depositados
sobre las superficies de acción, ya sea al
exterior o en cavidades internas a través de
conductos especializados. Ej: glándulas
sebáceas, sudoríparas, hígado, mamarias,
lagrimales.
Glándula exocrina:
A estas glándulas se las puede clasificar de
acuerdo como realicen la secreción:
- Glándulas merocrinas: lo hacen por
exocitosis, a medida que se producen los
gránulos secretorios se van liberando
manteniendo la célula intacta. La mayor parte
de las glándulas secretan de ésta manera EJ:
páncreas y las glándulas salivales.
- glándulas holocrinas: las células secretoras
acumulan sus productos en el interior, lo que a
la larga termina rompiendo la membrana
citoplasmática produciendo la muerte de la
célula y la liberación de la secreción junto a
fragmentos celulares. Ej: glándulas sebáceas de
la piel son el único ejemplo verdadero de este
tipo de glándulas en el ser humano.
- glándulas apocrinas: la secreción que se
realiza por un extremo de la célula, involucra
una pérdida parcial del citoplasma. Ej:
glándula mamaria.
En el gráfico formas de secreción según el tipo
glándula exocrina: 1- apocrina; 2- holocrina; 3-
merocrina:
• Glándulas endocrinas o de secreción
interna: son glándulas que segregan sus
productos, las hormonas, directamente al
torrente sanguíneo. Los vasos sanguíneos están
en íntima relación con las células secretoras, es
decir, forman parte de la glándula. Ej: tiroides.
Glándula endocrina:
• Glándulas de secreción mixta: poseen los dos
tipos de estructuras en su constitución, por lo
tanto, liberan los productos de secreción a
través de las dos vías. Ej: páncreas, gónadas.
Regulación neuroendocrina:
hipotálamo e hipófisis
La actividad del sistema endocrino está
íntimamente relacionada a la del sistema nervioso, a
tal punto que algunos investigadores los consideran
como integrantes de un único sistema de control,
integración y coordinación, el neuroendocrino. Los
principales integrantes de este sistema unificado son
el hipotálamo, que forma parte del encéfalo, y la
glándula hipófisis o pituitaria, que forma parte del
sistema endocrino.
Ubicación y relación anatómica entre los órganos:
• Hipotálamo: es un órgano del encéfalo que
pertenece al sistema nervioso, constituido por tejido
nervioso y formado, por lo tanto, por células
nerviosas o neuronas. Éstas neuronas no
constituyen una glándula endocrina pero, sin
embargo, tienen la capacidad de producir
sustancias, mensajeros químicos, que funcionan
como hormonas y que por su origen en células
nerviosas se las denomina neurohormonas
hipotalámicas o simplemente neurohormonas y a
las células se las denomina neurosecretoras.
Todas las neuronas, incluidas las del hipotálamo,
tienen otro tipo de secreción que intervienen en las
sinapsis, son los neurotransmisores que no son
vertidos al torrente sanguíneo y, por lo tanto, no
son hormonas.
La conexión entre hipotálamo e hipófisis se realiza
a través de una estructura denominada tallo
hipofisario o pituitario.
El hipotálamo produce y libera varias
neurohormonas, algunas de ellas son almacenadas
en un sector específico de la hipófisis para luego
ser liberadas y otras son neurohormonas que
regulan la liberación de alguna hormona específica
producida por la glándula hipófisis.
Las neurohormonas llamadas hormona antidiurética
y hormona oxitocina producidas por el hipotálamo
siguen la vía neuronal, se almacenan en la hipófisis
posterior o neurohipófisis y, finalmente se vuelcan
al torrente sanguíneo.
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Glándula
Hipófisis
El esquema representa la relación hipotálamo y la
neurohipófisis:
Las neurohormonas llamadas factores liberadores
y, en algunos casos también inhibidores, de
hormonas adenohipofisarias siguen la vía
sanguínea, son liberadas a los capilares del tallo
hipofisario y desde allí transportadas hasta la
adenohipófisis donde actúan.
Relación entre hipotálamo y adenohipófisis:
• Hipófisis: tiene un tamaño muy pequeño (como
una arveja) y dado que sus secreciones controlan
las actividades de varias de otras glándulas
endocrinas, a menudo se la denomina glándula
maestra. Está dividida en tres partes o lóbulos: el
lóbulo anterior o adenohipófisis, lóbulo
intermedio y el lóbulo posterior o neurohipófisis.
Hormonas fabricadas por la adenohipófisis y
los tejidos receptores:
Hormonas fabricadas por la neurohipófisis y sus
tejidos u órganos blancos
Circuitos de control hipotálamo -
hipófisario
El funcionamiento de la hipófisis es regulado
por las neurohormonas producidas por el
hipotálamo.
En estos circuitos, una señal nerviosa que
llega al hipotálamo se continúa en una respuesta
hormonal, producida por células neurosecretoras
del órgano. La sustancia neurosecretada o
neurohormona pasan a lo largo del axón de las
células encerrada en vesículas y se liberan a un
lecho de capilares sanguíneos.
Dependiendo de su complejidad los circuitos
donde intervienen las neurohormonas se
denominan:
• Circuito de primer orden: la neurohormona
pasa a la neurohipófisis por los axones de las
neuronas hipotalámicas; de ahí se vuelca a la
circulación sanguínea y actúa sobre el tejido
blanco (Ej.: ADH y oxitocina)
• Circuito de segundo orden: las neurohormonas
(factores liberadores e inhibidores) pasan a la
circulación de capilares primarios del tallo
hipofisario o sistema porta hipotálamo-
hipofisario y actúan sobre la adenohipófisis.
Ésta, a su vez, secreta otra hormona que pasa a
la circulación general, y que va a actuar sobre el
tejido blanco. (Ej: el hipotálamo produce y
libera el factor liberador de la hormona de
crecimiento que actúa sobre la adenohipófisis
estimulando la liberación de la hormona de
crecimiento o somatotrofina que una vez
segregada a la sangre va a actuar sobre los
tejidos corporales propiciando su crecimiento).
• Circuito de tercer orden: la neurohormonas
(factores liberadores o inhibidores) influyen
sobre la liberación de una hormona
adenohipofisaria, la cual a su vez estimula en
otra glándula la producción de una tercera
hormona, que finalmente actuará sobre el tejido
blanco. (Ej: factor liberador de la tirotrofina
estimula la producción de tirotrofina por la
adenohipófisis y su posterior liberación, la cual
va a actuar sobre la glándula tiroides
produciendo la liberación de tiroxinas que
actuarán sobre los tejidos corporales regulando
el metabolismo celular).
Retroalimentación negativa a través de un circuito de
tercer orden:
Principales glándulas endocrinas del ser humano, hormonas y funciones
El sistema endocrino
(NOTA: es necesario aclarar que las hormonas y
sus funciones que se mencionan a continuación
son solo las principales de nuestro organismo, no
la totalidad de ellas)
El sistema endocrino es uno de los sistemas
que conjuntamente con el sistema nervioso se
encarga comunicar, controlar y coordinar el
funcionamiento del organismo para que funcione
en un equilibradamente, regulando de esta
manera, los procesos homeostáticos.
El sistema endocrino desempeña estas tareas por
medio de una red de glándulas y órganos que
producen, almacenan o secretan ciertas hormonas.
El sistema endocrino, como ya lo hemos
planteado, utiliza al tejido sanguíneo como vehículo a
través del cual transporta el producto de secreción que
son las hormonas hacia cada uno de los tejidos y
órganos blanco sobre los que deben actuar.
Existen varias glándulas endocrinas y mixtas
distribuidas a lo largo de nuestro organismo
encargadas de producir hormonas, estas glándulas son:
pineal, hipófisis, tiroides, paratiroides, timo,
suprarrenales, páncreas, gónadas (ovarios, testículos).
En el gráfico siguiente están representadas las
diferentes glándulas endocrinas de nuestro cuerpo y
su ubicación:
Cuadro resumen: indica las hormonas principales que actúan en nuestro cuerpo, las glándulas endocrinas
que las producen, los tejidos blancos sobre los que actúan y las acciones fisiológicas principales que producen.
Glándula endocrina Hormona Tejido blanco Acciones principales
Hipotálamo (NO es una glándula
endocrina)
Factores liberadores e
inhibidores
(neurohormona)
Adenohipófisis Estimular o inhibir la secreción de hormonas
específicas.
Neurohipófisis
(libera neurohormonas
hipotalámicas)
Oxitocina
Útero Estimula contracciones uterinas en el parto
Glándulas mamarias Eyección de la leche.
Reproductor masculino Estimula contracción del ducto deferente
facilitando la eyaculación.
Hormona antidiurética Túbulos colectores
renales (riñón)
Estimula la reabsorción de agua, disminuye el
volumen de orina producido.
Hipófisis,
Adenohipófisis (lóbulo
anterior)
Hormona del crecimiento
(somatotrofina) Tejidos en general
Estimula el crecimiento general del cuerpo, la
síntesis de proteínas, promueve la degradación
de ácidos grasos; inhibe el metabolismo de los
azúcares.
Prolactina Glándulas mamarias Estimula la producción de leche.
Endorfinas Sistema nervioso, cerebro Inhibe la percepción del dolor, uniéndose a
algunos receptores del cerebro.
Tirotrofina (hormona
estimulante de la tiroides) Glándula tiroides Estimula la liberación de tiroxinas
Adrenocorticotrofina
(hormona estimulante de
la corteza adrenal)
Glándula adrenal
Estimula la liberación de hormonas de la
corteza adrenal, principalmente
glucocorticoides (cortisol)
Hormona
folículoestimulante
(gonadotrofina)
Gónada: ovarios
Estimula la maduración de los folículos
ováricos y desarrollo sexual.
Gónada: testículos
Estimula producción de espermatozoides y
desarrollo sexual.
Hormona luteinizante
(gonadotrofina)
Gónadas (ovarios y
testículos
En mujeres estimula la ovulación y la
formación del cuerpo lúteo. En varones
estimula la producción de hormonas sexuales y
la espermatogénesis.
Tiroides
Tiroxinas Tejidos corporales
Estimula y mantiene actividades metabólicas
celulares. Esencial para el crecimiento y
desarrollo normales. Eleva la temperatura
corporal.
Calcitonina Huesos
Reduce la concentración de calcio en sangre
(hipocalcemiante) principalmente al inhibir su
liberación.
Paratiroides
Paratohormona
Huesos
Estimula liberación de calcio
(hipercalcemiante).
Intestino y riñones Promueve reabsorción de calcio.
Glándula endocrina Hormona Tejido blanco Acciones principales
Timo Timosina Sistema inmune
Estimula las defensas del organismo activando
la formación de los linfocitos T.
Suprarrenal
(adrenal)
Corteza
Cortisol (glucocorticoide) Células corporales
Ayuda al organismo a adaptarse al estrés a
largo plazo; eleva glucemia; moviliza grasas.
Efecto antiinflamatorio.
Aldosterona Túbulos renales (riñón)
Aumenta la reabsorción de iones en los
túbulos. Afecta el balance hídrico. Regula la
presión arterial.
Esteroides sexuales
(andrógenos) Células corporales
Influye en el crecimiento. Efecto
masculinizante
Médula Adrenalina y
noradrenalina
Músculos, corazón, vasos
sanguíneos, hígado,
tejido adiposos
Ayuda en la respuesta al estrés; incrementa la
frecuencia cardíaca, la presión sanguínea, la
tasa metabólica; desvía riego sanguíneo hacia
los músculos, moviliza grasas; eleva la
glucemia.
Páncreas
Insulina
Células corporales
(principalmente músculos
e hígado)
Hipoglucemiante, incrementa el
almacenamiento y la producción de glucógeno
(glucogenogénesis). Estimula el
almacenamiento de grasas.
Glucagón Hígado, tejido adiposo
Efecto hiperglucemiante por estimular en el
hígado la degradación de glucógeno a glucosa
(glucogenólisis) y su liberación; moviliza
grasas.
Pineal Melatonina Gónadas, células
pigmentarias
Implicada en la regulación de ritmos
biológicos. Pigmentación de la piel. Asociada
al inicio de la pubertad.
Ovario (gónada
femenina)
Estrógeno
Tejidos corporales Desarrollo y mantenimiento de caracteres
sexuales femeninos secundarios.
Útero Estimula el crecimiento del endometrio
uterino.
Progesterona Útero
Desarrollo y mantenimiento de endometrio
uterino. Inhibe liberación de folículo
estimulante. Durante embarazo estimula
formación de placenta.
Testículos Testosterona
Tejidos corporales. Desarrollo y mantenimiento de caracteres
sexuales masculinos secundarios.
Testículos Estimula espermatogénesis