Copia de Anatomia_Fisiologia_Humanas_Teoria_Problemas_fororinconmedico.tk (1).pdf

July 27, 2017 | Author: ljulieth1 | Category: Anatomical Terms Of Location, Peritoneum, Abdomen, Mucous Membrane, Blood
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KENT M. VAN DE GRAAFF actualmente es Profesor de Zoología en la Universidad Estatal Weber en Ogden, Utah. Recibió su B.S. (1965) en Zoología en el Colegio Estatal Weber, su M.S. (1969) en la Universidad de Utah, y su Ph.D. (1973) en la Universidad Northern Arizona. Completó los cursos de Posdoctorado en Neuromiología (1974), y enseñó la materia de Anatomía en la Universidad ce Minnesota y en la Universidad Brigham Young. Van De Graaff es el autor o coautor de algunos libros de texto colegiales, incluyendo Anatomía Humana, Conceptos de anatomía y fisiología humanas, y Sinopsis de anatomía y fisiología humanas. R. WARD RHEES es Profesor de Zoología en la Universidad Brigham Young. Recibió su B. 5. (1967) en Farmacia en la Universidad de Utah y su Ph.D. (1971) en Fisiología en la Universidad Estatal de Colorado. Fue Profesor en el Colegio Estatal Weber y ha sido Profesor Visitante en :e1 Departamento de Anatomía y en el Instituto de Investigaciones Cerebrales en la Escuela de Medicina de la Universidad de California en Los Angeles. Sus investigaciones acerca de la diferenciación sexual del cerebro se han publicado en numerosos semanarios y las ha presentado en conferencias nacionales e internacionales.

Teoría

SERIE SCHAUM

Kent M. Van De Graaff, Ph.D. Profesor de Zoología Weber State University

y Problemas

R. Ward Rhees, Ph.D. Profesor de Zoología Brigham Young University

Traductor:

M. en C. José Ramón Murillo Zaragoza Facultad de Psicología UNAM

2 a edición McGraw-Hill Interamericana HEALTHCARE GROUP MÉXICO • AUCKLAND • BOGOTÁ • CARACAS • LISBOA • LONDRES • MADRID MILÁN • MONTREAL • NUEVA DELHI • NUEVA YORK • SAN FRANCISCO SAN JUAN • SINGAPUR • SIDNEY • TORONTO

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NOTA La medicina es una ciencia en constante desarrollo. Conforme surjan nuevos conocimientos se requerirán cambios de la terapéutica. El (los) autor(es) y los editores se han esforzado para que los cuadros de dosificación medicamentosa sean precisos y acordes con lo establecido en la fecha de publicación. Sin embargo, ante los posibles errores humanos y cambios en la medicina, ni los editores ni cualquier otra persona que haya participado en la preparación de la obra garantizan que la información contenida en ella sea precisa o completa, tampoco son responsables de errores u omisiones, ni de los resultados que con dicha información se obtengan. Convendría recurrir a otras fuentes de datos, por ejemplo, y de manera particular, habrá que consultar la hoja de información que se adjunta con cada medicamento, para tener certeza de que la información de esta obra es precisa y no se han introducido cambios en la dosis recomendada o en las contraindicaciones para su administración. Esto es de particular importancia con respecto a fármacos nuevos o de uso no frecuente. También deberá consultarse a los laboratorios para información sobre los valores normales.

SERIE SCHAUM DE ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA HUMANAS Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra, por cualquier medio, sin autorización escrita del editor. DERECHOS RESERVADOS © 1999, respecto a la segunda edición en español por McGRAW-HILL INTERAMERICANA EDITORES, S.A. de C.V. una división de The McGraw-Hill Companíes, Inc. Cedro núm. 512, Col. Atlampa, Delegación Cuauhtémoc, C.P. 06450 México, D.F. Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana, Registro núm. 736 ISBN 970-10-2031-6 Translated from the second english edition of Schaum's Outline ofTheory and Problems of HUMAN ANATOMY AND PHYSIOLOGY by Kent M. Van de Graaff, Ph. D. and R. Ward Rhees, Ph.D. Copyright © 1997, by McGraw-Hill Companies, Inc. All rights reserved ISBN 0-07-066887-6 1234567890

L.I.-98

Impreso en México Esta obra se terminó de imprimir en Octubre de 1998 en Litográfica Ingramex Centeno Núm. 162-1 Col. Granjas Esmeralda Delegación Iztapalapa 09810 México, D.F. Se tiraron 3 000 ejemplares

9076543218 Printed in México

A Karen y Karin

Prefacio La maestría de las ciencias de la anatomía y de la fisiología humanas es de suma importancia para los estudiantes que están incursionando en carreras profesionales relacionadas con los campos de la salud, como medicina, enfermería, odontología, tecnología médica, fisioterapia y entrenamiento atlético. El enfoque de la segunda edición de la Serie Schaum de Anatomía y Fisiología Humanas, está orientado a la presentación de una información práctica, que permita aplicarla en situaciones reales que se pudiesen encontrar en el área de estudio. Además, los numerosos ejemplos a lo largo de este estudio, refuerzan de manera resumida el principio que señala que: el aprender anatomía y fisiología ayudará a los estudiantes a familiarizarse con ellos mismos. La integración de la anatomía y de la fisiología en este libro, proporciona al estudiante una perspectiva de la estructura y de la función del cuerpo humano. La organización, el nivel de rigor y el enfoque clínico de este estudio es en especial apropiado para los,, estudiantes que se preparan en las carreras relacionadas con la salud. Asimismo, este estudio en general proporciona al estudiante medios organizados para la preparación del examen profesional, y exámenes de certificación en asociaciones de salud relacionadas. La secuencia de temas y el contenido de esta edición están diseñados para complementar cualquier texto de anatomía y fisiología humanas. Si se usa como un suplemento de un texto y las notas de clase, este libro mejorará la eficiencia de estudio del estudiante y el desempeño en los exámenes del curso. La organización de la Serie Schaum de Anatomía y Fisiología Humanas está cuidadosamente diseñada para aumentar el aprendizaje. Cada capítulo se compone de módulos con objetivos, fundamentos y problemas. Un objetivo constituye un tema principal y el nivel de competencia que el estudiante debe tener para lograrlo. Un tema de investigación (fundamentos) sigue a los objetivos y se identifica con una imagen amplificada. Los fundamentos son un cuerpo de información parafraseada que proporciona la esencia del tema introducido en el objetivo. Los problemas y respuestas que siguen a los fundamentos examinarán la comprensión del estudiante acerca de la materia y le proporcionará información adicional para satisfacer el objetivo y el nivel deseado. Al inicio del texto se encuentran pequeños párrafos importantes acompañados por un icono. Esta interesante información es relevante para el análisis que lo precede. Los tres iconos usados son: Los fundamentos clínicos que son proporcionados por un equipo de médicos se identifican con una lupa.

La información de desarrollo de importancia práctica se indica con un embrión humano.

Los datos relevantes acerca de los procesos corporales que mantienen la homeostasis (un estado de equilibrio dinámico), están indicados por una balanza.

La Serie Schaum de Anatomía y Fisiología Humanas es más que palabras. En virtud de que la anatomía y la fisiología humanas son ciencias orientadas de manera visual, la preparación de un programa de arte eficaz fue la máxima prioridad en esta edición. A lo largo del texto se presenta una gran cantidad de figuras suplementarias para maximizar el aprendizaje. Además de la presentación anatómica, en esta guía de estudio se usan amplios diagramas de flujo, a fin de presentar con claridad los procesos fisiológicos. Cada una de las figuras se colocó tan cerca como fue posible a su texto de referencia. Las nuevas formas en esta edición incluyen conceptos de desarrollo, homeostasis y clínica relacionados con los principales temas. Estas nuevas formas pedagógicas proporcionan información referente al desarrollo de los órganos del cuerpo y le facilitan al estudiante la comprensión de la interacción de los sistemas del cuerpo humano. Se han adicionado nuevas figuras, subtítulos de figuras y cuadros para complementar más el material escrito. Asimismo, se volvieron a diseñar las indicaciones a fin de mejorar y aumentar las ilustraciones. Al final de cada capítulo se encuentra un conjunto de preguntas de revisión con la solución completa para que el estudiante pueda evaluar la comprensión tanto de los conceptos como de la información. Los términos clínicos clave están definidos al final de cada capítulo. Y se completa con un índice general. Para cada una de las personas que ayudaron en la preparación de esta Serie Schaum se extiende nuestro más sincero agradecimiento. Christopher H. Creek y Scott Schwendiman encargados de las ilustraciones. Rendell Ashton y Joseph Ashton proporcionaron los datos de estudiantes acerca de la eficacia de las preguntas. Expresamos un agradecimiento especial a Ann Miréis por los excepcionales datos como editor de copia. Michael W. Hancock y John L. Crawley fueron indispensables en el diseño final del producto. Por último, agradecemos a Maureen Walker de McGraw-Hill por su aliento y ayuda editorial para completar este proyecto. KEN M. VAN DE GRAAFF R. WARD RHEES

Contenido Capítulo

1

INTRODUCCIÓN AL CUERPO HUMANO

,

1

Capítulo

2

QUÍMICA CELULAR

22

Capítulo

3

ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA CÉLULA

39

Capítulo

4

TEJIDOS

54

Capítulo

5

SISTEMA TEGUMENTARIO

71

Capítulo

6

SISTEMA ESQUELÉTICO

88

Capítulo

7

TEJIDO MUSCULAR Y FORMA DE CONTRACCIÓN

123

Capítulo

8

SISTEMA MUSCULAR

137

Capítulo

9

TEJIDO NERVIOSO

166

Capítulo

10

SISTEMA NERVIOSO CENTRAL

182

Capítulo

11

SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO Y AUTÓNOMO

204

Capítulo

12

ÓRGANOS SENSORIALES

224

Capítulo

13

SISTEMA ENDOCRINO

243

Capítulo

14

SISTEMA CARDIOVASCULAR: SANGRE

265

Capítulo

15

SISTEMA CARDIOVASCULAR: CORAZÓN

278

Capítulo

16

SISTEMA CARDIOVASCULAR: VASOS Y CIRCULACIÓN SANGUÍNEA

298

Capítulo

17

SISTEMA LINFÁTICO E INMUNIDAD CORPORAL

312

Capítulo

18

APARATO RESPIRATORIO

328

Capítulo

19

APARATO DIGESTIVO

346

Capítulo

20

METABOLISMO, NUTRICIÓN Y REGULACIÓN DE LA TEMPERATURA

371

Capítulo

21

APARATO URINARIO

387

Capítulo

22

EQUILIBRIO DE AGUA Y ELECTROLITOS

404

Capítulo

23

APARATO REPRODUCTOR

413

ÍNDICE

441

Introducción al cuerpo humano

1

Objetivo A Describir la anatomía y la fisiología como disciplinas científicas, y explicar la manera en que están relacionadas. La anatomía y la fisiología son subdivisiones de la ciencia de la biología, misma que estudia los organismos vivientes, tanto plantas como animales. La anatomía humana tiene que ver con la estructura del cuerpo y las relaciones entre las estructuras corporales. La fisiología humana se ocupa de las funciones de las partes del cuerpo. En general, la función está determinada por la estructura. 1.1

¿Cuáles son las subespecialidades de la anatomía humana? Estas incluyen: la anatomía general, que estudia las estructuras observables a la vista; la anatomía microscópica, que estudia las estructuras que se observan con la ayuda de un microscopio (la citología, que estudia las células y los organelos, y la histología, que se refiere al estudio de los tejidos que conforman a los órganos); la anatomía del desarrollo, que estudia los cambios estructurales, desde la concepción hasta el nacimiento, y la anatomía patológica (patología), que estudia los cambios estructurales producidos por un padecimiento.

1.2

¿Cuáles son las subespecialidades de la fisiología humana? Estas son: la fisiología celular, que es el estudio de las interacciones de las partes de la célula y las funciones específicas de los organelos, así como de la célula en general; la fisiología del desarrollo, la cual se ocupa de los cambios funcionales que se presentan durante el desarrollo del organismo, y la fisiología patológica, que es el estudio de los cambios funcionales que ocurren con el envejecimiento de los órganos o por una enfermedad.

Objetivo B Describir el organismo humano con base en un esquema de clasificación y listar los requerimientos físicos para la vida. Homo sapiens, como se autodenomina la especie humana, es un organismo biológico que tiene características en común con todos los animales vivientes. Debido a que los seres humanos tienen características únicas para sí mismos, éstos constituyen una especie dentro del esquema de clasificación basado en la similitud de las formas estructurales. 1.3

Explicar por qué los seres humanos están clasificados entre los animales. Porque igual a como lo hacen otros animales, los seres humanos respiran, se alimentan y digieren lo que consumen, excretan los desperdicios, deambulan y se reproducen en forma propia. Además se constituyen de materiales orgánicos, se descomponen al morir, tal como otros animales consumen la carne humana (sobre todo, los microorganismos). El proceso por el cual el cuerpo produce, almacena y utiliza energía es similar al que usan todos los organismos vivientes. El mismo código genético que regula el desarrollo se encuentra en toda la naturaleza. Los patrones fundamentales de desarrollo que se observan en muchos animales, también están presentes en la formación del embrión humano.

1.4

¿Cuáles son los requerimientos físicos básicos para la supervivencia de un organismo? El agua, que sirve para una variedad de procesos metabólicos; el alimento, que proporciona energía, materiales básicos para construir una nueva materia viviente, y los compuestos químicos necesarios para las reacciones vitales; el oxígeno, que ayuda a liberar energía a partir del material alimenticio; el calor, que promueve las reacciones químicas, y la presión, que permite la respiración. 1

Cuadro 1-1.

1.5

Capítulo 1

Introducción al cuerpo humano

2

Taxonomía

Agolpamiento

Reino

Agrupamiento Animal

Clasificación de los seres humanos Características

Células que tienen núcleo pero carecen de paredes, cloroplastos y pigmentos fotosintéticos

Phylum

Cordados

Notocordados; cavidad dorsal de la médula espinal, bolsas faríngeas

Subphylum

Vertebrados

Esqueleto cartilaginoso u óseo; columna vertebral

Clase

Mamíferos

Pelo; glándulas mamarias; tres huesecillos auditivos; unidos a la placenta; diafragma muscular

Orden

Primates

Manos prensiles con dedos modificados para agarrar; cerebro grande

Familia Género Especie

Homínidos Homo sapiens

Cerebro grande y bien desarrollado; cara aplanada; postura bípeda y locomoción; estructuras vocales bien desarrolladas; pulgar oponible

Clasificación del ser humano con base en las categorías taxonómicas. Las series descendentes se muestran en el cuadro 1-1. Homo sapiens es el único homínido sobreviviente (que existe).

Objetivo C

Describir los niveles de organización del cuerpo humano. Los niveles estructural y funcional básicos son el químico y el celular. Cada nivel de la organización corporal (fig. 1-1) representa una vinculación de unidades del nivel previo. Aunque las células en el organismo adulto llegan a un trillón, sólo existen alguno cientos de clase específica.

Químico

Celular

Tisular

Órgano

Estómago Átomo

Células

Aparato

Aparato digestivo

Organismo

Cuerpo completo

Molécula Células epiteliales

Fig. 1-1. Niveles de la organización del cuerpo. Los niveles químico, celular y tisular son microscópicos, en tanto que los niveles de órgano, sistema o aparato, y del organismo completo son macroscópicos.

1.6

¿En qué se asemejan las células reunidas en un tejido? Las células similares están espaciadas de modo uniforme y reunidas como un tejido mediante una matriz no viviente, misma que es secretada por las células. La composición de la matriz varía de un tejido a otro y puede tomar la forma de un

Capítulo 1

Introducción al cuerpo humano

3

líquido, un semisólido o un sólido. El tejido sanguíneo, por ejemplo, tiene una matriz líquida, en tanto que las células óseas están unidas por una matriz sólida. No todas las células son similares; sin embargo, tienen una matriz de unión; las células secretoras, por ejemplo, están solitarias en el tejido de las células de otra clase.

1.7

Definir el término tejido y explicar por qué es importante el estudio de los tejidos. Un tejido es una agregación de células similares que están unidas mediante una matriz, misma que desempeña una función específica. La histología es la ciencia microscópica enfocada al estudio de los tejidos. La patología es la ciencia médica dedicada al estudio de los tejidos afectados. En el capítulo 4, se describen los tejidos.

1.8

Señalar los cuatro principales tipos de tejidos y describir las funciones de cada uno. El tejido epitelial (epitelio) cubre al cuerpo y a la superficie de los órganos, recubre las cavidades del cuerpo y el lumen (porciones huecas de los conductos corporales), y forma varias glándulas. El tejido epitelial está relacionado con la protección, absorción, excreción y secreción. El tejido conectivo une, apoya y protege las partes del cuerpo. El tejido muscular se contrae para producir el movimiento de las partes del cuerpo y permite la locomoción. El tejido nervioso inicia y transmite los impulsos nerviosos que coordinan las actividades corporales.

1.9

Use un ejemplo para definir el término órgano y describa la función de ese órgano. Un hueso, por ejemplo el fémur, es un órgano que se compone de algunos tipos de tejido que se encuentran integrados para realizar una función particular. El fémur está compuesto por tejidos óseo, nervioso, vascular (sangre) y cartilaginoso (en las articulaciones). El fémur no sólo forma parte del sistema esquelético para ayudar a mantener el apoyo corporal, sino que también sirve al sistema muscular pues proporciona un sitio de unión para los músculos, así como al sistema circulatorio a fin de producir células sanguíneas en la médula ósea.

Los órganos vitales del cuerpo son aquellos esenciales para las funciones más delica¬ das del cuerpo. Los ejemplos son: el corazón en el bombeo sanguíneo, el hígado en la rotura y el procesamiento de los alimentos usados por las células sanguíneas, los ríño¬ nes en la filtración sanguínea, los pulmones en el intercambio de los gases respirato¬ rios, y el cerebro en el control y la correlación de las funciones corporales. Los órganos reproductores no son órganos vitales, ni tampoco lo son los órganos dentro de apéndices. Se presenta la muerte de una persona cuando uno o más de los órganos vitales cesa su función. 1.10

Definir el término sistema y el papel que desempeña dentro de la organización del cuerpo. Un sistema es una organización de dos o más órganos, y sus estructuras relacionadas trabajan como una unidad, a fin de efectuar una función en común, o un conjunto de funciones; por ejemplo, el flujo de sangre en todo el cuerpo en el caso del sistema circulatorio. Algunos órganos sirven a más de un sistema o aparato corporales. El páncreas sirve al aparato digestivo en la producción y la secreción de sustancias químicas digestivas (jugo pancreático), así como al sistema endocrino en la producción de hormonas (mensajeros químicos, insulina y glucagon). La estructura y función básicas de cada uno de los aparatos del organismo se muestra en las figuras 1-2 a 1-11.

Con excepción del aparato reproductor, todos los órganos que constituyen al cuerpo humano se forman dentro de las primeras seis semanas del periodo embrionario (se inician en la tercera semana y terminan en la octava semana) del desarrollo prenatal. No sólo los órganos corporales vitales se forman durante este periodo, sino que muchos de ellos llegan a ser funcionales. Por ejemplo a los 25 días después de la concepción, el corazón inicia el bombeo de sangre a través del sistema circulatorio. Los órganos del aparato reproductor se forman entre las semanas 10 y 12 después de la concepción, pero no maduran, llegando a funcionar hasta que la persona alcanza la pubertad, es decir, cerca de los 12 a 13 años de edad.

Capítulo 1

Introducción al cuerpo humano

4

Cráneo Cintura escapular Caja torácica

Extremidad superior

Vértebras Cintura pélvica

Extremidad inferior

DEFINICIÓN El tegumento (piel) y las estructuras derivadas de éste (pelo, uñas, glándulas sudoríparas y sebáceas)

DEFINICIÓN Huesos, cartílagos y ligamentos (los cuales mantienen los huesos en las articulaciones

FUNCIONES Protege al cuerpo, regula la temperatura corporal, elimina los desechos, y recibe ciertos estímulos (táctil, temperatura y dolor)

FUNCIONES Proporciona apoyo y protección al cuerpo, permite el movimiento y fuerza mecánica, produce células sanguíneas (hematopoyesis) y almacena minerales

Fig. 1-2. Sistema tegumentario.

Fig. 1-3. Sistema esquelético.

Cerebro

Deltoides Médula espinal Pectoral mayor Nervios Recto abdominal

Sartorio Vasto lateral

Tibial anterior

DEFINICIÓN Músculos esqueléticos del cuerpo y sus uniones tendinosas

DEFINICIÓN Cerebro, médula espinal, nervios y órganos sinsoriales, como el ojo y el oído

FUNCIONES Efectúan movimientos corporales, mantienen la postura y producen calor corporal

FUNCIONES Detecta y responde a cambios en el ambiente interno y externo, hace posible el razonamiento y la memoria, además regula las actividades del organismo

Fig. 1-4. Sistema muscular. Fig. 1-5. Sistema nervioso.

Introducción al cuerpo humano

Capítulo 1

5

Lengua Glándula hipófisis

Cavidad oral Dientes

Glándulas tiroides y paratiroides

Glándulas salivales Faringe Esófago

Hígado Glándula suprarrenal

Páncreas

Ovario

Estómago Páncreas

Vejiga urinaria Duodeno

Colon

Intestino delgado

Recto

Testículos

DEFINICIÓN Glándulas productoras de hormonas FUNCIONES Controla e integra las funciones del organismo por medio de las hormonas secretadas en el torrente circulatorio

Fig. 1-6. Sistema endocrino.

DEFINICIÓN Los órganos del cuerpo que disuelven los alimentos ingeridos y luego los absorben FUNCIONES Rompe mecánica y químicamente los alimentos para el consumo celular y elimina los desechos no digeridos

Fig. 1-7. Aparato digestivo.

Cavidad nasal Fosas nasales

Faringe

Arteria carótida común

Tráquea Pulmón

Arteria subclavia Corazón

Aorta abdominal Arteria iliaca común

DEFINICIÓN Son los órganos del cuerpo relacionados con el movimiento de los gases respiratorios (O2 y CO2) hacia y desde la sangre pulmonar (la sangre dentro de los pulmones) FUNCIONES Suministran oxígeno a la sangre y eliminan el bióxido de carbono; también ayudan en la regulación del equilibrio acidobásico

Fig. 1-8. Aparato respiratorio.

DEFINICIÓN El corazón, y los vasos que llevan la sangre o los constituyentes de la sangre (linfa) por todo el cuerpo FUNCIONES Transporta los gases respiratorios, nutrimentos, desechos y hormonas; protege en contra de enfermedades y pérdida de líquidos; ayuda a regular la temperatura corporal y el equilibrio acidobásico

Fig. 1-9. Sistema circulatorio.

Introducción al cuerpo humano

6

Capítulo 1

Riñon Uréter Vejiga urinaria

Uretra

DEFINICIÓN Los órganos que operan para eliminar los desechos de la sangre y para sacar la orina del cuerpo FUNCIONES Eliminan varios desechos de la sangre; regulan la composición química, el volumen y equilibrio de electrólitos de la sangre; ayudan a mantener el equilibrio acidobásico corporal

Fig.1-10.

Vías urinarias.

Trompa uterina - Vesículas seminales Pene

• Próstata

Útero

Ovario

Vagina

Testículos

DEFINICIÓN Son los órganos corporales que producen, almacenan y transportan las células reproductoras (gametos o espermatozoides y óvulos) FUNCIONES Reproducir al organismo, generar hormonas sexuales

Fig. 1-11. Aparatos reproductores masculino y femenino.

Capítulo 1

Objetivo D 1.11

Introducción al cuerpo humano

7

Listar los sistemas corporales y describir las funciones generales de cada uno de ellos.

¿Cuál de los sistemas corporales funciona en el apoyo y en el movimiento? A los sistemas muscular y esquelético con frecuencia se les conoce como sistema musculosquelético en virtud de su papel funcional combinado en el apoyo y movimiento del cuerpo. Ambos sistemas, junto con las articulaciones móviles (sinoviales), se estudian con amplitud en la cinesiología (la mecánica del movimiento corporal). El sistema tegumentario también proporciona algún apoyo, y su flexibilidad permite el movimiento.

1.12

¿Qué sistemas funcionan en la integración y en la coordinación? Los sistemas endocrino y nervioso se encargan del funcionamiento corporal: el primero, a través de la secreción de hormonas (sustancias químicas) al torrente circulatorio, y el último, por la producción de impulsos nerviosos (señales electroquímicas) llevadas hacia las neuronas (células nerviosas).

1.13

¿Qué aparato está involucrado en el procesamiento y transporte de las sustancias en el cuerpo? Los nutrimentos, el oxígeno, así como varios desechos son procesados y transportados por los aparatos digestivo y respiratorio y los sistemas circulatorio y linfático, y las vías urinarias. El sistema linfático se considera, por lo general, como parte del sistema circulatorio y está compuesto por los vasos linfáticos, el líquido linfático, los nódulos linfáticos, el bazo y el timo. Transporta la linfa desde los tejidos hacia el torrente sanguíneo, además protege al organismo en contra de las infecciones y le ayuda en el proceso de absorción de grasas.

Las enfermedades o problemas funcionales del sistema circulatorio son de vital importancia clínica, debido a la alteración potencial del flujo sanguíneo hacia un órgano vital. La arteriosclerosis o endurecimiento de las arterias es un trastorno vascular degenerativo sistémico, que resulta de la pérdida de elasticidad y engrosamiento de las arterias. La aterosclerosis es un tipo de arteriosclerosis en que el material de la placa, conocido como ateroma, se forma en la pared interna de los vasos. Un trombo es un coágulo dentro de un vaso. Un aneurisma es una expansión o inflamación de una arteria, en tanto que una coartación es la constricción de un segmento de un vaso. Objetivo E

Explicar qué se entiende por homeostasis. Homeostasis es el proceso mediante el cual el ambiente interno se mantiene casi estable en el organismo, de tal manera que las funciones metabólicas celulares pueden actuar a su máxima eficacia. La homeostasis se mantiene mediante efectores (por lo general, músculos u órganos), mismos que están regulados por la información sensorial que recibe del ambiente interno.

1.14

¿Cuál es el principal proceso regulador que emplea el organismo para mantener la homeostasis? En esencia, todos los sistemas de control del organismo están regulados por retroacción negativa. Si un factor del medio interno se desvía de un cierto punto, entonces el sistema que vigila que el factor inicie una contraacción (siendo "negativo"), hace que el factor regrese a su estado normal. Un ejemplo específico se muestra en la figura 1-12.

1.15

¿Cuál es la relación entre la homeostasis y la fisiopatología? Ambos son opuestos en el significado, pues la salud refleja la homeostasis, en tanto que una función anormal (p. ej., la fisiopatología) marca una desviación de la homeostasis. La fisiopatología es la base del diagnóstico y tratamiento de una enfermedad en la que se pretende restaurar la función a la normalidad.

Introducción al cuerno humano

8

, Capítulo 1

Respuesta de lucha o huida-acompañada de estrés

Situación controlada Presión sanguínea

Barorreceptores Nervios sensibles a la presión en los vasos sanguíneos Entrada del Impulso nervioso

Retorno a la homeostasis; disminución de la presión sanguínea a lo normal

Centro de control del área vasomotora

Salida del impulso, nervioso

Respuesta Presión sanguínea

frecuencia cardliaca Salida cardiaca

Fig. 1-12. Homeostasis de la presión sanguínea. Mecanismos de retroacción en la forma de entrada (estímulo), un centro de vigilancia, y de salida (respuesta) mantienen una dinámica constante.

Objetivo F

Describir la posición anatómica. Todos los términos de dirección que describen la relación de una parte del cuerpo con otra, se hacen con respecto a una posición anatómica estándar (fig. 1-13). En la posición anatómica, el cuerpo está erecto, los pies están paralelos y apoyados en el piso, los ojos dirigidos hacia el frente y los brazos a los lados del cuerpo con las palmas de las manos hac|ia el frente y los dedos señalando hacia abajo.

1.16

¿Por qué las palmas dan una orientación que no parece natural? Durante el desarrollío embrionario, las palmas están en posición supina (hacia adelante o hacia arriba). Después, una rotación axil de cada antebrazo, coloca las palmas en una posición prona (hacia atrás o hacia abajo). De esta manera, la posición anatómica orienta a las extremidades superiores, como ocurre en el desarrollo inicial.

Objetivo G Identificar los planos de referencia usados para localizar y describir las estructuras dentro del cuerpo. Con frecuencia se usa un conjunto de tres planos (superficies planas imaginarias) que pasan a través del cuerpo para representar el arreglo estructural. Los tres planos se conocen como mediosagital, coronal y transverso.

Introducción al cuerpo humano

Capítulo 1

9

Plano coronal

Plano transverso

Plano mediosagital

Fig. 1-13. Para propósitos descriptivos, la posición anatómica proporciona un marco de referencia estándar del cuerpo.

1.17

Fig. 1-14. Planos de referencia a través del cuerpo.

Distinguir entre los principales planos del cuerpo. El plano mediosagital es el plano de simetría del cuerpo, al cual divide en mitad derecha y mitad izquierda. El plano sagital (parasagital) es paralelo al plano mediosagital, y divide al cuerpo en porciones desiguales derecha e izquierda. El plano coronal (frontal) divide al cuerpo en porciones anterior y posterior. El plano transverso (horizontal o seccional transverso) divide al cuerpo en porciones superior (arriba) e inferior (abajo). Estos planos se muestran en la figura 1-14.

1.18

Discutir la ventaja que ofrecen los barridos con tomografía axil computadorizada (CAT), e imágenes por resonancia magnética (MRI), con respecto a los planos del cuerpo, sobre los rayos X convencionales. Las radiografías convencionales (rayos X) son de un valor clínico limitado, pues se toman sobre un plano vertical y, por tanto, las imágenes de varias estructuras están, con frecuencia, superpuestas. Una de las principales ventajas de las imágenes tomográficas computadorizadas (barridos CT) y las imágenes por resonancia magnética (MRI) es que pueden mostrar imágenes a lo largo de los planos transverso o sagital. Estas imágenes son similares a las que podrían obtenerse sólo con cortes reales a través del cuerpo.

Objetivo H

Identificar y localizar las principales regiones del cuerpo. Las principales regiones del cuerpo son: cabeza, cuello, tronco, extremidades superiores (dos) y extremidades inferiores (dos). El tronco (torso) con frecuencia se divide en tórax y abdomen.

Introducción al cuerpo humano

10

1.19

Capítulo 1

Ubicar las regiones en las que se encuentran: la región humeral, la fosa cubital, la fosa poplítea y la axila. Las estructuras específicas o las áreas importantes desde el punto de vista clínico, dentro de las principales regiones, tienen nombres anatómicos (fig. 1-15). Aprender la terminología regional específica proporciona un fundamento para el aprendizaje futuro de los nombres de las estructuras subyacentes.

Cabeza

Cuello

Región cervical

Región deltoide (hombro)

Tórax anterior Glándula mamaria

Tórax posterior

Región axilar (axila) Brazo

Fosa cubital Extremidad superior

Ombligo

Región lumbar

Codo Región antebraquial (antebrazo) Nalga !

Abdomen Región púbica

Muñeca

— Superficie palmar de la mano Muslo

Muslo

Fosa poplítea

Región de la rótula

— Pantorrilla

Pierna

Tobillo Superficie plan'

(b) Fig. 1-15. Principales regiones del cuerpo. (a) Una vista anterior y (b) una vista posterior.

Objetivo 1

Identificar y localizar las principales cavidades corporales y los órganos dentro de ellas.

Las cavidades corporales son espacios confinados en los que se protege, separa y apoya a los órganos por medio de membranas relacionadas. Como se muestra en la figura 1-16, la cavidad posterior (dorsal) incluye las cavidades craneal y vertebral (o canal vertebral), y contienen el cerebro y la médula espinal. La cavidad anterior (ventral) comprende las cavidades torácica, abdominal y pélvica, y contiene los órganos viscerales. Con frecuencia, las cavidades abdominal y pélvica se denominan de manera conjunta como cavidad abdominopélvica. Las cavidades corporales sirven para separar órganos y sistemas de acuerdo a la función que desempeñan. La mayor parte del sistema nervioso ocupa la cavidad posterior; los principales órganos del aparato respiratorio y sistema circulatorio están en la cavidad torácica; los principales órganos de la digestión se localizan en la cavidad abdominal; y los órganos reproductores se localizan en la cavidad pélvica.

Introducción al cuerpo humano

Capítulo 1

11

Cerebro Cavidad craneal

Mediastino

Cavidad pericárdica Cavidad pleural

- Cavidad torácica

Cavidad torácica Cavidad vertebral

Diafragma

Médula espinal

Cavidad abdominal Cavidad abdominopélvica'

Cavidad abdominal Cavidad pélvica Cavidad pélvica

(a)

(b)

Fig. 1-16. Las principales cavidades del cuerpo. (a) Una vista anterior y (b) una vista mediosagital. 1.20

¿Qué son los órganos viscerales? Los órganos viscerales o visceras, son aquellos que se localizan dentro de la cavidad anterior del cuerpo. Las visceras de la cavidad torácica son: el corazón, y los pulmones. Las visceras de la cavidad abdominal comprenden estómago, intestino delgado e intestino grueso, bazo, hígado y vejiga urinaria.

1.21

¿Dónde se localizan las cavidades pericárdicas? La cavidad torácica está dividida en dos cavidades pleurales, una para cada pulmón, y la cavidad pericárdica se encuentra rodeando al corazón. El área entre los dos pulmones se conoce como mediastino.

1.22

¿Cuál es el significado clínico de los órganos torácicos al estar en compartimientos separados? En virtud de que cada órgano se localiza en su propio compartimiento, un traumatismo menor y el riesgo de diseminación de una enfermedad de un órgano a otro. Aun cuando la función de los pulmones es conjunta, también trabajan de manera independiente. Un traumatismo puede causar que un pulmón se colapse, pero el otro podrá mantenerse en funcionamiento.

Objetivo J

Analizar los tipos y las funciones de las membranas del cuerpo. Las membranas del cuerpo se constituyen de capas delgadas de tejidos conectivo y epitelial. Su función es la de cubrir, proteger, lubricar, separar o apoyar los órganos viscerales o para delinear las cavidades corporales. Los dos tipos principales son las membranas mucosas y las serosas.

1.23

¿Cuáles son las funciones de las membranas mucosas? Las membranas mucosas secretan una sustancia viscosa y delgada llamada moco, mismo que lubrica y protege a los órganos del cuerpo cuando se secreta.

Introducción al cuerpo humano

12

Capítulo 1

¿Cuál de los siguientes órganos está recubierto, al menos en parte, por membrana mucosa? (a) la tráquea, (b) el estómago, (c) el útero, (d) la boca y la nariz.

1.24

Las paredes internas de todos los órganos listados arriba están recubiertas por membranas mucosas. El moco en la cavidad nasal y en la tráquea atrapan partículas aéreas; el moco en la cavidad oral previene la desecación (secado); el velo de moco que recubre las capas epiteliales del estómago, lo protegen de las enzimas digestivas y del ácido clorhídrico; y el del útero, lo protege de la entrada de agentes patógenos.

Las membranas mucosas son la primera línea de defensa en las cavidades nasal y oral, así como en la uterina. Al estar calientes y húmedas y ser ligeramente vasculares, las membranas mucosas son vulnerables a los agentes patógenos. Sin embargo, el pH ácido del moco secretado en estos sitios, elimina de manera eficaz a muchos de los microorganismos. Las membranas mucosas en ocasiones se infectan; en tales casos se presentan otras respuestas inmunológicas del cuerpo para que entren en acción. Una garganta fría o adolorida manifiesta una infección de las membranas mucosas, y tanto la inflamación como la congestión son las primeras reacciones para combatir dicha infección. 1.25

Describir la composición y localización general de las membranas serosas, y distinguir estas últimas de las membranas mucosas. Las membranas serosas recubren las cavidades torácica y abdominopélvica, además de cubrir los órganos viscerales. Están compuestas de capas delgadas de tejido epitelial (epitelio escamoso simple), mismo que lubrica, apoya y contiene en sus respectivos compartimientos a los órganos viscerales. El líquido seroso es un lubricante acuoso que se secreta.

1.26

Señalar las localizaciones específicas de las membranas serosas individuales (cuadro 1-2 y fig. 1-17). Cuadro 1-2. Membranas serosas y su localización Cavidad

Torácica

Abdominopélvica

Membrana serosa

Localización

Pleura visceral

Adherida a la superficie externa de los pulmones

Pleura parietal

Recubre las paredes torácicas y la superficie torácica del diafragma

Pericardio visceral (epicardio)

Cubre la superficie externa del corazón

Pericardio parietal

Cubierta durable que rodea al corazón

Peritoneo visceral

Recubre las visceras abdominales

Peritoneo parietal

Revestimiento de la pared abdominal

Mesenterio

Pliegue doble del peritoneo que une al peritoneo parietal con el visce al

La pleuresía es una inflamación de las membranas pleurales relacionadas con un pulmón. La infección, por lo general, se confina a una sola de las cavidades pleurales. Un traumatismo en la cavidad pleural (como la fractura de la caja torácica, o una herida por proyectil o por un arma punzocortante) quizá permita la entrada de aire a la cavidad pleural, alteración conoc: da como neumotórax. La sangre dentro de la cavidad pleural se conoce como hemotórax. Un neumotorax ocasiona que se colapse el pulmón afectado. Sin embargo, el espacio específico de los órganos :orácicos garantiza que uno de los pulmones pueda mantenerse en funcionamiento. 1.27

Definir la cavidad peritoneal y explicar qué se entiende por órgano retroperitoneal. El peritoneo parietal es una membrana delgada que se encuentra adherida a la pared abdominal interna. Continúa alrededor de la viscera intestinal como peritoneo visceral. La cavidad peritoneal es el espacio entre las porciones parietal y visceral

Introducción al cuerpo humano

Capítulo 1

13

Hígado Epiplón mayor (elevado)

Epiplón menor Estómago

Páncreas

Colon transverso

Duodeno

Mesocolon

Colon transverso Epiplón mayor

Mesenterio Intestino delgado

Peritoneo visceral

Intestino delgado

Mesenterio

Peritoneo parietal

(a)

(b)

Fig. 1-17. Las membranas serosas y sus órganos viscerales asociados, (a) Una vista anterior y (b) una vista mediosagital.

del peritoneo. Los órganos retmperitoneales, como ríñones, glándulas suprarrenales y una porción del páncreas, se localizan por debajo del peritoneo parietal, pero dentro de la cavidad abdominopélvica.

La peritonitis es la inflamación de la membrana peritoneal. La infección se confina a la cavidad peritoneal. Por lo general, esta cavidad se mantiene aséptica, pero puede llegar a contaminarse como consecuencia de un traumatismo, rotura de un órgano visceral (p. ej., rotura del apéndice), un embarazo ectópico (embarazo en un sitio anormal), o por complicaciones posoperatorias. La mayoría de las veces, la peritonitis es muy dolorosa y amenaza la vida del enfermo que la padece. El tratamiento casi siempre se basa en inyección de grandes dosis de antibióticos y quizás de intubación peritoneal que permita una vía de drenaje. 1.28

Establecer la función de los mesenterios. Los mesenterios son membranas compuestas de dos capas, mismas que apoyan a las visceras abdominopélvicas en una forma pendiente para evitar que la peristalsis intestinal (ondulaciones rítmicas por contracción muscular) no se obstaculice. Los mesenterios también dan apoyo a los vasos y a los nervios que llegan a las visceras.

Objetivo K Familiarizarse con los términos descriptivo y direccional que se aplican a las estructuras anatómicas. Los términos descriptivo y direccional se usan para referirse a la localización de estructuras, superficies y regiones del organismo con respecto a la posición anatómica.

Introducción al cuerpo humano

14

1.29

Capítulo 1

Definir los términos descriptivo y direccional importantes e ilustrar su uso. Algunos de los términos descriptivos y direccionales más comunes se muestran en el cuadro 1-3. Cuadro 1-3. Términos descriptivos y direccionales de uso común Término

Definición

Ejemplo

Superior (craneal)

Hacia la parte superior; hacia la cabeza

El tórax es superior al abdomen

Inferior (caudal)

Lejos de la cabeza; hacia el piso

Las piernas son inferiores al tronco

Anterior (ventral)

Hacia el frente

El ombligo está en la parte anterior del cuerpo

Posterior (dorsal)

Hacia atrás

Los ríñones son posteriores a los intestinos

Medial

Hacia la línea media del cuerpo

El corazón es medial a los pulmones

Lateral

Hacia el lado del cuerpo

Los oídos son laterales a la cabeza

Interno (profundo)

Lejos de la superficie del cuerpo

El cerebro está en la parte interna del cráneo

Externo (superficial)

Hacia la superficie del cuerpo

La piel es externa a los músculos

Proximal

Hacia la masa principal del cuerpo

La rodilla es proximal al pie

Distal

Lejos de la masa principal del cuerpo

La mano es distal al codo

Visceral

En relación con los órganos internos

Los pulmones están cubiertos por una membrana delgada llamada pleura visceral

Parietal

Con respecto a las paredes del cuerpo

La pleura parietal es el recubrimiento interior de la cavidad torácica

Ejercicios de repaso Opción múltiple 1. La producción de materiales secretores dentro de la célula pueden estudiarse como parte de la ciencia de la: (a) histología, (b) citología, (c) biología del desarrollo, (d) absorción, (e) anatomía. 2. ¿A qué sistema corporal pertenece una uña del dedo? (a) esquelético, (b) circulatorio, (c) tegumentario, (d) linfático, (e) reticuloendotelial. 3. ¿Cuáles son los dos sistemas reguladores del cuerpo? (a) endocrino, (b) nervioso, (c) muscular, (d) esquelético, (e) circulatorio. 4. La región del cuerpo entre la cabeza y el tórax se conoce más como: (a) región lumbar, (b) región de la garganta, (c) región del tronco, (d) región cervical, (e) región del esófago. 5. Una persona en posición anatómica podría estar: (a) acostada boca abajo, (b) acostada boca arriba, (c) de pie mirando hacia adelante, (d) en posición fetal. 6. En la posición anatómica, el pulgar está: (a) lateral, (b) medial, (c) proximal, (d) horizontal, (e) superficial. 7. ¿Cuál de los siguientes tipos de tejido no es de los cuatro principales? (a) nervioso, (b) óseo, (c) epitelial, (d) muscular, (e) conectivo. 8. ¿Cuál no es una membrana serosa? (a) peritoneo parietal, (b) mesenterio, (c) pleura visceral, (d) recubrimiento de la boca, (e) pericardio.

Capítulo 1

Introducción al cuerpo humano

15

9. ¿Cómo se describe mejor la relación entre estructura y función de un órgano? (a) sistema de retroacción negativa, (b) uno en el que la función está determinada por la estructura, (c) importante sólo durante la homeostasis del sistema del órgano, (d) no existe, excepto en ciertas partes del organismo. 10. ¿Cuál de las siguientes no es una característica de los cordados? (a) una columna vertebral, (b) un notocordio, (c) bolsa faríngea, (d) cavidad dorsal de la médula espinal. 11. La cavidad abdominal contiene (a) el corazón, (b) los pulmones, (c) el bazo, (d) la tráquea. 12. La cavidad ventral del cuerpo contiene todas las siguientes cavidades, excepto: (a) cavidad espinal, (b) cavidad pleural, (c) cavidad torácica, (d) cavidad pélvica, (e) cavidad abdominal. 13. El antihumeral es: (a) el área del pecho, (b) la mano, (c) la región del hombro, (d) la axila, (e) el antebrazo. 14. ¿Cuál se localiza de manera retroperitoneal? (a) estómago, (b) riñón, (c) corazón, (d) apéndice, (e) hígado. 15. El pie es al muslo, como la mano es a: (a) el brazo, (b) el hombro, (c) la palma, (d) los dedos. 16. ¿Con qué término se define mejor la posición de la rodilla en relación con la cadera?(a) lateral, (b) medial, (c) distal, (d) posterior, (e) proximal. 17. La cavidad torácica está separada de la cavidad abdominopélvica por: (a) el mediastino, (b) la pared abdominal, (c) el esternón, (d) la pared abdominal, (e) el diafragma. 18. La regulación a larga distancia se lleva a cabo por medio de sustancias químicas precursoras sanguíneas conocidas como: (a) células sanguíneas, (b) hormonas, (c) iones, (d) impulsos motrices, (e)neurotransmisores. 19. ¿Cuál de las membranas serosas podría cortar el médico para extirpar un apéndice infectado? (a)peritoneo parietal, (b) mesenterio dorsal, (c) pleura visceral, (d) pleura parietal. 20. Si un médico quisiera mostrar la relación estructural entre la tráquea, el esófago, los músculos del cuello y una vértebra del cuello, ¿qué plano corporal es el más apropiado? (a) sagital, (b) coronal, (c) transverso, (d) vertical, (e) parasagital. 21. ¿Qué par de términos direccionales se aproxima más a lo opuesto? (a) medial y proximal, (b) superior y posterior, (c) proximal y lateral, (d) superficial y profundo. 22. Un pulmón se localiza dentro de: (a) las cavidades mediastinal, pleural y torácica, (b) las cavidades torácica, pleural y ventral, (c) las cavidades peritoneal, pleural y torácica, (d) las cavidades pleural, pericárdica y torácica, (e) ninguna de las anteriores. 23. ¿Cuál de las siguientes combinaciones de membranas serosas cubre al diafragma? (a) pleura visceralperitoneo visceral, (b) pleura visceral-peritoneo parietal, (c) pleura visceral-peritoneo parietal, (d) pleura parietal-peritoneo visceral. 24. En un sistema de retroacción negativa (a) la entrada siempre se mantiene constante (homeostásica), (b) la entrada no sirve, (c) la salida en parte se regresa al sistema, (d) la salida siempre se mantiene constante. 25. ¿Cuál es la secuencia apropiada de las cavidades del cuerpo o áreas por las que pasa el flujo sanguíneo desde el corazón hasta el útero por medio de la arteria aorta y la arteria uterina?(a)torácica,

Introducción al cuerpo humano

16

Capítulo 1

pericárdica, pélvica, abdominal; (b) pericárdica, mediastinal, abdominal, pélvica; (c) pleural mediastinal, abdominal, pélvica; (d) pericárdica, pleural, abdominal, pélvica.

Verdadero o falso 1. La histología es el examen microscópico de los tejidos. 2. La función de un órgano es predecible a partir de su estructura. 3. Un grupo de células que coopera en una función particular se conoce como tejido. 4. En posición anatómica, el sujeto está parado y erecto, los pies juntos y los brazos se encuentran relajados a los lados del cuerpo con los pulgares hacia adelante. 5. El plano sagital divide al cuerpo en mitad derecha y mitad izquierda. 6. El pulgar está en posición lateral a los otros dedos de la mano y distal al antebrazo. 7. Los pulmones se mantienen húmedos gracias a la secreción de moco de las membranas mucosas. 8. El aumento de temperatura durante el ejercicio es un ejemplo de un mecanismo de retroacción homeostático. 9. Los mesentenos unen de forma estrecha a los órganos viscerales con la pared corporal, por lo que están protegidos del movimiento excesivo. 10. Una herida lateral con una navaja a 15 cm del pezón izquierdo de un sujeto del sexo masculino podría punzar la pleura parietal y ocasionar un neumotórax. 11. Todos los órganos viscerales están contenidos dentro de la cavidad abdominopélvica. 12. Un barrido tomográfico computadorizado (CT) permite mostrar una imagen a lo largo de un plano transverso. 13. El término parietal se refiere a la pared del cuerpo; y el término visceral, a los órganos jnternos del organismo. 14. Los seres humanos son los únicos miembros vivientes de la familia Hominidae. 15. En el nombre científico de Homo sapiens, Homo es la designación del género y sapiens es la designación de la especie. Completar 1. Los animales de phylum

poseen una notocorda, cavidad dorsal de la mjédula

espinal y bolsas faríngeas durante algún estadio de su desarrollo. 2. 3. Un 4. El sistema

es el nombre científico del ser humano. es una agregación de células similares unidas por una matriz de apoyo]. incluye piel, pelo, uñas y glándulas sebáceas y sudoríparas.

Introducción al cuerpo humano

Capítulo 1

5. El sistema nervioso y el sistema 6.

17

controlan e integran a otros sistemas del cuerpo.

es el mantenimiento dinámico del ambiente interno muy cerca de lo estable en el organismo, de manera que pueda darse el metabolismo.

7. Los mecanismos de retroacción órganos en la homeostasis.

proporcionan la entrada para controlar a los

8. Todos los términos de dirección que describen la relación de una parte del cuerpo con otra, se hacen con referencia a una posición estándar. 9. El plano

divide al cuerpo en porciones iguales derecha e izquierda.

10. El sobaco es conocido técnicamente como

.

11. La porción anterior del codo que se conoce como la fosa para la supresión del flujo de sangre venosa.

es un sitio importante

12. Un pulmón está dentro de una cavidad_________________ misma que a su vez está contenida dentro de la cavidad torácica. 13. El moco es secretado por membranas membranas .

y el líquido seroso lo secretan las

14. Los sostienen las visceras abdominopélvicas de modo que pendan; de esta manera se facilita la peristalsis. 15.

es un término direccional que significa "lejos de la cabeza" o "hacia la porción baja del cuerpo".

Relacionar Conjunte las descripciones con los planos del cuerpo o términos direccionales. 1. Hacia un punto de referencia central

(a) dorsal

2. Perpendicular al eje craneocaudal

(b) craneal o superior

3. Divide al cuerpo en mitad derecha e izquierda

(c) plano transverso

4. Hacia la espalda

(d) distal

5. Hacia la cabeza

(e) lateral

6. Lejos del plano mediosagital

(f)

7. Superficie superior del cuerpo

(g) posterior

8. Hacia el frente

(h) caudal o inferior

9. Divide al cuerpo en porciones anterior y posterior

(i)

anterior

medial

Introducción al cuerpo humano

18

I Capítulo 1

10. Hacia los pies

(j) proximal

11. Lejos del punto de referencia central

(k) plano coronal

12. Hacia el plano mediosagital

(l) plano mediosagital

Identificar Escriba las regiones corporales indicadas en la figura de la derecha. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Completar el cuadro A partir de la información proporcionada, completar cada renglón del cuadro que sigue. Sistema o aparato

Órganos principales

Funciones

Circulatorio Nariz, faringe, laringe, tráquea, pulmones Procesamiento de los alimentos ingeridos para uso celular; eliminación de los desechos no digeridos Riñón, vejiga urinaria, uréteres, uretra Apoya, protege y permite el movimiento corporal; sitios de hemopoyesis (producción de células sanguíneas) Muscular Cerebro, médula espinal, nervios, órganos sensoriales Controla e integra químicamente muchas actividades corporales Reproductor

Capítulo 1

Introducción al cuerpo humano

19

Respuestas y explicaciones de los ejercicios de repaso Opción múltiple 1. (b) La citología es el estudio de las células y sus funciones. Debido a que la producción de secreción involucra funciones metabólicas, se le considera como un aspecto de la citología. 2. (c) El sistema tegumentario comprende todas las superficies externas, la superficie del cuerpo: la epidermis y las estructuras epidérmicas (cabello, uñas y glándulas). 3. (a), (b) Tanto el sistema endocrino como el sistema nervioso participan en el control y la coordinación de las funciones del cuerpo. El efecto del sistema nervioso central es muy rápido, pero la acción del sistema endocrino es de larga duración. 4. (d) El término cervical se refiere a todo lo referente al cuello o a la región similar al cuello de un órgano. 5. (c) Además, las palmas de una persona podrían estar hacia adelante, con los brazos y piernas estiradas. 6. (a) Dado que la palma está hacia adelante en la posición anatómica, el pulgar se encuentra en posición lateral, o radial, al lado de la extremidad superior. 7. (b) El hueso es un tipo de tejido conectivo (cap. 4). 8. (d) El recubrimiento de la cavidad oral (boca) deriva del ectodermo y es un epitelio estratificado escamoso. Todas las membranas serosas proceden del endodermo y es un epitelio escamoso simple (cap. 4). 9. (b) Todas las estructuras del cuerpo están adaptadas a la función específica que llevan a cabo, y cuando una estructura está dañada o malformada de manera grave, con frecuencia la función no se puede desempeñar. 10. (a) Todos los animales vertebrados (seres vivos con columna vertebral) son cordados, pero no todos los cordados desarrollan una columna vertebral. 11. (c) El corazón, los pulmones y la tráquea están contenidos en la cavidad torácica, por arriba de la cavidad abdominal. 12. (a) La cavidad espinal está contenida dentro de la cavidad posterior. 13. (e) El término ante significa "antes o precediendo"; el término braquial significa "brazo". 14. (b) Los órganos retroperitoneales se localizan por detrás del recubrimiento seroso de la cavidad abdominal. Los ríñones están dentro de la cavidad abdominal, pero por detrás del peritoneo parietal. 15. (a) La posición braquial, dentro de la extremidad superior, corresponde al muslo de la extremidad inferior. 16. (c) Distal significa "lejos de la masa corporal central", como la rodilla es a la cadera. 17. (e) El diafragma es una división muscular que se mueve hacia arriba y hacia abajo con la espiración y la inspiración del aire, respectivamente. Todos los órganos abdominales que yacen por debajo del diafragma, los pulmones y los órganos del mediastino yacen por debajo de éste. 18. (b) Las hormonas son sustancias químicas liberadas a la sangre por las glándulas endocrinas. Influyen en el metabolismo de tejidos blanco u órganos, que por lo general están relativamente distantes de la glándula que libera la hormona. 19. (a) El peritoneo parietal recubre la parte interna de la pared de la cavidad abdominal y siempre se podrá cortar primero en cualquier cirugía abdominal. 20. (c) Un plano transverso podría dar una vista seccional cruzada de los órganos del cuello, mostrando con claridad la relación espacial entre varias estructuras. 21. (d) Superficial significa "cerca de la superficie externa del cuerpo"; profundo significa "interno respecto de la superficie del cuerpo". 22. (b) La cavidad pleural está formada por la membrana serosa que rodea a los pulmones (la pleura visceral). La cavidad pleural se encuentra dentro de la cavidad torácica, la cual es parte de la cavidad anterior. 23. (c) Debido a que el diafragma forma la pared divisoria entre las dos cavidades, y dado que las membranas parietales siempre recubren las paredes de la cavidad, la pleura parietal recubre la superficie superior del diafragma y el peritoneo parietal recubre la superficie inferior del diafragma. 24. (c) La salida de los sistemas forman parte del sistema en donde se inhibe una salida posterior. 25. {b) Sólo los pulmones están dentro de la cavidad pleural, y la aorta que lleva la sangre debe pasar a través de la cavidad abdominal antes de llegar a la cavidad pélvica.

Introducción al cuerpo humano

20

Capítulo 1

Verdadero o falso 1. Verdadero 2. Verdadero 3. Verdadero 4. Falso; las palmas están hacia afuera y los pulgares están laterales 5. Falso; un plano sagital divide al cuerpo en porciones derecha e izquierda; un plano mediosagital divide al cuerpo en mitades derecha e izquierda 6. Verdadero 7. Falso; las membranas serosas secretan un líquido lubricante seroso alrededor del pulmón 8. Falso; pero el sudor que sigue al ejercicio es un fenómeno de retroacción 9. Falso; los mesenterios se unen con libertad a las visceras en una forma pendiente para permitir la peristalsis 10. Verdadero 11. Falso; los órganos viscerales también están dentro de la cavidad torácica 12. Verdadero 13. Verdadero

¡

14. Verdadero 15. Verdadero Completar 1. Cordada

9. mediosagital

2. Homo sapiens

10. axila

3. tejido

11. cubital

4. tegumentario

12. pleural

5. endocrino

13. mucosa, serosa

6. Homeostasis

14. mesenterios

7. negativa

15. Inferior (caudal)

8. anatómica Relacionar 1. (j)

7. (a)

2. (c)

8. (f)

3. (l)

9. (k)

4. (g)

10. (h)

5. (b)

11. (d)

6. (e)

12. (d)

Identificar 1. Cabeza

6. Región cubital

2. Cuello

7. Abdomen

3. Tórax

8. Area púbica

4. Axila

9. Muslo

5. Glándula mamaria

10. Pierna

Introducción al cuerpo humano

Capítulo 1

Sistemas y aparatos

21

Órganos principales

Funciones

Circulatorio

Corazón, vasos sanguíneos, bazo, vasos linfáticos

Transporta materiales por vía sanguínea; regula el equilibrio acidobásico; protege de enfermedades y pérdida de líquidos

Respiratorio

Nariz, faringe, laringe, tráquea, pulmones

Proporciona 02 a la sangre y elimina el C0 2 ; ayuda a regular el equilibrio acidobásico

Digestivo

Lengua, dientes, faringe, esófago, estómago, intestino delgado y colon; hígado y páncreas

Procesa los alimentos ingeridos para uso celular; elimina los desechos no digeridos

Vías urinarias

Riñón, vejiga urinaria, uréteres, uretra

Filtran la sangre; regulan la composición química, el volumen de líquidos y el equilibrio electrolítico de la sangre

Esquelético

Huesos, cartílagos, articulaciones y ligamentos

Sostiene, protege y permite el movimiento del cuerpo; es un sitio para la hematopoyesis (produce células sanguíneas)

Muscular

Músculos y tendones

Permite el movimiento del cuerpo; mantiene la postura, produce calor para el cuerpo

Nervioso

Cerebro, médula espinal, nervios, órganos sensoriales

Reacciona a cambios del ambiente; hace posible el razonamiento y la memoria; regula las actividades del cuerpo

Endocrino

Glándulas endocrinas (hipófisis, timo, páncreas, glándulas suprarrenales, gónadas, etc.)

Realiza control químico e integra muchas acciones del cuerpo

Reproductor

Gónadas y órganos genitales

Produce gametos y hormonas sexuales; reproduce al organismo

2

Química celular Objetivo A

Identificar el nombre y el símbolo de los principales elementos químicos del organismo Toda la materia viviente y no viviente está constituida por unidades conocidas como elementos químicos. De los 110 elementos químicos, 92 se presentan de manera natural y 22 se encuentran en cantidades significativas, en los muchos tejidos animales. La composición química del cuerpo humano se resume en el cuadro 2-1.

Cuadro 2-1. Composición química del organismo Porcentaje de la composición corporal

Elementos químicos

2.1

Carbono (C) Oxígeno (0)

Nitrógeno (N) Hidrógeno (H)

96%

Calcio (Ca) Potasio (K)

Fósforo (P) Azufre (S)

3%

Hierro (Fe) Yodo (I) Magnesio (Mg) Manganeso (Mn) Zinc (Zn) Flúor (F) Silicio (Si)

Cloro (Cl) Sodio (Na) Cobre (Cu) Cobalto (Co) Cromo (Cr) Molibdeno (Mo) Estaño (Sn)

Oligocantidades

Definir los términos de átomo y molécula, e identificar las diferencias entre estos términos Un átomo es la unidad más pequeña de un elemento que mantiene sus propiedades químicas. Cada elemento puro está compuesto por una sola clase de átomos. Por ejemplo, el carbono, es un elemento principal en el sistema viviente y se constituye sólo de átomos de carbono. Una molécula es una combinación de dos o más átomos, que se mantienen unidos gracias a los enlaces químicos. Las moléculas pueden estar constituidas por átomos del mismo elemento (como en la molécula de oxígeno, 02 )o por átomos de diferentes elementos (como en la molécula de ácido sulfhídrico, H2S). Como los átomos son las unidades más pequeñas de un elemento químico, las moléculas son las unidades más pequeñas de un compuesto químico. El agua es un compuesto químico que es esencial para la vida. Consiste en moléculas, cada una contiene un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno (H 3 0).

La química en ocasiones es llamada la ciencia central, porque sus principios son ele¬ mentos para la comprensión de todos los aspectos de la ciencia, incluso de la biología y la fisiología. La química es una materia de suma importancia en el entrenamiento de las personas que trabajan en el área de atención a la salud. De esta manera, para poder entender la función y aun los trastornos en el organismo, el estudiante debe conocer los átomos y las moléculas que lo componen, así como la forma en que interactúan en el organismo. La farmacología es la ciencia de los medicamentos, incluyendo su composición, usos y efectos sobre el organismo. Los fármacos son compuestos químicos que tienen efectos específicos sobre los mecanis¬ mos del cuerpo. 22

Química celular

Capítulo 2

Objetivo B

23

Describir la estructura de los átomos.

Un átomo se compone de tres clases de partículas elementales: protones, neutrones y electrones. Estas partículas se caracterizan por sus pesos (o masas), y por sus cargas eléctricas (cuadro 2-2). Las unidades para medir el peso y la carga de las partículas son tales que el átomo de carbono "normal" tiene un peso de 12 exactamente y un electrón tiene una carga de - 1 . Los protones y los neutrones están unidos en el núcleo del átomo. El número de protones en el núcleo se conoce como número atómico (Z). El número atómico es el mismo para todos los átomos de un determinado elemento químico. Cada elemento químico tiene un número consistente de protones en el núcleo de cada uno de sus átomos. Rodeando al núcleo están precisamente los electrones Z, lo cual hace que el átomo sea eléctricamente neutro. Los electrones giran (orbitan) alrededor del núcleo, como lo hacen los planetas del sistema solar cuando orbitan al sol. Sin embargo, dado que los electrones tienen propiedades de ondas, así como de partículas, es mucho más fácil hablar de niveles de energía ocupados por los electrones. Si se imagina que estos niveles de energía están organizados en capas sucesivas, entonces se podrá explicar las propiedades químicas de un elemento en términos de la distribución de los electrones Z entre las capas. Cuadro 2-2. Partículas subatómicas, pesos y cargas Peso (aproximado)

Carga

1

+1

()

1

0

-

1 1 840

-1

Partícula (símbolo) Protón (p+) Neutrón (n ) Electrón (e )

2.2

Esquematizar las estructuras para el hidrógeno (Z = 1), carbono (Z = 6) y potasio (Z = 19). Con frecuencia se representan las capas de un elemento medíante círculos concéntricos alrededor del núcleo (fig. 2-1). La capacidad para el primero de las cuatro capas es de 2, 8, 8 y 18 electrones. El átomo está constituido por un electrón a la vez, con una determinada capa adicional sólo en el caso de que las capas anteriores estén completas.

Hidrógeno (H)

Carbono (C)

Potasio (K)

Fig 2-1. Representación atómica de los niveles de energía o capas. 2.3

¿Qué son los isótopos? Los átomos de un determinado elemento (todos contienen el mismo número [Z] de protones), pero con diferente número de neutrones, se conoce como isótopo del elemento. Por ejemplo, en el carbono, además de la variedad estándar de seis neutrones, existen variedades de siete u ocho neutrones. El peso atómico de un elemento como el proporcionado en la tabla periódica de los elementos químicos, es el promedio de los pesos de todos los isótopos del elemento; por ejemplo, uno de ellos es el peso del carbono con seis neutrones y se presenta como 12.0000; sin embargo, el peso atómico del carbono es de 12.01115. Debido a que el número de neutrones en el núcleo tiende a ser muy cercano al número de protones, se cumple con la información proporcionada en el cuadro 2-2 en el que el peso atómico de un elemento es casi 2Z. Esta regla no se cumple tan bien en los átomos grandes, pero proporciona un buen cálculo para los átomos pequeños. Debido a que varios isótopos de un elemento tienen una estructura de capas electrónicas comunes, éstos se comportan de

24

Capítulo 2

Química celular

manera idéntica en las reacciones químicas normales. Sin embargo, la diferencia en el peso crea, las más de las veces, distinta estabilidad, así como en otras propiedades.

Los isótopos tienen importantes usos clínicos. Aunque todos los isótopos de un determinado elemento se comportan de manera idéntica en las reacciones químicas, algunos son radioisótopos, cuya radiactividad se puede detectar mediante instrumentos radiográficos. Los radioisótopos con frecuencia los usan los radiólogos y los oncólogos para diagnosticar y tratar enfeijmedades. A través de una inyección o por ingestión, el médico puede introducir un radioisótopo en el organismo de un paciente, y trazar el movimiento, captura celular, distribución tisular o excreción del radioisótopo dentro del cuerpo. Objetivo C

Describir la estructura y los enlaces en las moléculas.

Las moléculas son estructuras constituidas por átomos que se mantienen unidos mediante fuerzas de atracción conocidas como enlaces. Se forman enlaces iónicos cuando los áto¬ mos ceden o aceptan electrones y su carga, ya sea positiva o negativa, es cambiante. Estos átomos cargados se les conoce como iones, y aquéllos con cargas negativas son atraídos con fuerza por los que tienen una carga positiva. Se forman enlaces covalentes cuando los átomos comparten electrones. Ocurre una reacción química cuando las moléculas forman, se rompen o se rearreglan los átomos que las componen. En la nomenclatura química, los subíndices denotan cuántos átomos de cada elemento están en una molécula del compuesto. 2.4

Calcular el peso molecular del agua (H2O), bióxido de carbono (CO2) y glucosa (C6H12O6). El peso molecular (PM) es la suma del peso de los átomos que componen la molécula (cuadro 2-3).

Cuadro 2-3. El peso molecular del agua, carbono, bióxido de carbono y glucosa Agua (H 2 0)

Bióxido de carbono (C02 )

Glucosa (C6H1206)

2.5

Peso atómico de H = 1

2 x 1 =2

Peso atómico de 0 = 16

1 x l 6 = 16 PM = 18

Peso atómico de C = 12

1 x 1 2 = 12

Peso atómico de O = 16

2 x 1 6 = 32 PM=44

Peso atómico de C = 12

6x12=72

Peso atómico de H = 1

12x1 =12

Peso atómico de 0 = 16

6x16=96 PM = 180

¿Qué tipos de enlaces mantienen juntos a los átomos en las moléculas? Enlaces iónicos. Un ion es un átomo cargado que resulta de la pérdida o ganancia de uno o más electrones de la capa externa del átomo, ocasionando con ello la pérdida de su neutralidad eléctrica. Los átomos que ganan electrones, adquieren una carga negativa general y se les conoce como aniones. Los átomos que pierden electrones adquieren una carga general positiva y se les conoce como cationes. Un enlace iónico es la atracción eléctrica que existe entre un anión y un catión. Este enlace no es tan fuerte como un enlace covalente. en el que los electrones están compartidos más que transferidos. La molécula de NaCl se mantiene junta debido a un enlace iónico (fig. 2-2). Como muchos de los compuestos iónicos, el NaCl tiene un punto de fusión muy alto, puesto que sus moléculas tienen una fuerte atracción entre ellas. Los enlaces iónicos se disocian con facilidad en agua.

Química celular

Capítulo 2

Átomo de sodio (Na)

Átomo de cloro (Cl)

25

Átomo de sodio

Átomo de cloro

Molécula de cloruro de sodio (NaCI) Fig. 2-2. La formación de un enlace iónico en la molécula de NaCI.

Enlaces covalentes. Algunas veces los átomos comparten sus electrones, en lugar de transferirlos por completo. Pueden compartir uno, dos o tres pares de electrones. Este compartir entre dos átomos se conoce como enlace covalente. Los enlaces covalentes son en extremo fuertes. Un par compartido se indica por una pequeña línea corta entre los símbolos químicos; por ejemplo, en la molécula de oxígeno, O2, se comparten dos pares de electrones (fig. 2-3), por lo que la molécula se puede indicar como O=O.

Atomo

de

oxígeno

Atomo

de

oxígeno

Molécula de oxígeno

Fig. 2-3. La formación de un enlace covalente en la molécula de O2.

Enlaces de hidrógeno. Cuando el hidrógeno forma un enlace covalente con otro átomo, como el oxígeno, el átomo de hidrógeno con frecuencia gana una ligera carga positiva tal que el enorme átomo de oxígeno ejerce una muy fuerte atracción sobre el par de electrones compartidos. El ahora ligeramente positivo átomo de hidrógeno tiene afinidad por los oxígenos ligeramente negativos de otras moléculas del mismo compuesto, y esta atracción se conoce como enlaces de hidrógeno (fig. 2-4). Los enlaces de hidrógeno no son tan fuertes como un enlace covalente o el enlace iónico, pero tiene un papel importante en la determinación de las propiedades del agua y de muchos otros compuestos que son vitales para la vida.

Enlace de hidrógeno

Oxígeno Molécula de agua

Hidrógeno

Fig. 2-4. La configuración de los enlaces de hidrógeno entre moléculas de agua.

Capítulo 2

Química celular

26

Por muchas razones, el agua es un compuesto único y especial. Cubre cerca de 70% de la superficie de la Tierra y es el único compuesto que existe en los tres estados (sólido, líquido y gaseoso) en el espectro natural de temperatura normal. Se le encuentra en muchas de las masas corporales de todos los organismos y tiene propiedades especiales de tensión superficial, adhesión, cohesión y acción capilar. Estas propiedades , así como los puntos de ebullición y de congelamiento se deben a los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua. Esta última se conoce como el solvente universal y sirve como medio para casi todas las reacciones bioquímicas. En el cuerpo, el delicado equilibrio homeostático de casi todas las sustancias depende de la presencia y de las propiedades del agua. Objetivo D

Comprender el concepto de mol. Un mol es una unidad de medida, tal como es el litro o el metro. Es una unidad de peso y siempre contiene 6.022 x 1023 moléculas. Por tanto, un mol de agua contiene 6.022 xl0 23 moléculas de agua, y un mol de helio contiene exactamente 6.022 x 1023 átomo de helio. Un mol de cualquier sustancia es igual al mismo número de gramos, como el peso molecular de la sustancia.

2.6

¿Cuántos gramos pesan 2 mol de una tableta de sal (NaCl)? peso molecular del NaCl = 23 + 35 = 58 2 mol

58 g mol

2.7

= 116g

¿Cuántas moléculas de agua hay en 1 ml (mililitro) de agua? 1 mlH 2 O = 1 g lmolH 2 O = 18g 1 molH 2 O = 6.022 x 1023 moléculas de H2O (ml) l g ml

Objetivo E

1 mol

6.022 x 1023 moléculas

18g

mol

= 3.34 x 1023 moléculas

Definir los términos de mezcla, solución, suspensión y suspensión coloidal.

Cuando dos o mas sustancias se combinan sin formar enlaces entre unas y otras, el resultado es una mezcla. Las soluciones son mezclas en las cuales las moléculas de todas las sustancias combinadas están distribuidas de manera homogénea en toda la mezcla. Las soluciones incluyen sólidos disueltos en líquido, como el agua de sal; y metales disueltos en uno con otro, como la aleación de metales. Una suspensión es una mezcla er la que las partículas de una sustancia están suspendidas en otra sustancia, pero no distribuidas por completo a nivel molecular. Las partículas en suspensión pueden dispersarse en la mezcla, como el polvo se dispersa en el aire de una habitación, pero las partículas de una suspensión coloidal son tan pequeñas que no se dispersan. 2.8

¿Qué es un solvente? ¿Un soluto? En la química orgánica, las soluciones son las más importante dentro de las mezclas y muchas de las soluciones biológicas consisten en alguna sustancia disuelta en agua. En este caso, el agua sirve como el solvente de la solución y la sustancia, puede ser sal, azúcar o proteínas, es el soluto. Una definición práctica de un solvente es que éste es la sustanc a que se

27

Química celular

Capítulo 2

presenta en cualquier solución en mayor proporción, con mayor frecuencia en agua. Todas las otras sustancias se les considera como solutos. La distinción es menor en soluciones, como la aleación de metales, los cuales pueden tener cantidades iguales de dos o más sustancias.

2.9

¿Cómo se mide la concentración en una solución? Las concentraciones de soluto en una solución se pueden medir de diferentes maneras, y la más apropiada se determina por facilidad o necesidad. Por ejemplo, algunas veces es más útil medir el porcentaje del soluto en la solución. La molalidad es una medida en moles de soluto por kilogramo de solvente. La molaridad (M) es una medida de los moles de soluto por litro de solución. La molaridad es la medida que casi siempre se usa en las soluciones biológicas.

Objetivo F

Describir ácidos, bases y la escala de pH.

En cualquier muestra de agua, existe una pequeña proporción de las moléculas de agua en forma ionizada como H+ (iones hidrógeno) y OH- (iones hidroxilo), y la concentración de cada uno es de 10~7 M. Se llaman ácidos a las sustancias químicas que cuando se añaden a las soluciones acuosas, aumenta la concentración de H+; en tanto que aquéllas en las que se incrementa la concentración de OH - se conocen como bases. La acidez o alcalinidad de una solución se expresa como un valor en la escala de pH, el cual es un número derivado del logaritmo de la concentración de iones de hidrógeno. 2.10

¿Cuál es el pH del agua pura? En virtud de que el agua pura tiene una concentración de iones hidrógeno de ÍO 7 M, su pH es de 7. Este valor se obtiene al calcular el logaritmo de la concentración de H+, mismo que es de -7, y al cambiarle el signo se hace positivo. Por tanto, si la concentración de H+ en una solución es de 10-2 M, el pH podría tener un valor de 2.

2.11

¿Qué es un ácido fuerte? ¿Un ácido débil? Los ácidos fuertes son los ácidos que se disocian por completo en el agua, en otras palabras, todas las moléculas del ácido pierden su protón en una solución acuosa. Ejemplos de ácidos fuertes son el ácido clorhídrico (HC1) y el ácido sulfúrico (H 2 S0 4 ). Los ácidos débiles son aquellos que sólo se disocian de manera parcial; es decir, sólo algunas de las moléculas pierden sus protones en una solución acuosa. Los ácidos fuertes, mol por mol, cambian casi siempre el pH de una solución de manera más significativa que los ácidos débiles; sin embargo, los ácidos débiles y las sales que forman son de suma importancia en la química orgánica, además de ser la base de las soluciones amortiguadoras (buffers).

2.12

Definir el término sal. Las sales son compuestos iónicos que se forman a partir del residuo de un ácido y el residuo de una base. Cuando un ácido pierde su protón y una base pierde un grupo hidroxilo (OH-), los iones remanentes de las moléculas, si ambos están presentes en la solución, algunas veces se unirán unos con otros para dar origen a una sal. Un ejemplo es la reacción de HC1 (un ácido) y NaOH (una base) que formarán sal de mesa:

Objetivo G

HC1 + NaOH

H 2 0 + NaCl

ácido

agua

base

sal

Definir amortiguador (buffer). Un amortiguador (buffer) es una combinación de un ácido débil y su sal en solución que tiene el efecto de estabilizar el pH de una solución. Si una solución contiene un amortiguador, su pH no cambiará de manera drástica, aun cuando se adicionen los ácidos o las bases fuertes. Cuando se adiciona un ácido a la solución, éste se neutraliza con la

sal del ácido débil. Cuando a la solución se le adiciona una base, ésta se neutraliza con el mismo ácido débil.

Química celular

28

2.13

Capítulo 2

¿Cuál es el pH de la sangre y cómo se mantiene en un nivel constante? La sangre tiene un pH de 7.4 lo que significa que es ligeramente más básica que el agua. La sangre mantiene su pH en homeostasis (estado basal) por medio del sistema amortiguador de bicarbonato, el cual está regulado por la cantidad de bióxido de carbono disuelto en la sangre. El ácido del sistema amortiguador es el ácido carbónico, H 2 C0 3 , que se forma a partir de bióxido de carbono y agua. La sal es el bicarbonato de sodio, que existe en solución como iones bicarbonato, HCO3-.

2.14

Listar los sistemas amortiguadores más importantes en el organismo e indicar su localización (cuadro 2-41. Cuadro 2-4. Sistemas amortiguadores y su localización Amortiguador de bicarbonato

Sangre, líquido extracelular (se ajusta más fácilmente al amortiguador del cuerpo)

Amortiguador de fosfato

Riñones, líquido extracelular

Amortiguador de proteína

Todos los tejidos (amortiguador de mayor plenitud en el cuerpo)

Objetivo H

Distinguir entre compuestos orgánicos y compuestos inorgánicos.

Los compuestos inorgánicos no contienen carbono (en las excepciones se incluye el CO y el C0 2 ), y por lo general son moléculas pequeñas. Los compuestos orgánicos siempre contienen carbono y se mantienen juntos mediante enlaces covalentes. Ca$i siempre, los compuestos orgánicos son moléculas grandes y complejas. Tanto los compuestos orgánicos como los inorgánicos son importantes en la bioquímica, que es el estudio de los procesos químicos esenciales para la vida. 2.15

Listar algunos compuestos inorgánicos importantes en los organismos vivientes. Agua, oxígeno, bióxido de carbono, sales, ácidos, bases y electrólitos (como Na+, K+ y Cl-).

Los electrólitos tienen un enorme significado clínico. Su función en todos los sistemas del cuerpo son con frecuencia un enlace esencial en algunos procesos del organismo. Los electrólitos se forman cuando ciertos solutos en una solución acuosa se mantienen juntos mediante enlaces iónicos, dando origen a iones libres dentro de la solución. Los iones más importantes incluyen potasio (K+), sodio (Na+), cloro (Cl-) y calcio (Ca2+). Los electrólitos son importantes en la transmisión de los impulsos nerviosos, en el mantenimiento de los líquidos corporales y en el funcionamiento de enzimas y hormonas. En muchos padecimientos, como la insuficiencia renal, los calambres musculares, y algunos trastornos cardiacos, involucran un deseauilibrio en las concentraciones de electrólitos. 2.16

Listar las cuatro familias principales de compuestos orgánicos y proporcionar ejemplos de cada una de ellas (cuadro 2-5). Cuadro 2-5. Compuestos orgánicos y ejemplos Carbohidratos

Glucosa, celulosa, glucógeno, almidón

Lípidos

Fosfolípidos. esteroides, prostaglandinas

Proteínas

Enzimas, insulina, albúmina, hemoglobina, colágena

Ácidos nucleicos

DNA. RNA

Química celular

Capítulo 2

2.17

29

Describir cómo se forman y cómo se rompen los compuestos bioquímicos. Una gran cantidad de compuestos bioquímicos se forman mediante la unión de pequeñas unidades que originan grandes macromoléculas en un proceso llamado síntesis por deshidratación. En este proceso, se unen dos unidades para generar una molécula más grande, así como una molécula de agua. La hidrólisis es el proceso contrario de esta reacción. Este proceso usa agua para romper macromoléculas en sus unidades constitutivas. La síntesis por deshidratación y la hidrólisis son las reacciones biológicas más importantes. En los organismos vivientes, estas reacciones son, por lo general, catalizadas por las enzimas, las cuales son proteínas que aumentan y aceleran las reacciones.

Objetivo I

Describir los tres tipos de carbohidratos. Todos los carbohidratos están constituidos por carbono, hidrógeno y oxígeno. En los carbohidratos, la relación de hidrógeno y oxígeno es de 2 a 1. Los carbohidratos se clasifican como monosacáridos (azúcares simples como la glucosa); los disacáridos (azúcares dobles como la sucrosa); y los polisacáridos (azúcares complejos, por lo general formados por miles de unidades de glucosa, como el glucógeno).

2.18

¿Cómo se usan los carbohidratos en el organismo? 1. Sirven como la principal fuente de energía corporal 2. Intervienen en la estructura de la célula y en la síntesis de los productos 3. Forman parte de la estructura del ácido desoxirribonucleico (DNA) y del ácido ribonucleico (RNA) (la desoxirribosa y la ribosa son azúcares) 4. Se convierten los carbohidratos en proteínas y grasas 5. Funcionan como almacén alimenticio (el glucógeno se almacena en el hígado y en los músculos esqueléticos)

2.19

Describir las diversas funciones que puede realizar un monosacárido. Las triosas son azúcares de tres carbonos; las tetrosas son azúcares de cuatro carbonos; las pentosas son azúcares de cinco carbonos; las hexosas son azúcares de seis carbonos; y las heptosas son azúcares de siete carbonos. Las estructuras de la glucosa de seis carbonos se muestra en la figura 2-5, y las estructuras de dos pentosas importantes se muestran en la figura 2-6.

Cadena recta

Estructura en anillo

Fig. 2-5. Estructura de la glucosa.

2.20

Ribosa

Desoxirribosa

Fig. 2-6. Azúcares de ácido ribonucleico y ácido desoxirribonucleico.

¿Cómo se construyen los disacáridos a partir de los monosacáridos? Se forma un disacárido cuando dos monosacáridos se combinan mediante una reacción de síntesis por deshidratación, por lo general catalizada por enzimas. La síntesis de la maltosa (un disacárido compuesto de dos glucosas unidas) se muestra en la figura 2-7.

30

Capítulo 2

Química celular

Glucosa + Glucosa

Maltosa

Fig. 2-7. La formación de la maltosa (un disacárido) de dos glucosas (monosacáridos). De manera similar: glucosa + galactosa = lactosa glucosa + fructosa = sucrosa (azúcar de mesa)

La forma inversa de las reacciones de síntesis por deshidratación es la hidrólisis de los disacáridos que, en las vías gastrointestinales (GI), es el primer paso en el proceso digestivo de los carbohidratos. Las enzimas específicas ayudan a romper los disacáridos en sus componentes de monosacáridos. Algunos padecimientos comunes del organismo se deben a la carencia de estas enzimas. El más común es la intolerancia a la lactosa, en la que existe la carencia de la enzima lactasa que rompe la lactosa en glucosa y galactosa. Debido a que la lactosa es el azúcar de la leche y de otros productos lácteos, una persona incapaz de digerir este azúcar experimentará dolor por gases y calambres, así como diarrea después de haber ingerido alimentos que contienen leche. La lactosa es el alimento de bacterias en las vías gastrointestinales. A la persona se le pueden administrar dosis de la enzima necesaria para poder digerir el azúcar. 2.21

¿En qué difieren los polisacáridos de los monosacáridos y los disacáridos? Los polisacáridos o almidones, algunas veces se les llama carbohidratos complejos, debido a que contienen muchos enlaces químicos. El organismo es capaz de romperlos de manera muy eficaz y constante, suministrando energ'a durante un largo periodo, tanto mayor que la digestión de monosacáridos y disacáridos. También los polisacáridos carecen de la característica del sabor dulce de los monosacáridos y los disacáridos.

Objetivo J

Describir la composición química de los lípidos. Las unidades que constituyen a los lípidos (grasas y aceites) son los ácidos grasos, los cuales tienen cadenas largas de átomos de carbono unidos junto con átomos de hidrógeno. Estos ácidos grasos se unen al glicerol (un alcohol de tres carbonos especial) para formar la molécula básica de lípido (fig. 2-8).

H

H

Fig. 2-8. La formación de una molécula básica de lípidos (un triglicérido).

Química celular

Capítulo 2

2.22

31

Distinguir entre grasas saturadas y no saturadas, y dar ejemplos de cada una de ellas. En las grasas saturadas, cada carbono está unido a tantos hidrógenos como sea posible y no existen dobles enlaces entre los carbonos. Las grasas insaturadas tienen por lo menos un par de carbonos unidos mediante dobles enlaces.

Saturados: ácido butírico CH3(CH2)2COOH ácido palmítico CH3(CH2)14COOH Insaturados: ácido oleico CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH ácido linolénico CH3(CH2CH=CH)3CH2(CH2)6COOH Objetivo K

Describir la composición química de las proteínas.

Las proteínas son moléculas grandes y complejas formadas por una síntesis por deshidratación de aminoácidos. Los enlaces entre los aminoácidos en una molécula de proteína son llamados enlaces peptídicos y unen al grupo amino (NH2) de un aminoácido con el grupo carboxilo (COOH) de otro aminoácido, el cual puede ser el mismo o diferente del primer aminoácido (fig. 2-9). Si el peso molecular excede de 10 000, la molécula se conoce como una proteína; en tanto que con cadenas más cortas se les conoce como polipéptidos. La función de las proteínas se determina por el carácter de los aminoácidos que contiene. Las proteínas son la clase más diversa de moléculas y sus funciones varían mucho.

Glicina

Glicina

Enlace peptídico

Fíg. 2-9. La formación de un enlace peptídico entre dos aminoácidos.

2.23

Listar los 20 aminoácidos y proporcionar su abreviatura (cuadro 2-6). Cuadro 2-6. Los 20 aminoácidos No polar

Polar, sin carga

Polar, cargada

Glicina (Gly)

Serina (Ser)

Lisina (Lys)

Alanina (Ala)

Treonina (Thr)

Arginina (Arg)

Valina (Val)

Asparagina (Asn)

Histidina (His)

Leucina (Leu)

Glutamina (Gln)

Acido aspártico (Asp)

Isoleucina (He)

Tirosina (Tyr)

Acido glutámico (Glu)

Metionina (Met)

Cisteína (Cys)

Prolina (Pro) Fenilalanina (Phe) Triptófano (Trp)

Química celular

32

2.24

Capítulo 2

¿Qué significa el término aminoácido esencial? El cuerpo es capaz de convertir ciertos aminoácidos en otros; 12 de los 20 aminoácidos se pueden sintetizar en esta forma. Los restantes ocho aminoácidos se les conoce como aminoácidos esenciales, debido a que se deben suministrar en la dieta.

Señalar algunas de las principales funciones de las proteínas y proporcionar algunos ejemplos comunes (cuadro 2-7).

2.25

Cuadro 2-7. Funciones de las proteínas y ejemplos Ejemplos

Función de las proteínas Enzima

Tripsina, quimotripsina, sucrasa, amilasa

Transporte y almacenamiento de moléculas

Hemoglobina, mioglobina

Movimiento

Actina, miosina, tubulina (movimiento ciliar)

Apoyo estructural

Colágena, elastina

Inmunidad

Anticuerpos (inmunoglobulinas)

Comunicación neuronal

Endorfinas, rodopsina (pigmentos para la recepción de la luz en el¡ ojo)

Mensajero intracelular

Insulina, glucagon, hormonas de crecimiento

Objetivo L Describir la composición química de los nucleótidos, los componentes de los ácidos nucleicos. Como se indica en la figura 2-10, los nucleótidos tienen tres partes: un grupo fosfato (círculo lleno), una pentosa y una base nitrogenada (óvalo). La pentosa siempre es una. ribosa en el ácido ribonucleico (RNA) y una desoxirribosa en el DNA. De un nucleótido a otro, el grupo fosfato se mantiene, pero la base (en el DNA) puede ser una de las siguientes cuatro: adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C). En el ácido ribonucleico se sustituye el uracilo por la timina. En las macromoléculas, los nucleótidos se mantienen unidos mediante una reacción de síntesis por deshidratación. La estructura y función de las moléculas de ácido desoxirribonucleico y el ácido ribonucleico se analizan en el capítulo 3. 2.26

Explicar la diferencia entre las purinas y las pirimidinas. De las cuatro bases nitrogenadas del ácido desoxirribonucleico, dos se conocen como bases púricas y las otras dos como bases pirimidínicas. En la figura 2-11, se muestran las dos estructuras en forma de anillos que contienen nitrógeno, así como los átomos de carbono. Una comparación con la figura 2-12 muestra que la adenina y la guanina son parte del anillo de purina, mientras que la citosina y la timina son parte del anillo de pirimidina.

Azúcar

Base

Fosfato

Fig. 2-10.. Componentes de un nucleótido.

Química celular

Capítulo 2

33

Adenina

Anillo de pirimidina

Anillo de purina

Fig. 2-11. Estructuras básicas de anillos.

Guanina

Citosina

Timina

Fig. 2-12. Bases nitrogenadas del ácido desoxirribonucleico.

El trifosfato de adenosina (ATP) se puede considerar como un ácido nucleico debido a que es un dinucleótido (una molécula que se compone de dos nucleótidos). El trifosfato de adenosina es el producto final de la rotura de la glucosa y de todos los alimentos, y se le considera como la molécula universal de energía ("uso general") del organismo. En cualquier momento en que la célula requiere de energía, se rompe una molécula de trifosfato de adenosina para obtenerla. La cantidad de trifosfato de adenosina que usa diariamente el organismo es enorme. Si las moléculas de esta sustancia no se reciclaran, cada día podría requerirse en peso alrededor de 23 kg.

Ejercicios de repaso Opción múltiple 1. Un átomo neutro contiene: (a) el mismo número de electrones que de protones, (b) más protones que electrones, (c) el mismo número de electrones que de neutrones, (d) más electrones que protones. 2. El número de protones en un átomo está dado por: (a) el número de masa, (b) el número atómico, (c) la diferencia entre el número atómico y el número de masa, (d) el peso atómico. 3. Un compuesto es una molécula: (a) compuesta por dos o más átomos, (b) compuesta por un solo tipo de átomo, (c) unida sólo por enlaces covalentes, (d) que contiene carbono. 4. Los enlaces que resultan de compartir electrones se llaman: (a) iónicos, (b) covalentes, (c) peptídicos, (d) covalentes o peptídicos, (e) iónicos o covalentes. 5. Los enlaces que resultan de compartir electrones se conocen como: (a) iónicos, (b) covalentes, (c) peptídicos, (d) polares, (e) todos los precedentes. 6. Las moléculas compuestas sólo de hidrógeno y carbono se llaman: (a) carbohidratos, (b) moléculas inorgánicas, (c) lípidos, (d) hidrocarburos.

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Química celular

Capítulo 2

7. ¿Cuál de los siguientes enunciados es falso? (a) Los carbohidratos se unen por medio de reacciones de deshidratación. (b) Los carbohidratos están compuestos de carbono, hidrógeno y oxígeno. (c) Los carbohidratos consisten en una cadena de carbono con un grupo carboxilo de ácido en un extremo. (d) Los carbohidratos se clasifican como monosacáridos, disacáridos y polisacáridos. 8. Las grasas son productos de reacción con: (a) aminoácidos, (b) glicerol, (c) monosacáridos, (d) ácidos nucleicos. 9. Las proteínas difieren de los carbohidratos, en que las proteínas: (a) no son compuestos orgánicos, (b) están unidos por enlaces covalentes, (c) contienen nitrógeno, (d) proporcionan mucha de la energía del cuerpo. 10. ¿Cuál no es un componente de un ácido nucleico? (a) una base punca, (b) un azúcar de cinco carbonos, (c) una base pirimidínica, (d) glicerol, (e) un grupo fosfato. 11. El principal solvente en el organismo es (son): (a) lípidos (aceites), (b) agua, (c) sangre, (d) líquido linfático. 12. ¿Cuál de los siguientes enunciados es falso!: (a) Los ácidos aumentan la concentración de iones hidrógeno en solución. (b) Los ácidos actúan como donadores de protones. (c) Los ácidos producen una elevada concentración de hidroxilos, más que una concentración de iones hidrógeno. (d) Los ácidos tienen un pH bajo. 13. Las reacciones anabólicas son: (a) reacciones de descomposición, (b) reacciones de síntesis, (c) no son parte del metabolismo del cuerpo, (d) son aquéllas en que se rompen moléculas como fuente de energía. 14. Los desoxirribonucleótidos se conocen de acuerdo a: (a) la base, (b) el azúcar, (c) del grupo fosfato, (d) su posición en la macromolécula. 15. El peso molecular es igual a: (a) la suma de todos los pesos de los isótopos, (b) la suma de todos los pesos atómicos, (c) la suma de los números atómicos, (d) ninguna de las anteriores. 16. Los fosfolípidos involucran un grupo fosfato y: (a) cuatro o más ácidos grasos, (b) tres ácidos grasos, (c) dos ácidos grasos, (d) un ácido graso. 17. De las siguientes bases nitrogenadas, ¿cuál se encuentra sólo en el ácido ribonucleico? (a) timina, (b) guanina, (c) adenina, (d) uracilo. 18. ¿Cuál representa la secuencia correcta en orden ascendente de tamaño? (a) átomo, aminoácido, polipéptido, proteína; (b) aminoácido, átomo, polipéptido, proteína; (c) átomo, aminoácido, proteína, polipéptido; (d) aminoácido, átomo, proteína, polipéptido. 19. Los iones tienen: (a) sólo cargas positivas, (b) sólo cargas negativas, (c) tanto cargas positivas como negativas, (d) sin carga.

Química celular

Capítulo 2

35

20. Los átomos con el mismo número atómico, pero con diferente número de masa (diferentes números de partículas nucleares) se conocen como: (a) iones, (b) isótopos, (c) cationes, (d) átomos densos. 21. ¿Cuál de los siguientes no es un compuesto orgánico? (a) almidón, (b) ribosa, (c) bióxido de carbono, (d) lipasa. 22. ¿Cuál de los siguientes es un disacárido? (a) glucosa, (b) ribosa, (c) fructosa, (d) lactosa. 23. Los ocho aminoácidos que no se pueden formar en el organismo se conocen como: (a) enzimas esenciales, (b) aminoácidos neutros, (c) aminoácidos normales, (d) aminoácidos esenciales. 24. La síntesis por deshidratación: (a) requiere de agua, (b) resulta en la separación de moléculas, (c) es el medio para formar disacáridos, (d) ocurre cuando el glucógeno almacenado lo usan las células tisulares. 25. Los nucleótidos carecen de: (a) un grupo fosfato, (b) un grupo amino, (c) una base nitrogenada, (d) un azúcar de cinco carbonos. Verdadero o falso 1. Cada uno de los protones y de los electrones tienen muchas veces la masa de los neutrones. 2. De los 110 elementos conocidos, el 75% se encuentra en el cuerpo. 3. El sodio tiene un número atómico de 11 y un número de masa de 23; por tanto, el sodio tiene 12 neutrones. 4. Los iones cargados positivamente se conocen como cationes. 5. Los ácidos grasos insaturados contienen sólo enlaces covalentes simples entre los átomos de carbono. 6. Los aminoácidos están unidos por enlaces peptídicos para formar polipéptidos. 7. La naturaleza específica de una proteína está determinada sobre todo por su secuencia de aminoácidos y las propiedades de los respectivos grupos R de los aminoácidos. 8. Las sustancias que aumentan la concentración de iones hidrógeno se conocen como bases. 9. Los enlaces covalentes son mucho más importantes en los organismos vivos que los enlaces iónicos. 10. El hidrógeno, el carbono, el nitrógeno, y el oxígeno son considerados para casi 50% del peso del cuerpo. 11. Las moléculas de ácidos nucleicos son moléculas pequeñas y no especializadas. 12. Las bases púricas tienen un anillo simple de átomos de carbono y de nitrógeno. Completar 1. Una

es una combinación de dos o más átomos unidos por enlaces químicos.

2. Se forman electrones y se cargan positiva o negativamente.

cuando los átomos pierden o ganan

Química celular

36

3. Un

Capítulo 2

es el más fuerte de los enlaces químicos.

4. Al "almacén alimenticio" de polisacáridos en el ser humano, que está compuesto por moléculas de glucosa, es conocido como . 5. Las

son azúcares de cuatro carbonos.

6. Tres molécula básica de los lípidos. 7. Las grasas pero las grasas 8. La base 9. Las bases nitrogenadas purina. 10. Los

unidos a una molécula de

forman la

no contienen dobles enlaces entre las moléculas de carbono, si los tienen. , única para el ácido ribonucleico (RNA), sustituye por la base tijmina. y

son constituyentes del anillo de

son las unidades que conforman a las proteínas.

Relacionar 1. Carbohidratos

(a) aceptor de protones

2. Protones y neutrones

(b) adenina y guanina

3. Electrones

(c) Cn(H20)n

4. Enlaces covalentes

(d) Cl -

5. Acido nucleico

(e) núcleo

6. Lípidos

(/) donador de protones

7. Proteínas

(g) subcapas

8. Enlaces de hidrógeno

(h) DNAyRNA

9. Enlaces peptídicos

(i) K+

10. Base púrica

(j) citosina y timina

11. Bases pirimidínicas

(k) estructura primaria de proteínas

12. Catión

(/) estructura secundaria de proteínas

13. Anión

(m) insoluble en agua

14. Acido

(n) electrones compartidos

15. Base

(o) H20 — CH — COOH R

Capítulo 2

Química

celular

37

Respuestas y explicaciones de los ejercicios de repaso Opción múltiple 1. (a) Neutro se refiere a la ausencia de una carga eléctrica o equilibrio de cargas eléctricas opuestas. Debido a que los electrones tienen una carga negativa, se requiere del mismo número de protones para equilibrar la carga eléctrica general. 2. (b) El número atómico representa el número de protones en un átomo. 3. (a) Un compuesto es una molécula compuesta de dos o más átomos (p. ej., H 2 0, NaCl). 4. (d) Los enlaces covalente y peptídico resultan de los átomos que comparten electrones. 5. (a) Los enlaces iónicos resultan de la transferencia de electrones. 6. (d) El prefijo hidro- se refiere a hidrógeno, el sufijo -carbonos se refiere a carbono. 7. (c) Una cadena de carbono con un grupo carboxilo de ácido en un extremo es un ácido graso. 8. (b) Tres moléculas de ácido graso se combinan con una molécula de glicerol para formar una molécula de grasa (fig. 2-7). 9. (c) Las proteínas contienen nitrógeno, en tanto que los carbohidratos sólo contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. 10. (d) Un ácido nucleico está formado por un azúcar de cinco carbonos unido a un grupo fosfato y a una base púrica o una base pirimidínica (fig. 2-10). 11. (b) El agua es el principal solvente en el organismo. 12. (c) Los ácidos proporcionan una elevada concentración de iones de hidrógeno. Las bases proporcionan una alta concentración de hidroxilos. 13. (b) Las reacciones anabólicas forman parte de las reacciones de síntesis de las grandes moléculas que almacenan energía, como glucógeno, grasa y proteínas. 14. (a) Los componentes de los nucleótidos del ácido desoxirribonucleico son idénticos, excepto por la base nitrogenada, la cual determina la naturaleza química de toda la molécula. 15. (b) El peso molecular se calcula al sumar todos los pesos atómicos de todos los átomos presentes en la molécula. 16. (c) Los fosfolípidos se relacionan con un grupo fosfato y dos moléculas de ácido graso. 17. (d) La base nitrogenada uracilo se encuentra sólo en el ácido ribonucleico. 18. (a) Los átomos son las unidades que constituyen a los. aminoácidos. Algunos aminoácidos se unen fuertemente para formar un polipéptido. Algunos polipéptidos se unen fuertemente para constituir una proteína. 19. (c) Los iones pueden estar cargados positiva o negativamente (p. ej., Na+, Cl, H+, OH"). 20. (b) Los isótopos de un átomo contienen el mismo número de protones, pero un diferente número de neutrones. 21. (c) El bióxido de carbono (C0 2 ) y el monóxido de carbono (CO) son las dos notables excepciones a la regla de que las moléculas que contienen carbono son moléculas orgánicas. Estas moléculas se forman en procesos naturales que no involucran a otras moléculas orgánicas, así como en sistemas orgánicos. 22. (d) La lactosa se compone de dos monosacáridos: glucosa y galactosa unidas. 23. (d) Los aminoácidos esenciales son aquellos ocho que no se pueden formar dentro del organismo. 24. (c) Se forma un disacárido cuando se combinan dos monosacáridos mediante una reacción de síntesis por deshidratación (fig. 2-6). 25. (b) Un nucleótido está formado por un azúcar de cinco carbonos unida por un enlace covalente a una base nitrogenada y a un grupo fosfato. Verdadero o falso 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

Falso, los protones y los neutrones tienen, en muchas ocasiones, una mayor masa que los electrones Falso, de los 106 elementos conocidos, sólo cerca de 22 se encuentran en el cuerpo Verdadero Verdadero Falso, los ácidos insaturados contienen dos enlaces covalentes entre átomos de carbono Verdadero Verdadero Falso, las bases aumentan la concentración de hidroxilos (OH -), mientras que los ácidos aumentan la concentración de iones hidrógeno (H+) Verdadero Falso, H, C, N y O se toman en consideración para más de 90% del peso corporal Falso, los ácidos nucleicos son moléculas grandes y altamente especializadas Falso, las bases púricas tienen un doble anillo de átomos de carbono y nitrógeno; las bases pirimidínicas tienen un solo anillo de carbono y nitrógeno

Química celular

38 Completar 1. 2. 3. 4. 5.

molécula enlaces iónicos enlace covalente glucógeno tetrosas

6. 7. 8. 9. 10.

ácidos grasos, glicerol saturados e insaturados uracilo adenina, guanina aminoácidos

Relacionar 1. 2. 3. 4. 5.

(c) (e) (g) (n) (A)

6. 7. 8. 9. 10.

(m) (o) (l)

(k)

(b)

11. 12. 13. 14. 15.

(j) (i) (d) (/) (a)

Capítulo 2

Estructura y función de la célula

3

Objetivo A Distinguir las células procanóticas y las eucarióticas. Las células procanóticas (fig. 3-la) carecen de una membrana que envuelva al núcleo, y en cambio contienen una hélice de ácido nucleico. Dichas células también cuentan con algunos organelos, además de una pared celular rígida o semirrígida que rodea a la membrana celular (plasmática), misma que le confiere la forma a la célula. Las células eucarióticas (fig. 3-l¿?) contienen un núcleo verdadero con múltiples cromosomas. También poseen algunos tipos de organelos especializados, que se encuentran rodeados por una membrana. De manera similar a las células procanóticas, las células eucarióticas tienen una membrana celular (plasmática). Puesto que todas las células humanas son eucarióticas, la mayor parte de la información contenida en este capítulo, se enfocará hacia las células eucarióticas y sus funciones. Flagelo Núcleo (cromatina)

Pared celular

Membrana Membrana celular nuclear

Membrana celular Mitocondría

Nucléolo

Ribosomas

Retículo endoplásmico

Microtúbulos DNA

Vacuola

Aparato de Golgi Vellosidades Llsosoma

(a)

(b)

Fig. 3-1. La estructura de (a) una célula procariótica y (b) una célula eucariótica. 3.1

Proporcionar algunos ejemplos, tanto de células eucarióticas como de las procarióticas. Las bacterias, por ejemplo, son organismos unicelulares procarióticos. Las cianobacterias (también llamadas algas verdeazul), son organismos procarióticos. Los organismos compuestos de células eucarióticas incluyen protozoarios, hongos, algas, plantas, así como a los animales vertebrados e invertebrados.

Es importante hacer notar que los virus no están clasificados como procariotes ni como eucariotes. Esto se debe a que dichos microorganismos satisfacen algunos, pero no todos los criterios para la vida, tanto, que existe un debate para determinar si se trata de microorganismos vivientes. Los virus contienen un ácido desoxirribonucleico (o algunas veces ácido ribonucleico) que lo transmiten de una generación a otra, pero también se les considera como parásitos, pues hacen uso del proceso reproductivo y de los procesos de los organismos vivientes huéspedes. No metabolizan, reaccionan al ambiente, secretan o excretan. De esta manera, los virus tienen un papel importante como 39

40

Capítulo 3

Estructura y función de la célula

agente patógeno, causando enfermedades comunes como: el resfriado común, gripe, poliomielitis, sarampión, varicela y síndrome de inmunodeficiencia adquirida. Los virus son de mucha utilidad para la investigación genética, pues proporcionan uno de los medios para que los biólogos moleculares puedan introducir material genético de un organismo a otro. Objetivo B

Describir las estructuras comunes en todas las células.

Tanto las células eucarióticas como las procarióticas están rodeadas por una membrana celular (plasmática). La información genética de las células está codificada en el ácido desoxirribonucleico, mismo que está organizado en cuerpos llamados cromosomas. La ma¬ triz líquida del interior de la célula constituye el citoplasma. Todas las células expresan su información genética mediante la elaboración de proteínas en pequeños organelos granulares llamados ribosomas, los cuales están constituidos por ácido ribonucleico y proteínas. Algunos orga¬ nismos procariotes y también algunos eucariotes tienen una pared celular además de la membrana celular. La pared celular proporciona a la célula protección y rigidez. 3.2

Describir la membrana celular (plasmática). Un componente principal de la membrana celular es el fosfolípido. El fosfolípido es una molécula de lípido (grasa), con un grupo fosfato cargado en uno de los extremos (fig. 3-2). El grupo fosfato está colocado hacia la interfase con el agua, tanto en el interior como en el exterior de la célula. Las "colas" de las moléculas de lípido están ubicadas frente a frente, creando una bicapa lipídica. En esta capa, están embebidas las proteínas de varias formas y tamaños, Algunas de las proteínas tienen componentes de carbohidrato, los cuales pueden actuar en el reconocimiento celular. Estos carbohidratos son los que marcan ciertas diferencias, por ejemplo, el tipo sanguíneo. Dependiendo de la temperatura, las moléculas de la membrana tienen diferentes propiedades y pueden moverse dentro de una estructura bidimensional. Moléculas de azúcar

Proteínas

Bicapa de fosfolípidos

Poro de la membrana

Fig. 3-2. Estructura de la membrana de la célula.

3.3

¿Qué se entiende por permeable selectivo y por qué se aplica este término a la membrana celular? Permeable significa que las sustancias pueden pasar de un lado a otro. El término permeable selectivo significa que ciertas sustancias pueden atravesar sólo alguna membrana de un lado hacia el otro, pero no todas. Una de las funciones importantes de la membrana celular consiste en regular cuáles sustancias se dirigen hacia adentro y hacia afuera de la célula. El agua, el alcohol y las grasas pasan con rapidez, a través de la membrana celular, pero no así los iones, las proteínas grandes y los carbohidratos.

3.4

¿Cuáles son los procesos mediante los cuales se transfieren las sustancias a través de la membrana celular?

Capítulo 3

Estructura y función de la célula

41

Difusión. Es el movimiento de cualquier sustancia de un área en donde se encuentra en una mayor concentración, hacia un área en donde existe una menor concentración. De esta manera, penetra el oxígeno en la célula. El oxígeno se desplaza desde el torrente sanguíneo, en donde está más concentrado, hacia el interior de la célula en donde no está tan concentrado. Osmosis. Es un tipo de difusión, que sólo involucra el movimiento de agua a través de la membrana. El agua se mueve hacia el lado de la membrana que contiene muchas de las moléculas de solvente disuelto en ella. Transporte facilitado. Este transporte se acompaña de proteínas que forman puentes o canales en la membrana, permitiendo el paso de grandes moléculas cargadas, que de otra manera serían bloqueadas. Transporte activo. Es el proceso en el cual se emplea energía para "bombear" las moléculas a través de la membrana en contra de la dirección normal de difusión. Se requiere de trifosfato de adenosina. Fagocitosis. Es el proceso por el que una célula engulle o engloba una sustancia o un cuerpo extraño. Como una amiba engulle su presa. La sustancia englobada llega a estar contenida en una vesícula rodeada de membrana antes de ser digerida o usada de otra manera. Pinocitosis. Este término se refiere al bombeo de agua a través de la membrana.

3.5

Listar los componentes del citoplasma. Citoplasma es la matriz líquida que se encuentra dentro de la célula. Se compone sobre todo de agua y de pequeñas estructuras suspendidas llamadas organelos. En el citoplasma están disueltos: 1. Gases, como oxígeno y bióxido de carbono 2. Desechos celulares, como la urea 3. Las principales moléculas de construcción, como aminoácidos, ácidos grasos y nucleótidos 4. Moléculas de alimento, como la glucosa 5. Iones, como el potasio (K+), el sodio (Na+), el cloro (C1-) y el calcio (Ca2+) 6. Proteínas y ácido ribonucleico 7. Organelos de la célula, como ribosomas y mitocondrias (sólo en los eucariotes) 8. Moléculas de trifosfato de adenosina y otras moléculas de transporte de energía 9. Hormonas, que son medicamentos o toxinas transmitidas en la sangre

3.6

Explicar la función de los ribosomas. Los ribosomas se conocen, por lo general, como "la fábrica de proteínas" de la célula. Son los que hacen posible la traducción de la información codificada en el ácido desoxirribonucleico, y transcrita en el ácido ribonucleico; se usan para elaborar las proteínas necesarias para la célula (véase Objetivo D). Los ribosomas son capaces de unir a los aminoácidos en grandes cadenas, en las que el orden de los diferentes aminoácidos determina las propiedades y las funciones de la proteína resultante. Los ribosomas sólo elaboran proteínas cuando están dirigidos a hacerlo mediante una pieza de ácido ribonucleico mensajero (mRNA), que se sintetiza a partir del ácido desoxirribonucleico en el núcleo (dado que los procariotes no tienen un núcleo, los ribosomas pueden funcionar a partir del ácido ribonucleico, aun antes de que se libere del ácido desoxirribonucleico).

3.7

¿Por qué es necesaria una pared celular en las plantas, pero no así en los animales? Las células de todas las plantas están rodeadas por una pared celular rígida en el interior de la membrana celular. La presión del agua dentro de la célula y en contra de la membrana celular (presión turgente), proporciona la rigidez a las plantas. Esto les permite mantener la forma en contra de la gravedad, el viento u otras fuerzas. Los animales se han adaptado a las mismas fuerzas mediante el desarrollo de sistemas esqueléticos de varias clases que, en general, les da una mayor libertad de movimiento. Los endosqueletos óseos de los seres humanos y de otros vertebrados hacen que la pared celular no sea necesaria.

La pared celular de muchas clases de bacterias es importante en la microbiología y en el uso de los antibióticos dentro de la medicina clínica. La pared celular de las plantas está constituida por celulosa, que es un polímero de la glucosa; las bacterias tienen paredes celulares constituidas de un peptidoglucano, que es una mezcla de proteínas y carbohidratos. Una bacteria grampositiva es aquella que tiene una pared celular muy simple y que acepta con rapidez la tinción

Estructura y función de la célula

42

Capítulo 3

química. También son sensibles a los antibióticos, los cuales penetran muy rápido a la pared celular. Las bacterias gramnegativas son más resistentes tanto a la tinción como a los antibióticos. La tinción de Gram proporciona la forma de clasificar a muchas y diversas clases de bacterias. Algunos antibióticos, en especial la penicilina y sus análogos, actúan inhibiendo la formación de la pared celular en el momento de la división celular bacteriana. 3.8

¿Cuál es la composición molecular de los cromosomas? En el núcleo, el ácido desoxirribonucleico está enrollado de manera firme y rodeado de proteínas llamadas histonas (fig. 3-3). Estas hélices en espiral se enrollan muchas veces alrededor de otras proteínas, formando grandes moléjculas en forma de bastón conocido como cromosoma. La unión del ácido desoxirribonucleico y de proteínas juntas se conoce como cromatina. Cuando se expresa o replica de manera activa una sección del ácido desoxirribonucleico, esta fegión del cromosoma no se encuentra enrollada con fuerza, sino que se desenrolla para permitir que las enzimas tengan acceso al ácido desoxirribonucleico para su réplica o transcripción.

(a)

Fig. 3-3. La estructura de un cromosoma, (a) Un ácido desoxirribonucleico de doble hélice, (b) nucleosomas en un segmento de ácido desoxirribonucleico, (c) una fibra de cromatina, (d) dominio enrollado, (e) una porción de cromatina (heterocromatina) y (f) un cromosoma en metafase. 3.9

¿Cuántos cromosomas tienen los seres humanos en cada célula? Todas las especies de organismos tienen diferente número de cromosomas en cada núcleo de la célula. Los seres humanos tienen 46 cromosomas, o 23 pares (diploides) en cada célula somática (del cuerpo). Las células sexuales (gametos, espermatozoides y óvulos) tienen 23 cromosomas (haploides).

Algunas enfermedades o problemas comunes del desarrollo están relacionados con el número de cromosomas. El síndrome de Down es una entidad patológica ocasionada por la presencia de un cromosoma extra (cromosoma número 21) en todos los núcleos. Las personas con síndrome de Down son, por lo general y en algún grado, "discapacitados mentales" y muestran anormali¬ dades características de desarrollo, y se presupone que son propensos en extremo a generar otras enfermedades, como la enfermedad de Alzheimer. Además, casi siempre tienen una vida más corta con respecto a otras personas. Objetivo C

Describir los organelos de las células eucarióticas. Un organelo es cualquier estructura subcelular que tiene una función específica. Además de las estructuras mencionadas en el Objetivo B, muchas células eucarióticas tienen alguno o todos los organelos listados en el cuadro 3-1.

43

Estructura y función de la célula

Capítulo 3

Cuadro 3-1. Organelos de células eucarióticas Organelos

3.10

Estructura

Función

Núcleo

Organelo redondo u oval; contiene al núcleo y está rodeado por la membrana nuclear; contiene DNA organizado en cromosomas

Almacén de material genético; centro de control de todas las actividades celulares

Nucleolo

Masa redonda de ácido ribonucleico dentro del núcleo

Centro para la organización de los ribosomas y otros productos con RNA

Ribosomas

Partículas granulares compuestas de proteína

Síntesis de proteínas

Retículo endoplásmico

Red membranosa en todo el citoplasma; se continúa con las membranas celular y nuclear

Retículo endoplásmico rugoso

Red membranosa unida a ribosomas

Síntesis de proteínas para uso fuera de la célula

Retículo endoplásmico liso

Carente de ribosomas

Síntesis de esteroides; transporte intercelular; destoxificación

Aparato de Golgi (complejo)

Sobrepuesto a las membranas y a los vasos (cisternas)

Empaque de proteínas producidas en el retículo endoplásmico rugoso; formación de vesículas secretoras y lisosomas

Mitocondria

Organelos similares a bastones u óvalos; forma dobleces de la membrana llamados crestas

Producción de ATP (a través del ciclo de Krebs y fosforilación oxidativa)

Lisosomas

Vesículas densas llenas de enzimas

Rotura de componentes celulares usados o partículas engullidas

Vesículas secretoras

Sacos rodeados por una membrana

Almacén de proteínas y otros materiales sintetizados destinados a la excreción

Microtúbulos

Estructuras huecas y largas; constituidas por tubulina (proteína) polimerizada

Soporte estructural; involucrados en la división celular, el movimiento celular y el transporte

Microfilamentos

Fibras sólidas elongadas; constituidas de actina polimerizada (proteína)

Soporte estructural; involucrado en el movimiento celular

Centriolos

Dos bastones o granulos compuestos por nueve conjuntos de tres microtúbulos fusionados; localizados cerca del núcleo

Involucrados en la división celular; movimiento de los cromosomas durante la mitosis

¿Qué tejidos podrían, lógicamente, contener células con grandes cantidades de retículo endoplásmico (ER) rugoso y grandes cantidades de retículo endoplásmico liso? Las células que elaboran proteínas para secreción contienen grandes cantidades de retículo endoplásmico rugoso. Por ejemplo, las células de los acinos en el páncreas contienen muchos organelos de retículo endoplásmico rugoso, debido a que secretan la enzima digestiva llamada tripsina.

Estructura y función de la célula

44

Capítulo 3

Las células que elaboran esteroides, como los testículos, ovarios y glándulas suprarrenales, contienen grandes cantidades de organelos de retículo endoplásmico liso. Este último es muy abundante en los hepatocitos (células hepáticas), os cuales hacen posible la destoxificación de la sangre y el metabolismo de las toxinas. !

3.11

Describir la acción digestiva de un lisosoma sobre una sustancia ingerida por la célula a través de endocitosis (fig. 3-4). Vacuola (con una partícula)

Pared celular

Lisosomas Partícula extraña

Invaginación-

La lisozima entra a la vacuola La lisozima rompe la partícula La lisozima rompe nuevamente la partícula

Los productos partidos útiles entran en la célula

Fig. 3-4. La acción digestiva de un lisosoma sobre una partícula ingerida en la célula.

Muchos biólogos celulares consideran que las mitocondrias, así como los cloroplastos en las plantas, evolucionaron como células procarióticas, las cuales posteriormente, se desarrolla¬ ron mediante una relación endosimbiótica con grandes células. Se cree que estos pequeños procariotes llegaron a ser gradualmente dependientes de las grandes células para protección y alimento, y las células huésped llegaron a ser dependientes de las pequeñas células debido a la producción de energía. Mucha de la evidencia apoya esta teoría endosimbiótica, incluyendo las similitudes entre el material genético y proteínico encontrado en los modernos procaridtes, y en los organelos como las mitocondrias y cloroplastos. Objetivo D

Describir los procesos de replicación, transcripción y traducción.

La replicación se refiere al proceso mediante el cual el ácido desoxirribonucleico hace una copia idéntica de sí mismo, antes de la división celular. La transcripción se re fiere a la elaboración del ácido ribonucleico mensajero (mRNA), a partir de una plantilla de ácido desoxirribonucleico. El ácido ribonucleico mensajero (mRNA), abandona el núcleo y se une en el citoplasma con los ribosomas, a fin de sintetizar una proteína mediante un proceso conocido como traducción. Los tres procesos son identificados de manera conjunta como el dogma central de la biología, debido a que constituyen el método común de toda la vida para la expresión de la información codificada genéticamente. 3.12

Describir y esquematizar la estructura de la molécula del ácido desoxirribonucleico. Cada espiral del ácido desoxirribonucleico está compuesta de nucleótidos unidos mediante enlaces fosfodiéster Las dos espirales están unidas una con la otra en una dirección hacia la derecha, para formar una doble hélice (fig. 3-5) Las espirales son complementarias una con la otra, lo que significa que las bases de una espiral están aparejadas con las bases complementarias en la otra espiral, A con T y C con G (para una mayor explicación de las bases del ácido desoxirribonucleico, véase cap. 2).

Estructura y función de la célula

Capítulo 3

45

Pares de bases

Esqueleto de azúcar-fosfato

Fig. 3-5. La estructura de doble hélice del ácido desoxirribonucleico.

3.13

Describir los sucesos de la replicación. Cada paso en el proceso de replicación se acompaña de enzimas diseñadas específicamente para cada paso (fig. 3-6). Una enzima llamada helicasa primero separa la doble hélice en dos espirales paralelas y entonces "abre" cada espiral de ácido desoxirribonucleico. Las ácido desoxirribonucleico polimerasas I y III se mueven entre las espirales separadas y hacen una copia, adicionando las bases complementarias para cada espiral, una a la vez hasta que por último existen dos espirales dobles, y se corrigen los errores que pudieron haber ocurrido. El proceso completo es en extremo exacto. Las enzimas que funcionan en los diferentes estadios reducen la tasa de error a 1 en 1 000 millones de bases copiadas.

Pares de base

DNA original de doble hélice

Helicasa DNA polimerasa DNA polimerasa

Réplica de DNA Réplica de DNA

Fig. 3-6. Los pasos de la replicación. Una mutación es un error no reparado durante la replicación. Las mutaciones son muy raras para la cantidad de réplicas que se llevan a cabo. Sin embargo, estas mutaciones tienen un papel importante en la creación de la diversidad genética de una especie. Muchas de las mutaciones no son peligrosas, o pasan inadvertidas. Algunas otras pueden ser dañinas o aun mortales para el organismo, y otras pueden ser benéficas. Algunas de las mutaciones ocurren de manera espontánea, pero muchas otras son inducidas por diversas sustancias o factores conocidos como mutagenos. Los

46

Capítulo 3

Estructura y función de la célula

mutágenos comunes incluyen la radiación (luz solar o rayos X), agentes químicos y ciertos colorantes, suavizantes y conservadores. 3.14

Describir los sucesos de la transcripción. Como en la replicación, la transcripción toma lugar en el núcleo. Este proceso es llevado a cabo por enzimas específicas. El proceso de transcripción es similar a la replicación, excepto por el hecho de que las enzimas que realizan la copia, son la RNA polimerasa y el resultado es una sola espiral de ácido ribonucleico, misma que es complementaria a una espiral de ácido desoxirribonucleico copiada (fig. 3-7).

RNA polimerasa

Doble hélice de DNA

Bases Espiral de RNA transcrita

Hélice de DNA sin destorcer para la transcripción a RNA

Fig. 3-7. El proceso de transcripción. 3.15

¿Qué son los intrones y por qué son importantes? Después de que el ácido desoxirribonucleico ha sido transcrito, el resultado es una sola espiral de ácido ribonucleico. Este ácido ribonucleico sufre algunas modificaciones antes de que abandone el núcleo para encontrarse con un ribo soma y se inicie el proceso de traducción. Una de las modificaciones más significativas es la escisión de los intrones. Estas piezas no codificadas de la espiral se cortan y nunca abandonan el núcleo. El resto de la hélice de ácido ribonucleico ¡e conoce como un exón, abandona el núcleo hacia el citoplasma para su traducción (fig. 3-7). Los intrones, en apariencia, no tienen algún propósito después de su escisión, y al parecer resultan de un proceso de "edición" antes de que el ácido ibonucleico abandone el núcleo. Se desconocen cuáles son los controles y en qué sección se generan los intrones, pero la respuesta podría proporcionar información sobre la expresión genética y su control.

3.16

Describir el desarrollo de la traducción. Los pasos de la traducción ocurren en el citoplasma y de manera especial en los ribosomas. El mRNA del núcleo se mantiene en el ribosoma y las secuencias de nucleótidos son traducidas en una secuencia de aminoácidos. El proceso se acompaña de la presencia de enzimas. Los nucleótidos del mRNA se leen en grupos de tres llamados codones Los codones se aparejan con los anticodones complementarios de moléculas de ácido ribonucleico de transferencia (tRNA) específicas. Una molécula de tRNA con un cierto anticodón, lleva un aminoácido específico y lo coloca en la creciente cadena peptídica que en algún momento completará una molécula de proteína. El orden de los aminoácidos en la cadena se conoce como estructura primaria de la proteína. Esta es la estructura que determina las propiedades y las funciones de la molécula.

Objetivo E Describir los procesos de mitosis y meiosis. La mitosis es el proceso de división celular normal (fig. 3-8). Este ocurre cuando la célula requiere producir más células para el crecimiento, o para reemplazar y reparar. E1 resultado de la mitosis es de dos células hijas idénticas, con el mismo contenido cromosómico que el de la célula madre.

Estructura v función de la célula

Capítulo 3

47

La meiosis es el proceso de la formación de gametos (células sexuales). En muchas formas se asemeja a la mitosis, excepto que el resultado final son cuatro células hijas, cada una con la mitad del contenido cromosómico de la célula madre (fig. 3-8). Mitosis Inferíase (2N)

Profase (4N)

Meiosis Replicación del DNA

Interfase (2N)

Replicación del DNA

Profase I (4N)

Par de cromosomas homólogos

Se hacen visibles las cromátides Metafase I (4N)

Metafase (4N)

Anafase (4N)

Anafase I (4N)

Alineación de los cromosomas

Inicio de la división celular

Telofase I (4N)

Alineación de cromosomas homólogos

Las cromátides gemelas se mueven hacia polos opuestos

División celular

Metalase II (2N)

Telofase 2(2N)

Se inicia la citoquinesis

Anafase II (2N)

Telofase II (1N)

Fig. 3-8. Estadios de la mitosis y la meiosis.

3.17

¿Tienen el mismo efecto las mutaciones que ocurren en la mitosis y en la meiosis? Las mutaciones que ocurren durante la mitosis no se heredan a la siguiente generación. Sólo la información genética contenida en los gametos se transmite a la descendencia. Por consiguiente, las mutaciones que se presentan durante la meiosis pueden establecer rasgos o características en todas las siguientes generaciones.

3.18

Capítulo 3

Estructura y función de la célula

48

¿Por qué en los organismos que se reproducen sexualmente, los cromosomas están organizados en pares? En todas las células, excepto en los gametos, cada cromosoma tiene un cromosoma homólogo, mismo que contiene genes para la misma cualidad. Este par de cromosomas con características similares se conoce como estado diploide (2N). La letra N representa el número específico de cromosomas en cada célula de una especie, y el número 2 significa que el número es doble. El número N de cromosomas en los seres humanos es de 23, y el doble de este número (46) es el número en cada célula del cuerpo. Por lo general, sólo uno de los genes se expresa en cada uno de los pares (cap. 24). En la mitosis, la interacción entre los pares homólogos no es crítica; pero en la meiosis, los gametos se pueden formar correctamente sólo si cada par homólogo se separa durante la fase I de la meiosis. Esto significa que cada gameto lleva un gen por característica. Cuando un gameto de una célula madre es fertilizado por combinación con un gameto de otra célula madre de la misma especie, los cromosomas homólogos se aparean uno con otro. Esta interacción determina la característica genética que se expresará en el producto.

La división celular es un importante mecanismo para mantener la homeostasis en el organismo. Conforme se dividen las células, éstas proliferan y se diferencian. Esto se lleva a cabo mediante el proceso en el que varios genes contenidos en el núcleo de la célula se encienden o se apagan para producir especializaciones celulares. Por ejemplo, de esta manera una célula del "tronco" no diferenciada en la médula ósea roja, se convierte en una célula sanguínea roja (eritrocito), o en una célula sanguínea blanca (leucocito). El desarrollo de las células tronco en el páncreas pueden llegar a formar un grupo de las células endocrinas para la secreción de hormonas, o un grupo de células exocrinas para la producción de enzimas. Las formas en las cuales se diferencian las células dependen de las necesidades del organismio y de los mecanismos genéticos constituidos para el control del desarrollo y de la función. Objetivo F

Definir la comunicación celular, la inhibición por contacto y el cáncer.

Las células adyacentes o a distancia unas de otras, con frecuencia se deben comunicar para que el sistema orgánico funcione de manera normal. Esta comunicación se puede realizar de varias formas. Los mensajeros químicos, como las hormonas o los neurotraftsmisores (fig. 3-9), pueden acelerar o inhibir el funcionamiento celular. El contacto físico de una célula con otra puede disparar la inhibición por contacto, la cual con frecuencia se expresa como una represión de la mitosis. Cuando las células fallan para reaccionar a la inhibición por contacto y se continúa la división celular sin un control, el estado que resulta se conoce como cáncer. 3.19

Hacer un esquema de conexión de las células nerviosas adyacentes. Una sinapsis (fig. 3-9) es el espacio entre el axón terminal de una célula nerviosa (neurona) y la dendrita de la Siguiente célula nerviosa. En la sinapsis es donde los mensajeros químicos (neurotransmisores) ejercen su efecto (cap. 9)1.

Axón terminal

Espacio sináptico

Neurotransmisor Vesícula sináptica Neurotransmisor

Membrana presináptica Membrana postsináptica

Dendrita

Sitio receptor del neurotransmisor

Fig. 3-9. Una sinapsis es el espacio entre una neurona presináptica y una neurona postsináptica.

Estructura v función de la célula

Capítulo 3

3.20

49

Describir la elaboración y secreción de las hormonas proteínicas. Las hormonas son proteínas, esteroides u otras moléculas (cap. 13). Las hormonas proteínicas son producidas a través del proceso de traducción (como lo son otras proteínas) en un ribosoma. Debido a que las hormonas están destinadas a la secreción desde la célula, la proteína se halla contenida en una vesícula membranosa y empacada para su secreción a través del aparato de Golgi (cuadro 3-1). Cuando se estimula una célula para liberar las hormonas mediante un mecanismo de retroacción, la vesícula membranosa se fusiona con la membrana celular y el contenido de la vesícula se difunde en el líquido intersticial que rodea a la célula. Las hormonas son llevadas con rapidez por el torrente circulatorio hacia su localización blanco o de destino.

3.21

Listar algunas de las clases comunes de cáncer y la frecuencia de ocurrencia en Estados Unidos (cuadro 3-2). Cuadro 3-2. Tipos de cáncer y frecuencia Cáncer de pulmón

20% de todos los casos de cáncer en varones; 11 % en mujeres

Cáncer de mama

28% de todos los casos de cáncer en mujeres

Cáncer de próstata

21% de todos los casos de cáncer en varones

Cáncer de piel (melanoma)

3% de todos los casos de cáncer tanto en varones como en mujeres

Cáncer de colon/rectal

15% de todos los casos de cáncer tanto en varones como en mujeres

Cáncer de ovario

4% de todos los casos de cáncer en mujeres

Cáncer uterino

9% de todos los casos de cáncer en mujeres

Leucemia/linfomas

3.22

17% de todos los casos de cáncer en varones; 7% en mujeres

¿Cuáles son las causas del cáncer? El encontrar las causas del cáncer es el ideal de la investigación. Algunas evidencias indican que ciertos virus tienen efectos que inducen cáncer. Pueden resultar efectos similares de genes que se tienen normalmente en el genoma y que se activan por estímulos desconocidos. Se sabe que muchas sustancias, que en conjunto se conocen como carcinógenos, causan cáncer. En términos generales, es necesario un nivel crítico de exposición para que una sustancia sea carcinógena. Los carcinógenos conocidos incluyen tabaco, alcohol, radiación solar y rayos X, agentes químicos industriales (como el asbesto y el cloruro de vinil), dieta alta en grasas y ciertos medicamentos (como los esteroides).

3.23

Listar los signos de alerta que pueden indicar el desarrollo de cáncer. Los signos de alerta de cáncer se indican a continuación. Las personas con cualesquiera de estos síntomas, debe consultar de manera inmediata a un médico. • Una protuberancia o un engrasamiento en la mama o en cualquier otra parte del cuerpo • Una herida que no sane • Un cambio rápido en una marca de nacimiento, lunar o verruga • Voz áspera o tos que no se quita • Indigestión o dificultad para tragar • Hemorragia inusual • Un cambio en los hábitos de defecación o urinarios

3.24

Listar algunos métodos para el tratamiento del cáncer. Cirugía. Es especialmente eficaz en la extirpación de tumores que no tienen metástasis (diseminado a otros sitios). La cirugía casi siempre se acompaña de otros tratamientos. Radioterapia. También se conoce como irradiación, terapia con cobalto, o terapia con rayos X. En la radioterapia se bombardea el tejido canceroso con radiación de alta energía, lo cual ocasiona que mueran las células del tumor. Quimioterapia. Es el uso de medicamentos en contra del cáncer. La quimioterapia es el tratamiento más eficaz contra el cáncer que se ha diseminado.

Estructura y función de la célula

50

Capítulo 3

Todos los tratamientos contra el cáncer tienen limitaciones y algunos pueden tener efectos secundarios negativos. El tratamiento contra el cáncer es más eficaz cuando se ha detectado de manera temprana y no se ha diseminadp.

Ejercicios de repaso Opción múltiple 1. La membrana celular (a) engloba componentes de la célula, (b) regula la absorción, (c) le da forma a la célula, (d) todas las anteriores. 2. La estructura más grande de la célula es (a) el aparato de Golgi, (b) el núcleo, (c) el ribosoma, (d) la mitocondria. 3. ¿Cuál de los organelos contiene enzimas hidrolíticas? (a) lisosoma, (b) ribosoma, (c) mitocondria, (d) aparato de Golgi. 4. En la pregunta 3, ¿cuál organelo está involucrado con la síntesis de proteínas? 5. El retículo endoplásmico con ribosomas unidos se conoce como (a) retículo endoplásmico liso, (b) aparato de Golgi, (c) retículo endoplásmico nodular, (d) retículo endoplásmico rugoso. 6. El englobamiento de un material sólido se conoce como (a) pinocitosis, (b) fagocitosis, (c) transporte activo, (d) difusión. 7. La membrana celular es una combinación de (a) lípido-proteína-lípido, (b) lípido-lípido-proteína, (c) proteína-proteína-lípido, (d) proteína-lípido-proteína. 8. La función del aparato de Golgi es (a) empacar material en las membranas para su transporte fuera de la célula, (b) producción de husos mitóticos y meióticos, (c) excreción de exceso de agua (d) producción de trifosfato de adenosina por fosforilación oxidativa. 9. La función de la mitocondria es (a) empacar materiales en las membranas para su transporte fuera de la célula, (b) conversión de la energía luminosa en energía química en forma de trifosfato de adenosina, (c) excreción de exceso de agua de la célula, (d) síntesis de trifosfato de adenosina por fosforilación oxidativa. 10. Durante la síntesis de proteínas, los aminoácidos son unidos en una cadena lineal por (a) enlaces de hidrógeno, (b) enlaces peptídicos, (c) enlaces iónicos, (d) enlaces fosfato, (e) enlaces amino 11. ¿Cuál de las bases de nucleótidos está ausente del ácido desoxirribonucleico? (a) adenina, (b) citosina, (c) guanina, (d) timina, (e) uracilo, (f) ninguna de las anteriores. 12. El ácido ribonucleico mensajero se sintetiza en (a) el núcleo bajo la dirección del ácido desoxirribonucleico, (b) el citoplasma bajo la dirección de los centriolos, (c) los centriolos bajo la dirección del ácido desoxirribonucleico, (d) el aparato de Golgi bajo la dirección del ácido desoxirribonucleico. 13. La secuencia de nucleótidos en una molécula dé ácido ribonucleico mensajero está determinada por (a) la secuencia de nucleótidos en un gen, (b) la enzima RNA polimerasa, (c) la secuencia de aminoácidos en una proteína, (d) la enzima ribonucleasa (RNasa), (e) la secuencia de nucleótidos en los anticodones del ácido ribonucleico de transporte. 14. El flujo de información genética en muchos organismos puede estar indicado por (a) proteína-DNAmRNA, (b) proteína-tRNA-DNA, (c) DNA-mRNA-proteína, (d) los cuatro nucleótidos.

Estructura y función de la célula

Capítulo 3

51

15. El código genético para un solo aminoácido se compone de (a) un nucleótido, (b) dos nucleótidos, (c) tres nucleótidos, (d) cuatro nucleótidos. 16. En una molécula de ácido desoxirribonucleico, la base nitrogenada adenina siempre se apareja con (a) uracilo, (b) timina, (c) citosina, (d) guanina. 17. La "columna vertebral" del ácido desoxirribonucleico consiste en secuencias repetidas de fosfato y (a) azúcar (glucosa), (b) azúcar (desoxirribosa), (c) ácidos nucleicos, (d) proteína (ribosa). 18. La molécula a la cual se une un aminoácido de manera preparatoria para la síntesis es (a) RNA ribosomal, (b) RNA mensajero, (c) RNA de transferencia, (d) RNA viral. 19. El orden de aminoácidos en las moléculas de proteína está determinado por la secuencia de (a) aminoácidos en otras moléculas de proteína, (b) las bases en el tRNA, (c) bases en el mRNA, (d) azúcares en el ácido desoxirribonucleico. 20. Un determinado gen tiene 1 200 nucleótidos (bases) en la porción codificada de una espiral. La proteína codificada por este gen se compone de (a) 400 aminoácidos, (b) 600 aminoácidos, (c) 1 200 aminoácidos, (d) 2 400 aminoácidos, (e) 3 600 aminoácidos. 21. Si una espiral de una molécula de ácido desoxirribonucleico tiene la secuencia ACGGCAC, la otra espiral tiene la secuencia (a) ACGGCAC, (b) CACGGCA, (c) CATTACA, (d) UGCCGUG, (e) TGCCGTG. 22. Un RNA de transferencia tiene la secuencia de anticodón UAC. ¿Con qué codón en el RNA mensajero se aparejará? (a) GGC, (b) UAC, (c) AUU, (d) CAU, (e) AUG. 23. La duplicación de los cromosomas toma lugar en la (a) telofase, (b) interfase, (c) metafase, (d) anafase. 24. ¿En qué fase de la pregunta 23 ocurre la citoquinesis (división)? 25. Las dos células hijas formadas por mitosis tienen (a) idénticas constituciones genéticas, (b) exactamente la mitad de los genes de la célula madre, (c) la misma cantidad de citoplasma que la célula madre, (d) ninguna de las anteriores. Verdadero o falso 1. Las células eucarióticas carecen de un núcleo rodeado de membrana y tienen algunos organelos. 2. El transporte activo no requiere de energía y es el mecanismo por el cual el oxígeno penetra a una célula. 3. Una célula vegetal tiene una pared celular que mantiene la forma en contra de la gravedad y otras fuerzas. 4. El ácido desoxirribonucleico está rodeado por proteínas llamadas histonas. 5. En el síndrome de Down hay un cromosoma extra, el núm. 21. 6. Las células que elaboran esteroides, como las que se encuentran en testículos, ovarios y glándulas suprarrenales, contienen grandes cantidades de retículo endoplásmico rugoso. 7. Una mutación es un error no corregido en la replicación del ácido desoxirribonucleico.

Estructura y función de la célula

52

Capítulo 3

8. La transcripción toma lugar en el citoplasma de la célula. 9. El RNA mensajero contiene anticodones. 10. La meiosis es el proceso de formación de gametos (células sexuales). 11. Los agentes que pueden causar cáncer se llaman carcinógenos. 12. La quimioterapia es el tratamiento más eficaz en el tratamiento de cáncer metastásico. Completar 1. Los

son organismos que no están clasificados como procariotes o como eucariotes.

2. Las

son resistentes tanto a la tinción como a los antibióticos.

3.

es una difusión que involucra sólo el movimiento de agua a través de una membrana.

4. El ácido desoxirribonucleico y las proteínas juntas se llaman 5. El

.

está rodeado de ácido ribonucleico dentro del núcleo.

6. El azúcar en el ácido ribonucleico es la

.

7. El número de cromososmas N en una célula humana es 8. Los

.

son estructuras huecas, largos de tubulina polimerizada.

9. La síntesis de proteínas ocurre en los

dentro del citoplasma.

10. Cada espiral de ácido desoxirribonucleico se compone de

unidos por

enlaces fosfato. Relacionar Relacione los organelos con su descripción y función. 1. Lisosoma (a) centro de control de la célula 2. Centriolo

(b) vesícula que contiene enzimas hidrolíticas

3. Aparato de Golgi

(c)

4. Ribosoma

(d) movimiento de cromosomas durante la mitosis

5. Núcleo

(e)

formación de vesículas secretoras y lisosomas

6. Retículo endoplásmico liso

(f)

síntesis de proteínas

síntesis de esteroides y destoxificación

Respuestas y explicaciones de los ejercicios de repaso Opción múltiple 1. (d) La membrana celular es un componente dinámico de una célula que tiene muchas funciones. 2. (b) El núcleo es más grande que cualesquiera de los organelos citoplásmicos.

Estructura y función de la célula

Capítulo 3

53

3. (a) Los lisosomas contienen enzimas hidrolíticas que rompen los componentes celulares o engulle partículas. 4. (b) Los ribosomas sintetizan proteínas. Los ribosomas libres elaboran proteínas para ser usadas por la célula. Los ribosomas unidos al retículo endoplásmico producen proteínas que se utilizan en la pared externa. 5. (d) Se usa el término retículo endoplásmico rugoso debido a la apariencia rugosa de este organelo. 6. (b) La fagocitosis es el mecanismo por el cual los materiales grandes y sólidos son llevados dentro de la célula. 7. (d) La membrana celular es una bicapa lipídica con moléculas de proteína embebidas dentro y fuera de la superficie interna y externa. 8. (a) El aparato de Golgi empaca material secretor y forma lisosomas. 9. (d) El trifosfato de adenosina es producido vía el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa en la mitocondria. 10. (b) Los aminoácidos están unidos por enlaces peptídicos. 11. (d) La timina se reemplaza por el uracilo en el ácido ribonucleico. 12. (a) Los tres tipos de ácido ribonucleico (mRNA, tRNA y rRNA) se forman en el núcleo bajo la dirección del ácido desoxirribonucleico. 13. (a) El mRNA se produce bajo la dirección de los nucleótidos en un gen. 14. (c) DNA > RNA (transcripción) > proteína (traducción). 15. (c) El código genético para un solo aminoácido se compone de tres nucleótidos llamados codón. 16. (b)A-T,C-G. 17. (b) El azúcar en el ácido desoxirribonucleico es desoxirribosa. El azúcar en el ácido ribonucleico es la ribosa. 18. (c) El tRNA transporta un aminoácido a los ribosomas para ser incorporado a una proteína. 19. (c) Las bases en el mRNA (tres juntas = un codón) determinan la secuencia de aminoácidos en la proteína. 20. (a) 1 200/3 (tres en un codón) = 400 aminoácidos. 21. (e)TGCCGTG. 22. (e)AUG. 23. (b) Los cromosomas se duplican durante la interfase. 24. (a) La célula se divide (citoquinesis) durante la telofase. 25. (a) Cada célula hija tiene el mismo número y clase de cromosomas que la célula madre original. Verdadero o falso 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

Falso; las células procarióticas carecen de núcleo y tienen algunos organelos Falso; el transporte activo requiere de energía proporcionada por el trifosfato de adenosina Verdadero Verdadero Verdadero Falso; contienen grandes cantidades de retículo endoplásmico liso Verdadero Falso; la transcripción (DNA > RNA) ocurre en el núcleo de la célula Falso; el mRNA contiene codones Verdadero Verdadero Verdadero

Completar 1. 2. 3. 4. 5.

virus bacterias gramnegativas Osmosis cromatina nucleolo

Relacionar 1. (b) 2. (d) 3. (e)

4. (/) 5. (a) 6. (c)

6. 7. 8. 9. 10.

ribosa 23 microtúbulos ribosomas nucleótidos

4

Tejidos Objetivo A

Definir la histología y el tejido, así como distinguir entre los cuatro principales tipos de tejido. Histología es el estudio microscópico de los tejidos que constituyen al organismo. Un tejido es una agregación de células similares que llevan a cabo un conjunto de funciones específicas. El cuerpo humano se compone de 25 clases de tejido, mismos que se clasifican como tejidos epitelial, conectivo, muscular y nervioso.

4.1

¿Cuáles son las bases para la clasificación de los tejidos? La clasificación de los tejidos se basa en el desarrollo embrionario, la organización estructural y las propiedades funcionales. El tejido epitelial o epitelio se deriva, desde el punto de vista embriogénico, del ectodermo, mesodermo y endodermo; cubre todo el cuerpo, así como a todos los órganos; recubre las cavidades corporales y el lumen (porciones huecas de órganos y vasos), y conforma varias glándulas. El tejido epitelial participa en la protección, absorción, secreción y excreción. El tejido conectivo se deriva del mesodermo; este tejido une, soporta y protege las partes del organismo. El tejido muscular se deriva del mesodermo; se contrae para favorecer tanto la locomoción, como los movimientos internos del cuerpo. El tejido nervioso inicia y conduce los impulsos nerviosos, mismos que coordinan las actividades corporales.

4.2

¿Qué parte del tejido participa en el diagnóstico clínico? En muchos casos, se indica una enfermedad en particular sobre la base de la apariencia anormal de un tejido que se ha eliminado del cuerpo a través de una biopsia, o del examen posmortem (necropsia) y se le examina al microscopio.

La patología es la rama de la medicina que se dedica extensamente al estudio de los tejidos. Un patólogo es el médico que examina los órganos de un cadáver tanto a nivel macroscópico, como a nivel microscópico, con la finalidad de determinar la causa de la muerte. Muchas enfermedades originan cambios en la apariencia y en las funciones de las células que constituyen a los tejidos. Cuando un patólogo examina un cadáver, a este procedimiento se le conoce como necropsia. Cuando se toma una porción de tejido de una persona viva para realizar un examen microscópico, el procedimiento se llama biopsia. Objetivo B

Describir el tejido epitelial a nivel celular y diferenciar entre varias clases.

|

Un epitelio se compone de una o más capas celulares. La superficie externa está expuesta tanto a la parte exterior del organismo, como a un lumen o a las cavidades. La superficie interna más profunda del epitelio está, por lo general, en contacto con la membrana basal, la cual consiste en glucoproteína de las células epiteliales, de una red de colágena y de fibras reticulares del tejido conectivo subyacente. El tejido epitelial es avascular (sin vasos sanguíneos) y está constituido por células firmemente unidas. El epitelio formado por una sola capa se conoce como simple; el epitelio que se constituye de varias capas (multicapas) se llama estratificado. De acuerdo con la forma de las células en la superficie expuesta, el tejido epitelial es escamoso (superficie de células planas, "escamas"), cuboidal o columnar. 4.3

Clasificar las cinco clases de epitelio simple, de acuerdo con su estructura, función y localización dentro del organismo (cuadro 4-1 y fig. 4-1).

4.4

¿Qué es la membrana basal? La membrana basal es un material de unión del tejido epitelial que está en contacto con la capa de células en división. Mucho del epitelio tiene una membrana basal. Esta membrana se compone de glucoproteína de las células epiteliales, de una red de colágena y de fibras reticulares del tejido conectivo subyacente. 54

Tejidos

Capítulo 4

55

Cuadro 4-1. Clasificación del tejido epitelial simple Tipo

Localización

Estructura y función

Epitelio escamoso simple

Capa sencilla de células aplanadas, unidas estrechamente; difusión y filtración

Formación de las paredes capilares, recubrimiento de sacos de aire (alveolos) pulmonares; cubierta de órganos viscerales; recubrimiento de las cavidades corporales

Epitelio cuboidal simple

Capa sencilla de células de forma cúbica; excreción, secreción o absorción

Cubierta de la superficie de los ovarios; recubrimiento de los túbulos renales, conductos salivales y conductos pancreáticos

Epitelio columnar simple

Capa sencilla de células de forma columnar no ciliadas; protección, secreción y absorción

Recubrimiento del aparato digestivo, vejiga urinaria y conductos excretores de algunas glándulas

Epitelio columnar ciliado simple

Capa sencilla de células columnares ciliadas; transporte a través del movimiento ciliar

Recubrimiento de las trompas uterinas (de Falopio) y áreas limitadas de las vías respiratorias

Epitelio columnar seudoestratificado ciliado

Capa sencilla de células de forma irregular ciliadas; protección, secreción, movimiento ciliar

Recubrimiento de las vías respiratorias y conductos auditivos (trompas de Eustaquio)

Borde ciliado Células columnares Membrana basal Epitelio escamoso simple

Membrana basal Membrana celular Núcleo

Epitelio columnar ciliado simple

Membrana basal Tejido conectivo

Cilios Membrana celular

Epitelio cuboidal simple

Núcleo Células caliciformes

Célula caliciforme

Membrana basal

Membrana celular Capa de tejido conectivo Epitelio columnar simple

Epitelio columnar seudoestratificado ciliado (con células caliciformes)

Fig. 4-1. Comparación entre tejidos epiteliales simples.

4.5

Capítulo 4

Tejidos

56

Verdadero o falso: el endotelio y el mesotelio son tipos de epitelio simple. Es verdadero en el sentido de que el epitelio escamoso simple que recubre los vasos sanguíneos y linfáticos se conoce como endotelio, en tanto que el epitelio que recubre las cavidades corporales se llama mesotelio.

4.6

¿Cuál de los siguientes epitelios contienen células caliciformes? (a) epitelio columnar simple, (b) epitelio columnar ciliado simple, (c) epitelio columnar seudoestratificado ciliado. Las glándulas unicelulares especializadas, llamadas células caliciformes, se encuentran dispersas en todos los tipos de tejido epitelial columnar; son especialmente numerosas en el epitelio columnar seudoestratificado ciliado. Las células caliciformes secretan un moco protector y lubricante en todas las superficies expuestas de los tejidos. El relativo número de células caliciformes en un epitelio de recubrimiento depende de la necesidad de moco en el área específica de recubrimiento. Debido a que el epitelio columnar seudoestratificado ciliado se encuentra en las vías respiratorias, en donde es vital la abundancia de moco, este tipo de recubrimiento tiene grandes cantidades de células caliciformes.

4.7

Clasificar las cuatro clases de epitelio estratificado, de acuerdo a su estructura, función y localización en el organismo (cuadro 4-2 y fig. 4-2).

Cuadro 4-2. Clasificación del tejido epitelial estratificado Tipo

Estructura y función

Localización

Epitelio escamoso estratificado (queratinizado)

Múltiples capas que contienen queratina (problema 4.8), capas externas aplanadas y muertas; protección

Epidermis de la piel

Epitelio escamoso estratificado (no queratinizado)

Múltiples capas, carentes de queratina, capas externas húmedas y vivas; protección y flexibilidad

Recubrimiento de las cavidades oral y nasal, esófago, vagina y conducto anal

Epitelio cuboidal estratificado

Por lo general, dos capas de células cuboidales; refuerzan las paredes luminales

Conductos de las grandes glándulas sudoríparas, salivales y del páncreas

Epitelio transicional

Numerosas capas de células redondas no queratinizadas; distensión

Recubrimiento de la vejiga urinaria y porciones del útero y la uretra

Superficie de células escamosas _ Capa de células transicionales

Citoplasma

-=— Membrana basal Músculo liso

Membrana basal

(a)

(b)

Fig. 4-2. Una comparación entre (a) epitelio escamoso estratificado y (b) epitelio transicional.

Capítulo 4

4.8

Tejidos

57

Definir qué es la queratinización y la cornificación, así como explicar el valor de estos procesos en el epitelio escamoso estratificado. Con frecuencia los términos queratinización y cornificación se usan de manera indistinta; aunque la queratina y la córnea son técnicamente distintas. La queratina es la proteína que se forma durante la queratinización, en conjunto con la muerte celular, conforme las células en las capas se mueven fuera del soporte viviente del tejido vascular subyacente del epitelio escamoso estratificado (problema 5.11). Conforme las células se aproximan a la superficie expuesta, se tornan secas y aplanadas durante el proceso de cornificación. El estrato córneo es la capa más externa de la epidermis de la piel, que es donde se lleva a cabo la cornificación. La queratinización hace a la piel resistente al agua; en tanto que la cornificación la protege de la abrasión y de la entrada de agentes patógenos.

4.9

¿Cómo difiere el epitelio transicional del epitelio escamoso estratificado? El epitelio transicional es similar al epitelio escamoso estratificado no queratinizado, excepto en que las células de la superficie anterior son largas y redondas, más que aplanadas y pueden tener dos núcleos. El epitelio transicional está especializado para permitir la distensión del útero y de la vejiga urinaria, y para resistir la toxicidad de la orina. La distensión del útero es posible debido a que las células epiteliales transicionales son capaces de cambiar de forma y algunas veces se semejan a las células cuboidales, y otras veces a las células escamosas.

La apariencia y el número relativo de células en un epitelio de recubrimiento pueden ser significativos para el patólogo. Demasiadas o muy pocas células de un tipo determinado, o bien los valores anormales de productos de secreción pueden indicar que un órgano está enfermo porque no está funcionando de manera adecuada. Durante una necropsia, el patólogo examina con cuidado los recubrimientos de las cavidades y de los órganos del cuerpo, en busca de los signos de tales irregularidades. Por ejemplo, las células con un núcleo picnótico (aplanado), indican ciertos padecimientos. La presencia excesiva de moco o de pus, podría señalar que un órgano en particular combatió una infección. Objetivo C Definir el tejido epitelial glandular y describir la formación, clasificación y función de las glándulas exocrinas. Durante el desarrollo prenatal, ciertas células epiteliales invaden el tejido conectivo subyacente y forman acumulaciones secretoras especializadas llamadas glándulas exocrinas. Estas glándulas mantienen una conexión con la superficie en forma de un conducto. En contraste, las glándulas endocrinas carecen de conductos y secretan sus productos (hormonas) directamente al torrente circulatorio. 4.10

Proporcionar ejemplos de glándulas exocrinas y el estado de los sistemas corporales con los que están relacionadas. Las glándulas exocrinas dentro del sistema tegumentario incluyen las glándulas sebáceas (secretoras de grasa), glándulas sudoríparas (sudor) y glándulas mamarias. Dentro del aparato digestivo, las glándulas exocrinas incluyen glándulas salivales, glándulas gástricas dentro del estómago y la glándula pancreática.

La disfunión de las glándulas exocrinas resulta en una variedad de síntomas y padecimientos. El acné es la inflamación de las glándulas sebáceas. Las úlceras por estrés se relacionan y se acompañan por una secreción excesiva de ácido clorhídrico de las células parietales dentro del estómago. La parotiditis es una enfermedad infecciosa de las glándulas parótidas que secretan la saliva. 4.11

Clasificar las glándulas exocrinas de acuerdo con su estructura y proporcionar ejemplos de los productos de secreción de cada uno de los tipos (cuadros 4-3 y 4-4, y fig. 4-3).

Tejidos

58

Capítulo 4

Cuadro 4-3. Clasificación estructural de las glándulas exocrinas Tipo

Ejemplos

Función

Glándulas unicelulares

Protección y lubricación

Células caliciformes

Glándulas tubulares

Ayudan en la digestión

Glándulas intestinales

Glándulas tubulares ramificadas

Protección; ayudan en la digestión

Glándulas uterinas; glándulas gástricas

Glándulas tubulares enrolladas

Regulación de la temperatura

Glándulas sudoríparas ecrinas

Glándulas acinares

Proporcionan un aditivo a los espermatozoides

Vesículas seminales

Glándulas acinares ramificadas

Acondicionan la piel

Glándulas sebáceas

Glándulas tubulares

Lubrican la uretra masculina; ayudan en la digestión

Glándulas bulbouretrales; hígado

Glándula acinar

Glándulas mamarias, glándulas salivales (submandibular y sublingual)

Provee nutrición al lactante

Glándulas tubuloacinares

Glándula salival (parótida); páncreas

Ayudan en la digestión

Conducto Porción secretora Tubular simple

Tubular ramificada simple

Tubular enrollada simple

Tubular compuesta

Acinar compuesta

Acinar simple

Acinar ramificada simple

Tubuloacinar compuesta

Fig. 4-3. Estructura de las glándulas exocrinas.

Tipo

Función

Ejemplos

Merocrina

Células ancladas que secretan agua; regulación de la temperatura; ayuda en la digestión

Glándulas salivales y pancreática; ciertas glándulas sudoríparas

Apocrina

Se descarga una porción de la célula secretora y su secreción; proporciona alimento al infante, participa en la regulación de la temperatura

Glándulas mamarias, ciertas glándulas sudoríparas

Holocrina

Se descarga la célula completa junto con la secreción; acondicionamiento de la piel

Glándulas sebáceas de la piel

Tejidos

Capítulo 4

Objetivo D

59

Describir las características, localización y funciones del tejido conectivo. Uno de los componentes más importantes del tejido conectivo es la matriz, que es la base del material orgánico secretado y es de diversa composición, que une con amplitud a las células separadas del tejido. Todo el tejido conectivo se deriva del mesodermo embrio¬ nario. El tejido conectivo se encuentra en todo el organismo. Soporta y une a otros tejidos, almacena nutrimentos o elabora materiales de protección y de regulación o ambas cosas.

4.12

¿Cuáles son los diversos tipos de tejido conectivo? Describir su estructura y funciones, así como el lugar en donde se localizan. En todo el embrión se encuentra el tejido conectivo no diferenciado llamado mesénquima, del cual se deriva el tejido conectivo diferenciado maduro. Este tejido maduro es uno de los cuatro tipos principales que se muestran en la figura 4-4. Nótese que uno de ellos, el tejido sanguíneo, difiere del resto porque tiene una matriz líquida. Una clasificación más amplia se proporciona en el cuadro 4-5.

• Condrocito

Fibroblasto - Lagunas Mastocito Fibra elástica

-Fibroblasto

Fibra de colágena

- Haz de colágena

Hialino

- Lagunas

Fibroso denso

" Fibra de colágena

- Núcleo - Pericondrio - Citoplasma

Fibra reticular

- Glóbulo de grasa

- Fibra elástica • Condrocito

Adiposo

Reticular

Elástico

Cartílago

Tejido conectivo característico

Osteocito con una laguna

Leucocitos (células sanguíneas blancas) Eritrocitos (célula sanguínea roja) Basófilo

Monocito

Canalículos Conducto central Lámina

granular

no granular

Trombocitos (plaquetas) Neutrófilo

Tejido óseo

Eosinófllo Sangre

Fig. 4-4. Tipos de tejido conectivo.

Linfocito

Tejidos

60

Capítulo 4

Cuadro 4-5. Clasificación del tejido conectivo Tipo de tejido

Células

Matriz

Función

Localización

Laxo (areolar)

Fibroblastos; mastocitos

Fibras de colágena; elastina

Unión y soporte; protección y alimentación; mantenimiento de líquidos; secreción de heparina

Profunda en la piel; rodeando músculos, vasos y órganos

Fibroso denso

Fibroblastos

Fibras de colágena densamente unidas

Fuerza y flexibilidad

Tendones y ligamentos

Elástico

Fibroblastos

Fibras de elastina

Flexibilidad y distensibilidad

Arterias, laringe, tráquea, bronquios

Reticular

Fagocitos

Fibras reticulares en matriz similar a gelatina

Realizar función de fagocitosis

Hígado, bazo, ganglios linfáticos, médula ósea

Adiposo

Adipocitos

Muy poca

Almacenamiento de lípidos

Subdermis, rodeando órganos

Hialino

Condrocitos

Fibras finas de colágena

Cubierta y protección de los huesos; precursores; del hueso; soporte

Articulaciones, tráquea, nariz, cartílago costal

Fibrocartílago

Condrocitos

Fibras densas de colágena

Resistencia a la tensión y compresión

Articulación de la rodilla, discos intervertebrales, sínfisis púbica

Elástico

Condrocitos

Fibras de colágena; elastina

Fuerza flexible

Oído externo, laringe, conducto auditivo

Hueso esponjoso

Osteocitos

Fibras de colágena; carbonato de calcio

Soporte interno, ligereza y fuerza

Interior de los huesos

Hueso compacto

Osteocitos

Fibras de colágena

Soporte fuerte

Exterior de los] huesos

Sangre

Eritrocitos, leucocitos, trombocitos (plaquetas)

Plasma sanguíneo

Conducción de nutrimentos y de desechos

Sistema circulatorio

Una enfermedad alguna vez temida, en especial por los marinos, es el escorbuto. Este se caracteriza por la pérdida de la colágena, que es la principal proteína estructural en muchos tejidos conectivos (cuadro 6-4). El escorbuto es causado por una deficiencia de vitamina C en la dieta, la cual es un factor necesario en la formación de las fibras de colágena. Sin la, vitamina C, estas fibras se rompen y no se puede formar el soporte para el tejido. Los síntomas resultantes incluyen piel sensible, encías esponjosas, debilitamiento de los vasos sanguíneos y una deficiente curación de heridas. 4.13

¿Cuál de los siguientes tejidos conectivos son importantes en la inmunidad corporal? (a) sangre, (b) tejido regular denso, (c) fibrocartílago, (d) tejido reticular. Tanto las células sanguíneas blancas (leucocitos) como el tejido reticular de los órganos linfáticos protegen al organismo a través de la fagocitosis.

Tejidos

Capítulo 4

61

¿Por qué se considera a la sangre como un tejido?

4.14

Se le considera un tejido debido a que contiene células (eritrocitos, leucocitos y plaquetas) y una matriz (plasma sanguíneo); a la sangre se le considera un tejido conectivo viscoso (cap. 13).

¿Por qué las lesiones articulares que involucran al cartílago son lentas en sanar?

4.15

El cartílago es avascular y, por tanto, debe recibir los nutrimentos a través de difusión desde el tejido que lo rodea. Por esta razón el tejido cartilaginoso tiene una velocidad de actividad mitótica baja, y si se daña, éste sana muy lentamente.

4.16

Distinguir entre tejido graso y tejido adiposo. Las células de tejido adiposo contienen grandes vacuolas adaptadas para almacenar lípidos o grasas. La sobrealimentación de un infante durante el primer año de vida, que es cuando se forman los adipocitos (células adiposas), ocasiona que se desarrollen cantidades excesivas de tejido adiposo. Una persona con mucho tejido adiposo tiende más a desarrollar obesidad en años posteriores, que una persona con una menor cantidad. Por medio de la dieta, se eliminan los lípidos acumulados dentro del tejido pero no se elimina el tejido.

4.17

¿Qué tienen en común los fibroblastos, las células reticulares, los mastocitos, los condrocitos y los osteocitos? ¿Cómo se diferencian? Todos son células especializadas de diferentes tipos de tejido conectivo; estas células se comparan en el cuadro 4-6.

Cuadro 4-6. Algunas células especializadas del tejido conectivo Tipo de célula

Producto

Descripción

Localización

Fibroblasto

Células grandes de forma irregular

En todo el tejido conectivo propio

Colágena, fibras reticulares y elásticas

Célula reticular

Células entretejidas altamente ramificadas

Tejido conectivo reticular; órganos linfoides

Fagocitos

Mastocito

Células redondas similares a los basófilos

Tejido conectivo laxo; rodeando los vasos sanguíneos

Heparina (un anticoagulante)

Condrocito

Células grandes ovales

Tejido cartilaginoso

Matriz cartilaginosa

Osteocito

Células pequeñas

Tejido óseo

Matriz sólida

4.18

¿Cómo se relaciona el edema con el tejido conectivo? Alrededor de 11 % del líquido corporal se encuentra dentro del tejido conectivo laxo, en donde se le conoce como líquido tisular o líquido intersticial. Algunas veces el líquido tisular se acumula de manera excesiva, ocasionando un estado de hinchamiento conocido como edema. El líquido en demasía es, por lo general, sintomático de otras alteraciones.

4.19

¿Cuál es la diferencia entre tejido óseo compacto y tejido óseo esponjoso? Muchos huesos del esqueleto humano están constituidos por tejido óseo compacto (denso), y por tejido óseo esponjoso (canceloso) (fig. 6-4). El tejido óseo compacto es la capa dura externa; en tanto que el tejido óseo esponjoso es la porción interna porosa altamente vascularizada. El tejido óseo compacto está cubierto por el periostio, mismo que sirve de unión a los tendones con el músculo. El tejido óseo esponjoso hace al hueso más ligero y proporciona el espacio para la médula ósea, en donde se producen los eritrocitos. El tejido óseo se revisará más ampliamente en el capítulo 6.

4.20

¿Qué causa la dureza del hueso? La dureza del hueso se debe principalmente a las sales de fosfato de calcio y a las de carbonato de calcio que se depositan en la matriz intracelular (inorgánica). También numerosas fibras de colágena se encuentran embebidas dentro de la matriz, lo que proporciona cierta flexibilidad al tejido óseo.

Capítulo 4

Tejidos

62

Objetivo E

Describir el tejido muscular y distinguir entre los tres tipos.

A través de la propiedad de contractilidad, el tejido muscular permite el movimiento de materiales dentro del organismo, movimiento de una a otra parte del cuerpo respecto de otra, así como la locomoción. Las células musculares, también llamadas fibras musculares, son elongadas en la dirección de la contracción, y el movimiento se acompaña del acortamiento de las fibras en respuesta a un estímulo. Derivadas del mesodermo, las células musculares también están especializadas para la contracción que, una vez que se ha completado la formación del tejido durante el periodo prenatal, ya no son capaces de replicarse. Existen tres tipos de tejido muscular en el organismo: liso, cardiaco y esquelético. Las fibras musculares esqueléticas comienzan a formarse a las cuatro semanas después de la concepción. En este tiempo, las células mesodérmicas no diferenciadas llamadas Mioblastos, inician la migración hacia los sitios en donde se formarán los músculos individuales. Conforme llegan los mioblastos a estos sitios, se congregan en miotúbulos sincitiales. Los miotúbulos crecen en longitud mediante la incorporación adicional de mioblastos, cada uno con su propio núcleo. Todas las membranas celulares se rompen dentro de cada miotúbulo y se forman fibras musculares multinucleadas. Las fibras musculares son distintivas hacia las nueve semanas de gestación, y a las 17 semanas, los músculos están lo suficientemente bien desarrollados, para que en la mujer embarazada se sientan los movimientos fetales conocidos como movimientos finales del embarazo. 4.21

Describir la estructura, función y localización de cada tipo de tejido muscular (cuadro 4-7 y fig. 4-5).

Cuadro 4-7. Comparación entre tres tipos de tejido muscular Localizarión

Tipo

Estructura y función

Músculo liso

Paredes de los órganos internos huecos

Fibras elongadas en forma de huso con un solo núcleo; movimientos lentos e involuntarios de los órganos internos

Músculo cardiaco

Paredes del corazón

Fibras estriadas ramificadas con un solo núcleo y discos intercalados; contracciones rítmicasj rápidas e involuntarias

Músculo esquelétic o

A través de las articulaciones del esqueleto, vía los tendones

Fibras cilindricas estriadas; multinucleadas que se presentan en fascículos (haces delgados); movimientos rápidos voluntarios o involuntarios de las articulaciones del esqueleto

Disco intercalado Estriadiones Núcleo —— Núcleo

Músculo liso

Estriaciones

Músculo esquelético Fig. 4-5. Tipos de tejido muscular.

Músculo cardiaco

Núcleo

Tejidos

Capítulo 4

4.22

-

63

¿Cuál de las siguientes características son propias de todos los tejidos musculares? (a) irritabilidad, (b) contractilidad, (c) extensibilidad, (d) elasticidad. Todas son características de las fibras musculares. Una fibra muscular muestra irritabilidad como respuesta a un impulso nervioso y se contrae, o se acorta. Una vez que el estímulo ha pasado y la fibra muscular se acorta, pero relajada, puede pasivamente estirarse de regreso mediante la contracción de las fibras de los músculos opuestos. Cada una de las fibras musculares tienen una tensión innata, o elasticidad, que ocasiona que se tome una forma particular como cuando se encuentra relajada.

El metabolismo dentro de las células libera calor como un producto final. Se considera que los músculos corresponden a cerca del 50% del peso corporal, aun cuando las fibras de los músculos en reposo se encuentren en un estado de actividad continua (tono). De esta manera, los músculos son la principal fuente de calor. El mantenimiento de la alta temperatura corporal es de valor homeostásico para proporcionar las condiciones óptimas para el metabolismo. La velocidad de producción de calor es muy grande cuando una persona ejecuta un ejercicio extenuante. Objetivo F

Describir las características básicas y las funciones del tejido nervioso.

El tejido nervioso consiste sobre todo en dos tipos de células: neuronas y neuroglia (literalmente, "pegamento nervioso"). Las neuronas se derivan del ectodermo, son altamente especializadas para la conducción de impulsos nerviosos llamados potenciales de acción. La función primordial de la neuroglia es la de sostener y ayudar a las neuronas. El número de neuronas se establece poco antes del nacimiento, y después las neuronas no tienen la capacidad de tener mitosis. La neuroglia es casi cinco veces más abundante que el número de neuronas, y tiene la capacidad mitótica durante toda la vida. 4.23

¿Cómo se manifiesta la estructura de una neurona en su función? Las dendritas ramificadas (fig. 4-6) proporcionan una gran área superficial para recibir estímulos y conducir los impulsos hacia el cuerpo celular de la neurona. El elongado axón conduce los impulsos desde el cuerpo celular hacia otra neurona, o hacia un órgano que responde a los impulsos.

Dendritas

Cuerpo celular

• Núcleo Terminales axónicas Axón

Nudo de la neurofibrilla Neurolemocito

Fig. 4-6. Estructura de la neurona. 4.24

Describir la relación de los neurolemocitos (células de Schwann) con ciertas neuronas.

Capítulo 4

Tejidos

64

Los neurolemocitos (células de Schwann) son células neurogliales especializadas que soportan al axón (fig. 4-6) mediante un recubrimiento con una sustancia proteínica llamada mielina (cap. 8). Este manguillo de mielina ayuda en la conducción de los impulsos nerviosos y promueve la recuperación de las neuronas dañadas.

4.25

Describir la estructura y función de la neuroglia. Además de los neurolemocitos, existen cinco clases de neuroglia, cuatro de las cuales se muestran en la fig. 4-7. Las seis clases de neuroglia se describen en el cuadro 4-8 (SNC = sistema nervioso central; SNP = sistema nervioso periférico).

Astrocito

Ependimaria

Oligodendrocito

Microglia

Fig. 4-7. Tipos de neuroglia en el sistema nervioso central (SNC). Cuadro 4-8. Estructura y función de la neuroglia Tipos

Estructura

Función

Astrocitos

Estrelladas con numerosos procesos

Forman el soporte estructural entre capilares y neuronas dentro del SNC; contribuyen a la barrera hematoencefálica

Oligodendrocitos

Similares a los astrocitos, pero con escasos procesos cortos

Forman mielina en el SNC; guían el desempeño de las neuronas dentro del SNC

Microglia

Células pequeñas con escasos procesos cortos

Fagocitan agentes patógenos y los desechos celulares dentro del SNC

Células ependimarias

Células columnares que pueden tener superficie sin cilios

Recubren los ventrículos y el conducto central dentro del SNC en donde circula el líquido cefalorraquídeo mediante un movimiento ciliar

Gliocitos gangliónicos (células satélite)

Células pequeñas aplanadas

Soportan a los ganglios dentro del SNP

Neurolemocitos (células de Schwann)

Células aplanadas arregladas en serie alrededor de los axones de las dentritas

Forman mielina dentro del SNP

Debido a que las neuronas ya no tienen la capacidad para llevar a cabo la mitosis y proliferar una vez que han madurado, la destrucción de estas células puede ser una anomalía debilitante permanente. Las drogas y el alcohol, así como la deprivación de oxígeno, o bien un traumatismo en los sistemas nervioso central o en el periférico pueden destruir neuronas que Va no serán reemplazadas. Un determinado número de padecimientos afecta tanto a las neuronas, como a la neuroglia. Tres de estos padecimientos son: la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson, y la enfermedad de Huntington. Aunque las neuronas parecen ser muy frágiles, si están bien nutridas y se les mantiene libres de drogas (incluyendo alcohol), serán duraderas y funcionarán de por vida.

Capítulo 4

Tejidos

65

Ejercicios de repaso 1. Los epitelios están involucrados en todos los siguientes procesos, excepto en (a) protección, (b) secreción, (c) conexión, (d) absorción, (e) excreción. 2. ¿Cuál de los siguientes no es un tipo de epitelio? (a) escamoso simple, (b) transicional, (c) columnar ciliado simple, (d) estratificado complejo, (e) seudoestratificado ciliado. 3. La clasificación de los epitelios se basó en el número de capas de células y en (a) la forma, (b) las propiedades de tinción, (c) el tamaño, (d) la localización, (e) la relación de células vivas y células no vivas. 4. La presencia de una membrana basal es típica de muchos tejidos (a) epiteliales, (b) conectivos, (c) nerviosos, (d) musculares, (e) cartilaginosos. 5. El epitelio escamoso simple no se encuentra en (a) vasos sanguíneos, (b) recubrimiento de la boca, (c) vasos linfáticos, (d) alveolos (sacos de aire) de los pulmones, (e) recubrimiento de las cavidades corporales. 6. Las células caliciformes son un tipo de glándula (a) multicelular, (b) intracelular, (c) unicelular, (d) intercelular, (e) salival. 7. Un ejemplo de las glándulas holocrinas es la glándula (a) sudorípara, (b) salival, (c) pancreática, (d) sebácea. 8. Una glándula exocrina en que una porción de la célula secretora se descarga mediante la secreción, se llama (a) apocrina, (b) merocrina, (c) endocrina, (d) holocrina. 9. ¿A qué tipo de daño del epitelio se debe la incapacidad para absorber nutrimentos digeridos? (a) columnar ciliado, (b) columnar simple, (c) escamoso simple, (d) cuboidal simple, (e) escamoso estratificado. 10. ¿Cuál es la combinación de palabras que se aplica al epitelio escamoso estratificado? (a) mesodermoclasificación, (b) ectodermo-queratinización, (c) mesodermo-osificación, (d) endodermocornificación. 11. ¿Qué definición describe mejor al tejido conectivo? (a) Se deriva del endodermo y secreta sustancias metabólicas. (b) Se deriva del mesodermo y conduce impulsos. (c) Se deriva del mesodermo y contiene una abundante matriz. (d) Se deriva del ectodermo y por lo general se encuentra en capas. 12. Una infección podría incrementar la actividad fagocítica en (a) tejido elástico, (b) tejido transicional, (c) tejido adiposo, (d) tejido reticular, (e) tejido de colágena. 13. Los tejidos cartilaginosos tienen, en general, una curación lenta después de una lesión debido a que (a) el cartílago es avascular, (b) el cartílago no lleva a cabo mitosis, (c) la matriz es semisólida, (d) los condrocitos están rodeados de líquidos.

Tejidos

66

Capítulo 4

14. ¿Cuál de los siguientes no es un tipo de célula especializada del tejido conectivo (a) linfocito, ib) macrófagos, (c) célula caliciforme, (d) mastocitos, (e) fibroblasto. 15. La función del tejido conectivo regular denso es (a) retracción elástica, (b) unión y soporte, (c) encapsulación de los vasos sanguíneos, (d) articulación. 16. ¿La fagocitosis es una función de qué tipo de tejido conectivo? (a) cartílago (b) fibroso laxo, (c) elástico, (d) reticular, (e) adiposo. 17. El tejido adiposo se forma (a) sólo durante el desarrollo fetal, ib) durante toda la vida, (c) principalmente durante el desarrollo fetal, (d) sobre todo durante la pubertad. 18. Los discos intervertebrales están constituidos por (a) tejido conectivo elástico, (b) cartílago elástico, (c) cartílago hialino, (d) fibrocartílago. 19. Los discos intercalados se encuentran en (a) tejido muscular cardiaco, (b) articulaciones móviles, (c) columna vertebral, (d) tejido óseo, (e) cartílago hialino. 20. El líquido tisular (intersticial) podría encontrarse principalmente en (a) tejido conectivo laxo, (b) tejido nervioso, (c) tejido adiposo, (d) tejido óseo, (e) tejido muscular. Verdadero o falso 1. El tejido conectivo sólo se deriva del mesodermo y su función es de unión, soporte y protección de la parte del cuerpo. : 2. El epitelio columnar ciliado simple ayuda a mover los desechos a lo largo de las vías respiratorias bajas, y lejos de los pulmones. ____________

3. Las células epiteliales están unidas fuertemente, muchas son avasculares y sin una rriatriz significativa. 4. El tejido nervioso sólo se encuentra en el cerebro y en la médula espinal. 5. Las neuronas pueden tener mitosis para permitir el aprendizaje continuo. 6. Muchos de los huesos del cuerpo se inician como fibrocartílago para después osificarse a hueso. 7. Las glándulas acinares tienen una porción secretora de tipo aplanado. 8. Los mastocitos que producen heparina anticoagulante están dispersos en todo el tejido conectivo laxo. 9. Los eritrocitos son el único componente del tejido sanguíneo.

10. Sobre la base de su estructura y forma de secreción, las glándulas mamarias se clasifican como acinares compuestas y apocrinas. 11. El epitelio transicional sólo se encuentra en las vías urinarias. 12. Todo el epitelio escamoso estratificado es queratinizado y cornificado.

Tejidos

Capítulo 4

67

13. Todo el tejido adiposo de una persona se pierde con la dieta, y se forman nuevas células cuando se aumenta de peso. 14. Las fibras musculares esqueléticas y cardiacas son estriadas. 15. La neuroglia son células especializadas del tejido nervioso que reaccionan a los estímulos. Completar 1.

es el estudio científico de los tejidos.

2. Las células de forma irregular aplanada que están unidas estrechamente en un patrón de mosaico de capas sencillas se componen de tejido epitelial . 3. El epitelio que se compone de dos o más capas se clasifica como 4.

.

es el nombre que se le da al epitelio escamoso simple que recubre las paredes internas de los vasos sanguíneos.

5. Las contracciones rítmicas de los haces de tejido muscular propician movimientos involuntarios de los materiales nutritivos. 6.

en las paredes,

es una proteína en la piel que refuerza al epitelio escamoso estratificado de la epidermis.

7. La glándula pancreática se clasifica como una glándula porción de ella se descarga durante la secreción.

debido a que ninguna

8. El tejido óseo que consiste en un enrejado de placas delgadas de hueso, llenas de médula ósea, se llama hueso . 9.

es la matriz del tejido sanguíneo.

10. La materia extraña es engullida por los leucocitos en el tejido linfáticos. 11. La acumulación anormal de líquido en los tejidos se llama 12. Todo el tejido conectivo y el tejido muscular se derivan del 13. El tejido muscular multinucleadas, arregladas en fascículos.

de los nodos

. embrionario.

se compone de fibras cilindricas y estriadas

14. Las de una neurona reciben un estímulo y conducen el impulso nervioso hacia el cuerpo celular neuronal. 15. El producto lipoproteínico de los neurolemocitos (células de Schwann) forman una cubierta de alrededor del axón de la neurona.

Tejidos

68

Capítulo 4

Relacionar (Conjunto 1) Relacionar el tejido epitelial con su localización. 1. Epitelio escamoso simple

(a) recubrimiento de los conductos urinarios

2. Epitelio cuboidal simple

(b) paredes de capilares

3. Epitelio columnar simple

(c) recubrimiento de la cavidad oral

4. Epitelio columnar seudoestratificado

(d) recubrimiento de la luz de los conductos pancreáticos

5. Epitelio escamoso estratificado

(e) recubrimiento de las vías digestivas

6. Epitelio transicional

(/) recubrimiento de las vías respiratorias

7. Epitelio columnar ciliado simple

(g) recubrimiento de la vejiga urinaria

(Conjunto 2) Relacionar las glándulas con su localización o descripción. 1. Glándula acinar simple

(a) células caliciformes

2. Glándula tubular compuesta

(b) glándula parótida

3. Glándula unicelular

(c ) vesícula seminal

4. Glándula tubuloacinar

(d) glándula intestinal

5. Glándula tubular simple

(e) hígado

6. Glándula acinar compuesta

(/) glándula gástrica

7. Glándula tubular ramificada simple

(g) glándula mamaria

(Conjunto 3) Relacionar los tejidos conectivos o estructuras de tejido conectivo con su localización o descripción. 1. Cartílago hialino

(a) aurícula del oído externo

2. Hueso esponjoso

(b) conductos pequeños

3. Canalículo

(c) articulación intervertebral

4. Cartílago elástico

(d) tejido óseo interno

5. Hueso compacto

(e) esqueleto fetal

6. Fibrocartílago

(/) cubierto por periostio

Capítulo 4

Tejidos

69

Respuestas y explicaciones para los ejercicios de repaso Opción múltiple 1. (c) Los epitelios no participan en la conexión; ésta es la función del tejido conectivo. Los epitelios están relacionados con la protección (de la piel), secreción, absorción (recubrimiento de las vías gastrointestinales) y la excreción (cápsula glomerular del riñón). 2. (d) "Complejo" no descriptivo del tejido epitelial. 3. (a) El tejido epitelial se clasifica (1) el número de capas (simple, estratificado, seudoestratificado), (2) la forma de las células (escamoso, cuboidal, columnar), (3) cualquier modificación en la superficie (cornificado, ciliado). 4. (a) Muchos tejidos epiteliales y el tejido conectivo subyacente. 5. (b) El recubrimiento de los conductos se compone de células cuboidales, no de células escamosas. 6. (c) Las células caliciformes son células que secretan moco acuoso en el lumen de las vías gastrointestinales. 7. (d) Las glándulas sebáceas son glándulas holocrinas, debido a que secretan por descarga completa a la célula entera llena de producto (sebo). 8. (a) Con base en su desarrollo y forma de secreción, las glándulas mamarias y ciertas glándulas sudoríparas se clasifican como glándulas apocrinas. 9. (b) Las vías gastrointestinales están recubiertas con epitelio columnar simple, el cual permite un número máximo de células en contacto con las partículas de alimento. 10. (b) La epidermis de la piel se deriva de la capa germinal del ectodermo, y es el sitio primario de queratinización en el organismo. 11. (c) Todo el tejido conectivo se deriva del mesodermo (células mesenquimatosas). Los tejidos conectivos se clasifican de acuerdo con la matriz de las células que secretan y arreglo de los componentes. 12. (d) El tejido reticular dentro de los órganos linfáticos contiene un gran número de células fagocíticas, las cuales engullen a los agentes patógenos invasores. 13. (a) Por la carencia de suministro sanguíneo capilar, el tejido cartilaginoso tiene una curación lenta. 14. (c) Las células caliciformes se encuentran recubriendo las vías respiratorias y gastrointestinales, en donde son necesarias para secretar el moco, proteger y lubricar. Los macrófagos y los linfocitos se encuentran en el tejido conectivo, en donde ayudan en la respuesta inmunitaria. 15. (b) El tejido conectivo regular denso forma los tendones y ligamentos, así como las cápsulas que rodean a varios órganos. 16. (d) El tejido reticular contiene un gran número de células fagocíticas. Este tejido está presente en los órganos linfáticos, como el bazo, el timo, las amígdalas y los nodos linfáticos. 17. (c) La cantidad de lípidos almacenados en los adipocitos puede variar durante la vida, pero el número de adipocitos se mantiene casi igual. 18. (d) El fibrocartílago se encuentra en las articulaciones llamadas sínfisis, como la sínfisis púbica y entre las vértebras adyacentes. También se encuentra en la articulación de la rodilla formando los meniscos (cap. 6). 19. (a) Los discos intercalados son uniones especializadas entre las células del músculo cardiaco adyacentes, que permiten a las células conducir impulsos nerviosos, al igual que las neuronas. 20. (a) El líquido tisular (intersticial) llena el espacio entre las fibras y las células del tejido conectivo. El tejido conectivo laxo tiene el mayor espacio para acumular líquido. Verdadero o falso 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

Verdadero Falso; el epitelio escamoso seudoestratificado es el epitelio característico en las vías respiratorias Verdadero Falso; las neuronas y los nervios del tejido nervioso se encuentran en todo el organismo Falso; una vez que se forman durante el periodo prenatal, las neuronas no se vuelven a dividir Falso; muchos huesos se forman primero como cartílago hialino Verdadero Verdadero Falso; la sangre contiene eritrocitos, leucocitos y plaquetas Verdadero Verdadero Falso; los epitelios recubren las cavidades oral, anal y vaginal, no son queratinizados como sí lo son los epitelios en algunas partes de los órganos genitales 13. Falso; sólo se pierden los lípidos contenidos y se ganan cuando la persona tiene un peso fluctuante 14. Verdadero 15. Falso; las neuronas reaccionan a los estímulos y la neuroglia soporta y ayuda a las neuronas

Tejidos

70 Completar 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Histología escamoso simple estratificado Endotelio liso Queratina merocrina esponjoso

9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

Plasma reticular edema mesodermo esquelético dendritas mielina

Relacionar (Conjunto 1) 1. (b) 2. (d) 3. (e)

4. (f) 5. (c) 6. (g)

(Conjunto 2) 1. 2. 3. 4

(c) (e) (a) (b)

5. (d) 6. (g) 7. (/)

(Conjunto 3) 1. (e) 2. (d) 3. (b)

4. (a) 5. (f) 6. (c)

7. (a)

Capítulo 4

Sistema tegumentario

5

Objetivo A Listar los componentes del sistema tegumentario y describir las características y el origen embrionario de la piel. La piel o tegumento y las estructuras relacionadas (pelo, glándulas y uñas) conforman el sistema tegumentario. Este sistema constituye alrededor de 7% del peso corporal, y es una interfase dinámica entre el cuerpo y el ambiente externo. 5.1

¿Por qué se considera la piel como un órgano? La piel es un órgano debido a que se compone de varias clases de tejido, que tienen un arreglo desde el punto de vista estructural para que funcionen juntos. Este es el órgano más grande del organismo, tiene un área superficial en promedio en el adulto de 2 m2 (22 pies cuadrados). Su grosor es entre 1.0 y 2 mm, pero es mayor de 6.0 mm en la palma de la mano y en la planta del pie. En estas áreas, la piel se conoce como piel gruesa, en comparación con la piel delgada de otras partes del cuerpo.

5.2

¿Cuál es el origen embrionario de la piel? Las principales capas de piel se establecen hacia la novena semana del desarrollo embrionario. La epidermis y las estructuras relacionadas se derivan de la capa germinal del ectodermo, y la dermis y subdermis proceden de la capa germinal del mesodermo. Las principales capas de la piel se describen en el Objetivo C.

La dermatología es la especialidad de la medicina que estudia la piel. Un dermatólogo trata los problemas que van desde el acné, hasta las quemaduras graves y las cicatrices. Conforme se conoce más acerca de la naturaleza dinámica de la piel y de las múltiples funciones que ésta tiene, la dermatología se torna una rama de la medicina que continúa siendo de primordial importancia. Objetivo B

Describir las funciones básicas del sistema tegumentario.

Las funciones del sistema tegumentario incluyen protección física, hidrorregulación, termorregulación, absorción cutánea, síntesis, recepción sensorial y comunicación. La piel es una barrera física para muchos microorganismos, agua y mucha de la luz ultravioleta (UV). La superficie ácida (pH 4.0 a 6.8) retarda el crecimiento de muchos de los agentes patógenos. La piel protege al cuerpo en contra de la desecación (deshidratación) en un ambiente seco, y de la absorción de agua cuando está sumergido en ella. La temperatura normal del cuerpo de 37°C (98.6°F), se mantiene a través de los efectos antagonistas del calosfrío y la sudación (fig. 5-1). La piel permite absorber ciertas cantidades de luz ultravioleta, que son necesarias para la síntesis de vitamina D. Es importante hacer notar que ciertas toxinas y pesticidas también pueden penetrar al cuerpo humano a través de la absorción cutánea. La piel sintetiza melanina (un pigmento protector) y queratina (una proteína protectora). En la piel se localizan numerosos receptores senso¬ riales, en especial en las partes de la cara, palmas de las manos, plantas de los pies y en órganos genitales. Algunas emociones, como el enojo y la pena, se pueden manifestar por medio de cambios en la coloración de la piel. 5.3

¿Con cuál de los sistemas corporales interactúa funcionalmente el sistema tegumentario? El sistema circulatorio interactúa de manera extensa con el sistema tegumentario para mantener la homeostasis. Las hormonas sexuales (andrógenos y estrógenos) del sistema endocrino influyen en la función y el mantenimiento de la apariencia del tegumento. Los leucocitos y las células linfáticas del sistema circulatorio también proporcionan inmunidad

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72

Capítulo 5

Sistema tegumentario

corporal dentro de la piel. Además, las plaquetas que ayudan en la coagulación, dan una defensa en contra de un excesivo sangrado. Los innumerables receptores sensoriales dentro de la piel conducen impulsos hacia el sistema nervioso. Varias emociones se expresan a través de la expresión facial, lo que involucra al sistema muscular. El rubor es el resultado de una vasodilatación de las arteriolas cutáneas del sistema circulatorio.

5.4

Listar algunos de los mecanismos de defensa por medio de los cuales la piel ayuda en la prevención de la infección. (1) El grosor de la capa externa de la piel (epidermis) y la superficie expuestaendurecida son las barreras físicas para los microorganismos. (2) El pH ácido en la superficie grasosa de la piel inhibe el crecimiento de muchos microorganismos. (3) La piel está sumamente vascularizada; su enorme red de vasos sanguíneos puede suministrar con rapidez las leucocitos y otros factores proteínicos necesarios en las respuestas inflamatoria e inmunitaria.

5.5

Describir cómo la piel ayuda a mantener una temperatura corporal constante. La temperatura corporal relativamente constante de 37°C (98.6°F) se mantiene gracias al hipotálamo dentro del encéfalo, que funciona como un termostato. Si la temperatura corporal se encuentra por debajo de 36.6°C (98°F), la vasoconstricción cutánea conserva el calor, y se genera una cantidad adicional de calor a través del calosfrío. Si la temperatura corporal se eleva por arriba de 37.22°C, se acelera una pérdida de calor a través de una vasodilatación cutánea, y con ello se presenta la sudación. En cada situación, una desviación del estado normal, desencadena automáticamente una respuesta que se describe como un mecanismo de retroalimentación negativa. El hipotálamo "enciende o apaga" de manera automática a los mecanismos fisiológicos necesarios para mantener la homeostasis de la temperatura del cuerpo.

Objetivo C

Listar las capas de la piel y describir su estructura. La piel está constituida por dos capas principales. La epidermis externa está estratificada en cinco o seis capas estructurales y funcionales. El grosor de la dermis se compone de dos capas. A la subdermis (tejido subcutáneo) no se la considera una capa separadal que une a la piel con estructuras subyacentes. En la figura 5-1 se muestra un esquema de la piel.

Pelo

Poro sudoríparo,

Estrato córneo Estrato granuloso Estrato espinoso Estrato basal

Epidermis

Corpúsculo de tacto Dermis . Glándula sebácea

Folículo piloso Glándula sudorípara Subdermis Músculo erector del pelo

Tejido adiposo

Fig. 5-1. La piel.

Capítulo 5

5.6

73

Sistema tegumentario

En la composición del tejido, ¿cómo se diferencia la epidermis de la dermis? La epidermis protectora está compuesta de epitelio escamoso estratificado, con un promedio de 30 a 50 células gruesas. Las células en capas son avasculares (sin vasos sanguíneos). Las células externas de la epidermis están muertas, queratinizadas y comineadas. Por el contrario, la dermis es considerablemente delgada y está muy vascularizada, además se compone de una variedad de células vivas. Las numerosas fibras reticulares de colágena elástica proporcionan soporte a la dermis. También tiene numerosas glándulas sudoríparas y de grasa, así como terminaciones nerviosas y folículos pilosos.

5.7

Describir la composición de la subdermis. La subdermis (tejido subcutáneo) contiene tejido conectivo laxo (areolar), tejido adiposo y vasos sanguíneos y linfáticos. Las fibras de colágena y elásticas refuerzan a la subdermis, en particular en las palmas de las manos y en las plantas de los pies.

5.8

Verdadero o falso: las mujeres tienen la subdermis más gruesa que los varones. Verdadero. La subdermis de las personas adultas es aproximadamente de 8 a 10% más gruesa en las mujeres que en los varones. Este mayor grosor se debe a que existe un mayor depósito de lípidos con adipocitos (células de grasa) y en apariencia está determinado por las hormonas. En estudios se confirma que en las mujeres que padecen amenorrea (ausencia de menstruación), es común que las reservas de grasa sean sumamente bajas. La ovulación también puede estar alterada en estas mujeres, lo cual produce trastornos de la fertilidad.

5.9

¿Cuáles son las funciones de la subdermis? La subdermis une a la dermis con los órganos subyacentes; también almacena lípidos, aisla y cubre el cuerpo y regula la temperatura. Se piensa que en las mujeres maduras, esta capa que moldea el cuerpo desempeña un papel importante en la atracción sexual.

Debido a que este tejido es rico en tejido adiposo, muchas de las drogas y muchos de los medicamentos solubles en grasas están diseñados para ser inyectados en la subdermis. Cuando un paciente es incapaz de tomar el medicamento por vía oral, con frecuencia se aplica una inyección subcutánea. Por lo general, los medicamentos solubles en grasas tienen una mayor duración que aquellos que son solubles en agua. Una aguja hipodérmica se llama así debido a que se utiliza para inyectar el medicamento por debajo de la dermis y colocarlo dentro de la subdermis. Objetivo D

Describir los estratos o capas estructurales de la epidermis. En el cuadro 5-1, se listan las capas epidérmicas desde el estrato basal, que está en contacto con la membrana basal hasta la separación del estrato externo expuesto. Estas capas se muestran en la figura 5-2.

—Estrato córneo

- Estrato lúcido - Estrato granuloso

— Estrato espinoso

— Estrato basal — Membrana basal

Fig. 5-2. Capas de la epidermis.

Sistema tegumentario

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Capítulo 5

Cuadro 5-1. Capas de la epidermis Estrato (capa)

Características

Estrato de separación

Capa más externa del estrato córneo sin cubierta que se encuentra continuamente en las muestras vistas al microscopio

Estrato córneo

Algunas capas de córnea queratinizada; una matriz de colágena compuesta de los productos de las células muertas

Estrato lúcido

Capa delgada y clara que está presente en la piel delgada de las palmas de las manos y de las plantas de los pies; no hay restos de células vivientes

Estrato granuloso

Una o más capas de células con núcleos desechos; contienen queratina

Estrato espinoso (parte del estrato germinativo)

Algunas capas de células con núcleos localizados de manera central y alargados de forma oval, así como con procesos espinosos; mitosis limitada; muchas células ya secas se comienzan a mover hacia la superficie

Estrato basal (parte del estrato germinativo)

Capa sencilla de células bien nutridas en contacto con la membrana basal y llevan a cabo una mitosis continua; contienen melanocitos

Tanto las capas germinales ectodérmicas y mesodérmicas (problema 5.2) participan en la formación de la piel. La epidermis y las estructuras tegumentarias anexas (pelo, glándulas y uñas), se derivan del ectodermo. La dermis se desarrolla a partir de una capa gruesa de mesodermo no diferenciado llamado mesénquima. Asimismo, los vasos sanguíneo cutáneos y las fibras de músculo liso dentro de la dermis también están formados a partir del mesodermo. 5.10

¿Qué es la membrana basal? La membrana basal es un material de unión del tejido epitelial que está en contacto con la capa de células de división (fig. 5-2). Consiste en glucoproteínas de las células epiteliales y en una red de colágena y fibras reticulares del fejido conectivo subyacente.

5.11

¿Por qué las células de la epidermis están muertas? ¿Esto, para qué sirve? La mitosis, o división celular, inicialmente se presenta en el estrato profundo basal y con una ligera extensión Ijada el estrato espinoso. La mitosis ocurre en estos sitios debido a su proximidad con los vasos sanguíneos, por medioí de los cuales obtienen los nutrimentos y el oxígeno para la división celular. Conforme se dividen las células de manera longitudinal, sólo la mitad de ellas se mantienen en contacto con la dermis. Las otras células son físicamente empujadas lejos del soporte viviente de suministro de nutrimentos; en consecuencia, se presenta la muerte. Los queratinoqitos son células especializadas que se encuentran dentro de la dermis y que producen queratina. Conforme degeneran los núcleos de los queratinocitos moribundos, su contenido celular es dominado por la queratina, y se completa el proceso de queratinización. Al endurecerse, hace a la piel resistente al agua. Conforme las células continúan moviéndose tiacia la superficie de la piel, se tornan aplanadas y semejan escamas mediante un proceso conocido como carnificación. Las células muertas de la epidermis le proporcionan al organismo una defensa en contra del ambiente externo.

El tegumento es un órgano dinámico. Aunque las capas más externas de la epidermis consisten en células muertas, la piel se mantiene viva y manifiesta la salud general del organismo. Durante un examen físico, la variación de color, la textura y el grado de respuesta de la pliel pueden proporcionar al médico importantes datos para el diagnóstico. 5.12

¿Qué tan rápido se reemplazan las células epiteliales? El tiempo promedio para que las células sean empujadas desde el estrato basal hasta el estrato de división, es de casi siete semanas. Este tiempo varía de acuerdo con la localización en el cuerpo y la edad de la persona. Conforme alguien envejece, la epidermis comienza a tornarse delgada y disminuye la tasa de mitosis.

Capítulo 5

5.13

Sistema tegumentario

75

¿Qué es una callosidad y por qué se forma? Un callo es una hiperplasia (sobredesarrollo) localizada del estrato córneo de las palmas de las manos o de las plantas de los pies, debido a la presión ejercida en contra de la piel o por la fricción, lo cual aumenta la actividad mitótica del estrato basal del área. Un callo proporciona una protección localizada adicional en contra de la abrasión mecánica.

Una ampolla es una vesícula de líquido intersticial, ubicada entre el estrato basal y el estrato espinoso. Esta se desarrolla en respuesta a una fricción rápida e intensa sobre la superficie de la piel, sirve como un amortiguador y protege la delicada capa basal. Una ampolla hemorrágica es una compresión o una magulladura que da lugar a una hemorragia confinada y localizada. 5.14

¿Qué ocurre en la variación de la coloración normal de la piel? La coloración normal de la piel está determinada genéticamente y manifiesta la combinación de tres pigmentos: melanina, caroteno y hemoglobina. La melanina es un pigmento de color pardo-negro formado por las células llamadas melanocitos, que se encuentran en todo el estrato basal y en el estrato espinoso. El número de melanocitos es virtualmente el mismo en todas las razas, pero es variable la cantidad de melanina producida. El caroteno es un pigmento amarillento que se encuentra en las células epidérmicas y en las partes grasas de la dermis. La hemoglobina es un pigmento de unión de oxígeno que se encuentra en los eritrocitos. La sangre oxigenada que fluye a través de la dermis vascular y de la subdermis, proporciona a la piel un tono rosado.

Una decoloración en la piel puede sugerir una particular disfunción orgánica. La cianosis es la decoloración azulosa que aparece en las personas con ciertos padecimientos cardiovasculares o respiratorios. Las personas también se tornan cianóticas durante la interrupción de la respiración. La ictericia es un amarillamiento de la piel, de las membranas mucosas y de los ojos, debido a un exceso de pigmento biliar en el torrente sanguíneo. La ictericia puede ser signo de un trastorno hepático o de cálculos biliares. Un eritema es el enrojecimiento de la piel que, por lo general, se debe a un traumatismo vascular, como una quemadura de sol. 5.15

¿Cuál es la relación funcional entre los melanocitos, melanina y el bronceado? La melanina es un pigmento proteináceo que protege en contra de los rayos ultravioleta de la luz solar. La exposición gradual a la luz solar promueve aumento de la producción de melanina dentro de los melanocitos y, por tanto, el bronceado de la piel. Sin embargo, la exposición excesiva puede resultar en un melanoma, que es un tumor compuesto de melanocitos.

5.16

¿El albinismo se debe a la ausencia de melanocitos, melanina, o de ambos? La piel de una persona albina está determinada genéticamente y tiene el complemento normal de melanocitos, pero carece de la enzima tirosinasa que convierte al aminoácido tirosina en melanina.

Cuando se abre una herida en la piel, se constituye un sitio potencial de entrada de agentes patógenos; la piel es incapaz de mantener la homeostasis mediante una rápida autocuración. Una abrasión o un corte superficial promueve la actividad mitótica en el área y la curación es rápida y eficaz. Resulta un problema más grave si se dañan las células del estrato basal. En una herida abierta, se rompen los vasos sanguíneos y se presenta hemorragia. Aunque la acción de las plaquetas sanguíneas y la proteína plasmática fibrinógeno forma un coágulo y bloquea el flujo de sangre. El coágulo seco que cubre el área dañada se conoce como costra. Por debajo de ésta, se activan los mecanismos para la destrucción de las bacterias, se eliminan las células muertas o dañadas y se aisla el área lesionada. De manera colectiva, estos mecanismos se conocen como inflamación e incluyen respuestas como: enrojecimiento, calor, edema y dolor. La inflamación promueve la curación. Si la herida es grave, se forma tejido de granulación formado por fibroblastos en el sitio y, de manera eventual, se desarrolla la costra. Las fibras de coláge-

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76

Capítulo 5

na del tejido de la costra son más densas que las de la piel normal y el tejido de la costra no tiene capa epidérmica. Además, este último posee menor cantidad de vasos sanguíneos que la piel normal y puede carecer de pelo, glándulas y receptores sensoriales. Objetivo E

Describir la estructura y la función de la dermis.

La capa papilar superior de la dermis está en contacto con la epidermis. La capa reticular profunda y gruesa está en contacto con la subdermis (fíg. 5-1). Ambas capas dérmicas están altamente vascularizadas y nutren al estrato basal de la epidermis. La dermis apoya a las glándulas sudoríparas (productoras de sudor), a los folículos pilosos, así como a las glándu¬ las sebáceas (secretoras de grasa). Además, se localizan numerosos receptores sensoriales dentro de la dermis que responden al calor, frío, tacto, la presión y al dolor. 5.17

¿Cuál de los siguientes tipos de fibras del tejido conectivo no se encuentran dentro de la dermis? (a) reticular, (b) elástico, (c) fibroso, (d) colágena. (c). Las fibras elásticas son abundantes dentro de la capa papilar y son las que proporcionan el tono a la piel; las fibras reticulares son abundantes en la capa reticular y dan a la piel una fuerte red; la fibras de colágena junto con las fibras elásticas cursan en diversas direcciones y se pueden imaginar como líneas de tensión sobre la superficie de la piel (fig. 5-3). Las líneas de tensión son de importancia clínica debido a que si se realiza un corte quirúrgico en la dirección de estas líneas, la curación será más rápida y con menos cicatrices.

Fig. 5-3. Líneas de tensión de la piel que cubren la cabeza y el cuello.

Fig. 5-4. Los patrones de las huellas digitales son únicos en cada individuo.

5.18 Definir los bordes de fricción y explicar cómo surgen estas marcas de superficie. Los bordes de fricción son patrones impresos que se presentan en la superficie anterior de las manos y en la superficie plantar de los pies. Son en especial prominentes en la piel que cubre los dedos, en donde se les conoce como huellas de los dedos o huellas de los pies (fig. 5-4). Los bordes de fricción se establecen de manera individual durante el pericdo prenatal, como respuesta a la acción de retraimiento de las fibras elásticas de la capa papilar dérmica sobre la epidermis. Como su nombre lo indica, los bordes de fricción previenen el deslizamiento cuando se sujetan objetos o duranle la locomoción.

Sistema tegumentario

Capítulo 5

5.19

77

Describir la inervación de la piel. Los efectores especializados consisten en músculos o glándulas en la dermis, que responden a impulsos motrices (eferentes) que son transmitidos a través del sistema nervioso autónomo. Algunos tipos de receptores sensoriales cutáneos {aferentes) reaccionan a estímulos táctiles de presión, temperatura o dolor. Ciertas áreas del cuerpo como: palmas de las manos, plantas de los pies, labios y órganos genitales externos, tienen una gran concentración de receptores sensoriales, por lo que son particularmente sensibles al tacto. Los receptores sensoriales cutáneos incluyen aquellos que se muestran en el cuadro 5-2.

Cuadro 5-2. Receptores sensoriales cutáneos Receptor

5.20

Función

Corpúsculos del tacto (corpúsculos de Meissner)

Detección del movimiento de luz en contra de la piel

Terminaciones nerviosas libres

Detección de los cambios de temperatura; responden a traumatismos en la piel (receptores de dolor)

Plexo de raíces del pelo

Detección de los movimientos del pelo

Corpúsculos lamelados (corpúsculos de Pacini)

Detección de la presión profunda y vibración de alta frecuencia

Órganos de Ruffini

Detección de presión profunda, estiramiento

Bulbos de Krause

Detección de la presión ligera, vibración de baja frecuencia

¿Cuál es el suministro vascular importante en la piel para el mantenimiento de la homeostasis? Los vasos sanguíneos dérmicos están involucrados en la temperatura corporal y en la presión sanguínea. Una vasoconstricción autónoma o una vasodilatación causa, respectivamente, que la sangre salga o permita un flujo más libre hacia las arteriolas dérmicas superficiales. El flujo sanguíneo, en respuesta a los estímulos termorreguladores, puede ser de 1 a 150 ml/minuto por cada 100 g de piel. El calor de la piel y la temperatura, también dependen del suministro de sangre. Se presenta una piel azulosa o grisácea cuando las arteriolas se encuentran constreñidas y los capilares están dilatados; cuando ambos se dilatan, la piel se pone caliente y rojiza. En una vasoconstricción, aumenta la presión sanguínea.

El choque es una alteración repentina del equilibrio mental, que se acompaña de una insuficiencia circulatoria periférica aguda, debido a una marcada hipotensión (disminución de la presión sanguínea), vasodilatación sistémica difusa o por un inadecuado funcionamiento cardiaco o por ambas situaciones. 5.21

¿Qué son las úlceras por decúbito? Las úlceras por decúbito (por una posición en decúbito) son heridas ulceradas que pueden presentarse en pacientes debilitados y que permanecen en una misma posición durante largos periodos. Estas ulceraciones son ocasionadas por una vasoconstricción en la piel y por una sobrecarga sobre las prominencias óseas. El cambio de posición frecuente y la aplicación de masaje diario podrá reducir la ocurrencia de las úlceras por decúbito.

Sitios específicos del cuerpo tienen densidades características de receptores sensoriales en la dermis. Un neurólogo utiliza este conocimiento para probar las respuestas del sistema nervioso. Un paciente puede ser capaz de percibir dos puntos de toque como si estuvieran separados, cuando en realidad los puntos se encuentren muy cercanos. Sin embargo, la capacidad para distinguir puntos muy cercanos, se reduce gradualmente en la espalda. Una carencia de sensibilidad en ciertas áreas del cuerpo puede indicar un daño nervioso como consecuencia de un padecimiento, o bien por una lesión.

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Capítulo 5

Sistema tegumentario

Objetivo F Describir elpelo, las uñas, las glándulas sebáceas, las glándulas sudoríparas y las glándulas ceruminosas. El pelo, las uñas y las tres clases de glándulas exocrinas (glándulas que secretan un producto a través de un conducto) se forman a partir de la capa epidérmica de la piel y, por tanto, provienen del ectodermo. Estas estructuras se desarrollan conforme disminuye el crecimiento de las células germinales epidérmicas dentro de la dermis vascular, en donde reciben los nutrimentos y un soporte mecánico. 5.22 Definir folículo piloso, tallo, raíz y bulbo, así como describir las capas del pelo y músculo erector del pelo. El folículo piloso es la capa germinal epitelial que crece hacia el interior de la dermis (fig. 5-5). La actividad mitótica del folículo participa en el crecimiento del pelo. El tallo del pelo es la porción muerta de proyección visible; la raíz del pelo es la parte viviente dentro del folículo piloso, y el bulbo del pelo es la base alargada de la raíz del pelo que recibe los nutrimentos y que está rodeada de receptores sensoriales. Cada pelo se compone de una médula interna, una corteza medial y una capa de cutícula externa. La capa de cutícula queratinizada, parece estar formada por escamas cuando se le observa con un microscopio de disección. La variación en la cantidad de melanina es la causa de los diferentes colores de pelo. El pigmento que origina el pelo rojo es un pigmento con base de hierro (tricosiderina); el pelo gris o blanco se debe a una disminución en la producción de pigmento, así como a los espacios de aife entre las tres capas del tallo del pelo. En cada folículo piloso se tiene un músculo erector del pelo (músculo liso) que responde de manera involuntaria a los estímulos térmicos o psicológicos, ocasionando que el pelo se levante hacia una posición más vertical.

Tallo del pelo

Epidermis

Músculo erector del pelo

Cubierta externa de la raíz

Glándula sebácea

Cubierta interna de la raíz

Raíz del pelo

Bulbo del pelo Matriz Papila dérmica Tejido adiposo i

Vasos sanguíneos

Fig. 5-5. Un pelo con un folículo piloso.

Capítulo 5

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Sistema tegumentario

¿Cuáles son las funciones del pelo humano?

5.23

La función primaria del pelo en el ser humano es la de protección aunque su eficacia es limitada. El pelo del cráneo y de las cejas protegen en contra de la luz solar; en tanto que el pelo de las fosas nasales y las pestañas protegen en contra de partículas aéreas. Una función secundaria importante es la de ser un medio de reconocimiento individual y de atracción sexual.

¿Cuáles son las tres clases distintas de pelo en el ser humano?

5.24

El lanugo es el pelo fetal fino y sedoso que aparece durante el último trimestre del desarrollo embrionario. Se desconoce su función, pero es muy probable que tenga relación con la maduración de los folículos pilosos. El pelo de angora crece de manera continua, ya sea en el cráneo o en la cara de los varones sexualmente maduros. El pelo definitivo crece hasta cierta longitud y después cesa el crecimiento. Ejemplos del pelo definitivo son: las pestañas, las cejas, el pelo púbico y el pelo axilar (en las axilas).

Describir la estructura y función de las uñas.

5.25

Las uñas están conformadas de un estrato córneo duro y transparente de la epidermis. El arreglo paralelo de las fibrillas de queratina (fig. 5-6) interviene en la dureza de la uña. Cada una de ellas consta de un cuerpo, un borde libre que está unido a la superficie interna mediante el hiponiquio y un borde oculto cubierto de eponiquio (cutícula). El cuerpo de la uña descansa sobre la matriz de la uña. Los lados del cuerpo de la uña se extienden hacia un surco llamado surco de la uña. La matriz es el área de crecimiento de la uña. Una pequeña parte de la matriz, la lúnula, es visible como un área en forma de media luna en la base de la uña. Las uñas de los dedos de la mano crecen cerca de 1 mm por semana, un poco más rápido crecen las uñas de los dedos del pie. Las uñas sirven para proteger a los dedos y como ayuda durante el acto de agarrar objetos pequeños. Todos los lagartos, pájaros y mamíferos tienen alguna clase de vaina endurecida (garra, pezuña, uña) que protegen las falanges terminales.

Tallo del pelo

Base de la uña Lúnula

Borde libre de la uña

Eponiquio -Cuerpo de la uña Glándula sebácea

- Epidermis - Dermis

Folículo piloso

Glándula sudorípara (glándula ecrina) Glándula sudorípara (glándula aprocrina) • Tejido adiposo

Fig. 5-6. La estructura de la uña.

Fig. 5-7. Glándulas sudorípara y sebácea.

Sistema tegumentario

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Capítulo 5

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Una uña enterrada es una anomalía común en la que el extremo lateral de la uña del pie, crece y se introduce a la piel, tanto en uno como en ambos extremos laterales de la uña. La mejor prevención consiste en realizar un corte recto en toda la uña, pero no muy cerca del cuerpo de ésta. Una uña enterrada e infectada puede requerir de un tratamiento aplicado por un pedicuro, quien es el especialista para tratar las enfermedades clínicas de los pies. 5.26

Describir la estructura y la función de las glándulas sebáceas. ¿Cuáles son de importancia clínica? Las glándulas sebáceas son glándulas de grasa, simples y ramificadas (fig. 5-7) que se desarrollan a partir del epitelio folicular del pelo. Estas glándulas secretan sebo ácido (pH cercano a 6.8) sobre el tallo del pelo. El sebo se esparce sobre la superficie del pelo, protegiendo y lubricando, y ayuda a proteger al estrato córneo, así como la separación da la epidermis en el agua. El sebo consiste principalmente en lípidos y algunas proteínas. Si se bloquea el conducto; de drenado de las glándulas sebáceas, éstas se pueden infectar, dando como resultado el acné. Las hormonas sexuales, en particular los andrógenos, regulan la producción y secreción del sebo.

5.27

Describir la estructura y función de las glándulas sudoríparas y distinguir entre los tipos ecrino y apocrino. Las glándulas sudoríparas son las glándulas del sudor. Como se muestra en la fig. 5-7, ambas glándulas, las ecrinas y las apocrinas, son estructuras tubulares enrolladas que excretan transpiración (sudor) hacia la superficie de la piel. Las glándulas sudoríparas ecrinas también llamadas glándulas sudoríparas merocrinas) son muy abundantes en la frente, la espalda, las palmas de las manos y las plantas de los pies. Estas glándulas se forman durante el periodo prenatal y proporcionan un enfriamiento por evaporación, en respuesta a estímulos térmicos o psicológicos. La transpiración insensible o relajada ecrina comprende una pérdida de agua entre 300 y 800 ml/día, dependiendo de la temperatura y humedad ambientales. La transpiración activa como respuesta al ejercicio físico se puede considerar que corresponde a una pérdida de agua de 5 L/día. Las glándulas sudoríparas apocrinas son más grandes que las del tipo ecrino, y están restringidas a las regiones axilar y púbica en relación con los folículos pilosos. Estas glándulas no se encuentran funcionales sino hasta la pubertad, y se considera que su excreción odorífera actúa como un atrayente sexual, La transpiración se compone de agua, sales, urea, ácido úrico y pequeñas cantidades de otros compuestos. Ciertos desechos corporales se excretan como resultado de la sudación. Las glándulas mamarias son glándulas sudoríparas especializadas dentro de las mamas. En la mujer son potqncialmente funcionales durante los años de la niñez, y después del parto estas glándulas se encuentran regidas por los estímulos de las hormonas hipofisarias y ováricas. La secreción de las glándulas mamarias se conoce como lactancia.

5.28

Verdadero o falso: el cerumen (cera del oído) es por lo general beneficioso, pero en algunos casos puede tener un efecto contrario. Verdadero: el cerumen es la secreción de las glándulas ceruminosas del conducto auditivo externo; es repelente al agua y mantiene flexible el tímpano. También se considera que es un repelente de insectos, a causa de su amargura. Él padecimiento (oído del nadador) en el que el agua queda atrapada entre el tímpano y el cerumen es muy doloroso y puede favorecer un medio para las bacterias. La excesiva cantidad de cerumen puede impedir la audición.

Objetivo G

Resumir la fisiología de la piel. La piel como órgano tiene funciones de protección, síntesis, regulación de la temperatura, absorción, eliminación de desechos y recepción sensorial.

5.29

Comentar acerca de cada función de la piel e indicar en dónde se lleva a cabo la función. La fisiología de la piel se resume en el cuadro 5-3.

Sistema tegumentario

Capítulo 5

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Cuadro 5-3. Resumen de la fisiología de la piel Función

Sitio

Comentarios

Deshidratación

Epidermis

La estratificación forma barreras densas; el sebo proporciona fibras grasosas; la queratina da dureza a la epidermis; la membrana basal sella la epidermis

Lesión mecánica

Epidermis

La estratificación forma barreras densas; cornificación de la capa externa; formación de callosidades en respuesta a la fricción; la queratina proporciona dureza a la epidermis

Agentes patógenos

Epidermis

La estratificación forma una barrera casi impermeable; el sebo es ácido (pH 4 a 6.8) además es antiséptico, y la composición de los lípidos previene a la epidermis de una rotura; velocidad rápida de mitosis y recambio de las células de la capa externa minimizan la entrada de agentes patógenos

Luz ultravioleta (UV)

Epidermis

La estratificación forma una barrera; el pelo del cráneo dispersa la luz; la melanina dentro de los melanocitos absorbe la radiación solar

Pérdida de sangre

Epidermis y dermis

La estratificación forma una barrera densa; los procesos de curación (vasoconstricción dérmica, coagulación sanguínea, costra temporal, tejido colaginoso en la escara)

Síntesis

Epidermis y dermis

En la epidermis se sintetiza la queratina, la melanina y los carotenos; la dermis contiene dehidrocolesterol, a partir del cual se sintetiza la vitamina D, en presencia de luz UV

Regulación de la temperatura

Dermis y subdermis

Enfriamiento a través de la vasodilatacíón y la sudación; calentamiento a través de la vasoconstricción y los calosfríos; aislamiento proporcionado por el contenido de lípidos en la subdermis

Absorción

Epidermis, dermis y subdermis

Limitado por barreras de protección, pero con alguna absorción cutánea de O2; C0 2 ; vitaminas solubles en grasas (A, D, E y K); ciertas hormonas esteroides (cortisol), y ciertas sustancias tóxicas (insecticidas)

Eliminación de desechos

Epidermis y dermis

Excesiva agua con sales (NaCl), desechos metabólicos (urea, ácido úrico)

Recepción sensorial

Epidermis, dermis y subdermis

Las capas internas contienen terminaciones nerviosas libres que responden a la temperatura y al dolor; la dermis contiene corpúsculos del tacto que reaccionan al tacto y corpúsculos lamelados que reaccionan a la presión profunda; la dermis y la subdermis contienen bulbos de Krause y órganos de Ruffini; responden a la presión y al estiramiento

Términos clínicos clave Acné. Es un estado inflamatorio de las glándulas sebáceas. El acné es afectada por las hormonas gonadales y por ello es muy común durante la pubertad y la adolescencia. Los barros y las espinillas en la cara, el pecho y la espalda son expresiones de esta alteración. Alopecia. Es la pérdida del cabello o calvicie. Por lo general, la calvicie se debe a factores genéticos y puede presentarse en la edad avanzada. Está influida por una dieta inadecuada y una deficiente circulación sanguínea. Ampolla. Es el líquido acumulado entre la epidermis y la dermis, debido a una excesiva fricción o por una quemadura. Barro. Es una infección bacteriana localizada que se origina en un folículo piloso o en una glándula de la piel; también se conoce como furúnculo.

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Sistema tegumentario

Capítulo 5

Callo. Es un sobrecrecimiento del estrato córneo en las palmas de las manos y en las plantas del pie, debido a una excesiva fricción. Callosidad. Es un sobrecrecimiento localizado en el estrato córneo de la superficie dorsal del pie, debido a una excesiva fricción. Carbúnculo. Es similar al barro, excepto porque involucra a los tejidos subcutáneos. Caspa. La caspa común es el continuo recambio de las células epidérmicas del cráneo; se puede controlar mediante el lavado normal y el cepillado del cabello. La caspa anormal puede ser consecuencia de ciertos padecimientos de la piel, como seborrea y psoriasis. Dermatitis. Es una inflamación de la piel. Eccema. Es una anomalía inflamatoria no contagiosa de la piel; comprende lesiones vasculares que se caracterizan por su coloración roja y prurito, que pueden ser de tipo costroso o escamoso. Gangrena. Es la necrosis (muerte) del tejido ocasionada por la obstrucción del flujo sanguíneo; puede estar delimitada o extendida y quizás con una infección causada por microorganismos anaerobios. Herpes (Herpes zoster). Es una infección viral que se caracteriza por grupos de ámpulas a lo largo de ciertos tractos nerviosos (dermatomas). Melanoma. Es un tumor canceroso de los melanocitos dentro de la epidermis. Nevo. Es un lunar o marca de nacimiento; es una pigmentación congénita de ciertas áreas de la piel. Pie de atleta (Tinea pedis). Un hongo que es el que causa este padecimiento del pie. Psoriasis. Es un padecimiento inflamatorio de la piel que, por lo general, se presenta en regiones escamosas circulares en la piel. Pústula. Es una pequeña elevación localizada de la piel y contiene pus. Quemadura. Es una lesión en el tegumento ocasionada por calor; agentes químicos o eléctricos, o por exposición a la luz solar. Se clasifica como de primer grado (enrojecimiento o hiperemia en las capas superficiales de la piel); de segundo grado (ampollas en las que se afectan las capas profundas de la epidermis y de la dermis); o de tercer grado (destrucción de áreas de tegumento y daño al tejido subyacente). Seborrea. Es un padecimiento que se caracteriza por una excesiva actividad de las glándulas sebáceas y se acompaña de piel grasosa y caspa. Ulcera por decúbito. Son lesiones expuestas debido a una presión continua sobre una porción localizada de la piel, y con ello se restringe el riego sanguíneo. Urticaria. Es una erupción en la piel que se caracteriza por enrojecimiento, comezón; puede surgir de una reacción alérgica o por el estrés. Verruga. Es una proyección áspera de las células epidérmicas, ocasionada por un virus.

Capítulo 5

Sistema tegumentario

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Ejercicios de repaso Opción múltiple 1. ¿Cuál de los siguientes pares de palabras se relacionan correctamente? (a) piel-glándula, (b) pieltejido, (c) piel-órgano, (d) piel-sistema corporal. 2. La piel se deriva de (a) ectodermo y endodermo, (b) ectodermo y mesodermo, (c) mesodermo y endodermo, (d) ectodermo, mesodermo y endodermo. 3. ¿En qué porcentaje del peso corporal participa la piel? (a) 2%, (b) 10%, (c) menos de 2%, (d) 15%, (e) 7%. 4. ¿Cuál de las siguientes no es una función de la piel? (a) prevención de deshidratación corporal, (b) síntesis de vitamina A, (c) prevención de la entrada de agentes patógenos, (d) regulación de la temperatura corporal. 5. La pérdida de líquidos corporales a través del tegumento está restringida por (a) queratina, (b) estrato basal, (c) carotenos, (d) melanocitos, (e) grosor de la dermis. 6. ¿Cuál de las capas epidérmicas no se encuentran en la piel de la cabeza y del tronco? (a) estrato espinoso, (b) estrato córneo, (c) estrato granuloso, (d) estrato lúcido, (e) estrato basal. 7. ¿Cuál de los siguientes pares son inapropiados? (a) estrato basal-queratina, (b) estrato córneomelanocitos, (c) estrato granuloso-queratina, (d) estrato lucido-vasos sanguíneos, (e) estrato espinosocornificado. 8. Los patrones de las huellas digitales se establecen en el periodo prenatal, durante el desarrollo de (a) estrato córneo, (b) capa papilar dérmica, (c) estrato basal, (d) capa reticular dérmica, (e) subdermis. 9. Es falso que la dermis (a) sea altamente vascular, (b) da origen a las glándulas sebáceas y sudoríparas, (c) contiene fibras musculares lisas, reticulares y elásticas, (d) contiene numerosas terminaciones nerviosas. 10. Es falso que la epidermis (a) sea altamente vascular, (b) contiene melanina y queratina, (c) está estratificada de manera distintiva, (d) da origen a las glándulas sudoríparas y sebáceas. 11. ¿Qué agrupación de términos es la apropiada? (a) mesodermo, epitelio escamoso estratificado, (b) epidermis, ectodermo, epitelio escamoso estratificado, (c) subdermis, ectodermo, tejido adiposo, (d) dermis, endodermo, tejido vascular. 12. "Rapunzel, Rapunzel, deja caer tu {d) angora, (e) alopecia.

cabellera" (a) axilar, (b) lanugo, (c) definitiva,

13. ¿Cuál es la secuencia apropiada de estratos (capas) epidérmicos abiertos como cuando una astilla penetra en la epidermis de la palma de la mano? (a) espinoso, basal, granuloso, lúcida, córnea, separación (b) basal, espinosa, granulosa, separación, lúcida, córnea (c) separación, córnea, lúcida, granulosa, espinosa, basal (d) córnea, separación, lúcida, espinosa, granulosa, basal

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Capítulo 5

14. Las células del estrato basal alcanzan el estrato de separación en aproximadamente (a) 15 a 2D días, (b) 6 a 8 semanas, (c) 8 a 10 días, (d) 12 a 15 semanas, (e) 4 a 6 meses. 15. ¿Cuál de las siguientes no es un tipo de receptor sensorial cutáneo? (a) corpúsculo lamelado, (b) bulbo de Krause, (c) terminal nerviosa libre, (d) órgano de Ruffini, (e) aparato de Golgi. 16. La melanina producida en la piel (a) protege en contra de la luz ultravioleta, (b) previene de infecciones, (c) ayuda a regular la temperatura, (d) mantiene a la epidermis flexible, (e) reduce la pérdida de agua. 17. Identifique la mala relación (a) la piel de personas de origen asiático-abundante caroteno, ( b) el bronceado de la piel en respuesta a la luz solar-aumento de la síntesis de melanina, (c) la piel azulosa (cianótica)-sangre oxigenada, (d) carencia de pigmentación de la piel (albinismo)-herencia, (e) piel oscura de personas de origen africano-gran síntesis de melanina. 18. La causa más frecuente de la alopecia es (a) deficiencia de proteínas, (b) infección viral dérmica, (c) herencia genética, (d) estrés. 19. ¿Cuál de las siguientes declaraciones es cierta acerca de las glándulas sebáceas? (a) Secretan la grasa directamente a la superficie de la piel. ib) Derivan del mesodermo especializado. (c) Son un tipo de glándulas que secreta grasa. (d) Son de tipo sacular. 20. ¿Cuál de las siguientes no es una función del tegumento? (a) eliminación de ciertas sales, urea y ácido úrico; (b) absorción de vitaminas solubles en grasas; (c) almacenamiento de lípidos; (d) termorregulación; (e) síntesis de proteínas y carbohidratos; (f) prevención de la desecación y de la pérdida sanguínea.

Preguntas de verdadero o falso 1. El tegumento es sinónimo de piel y ninguno de los dos incluye pelo o glándulas. 2. La piel es el tejido más grande del cuerpo; se le considera que constituye aproximadarriente 7% del peso corporal. 3. El pelo, las uñas y las glándulas tegumentarias son especializaciones de la epidermis y !se derivan de la capa germinal ectodérmica embrionaria. 4. Una quemadura que daña tanto la epidermis y la dermis, por lo que la regeneración-podría ocurrir sólo desde los bordes de la herida, se podría clasificar como una quemadura de ¡segundo grado. 5. El eponiquio y la lúnula, ambos están próximos al hiponiquio de la uña. 6. La piel de la palma de la mano se compone de seis capas epidérmicas y dos capas dérmicas, de las cuales la más interna está adherida a la subdermis de la piel. 7. La actividad mitótica es característica de la epidermis, excepto en la separación del estrato muerto, el cual está cambiando constantemente.

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Capítulo 5

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8. Los descendientes de personas africanas tienen más melanocitos en la piel que las personas de complexión delgada. 9. Las glándulas mamarias son glándulas sebáceas modificadas que están preparadas hormonalmente para la lactancia, en vinculación con el nacimiento de un niño. 10. La estimulación de las terminales nerviosas libres en la piel podría causar la percepción del frío y puede inducir calosfrío de manera espontánea. 11. Una sustancia soluble en agua podría absorberse en la piel más rápidamente que una sustancia soluble en grasas. 12. En el recién nacido, todas las glándulas sudoríparas están formadas y funcionando. 13. El principal peligro en una quemadura de tercer grado es la excesiva pérdida de agua y la alteración de la homeostasis. 14. Alopecia es un padecimiento que resulta de la pérdida excesiva de pelo. 15. Las verrugas, el herpes y el acné son infecciones virales del tegumento. Completar 1. El término es sinónimo de piel. 2. La epidermis de la piel se compone de tejido epitelial 3. La capa más externa de la epidermis de la piel es el estrato profunda es el estrato .

. y la capa más

4. La coloración normal de la piel manifiesta una combinación de tres pigmentos: hemoglobina, y



5. La dermis de la piel se compone de una capa superior profunda. 6. La epidermis. 7. Las glándulas 8. El prenatal.

y una capa

es una proteína en la piel que fortalece al epitelio escamoso estratificado de la

secretan grasa hacia los folículos pilosos de la piel. es el pelo sedoso fetal que aparece durante el último trimestre del desarrollo

9. Las glándulas sudoríparas son de dos tipos: las glándulas sudoríparas son abundantes en la frente, palmas de las manos y plantas de los pies; las glándulas sudoríparas son abundantes en las axilas y en la región púbica de las personas sexualmente maduras. 10. Las glándulas externo.

secretan cerumen (grasa del oído) hacia el conducto auditivo

Sistema tegumentario

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Capítulo 5

Identificar Identifique las estructuras indicadas en la figura de la derecha. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Respuestas y explicaciones de los ejercicios de repaso Opción múltiple 1 (c) "Piel-órgano" es una unidad, debido a que el tegumento es un órgano. Un órgano es una estructura del cuerpo ¡constituida de dos o más tipos de tejido. \ 2. (b) La epidermis de la piel se deriva del ectodermo embrionario, y la dermis de la piel se deriva del mesodermo embrionario. 3. (e) La piel y las estructuras relacionadas constituyen cerca de 7% de peso corporal de una persona, con ligeras variaciones individuales. 4. (b) La piel sintetiza vitamina D en presencia de luz ultravioleta, pero la vitamina A sólo se puede obtener a travésde los alimentos. 5. (a) La queratina es una proteína que producen las células epiteliales más externas dentro de la epidermis y forma una barrera a prueba de agua. 6. (d) El estrato lúcido se encuentra sólo en las áreas de "piel delgada", las cuales están en las palmas de las manos y las plantas de los pies. 7. (c) El estrato granuloso se nombra así por los granulos oscuros de queratohialina dentro de sus células. Estos granulos contribuyen a la formación de la queratina que traspasa hasta las capas superiores de la epidermis. 8. (b) La capa papilar contorneada de la dermis se desarrolla como resultado del arreglo determinado genéticamente de las fibras elásticas y de colágena, que se establecen durante el periodo prenatal. El diseño distintivo de las huellas dactilares ayuda a asir objetos. En el área de criminología, se usan como un medio de identificación. 9. (b) Todas las glándulas tegumentarias tienen su origen como una invaginación de la epidermis hacia la dermis, ert donde maduran y se tornan funcionales. 10. (a) La epidermis es avascular. Sólo las células que componen el estrato basal proporcionan el oxígeno y los nutrimentos necesarios para la mitosis. Conforme las células se alejan del soporte viviente de la dermis, mueren y sufren una transformación de queratinización y de cornificación. 11. (b) La epidermis, derivada de la capa germinal del ectodermo, se compone de epitelio escamoso estratificado. 12. (e) La adorable Rapunzel desenrolló su cabellera por sobre el balcón para ayudar a que su pretendiente pudiera encalar la pared del castillo. 13. (c) Las capas de la epidermis se encuentran en el mismo orden en todo el cuerpo, debido a que manifiestan los cambios transicionales que ocurren conforme se alejan de la capa basal del estrato en división. 14. (b) El movimiento de las células en la epidermis varía de acuerdo con la velocidad a la que se desprenden de la capa externa y con la velocidad de la mitosis en el estrato basal.

Sistema tegumentario

Capítulo 5

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15. (e) Los corpúsculos lamelados, los bulbos de Krause, las terminaciones nerviosas libres y los órganos de Ruffini, todos son tipos de receptores en la piel. 16. (a) La melanina, localizada en el estrato basal, es un pigmento que se produce en los melanocitos, que absorbe longitudes de onda específicas. La luz ultravioleta es una radiación común en la Tierra y es un peligro potencial para la salud. 17. (c) La sangre oxigenada es de color rojo brillante debido a la formación de la oxihemoglobina. La cianosis o sangre azul es el resultado de una insuficiencia de oxígeno. 18. (r) Alopecia o calvicie, por lo general, es herencia genética aunque los virus, el estrés y las deficiencias de proteínas pueden influir esta alteración. 19. (c) Las glándulas sebáceas excretan grasas hacia los folículos pilosos. Se derivan del ectodermo; estas glándulas exocrinas son del tipo tubular compuesto. 20. (e) La piel no produce proteínas, pero almacena energía en forma de lípidos. Para que se puedan emplear los lípidos como fuente de energía, deben transportarse al hígado y convertirse en carbohidratos. Verdadero o falso 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

Verdadero Falso; la piel es un órgano Verdadero Falso; es una quemadura de tercer grado Verdadero Verdadero Falso; la mitosis se presenta principalmente en el estrato basal y en pequeño grado en el estrato espinoso Falso; de manera virtual, todas las personas tienen el mismo número de melanocitos, pero varían en la capacidad para sintetizar la melanina Falso; glándulas sudoríparas Verdadero Falso; la piel es virtualmente impermeable al agua Falso; las glándulas sudoríparas acrinas no maduran sino hasta la pubertad Verdadero Falso; la alopecia no es un padecimiento Falso; el acné es un estado inflamatorio de las glándulas sebáceas

Completar 1. 2. 3. 4. 5.

tegumento escamoso estratificado separación, basal melanina, caroteno papilar, reticular

6. 7. 8. 9. 10.

queratina sebáceas lanugo ecrina, apocrina ceruminosas

6. 7. 8. 9. 10.

Folículo piloso Músculo erector del pelo Glándula sudorípara ecrina Glándula sudorípara apocrina Tejido adiposo

Identificar 1. 2. 3. 4. 5.

Epidermis Dermis Subdermis Tallo del pelo Glándula sebácea

Sistema esquelético Objetivo A

Describir las principales funciones del sistema esquelético. El sistema esquelético se conforma de huesos, cartílago y articulaciones. Los huesos son los órganos individuales del sistema esquelético y, a su vez, están compuestos por tejido óseo (cap. 4).

Las funciones del sistema esquelético están comprendidas en cuatro categorías. Soporte: el esqueleto forma un marco rígido en el que se unen los tejidos suaves y los órganos del cuerpo. Protec¬ ción: el cráneo, la columna vertebral, la caja torácica y la cavidad pélvica sirven para proteger a los órganos vitales; asimismo, existen sitios para la producción de las células sanguíneas que se encuen¬ tran protegidas en el centro hueco de ciertos huesos. Movimiento: los huesos actúan como palancas cuando se unen los músculos de contracción, ocasionando un movimiento conjunto con las articula¬ ciones. Hematopoyesis: la médula ósea roja, en las personas adultas, produce eritrocitos, leucocitos y plaquetas (problema 6.7). Almacén de minerales: la matriz del hueso está compuesta sobre todo por calcio y fósforo; estos minerales pueden reducirse, en caso necesario, en pequeñas cantidades y en algunos sitios del cuerpo. También se almacenan pequeñas cantidades de magnesio y de $odio en el tejido óseo. 6.1

¿Qué tanta cantidad de calcio y fósforo corporales se encuentra en los huesos? Cerca de 99% del calcio se encuentra en el organismo, y 90% del fósforo está depositado en los huesos y en los dientes. Estos minerales le proporcionan al hueso rigidez y se considera que equivalen a casi 66% del peso del hueso. Además, el calcio se necesita para el proceso de contracción muscular, la coagulación sanguínea, así como para el movimiento de las moléculas a través de las membranas celulares. Se requiere fósforo para las actividades del ácido desoxirribonucleico (DNA) y el ácido ribonucleico (RNA), al igual que para la utilización de trifosfato de adenosina (ATP).

6.2

Además de la mineralización en la que participa el calcio y el fósforo, ¿qué otros mecanismos fisiológicos determinan la estabilidad del hueso? Los órganos corporales que llevan a cabo funciones de regulación, tienen un efecto directo sobre la estabilidad del hueso. Los ríñones, por ejemplo, determinan la composición de la sangre, que a su vez afecta al hueso. El aparato digestivo, por medio de las proteínas y las vitaminas A, D y C, y el aparato reproductor femenino con el embarazo, pueden ocasionar alteraciones en el hueso. Los controles enzimáticos y metabólicos (fosfatasa alcalina, glucógeno, etc.) del hígado afectan la estructura del hueso. Por lo menos cinco hormonas influyen en el hueso: la hormona de crecimiento de la hipófisis, que estimula el crecimiento del hueso (osteogénesis); las hormonas tiroideas, que promueven tanto la osteogénesiS como la osteólisis (destrucción del hueso); los andrógenos y los estrógenos de las gónadas estimulan el crecimiento del hueso y el sellado de las líneas de crecimiento (placas epifisarias); y las secreciones no balanceadas del cortisol suprarrenal y la tirocalcitonina, pueden provocar osteoporosis (atrofia ósea).

El raquitismo y la osteomalacia son padecimientos metabólicos ocasionados por ura deficien¬ cia de vitamina D. El raquitismo se presenta en los niños que no tienen una adecuada exposición a la luz solar y una deficiente dieta en vitamina D. Sin una suficiente cantidad de vitamina D, el organismo es incapaz de metabolizar de forma adecuada el calcio y el fósforo. Los niños con raquitismo se vuelven irritables, debido al dolor óseo, y los huesos se pueden fracturar con facilidad. Los huesos de las piernas con frecuencia se arquean a causa de su incapacidad para soportar] el peso del cuerpo. Una deficiencia de vitamina D en las personas adultas produce una reabsorción, que termina en osteomalacia. El debilitamiento de los huesos en personas adultas conduce a deformidades esqueléticas, en especial en la columna vertebral y en las piernas. Estas dos alteraciones se tratan mediante suplementos de vitamina D, calcio y fósforo. Objetivo B

Distinguir entre las porciones axil y apendicular del sistema esquelético.

Sistema esquelético

Capítulo 6

89

El esqueleto axil se compone de los huesos que conforman el eje del cuerpo, mismo que soporta y protege a los órganos de la cabeza, el cuello y el tronco. Estos huesos incluyen los del cráneo, de la columna vertebral y la caja torácica. Además los huesecillos auditivos (huesos del oído) y el hueso hioides están comprendidos dentro del esqueleto axil. El esqueleto apendicular se conforma por los huesos de las cinturas torácica y pélvica, al igual que por los huesos de las extremidades superiores e inferiores. Las cinturas anclan los apéndices al esqueleto axil. Los huesos del esqueleto adulto se muestran en la figura 6-1 y se listan en el cuadro 6-1.

Hueso parietal' Hueso frontal-

Hueso temporal

Hueso cigomático -

— Bóveda craneal

Hueso occipital -Maxilar Mandíbula -Clavícula

Esternón

- Escápula

Caja torácica" Cartílagos costales Húmero Columna vertebral

Costillas

Cúbito

Hueso _ sacroiliaco - Sacro

-

- Coxis — -

Radio —

-Carpos -

Metacarpos

Falange' -

Fémur

- Rótula

Tibia Peroné Tarsos

v

Metatarsos

(a)

Falanges

(b)

Fig. 6-1. El esqueleto, (a) Vista anterior y (b) vista posterior.

90

Capítulo 6

Sistema esquelético

Cuadro 6-1. Clasificación de los huesos en el esqueleto adulto Esqueleto axil Cráneo: 22 huesos 14 huesos faciales maxilares (2) huesos palatinos (2) huesos cigomáticos (2) huesos lagrimales (2) huesos nasales (2) vómer (1) inferior nasal (1) concha (1) mandíbula (1) 8 huesos craneales hueso frontal (1) huesos parietales (2) hueso occipital (1) huesos temporales (2) hueso esfenoides (1) hueso etmoides (1)

6.3

Huesecillos del oído: 6 huesos martillo (2) yunque (2) estribo (2) Hioides: 1 hueso Columna vertebral: 26 huesos vértebras cervicales (7) vértebras torácicas (12) vértebras lumbares (5) sacro (1) (5 huesos fusionados) coxis (1) (3 a 5 huesos fusionados) Caja torácica: 25 huesos costillas (24) esternón (1)

Esqueleto apendicular Cinturón pectoral: 4 huesos escápulas (2) clavículas (2) Extremidades superiores: 60 huesos húmero (2) carpos (16) radio (2) metacarpos (10) cubito (2) falanges (28) Cintura pélvica: 2 huesos Hueso coxal (2) (cada uno contiene 3 huesos fusionados) Extremidades inferiores: 60 huesos fémur (2) tarsos (14) tibia (2) metatarsos (10) peroné (2) falanges (28) rótula (2)

Verdadero o falso: todos los esqueletos humanos se conforman por 80 huesos axiles + 126 huesos apendiculares = 206 huesos. Falso. Mientras que en el esqueleto humano "común" pueden existir 206 huesos, el número difiere de una persona a otra, dependiendo de la edad y de la herencia. Al nacer, el esqueleto cuenta con alrededor de 270 huesos. El número; aumenta conforme se presenta el desarrollo de los huesos (osificación) durante la infancia. Sin embargo, después de la adolescencia, el número disminuye conforme los huesos se anquilosan (se fusionan) de manera gradual.

6.4

¿Cuáles son los huesos suturales (wormianos) y cuáles son los huesos sesamoideos? Los huesos extra en las suturas del cráneo (problema 6.12), se llaman huesos suturales (wormianos). Son muy variables en su ocurrencia y ubicación dentro de las suturas craneales de tipo aserrado. Los huesos sesamoideos se forman en los tendones, como respuesta al estiramiento, de acuerdo al movimiento rápido a través de las uniones. La rótula (patella), es un ejemplo de un hueso sesamoideo que todas las personas tienen. Otros huesos sesamoideos son variables sin embargo con frecuencia se encuentran dentro de los tendones, mismos que pasan a través de la unión de las falanges de los dedos.

Objetivo C

Categorizar los huesos de acuerdo con su forma y describir las características de su superficie.

Los huesos del esqueleto humano se dividen en cuatro tipos, con base en su forma, más que en su tamaño. Los huesos largos (fig. 6-2) son más largos que anchos y funcibnan como palancas (p. ej., muchos de los huesos en los apéndices). Los huesos cortos son de forma más o menos cúbica y se encuentran en espacios confinados, donde ellos transfibren fuerza de movimiento (p. ej., los huesos de las muñecas y del tobillo). Los huesos planos proporcionan la superficie para la unión de los músculos e incluso proveen protección para los órganos subyacentes (p. ej., los huesos del cráneo y la caja torácica). Los huesos irregulares están diseñados para la unión muscular o de la articulación (p. ej., las vértebras y ciertos huesos del cráneo). Además de su forma particular, cada hueso tiene características en su superficie diagnóstica, que jsirven para realizar funciones específicas, como proveer la unión con el músculo o el paso de nervios o vasos, o

Capítulo 6

91

Sistema esquelético

Hueso corto

Hueso plano

Hueso irregular

Hueso largo

Fig. 6-2. Las formas de los huesos.

permitir o restringir el movimiento de las articulaciones. Las características de la superficie de los huesos se resumen en el cuadro 6-2. Objetivo D Distinguir entre la formación del hueso endocondral y el hueso intramembranoso. La osificación (formación del hueso) se inicia durante la cuarta semana del desarrollo prenatal. Los huesos se desarrollan tanto a través de la osificación endocondral (pasando primero por un estadio cartilaginoso) o mediante la osificación intramembrañosa (dérmica), para formarse de manera directa como hueso. 6.5

¿Qué huesos son endocondrales? ¿Qué huesos son membranosos? La mayoría de los huesos se forman primero como cartílago hialino, los cuales posteriormente sufren una osificación endocondral. Sin embargo, los huesos de la cara {huesos faciales) y los huesos que rodean el cerebro (huesos craneales), todos son membranosos, excepto los huesos esfenoides y occipital, los cuales son endocondrales. Los huesos sesamoideos también son huesos membranosos.

6.6

¿Qué son las fontanelas, y por qué son importantes? Durante el desarrollo fetal y la infancia, los huesos membranosos de la parte superior y de los lados del cráneo están separados por suturas fibrosas. También existen seis grandes áreas membranosas llamadas fontanelas ("sitios blandos"), mismas que permiten al cráneo adoptar cambios de forma (amoldamiento) durante el parto (nacimiento); cuatro de ellos se muestran en la figura 6-3. Las fontanelas también permiten el rápido crecimiento del cerebro durante la infancia. Por lo general, la osificación de las fontanelas se completa hacia los 20 a 24 meses de edad.

92

Sistema esquelético

Cuadro 6-2. Características de la superficie de los huesos Característica de la superficie

Definición v ejemplo

Superficies articulantes Cóndilo

Superficie articular larga y redondeada (cóndilo occipital del hueso temporal)

Cabeza

Parte terminal articular redonda y prominente del hueso (cabeza del fémur)

Faceta

Superficie articular aplanada o hueca (faceta costal de una vértebra torácica)

Prominencias no articulares Proceso

Cualquier extensión del hueso (proceso mastoides del hueso temporal)

Tubérculo

Proceso pequeño y redondo (tubérculo mayor del húmero)

Tuberosidad

Proceso rugoso y grande (tuberosidad radial del radio)

Trocánter

Proceso de gran masa encontrado sólo en el fémur (trocánter mayor del fémur)

Espina

Proceso delgado y agudo (espina de la escápula)

Cresta

Proyección estrecha similar a un borde (cresta iliaca del hueso coxal)

Epicóndilo

Proyección por debajo del cóndilo (epicóndilo medial del fémur)

Depresiones y aberturas Fosa

Depresión hueca (fosa mandibular del hueso temporal)

Surco

Ranura que alberga un vaso, nervio o tendón (surco intertubercular del húmero)

Fisura

Abertura estrecha similar a una rendija (fisura orbital superior del hueso esfenoides)

Meato o conducto

Pasaje similar a un tubo (meato del oído externo del hueso temporal)

Alveolo

Orificio o hueco profundo (alveolos maxilares de los dientes)

Agujero

Abertura redonda a través de un hueso (agujero magno del hueso occipital)

Seno

Cavidad o espacio hueco (seno frontal del hueso frontal)

Fóvea

Depresión u orificio pequeño (fóvea de la cabeza del fémur)

Capítulo 6

Sistema esquelético

Capítulo 6

93

Fontanela anterior Hueso frontal

Sutura coronal Hueso parietal Hueso frontal

Sutura lambdoidea Sutura sagital

Fontanela anterolateral

Hueso occipital Hueso parietal

Fontanela posterior

Sutura escamosa Hueso temporal Mandíbula

(a)

(b)

Fig. 6-3. Las fontanelas del cráneo fetal y las principales suturas, (a) Vista superior y (b) vista lateral.

Objetivo E

Describir la estructura gruesa de un hueso largo común.

Dentro de la diáfisis (cuerpo) de un hueso largo está la cavidad medular, recubierta por una capa delgada de tejido conectivo llamada endósteo (fig. 6-4). La cavidad medular contiene la médula ósea amarilla grasa. En cada uno de los extremos de la diáfisis, se encuentra una epífisis que se conforma de hueso esponjoso rodeado de hueso compacto. La médula ósea roja se encuentra dentro de los poros del hueso esponjoso. En la separación entre la diáfisis y la epífisis se encuentra la placa epifísaria, que es una región de actividad mitótica responsable del crecimiento lineal del hueso (elongación); una línea epifísaria que reemplaza a la placa cuando se completa el crecimiento del hueso. El periostio, formado por tejido conectivo regular denso, cubre al hueso y es el sitio de unión del tendón-músculo y de crecimiento del diámetro óseo (anchura).

Epífisis proximal Hueso esponjoso Hueso compacto Cavidad medular Endostio

Periostio Diáfisis

Agujero para nutrición Vaso para nutrición

Línea epifísaria

Fig. 6-4. La estructura de un hueso largo.

Sistema esquelético

94

6.7

Capítulo 6

¿Cuál es la diferencia entre la hematopoyesis y la eritropoyesis? La hematopoyesis se refiere a la producción de los tres tipos de elementos que forman (cap. 14) la sangre: eritrocitos (células sanguíneas rojas), leucocitos (células sanguíneas blancas), y trombocitos (plaquetas sanguíneas). La eritropoyesis se refiere, en especial, a la producción de eritrocitos. El principal sitio de. hematopoyesis es la médula roja del esternón, las vértebras, las porciones del hueso sacrococcígeo, y las epífisis proximales de los fémures y de los húmeros.

6.8

¿Qué es el agujero de nutrición? El agujero de nutrición son pequeñas aberturas en un hueso que permiten la entrada de vasos para la alimentación del tejido viviente.

6.9

Verdadero o falso: el hueso cesa su crecimiento conforme la persona alcanza la madurez física. Verdadero en cuanto a que el crecimiento lineal del hueso cesa conforme las líneas epifisarias reemplazan a las placas epifisarias y ocurre la osificación entre la epífisis y la diáfisis. Sin embargo, el crecimiento del diámetro del hiieso y el alargamiento de los procesos óseos pueden ocurrir en cualquier momento para acomodar un aumento en la masa corporal (conforme se incrementa el peso).

6.10

¿En dónde se encuentra el cartílago articular? El cartílago articular es un cartílago delgado hialino que cubre a cada epífisis y facilita el movimiento de la articulación. Desde el punto de vista técnico, los huesos no se articulan; además el cartílago articular de un hueso se articula con el cartílago articular de otro hueso.

Objetivo F

Describir el proceso de la formación ósea endocondral.

La osificación endocondral se inicia en un centro primario (fig. 6-5), en el eje dé un modelo de cartílago, con la hipertrofia de los condrocitos (células del cartílago) y la calcificación de la matriz del cartílago. Entonces el modelo de cartílago se vasculariza y las células osteógenas forman un collar óseo alrededor del modelo y los osteoblastos recubren la matriz ósea alrededor de las espículas calcáreas. La osificación de los centros primarios se presenta antes del nacimiento; la de los centros secundarios (en las epífisis), durante los primeros cinco años de vida.

Periostio

Epífisis

Vasos sanguíneos Collar del hueso

- Diáfisis Centro primario de osificación

Modelo de cartílago Centro secundario' de osificación

Fig. 6-5. Osificación de un hueso largo.

Sistema esquelético

Capítulo 6

95

Las capas germinales del ectodermo y del mesodermo (cap. 4) participan en la formación de la piel. La epidermis y las estructuras tegumentarias anexas (pelo, glándulas y uñas) se desarrollan a partir del ectodermo. La dermis se desarrolla de la capa delgada de mesodermo no diferenciado llamada mesénquima. De esta manera, los vasos sanguíneos y las fibras musculares lisas contenidas dentro de la dermis se forman a partir del mesodermo. 6.11

¿Qué son las células osteógenas? Existen varios tipos de células óseas, cada una de ellas con una función particular. Las células osteógenas son las células progenitoras que dan origen a todas las células óseas. Los osteoblastos son las principales células que forman el hueso; sintetizan fibras de colágena y la matriz ósea, y además promueven la mineralización durante la osificación. Una vez que se ha completado, los osteoblastos, que son atrapados en su propia matriz, se desarrollan como osteocitos, mismos que se encargan de mantener el tejido óseo. Los osteoclastos contienen lisosomas y vacuolas fagocíticas. Estas células que destruyen al hueso, desmineralizan el tejido óseo.

Objetivo G Listar los huesos craneales y faciales del cráneo, describir su localización y sus características estructurales, así como identificar las articulaciones que se adhieren a ellas. El cráneo se compone de ocho huesos craneales, mismos que se articulan con firmeza uno con otro para encerrar y proteger al cerebro y a los órganos sensoriales relacionados; y 14 huesos faciales, los cuales forman la base de la cara y de anclaje de los dientes. Estos huesos se muestran en el cuadro 6-1, y se ilustran en las figuras 6-6 a 6-10. 6.12

Definir el término sutura y describir las localizaciones de las principales suturas del cráneo. Los huesos del cráneo están unidos mediante articulaciones inmóviles aserradas llamadas suturas (figs. 6-3, 6-7 y 6-9). El hueso frontal se encuentra unido a los dos huesos parietales en la sutura coronal; los huesos parietales se unen uno con otro en la sutura sagital; el hueso occipital se encuentra con los huesos parietales en la sutura lambdoidea, y el hueso parietal se une con el hueso temporal en la sutura escamosa.

6.13

Listar las cavidades del cráneo. La cavidad craneal es la más grande del cráneo, tiene una capacidad de 1 300 a 1 350 cm3. La cavidad nasal está formada por los huesos craneal y facial. Los cuatro conjuntos de senos paranasales se localizan dentro de los huesos que rodean el área nasal. Las cámaras medial e interna del oído se localizan dentro de los huesos temporales. La cavidad oral o bucal (de la boca), sólo está definida de forma parcial por el hueso. Las dos órbitas de los ojos se forman tanto por los huesos craneales como por los faciales.

6.14

¿Qué es un agujero? ¿Cuál es el principal agujero del cráneo, en dónde se localiza y qué estructuras pasan a través de él? El agujero (del latín: foramen), es una abertura a través del hueso, que permite el paso de los vasos o de un nervio. Los principales agujeros del cráneo se resumen en el cuadro 6-3. En las figuras 6-6 a 6-10, se ilustran estas estructuras.

Capítulo 6

Sistema esquelético

96

Cuadro 6-3. Principales agujeros del cráneo Agujero

Localización

Estructuras que pasan

Conducto carotídeo

Parte pétrea del hueso temporal

Arteria carótida interna y nervios simpáticos

Agujero palatino mayor

Hueso palatino del paladar duro

Nervio palatino mayor y vasos palatinos descendentes

Agujero/conducto hipogloso

Borde anterolateral del cóndilo occipital

Nervio hipogloso y rama de la arteria faríngea ascendente

Agujero incisivo

Palatino duro, posterior al diente incisivo

Nervio nasopalatino y ramas de los vasos faríngeos descendentes

Fisura orbital inferior

Entre el maxilar y el ala mayor del hueso esfenoides

Nervio maxilar del trigémino, nervio cigomático y vasos infraorbitales

Agujero infraorbital

Superficie anterior del maxilar, inferior a la órbita

Nervio y arteria infraorbitales

Entre la parte pétrea de los huesos temporal y occipital, posterior al conducto carotídeo

Vena yugular interna; vago, glosofaríngeo y accesorio

Entre la parte pétrea de los huesos temporal y esfenoides

Ramas de las arterias faríngea

Agujero palatino menor

Paladar duro, posterior al agujero del paladar duro

Nervios palatinos menores

Agujero magno

Hueso occipital

Unión de la médula oblonga y médula espinal, nervios accesorios; arterias vertebral y espinal

Agujero mandibular

Rama medial de la mandíbula

Nervio y vasos alveolares inferiores

Agujero mentoniano

Por debajo del segundo premolar sobre el lado lateral de la mandí¬ bula

Nervio y vasos mentonianos

Conducto nasolagrimal

Hueso lagrimal

Conducto lagrimal (lágrimas)

Agujero yugular

Agujero rasgado

ascendente y carótida interna

Agujero olfatorio

Placa cribiforme del hueso etmoides

Nervios olfatorios

Agujero óptico

Atrás de la órbita en el ala menor del hueso esfenoides

Nervio óptico y arteria oftálmica

Agujero oval

Ala mayor del hueso esfenoides

Nervio mandibular del trigémino

Agujero redondo

Cuerpo del hueso esfenoides

Nervio maxilar del trigémino

Agujero espinoso

Ángulo posterior del hueso esfenoides

Vasos meníngeos mediales

Agujero estilomastoideo

Entre los procesos estiloides y mastoides del hueso temporal

Nervio facial y arteria estilomastoidefl

Fisura orbital superior

Entre las alas mayor y menor del hueso esfenoides

Pares craneales oculomotor, troclear y abductor; par craneal oftálmico del trigémino

Agujero supraorbital

Borde supraorbital de la órbita

Nervio y arteria supraorbitales

Agujero cigomático facial

Superficie anterolateral del hueso cigomático

Nervio y vasos cigomáticos faciales

Sistema esquelético

Capítulo 6

97

Hueso frontal Hueso parietal Sutura coronal -Hueso temporal

- Proceso cigomático

Hueso esfenoides

- Hueso nasal Hueso etmoides • Hueso lagrimal - Hueso cigomático

Agujero infraorbital

Placa perpendicular del hueso etmoides

Maxilar

Concha nasal Vómer

Mandíbula Agujero mentonlano

Fig. 6-6. Vista anterior del cráneo.

Sutura coronal Hueso parietal -

Hueso frontal Hueso esfenoides

Sutura lambdoideaHueso nasal

Sutura escamosa Hueso temporal

Agujero lagrimal

Hueso occipitalArticulación temporomandibular

Hueso cigomático

Meato del oído externo

Agujero infraorbital Maxilar

Proceso mastoides

Proceso estiloides Agujero mentoniano Mandíbula

Fig. 6-7. Vista lateral del cráneo.

Sistema esquelético

98

Capítulo 6 Incisivos

Agujero incisivo

Canino Premolares Proceso palatino del maxilar

Molares Hueso cigomático

Hueso palatino

Arco cigomático Agujero rasgado Vómer

Agujero oval Fosa mandibular

Proceso estiloides

Conducto carotideo Cóndilo occipital

Agujero yugular Proceso mastoides

Fosa condilar

Agujero magno

Hueso occipital

Fig. 6-8. Vista inferior del cráneo.

Sutura coronal Hueso frontal

Hueso parietal

Seno frontal • Hueso esfenoides Seno etmoides

Hueso temporal Sutura escamosa

Silla turca Seno esfenoidal

Sutura lambdoidea Hueso occipital

Placa perpendicular del hueso etmoides Vómer Paladar duro

Meato del oido externo

Mandíbula

Fig. 6-9. Vista sagital del cráneo.

i

i

Capítulo 6

99

Sistema esquelético

Apófisis del hueso etmoides

Fosa craneal anterior

Placa cribiforme del hueso etmoides

Hueso frontal Agujero óptico

Ala menor del hueso esfenoides

Agujero redondo

Ala mayor del hueso esfenoides

Agujero oval

Silla turca Agujero espinoso

Silla dorsal

Agujero rasgado

Hueso temporal

Parte pétrea del hueso temporal Agujero yugular

Meato del oído interno

Agujero magno Hueso parietal Fosa craneal posterior Hueso occipital

Fig. 6-10. El piso de la cavidad craneal.

6.15

Describir las formas anatómicas del hueso frontal. El hueso frontal forma la raíz anterior del cráneo, la raíz de la cavidad nasal y el margen supraorbital sobre la órbita de cada ojo (figs. 6-6, 6-7 y 6-9). El agujero supraorbital a lo largo del margen supraorbital, es una abertura para los pequeños nervios y arteria supraorbitales. El hueso frontal contiene un par de senos frontales (fig. 6-7) que están conectados con la cavidad nasal.

6.16

Identificar los senos paranasal y establecer su función. Existen cuatro senos paranasales que disminuyen el peso del cráneo y actúan como cámaras de sonido para la resonancia de la voz. Estos senos se nombran de acuerdo con los huesos en los que se encuentran. De tal forma que son los senos frontal, maxilar, esfenoides y etmoides (fig. 6-7).

La sinusitis es una inflamación de la membrana mucosa que recubre los senos paranasales. Debido a que estos senos están conectados con la cavidad nasal, son vulnerables a las infeccio¬ nes que se originan en la mucosa nasal. El respirar demasiado fuerte por la nariz, puede forzar a los microorganismos hacia el ambiente húmedo y cálido de los senos paranasales. 6.17

Describir las cuatro partes del hueso temporal. Cada uno de los huesos temporales que forman los lados inferiores del cráneo, consiste en cuatro partes. La parte escamosa aplanada del hueso temporal forma el componente del arco cigomático (fig. 6-7) y tiene una fosa mandibular para recibir el cóndilo de la mandíbula en la articulación temporomandibular (fig. 6-11). La parte timpánica del hueso temporal contiene el meato acústico externo (conducto auditivo) y el proceso estiloides. La parte mastoidea del hueso temporal está formada por los procesos mastoides, los cuales contienen a los agujeros mastoideos y estilomastoideo. La parte pétrea densa e inferior del hueso temporal (fig. 6-10) contiene el oído medio y el oído interno, así como también los tres huesecillos auditivos (martillo, yunque y estribo), y se muestran en la figura 6-15.

100

Capítulo 6

Sistema esquelético

Parte escamosa Meato del oído externo

Proceso cigomático

Parte mastoideaFosa mandibular

Parte timpánica Proceso mastoides Proceso estiloides

Fig. 6-11. El hueso temporal.

Los procesos mastoideos del hueso temporal se pueden palpar con facilidad como una protuberancia ósea por detrás del lóbulo de la oreja. Aunque no está presente en el recién nacido, esta protuberancia pronto se desarrolla conforme el músculo esternocleidomastoideo, que se une en este sitio, se contrae, ocasionando el movimiento del cuello. Conforme se desarrolla el proceso, se forman dentro del hueso pequeños espacios llenos de aire llamados células mastoides. Estos espacios son importantes en clínica, debido a que se pueden infectar durante la mastoiditis. La comunicación tubular de las células mastoides con la cavidad del oído medio puede permitir que las infecciones del oído se diseminen hacia esta región. 6.18

¿Cuáles estructuras caracterizan al hueso occipital? El hueso occipital forma la porción posterior y mucho de la inferior del cráneo. Contiene el agujero magno, a través del cual se une la médula espinal con el cerebro, y los cóndilos occipitales, los cuales se articulan con la primera vértebra cervical (problema 6.27).

6.19

¿Qué glándula endocrina se apoya en el hueso esfenoides? El hueso esfenoides, localizado en el piso del cráneo (fig. 6-10), se asemeja a una mariposa con las alas extendidas. La silla turca es una depresión ósea en el hueso esfenoides (fig. 6-12) que apoya a la glándula hipófisis. El hueso esfenoides también contiene a los pares de los agujeros óptico, a los agujeros oval, espinoso, rasgado, redondo y las jisuras orbitales superiores.

El hueso esfenoides del cráneo, el que con mayor frecuencia se fractura (es el hueso que soporta y rodea al cerebro). Sus extensiones amplias, anchas y delgadas, similares a una placa, son perforadas por varios agujeros, lo que debilita de manera estructural al hueso esfenoides. Un golpe en casi cualquier porción del cráneo causa que el cerebro lleno de líquido y flotante, rebote en contra de este hueso vulnerable y con frecuencia se le ocasiona una fractura. Sin embargo y dado que el hueso está estrechamente confinado, las partes de la fractura casi nunca se desplazan de manera grave y sanan con facilidad y sin complicaciones.

Capítulo 6

Sistema esquelético

101

Silla dorsal . Ala menor Ala mayor Silla turca

Fisura orbital superior Agujero redondo

Agujero oval

Placa pterigoidea lateral

Conducto pterigoideo

Placa pterigoidea medial

Fig. 6-12. Vista anterior del hueso esfenoides.

6.20

¿Qué tienen en común la placa perpendicular, la apófisis del etmoides, la concha nasal y la placa cribiforme? Las cuatro estructuras son componentes del hueso etmoides (fig. 6-13). La placa perpendicular del hueso etmoides forma parte del tabique nasal, que se divide en cavidad nasal y en dos fosas nasales. La apófisis del etmoides se une a las meninges que cubren el cerebro. El epitelio que cubre la concha nasal superior y la media, calienta y humedece el aire inhalado. Las perforaciones en la placa cribiforme del hueso etmoides, permite el paso de los nervios olfatorios.

Apófisis del hueso etmoides Placa cribiforme -

Concha nasal superior

Concha nasal media Placa perpendicular

Fig. 6-13. Hueso etmoides.

6.21

¿Qué es el paladar duro? El paladar duro es la parte ósea entre las cavidades nasal y oral que se forma por la unión de los procesos palatinos del maxilar y los huesos palatinos. El paladar duro, junto con el paladar suave y carnoso forman la base de la boca.

6.22

¿Cuáles son las características diagnósticas de la mandíbula? La mandíbula (hueso inferior de la quijada) (fig. 6-14) tiene un proceso condilar con el que se une al cráneo (en la articulación temporomandibular). Los procesos coronoideos son las uniones de los músculos temporales. Los agujeros mandibular y mentoniano son los pasajes de los nervios (cuadro 6-2). Dieciséis dientes están enclavados en las mandíbulas de una persona adulta. La estructura, función y secuencia de reemplazo de los dientes se mencionarán en el capítulo 19.

Sistema esquelético

102

Capítulo 6

Proceso coronoides

Muesca mandibular

Agujero mandibular. Cabeza Proceso condilar Protuberancia mentoniana Rama

Ángulo Agujero mentoniano

Cuerpo

Fig. 6-14. La mandíbula.

6.23

¿Para qué son los huesecillos auditivos (huesos del oído), cuáles están contenidos dentro de las partes pétreas de los huesos temporales y no se les considera como huesos del cráneo? Cada una de las cámaras del oído medio contiene tres pequeños huesecillos auditivos: martillo, yunque y estribo (fig. 6-15). Debido a que se originan en la región faríngea y migran hacia la posición del oído medio conforme se forma el cráneo, a los huesecillos auditivos no se les considera como huesos del cráneo. En el funcionamiento del oído, los huesecillos auditivos amplifican y transmiten el sonido desde el oído externo hacia el oído interno. Una información más detallada acerca de la estructura y la función de los huesecillos auditivos se incluye en el capítulo 12.

Ligamento superior 'del martillo Yunque Ligamento posterior 'del yunque

Martillo Ligamento anterior del martillo

Ventana vestibular (oval) Estribo

Cámara del oído medio

Meato del oído externo

Membrana del tímpano Conducto auditivo

Fig. 6-15. Los huesecillos del oído.

6.24

¿En dónde se encuentra el hueso hioides y cuáles son sus funciones? El hueso hioides tiene forma de U (fig. 6-16) se ubica en la parte anterior del cuello, en donde apoya la parte superior de la lengua y la parte inferior de la laringe (caja de la voz). Además, algunos músculos del cuello se unen a este hueso. El hueso hioides tiene un papel importante durante la acción de tragar. Es un hueso único al que no se une algún otro. De esta manera, está suspendido del proceso estiloides de los huesos temporales mediante los ligamentos estilohioideos.

Capítulo 6

Sistema esquelético

103

Asta mayor

Asta menor

Cuerpo

Fig. 6-16. El hueso hioides.

Objetivo H

Describir la estructura y las funciones de la columna vertebral. Como parte del esqueleto axil, la columna vertebral (huesos de la espalda) apoya y permite el movimiento de la cabeza y el tronco, y proporciona un sitio para la unión de los músculos. Las vértebras (huesos de la columna vertebral) también apoyan y protegen a la médula espinal, permitiendo el paso de los nervios espinales.

La columna vertebral se compone de 33 vértebras individuales. Existen 7 vértebras cervicales, 12 torácicas, 5 lumbares, 4 o 5 sacras fusionadas, y 4 o 5 coccígeas fusionadas; de esta manera, la columna vertebral se compone de un total de 26 partes móviles (fig. 6-17). Las vértebras están separadas por discos intervertebrales fibrocartilaginosos y están asegurados uno al otro mediante procesos entrelazados y por los ligamentos de unión. El arreglo estructural de la columna vertebral permite sólo movimientos limitados entre las vértebras, pero también de movimientos extensores de toda la columna vertebral como una unidad. Entre las vértebras existen aberturas llamadas agujeros intervertebrales que permiten el paso de los nervios espinales.

Vértebras cervicales

Vértebras torácicas

Vértebras lumbares

• Sacro

• Hueso coccígeo

Fig. 6-17. Vista lateral de la columna vertebral.

Capítulo 6

104

Sistema esquelético

6.25

¿Cuál de los siguientes no es una curvatura de la columna vertebral? (a) torácica, (b) costal, (c) pélvica, (d) cervical, (e) lumbar. (b) En una vista lateral de una persona adulta, se pueden identificar las cuatro curvaturas de la columna vertebral. Las curvas cervical, torácica y lumbar se designan por el tipo de vértebras que incluyen. La curva pélvica está constituida por la forma del sacro y el coxis. Las curvas de la columna vertebral tienen un papel funcional importante para aumentar la fuerza y para mantener el balance de la porción superior del cuerpo; también hacen posible la postura bípeda (en dos pies).

6.26

¿Cualquier vértebra puede considerarse una "estructura típica"? Mientras que una sola vértebra no es típica, las diversas vértebras que se muestran en la figura 6-18 son representativas de cada una de las cinco regiones de la columna vertebral. Las vértebras cervicales tienen agujeros transversos para el paso de vasos hacia el cerebro. Las vértebras torácicas se caracterizan por la presencia de facetas para su articulación con la cabeza de las costillas. Las grandes vértebras lumbares tienen prominentes procesos para la unión de los músculos. El sacro consta de cuatro o cinco vértebras sacras fusionadas, y se une con la cavidad pélvica en la articulación sacmiliaca. El hueso coccígeo triangular ("hueso de cola") se compone de cuatro o cinco vértebras coccígeas fusionadas. Se pueden hacer algunas generalizaciones acerca de las vértebras. El cuerpo en forma de tambor de una vértebra está en contacto con los discos intervertebrales en el final de cada una. El arco neural de la cara posterior del cuerpo de la vértebra se compone de dos pedículos de apoyo y dos láminas arqueadas. El espacio hueco formado por el arco y el cuerpo vertebrales es el agujero vertebral, o canal vertebral, que permite el paso de la médula espinal. Los procesos espinosos se extienden después desde el arco vertebral. Otros procesos de muchas vértebras incluyen los procesos

Proceso articular superior

Proceso articular superior

Faceta costal superior Cuerpo

Proceso espinoso

. Proceso transverso

Cuerpo

Proceso articular inferior

Muesca vertebral inferior

Vértebra cervical

Vértebra torácica

Proceso articular superior

Agujero sacro ' anterior Proceso transverso

Muesca vertebral superior

Proceso transverso

Proceso espinoso

Cuerpo Hueso coccígeo Proceso articular inferior

Cuerpo

Vértebra lumbar

Vértice Sacro

Fig. 6-18. Ejemplos de vértebras de diferentes regiones vertebrales.

Capítulo 6

105

Sistema esquelético

transversos pares, los procesos articulares superiores pares y los procesos articulares inferiores pares. El agujero intervertebral permite el paso de los nervios espinales.

6.27

¿Algunas vértebras tienen nombres específicos además de la designación numérica? Sólo dos tienen: el atlas, que es la primera vértebra cervical (Cl) (fig. 6-19), se adaptó para articularse a los cóndilos occipitales del cráneo, lo que proporciona apoyo y flexibilidad a la cabeza. El axis, o segunda vértebra cervical (C2), tiene un proceso odontoideo denso tipo pinza que proporciona un pivote de rotación respecto del atlas, para que la cabeza pueda girar hacia los lados.

Proceso odontoideo denso del axis

Arco anterior del atlas - Cuerpo del axis

Faceta articular superior

Procesos transversos Agujeros transversos

Arco posterior del atlas Proceso espinoso del axis -

Fig. 6-19. Vértebras cervicales atlas y axis.

Objetivo I

Describir las estructuras de la caja costal y establecer sus funciones. El esternón, los cartílagos costales y las costillas se unen a las vértebras torácicas para J formar la caja costal o caja torácica. La caja torácica comprimida en sentido anteroposterior soporta el cinturón pectoral y las extremidades superiores; protege y apoya las visceras torácicas y abdominales superiores; proporciona una extensa área superficial para la unión de los músculos, y tiene un papel importante en la respiración.

;nt0S

6.28

Describir la estructura del esternón. El esternón es un hueso compuesto, elongado y plano que consta de un manubrio superior, un cuerpo central y un proceso xifoide inferior (fig. 6-20). En los lados laterales del esternón están las muescas intercostales, que es el sitio en donde se unen los cartílagos costales.

6.29

Verdadero o falso: cada uno de los 12 pares de costillas se une después con las vértebras torácicas y antes con el esternón, vía los cartílagos costales. Falso. Sólo los primeros siete pares, las costillas verdaderas están ancladas al esternón mediante cartílagos costales individuales (fig. 6-18). El resto de los cinco pares se llaman costillas falsas. Las costillas 8, 9 y 10 se unen con el séptimo cartílago costal. Los restantes dos pares de costillas falsas no están unidas al esternón y con frecuencia se les conoce como costillas flotantes.

6.30

¿Qué forma tienen en común las costillas? Cada uno de los 10 pares de costillas tiene una cabeza y un tubérculo para la articulación con una vértebra (fig. 6-20). Los últimos dos pares tienen una cabeza pero no un tubérculo. Todas las costillas tienen un cuello, un ángulo y un tallo (cuerpo).

Sistema esquelético

106

Capítulo 6

Las fracturas de las costillas son lesiones relativamente comunes y con mucha frecuencia ocu¬ rren entre la tercera y décima costillas. Los primeros dos pares están protegidos por las clavícu¬ las, y los últimos dos pares se mueven con libertad y de acuerdo con el impacto. Poco es lo que se puede hacer para ayudar en la curación de una costilla rota, además de restringir el movi¬ miento y colocar vendaje. Primera _costilla

Primera vértebra torácica

Facetas para las vértebras

'Cabeza

Muesca clavicular Tubérculo

Manubrio del esternón Cartílago costal

Cuerpo del Esternón esternón

Costillas verdaderas

Cuello

Muesca costal Ángulo-

Costillas falsas

Espacio intercostal

• Cuerpo

Duodécima costilla Costillas flotantes

Primera vértebra lumbar

(a)

(b)

Fig. 6-20. La caja torácica se conforma de (a) esternón, cartílagos costales y 12 pares de costillas unidas a las vértebras torácicas. Una costilla común (b) tiene facetas de unión con el esternón y un cuerpo demasiado aplanado y redondo para proteger a las visceras torácicas, así como a la unión de los músculos.

Objetivo J

Describir la estructura del tinturan pectoral. Las dos escápulas y las dos clavículas constituyen el cinturón pectoral (hombro) que se une con el esqueleto axil en el manubrio del esternón. El cinturón pectoral proporciona la unión para numerosos músculos que mueven el brazo y el antebrazo.

6.31

¿Cuáles son las funciones de la clavícula? La clavícula en forma de S (collar óseo) (fig. 6-21) une a las extremidades superiores con el esqueleto axil y coloca a la articulación del hombro lejos del tronco para proporcionar libertad de movimiento. También es el sitio de unión de los músculos del tronco y del cuello. •Tubérculo conoide

(a) Extremidad acromial

Cuerpo de la clavícula

Extremidad esternal

(b) Fig. 6-21. La clavícula. (a) Vista superior y (b) vista inferior.

Capítulo 6

107

Sistema esquelético

La clavícula es el hueso del cuerpo que con mayor frecuencia se fractura. Un golpe en el hom¬ bro o un intento por detener una caída con los brazos extendidos desplaza la fuerza hacia todo lo largo del delicado hueso. Además, el borde anterior de la clavícula está ubicado de manera subcutánea y no está protegido por grasa o por músculos. Dado que la clavícula se palpa con facilidad, es muy sencillo detectar una fractura. 6.32

Identificar las formas estructurales de la escápula. La escápula triangular y aplanada, tiene tres bordes, tres ángulos y tres fosas (fig. 6-22). También tiene un proceso diagnóstico y otras formas especiales. La orilla superior se llama borde superior. El borde medio (borde vertebral) está muy cerca de la columna vertebral; y el borde lateral (borde axilar) está justo debajo del brazo. El ángulo superior se localiza en la unión de los bordes superior y medio; y el ángulo inferior se ubica en la unión de los bordes medio y lateral. El ángulo lateral se encuentra en la unión de los bordes superior y lateral. A lo largo del borde superior, está una depresión llamada muesca escapular, que sirve como un pasaje para los nervios. La espina de la escápula es un borde óseo diagonal sobre la cara posterior, mismo que separa la fosa supraespinosa de la fosa infraespinosa. La espina bordea el hombro como el acromion. La cavidad glenoidea es una depresión poco profunda dentro de la cual se inserta la cabeza del húmero. Los procesos coracoides yacen por arriba y abajo de la cavidad glenoidea. En la superficie anterior de la escápula está un área ligeramente cóncava conocida como fosa subescapular.

Proceso coracoides Muesca escapular

Ángulo lateral

Proceso coracoides

Borde superior

Muesca escapular Ángulo superior

Borde superior Ángulo superiorFosa Acromion

supraespinosa

Cavidad glenoidea

Espina

Fosa subescapular

Fosa infraespinosa

Borde media!

Borde lateral Borde medial

.Ángulo inferior

(a)

(b)

Fig. 6-22. La escápula, (a) Vista posterior y (b) vista anterior.

Objetivo K Listar los huesos de la extremidad superior y describir las características diagnósticas de los huesos del brazo y del antebrazo. La extremidad superior se divide en brazo, mismo que contiene al húmero; el antebrazo, que a su vez contiene el radio y el cubito; y la mano, que contiene 8 huesos carpianos, 5 metacarpianos, y 14 falanges (fígs. 6-23 a la 6-25). La cabeza proximal redonda del húmero se articula con la cavidad glenoidea de la escápula en la articulación del hombro. La parte terminal distal del húmero se articula con el radio y el cubito en la articulación del codo. La parte distal del radio y el cubito se articulan con la línea proximal de los huesos carpianos en la muesca. Son numerosas las articulaciones de varios tipos que se encuentran dentro de la mano.

108

6.33

Sistema esquelético

Capítulo 6

Describir la estructura del húmero. El húmero se localiza dentro del brazo y tiene un cierto número de características diagnósticas (fig. 6-23). El cuello anatómico es un surco indentado que rodea el margen de la cabeza del húmero. El tubérculo mayor se encuentra lateral a la cabeza del húmero. El tubérculo menor está ligeramente anterior al tubérculo mayor y se encuentra separado de éste por el surco intertubercular, por la que pasan los tendones del bíceps del brazo. El cuerpo del húmero es una porción larga y cilindrica. A lo largo de la región mediolateral, se encuentra un borde prominente llamado tuberosidad deltoidea. El capitullum en la parte distal terminal del húmero es un cóndilo redondo lateral que recibe al radio. La tróclea es la superficie medial similar a una polea que se articula con el cubito. En ambos lados y por arriba de los cóndilos, se encuentran los epicóndilos medio y lateral. La fosa coronoidea es una depresión por arriba de la tróclea y sobre la cara anterior, y la fosa del olécranon es una depresión sobre la cara posterior distal.

Tubérculo menor Tubérculo mayor

Tubérculo mayor

- Cabeza -Cuello quirúrgico

Hendidura intertubercular

Agujero para nutrición Cuerpo del húmero

Tuberosidad deltoides

Fosa del olécranon Fosa coronoides Epicóndilo lateral Epicóndilo medial

Epicóndilo lateral

Eminencia articular pequeña (capitulum)

Tróclea —

Eminencia articular pequeña {capitulum)

(a)

(b)

Fig. 6-23. El húmero, (a) Vista anterior y (b) vista posterior.

El cuello quirúrgico es una región del húmero, justo por debajo del cuello anatómico, en donde el cuerpo del húmero comienza a estrecharse. El cuello quirúrgico se llama de esta ma¬ nera debido a la frecuencia de fracturas inducidas por un traumatismo que ocurren en este sitio. 6.34

¿Qué tienen en común el radio y el cubito? ¿En qué se diferencian? El radio lateral y el cubito medial se articulan de manera proximal con el húmero y de forma distal con los huesos carpianos. Como se muestra en la figura 6-24, ambos tienen cuerpos largos y procesos estiloides que soportan a la muesca. El radio es más corto y más grueso que el cubito y tiene una cabeza redonda proximal para su articulación con eminencia articular pequeña (capitulum) del húmero. La tuberosidad radial sobre el lado medial del radio, sirve para unir al tendón del músculo bíceps del brazo. El cubito es más largo que el radio. Tiene una depresión distintiva llamada muesca troclear que se articula con la tróclea del húmero. Los procesos coronoideos forman el labio anterior de la muesca troclear, y el olécranon forma la porción posterior o codo. De manera lateral e inferior a los procesos coronoideos, está la muesca radial, en la que se acomoda la cabeza del radio.

Sistema esquelético

Capítulo 6

109

-Olécranon Muesca troclear

Muesca radial del cubito Cabeza del radio

Proceso coronoides

Muesca semilunar Proceso coronoides Cabeza del radio

Tuberosidad del cúbito

Tuberosidad radial

Cuello

Tuberosidad radial Cuerpo del cubito Cuerpo del radio

Cuerpo del radio Cabeza del cúbito Proceso estiloides del cúbito

Proceso estiloides del radio

Proceso estiloides del radio

Muesca cubital del radio

(a)

(b)

Fig. 6-24. El radio y el cubito. (a) Vista anterior y (b) vista posterior.

6.35

Describir los elementos esqueléticos de la mano. Los 27 huesos de la mano se agrupan en 8 huesos carpianos, 5 huesos metacarpianos, y 14 falanges (fig. 6-25). Las articulaciones (uniones) entre los huesos carpianos, de forma cúbica, permiten el movimiento en un área confinada; en tanto que los huesos elongados metacarpianos y las falanges actúan como palancas en su articulación de libre movimiento.

Falange distal Falange media Falange distal

Falanges

Falange proxlmal

Falange media

Falange proximal

Cuello

Primer hueso metacarpiano

Huesos metacarpianos

Huesos_ del carpo

Ganchoso Piramidal Pisiforme Semilunar

(a)

Trapezoide Trapecio Hueso grande del carpo Escafoides

Hueso grande del carpo Ganchoso Piramidal Pisiforme

Trapezoide Trapecio Escafoides-

Semilunar

(b)

Fig. 6-25. Los huesos de la mano, (a) Vista anterior y (b) vista posterior.

110

Capítulo 6

Sistema esquelético

Los huesos carpianos están arreglados en dos hileras transversas de cuatro huesos cada una. La hilera proximal, llamada de lateral (pulgar) a medial, se compone de huesos escafoides, semilunar, piramidal y pisiforme. La hilera distal, de lateral a medial, consiste en huesos trapecio, trapezoide, grande y fusiforme. Cada uno de los huesos metacarpianos consta de una base, un cuerpo y una cabeza distal rodeada por la articulación con la base de la falange proximal. Los metacarpos se numeran del I al V; el lado lateral, o pulgar, inicia con el I. Las 14 falanges son los elementos esqueléticos de los dedos. Un solo hueso del dedo se llama falange. Las falanges están arregladas en una hilera proximal, una hilera medial, y una distal. Sin embargo, sólo el pulgar tiene una falange distal y una proximal.

Objetivo L

Describir la estructura y las funciones de la cavidad pélvica.

La cavidad pélvica, o pelvis, está formada por dos huesos coxales unidos antes por la sínfisis púbica (fig. 6-26). Está unida después al sacro de la columna vertebral en la articulación sacroiliaca. La cavidad pélvica y sus ligamentos relacionados soportan el peso del cuerpo desde la columna vertebral. La cavidad pélvica también apoya y protege las visceras bajas, incluyendo la vejiga urinaria, los órganos reproductores y, en una mujer embarazada, el desarrollo del feto.

Articulación iliosacra Fosa iliaca

Sacro

Acetábulo Sínfisis púbica Agujero obturador Tuberosidad del isquion Arco púbico

Fig. 6-26. La cintura pélvica.

6.36

¿Cuáles son los tres huesos que forman el hueso coccígeo? Cada hueso coxal (hueso de la cadera) consta de un ilio, un isquion y uno púbico. En personas adultas, estos huesos están fusionados con firmeza. En la cara lateral del hueso coccígeo, donde están los tres huesos osificados, se encuentra una gran depresión, el acetábulo (fig. 6-27a), la cual recibe la cabeza del fémur. El agujero obturador es la gran abertura en el lado del hueso coxal. En una persona viva, el agujero obturador está cubierto por la membrana del obturador, a la cual se unen varios músculos.

6.37

Describir los tres huesos del hueso coxal. El ilio es el más largo y el más exterior de los tres huesos del hueso coxal. Se caracteriza por la prominente cresta iliaca que termina antes como la espina iliaca superoanterior (fig. 6-27). Justo por debajo de esta espina, se encuentra la espina iliaca inferoanterior. En la terminación posterior de la cresta iliaca, se encuentra la espina iliaca superoposterior y por debajo de ésta se halla la muesca ciática mayor. En la cara medial del ilio, está la cara auricular rugosa que se articula con el sacro. La fosa iliaca es la cara cóncava lisa sobre la porción del ilio.

Capítulo 6

111

Sistema esquelético

El isquion es el componente posteroinferior del hueso coxal. La espina del isquion es una prominente proyección posterior del hueso. Hacia abajo de la espina del isquion se encuentra la muesca ciática menor. El pubis es el componente anterior del hueso coxal. Este se forma de ramas superior e inferior y el cuerpo del pubis. El cuerpo del pubis se articula con el otro en la sínfisis púbica de la cavidad pélvica.

Cresta iliaca Ilion Espina iliaca posterosuperior

Espina iliaca anterosuperior'

Espina iliaca anteroinferior

Espina iliaca posterosuperior Superficie auricular

Rama superior del pubis

Espina del isquion

Espina iliaca posteroinferior Muesca ciática mayor Espina del isquion Acetábulo

Tuberosidad iliaca

Pubis Agujero obturador __ Rama inferior del pubis Rama del isquion -

Isquion Tuberosidad isquiática

Isquion Tuberosidad isquiática

(b)

(a)

Fig. 6-27. El hueso coxal derecho, (a) Vista lateral y (b) vista medial. La estructura de la cavidad pélvica y la forma en la que se une al sacro son adaptaciones para la locomoción bípeda (en dos pies), que es característica en los seres humanos. Sin embargo, una postura erguida puede causar problemas. La articulación sacroiliaca puede debilitarse con la edad, ocasionando dolor en la parte baja de la espalda. El peso de las visceras puede debili¬ tar las paredes abdominales y contribuir a la aparición de una hernia. Algunos de los problemas de la niñez se relacionan con la estructura de la pelvis de la madre. Por último, las articulaciones de la cadera tienden a deteriorarse con la edad. Muchas de las personas ancianas sufren de fractura de cadera y puede ser necesario un reemplazo de cadera. 6.38 Verdadero o falso: existen seis diferencias en la pelvis de las personas adultas. Verdadero. Las diferencias estructurales entre la pelvis de un hombre adulto y la de una mujer adulta (cuadro 6-4) manifiestan el papel del embarazo y del parto.

Cuadro 6-4. Comparación entre las cinturas pélvicas de varones y mujeres Característica

Pelvis masculina

Pelvis femenina

Apariencia general

De mayor masa; procesos prominentes

Más delicada; procesos no tan prominentes

Espinas iliacas superoanteriores

Muy cercanas

Apartadas

Entrada pélvica

En forma de corazón

Redondas u ovales

Salida pélvica

Estrecha

Amplia

Agujero obturador

Oval

Triangular

Sínfisis púbica

Profunda, larga

Poco profunda, más corta

Arco púbico

Agudo (menos de 90 grados)

Obtusa (mayor de 90 grados)

Capítulo 6

Sistema esquelético

112

Objetivo M Listar los huesos de la extremidad inferior y describir las características diagnósticas de los huesos del muslo y de la pierna. El fémur es el único hueso del muslo. La cabeza del fémur se articula de manera proximal con el acetábulo del hueso coxal, y los cóndilos lateral y medial se articulan de forma distal con la parte proximal de la cara articular de la tibia en la pierna. La rótula es el hueso sesamoideo (formado en un tendón) de la región anterior de la rodilla. La tibia y el peroné son los huesos de la pierna. La parte distal de la tibia se articula con el astrágalo y el tobillo. En el pie se presentan numerosas articulaciones de diversos tipos. 6.39

Describir la estructura del fémur. El fémur se localiza dentro del muslo (hueso del muslo); es el hueso más largo y pesado del cuerpo (fig. 6-28). La fóvea de la cabeza femoral es una depresión hueca en el centro de la cabeza del fémur. El cuello del fémur soporta a la cabeza del fémur y es el sitio común para las fracturas en las personas ancianas. Proximolateral al eje del fémur se encuentra el gran trocánter y en la cara medial está el trocánter menor. La cresta intertrocantérica es un borde óseo sobre la parte medial del fémur y entre los trocánteres mayor y menor. La línea áspera es un borde sobre la cara posterior del cuerpo del fémur. Distalmente, los cóndilos medio y lateral son las superficies articulares para la tibia. La depresión entre los cóndilos en la cara posterior se llama fosa intercondilar, y la depresión entre los cóndilos sobre la cara anterior se conoce como fosa rotuliana. En ambos lados y por arriba de los cóndilos se encuentran los epicóndilos lateral y medial.

Cabeza del fémur Fóvea de la cabeza del fémur Cuello del fémur

Trocánter mayor

Trocánter menor- Línea áspera Tallo del fémur Fosa intercondilar Epicóndilo medial Superficie rotuliana Epicóndilo lateral

Cóndilo medial

(a)

(b)

Fig. 6-28. El fémur derecho, (a) Vista anterior y (b) vista posterior.

6.40

Verdadero o falso: la única función de la rótula es dar protección a la articulación de la rodilla. Falso. Las funciones de la rótula (fig. 6-29) son proteger la rodilla, dar fortaleza al tendón del músculo cuadríceps femoral. También aumenta la fuerza de la palanca del músculo cuadríceps femoral conforme se contrae o se extiende la pierna.

6.41

¿Qué tienen en común la tibia y el peroné? ¿En qué se diferencian? La tibia medial (espinilla) y el peroné lateral son los dos huesos de la pierna. Como se muestra en la figura 6-29, cada uno tiene un tallo (cuerpo) largo y un maleólo para soporte y protección del tobillo. La tibia tiene mucho más masa que el peroné. Posee una superficie ligeramente cóncava llamada los cóndilos lateral y medio; sobre la parte terminal se articulan con los cóndilos del fémur. Un borde anterior agudo se extiende a lo largo del eje anterior de la tibia. La tuberosidad tibial, para la unión del ligamento rotuliano se ubica en la porción proximal del borde anterior. El maleolo medio es una protuberancia media ósea sobre la porción terminal de la tibia.

Capítulo 6

113

Sistema esquelético

El peroné es un hueso delgado y delicado, es más importante para la unión muscular que para soportar el peso. Proximalmente, la faceta articular del peroné se articula con el epicóndilo lateral de la tibia (fig. 6-29). El maleolo lateral es una protuberancia ósea lateral que se localiza en la parte distal del peroné.

Base de la rótula Vértice de la rótula Eminencia intercondilar Cabeza del peroné-

Tuberosidad tibial

cóndilo medialEpicóndilo medial

Superficies articulares Eminencia intercondilar Cóndilo lateral Epicóndilo lateral Cabeza del peroné

Faceta articular del peroné Cresta anterior

Tallo de la tibia

Tallo del peroné

Maleólo lateral

Maleólo medial

Maleólo medial Maleólo lateral

Fig. 6-29. Rótula, tibia y peroné derechos, (a) Vista anterior y (b) vista posterior.

6.42

Describir los elementos esqueléticos del pie. Los 26 huesos del pie comprenden 7 huesos tarsianos, 5 huesos metatarsianos, y 14 falanges (fig. 6-30). Las articulaciones (uniones) entre los huesos tarsianos de forma cúbica permiten el movimiento en un área confinada, en donde los huesos metacarpianos y las falanges actúan como palancas para permitir libertad de movimiento a las articulaciones. El astrágalo en el hueso tarsiano que se articula con la tibia y el peroné para formar la articulación del tobillo. El calcáneo es el hueso más grande de los tarsos, y proporciona soporte esquelético al talón del pie. Anterior al astrágalo, se encuentra el hueso navicular con forma de bloque. Los restantes cuatro huesos tarsianos desde una vista medial a lateral son los huesos medial, intermedio y lateral cuneiforme, y el hueso cuboide. Cada uno de los cinco metatarsos se compone de una base proximal, un tallo (cuerpo) y una cabeza distal redondeada para articularse con la base de una falange proximal. Los huesos metatarsianos se numeran del I al V, el medial o el dedo mayor es el I. Las 14 falanges son los elementos esqueléticos de los dedos. Un solo hueso del dedo se llama falange. Las falanges están arregladas en una línea proximal y en una distal. Sin embargo, el dedo mayor (dedo gordo del pie) sólo tiene una falange proximal y una falange distal.

Objetivo N Describir las clases de articulaciones o uniones en el cuerpo y el margen de movimiento permitido en cada una de ellas. Las articulaciones se pueden clasificar de acuerdo a su estructura y función. En la clasificación estructural, una articulación es fibrosa, cartilaginosa o sinovia!. En la clasificación funcional, se distinguen en sinartrosis (articulaciones inmóviles), anfiartrosis (articulaciones con ligero movimiento) y diartrosis (articulación con movimiento libre). En la siguiente información sólo se aplica la clasificación estructural de las articulaciones.

Capítulo 6

Sistema esquelético

114

Falange distal -

- Cabeza - Cuerpo - Base

- Falange distal - Falange media

Falanges

Falange proximal Huesos metatarsianos

Primer hueso metatarsiano Quinto hueso metatarsiano Primer cuneiforme Segundo cuneiformeTercer cuneiforme-

Hueso navicular

Cubolde-

Navicular-

Huesos del tarso Calcáneo

Astrágalo

Tuberosidad del calcáneo

(a)

(b)

Fig. 6-30. Los huesos del pie derecho, (a) Vista superior y (b) vista inferior.

6.43

Clasificar las articulaciones por su categoría estructural, describir los movimientos de cada tipo de articulación y proporcionar un ejemplo de cada tipo (cuadro 6-5).

6.44

Describir la estructura de una articulación sinovial. Las articulaciones sinoviales están encerradas en una cápsula de la articulación fibroelástica, la cual está recubierta por una membrana sinovial (fig. 6-31). La membrana sinovial secreta líquido sinovial, el cual llena la cápsula de la articulación y lubrica el cartflago articular en la terminación de los huesos articulantes. Algunas articulaciones sinoviales, como la articulación de la rodilla, tienen unos cojinetes cartilaginosos llamados meniscos, que amortiguan y guían a los cartílagos articulares. El líquido sinovial también está contenido dentro de pequeños sacos membranosos llamados bolsas (en singular: bolsa) que recubren a los músculos y facilitan el movimiento de los tendones alrededor de las articulaciones sinoviales. La inflamación del recubrimiento de una bolsa se conoce como bursitis.

Fémur

Membrana sinovial Tendón cuadríceps Rótula

Cartílago articular Menisco

Bolsa prerrotuliana Menisco Bolsa infrarrotuliana

Cavidad de la articulación

Tendón rotuliano

Tibia

Fig. 6-31. Una articulación sinovial representada por una vista sagital de la articulación de la rodilla.

Capítulo 6

115

Sistema esquelético

Cuadro 6-5. Articulaciones del cuerpo Clasificación

Estructura

Movimientos

Ejemplos

Articulaciones fibrosas

Articulación de huesos unidos por tejido conectivo

Suturas

Con frecuencia bordes aserrados de huesos de articulación separados por una capa delgada de tejido fibroso

Ninguno

Suturas del cráneo

Sindesmosis

Articulación de huesos unidos por ligamentos interóseos

Ligeramente móvil

Articulación entre tibia-peroné y cúbito-radio

Gomfosis

Unión de los dientes dentro del alveolo del hueso

Ninguno

Dientes enclavados dentro de los alveolos (aberturas)

Articulaciones cartilaginosas

Articulación de huesos unidos por fibrocartílago o por cartílago hialino

Sínfisis

Articulación de huesos separados por cojinetes de fibrocartílago

Ligeramente móvil

Articulación intervertebral; sínfisis púbica y articulación sacroiliaca

Sincondrosis

Cartílago hialino mitóticamente activo entre los huesos

Ninguno

Placas epifisarias con los huesos largos

Articulaciones sinoviales

Cápsula de la articulación que contiene membrana y líquido sinoviales

Libre movimiento

Deslizantes

Superficie de articulación aplanada o ligeramente curvada

Deslizamiento

Articulaciones intercarpianas e intertarsales

Bisagra

Superficie cóncava de un hueso articulado con la convección de otra superficie

Movimiento de vaivén en un plano

Articulación de la rodilla; articulación del codo; articulaciones de las falanges

Pivote

Superficie cónica de un hueso articulado en la depresión de otro

Rotación alrededor de un eje central

Articulación atlantoaxil; articulación cubito-radial

Condiloide

Cóndilo oval de un hueso articulado con la cavidad elíptica de otro

Movimiento biaxil

Articulación radio-carpiana

Silla de montar

Superficie cóncava y convexa sobre el hueso articulado

Amplio margen de movimiento

Articulación carpo-metatarsiana del pulgar

De rótula

Superficie convexa redonda de un hueso articulado con la salida del otro en forma de copa

Movimiento en todos los planos, incluyendo la rotación

Articulaciones del hombro y de la cadera

Capítulo 6

116

Sistema esquelético

6.45

¿Cuáles son los términos técnicos de los tipos de movimiento permitido en las articulaciones sinoviales? La flexión es un movimiento que disminuye el ángulo entre dos huesos; la extensión aumenta el ángulo (fig. 6-32). La abducción es un movimiento alejado de la línea media del cuerpo o de alguna parte de éste; la aducción es el movimiento hacia la línea media del cuerpo o alguna parte de éste. La rotación es el movimiento de un hueso alrededor de su propio eje, sin un desplazamiento lateral (la pronación es la rotación del brazo que resulta en que la palma de la mano se dirija dilectamente hacia arriba; el movimiento opuesto se conoce como supinación). La circunducción es un movimiento circular de tipo cónico de algún segmento del cuerpo.

Abducción

Circunducción

. Rotación

Abducción

Flexión

Flexión

Abducción

Fig. 6-32. Movimientos de las articulaciones sinoviales.

Términos clínicos clave Artritis. Es un padecimiento inflamatorio de una articulación; por lo general está relacionado con la membra¬ na sinovial y el cartílago articular. En ciertos tipos de artritis, se pueden formar depósitos de minerales. Bursitis. Inflamación de una bolsa. Cifosis (espalda curvada). Una convexidad anormal posterior de la columna vertebral baja. Desviación de disco. Herniación del núcleo pulposo de un disco intervertebral. Escoliosis. Excesiva desviación lateral de la columna vertebral. Esguince. Estiramiento o torcedura de los ligamentos o tendones o ambos de una articulación. Espina bífída. Desarrollo de una grieta en la cual las láminas de las vértebras fallan al fusionarse. La médula espinal puede protruirse a través de la abertura. Fractura. Rotura de un hueso. Lordosis. Excesiva curvatura anteroposterior de la columna vertebral, por lo general en la región lumbar, lo que resulta en una "espalda hueca" o "espalda de silla de montar".

Capítulo 6

Sistema esquelético

117

Luxación. Desplazamiento de un hueso lejos de su articulación natural con otro hueso. Osteoartritis. Una degeneración localizada del cartílago articular (no es realmente una artritis, puesto que la inflamación no es un síntoma primario).

Ejercicios de repaso Opción múltiple 1. ¿Cuál de las siguientes no es una función del sistema esquelético? (a) producción de células sanguíneas, (b) almacenamiento de minerales, (c) almacenamiento de carbohidratos, (d) protección de los órganos vitales. 2. La mitosis que resulta en alargamiento del hueso ocurre en (a) el cartílago articular, (b) el periostio, (c) la placa epifisaria, (d) el diploe. 3. ¿Qué combinación de célula ósea-hormona puede resultar en osteoporosis? (a) cortisol suprarrenalosteoclasto, (b) estrógeno-osteoblasto, (c) hormona tiroides-osteoclasto, (d) tirocalcitonina-osteoblasto. 4. El líquido sinovial que lubrica una articulación sinovial es producido por (a) un menisco, (b) la membrana sinovial, (c) una bolsa, (d) el cartílago articular, (e) la membrana mucosa. 5. Una superficie de articulación plana o hueca de un hueso se llama (a) tubérculo, (b) fosa, (c) fóvea, (d) faceta. 6. ¿Qué tipo de cartílago es el precursor del hueso endocondral? (a) costal, (b) hialino, (c) fibroelástico, (d) articular. 7. ¿Qué sutura se extiende desde la fontanela anterior hasta la fontanela anterolateral? (a) coronal, (b) lambdoidea, (c) escamosa, (d) longitudinal. 8. Un hueso facial que no tiene par es (a) el maxilar, (b) el hueso lagrimal, (c) el vómer, (d) el hueso nasal, (e) el hueso palatino. 9. La hematopoyesis podría localizarse en (a) el hueso hioides, (b) una vértebra, (c) el maxilar, (d) la escápula. 10. ¿Cuál de los siguientes huesos no es parte del esqueleto axil? (a) hueso hioides, (b) sacro, (c) hueso esfenoides, (d) clavícula, (e) manubrio. 11. El agujero óptico se localiza dentro de (a) el hueso etmoides, (b) el hueso occipital, (c) el hueso palatino, (d) el hueso esfenoides. 12. Un ejemplo de articulación entretejida es (a) la articulación intercarpiana, (b) la articulación radiocarpiana, (c) la articulación intervertebral, (d) la articulación falángica. 13. ¿La fosa mandibular es una característica de qué parte del hueso temporal? (a) parte escamosa, (b) parte pétrea, (c) parte timpánica, (d) parte articular. 14. ¿Las conchas superior y medial son estructuras de qué hueso? (a) palatino, (b) nasal, (c) etmoides, (d) maxilar.

118

Sistema esquelético

Capítulo 6

15. ¿Cuál de los siguientes huesos no contiene un seno paranasal? (a) frontal, (b) etmoides, (c) vómer, (d) esfenoides, (e) maxilar. 16. Los dientes están apoyados en (a) el maxilar y la mandíbula, (b) los huesos de la mandíbula y palatino, (c) los huesos maxilar y palatino, (d) el hueso maxilar, la mandíbula y el hueso palatino. 17. Los procesos mastoideos son una prominencia estructural de (a) el hueso esfenoides, (b) el hueso parietal, (c) el hueso occipital, (d) el hueso temporal, (e) el hueso etmoides. 18. La articulación caracterizada por una placa epifisaria se llama (a) articulación sinovial, (b) sutura, (c) sínfisis, (d) sincondrosis. 19. ¿Cuál de los siguientes huesos se caracteriza por la presencia de una diáfisis y una epífisis, un cartílago articular y una cavidad medular? (a) escápula, (b) sacro, (c) tibia, (d) rótula. 20. La remodelación del hueso es una función de (a) osteoclastos y osteoblastos, (b) osteoblastos y osteocitos, (c) condrocitos y osteocitos, (d) condroblastos y osteoblastos. 21. ¿De qué hueso es una porción especializada la placa cribiforme? (a) esfenoides, (b) maxilar, (c) temporal, (d) vómer, (e) etmoides. 22. ¿Cuál de los siguientes no es parte del hueso sacrococcígeo? (a) acetábulo, (b) isquion, (c) pubis, (d) eminencia articular pequeña (capitulum), (e) agujero obturador. 23. Una fractura del proceso coracoides podría involucrar (a) clavícula, (b) escápula, (c) cubito, (d) radio, (e) tibia. 24. La falsa pelvis está (a) por debajo de la pelvis verdadera, (b) sólo en los varones, (c) más restringida en los varones que en las mujeres, (d) no es en realidad parte del sistema esquelético. 25. Una fractura del maleolo lateral podría involucrar (a) el peroné, (b) la tibia, (c) el cubito, (d) una costilla, (e) el fémur. 26. ¿Cuál de los siguientes huesos se articula distalmente con el astrágalo en el pie? (a) el hueso navicular, (b) el hueso metatarsiano, (c) el calcáneo, (d) el primer hueso cuneiforme, (e) el hueso cuboide. 27. En un esqueleto colocado en posición anatómica, ¿cuál de las siguientes estructuras está en situación anterior? (a) proceso espinoso de la escápula, (b) fosa subescapular, (c) fosa infraespinosa, (d) línea áspera del fémur, (e) proceso espinoso de una vértebra torácica. 28. La sutura sagital está colocada entre (a) los huesos esfenoides y temporal, (b) los huesos temporal y parietal, (c) los huesos parietal y occipital, (d) los huesos occipital y frontal, (e) los huesos parietales izquierdo y derecho. 29. ¿Cuáles de los siguientes huesos carece de proceso estiloides? (a) esfenoides, (b) temporal, (c) cubito, (d) radio. 30. La penetración quirúrgica a través de la raíz de la boca para remover un tumor de la hipófisis podría involucrar (a) el proceso mastoides, (b) el proceso pterigoideo, (c) el proceso estiloides, (d) la silla turca.

Capítulo 6

Sistema esquelético

119

Verdadero o falso 1. La tibia y el peroné se articulan con el fémur en la articulación de la rodilla. 2. Las terminaciones distal y proximal de un hueso largo se refieren como diáfisis. 3. Los meniscos sólo se presentan en ciertas articulaciones sinoviales. 4. La supinación y la pronación son clases específicas de movimientos circunduccionales. 5. La médula ósea amarilla en ciertos huesos largos de una persona adulta produce eritrocitos, leucocitos y plaquetas. 6. La matriz ósea se compone principalmente de calcio y magnesio, los cuales podrían eliminarse en pequeñas cantidades de acuerdo a las necesidades en algún sitio del organismo. 7. La hormona tiroides podría promover tanto la osteogénesis como la osteólisis. 8. Una estría en un hueso que aloja vasos sanguíneos, nervios o tendones se conoce como un surco. 9. Las vértebras cervicales se caracterizan por la presencia de facetas articulares. 10. Los dos huesos sacrococcígeos se articulan anteriormente uno con el otro en la sínfisis púbica y posteriormente con el sacro. 11. El maleolo lateral de la tibia estabiliza la articulación del tobillo. 12. Muchos de los huesos del esqueleto se forman por osificación intramembranosa. 13. Existe un total de 56 falanges en el esqueleto apendicular. 14. El cartílago articular y las membranas sinoviales sólo se encuentran en las articulaciones sinoviales. 15. Todas las articulaciones en el organismo permiten algún grado de movimiento. 16. Flexión significa "contracción del músculo esquelético". 17. Los osteoblastos destruyen al tejido óseo en el proceso de desmineralización. 18. Una persona tiene seis pares de costillas verdaderas y cinco pares de costillas falsas, de los cuales los últimos dos pares de costillas se designan como costillas flotantes. 19. Una fractura por estrés a lo largo de la línea intertrocantérica involucra al fémur. 20. La cirugía de meniscos se podría llevar a cabo sólo en alguna de las articulaciones de las rodillas. Completar 1. La médula ósea roja produce células sanguíneas en un proceso llamado 2. El esqueleto esqueleto

se compone de cráneo, columna vertebral y caja torácica; el consiste en los apéndices y los cinturones.

Sistema esquelético

120

3. Los huesos

Capítulo 6

, como la rótula, están formados por tendones.

4. Los huesos

, como el primer cartílago hialino formado y los huesos se forman directamente como hueso.

5. La es una "parte suave" en la parte alta de la cabeza del recién nacido que facilita el nacimiento y permite que crezca el cerebro. 6. La separación de la diáfisis y la epífisis de un hueso largo de un niño es la , la cual permite el crecimiento lineal del hueso. 7. El agujero es una abertura en la mandíbula, sobre la parte lateral y por debajo del segundo diente premolar. 8. El y la placa perpendicular del hueso la red ósea del tabique nasal.

se compone de

9. En una persona adulta, el ilion, isquion y el pubis forman el hueso hueso de la cadera. 10. Los pies contienen falanges.

tarsos,

huesos metatarsianos y

Relacionar Relacionar las estructuras indicadas en la figura de la derecha. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Respuestas y explicaciones a los ejercicios de repaso Opción múltiple 1. (c) Los carbohidratos no se almacenan dentro del hueso. 2. (c) El crecimiento lineal del hueso ocurre en las placas epifisarias a través de la actividad mitótica. Una vez que se ha alcanzado la altura del adulto, se detiene la división celular en estos sitios y se osifica la placa. 3. (a) Tanto el cortisol suprarrenal como los osteoclastos colapsan al tejido óseo.

o

Capítulo 6

Sistema

esquelético

121

4. (b) La membrana sinovial que recubre el interior de la cápsula de la articulación produce el líquido sinovial lubricante. 5. (d) Un ejemplo de una faceta es la depresión hueca en la pared de una vértebra torácica, en donde se articula la cabeza de una costilla. 6. (b) Muchos de los huesos son endocondrales, lo que significa que inician como un modelo de cartílago hialino, antes de que se osifiquen. 7. (a) Como un plano coronal (plano frontal) a través del cuerpo, el cual divide el frente de la espalda, la sutura coronal parece dividir el cráneo de la frente a la espalda. 8. (c) Los únicos dos pares de huesos impares son el vómer y la mandíbula. 9. (b) Los principales sitios de hematopoyesis son esternón, vértebras, hueso coxal, fémur y húmero. 10. (d) Las clavículas son parte del cinturón pectoral; son un componente del esqueleto apendicular. 11. (d) Contenido dentro del hueso esfenoides, el agujero óptico es la vía de paso para los nervios ópticos del ojo. 12. (a) Cada una de las articulaciones del carpo (articulaciones intercarpianas) es del tipo que se deslizan. 13. (a) La parte escamosa del hueso temporal incluye los procesos cigomáticos y la fosa mandibular para la articulación con la mandíbula en la articulación temporomandibular. 14. (c) La cavidad nasal contiene tres pares de conchas. Las conchas superior y medial son parte del etmoides, y la concha inferior es un hueso aparte. 15. (c) El vómer es un hueso plano que no contiene un seno. 16. (a) En las personas adultas que tienen todos los dientes, 16 están apoyados en el maxilar y 16 en la mandíbula. 17. (d) Como una protrusión del hueso temporal, se puede palpar el proceso mastoides como una protuberancia ósea directamente detrás de la oreja. 18. (d) Muchas de las articulaciones sincondróticas se osifican después del crecimiento lineal del hueso. 19. (c) Cada uno de los huesos largos dentro de los apéndices del cuerpo tienen diáfisis, epífisis, cartílago articular y cavidad medular. 20. (a) Los osteoclastos rompen el tejido óseo y los osteoblastos construyen el tejido óseo. 21. (e) Con sus numerosas perforaciones, la placa cribiforme del hueso etmoides, permite el paso de los nervios olfatorios desde el epitelio olfatorio de la cavidad nasal. 22. (d) La eminencia articular pequeña (capitulum) es una estructura en el húmero. 23. (b) Los procesos coracoides son una extensión de la escápula, a la cual se unen varios músculos. 24. (c) La pelvis falsa o mayor es la distancia entre las dos espinas iliacas superior y anterior. 25. (a) El maleolo lateral es la protuberancia del hueso en la cara lateral del tobillo. El maleolo lateral se encuentra sobre la parte terminal del peroné, y el maleolo medial se encuentra sobre la parte distal de la tibia. 26. (a) El hueso navicular está entre el astrágalo y los tres huesos cuneiformes. 27. (b) La fosa subescapular es la superficie anterior ligeramente indentada de la escápula. 28. (e) La sutura sagital se extiende desde el hueso frontal hasta el hueso occipital, entre los dos huesos parietales. 29. (a) Existen seis procesos estiloides en el organismo: uno en cada par de cúbitos, radios y huesos temporales. 30. (d) La glándula hipófisis está apoyada anteriormente por la silla turca del hueso esfenoides. Verdadero o falso 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.

Falso: sólo la tibia Falso: epífisis Verdadero Falso: rotacional Falso: médula ósea roja Falso: calcio y fósforo Verdadero Verdadero Falso: agujeros transversos Verdadero Falso: peroné Falso: endocondral Verdadero Verdadero Falso: algunas articulaciones inmóviles Falso: "disminución del ángulo en una articulación de bisagra" Falso: osteoclastos Verdadero Verdadero Falso: por lo general, pero no siempre

Sistema esquelético

122

Completar 1. 2. 3. 4. 5.

hemopoyesis axil, apendicular sesamoideos endocondrales, membranosos fontanela anterior

6. 7. 8. 9. 10.

Placa epifiseal mentoniano vómer, etmoides sacrococcígeo 7, 5, 14

6. 7. 8. 9. 10.

Mandíbula (cuerpo) Sutura coronal Hueso lagrimal Hueso cigomático Maxilar

Relacionar 1. 2. 3. 4. 5.

Sutura lambdoidea Sutura escamosa Proceso cigomático Proceso condiloideo Proceso mastoides

Capítulo 6

Tejido muscular y forma de contracción Objetivo A

7

Repasar la clasificación del tejido muscular. Como se mencionó en el problema 4.21 del capítulo 4, existen tres tipos de tejido muscular: liso, cardiaco y esquelético. Cada uno tiene una estructura y función diferentes, y están ubicados en un lugar distinto dentro del organismo (cuadro 4-7 y fig. 4-5). Por el aspecto de las células musculares, que asemejan tiras delgadas, se llaman fibras musculares.

7.1

¿Qué tipo de músculo constituye la mayor parte del peso total del cuerpo? El músculo esquelético por sí mismo forma un sistema corporal, y constituye cerca de 40% de peso corporal de la persona. Los tejidos musculares liso y cardiaco conforman 30% del peso corporal total.

Los tejidos musculares se forman prenatalmente, a partir del mesodermo no diferenciado, denominado mesénquima, que migra hacia todo el cuerpo. Una vez que está en posición y fusionado, las células mesenquimatosas se centran y se transforman en fibras musculares, y pierden su capacidad de mitosis. Lo anterior significa que una persona cuando nace tiene todas las fibras musculares. Conforme el organismo crece y se acondiciona, éstas aumentan de tamaño. Objetivo B

Describir las funciones de los músculos. Movimiento. La contracción de los músculos esqueléticos produce los movimientos corporales: caminar, escribir, respirar y hablar. Los movimientos relacionados con la digestión y el flujo de líquidos (del sistema linfático y aparatos urinario y reproductor) requieren de la contracción de los músculos lisos. Mientras que los vinculados con el sistema cardiovascular necesitan de la de los tres tipos de tejido muscular.

Producción de calor. Todas las células liberan calor como un producto final del metabolismo. Puesto que un número considerable de células en el cuerpo son musculares, los músculos son la principal fuente de calor. Postura y soporte del cuerpo. El sistema muscular confiere forma y soporte al organismo, y ayuda a mantener la postura en contra de la gravedad. 7.2

¿Cómo se aplican los conceptos de sinergismo y antagonismo a los músculos esqueléticos? Los músculos sinérgicos se contraen juntos y de manera coordinada al realizar un movimiento en particular. Por ejemplo, los músculos temporales y maseteros trabajan al mismo tiempo para elevar la mandíbula (cerrar la boca). Los músculos antagonistas llevan a cabo acciones contrarias a las de otro grupo de músculos y, por lo general, los músculos antagonistas se ubican en la parte opuesta de un miembro o porción del cuerpo. Por ejemplo, el músculo bíceps braquial flexiona el codo, y el tríceps braquial lo extiende.

Objetivo C

Identificar los componentes de una fibra muscular esquelética. Cada una de las fibras musculares esqueléticas es una célula estriada multinucleada, que contiene un gran número de miofibrillas, parecidas a una varilla, que se extienden en forma paralela a todo lo largo de la célula. Cada miofibrilla se compone de pequeñas unidades denominadas miofilamentos, los cuales se forman de proteínas contráctiles, actina y miosina. 123

124

7.3

Capítulo 7

Tejido muscular y forma de contracción

Describir las estructuras de las proteínas involucradas en la contracción muscular. Cada una de las miofibrillas de la fibra muscular esquelética se compone de varios cientos de filamentos de proteína llamados miofilamentos. Los miofilamentos delgados tienen un diámetro de cerca de 6 nm, y se componen sobre todo de actina. Los miofilamentos gruesos tienen un diámetro de aproximadamente 16 nm, y se componen principalmente de miosina. La miosina, parecida a un palo de golf, tiene una varilla larga, filamentos de meromiosina ligeros (LMM) y una cabeza redonda, los filamentos de meromiosina pesados (HMM). Cada cabeza de miosina contiene un sitio de unión para actina y uno para miosina ATPasa. Los filamentos, que se ubican en la porción similar a una varilla de la miosina, junto con sus cabezas redondas se proyectan para formar los filamentos gruesos que yacen entre los delgados (fig. 7-1). Tres diferentes proteínas (actina, tropomiosina y troponina) componen los miofilamentos delgados. Dos filamentos largos de moléculas esféricas de actina, con sitios de enlace para puentes transversales laterales de miosina se enrollan juntas como hileras de perlas. Esta hélice de actina forma el esqueleto de los miofilamentos delgados. Las proteínas largas y delgadas de tropomiosina, similares a hebras de hilo en espiral, rodean y cubren los sitios de unión de la hélice de actina. La molécula de troponina, un pequeño complejo de proteínas, sujeta las partes terminales de la molécula de tropomiosina a la hélice de actina (fig. 7-2). Los miofilamentos delgados y gruesos se sobreponen dentro de la miofibrilla, como cuando se barajean dos mitades de naipes, una capa de filamento delgado separa las dos mitades de naipes. Un miofilamento grueso junto con uno delgado, por arriba y por debajo, forman una miómera. La sarcómera (miómera) es la unidad estructural de la miofibrilla Moléculas de miosina

Proteína en espiral ae tropomiosina

Moléculas de actina

Cabeza de miosina

Sitio de unión del puente transversal

Filamento pesado de meromiosina Filamento ligero de meromiosina Sitio de unión para ATPasa

Molécula de troponina

Sitio de unión para actina

Fig. 7-1. Estructura de los miofilamentos delgados.

7.4

Fig. 7-2. Estructura de los miofilamentos gruesos.

¿Por qué las fibras musculares y cardiacas parecen estriadas? La organización espacial regular de las proteínas contráctiles dentro de las miofibrillas es la causante de las bandas de estrías cruzadas que se observan en las fibras esqueléticas y cardiacas. Las bandas oscuras se llaman bandas A (A = bandas anisotrópicas) y las claras, bandas I (I = bandas isotrópicas) (las fibras musculares lisas contienen las mismas proteínas contráctiles, pero en ausencia de un arreglo espacial regular, carecen de bandas cruzadas). Las bandas I se separan por las líneas Z, en donde los filamentos de actina se unen a las sarcómeras adyacentes (fig. 7-3). Líneas Z

Banda A

Filamento de actina

Banda I

Filamento de miosina

Fig. 7-3. Una sarcómera.

Capítulo 7

7.5

Tejido muscular y forma de contracción

125

Describir la estructura fina (micrografía electrónica) de una fibra del músculo esquelético. El sarcolema (membrana celular) de una fibra muscular contiene citoplasma (sarcoplasma). El citoplasma es penetrado por una red de canales membranosos llamada retículo sarcoplásmico (endoplásmico), el cual forma unas fundas alrededor de las miofibrillas. Los túbulos longitudinales del retículo sarcoplásmico desembocan en las cavidades expandidas denominadas cisternas terminales. Los iones calcio (Ca2+) se almacenan en las cisternas terminales, y tienen una función importante en la regulación de la contracción muscular. Los túbulos transversos (túbulos T) no forman parte del retículo sarcoplásmico. Más bien son prolongaciones internas del sarcolema que se extienden de manera perpendicular al retículo endoplásmico. Los túbulos T pasan entre los segmentos adyacentes de las cisternas terminales, y penetran con profundidad en el interior de la fibra muscular, con la finalidad de permitir que el potencial de acción de la célula llegue al centro de la fibra. Una tríada de músculos consiste en un túbulo T y una cisterna en ambos lados (fig. 7-4).

Sarcolema

Túbulos transversos Cisternas terminales

Retículo sarcoplásmico

Fig. 7-4. Configuración de una tríada muscular.

Objetivo D

Explicar la secuencia de eventos durante la contracción muscular.

En la teoría de la contracción del filamento deslizante, una fibra muscular esquelética junto con todas sus miofibrillas se acortan por el movimiento de inserción hacia el origen del músculo (problema 7.17). Esta reducción de las miofibrillas ocurre por el acortamiento de las sarcómeras, lo que se acompaña del deslizamiento de los miofilamentos. Las bandas A mantienen su misma longitud durante la contracción, pero se jalan hacia el origen del músculo. Las bandas A adyacentes se reúnen conforme las bandas I se acortan entre ellas. El mecanismo que produce el deslizamiento de los miofilamentos delgados sobre los gruesos (miosina) durante la contracción se muestra en la figura 7-5, y se resume a continuación.

126

Capítulo 7

Tejido muscular y forma de contracción

Calcio unido a la troponina

Ca ++ Espiral de proteína de tropomiosina Molécula de actlna Sitio de unión para el puente transversal Molécula de miosina Unión de ion calcio

Molécula de troponina

Fig. 7-5. Mecanismo de la contracción muscular.

1. La estimulación cruza la unión neuromuscular (problema 7.9), y se inicia un potencial de acción o despolarización sobre el sarcolema de la fibra muscular. Este potencial de acción se disemina a lo largo del sarcolema, y se transmite hacia la fibra muscular a través de los túbulos T. 2. El potencial del túbulo T causa que la cisterna terminal del retículo sarcoplásmico libere iones calcio en los alrededores cercanos de cada miofibrilla. 3. Los iones calcio se unen, y así modifican la estructura molecular de la troponina que está enlazada a moléculas de tropomiosina en los filamentos de actina. Los cambios en la conformación ocasio¬ nan que la tropomiosina se mueva hacia un lado, exponiendo los sitios de unión de la actina. 4. Los puentes transversales de miosina se enlazan con la actina. Como resultado de esta unión, la fibra de meromiosina pesada (energizada) sufre un cambio estructural, lo que ocasiona que la cabeza se haga hacia un lado. Esta acción atrae el filamento de actina hacia el de miosina, y se le llama golpe de poder. 5. Después del golpe de poder, el trifosfato de adenosina (ATP) se une con los filamentos de meromiosina pesados, causando la separación del puente transversal de los sitios de unión de actina. La enzima ATPasa, dentro de los filamentos de meromiosina pesados, desdobla el trifosfato de adenosina en difosfato de adenosina (ADP) + energía; esta última se usa para volver a energizar los filamentos de meromiosina pesados. Estos últimos, entonces se unen con otros sitios de la actina (si es que éstos están expuestos, debido a la presencia de iones calcio), y se produce otro golpe de poder. 6. Repetidos golpes de poder, de manera exitosa jalan los filamentos delgados, como al estirar una cuerda con las dos manos. Este mecanismo de deslizamiento con una retracción, involucra numerosos sitios de unión de actina y puentes transversales de miosina, constituyendo una sola contracción muscular.

Tejido muscular y forma de contracción

Capítulo 7

7.6

127

¿Cómo se realiza la relajación muscular? Justo como un potencial de acción mantiene una contracción muscular, el cese del mismo ocasiona que se relaje el músculo. Una vez que el potencial de acción termina, el retículo sarcoplásmico transporta activamente iones calcio desde el citoplasma hacia la cisterna terminal. Con la presencia de iones calcio, la molécula de troponina recobra su forma original, con lo que la tropomiosina se retira de los sitios de unión para la miosina de la molécula de actina. Con estos sitios cubiertos, los puentes transversales de miosina no pueden unir más moléculas de actina, y los filamentos de actina se deslizan de regreso a su posición no contraída.

Rigor mortis, "rigidez cadavérica", demuestra la importancia del trifosfato de adenosina en la liberación de la cabeza de miosina de los sitios de unión en la molécula de actina durante la contracción muscular. Después de la muerte, los iones calcio salen atravesando la membrana celular, e inician el proceso de contracción, mismo que permite que los puentes transversales de miosina se unan con los filamentos de actina. Sin almacenamientos recientes de trifosfato de adenosina, las cabezas de miosina se mantienen unidas a los filamentos de actina, ocasionando un estiramiento de los músculos y con ello la inmovilidad de las articulaciones. Este estado se mantiene durante varios días en tanto se degradan las proteínas involucradas. 7.7

¿Qué es lo que ocasiona dolor muscular después de un ejercicio vigoroso? Por años se ha creído que el dolor muscular se origina sólo de la acumulación de ácido láctico dentro de las fibras musculares durante el ejercicio. Si lo anterior es un factor, en recientes investigaciones también se ha demostrado que existe un daño en las proteínas contráctiles dentro del músculo. Cuando se usa un músculo para ejercer una fuerza excesiva, como para levantar un objeto pesado, o para correr una distancia mayor a la del acondicionamiento, algunos de los filamentos de actina y de miosina se separan. Esta lesión microscópica causa como respuesta inflamación y dolor. Si se desdoblan suficientes proteínas, el músculo completo se puede ver alterado.

Objetivo

E

Describir la unión neuromuscular. Una unión neuromuscular (mioneural) es el espacio entre un axón terminal de una neurona motora y la membrana celular de una fibra muscular (fig. 7-6). La placa terminal motora es la combinación de un axón terminal y la membrana celular, vista histológicamente. Axón

Vesículas sinápticas

Axón terminal Neurotransmisor químico

Espacio sináptico Receptores del. neurotransmisor

- Espacio subneural Sarcolema

Fig. 7-6. Unión neuromuscular.

7.8

El sarcolema es una formación invaginada que forma un canal sinóptico en el sitio de la unión neuromuscular. En el fondo del canal están numerosos dobleces llamados hendiduras subneurales. ¿Cuál es la función de estos dobleces? Las hendiduras subneurales del sarcolema (fig. 7-6) aumentan de manera significativa el área superficial, sobre la cual el neurotransmisor (acetilcolina) puede producir un potencial de acción.

Tejido muscular y forma de contracción

128

7.9

Capítulo 7

Enumerar la secuencia de sucesos durante la unión neuromuscular. (1) El potencial de acción viaja a lo largo de la neurona motora hacia el axón terminal, en donde causa una afluencia de iones calcio. (2) Estos ocasionan que las vesículas sinápticas (fig. 7-6) liberen acetilcolina, la cual se difunde a través del canal sináptico y se combina con los receptores específicos en el sarcolema. (3) Un potencial de acción se emite sobre el sarcolema.

La miastenia grave es un padecimiento autoinmunitario en el que una persona desarrolla anticuerpos que se unen y bloquean los receptores de acetilcolina en la unión neuromuscular. El número tanto de hendiduras subneurales como de receptores para acetilcolina también disminuye. Como resultado, la transmisión de las señales a través de la unión neuromuscular se encuentra reducida de manera significativa, ocasionando una debilidad muscular.

Objetivo F

Definir unidad motora, y describir cómo funciona.

Una unidad motora consiste en una sola neurona motora que inerva a una fibra muscular específica. Una unidad motora grande es aquella que sirve a muchas fibras musculares; mientras que una pequeña, a pocas. La contracción de un músculo esquelético requiere de varias unidades motoras. Cuando se lleva a cabo un movimiento fino muy coordinado se reúnen algunas unidades motoras; mientras que cuando se trata de un movimiento que requiere fuerza (levantamiento de un objeto pesado), muchas. La función cerebral superior, mediante la estimulación simpática y la secreción de adrenalina (epinefrina), facilita el reunir a las unida¬ des motoras. eslética

El perfil de la unidad motora de un músculo se determina genéticamente, y cada músculo del organismo tiene uno propio. En algunos músculos grandes, como los de la espalda o del muslo, una unidad motora grande contiene de 200 a 500 fibras musculares; en varios músculos pequeños que se involucran en movimientos precisos, como los de la cara o las manos, de 10 a 25 fibras musculares. 7.10

¿Cómo responden las fibras musculares individuales de una unidad motora a un estímulo eléctrico enviado por la neurona motora? La respuesta de una fibra muscular a una estimulación eléctrica tiene tres fases (fig. 7-7): (1) el período latente, o tiempo entre la estimulación y el inicio de la contracción; (2) el periodo de contracción, o duración cuando se lleva a cabo el trabajo, y (3) el periodo de relajación, o recuperación de la fibra muscular.

1

2

3

Tiempo (mseg)

Fig. 7-7. La actividad de una fibra muscular en respuesta a un estímulo.

Capítulo 7

7.11

Tejido muscular y forma de contracción

129

¿Tienen el mismo tiempo de contracción todas las fibras musculares esqueléticas? No. Las fibras musculares esqueléticas están agrupadas de acuerdo con sus características de desempeño bioquímico en tres diferentes categorías: fibras de cambio rápido, intermedias y de cambio lento (cuadro 7-1). Cada músculo contiene un porcentaje, determinado genéticamente, de estas fibras. Por ejemplo, una persona puede tener más fibras de cambio rápido en un determinado músculo en comparación con otra. Se desconoce el efecto que tiene un músculo acondicionado en el cambio de perfil de los tipos de fibras musculares. Sin embargo, los porcentajes de los tipos de fibras musculares influyen en gran medida en la potencia muscular y resistencia. Las fibras anaerobias de cambio rápido (también llamadas glucolíticas rápidas o fibras de tipo Ib) son capaces de contraerse muy fuerte y rápido. Estas se usan para obtener potencia y velocidad. Las fibras aeróbicas de cambio lento (también denominadas oxidativas lentas o fibras del tipo I) son muy resistentes a la fatiga. Se usan sobre todo cuando se necesita resistencia. Las características de las fibras intermedias difieren de alguna forma de una a otra, pero sus perfiles están entre las de las fibras de cambio rápido y lento.

Cuadro 7-1. Comparación de tipos de fibras musculares Características de la fibra

Fibra de cambio rápido

Fibra intermedia

Tamaño de la fibra

Larga

Intermedio

Contenido de glucógeno

Alto

Intermedio

Fibra de cambio lento Bajo Pequeño

Miosina ATPasa

Alta

Alto

Bajo

Contenido de miosina

Bajo

Alto

Alto

Anaeróbico

Combinación

Aeróbico

Rápido

Rápido

Lento

Velocidad y potencia

Actividad moderada

Resistencia

Sistema de energía Cambio Uso principal

7.12

Fibra de cambio lento

¿Cómo se mide la fuerza de una contracción muscular? La fuerza de una contracción muscular se cuantifica por el tamaño y número de unidades motoras que se reúnan para realizar la tarea específica. Estas operan de acuerdo con la ley del todo o nada. Esto significa que cuando se estimula una unidad motora, todas las fibras musculares en esa unidad se contraen. Por tanto, a mayor número de unidades motoras grandes reunidas, se generará una gran fuerza.

El cerebro aprende a través de la experiencia acerca de cómo las unidades motoras llevan a cabo una acción determinada. Por ejemplo, muchas unidades motoras se reúnen tanto para romper una nuez como un huevo. De esta manera, se necesita juntar más unidades motoras para levantar un libro que para hacerlo con un lápiz. Sin embargo, algunos objetos que parecen más pesados (o ligeros) de lo que en realidad son, engañan al cerebro de tal manera que éste reúne más (o menos) unidades motoras de las que en realidad se necesitan. Por ejemplo, al sacar un bote de leche del refrigerador, si se asume que está lleno cuando en realidad está casi vacío, se reunirán suficientes unidades motoras para jalarlo de la repisa y ponerlo sobre una superficie. 7.13

Explicar tirón muscular, sumación y tetania. Un solo potencial de acción en las fibras musculares de una unidad motora produce un tirón muscular o una contracción muy rápida (no sostenida) (fig. 7-8). Si se aplican impulsos a un músculo en una rápida sucesión por medio de varias unidades motoras, no provocará en sí un tirón cuando se inicie la segunda, el grado de acortamiento de músculo en la segunda contracción será algo mayor que el acortamiento que ocurre con una sola. El acortamiento adicional debido a una rápida sucesión de dos o más potenciales de acción se denomina sumación. A frecuencias de estimulación suficientemente

Capítulo 7

Tejido muscular y forma de contracción

130

altas, la sobreposición de la suma de tirones a una contracción fuerte y sostenida se le llama tetania. La relajación de la fibra muscular puede ser tanto parcial (tetania incompleta) o no ocurrir (tetania completa). Muchas de las contracciones musculares son tetánicas de corta duración, y de esta manera son lisas y sostenidas.

Tetania

Respuesta contráctil del músculo

Cambio

Sumación

Potenciales de acción

Tiempo (mseg)

Fig. 7-8. Modelos de varias contracciones musculares. La bacteria Clostridium tetani es el agente causal del padecimiento tétanos (no confundir con la forma normal de contracción del músculo). Esta produce una toxina que interfiere con las enzimas que desdoblan los neurotransmisores dentro del espacio sináptico. La presencia de estos neurotransmisores ocasiona un potencial de acción constante que se envía a través de los nervios hacia el tejido muscular, lo que causa las contracciones espasmódicas (tetania) del músculo. Cuando estos espasmos dolorosos y exhaustivos ocurren en los músculos maseteros (usados para cerrar la mandíbula), por lo regular la alteración se conoce como mandíbula "trabada". El tétanos se previene mediante vacunación y tratamiento con antibióticos. 7.14

Distinguir entre contracciones isotónicas e isométricas. Durante la contracción isotonica se acorta el músculo debido a que la fuerza de contracción es mayor que la resistencia, mientras que en la contracción isométrica, la longitud del músculo se mantiene igual, debido a que la fuerza antagonista es equivalente a la del músculo que se está contrayendo. Una contracción isométrica se cambia a isotonica cuando aumenta la fuerza dentro del músculo, sobrepasando la resistencia, lo cual provoca el acortamiento del músculo.

Objetivo G

Describir la estructura del músculo esquelético. El tejido muscular esquelético, en conjunto con el tejido conectivo, se caracterizan por tener una estructura organizada de haces de músculos (cuadro 7-2). Esta estructura muscular determina la fuerza y la dirección de la contracción de las fibras musculares.

7.15

Describir las principales formas del músculo esquelético (cuadro 7-2).

131

Tejido muscular y forma de contracción

Capítulo 7

Cuadro 7-2. Comparación de los arreglos de las fibras musculares Apariencia de la fibra

Tipos y características Fibra con arreglo paralelo • Músculos en forma de tiras con excursiones largas (contracción para grandes distancias) • Algunas unidades motoras • Buena resistencia • No es especialmente fuerte • Relativamente escasa destreza

7.16

Ejemplos Músculo sartorio, ubicado a lo largo de la región anterior del muslo Músculo recto anterior mayor del abdomen situado a lo largo de la región abdominal anterior

Fibra con arreglo convergente • Músculos con forma de ventilador con moderadas excursiones • Algunas unidades motoras • Resistencia moderada • Bastante fuerza • Bastante destreza

Músculo pectoral mayor, ubicado en la región torácica anterior Músculo temporal, situado sobre el hueso temporal

Fibra con arreglo alado • Músculos con forma de pluma con excursiones cortas • Muchas unidades motoras • Escasa resistencia • Especialmente fuertes • Excelente destreza

Músculos del antebrazo, ubicados en el antebrazo anterior y actúan sobre la mano Músculos crurales, ubicados en la pierna y actúan sobre el pie

Músculo esfínter • Fibras circundantes de un orificio del cuerpo • Muchas unidades motoras • Buena resistencia • Moderadamente fuerte • Buena resistencia

Músculo orbicular de los labios, rodea a la boca Músculo orbicular de los párpados rodea al ojo

¿Cómo se fijan y se aseguran las fibras musculares a un hueso? El tejido conectivo fibroso liso se une a los músculos a varios niveles para unificar la fuerza de contracción. Un fascículo es un grupo de fibras musculares (fig. 7-9). las fascículos son los haces de fibras musculares que componen un músculo. A su vez, cada uno de éste está rodeado por tejido conectivo llamado fascia. La fascia asegura al músculo a un tendón. Los tendones, compuestos de tejido conectivo regular denso (cap. 4), son estructuras fuertes y flexibles que aseguran a los músculos a los huesos. De manera más específica, un tendón asegura la fascia de un músculo al periostio de un hueso. Una aponeurosis es un tendón similar a una lámina. El endomisio es el tejido conectivo que está en contacto con las fibras musculares individuales. El perimisio es tejido conectivo que mantiene unidos a los fascículos. El epimisio es el tejido conectivo que rodea al músculo y lo une a la fascia.

132

Tejido muscular y forma de contracción

Capítulo 7

Miofibrillas

Fibra muscular

Endomisio Perimisio Fascículo muscular

Epimisio

Periostio

- Tendón Hueso

Fig. 7-9. Los tejidos conectivos relacionados con un músculo esquelético.

7.17

¿Cómo se relacionan los términos origen e inserción con los músculos? El origen de un músculo es la unión más fija del músculo; la inserción, la más móvil. En los apéndices, el origen es en general proximal, de acuerdo con la posición; en tanto que la inserción es casi siempre distal.

Ejercicios de repaso Opción múltiple 1. Las fibras musculares caracterizadas por la carencia de estrías, un solo núcleo localizado centralmente en cada célula y contracciones involuntarias se conocen como (a) fibras de músculo esquelético, (b) fibras de músculo liso, (c) fibras de músculo cardiaco, (d) fibras musculares autónomas. 2. Las bandas oscuras anisotrópicas de las fibras musculares se llaman (a) bandas Z, (b) bandas I, (c) bandas A, (d) bandas D. 3. La unidad estructural de la miofibrilla es (a) la miofibrilla, (b) miosina, (c) la banda A, (d) el miómero. 4. La contracción muscular se produce por el acortamiento de todos los siguientes, excepto por (a) miofibrilla, ib) sarcómeras, (c) bandas A, (d) bandas I. 5. La contracción muscular se inicia cuando (a) los iones calcio se unen a la troponina, (b) la actina es removida de la troponina, (c) la actina está disponible para la troponina, (d) el ion calcio es eliminado de la troponina. 6. La fuente de iones calcio para el músculo es (a) el túbulo T, (b) el saco central, (c) la cisterna terminal, (d) el retículo sarcoplásmico.

Tejido muscular y forma de contracción

Capítulo 7

133

7. En un músculo relajado (a) la tropomiosina bloquea la unión de la cabeza de miosina con la actina, (b) es baja la concentración de iones calcio en el sarcoplasma, (c) la tropomiosina se aparta para que la cabeza de la miosina pueda unirse con la actina, (d) se activa la miosina ATPasa. 8. Ocurre la relajación muscular cuando (a) conforme se libera el ion calcio del retículo sarcoplásmico, (b) conforme se une el ion calcio a la troponina, (c) conforme se transmiten los potenciales de acción a través de los túbulos transversos, (d) conforme el retículo sarcoplasmático activa la remoción del ion calcio del citoplasma. 9. Una tríada muscular consiste en (a) un túbulo T y una sarcómera, (b) un túbulo T y dos cisternas terminales, (c) una bomba T y dos de calcio, (d) tres miofibrillas. 10. Una sola neurona motora y todas las fibras musculares que inerva constituyen (a) una unidad motora, (b) una tríada muscular, (c) una sarcounidad, (d) una unión neuromuscular. 11. Un músculo que desarrolla una tensión en contra de alguna carga, pero no se acorta sufre una (a) contracción isométrica, (b) contracción isotónica, (c) ni a ni b, (d) ambas, a y b. 12. Los canales que se extienden desde la pared celular hacia el interior de la célula muscular esquelética forman (a) el retículo endoplásmico, (b) miofibrillas, (c) túbulos T, (d) tropomiosina. 13. Las cabezas redondas de las proteínas del filamento de miosina (a) están hechas de moléculas de troponina, (b) se considera que están unidas a moléculas de ATP, las cuales se usan para reelaborar las cabezas de miosina, (c) se acortan durante el proceso de contracción, (d) tienen una alta afinidad por iones calcio liberados de la cisterna terminal del retículo sarcoplásmico. 14. La troponina es una proteína que (a) se une a la miosina para formar un complejo que es, por lo general, inhibido en la fibra muscular en reposo, (b) forman los sitios de unión para las cabezas de miosina cuando se enlazan a la actina, (c) tiene una alta afinidad por los iones calcio, (d) contiene numerosas moléculas de difosfato de adenosina. 15. De acuerdo con la ley de todo o nada, (a) todos los elementos contráctiles en una fibra muscular se contraen cuando se estimula la fibra muscular, (b) todas las fibras musculares en un músculo se contraen cuando se estimula el músculo, (c) todas las fibras musculares en una unidad motora se contraen cuando ésta es estimulada, (d) ninguna de las anteriores es cierta. Verdadero o falso 1. El tejido muscular constituye aproximadamente 40% del peso de una persona. 2. La actina sólo se encuentra en las fibras estriadas de los tejidos musculares cardiaco y esquelético. 3. Las fibras de cambio lento son más resistentes a la fatiga que otros tipos de fibras musculares. 4. Los fascículos están encerrados en una cubierta de perimisio. 5. Una sarcómera es una región de una miofibrilla que yace entre dos líneas Z consecutivas. 6. Un potencial de acción en una fibra muscular se inicia por la estimulación a través de la unión neuromuscular.

Tejido muscular y forma de contracción

134

Capítulo 7

7. Las contracciones musculares sostenidas del músculo esquelético se conocen como tetania. 8. Las fibras musculares de cambio rápido se usan sobre todo en actividades de resistencia. 9. Una tríada muscular consiste en retículo sarcoplásmico, un túbulo T y una cisterna terminal. 10. Una unidad motora consiste en una sola neurona motora y la fibra muscular que inerva. 11. El levantamiento de una pesa es un ejemplo de contracción isométrica. 12. Los miofilamentos se componen principalmente de proteínas de miosina. 13. Una acumulación de ácido láctico es la principal causa de un músculo dolorido. 14. Para iniciar una contracción muscular, los iones calcio se unen, y cambian la forma de las moléculas de troponina, la cual atrae a las de tropomiosina de los sitios de unión de miosina en la hélice de actina. 15. Los músculos sinérgicos trabajan juntos para llevar a cabo un cierto movimiento o acción. Los músculos antagonistas trabajan en oposición a otro grupo de músculos. 16. La fuerza de la contracción muscular aumenta por el reclutamiento de más fibras musculares dentro de una unidad motora. 17. Durante la contracción muscular, las bandas I se tornan pequeñas y las Z se juntan, pero las A no cambian su tamaño. 18. La energía proporcionada por las moléculas de ATP permite a la miosina unirse con el sitio de unión expuesto sobre la molécula de actina. 19. Los túbulos transversos (túbulos T) almacenan iones calcio necesarios para la contracción muscular. 20. Un tendón es una estructura que une la fascia de un músculo con el periostio de un hueso.

Identificar Identifique las estructuras indicadas en la figura de la derecha. 1. 2. 3. 4. 5.

Tejido muscular y forma de contracción

Capítulo 7

135

Relacionar Relacione el componente de la fibra muscular con su descripción. (a)

1. Línea Z

estructura plana de la proteína a la que se unen filamentos delgados

2. Sarcómera

(b)

unidad básica de una fibra muscular

3. Banda A

(c)

estructuras (túbulos) de tipo sacos intramusculares que derivan de las membranas

4. Retículo sarcoplásmico

(d)

estructura que une al calcio

5. Troponina

(e)

"disparador" o regulador de la contracción

6. Calcio

(f)

compuesto principalmente de moléculas de miosina

7. Complejo ATP-miosina

(g)

funciona para liberar la energía del trifosfato de adenosina

Respuestas y explicaciones a los ejercicios de repaso Opción múltiple 1. (b) Las fibras de músculo liso carecen de estrías visibles debido a que las moléculas de actina y miosina están arregladas de manera uniforme. 2. (c) Se llaman bandas A por su propiedad anisotrópica (pueden polarizar la luz visible). 3. (d) La sarcómera es la unidad estructural de la miofibrilla; es la región de una miofibrilla entre dos líneas Z sucesivas. 4. (c) La miosina, que forma las bandas A, no se acorta durante la contracción muscular. 5. (a) Los iones calcio se unen a la troponina y ocasionan un cambio conformacional en la tropomiosina, lo cual expone los sitios de unión en la actina a los puentes transversales de miosina. 6. (c) La cisterna terminal, o saco lateral, almacena iones calcio. 7. (a) Sin la liberación de iones calcio, la tropomiosina bloquea el sitio de unión de la actina. 8. (d) Cuando no hay un potencial de acción, los iones calcio son regresados activamente, y se almacenan en el retículo sarcoplásmico. 9. (b) Una tríada consiste en un túbulo T, el cual es una extensión del sarcolema, y la cisterna terminal en ambos lados del túbulo T. 10. (a) Una unidad motora consiste en una sola neurona motora y la fibra muscular esquelética específica que inerva. 11. (a) Durante la contracción isométrica, la longitud del músculo permanece igual, debido a que la fuerza antagonista equivale a la fuerza de la contracción muscular. 12. (c) Los túbulos T son extensiones del sarcolema. 13. (b) El trifosfato de adenosina se une a la cabeza redonda de miosina. La enzima trifosfato de adenosinasa dentro de la cabeza cambia el trifosfato de adenosina en difosfato de adenosina y energía. Esta última se usa para reelaborar la cabeza. 14. (c) Los iones calcio se unen a la troponina, los cuales a su vez ocasionan que la tropomiosina se mueva de lado para que los puentes de cruce de la miosina se unan a los sitios de unión de la actina. 15. (c) Las unidades motoras operan con la ley de todo o nada; cuando una unidad motora se estimula, todas las fibras motoras de esa unidad se contraen. Verdadero o falso 1. 2. 3. 4. 5.

Verdadero Falso. La actina se encuentra en todos los tejidos musculares, pero en el tejido muscular liso no tiene un arreglo regular Verdadero Verdadero Verdadero

Tejido muscular y forma de contracción

136

6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.

Capítulo 7

Verdadero Verdadero Falso. Las fibras de rápido cambio se usan principalmente para actividades de resistencia Falso. Una tríada muscular consiste en un túbulo T y dos cisternas Verdadero Falso. El levantar una pesa es un ejemplo de contracción isotónica Falso. Los miofilamentos delgados se componen principalmente por proteínas de actina; los miofilamentos gruesos de proteínas de miosina Falso. La causa principal de músculos doloridos es el daño a los miofilamentos gruesos y delgados Verdadero Verdadero Falso. Las unidades motoras siguen la ley del todo o nada de la actividad fisiológica Verdadero Falso. La energía liberada de la molécula de trifosfato de adenosina reelabora la cabeza de miosina después de un golpe de fuerza Falso. La cisterna terminal almacena iones calcio; los túbulos T conducen el potencial de acción desde la membrana celular hacia el centro de la célula Verdadero

Identificar 1. Fascículos musculares 2. Miofibrillas 3. Fibra muscular

4. Epimisio 5. Perimisio 6. Tendón

Relacionar 1. (a) 2. (b) 3. (f) 4. (c)

5. (d) 6. (e) 7. (g)

Sistema muscular Objetivo A

8

Familiarizarse con la nomenclatura de músculos y sus acciones (cuadros 8-1 y 8-2).

Cuadro 8-1. Ejemplos de cómo se derivan los nombres de músculos Nombre de acuerdo con

Ejemplos

Forma

Romboides (similar a un romboide); trapecio (como un trapezoide); o simbolizan el número de cabezas de origen, bíceps (dos cabezas)

Ubicación

Pectoral (región del pecho); intercostal (entre las costillas); braquial (brazo)

Unión(es)

Cigomático, temporal, esternocleidomastoideo

Orientación

Recto (como una tira), transverso (cruzado)

Posición relativa

Lateral, medial, extemo

Función

Abductor, flexor, extensor, pronador

Cuadro 8-2. Ejemplos de acciones de los músculos (M = músculo) Acción

Objetivo B

Definición

Ejemplo

Flexión

Disminuye un ángulo de la articulación

M. bíceps braquial

Extensión

Aumenta un ángulo de la articulación ,

M. tríceps braquial

Abducción

Mueve un apéndice lejos de la línea media

M. deltoides

Aducción

Mueve un apéndice hacia la línea media

M. aductor largo

Elevación

Eleva una estructura corporal

M. angular de la escápula

Depresión

Baja una estructura corporal

M. cuadrado del mentón

Rotación

Gira un hueso alrededor de su eje longitudinal

M. esternocleidomastoideo

Supinación

Gira la mano de tal manera que la palma queda anterior

M. supinador

Pronación

Gira la mano de tal manera que la palma queda posterior

M. pronador redondo

Inversión

Gira la planta hacia adentro

M. tibial anterior

Eversión

Gira la planta hacia fuera

M. peroneo anterior

Localizar y aprender las acciones de los músculos del esqueleto axil. Los músculos del esqueleto axil incluyen aquellos utilizados en la expresión facial, masticación, movimientos del cuello y respiración; aquellos que actúan en la pared abdominal, y los que mueven la columna vertebral. 137

138

Capítulo 8

Sistema muscular

Enumerar los músculos de la expresión facial, junto con sus uniones y acciones (fig. 8-1 y cuadro 8-3).

8.1

Frontal

Temporal

Orbicular de los párpados Superciliar

Occipital

Elevador propio del labio Nasal Cigomático menor Cigomático mayor Orbicular de los labios Buccinador Risorio de Santorini Triangular de los labios Cuadrado del mentón Mentoniano

Auricular posterior Digástríco Esternocleidomastoideo

Trapecio

Masetero Cutáneo del cuello

Fig. 8-1. Músculos de la expresión facial.

Cuadro 8-3. Músculos de la expresión facial Músculo facial

Origen(es)

Inserción(es)

Acción(es)

Músculo facial Frontal Occipital

Origen(es) Galea aponeurótica Hueso occipital y proceso mastoides

Inserción(es) Piel de la ceja Galea aponeurótica

Acción(es) Frunce la frente; eleva las cejas Mueve el cuero cabelludo hacia atrás

Superciliar

Fascia por arriba de la ceja

Raíz de la nariz

Junta las cejas hacia la línea media, como frunciendo

Orbicular de los párpados

Huesos de la órbita medial

Tejido del párpado

Cierra los párpados, como en el parpadeo

Nasal

Hueso maxilar y nasal

Aponeurosis de la nariz

Dilata las fosas nasales

Orbicular de los labios

Fascia alrededor de los labios

Mucosa de los labios

Cierra y protruye los labios, como al besar

Elevador superior de los labios

Huesos maxilar y cigomático

Orbicular de los labios

Eleva el labio superior, como para exponer los dientes superiores

Capítulo 8

139

Sistema muscular

Cuadro 8-3. Músculos de la expresión facial (continuación) Músculo facial

Inserciones)

Origen(es)

Acción(es)

Cigomático

Hueso cigomático

Orbicular de los labios en la parte lateral del labio superior

Eleva los extremos de los labios, como al sonreír

Risorio de Santorini

Fascia del cuello

Orbicular de los labios en el extremo de los mismos

Mantiene los extremos laterales de los labios en posición lateral

Triangular de los labios

Mandíbula

Parte inferolateral del orbicular de los labios

Deprime los extremos de los labios, como ocurre al fruncir

Cuadrado del mentón

Mandíbula

Orbicular de los labios y piel de los labios inferiores

Deprime el labio inferior, como para exponer los dientes inferiores

Mentoniano

Mandíbula (barbilla)

Orbicular de los labios

Eleva y protruye el labio inferior, como en los pucheros

Cutáneo del cuello

Fascia del cuello y la clavícula

Borde inferior de la mandíbula

Deprime el labio inferior; tensa la piel del cuello

Buccinador

Maxilar y mandíbula

Orbicular de los labios

Comprime las mejillas, como al succionar con un popote

8.2

Enumerar los músculos de la masticación, junto con sus uniones y acciones (fig. 8-2 y cuadro 8-4).

Temporal Pterigoideo lateral

Orbicular de los labios Masetero.

Buccinador

(a)

Pterigoideo medial Masetero (corte)

(b)

Fig. 8-2. Músculos de la masticación, (a) Vista superficial lateral y (b) vista lateral profunda.

140

Capítulo 8

Sistema muscular

Cuadro 8-4. Músculos que intervienen en la masticación Músculo de la masticación

8.3

Origen(es)

Acción(es)

Inserción(es)

Temporal

Fosa temporal

Proceso coronoides de la mandíbula

Elevación de la mandíbula

Masetero

Arco cigomático

Rama lateral de la mandíbula

Elevación de la mandíbula

Pterigoideo medial

Hueso esfenoides

Rama medial de la mandíbula

Deprime la mandíbula; mueve la mandíbula lateralmente

Pterigoideo lateral

Hueso esfenoides y tuberosidad del maxilar

Cara anterior del cóndilo mandibular

Protruye la mandíbula

Enumerar los músculos que permiten el movimiento del cuello, junto con sus uniones y acciones (fig. 8-3 y cuadro 8-5)

Abdomen posterior del músculo digástrico Complejo mayor Constrictor medio

Estilohiodeo Hiogloso Milohioideo Digástrico Hueso hioides

Espíenlo Esternocleidomastoldeo

Tirohioideo Constrictor inferior de la faringe

Angular de la escápula Trapecio

Omohioideo

Escaleno medio

Esternohioideo

Omohioideo Escaleno posterior Escaleno anterior Clavícula

Fig. 8-3. Músculos del cuello.

8.4

Describir las acciones de los músculos que participan en la inspiración y espiración. Durante la inspiración relajada, los músculos importantes son el diafragma, los músculos intercostales externos, y la porción intercartilaginosa de los músculos intercostales internos (fig. 8-4). Una contracción hacia abajo del diafragma en forma de domo ocasiona un aumento del tamaño del tórax de manera vertical. Una contracción simultánea de los músculos intercostales externos y de los de la porción intercartilaginosa de los músculos intercostales internos produce un aumento de tamaño del tórax de manera lateral. Además, los músculos esternocleidomastoideo y escaleno ayudan en la respiración a través de la elevación de la primera y segunda costillas, respectivamente.

Capítulo 8

Sistema muscular

141

La espiración relajada es principalmente un proceso pasivo que ocurre cuando se contraen los músculos de la porción interósea de los músculos intercostales internos, y como consecuencia ocurre depresión de la caja torácica. Los músculos abdominales también se contraen durante una espiración forzada, lo que aumenta la presión dentro de la cavidad abdominal y la fuerza al diafragma en la parte superior, ocasionando que se expulse aire adicional de los pulmones.

Cuadro 8-5. Músculos del cuello Músculo del cuello

Origen(es)

Inserción(es)

Acción(es)

Esternocleidomastoideo

Esternón y clavícula

Proceso mastoides del hueso temporal

Flexiona el cuello; gira la cabeza hacia un lado

Digástrico

Borde inferior de la mandíbula y proceso mastoides del hueso temporal

Hueso hioides

Deprime la mandíbula para abrir los labios; eleva el hueso hioides

Milohioideo

Borde inferior de la mandíbula

Hueso hioides y rafe mediano

Eleva el hueso hioides y el techo de los labios

Estilohioideo

Proceso estiloides del hueso temporal

Hueso hioides

Eleva y retrae la lengua

Hiogloso

Hueso hioides

Al lado de la lengua

Deprime el lado de la lengua

Esternohioideo

Manubrio

Hueso hioides

Deprime el hueso hioides

Esternotiroideo

Manubrio

Cartílago tiroideo

Deprime el cartílago tiroideo

Tiroideo

Cartílago tiroideo

Hueso hioides

Deprime el hueso hioides; eleva el cartílago tiroideo

Omohioideo

Borde superior de la escápula

Clavícula y hueso hioides

Deprime el hueso hioides

Esternón Intercostal externo Intercostal interno (porción intercartilaginosa) Costillas Esófago Diafragma Oblicuo mayor del abdomen

Recto anterior mayor del abdomen

Fig. 8-4. Músculos involucrados en la respiración.

Aorta abdominal

142

8.5

Capítulo 8

Sistema muscular

Enumerar los músculos de la pared abdominal, junto con sus uniones y acciones (fig. 8-5 y cuadro 8-6).

Transverso del abdomen Oblicuo menor del abdomen Recto anterior mayor del abdomen

Oblicuo mayor del abdomen Línea alba Oblicuo mayor del abdomen

Fig. 8-5. Corte transversal de la pared abdominal anterior.

Cuadro 8-6. Músculos de la pared abdominal Músculo abdominal

8.6

Origen(es)

Inserción(es)

Acción(es)

Oblicuo mayor del abdomen

Las ocho costillas bajas

Cresta iliaca y línea alba

Comprime el abdomen; rotación lateral

Oblicuo menor del abdomen

Cresta iliaca, ligamento inguinal y fascia lumbar

Línea alba y cartílagos costales de las últimas tres o cuatro costillas

Comprime el abdomen; rotación lateral

Transverso del abdomen

Cresta iliaca, ligamento inguinal, fascia lumbar, cartílagos costales de las últimas seis costillas

Proceso xifoides, línea alba; pubis

Comprime el abdomen

Recto anterior mayor del abdomen

Cresta púbica y sínfisis púbica

Proceso xifoides y cartílagos costales de la quinta a séptima costillas

Flexiona la columna vertebral

Enumerar los músculos de la columna vertebral, junto con sus uniones y acciones (fig. 8-6 y cuadro 8-7). Los grupos de los músculos iliocostales, largos y espinales en conjunto se llaman músculos espinales de la masa común.

Objetivo C

Localizar y aprender las acciones de los músculos del esqueleto apendicular. Los músculos del esqueleto apendicular incluyen aquéllos del cinturón pectoral, el brazo (brachium), antebrazo (antebrachium), manos (manus), muslo, pierna y pies.

Capítulo 8

Sistema muscular Hueso occipital

143

Complejo mayor Complejo menor

Esplenio de la cabeza T, Esplenio del cuello

Escápula T5 lliocostal dorsal Espinoso dorsal

Costillas

Dorsal largo L,

lliocostal lumbar

Oblicuo mayor del abdomen

Cuadrado lumbar Ilion

Fig. 8-6. Músculos posteriores de la columna vertebral.

Cuadro 8-7. Músculos de la columna vertebral Músculo espinal

Origen(es)

Inserción(es)

Acción(es)

Cuadrado lumbar

Cresta iliaca y tercera vértebra lumbar baja

Doceava costilla y cuarta lumbar superior

Extensión de la región lumbar; flexión lateral de la columna vertebral

lliocostal lumbar

Cresta del ilion

Las seis costillas bajas

Extensión de la región lumbar

lliocostal dorsal

Las seis costillas bajas

Las seis costillas superiores

Extensión de la región torácica

lliocostal cervical

Ángulos de la tercera a sexta costillas

Procesos transversos de la cuarta o sexta vértebra cervical

Extensión de la región cervical

Dorsal largo

Procesos transversos de las vértebras lumbares

Las nueve costillas bajas y procesos transversos en toda la vértebra torácica

Extensión de la región torácica

Transverso del cuello

Proceso transverso de la quinta vértebra torácica superior

Procesos transversos de la segunda o sexta vértebra cervical

Extensión de la región cervical

Complejo menor

Procesos transversos de la cuarta o quinta vértebras torácicas superiores

Procesos transversos de la segunda o sexta vértebra cervical

Extensión de la cabeza; actuando separadamente, gira la cara hacia un lado

Espinoso dorsal

Procesos espinosos de las vértebras lumbares superiores y de las vértebras torácicas bajas

Procesos espinosos de las vértebras torácicas superiores

Extensión de la columna vertebral

8.7

Capítulo 8

Sistema muscular

144

Enumerar los músculos del cinturón pectoral, junto con sus uniones y acciones (figs. 8-7 a 8-9 y cuadro 8-8).

Esternocleidomastoideo Cutáneo del cuello

Trapecio

Deltoides Pectoral mayor

Dorsal ancho Bíceps braquial

Serrato mayor

Recto anterior mayor del abdomen

Fig. 8-7. Músculos anteriores de las regiones torácica y del hombro.

Esplenio de la cabeza

Trapecio

Angular de la escápula Romboides menor Supraespinoso Romboides mayor

Deltoides

Infraespinoso Redondo menor Redondo mayor

Dorsal ancho

Illocostal dorsal Intercostal externo Serrato posterior

Fig. 8-8. Músculos posteriores de las regiones torácica y del hombro.

Capítulo 8

145

Sistema muscular Subclavio Coracobraquial

Subescapular

Redondo mayor Dorsal ancho Bíceps braquial (cabeza corta) Bíceps braquial (cabeza larga) Bíceps braquial

Pectoral menor

Braquial anterior

Fig. 8-9. Músculos anteriores profundos de las regiones torácica y del hombro.

Cuadro 8-8. Músculos que actúan sobre la caja torácica Músculo pectoral

Origen(es)

Inserción(es)

Acción(es)

Serrato mayor

Octava o novena costilla superior

Borde anteromedial de la escápula

Jala la escápula hacia delante y hacia atrás

Pectoral menor

Parte final de la tercera, cuarta y quinta costillas

Proceso coracoides de la escápula

Jala la escápula hacia delante y hacia atrás

Subclavio

Primera costilla

Ranura subclaviana de la clavícula

Mueve la clavícula hacia atrás

Trapecio

Hueso occipital y espinas de las vértebras cervicales y torácicas

Clavícula, acromion y espina de la escápula

Eleva, deprime y aduce la escápula; hiperextiende el cuello; liga el hombro

Angular de la escápula

Primera a cuarta vértebras cervicales

Borde superior de la escápula

Eleva la escápula

Romboides mayor

Espinas de la segunda a quinta vértebras torácicas

Borde medial de la escápula

Eleva y aduce la escápula

Romboides menor

Séptima vértebra cervical y primera vértebra torácica

Borde medial de la escápula

Eleva y aduce la escápula

Sistema muscular

146

8.8

Capítulo 8

Listar los músculos axiles y del hombro que mueven al húmero en la articulación del hombro, junto con sus uniones y acciones (figs. 8-7 a 8-9 y cuadro 8-9).

Cuadro 8-9. Músculos que actúan sobre el brazo (brachium) Músculo axil o escapular

8.9

Origen(es)

Inserción(es)

Acción(es)

Pectoral mayor

Clavícula, esternón, cartílagos costales de la segunda a la sexta costillas

Tubérculo mayor del húmero

Flexión, aducción y rotación del húmero medialmente a la articulación del hombro

Dorsal largo

Espinas sacras, lumbares y vértebras torácicas bajas; costillas bajas

Rendija intertubercular del húmero

Extensión, aducción y rotación del húmero medialmente a la articulación del hombro; aducción del brazo

Deltoides

Clavícula, acromion y espina de la escápula

Tuberosidad deltoidea del húmero

Abducción del brazo; extensión o flexión del húmero hacia la articulación del hombro

Supraespinoso

Fosa supraespinosa de la escápula

Tubérculo mayor del húmero

Abducción y giro lateral del húmero hacia la articulación del hombro

Infraespinoso

Fosa infraespinosa de la escápula

Tubérculo mayor del húmero

Rotación del brazo lateralmente a la articulación del hombro

Redondo mayor

Angulo inferior y borde lateral de la escápula

Rendija intertubercular del húmero

Extensión, aducción y rotación del húmero medialmente a la articulación del hombro

Redondo menor

Borde lateral de la escápula

Tubérculo mayor del húmero

Rotación del húmero lateralmente a la articulación del hombro

Subescapular

Fosa subescapular

Tubérculo menor del húmero

Rotación del húmero medialmente a la articulación del hombro

Coracobraquial

Proceso coracoides de la escápula

Cuerpo del húmero

Flexión y aducción del húmero a la articulación del hombro

Enumerar los músculos que actúan sobre el antebrazo en la articulación del codo, junto con sus uniones y acciones (figs. 8-10 y 8-11, y cuadro 8-10).

Capítulo 8

147

Sistema muscular

Deltoides

Pectoral

Coracobraqulal Cabeza corta del bíceps braquial

Bíceps braqulal (cabeza corta) Bíceps braquial (cabeza larga)

Tríceps braquial anterior (cabeza medial)

Cabeza larga del bíceps braquial

Tríceps braquial anterior (cabeza larga)

Coracobraquial Braquial anterior

Braquial anterior

Fig. 8-10. Músculos braquiales anteriores.

Deltoides

Cabeza lateral del tríceps braquial anterior

Tríceps braquial anterior (cabeza larga) Tríceps braquial anterior (cabeza lateral)

Tríceps braquial anterior (cabeza medial)

Cabeza larga del tríceps braquial anterior

Cabeza medial del tríceps braquial anterior

Fig. 8-11. Músculos braquiales anteroposteriores.

Capítulo 8

Sistema muscular

148

Cuadro 8-10. Músculos que actúan en el antebrazo (antebrachium) Músculo braquial

8.10

Origen(es)

Inserción(es)

Acción(es)

Bíceps braquial

Proceso y tuberosidad coracoideas por arriba de la fosa glenoidea de la escápula

Tuberosidad radial

Flexión del codo; supinación del antebrazo y la mano en la articulación del codo

Braquial anterior

Cuerpo anterior del húmero

Proceso coronoides del cubito

Flexión de la articulación del codo

Supinador largo

Borde lateral y supracondilar del húmero

Proceso estiloide proximal del radio

Flexión de la articulación del codo

Tríceps braquial

Tuberosidad por debajo de la fosa glenoidea y superficie lateral y medial del húmero

Olécranon del cubito

Extensión de la articulación del codo

Ancóneo

Epicóndilo lateral del húmero

Olécranon del cubito

Extensión de la articulación del codo

Enumerar los músculos que actúan sobre la muñeca y dedos, junto con sus uniones y acciones (figs. 8-12 y 8-13, y cuadro 8-11).

Pronador redondo Supinador largo Pronador redondo

Palmar mayor Palmar menor

Supinador corto

Palmar mayor

Cubital anterior

Cubital anterior

Primer radial externo

Palmar menor Flexor común superficial de los dedos Flexor largo propio del pulgar

Pronadorcuadrado

Retináculo extensor Aponeurosis palmar Músculos hipotenares Músculos tenares

(a)

(b)

(c)

Fig. 8-12. Músculos del antebrazo que actúan sobre la muñeca, mano y dedos, (a) Músculos superficiales, (b) músculos profundos y (c) músculos rotatorios profundos.

Capítulo 8

149

Sistema muscular

Supinador largo Primer radial externo Ancóneo

Primer radial externo

Cubital anterior Segundo radial externo

Extensor propio del meñique Extensor común de los dedos de la mano

Extensor común de los dedos de la mano Cubital posterior

Aductor del pulgar

Cubital posterior

Extensor corto del pulgar

Extensor corto del pulgar

Extensor largo del pulgar Retináculo extensor

(a)

(b)

Fig. 8-13. Músculos posteriores del antebrazo que actúan sobre la muñeca, la mano y los dedos, (a) Músculos superficiales y (b) músculos profundos.

Cuadro 8-11. Músculos que actúan en la muñeca, la mano y los dedos Músculo del antebrazo Supinador

Acción(es)

Origen(es)

Inserción(es)

Epicóndilo lateral del húmero

Superficie lateral del radio

Supinación de la mano

y la cresta del cubito Pronador redondo

Epicóndilo medial del húmero

Superficie lateral del radio

Pronación de la mano

Pronador cuadrado

Cuarta distal del cubito

Cuarta distal del radio

Pronación de la mano

Palmar mayor

Epicóndilo medial del húmero

Base del segundo y tercer huesos metacarpos

Flexión y abducción de la mano en la muñeca

Palmar menor

Epicóndilo medial del húmero

Aponeurosis palmar

Flexión de la muñeca

Cubital anterior

Epicóndilo medial del húmero y el olécranon del cubito

Huesos carpos y metacarpos

Flexión y aducción de la muñeca

Flexor superficial digital

Epicóndilo medial del húmero y el proceso coronoides

Falanges mediales de los dedos II a V

Flexión de la muñeca y de los dedos

Capítulo 8

Sistema muscular

150

Cuadro 8-11. Músculos que actúan en la muñeca, la mano y los dedos (continuación)

8.11

Flexor digital profundo

Dos tercios proximales del cubito y membrana interósea

Falanges distales de los dedos II a V

Flexión de la muñeca y de los dedos

Flexor largo propio del dedo pulgar

Proceso coronoides del cuerpo del cúbito, membrana interósea

Falange distal del pulgar

Flexión de la articulación del pulgar

Primer radial externo

Borde supracondilar lateral del húmero

Segundo hueso metacarpo

Extensión y abducción de la muñeca

Segundo radial externo

Epicóndilo lateral del húmero

Tercer hueso metacarpo

Extensión y abducción de la muñeca

Extensor común de los dedos

Epicóndilo lateral del húmero

Superficies posteriores de los dedos II a V

Extensión de la muñeca y las falanges

Extensor propio del dedo meñique

Epicóndilo lateral del húmero

Aponeurosis extensora del quinto dedo

Extensión de las articulaciones del quinto dedo y de la muñeca

Cubital posterior

Epicóndilo lateral del húmero y olécranon del cubito

Base del quinto hueso metacarpo

Extensión y aducción de la muñeca

Extensor largo del pulgar

Cuerpo lateromedial del cúbito

Base de la falange distal del pulgar

Extensión de las articulaciones del pulgar; abducción de las articulaciones de la mano

Extensor corto del dedo pulgar

Cuerpo distal del radio y membrana interósea

Base de la primera falange del dedo pulgar

Extensión de las articulaciones del pulgar; abducción de las articulaciones de la mano

Abductor largo del dedo pulgar

Radio distal y cúbital y membrana interósea

Base del primer hueso metacarpo

Abducción de las articulaciones del pulgar y las articulaciones de la mano

Listar los músculos anterior y posterior que mueven el muslo en la articulación de la cadera, junto con sus uniones y acciones (fig. 8-14 y cuadro 8-12)

Capítulo 8

Sistema muscular

151

Glúteo mediano Cuadrado lumbar Psoas menor Glúteo mayor Psoas mayor Iliaco

Tensor de la fascia lata

Ligamento inguinal Aductor mayor Semitendinoso Psoasiliaco Cabeza grande del bíceps femoral Vasto extemo

(a)

(b) Glúteo mediano (corte)

Glúteo mayor (corte)

Gl iteo menor

Gemelo superior

Piramidal de la pelvis

Obturador interno Gemelo inferior Cuadrado crural Nervio ciático Bíceps crural

Aductor mayor

Semitendinoso

Recto interno

(C)

Fig. 8-14. Músculos que mueven el muslo en la articulación de la cadera, (a) Músculos pélvicos anteriores, (b) músculos glúteos superficiales y (c) músculos glúteos profundos.

152

Capítulo 8

Sistema muscular

Cuadro 8-12. Músculos anteriores y posteriores que mueven el muslo y la articulación de la cadera Músculo pélvico

8.12

Origen(es)

Inserción(es)

Acción(es)

Iliaco

Fosa iliaca

Trocánter menor del fémur junto con el psoas mayor

Flexión y rotación del muslo lateralmente a la articulación de la cadera; flexión de las articulaciones de la columna vertebral

Psoas mayor

Proceso transverso de las vértebras lumbares

Trocánter menor del fémur, junto con el iliaco

Flexión y rotación del muslo lateralmente a la articulación de la cadera; flexión de las articulaciones de la columna vertebral

Glúteo mayor

Cresta iliaca, sacro, coxis, aponeurosis de la región lumbar

Tuberosidad glútea y tracto iliotibial

Extensión y rotación del muslo lateralmente a la articulación de la cadera

Glúteo mediano

Superficie lateral del ilion

Trocánter mayor del fémur

Abducción y rotación del muslo medialmente a la articulación de la cadera

Glúteo menor

Superficie lateral y media baja del ilion

Trocánter mayor del fémur

Abducción y rotación del muslo medialmente a la articulación de la cadera

Tensor de la fascia lata (fig. 8-16)

Borde anterior del ilion y la cresta iliaca

Tracto iliotibial

Abducción del muslo hacia la articulación de la cadera

Enumerar los músculos mediales que mueven el muslo en la articulación de la cadera, junto con sus uniones y sus acciones (fig. 8-15 y cuadro 8-13).

Pectíneo

Obturador extemo

Pectíneo (corte) Aductor largo

Aductor largo

Aductor mayor Pectíneo (corte) Aductor menor (corte) Recto anterior del muslo

Aductor largo Recto interno

Vasto externo

Vasto interno

Obturado externo Aductor corto Recto interno

. Aductor mayor

Fig. 8-15. Músculos mediales (aductor) que mueven el muslo en la articulación de la cadera.

Sistema muscular

Capítulo 8

153

Cuadro 8-13. Músculos mediales que mueven el muslo en la articulación de la cadera Músculo aductor

8.13

Origen(es)

Inserción(es)

Acción(es)

Recto interno

Borde inferior de la sínfisis púbica

Superficie proximomedial de la tibia

Aducción del muslo en la articulación de la cadera; flexión y rotación de la pierna en la articulación de la rodilla

Pectíneo

Línea pectínea del pubis

Distal al trocánter menor del fémur

Aducción y flexión del muslo en la articulación de la cadera

Aductor largo

Pubis, por debajo de la cresta púbica

Línea áspera del fémur

Aducción, flexión y rotación lateralmente al muslo en la articulación de la cadera

Aductor menor

Inferior a la rama púbica

Línea áspera del fémur

Aducción, flexión y rotación lateral del muslo en la articulación de la cadera

Aductor mayor

Inferior a la rama del isquion e inferior a la rama del pubis

Línea áspera y epicóndilo medial del fémur

Aducción, flexión y rotación lateral del muslo en la articulación de la cadera

Listar los músculos del muslo que mueven la pierna, junto con sus uniones y acciones (fig. 8-16 y cuadro 8-14).

Capítulo 8

Sistema muscular

154

Glúteo mediano

. Psoasiliaco - Pectíneo

Tensor de la fascia lata

Recto anterior del muslo

. Aductor largo

Sartorio

Vasto _ externo

. Recto interno

Recto anterior del muslo

Vasto interno - Vasto interno

Tendón

(a) Crural

Sartorio

Vasto interno

Glúteo mediano

Glúteo mayor

Tracto ¡liotibial Aductor mayor

Recto interno Bíceps crural Semimembranoso Cabeza grande del bíceps crural

Semitendinoso Semitendinoso.

Semimembranoso Cabeza corta del bíceps crural

Sartorio

(b) Fig. 8-16. Músculos del muslo que actúan sobre la pierna, (a) Región anterior del muslo y (b) región posterior.

Capítulo 8

Sistema muscular

155

Cuadro 8-14. Músculos del muslo que actúan sobre la pierna Músculo del muslo Sartorio

Origen(es) Espina iliaca anterosuperior

Cuadríceps del fémur

Recto anterior del muslo

Espina iliaca anteroinferior

Vasto externo

Trocánter mayor y línea áspera del fémur

Vasto interno

8.14

Inserción(es)

Acción(es)

Superficie medial de la tibia

Flexión de la pierna y el muslo; abducción y rotación lateral del muslo; rotación de la pierna medialmente a la articulación de la rodilla

Rótula mediante el tendón común, que se continúa como ligamento patelar de la tuberosidad tibial

Extensión de la pierna en la articulación de la rodilla

Superficie medial y línea áspera del fémur

Crural

Superficies lateral y anterior del fémur

Bíceps del fémur

Cabeza grande —tuberosidad isquiática; cabeza pequeña— línea áspera del fémur

Cabeza del peroné y epicóndilo lateral de la tibia

Semitendinoso

Tuberosidad isquiática

Porción proximal de la superficie medial del cuerpo de la tibia

Flexión de la pierna en la articulación de la rodilla; extensión y rotación medial del muslo en la articulación de la cadera

Semimembranoso

Tuberosidad isquiática

Epicóndilo medial del cuerpo de la tibia

Flexión de la pierna en la articulación de la rodilla; extensión y rotación medial del muslo en la articulación de la cadera

Flexión de la pierna en la articulación de la rodilla; extensión y rotación lateral del muslo en la articulación de la cadera

Enumerar los músculos de la pierna que mueven el tobillo, el pie y los dedos del pie, junto con sus uniones y sus acciones (figs. 8-17 y 8-18 y cuadro 8-15).

156

Capítulo 8

Sistema muscular

Tibial anterior

Cabeza medial del gastrocnemio

Peroneo lateral largo Extensor común de los dedos del pie

Soleo

Tibia

Flexor largo de los dedos

Extensor propio del dedo gordo del pie Ligamento anterior transverso Ligamento cruzado

Cabeza del peroné Vasto externo

Bíceps crural

Peroneo lateral largo

Tracto iliotibial

Peroneo lateral largo Maleolo lateral

Gastrocnemio

Tibial anterior

Soleo

Extensor largo de los dedos

Peroneo lateral corto Extensor del dedo gordo Peroneo redondo

(b)

Peroneo lateral corto

Hueso metatarsianoV

Fig. 8-17. Músculos de la pierna que mueven el tobillo, el pie y los dedos, (a) Región anterior de la pierna y (b) región lateral de la pierna.

Capítulo 8

Sistema muscular

157

Plantar delgado

Gastrocnemio (cabeza lateral) Cabeza medial del gastrocnemio

Gastrocnemio (cabeza medial)

Cabeza lateral gastrocnemio

U

Plantar delgado

• Soleo Soleo

Tendón calcáneo

Fémur Plantar delgado (corte)

Gastrocnemio (corte)

Poplíteo

Tibia Peroné

Poplíteo Tibial posterior

Tibial posterior

Flexor largo de dedo gordo

Flexor largo de los dedos

Peroneo lateral largo

Membrana interósea

Tibia

Tibia Peroné

Flexor largo de los dedos

. Flexor largo del dedo gordo

Huesos tarsos y metatarsos • Peroneo lateral corto . Falange del dedo gordo Tendón calcáneo

Falanges de los dedos menores

(b) Fig. 8-18. Músculos posteriores de la pierna que mueven el tobillo, el pie y los dedos, (a) Músculos superficiales y (b) músculos profundos.

158

Sistema muscular

Capítulo 8

Cuadro 8-15. Músculos de la pierna que mueven el tobillo, pie y dedos del pie Músculo de la pierna

Origen(es)

Inserción(es)

Acción(es)

Tibial anterior

Cóndilo lateral y cuerpo de la tibia

Primer hueso metatarso y primer hueso cuneiforme

Dorsiflexión del tobillo; invierte el pie y el tobillo

Extensor común de los dedos del pie

Cóndilo lateral de la tibia y superficie anterior del peroné

Extensión de las expansiones de los dedos II a V

Extensión de los dedos II a V; dorsiflexión del pie en el tobillo

Extensor común del dedo gordo del pie

Superficie anterior del peroné y membrana interósea

Falange distal del dedo I

Extensión de las articulaciones del dedo gordo; ayuda en la dorsiflexión del pie en el tobillo

Peroneo anterior

Superficie anterior del peroné y membrana interósea

Superficie distal del primer hueso metatarso

Dorsiflexión e inversión del pie en el tobillo

Peroneo lateral largo

Cóndilo lateral de la tibia y cabeza y cuerpo del peroné

Primer hueso cuneiforme y primer hueso metatarso

Flexión plantar e inversión del pie en el tobillo

Peroneo lateral corto

Aspecto inferior del peroné

Quinto hueso metatarso

Flexión plantar e inversión del pie en el tobillo

Gastrocnemio

Cóndilo lateral y medial del fémur

Superficie posterior del calcáneo

Flexión plantar del pie en el tobillo; flexión de la articulación de la rodilla

Soleo

Aspecto posterior del peroné y la tibia

Calcáneo

Flexión plantar del pie en el tobillo

Plantar delgado

Borde supracondilar lateral del fémur

Calcáneo

Flexión plantar del pie en el tobillo

Poplíteo

Cóndilo lateral del fémur

Aspecto posterior de la tibia

Flexión y rotación medial en la articulación de la rodilla

Flexor peroneo de los dedos

Aspecto posterior del peroné

Falange distal del dedo gordo

Flexión de la articulación de la falange distal del dedo gordo

Flexor largo de los dedos

Superficie posterior de la tibia

Falanges distales de los dedos II a V

Flexión de las articulaciones distales de las falanges de los dedos II a V

Tibial posterior

Tibia y peroné, y membrana interósea

Huesos navicular, cuneiforme, cuboide y huesos metatarsos II a IV

Flexión plantar e inversión del pie en el tobillo; soporte del arco del pie

Términos clínicos clave Atrofia muscular. Disminución del tamaño del tejido muscular cuyo desarrollo se completó antes, quizás como resultado de una enfermedad, falta de uso, infecciones, malnutrición o envejecimiento. Calambre. Es una contracción espasmódica sostenida de un músculo, por lo general se acompaña de dolor intenso localizado. Contractura. Es un calambre o rigidez en un músculo, en especial en la parte posterior del muslo, como resultado de una torcedura, esguince o contusión del mismo.

Capítulo 8

Sistema muscular

159

Distrofia muscular. Anormalidad genética del tejido muscular, se caracteriza por un mal funcionamiento y, por último, deterioro. Elongación de la espinilla. Sensibilidad y dolor en la superficie anterior de la pierna, ocasionados por el estiramiento del músculo tibial anterior, o extensor del dedo gordo del pie. Fibromiositis. Es una inflamación tanto del tejido muscular esquelético como del conectivo relacionado. El lumbago o reumatismo es una fibromiositis en el área lumbar de la espalda. Grafospasmo. Se conoce como calambre del escritor. Hernia. Rotura o protrusión a través del tejido muscular de una porción de la viscera subyacente. Las hernias más comunes son la femoral (visceras pasando a través del anillo femoral), la inguinal (visceras que protruyen a través del canal inguinal), la umbilical (viscera que protruye a través del ombligo), y la hiatal (en la porción superior del estómago con protrusión hacia el diafragma). Inyección intramuscular. Inyección hipodérmica en un área con abundante masa muscular (es muy común que se aplique en la región glútea) para que no se dañen los nervios. Miastenia grave. Se piensa que es un proceso autoinmunitario; la miastenia grave se caracteriza por debilidad muscular extrema y baja resistencia. Existe una transmisión defectuosa de los impulsos a la unión neuromuscular. Miopatía. Cualquier enfermedad de los músculos. Poliomielitis. Enfermedad viral que con frecuencia ataca y destruye los cuerpos celulares de las neuronas motoras somáticas de los músculos esqueléticos, lo cual ocasiona parálisis. Tétanos (mandíbula cerrada). Enfermedad ocasionada por la bacteria Clostridium tetani productora de una toxina que causa espasmos musculares dolorosos. Los primeros músculos que se afectan son los de la mandíbula. Tortícolis (cuello torcido). Contracción persistente del músculo esternocleidomastoideo, torsión de la cabeza hacia un lado y distorsión de la cara. La tortícolis puede ser adquirida o congénita.

Ejercicios de repaso Opción múltiple 1. Un músculo flexor de la articulación del hombro es el (a) supraspinoso, (b) trapecio, (c) pectoral mayor, (d) redondo mayor. 2. ¿Cuál de los siguientes músculos no se une en el húmero? (a) el redondo mayor, (b) el supraespinoso, (c) el bíceps braquial, (d) el braquial anterior, (e) el pectoral mayor. 3. ¿Cuál de los siguientes músculos no se inserta sobre el orbicular de los labios? (a) el cuadrado del mentón (b) el cigomático, (c) el risorio de Santorini, (d) el cutáneo del cuello, (e) el elevador propio del labio. 4. El grupo de músculos espinales de la masa común no incluye (a) ileocostal, (b) largo, (c) espinal, (d) semiespinal.

160

Sistema muscular

Capítulo 8

5. Todos los siguientes músculos son sinérgicos al flexionar la articulación del codo, excepto (a) bíceps braquial, (b) braquial anterior, (c) coracobraquial, (d) supinador largo. 6. ¿Cuál de los siguientes músculos no se une a la escápula? (a) deltoides, (b) dorsal ancho, (c) coracobraquial, (d) redondo mayor, (e) romboides mayor. 7. ¿Cuál de los siguientes músculos se une al acromion de la escápula? (a) redondo mayor, (b) deltoides, (c) supraespinoso, (d) romboides mayor, (e) infraespinoso. 8. De los cuatro músculos cuadríceps crurales, ¿cuál se contrae sobre las articulaciones de la cadera y rodilla? (a) recto anterior del muslo, (b) vasto interno, (c) crural, (d) vasto externo. 9. ¿Cuál de los siguientes músculos plantares se flexiona e invierte al pie como si soportara el arco? (a) flexor largo del dedo gordo, (b) tibial posterior, (c) flexor peroneo de los dedos, (d) gastrocnemio. 10. Una ceja se dibuja hacia la línea media de la cara mediante la contracción ¿de cuál de los siguientes músculos? (a) superciliar, (b) risorio de Santorini, (c) nasal, (d) frontal. 11. ¿Cuál de los siguientes no se usa como un medio para nombrar los músculos? (a) localización, (b) acción, (c) forma, (d) unión, (e) fuerza de contracción. 12. La rotación de la mano para que la palma se coloque en posición posterior ¿es una acción de qué músculos? (a) supinadores, (b) abductores, (c) aductores, (d) flexores, (e) extensores. 13. Los músculos que son sinérgicos con el diafragma durante la inspiración son (a) los músculos intercostales externos, (b) los músculos intercostales internos (excluyendo la parte intercartilaginosa), (c) los músculos abdominales, (d) todos los anteriores. 14. Un músculo de la masticación es (a) el buccinador, (b) el temporal, (c) el mentón, (d) el cigomático, (e) el orbicular de los labios. 15. ¿Cuál de los siguientes músculos no se origina en el epicóndilo lateral del húmero? (a) extensor y abductor de la mano, (b) extensor de los dedos, (c) extensor propio del dedo meñique, (d) todos los que se originan en el epicóndilo lateral. 16. El músculo que extiende y gira lateralmente el muslo es (a) el iliaco, (b) el glúteo mediano, (c) el psoas mayor, (d) el glúteo mayor, (e) el glúteo menor. 17. ¿Cuál de los siguientes músculos no se une en la caja torácica? (a) serrato mayor, (b) recto abdominal, (c) pectoral mayor, (d) serrato posterior, (e) dorsal ancho. 18. ¿Cuál de los siguientes músculos no tiene su origen en el pubis? (a) recto interno, (b) aductor menor, (c) pectíneo, (d) sartorio. 19. ¿En qué hueso se origina el músculo glúteo menor? (a) coxis, (b) isquion, (c) fémur, (d) ilion, (e) pubis. 20. ¿Cuál de los siguientes músculos está en posición profunda (debajo de otro músculo)? (a) cutáneo del cuello, (b) pectoral mayor, (c) tensor de la fascia lata, (d) oblicuo mayor del abdomen, (e) romboides mayor.

Sistema muscular

Capítulo 8

161

Verdadero o falso 1. Cuando se contrae el cigomático, se distorsiona el ángulo de los labios hacia arriba, como en una sonrisa. 2. La contracción del orbicular de los labios comprime los labios juntos. 3. La extensión y abducción son términos intercambiables, ya que ambas acciones resultan en que un apéndice se separa del cuerpo. 4. Los músculos digástricos son importantes en el masticar debido a que, cuando se contraen, suben y bajan la mandíbula de los labios. 5. La flexión de la columna vertebral resulta cuando los músculos ileocostales se contraen. 6. Los tríceps braquiales se originan de los procesos del húmero y sobre la escápula. 7. Cuando se contraen los semimembranosos, se flexiona la pierna en la articulación de la rodilla y puede también extenderse el muslo en la articulación de la cadera. 8. Un músculo antagonista podría involucrar al músculo recto interno. 9. El sartorio sólo actúa en la articulación de la cadera. 10. Los músculos de los cuadríceps crurales son antagonistas de los músculos de la corva. 11. Los tres músculos glúteos se insertan en el trocánter mayor del fémur. 12. Cuando se contrae el pectoral menor, rota y aduce el húmero. 13. Los tres músculos: el gastrocnemio, sóleo y plantar delgado funcionan de manera sinérgica en la flexión plantar del pie. 14. El palmar menor está en posición anterior, y sirve para flexionar la mano. 15. De lo superficial a lo profundo, la pared abdominal anterior consiste en los músculos oblicuo mayor del abdomen, oblicuo menor del abdomen y oblicuo transverso del abdomen. Completar 1. El

es sinérgico con el músculo temporal para cerrar los labios.

2. Un inapropiado levantamiento puede estirar los , que son un complejo de músculos de la columna vertebral. 3. El es un músculo prominente a lo largo de la superficie del antebrazo, en donde flexiona la articulación del codo cuando se contrae. 4. El grupo de músculos anterior, y el grupo muscular 5. El

está sobre el muslo está sobre la parte posterior del muslo. es el más largo de los músculos crurales posteriores.

162

Sistema muscular

Capítulo 8

6. Los tres músculos más importantes de la inspiración relajada son los músculos del , el músculo en forma de domo, y la porción intercartilaginosa de los músculos . 7. El es un músculo que se extiende desde la espina iliaca anterosuperior hacia la superficie de la porción proximal de la tibia. 8. Uno de los tres músculos glúteos, el gira de manera lateral al muslo en la articulación de la cadera.

es aquel que extiende y

9. El iliaco y el psoas mayor surgen hacia el punto de inserción para formar el

10. El músculo

puede abrir los labios o elevar el hueso hioides.

Identificar Identificar los músculos indicados en las figuras que se muestran a continuación. 1.

16.

2.

17.

3.

18.

4.

19.

5.

20.

6.

21.

7.

22.

8.

23.

9.

24.

10.

25.

11.

26.

12.

27.

13.

28.

14.

29.

15.

30.

Capítulo 8

Sistema muscular

163

15

Relacionar Relacione cada uno de los siguientes músculos con su acción. 1. Deltoides

(a) flexiona y aduce la articulación del hombro

2. Psoas mayor

(b) flexiona las articulaciones de la columna vertebral

3. Recto interno

(c) extiende la articulación de la rodilla

4. Trapecio

(d) aduce la escápula

5. Vasto externo

(e) flexiona la articulación de la cadera y las articulaciones de la columna vertebral

6. Recto anterior mayor del abdomen

(f) aduce y extiende la articulación del hombro

7. Semimembranoso

(g) aduce la articulación de la cadera

8. Cuadrado lumbar

(h) abduce la articulación del hombro

9. Dorsal ancho

(i) flexiona la articulación del codo

10. Coracobraquial

(j) extiende las articulaciones de la región lumbar de la columna vertebral

Sistema muscular

164

Capítulo 8

11. Glúteo mediano

(k) flexiona la articulación de la rodilla

12. Braquial anterior

(l) abduce y gira medialmente la articulación de la cadera

Respuestas y explicaciones a los ejercicios de repaso Opción múltiple 1. (c) La flexión disminuye el ángulo en la articulación. En una posición anatómica, el ángulo del hombro es de 180 grados. La contracción del pectoral mayor disminuye este ángulo. 2. (c) Aunque colocado a lo largo del húmero, el bíceps braquial se origina en el proceso coracoides de la escápula, y se inserta sobre la tuberosidad radial. 3. (d) El músculo cutáneo del cuello se inserta en el borde inferior de la mandíbula. 4. id) Aunque se ubica en la espalda, el espinal no es parte de los músculos espinales de la masa mayor. 5. (c) Los coracobraquiales flexionan y aducen el brazo en la articulación del hombro. 6. (b) El músculo dorsal ancho se origina en las vértebras y se inserta en la ranura intertubercular del húmero. 7. (b) El deltoides tiene su origen a lo largo del acromion y la espina de la escápula. 8. (a) Separando dos articulaciones, el recto anterior del muslo funciona para flexionar la articulación de la cadera y extender la articulación de la rodilla. De los cuatro cuadríceps de los músculos femorales, sólo uno extiende dos articulaciones. 9. (b) La posición del tibial posterior y su largo tendón de inserción, le permite soportar los arcos del pie como una función de la flexión plantar y de inversión del pie. 10. (a) El músculo superciliar se deriva de una palabra que significa "fruncir"; conforme se contraen los músculos, la piel entre las cejas se frunce, como cuando se frunce el ceño. 11. (e) La fuerza de contracción es muy variable de una persona a otra y no se usa como medio para nombrar los músculos. 12. (a) La posición supina con las palmas hacia abajo, como se indica por el nombre del músculo supinador. 13. (a) El diafragma, el músculo intercostal externo y la porción intercartilaginosa del músculo intercostal interno son sinérgicos durante la fase de inspiración en la respiración normal. 14. (b) El par de músculos temporales funcionan con los músculos maseteros para cerrar la mandíbula. El par de músculos pterigoideos lateral y medial también se incluyen en los músculos de la masticación. 15. {d) Los cuatro músculos se originan en el epicóndilo lateral, y todos son extensores de la articulación de la cadera. 16. (d) De los tres músculos glúteos, sólo el glúteo mayor se extiende y rota lateralmente la articulación de la cadera. 17. (e) El músculo dorsal ancho se origina en las vértebras y se inserta en la ranura intertubercular del húmero. 18. (d) El sartorio se origina en la espina iliaca superior anterior y en la superficie medial de la tibia. 19. (d) Cada uno de los músculos glúteos tiene su origen en alguna parte del ilion. 20. (e) El romboides mayor se encuentra en lo profundo del músculo trapecio. Verdadero o falso 1. Verdadero 2. Verdadero 3. Falso. La extensión aumenta el ángulo de una articulación; la abducción mueve un apéndice fuera de la línea media del cuerpo 4. Verdadero 5. Falso. Los músculos iliocostales se extienden desde la columna vertebral y el recto anterior mayor del abdomen flexiona la columna vertebral 6. Verdadero 7. Verdadero 8. Verdadero 9. Falso. El sartorio actúa tanto en la articulación de la cadera como en la articulación de la rodilla 10. Verdadero 11. Falso. El glúteo mayor se inserta en la tuberosidad glútea del fémur y tracto iliotibial 12. Falso. El pectoral menor no se une al húmero; se inserta en el proceso coracoides de la escápula y, cuando se contrae, mueve la escápula hacia delante y hacia atrás 13. Verdadero 14. Verdadero 15. Verdadero

Capítulo 8

Sistema muscular

Completar 1. 2. 3. 4. 5.

masetero músculos espinales o de la masa común supinador largo cuadríceps femoral/tendón de la corva gastrocnemio

6. 7. 8. 9. 10.

diafragma, intercostal externo, intercostal interno sartorio glúteo mayor psoas iliaco digástrico

16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30.

Occipital Trapecio Deltoides Infraespinoso Tríceps braquial anterior Dorsal ancho Oblicuo mayor del abdomen Cubital anterior Glúteo mediano Glúteo mayor Semimembranoso Semitendinoso Bíceps crural Gastrocnemio Sóleo

Identificar 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

Frontal Trapecio Deltoides Pectoral mayor Bíceps braquial Serrato mayor Recto anterior mayor del abdomen Oblicuo mayor del abdomen Supinador largo Palmar menor Recto interno Recto anterior del muslo Vasto externo Vasto interno Tibial anterior

Relacionar 1. 2. 3. 4. 5.

(h) (e) (g) (d) (c)

6. ib)

7. 8. 9. 10. 11. 12.

(k) (j) (/) (a) (l) (0

165

Tejido nervioso

9

Objetivo A Distinguir entre el sistema nervioso central, el sistema nervioso periférico y el sistema nervioso autónomo. Con base en su estructura, el sistema nervioso se divide en central (SNC) y periférico (SNP). El sistema nervioso central se compone de encéfalo y médula espinal (fig. 9-1). El sistema nervioso periférico está formado por pares craneales del encéfalo y nervios raquídeos de la médula espinal; además, incluye ganglios y plexos (cuadro 9-1). El sistema nervioso autónomo (SNA) es una división funcional del sistema nervioso. Las estructuras dentro del encéfalo son centros de control del sistema nervioso autónomo y los nervios específicos son las vías de conducción de los impulsos nerviosos autónomos. Este sistema funciona de manera automática para acelerar o disminuir las actividades corporales. El sistema nervioso se desarrolla en etapas prenatales tempranas. Hacia el día 20, el neuroectodermo da origen a la hendidura neural que a su vez se torna en tubo neural; una vez formado, éste se transforma por último en el encéfalo y la médula espinal. Además, las células de la cresta neural (a partir de las crestas que envuelven al tubo neural) migran hacia todo el cuerpo para originar varias estructuras, entre ellas los melanocitos, la médula suprarrenal, algunos ganglios nerviosos craneales, así como los neurolemocitos (células de Schwann).

Sistema nervioso central (SNC)

Fig. 9-1. Organización del sistema nervioso. 166

Capítulo 9

167

Tejido nervioso

Cuadro 9-1. Divisiones y estructuras del sistema nervioso División/estructura

localización

Función

Sistema nervioso central (SNC)

Encéfalo dentro del cráneo y la médula espinal dentro del canal vertebral

Responde a impulsos nerviosos (sensaciones) de los nervios sensoriales; centro de control corporal

Sistema nervioso periférico (SNP)

Compuesto por nervios sensoriales, motores y mixtos

Conduce impulsos hacia el SNC y desde él

Sistema nervioso autónomo (SNA)

Compuesto por estructuras específicas del SNC y nervios del SNP; dividido en simpático y parasimpático

Ejerce control involuntario (autónomo) de las funciones vitales del organismo, entre ellas la frecuencia cardiaca, frecuencia respiratoria, presión sanguínea, digestión, temperatura corporal y demás

Encéfalo

Compuesto por materias blanca y gris dentro del cráneo

Sirve como centro de control para el sistema nervioso

Médula espinal

Compuesta por materias gris y blanca dentro del canal vertebral de la columna vertebral

Conduce mensajes (impulsos) desde el encéfalo y hacia él; centro reflejo

Neurona

Células dentro del tejido nervioso

Responde a estímulos y transporta impulsos nerviosos

Neurona sensorial (aferente)

Componente de nervios sensorial o mixto dentro del SNP

Transmite impulsos desde los receptores sensoriales hacia el SNC

Neurona motora (eferente)

Componente de nervios motor o mixto dentro del SNP

Transmite impulsos desde el SNC a los órganos efectores (músculos o glándulas)

Neuroglia

Célula dentro del tejido nervioso

Soporta neuronas

Nervio

Haz de fibras nerviosas dentro del SNP

Conduce impulsos

Haz

Haz de fibras nerviosas dentro del SNC

Interconecta estructuras del SNC; conduce impulsos

Ganglio

Grupo de cuerpos celulares de neuronas dentro del SNP

Sirve como centro de control para un haz de neuronas

Grupo de cuerpos celulares de neuronas dentro de la materia blanca del SNC

Sirve como centro de control para un haz de neuronas

Red de nervios dentro del SNP

Proporciona inervación traslapada (suministro nervioso) a ciertas regiones del organismo

Núcleo

Plexo nervioso

9.1

Descripción y

Listar las principales funciones del sistema nervioso 1. 2. 3.

Responde a los estímulos dentro del cuerpo y del ambiente. Transmite impulsos nerviosos desde el sistema nervioso central y hacia él. Interpreta los impulsos nerviosos que llegan a la corteza cerebral del encéfalo.

168

Tejido nervioso

4. 5. 6.

9.2

Capítulo 9

Asimila las experiencias, tal como se requiere en la memoria, el aprendizaje y la inteligencia. Inicia la secreción glandular y la contracción muscular. Programa las conductas instintivas (son más importantes en los vertebrados que en los seres humanos).

Distinguir entre los términos estímulo, sensación y percepción. Un estímulo es una fuente de energía (química, presión, onda de luz, etc.) que activa una célula receptora (célula nerviosa especializada) para transmitir un impulso nervioso o sensación; cuando esta última llega a la parte consciente del encéfalo (corteza cerebral) se presenta la percepción, la cual constituye la conciencia del estímulo. Por ejemplo, el pinchazo de un dedo es un estímulo que activa muchas células receptoras para enviar impulsos nerviosos hacia el encéfalo. Una vez que estas sensaciones alcanzan la corteza cerebral, la persona percibe (siente) el dolor (el problema 11.13 presenta un ejemplo similar sobre la función del arco reflejo).

Objetivo B

Describir la estructura general de una neurona y clasificarla. Aunque las neuronas varían bastante en forma y tamaño, por lo general se componen de un cuerpo celular, dendritas y un axón. Mientras algunas de ellas pueden alcanzar hasta un metro de longitud, muchas son demasiado pequeñas.

Dendritas

Cuerpo celular

Terminales axónicas Neurolemocito Nodo de la neurofibrllla Neurofibrillas

Fig. 9-2. Estructura de la neurona.

9.3

¿Qué son las sustancias cromatófilas, las neurofibrillas, los microtúbulos, las ramas colaterales y los axones terminales? (fig. 9-2). Las sustancias cromatófilas o cuerpos de Nissl son capas de retículo endoplásmico rugoso (cap. 3), cuya función es sintetizar proteínas. Las neurofibrillas son filamentos de proteína que dan soporte al cuerpo celular. Los microtúbulos son pequeños canales que transportan materiales dentro de la célula. Las ramas colaterales son extensiones del axón que también pueden transmitir impulsos. Los axones terminales son prolongaciones delgadas en los extremos del axón ramificado; contienen vesículas sinópticas, las cuales producen y secretan neurotransmisores químicos hacia la sinapsis (Objetivo F).

9.4

Describir cuatro maneras de clasificar a las neuronas. Mediante la dirección en que se conducen los impulsos. Las neuronas sensoriales (aferentes) transmiten impulsos nerviosos hacia la médula espinal o al encéfalo. Las neuronas motoras (eferentes) conducen los impulsos hacia afuera del encéfalo o la médula espinal. Las neuronas de asociación (interneuronas o neuronas internunciales) conducen los impulsos nerviosos desde las neuronas sensoriales hasta las neuronas motoras. El término inervación significa "suministro de nervios" y puede ser motor o sensorial. Las neuronas motoras además pueden clasificarse en alfa y gamma; las alfa

Capítulo 9

Tejido nervioso

169

inervan y estimulan los músculos esqueléticos y las gamma inervan tejido muscular especializado llamado huso muscular. Este constituye una parte pequeña muy diferenciada del tejido muscular que se localiza en la parte profunda del músculo. Por el área de inervación. Las neuronas sensoriales somáticas son receptores dentro de piel, huesos, músculos y articulaciones; también incluyen receptores sensoriales dentro de ojos y oídos. Las neuronas motoras somáticas son neuronas efectoras que inervan los músculos esqueléticos y ocasionan contracción de fibras musculares ante estímulos. Las fibras viscerales sensoriales transportan impulsos desde los órganos viscerales y los vasos sanguíneos; la mayoría de estos receptores llevan sensaciones autónomas, pero algunos responden a estímulos viscerales como punzadas de hambre o dolor intestinal. También son fibras sensoriales viscerales los receptores sensoriales dentro de la lengua para percibir el sabor y en el epitelio nasal para sentir el olor. Las fibras motoras viscerales, conocidas además como fibras motoras autónomas, forman parte del sistema nervioso autónomo; se originan en el sistema nervioso central e inervan fibras musculares cardiacas, glándulas y músculos lisos dentro de los órganos viscerales. Por el número de apófisis. Las neuronas multipolares tienen un axón y dos o más dendritas. Las neuronas unipolares tienen una sola apófisis que se extiende desde el cuerpo celular, del cual se derivan dos ramas: una se extiende hacia la médula espinal y sirve como el axón y la otra se extiende hacia la parte periférica del cuerpo y sirve como la dendrita. Por el diámetro de la ñbra Grupo

Diámetro

AA AB

12 a 20 μm 5 a 12 um 3 a 6 um 2 a 5 um < 3 μm 0.3 a 1.3 μm



Aσ B C

9.5

Función Propiocepción Presión, tacto Motora-nerviosa-muscular-articulaciones de husos Temperatura, tacto, dolor Autónoma preganglionar Simpática posganglionar

Describir la formación de la vaina de mielina La mielina (del griego míelos, médula) es una membrana celular aislante que consta de una sustancia lipídica de tipo graso conocida como esfingomielina. Durante la mielinización (fig. 9-3), la mielina se envuelve alrededor de la neurona y así crea una vaina de capas múltiples. En el sistema nervioso central, los oligodendrocitos producen esta vaina; en el sistema nervioso periférico, los neurolemocitos (células de Schwann) asumen esta función. En el sistema nervioso periférico existen pequeñas hendiduras o brechas llamadas nodos de la neurofibrilla (nodos o nódulos de Ranvier) entre los segmentos de la vaina (fig. 9-2); ésta aisla las fibras nerviosas y, por tanto, inhibe el flujo de iones entre los compartimientos de los líquidos intracelular y extracelular.

Las vainas de mielina se afectan por dos trastornos bastante comunes: la esclerosis múltiple (MS) y la enfermedad de Tay-Sachs. El primero es un padecimiento crónico degenerativo de marcada remisión y reincidencia, que destruye de manera progresiva esas vainas en múltiples áreas del sistema nervioso central. La enfermedad de Tay-Sachs es un trastorno hereditario en el que las vainas de mielina se destruyen por acumulación excesiva de lípidos dentro de la membrana. Membrana celular Núcleo

Axón

Neurolemocito

\ Mielinización aumentada

Fig. 9-3. Proceso de mielinización.

Tejido nervioso

170

Objetivo C

Capítulo 9

Clasificar la neuroglia. La neuroglia se clasifica en seis categorías (cuadro 9-2). También se denomina glia o células gliales, las cuales constituyen células especializadas del sistema nervioso que dan soporte físico y fisiológico a las neuronas al tomar parte en la transferencia de nutrimentos y de desechos hacia ellas y desde ellas. La neuroglia se divide por mitosis y se calcula que es alrededor de cinco veces más abundante que las neuronas.

9.6

Listar los diferentes tipos de neuroglia, incluyendo su localización y su función (cuadro 4-8).

9.7

¿Por qué la microglia con frecuencia se considera parte del sistema inmunitario? Después de traumatismo en el sistema nervioso central o durante infección del encéfalo o de la médula espinal, la microglia responde con aumento de número, migración al sitio y fagocitación de las células bacterianas o de restos celulares.

Objetivo D

Describir el potencial de membrana en reposo. En una neurona no conductora ("en reposo") existe un voltaje o un potencial de reposo a través de la membrana celular. Este potencial de reposo se debe al desequilibrio de las partículas cargadas (iones) entre los líquidos extracelular e intracelular. Los mecanismos encargados de que la membrana tenga una carga neta positiva en la superficie externa y una carga negativa en la superficie interna son los siguientes (fig. 9-4):

1. Una bomba de sodio y potasio transporta iones de sodio (Na+) hacia el exterior y iones de potasio (K+) hacia el interior, en proporción de tres a dos, respectivamente. 2. La membrana celular es más permeable al K+ que al Na+, de modo que el K+, de más concentración relativa dentro de la célula, se mueve hacia afuera más rápido que el Na+; éste es de más concentración relativa fuera de la membrana celular y se mueve hacia adentro. 3. La membrana celular es en esencia impermeable a los grandes aniones (de carga negativa) que se encuentran presentes dentro de la neurona y, por tanto, salen menos partículas con carga negativa que con carga positiva.

Membrana celular de la neurona

Alta concentración de iones grandes con carga negativa (aniones) dentro de la membrana celular Axón neuronal

Alta concentración resultante de iones con carga positiva (cationes) fuera de la membrana celular

Fig. 9-4. Segmento de una neurona que muestra las ubicaciones de las cargas.

Tejido nervioso

Capítulo 9

171

Como las cargas eléctricas se mueven a través de la membrana, se induce una corriente fisiológica que puede medirse en alguno de los sistemas corporales. Un electroencefalograma (EEG) registra la actividad cerebral mediante la vigilancia o monitoreo de las corrientes eléctricas del encéfalo. El electrocardiograma (ECG) registra la actividad eléctrica cardiaca. Por su parte, un electromiograma (EMG) se encarga de registrar la actividad del músculo esquelético. Los registros de actividad eléctrica se pueden emplear para el diagnóstico de varias enfermedades del organismo. 9.8

Puesto que la membrana es 50 a 100 veces más permeable al K+ que al Na+, ¿estos iones se difunden a través de diferentes canales? Sí. Por ejemplo, la tetradotoxina (un veneno obtenido de los peces globo) bloquea la difusión a través de los canales de Na+, pero no a través de los de K+.

9.9

¿Se requiere de energía para desarrollar y mantener un potencial de membrana en reposo? Sí. La bomba de sodio y potasio, como cualquier otro sistema de transporte activo celular, requiere de un gasto de energía metabólica derivada de la hidrólisis del trifosfato de adenosina (ATP).

Objetivo E

Describir la cadena de acontecimientos relacionados con un potencial de acción. Los impulsos nerviosos, que llevan la información desde un punto del organismo hasta otro, pueden describirse como la progresión de un cambio súbito en el potencial de reposo a lo largo de la membrana neuronal. Esta "alteración viajera" llamada potencial de acción se muestra en la figura 9-5.

Inicio de la despolarización

Dirección del impulso

Inicio de la despolarización

Fig. 9-5. Esquema de un potencial de acción en que se demuestra el movimiento de las cargas.

La secuencia de acontecimientos es como sigue: 1. El estímulo (químico, eléctrico o mecánico) es suficiente para alterar el potencial de membrana en reposo de una región particular de la membrana. 2. La permeabilidad de la membrana a los iones de sodio aumenta hasta el punto de estimulación. 3. Los iones de sodio se trasladan con rapidez hacia la célula a través de la membrana. 4. Como los iones sodio se trasladan hacia la célula, el potencial transmembrana alcanza el cero (la membrana se vuelve, de manera local, despolarizada).

Capítulo 9

Tejido nervioso

172

5. Los iones de sodio continúan su movimiento hacia adentro de la célula, y el interior de la membrana se torna de alguna manera positivo respecto del exterior (polarización inversa). 6. La polarización inversa en el sitio de estimulación produce una corriente local que actúa como estímulo para la región adyacente de la membrana. 7. En el punto estimulado en principio, la permeabilidad de la membrana disminuye para el sodio y aumenta para el potasio 8. Los iones de potasio se mueven con rapidez hacia el exterior, haciendo que la membrana sea de nuevo positiva con respecto al interior (repolarización). 9. Las bombas de sodio y potasio transportan iones de sodio de regreso al exterior, así como iones de potasio hacia el interior de la célula (el ciclo se repite desde el paso 1, con relación al sitio de avance). 9.10

¿Qué determina si el estímulo será suficiente para producir un potencial de acción en una célula nerviosa? El potencial de membrana en reposo es de casi —70 mV (fig. 9-6). Esto significa que el potencial común de la superficie interna es de 70 maV por debajo del potencial de la superficie externa. Un estímulo umbral (justo el adecuado) aumentará lo suficiente la permeabilidad de la membrana a los iones de sodio, con el fin de alcanzar el potencial de casi 55 mV; una vez que se alcanza este potencial umbral, ocurre una completa despolarización y repolarización, con lo cual se genera un potencial de acción.

Despolarización Potencial de acción

Permeabilidad al Na*

Permeabilidad al K+

Potencial de membrana en reposo

Repolarización

Tiempo (mseg)

Fig. 9-6. Potencial de acción: potencial de membrana en reposo, despolarización y repolarización.

9.11

¿Se relaciona el tamaño del potencial de acción con la fuerza del estímulo? No. Las células nerviosas y musculares sólo obedecen la ley del todo o nada, la cual plantea que un estímulo umbral evoca una respuesta máxima y que el estímulo subumbral no evoca respuesta.

Capítulo 9

9.12

Tejido nervioso

173

Si una neurona ha recibido un estímulo umbral y se experimenta despolarización y repolarización, ¿cuánto tiempo debe transcurrir antes que un segundo estímulo pueda producir un potencial de acción? El intervalo desde el inicio de un potencial de acción hasta la repolarización es de alrededor de un tercio completo y, durante él, ningún estímulo puede provocar otra respuesta; la "fase muerta" se conoce como periodo refractario absoluto. Después de éste, hay un intervalo en el que la neurona no responderá a un estímulo umbral normal, sino a un estímulo subumbral; esto se conoce como periodo refractario relativo.

9.13

¿Qué factores influyen en la velocidad de conducción de los impulsos a lo largo de las membranas celulares excitables? Diámetro de la fibra conductora. La velocidad de conducción es directamente proporcional al diámetro de la fibra. Temperatura de la célula. Las fibras nerviosas calientes conducen los impulsos con mayor velocidad. Presencia o ausencia de vainas de mielina. Las fibras mielinizadas conducen los impulsos más rápido que las fibras no mielinizadas. Esto se debe a que los potenciales de acción "saltan" de un nodo de neurofibrilla a otro, en lugar de progresar de un punto a otro a lo largo del axón. Este salto del impulso se llama conducción saltatoria, y ésta no sólo es más rápida, sino también consume menos energía, puesto que el bombeo de los iones de sodio y de potasio necesita ocurrir sólo en los nodos.

Objetivo F

Definir sinapsis y transmisión sinaptica La sinapsis es la unión especializada a través de la cual los impulsos pasan de una neurona a otra {transmisión sináptica). Con referencia a la figura 9-7, los pasos en el proceso son:

1. Un potencial de acción se propaga sobre el axón. 2. Un influjo de iones de calcio ocasiona que las vesículas sinápticas se fusionen con la membrana presináptica. 3. El neurotransmisor se libera mediante exocitosis desde las vesículas posinápticas hacia la hendidura sináptica. 4. El neurotransmisor se difunde a través de la hendidura sináptica hasta la membrana posináptica. 5. El neurotransmisor se combina con los receptores específicos en la membrana posináptica. 6. La permeabilidad de la membrana posináptica se altera, y después de ello se inicia un impulso en la segunda neurona. 7. El neurotransmisor se elimina de la sinapsis debido a degradación enzimática, captación en la membrana presináptica o difusión fuera de la región sináptica.

174

Tejido nervioso

Capítulo 9

Terminal axónica

Membrana presináptica

Vesícula sináptica Neurotransmisor químico Receptores del neurotransmisor

Hendidura neural Membrana posináptica

Fig. 9-7. Transmisión sináptica.

9.14

Definir con brevedad los términos retraso sináptico, fatiga sináptica y conducción en una sola dirección Retraso sináptico. Existe un retraso de cerca de 0.5 mseg en la transmisión de un impulso desde una terminal axónica de la neurona presináptica hacia la neurona posináptica. Este tiempo se emplea en (1) la liberación del neurotransmisor, (2) la difusión del neurotransmisor a través de la hendidura sináptica, (3) la interacción del neurotransmisor con los receptores situados en la membrana de la neurona posináptica y (4) el inicio del impulso en la neurona posináptica. Fatiga sináptica. La estimulación repetitiva se acompaña de disminución progresiva en la transmisión sináptica debido a la depleción del depósito de neurotransmisores en la terminal axónica. Conducción en una sola dirección. La mayoría de las sinapsis conducen impulsos en una dirección única, debido a que por lo general el neurotransmisor se presenta sólo en un lado de la terminal axónica.

9.15

Los neurotransmisores excitatorios ocasionan que la neurona posináptica se vuelva activa y los inhibitorios evitan que la neurona posináptica se torne activa. Diferenciar de manera breve los mecanismos excitatorios de los inhibitorios Los neurotransmisores excitatorios son aquellos que aumentan la permeabilidad de la membrana posináptica hacia los iones de sodio. El potencial de membrana aumentado, pero aún subumbral, se conoce como potencial excitatorio posináptico (EPSP), y se dice que la membrana está hipopolarizada. Existen dos formas en que algunos potenciales excitatorios posinápticos pueden combinarse para alcanzar el umbral y provocar un potencial de acción; (1) en la sumación espacial, algunas neuronas presinápticas liberan de manera simultánea el neurotransmisor hacia una sola neurona posináptica; (2) en la sumación temporal, los potenciales excitatorios posinápticos se derivan de rápidas y sucesivas descargas de neurotransmisor desde la misma terminal axónica. Los neurotransmisores inhibitorios son aquellos que aumentan la permeabilidad de la membrana posináptica a los iones de cloro y potasio, con lo cual se forma una membrana hiperpolarizada que muestra un potencial inhibitorio posináptico (IPSP). Durante este tiempo, la membrana se encuentra hiperpolarizada y el potencial es mucho más bajo que el umbral, con lo cual se dificulta aún más la generación de un potencial de acción.

9.16

¿Qué fármacos específicos pueden influir en la transmisión sináptica? La reserpina puede inhibir la recaptación y el almacenamiento del neurotransmisor noradrenalina en las vesículas sinápticas. La toxina botulínica es capaz de bloquear la liberación del neurotransmisor acetilcolina desde las vesículas sinápticas. Las anfetaminas pueden estimular la liberación de noradrenalina desde las vesículas sinápticas. La atropina tiene la propiedad de bloquear los receptores para acetilcolina en la membrana posináptica. Los colinérgicos se unen a los receptores a acetilcolina, en donde mimetizan al neurotransmisor. Los anticolinérgicos inhiben la destrucción o el metabolismo de la acetilcolina.

Capítulo 9

Tejido nervioso

175

La enfermedad de Parkinson es un trastorno neurológico progresivo (deficiencia de dopamina en el sistema extrapiramidal) en el que se destruyen las células nerviosas dentro de los núcleos basales del encéfalo. La enfermedad de Parkinson, por lo general, se presenta hacia la edad madura en adelante, con progresión gradual en evolución prolongada. Los síntomas incluyen: temblor de las manos, debilidad, y rigidez de las articulaciones mayores que ocasiona postura fija encorvada y marcha lerda o con arrastre de los pies. Los síntomas pueden tratarse de manera parcial con ejercicio, calor, masaje, anticolinérgicos, antihistamínicos y L-dopa (un precursor de la dopamina que puede cruzar la barrera hematoencefálica). La enfermedad de Alzheimer es la causa más común de demencia senil. El origen de la enfermedad de Alzheimer aún se investiga, pero existe evidencia de que se relaciona con la pérdida de neuronas que terminan en el hipocampo y en la corteza cerebral (áreas del encéfalo que están unidas con el almacenamiento de la memoria) y que usan acetilcolina como neurotransmisor. La necropsia de personas que fallecieron por enfermedad de Alzheimer muestra placas neuróticas (axones degenerados y depósitos de proteína amiloide), que son similares a las observadas en personas con el síndrome de Down.

Ejercicios de repaso Opción múltiple 1. ¿Qué tipo de células neurogliales no se encuentran en el sistema nervioso central? (a) astrocitos, (¿0 células ependimarias, (c) microglia, (d) células satélite, (e) oligodendrocitos. 2. La neuroglia o células gliales que tienen funciones similares a las de los leucocitos son (a) oligodendrocitos, (b) astrocitos, (c) microglia, (d) células ependimarias, (e) linfocitos. 3. La velocidad de un impulso nervioso es independiente de (a) el diámetro de la fibra nerviosa, (b) el estado fisiológico del nervio, (c) la presencia de mielina, (d) la longitud de la fibra nerviosa, (e) la presencia de neurolemocitos. 4. La unidad básica del sistema nervioso es (a) el axón, (b) la dendrita, (c) la neurona, (d) el cuerpo celular, (e) la sinapsis. 5. La despolarización de la membrana de una célula nerviosa ocurre por el rápido influjo de (a) iones de potasio, (¿0 iones de cloro, (c) aniones orgánicos, (d) iones de sodio. 6. Una sustancia transmisora liberada en la hendidura sináptica es (a) colinesterasa, (b) acetilcolina, (c) trifosfato de adenosina, (d) ácido ribonucleico, (e) todas las anteriores. 7. En una sinapsis, la conducción del impulso nervioso normalmente (a) ocurre en ambas direcciones, ib) se presenta sólo en una dirección, (c) depende de acetilcolina, (d) depende de noradrenalina. 8. En una neurona en reposo (a) la membrana es eléctricamente permeable, (b) el exterior de la membrana es de carga positiva, (c) el exterior es de carga negativa, (d) la diferencia de potencial a través de la membrana es cero. 9. Las dendritas conducen impulsos nerviosos (a) hacia el cuerpo celular, (b) lejos del cuerpo celular, (c) a través del cuerpo de la célula nerviosa, (d) de una célula nerviosa a otra. 10. La enzima que destruye la acetilcolina es (a) adenosintrifosfatasa (ATPasa), (b) adrenalina, (c) colinesterasa, (d) lipasa, (e) acetilcolinesterasa.

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Capítulo 9

11. La sustancia transmisora en la neurona presináptica está contenida en (a) la hendidura sináptica, (b) la vesícula de la neurona, (c) el canal sináptico, (d) la mitocondria. 12. La superficie interna de la membrana de una neurona no conductora difiere de la superficie externa porque la primera es de (a) carga negativa y contiene menos sodio, (b) carga positiva y contiene menos sodio, (c) carga negativa y contiene más sodio, (d) carga positiva y contiene más sodio. 13. La presencia de mielina da a la fibra nerviosa su (a) color gris y capacidades degenerativas, (b) color blanco y aumenta la velocidad de transmisión de impulsos, (c) color blanco y disminuye la velocidad de transmisión de impulsos, (d) color gris y aumenta la velocidad de transmisión de impulsos. 14. Durante la despolarización de la membrana neuronal, (a) los iones de sodio se mueven con rapidez hacia el interior de la célula, (b) los iones de sodio se mueven con rapidez hacia afuera de la célula, (c) los iones de potasio se mueven con rapidez hacia el exterior de la célula, (d) los iones de potasio se mueven con rapidez hacia el interior de la célula. 15. La llegada a una neurona de numerosos impulsos desde los axones terminales, que por tanto producen un potencial de acción, es un ejemplo de (a) sumación temporal, (b) divergencia, (c) potencial de generación, (d) sumación espacial. 16. La regulación nerviosa difiere de endocrina en que la primera (a) es rápida, precisa y localizada, (b) es más lenta y más penetrante, (c) no requiere de actividad consciente, (d) tiene efectos de larga duración. 17. La materia gris del encéfalo consta principalmente de (a) axones de células neuronales, (b) dendritas de células neuronales, (c) secreciones de células neuronales, {d) cuerpos de células neuronales. 18. La espiral compacta de neurolemocitos que rodea ciertas clases de axones se llama (a) vaina de mielina, (b) neurolema, (c) nodo, (d) materia gris. 19. Las interrupciones que ocurren en intervalos regulares a lo largo del axón recubierto con mielina son (a) nodos de neurofibrilla, (b) sinapsis, (c) hendiduras sinápticas, (d) uniones en brecha o en hendidura. 20. La unión entre dos neuronas se llama (a) neuroespacio, (b) axón, (c) sinapsis, (d) unión neural. 21. Un potencial inhibitorio posináptico está mediado por (a) aumento en la permeabilidad a todos los cationes, (b) permeabilidad selectiva a calcio, sodio y potasio, (c) incremento de la permeabilidad a todos los aniones, (d) permeabilidad selectiva a iones de potasio y cloro. 22. La despolarización general hacia el umbral de una membrana celular cuando predominan actividades sinápticas excitatorias se conoce como (a) facultación, (b) diferenciación, (c) inhibición, (d) facilitación. 23. Ejemplos de neurotransmisores son (a) adenina y guanina, (b) timina y citosina, (c) acetilcolina y noradrenalina, (d) ninguno de los anteriores. 24. Los grupos de cuerpos celulares neuronales que se encuentran en el sistema nervioso central se llaman (a) grupos nerviosos, (b) ganglios, (c) axones, (d) núcleos. 25. ¿Cuáles de los siguientes se presentan dentro del sistema nervioso periférico? (a) oligodendrocitos, (b) células ependimarias, (c) microglia, (d) células satélite.

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Capítulo 9

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Verdadero o falso 1. Básicamente existen dos tipos diferentes de células en el sistema nervioso. 2. El axón es la extensión citoplásmica neuronal que conduce impulsos hacia el cuerpo celular. 3. Una fibra nerviosa despolarizada tiene abundancia de iones de sodio en el exterior de la membrana axónica. 4. Las células gliales sostienen metabólicamente a las neuronas del sistema nervioso central, las soportan de manera física y regulan las concentraciones iónicas en el espacio extracelular. 5. Por lo general las dendritas son más largas que los axones. 6. Cada neurona posináptica tiene sólo una unión sináptica en la superficie de sus dendritas. 7. Un solo potencial excitatorio posináptico es suficiente para ocasionar un potencial de acción. 8. Sólo los potenciales excitatorios posinápticos muestran sumación temporal y espacial. 9. Las sinapsis químicas operan sólo en una dirección. 10. Todas las sinapsis son inhibitorias. 11. Un impulso nervioso puede viajar a lo largo de un axón en una distancia infinita sin distorsión o pérdida de fuerza. 12. El impulso nervioso es de todo o nada. 13. El potencial de reposo en una célula nerviosa se origina por una alta concentración de potasio fuera de la célula. 14. La permeabilidad al sodio, de la membrana de una célula nerviosa, disminuye conforme se despolariza la membrana. 15. La bomba de sodio funciona por difusión y por tanto no requiere de trifosfato de adenosina para su operación. 16. La hiperpolarización de la membrana posináptica por una sinapsis excitatoria produce un potencial excitatorio posináptico. 17. La vaina de mielina rodea las dendritas. 18. La transmisión a través de la unión sináptica es por difusión de sodio. 19. Dos sustancias transmisoras en el sistema nervioso central son la dopamina y la acetilcolina. 20. La neuroglia tiene una respuesta de potencial de acción. 21. Las neuronas motoras llevan información desde los receptores en la periferia hacia el sistema nervioso central. 22. Los nervios motores somáticos inervan el músculo esquelético, y los nervios autónomos inervan los músculos liso y cardiaco y las glándulas.

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Tejido nervioso

Capítulo 9

Completar 1. La mayoría de las uniones especializadas que reciben estímulos de otras neuronas se localizan en y de la neurona. 2. Sólo 10% de las células en el sistema nervioso son

, y el resto son

3. Las células tienen un solo axón y múltiples dendritas cortas muy ramificadas que se prolongan desde el cuerpo celular. 4. La velocidad con que un potencial de acción se transmite hacia la membrana depende del de la fibra o si ésta se encuentra o no 5. En una neurona mielinizada, el potencial de acción parece que salta de un nodo a otro. Este método de propagación se llama 6. Dentro del sistema nervioso periférico, la mielina está formada por 7. Una unión entre dos neuronas, en donde la actividad eléctrica en la primera influye la excitabilidad de la segunda, se llama 8. La sustancia transmisora se almacena en pequeñas en el botón sináptico.

rodeadas de membrana

9. Cuando un potencial de acción despolariza el botón sináptico, pequeñas cantidades de sustancia neurotransmisora se liberan en la 10. La suma de dos o más potenciales excitatorios posinápticos que se originan en diferentes lugares y que da por resultado la despolarización de la membrana, se llama 11. El intervalo desde el inicio de un potencial de acción hasta la repolarización es de alrededor de un tercio completo y durante él ningún estímulo puede provocar otra respuesta. Este se califica como 12. Con estimulación repetida, existe disminución progresiva en la transmisión sináptica debido a la depleción del almacén de neurotransmisor en la terminal axónica. Esto se conoce como 13. Un padecimiento degenerativo crónico que destruye progresivamente las vainas de mielina de las neuronas se llama 14. Un grupo de cuerpos celulares nerviosos en el sistema nervioso periférico se conoce como

Capítulo 9

Tejido nervioso

179

Identificar Identifique las estructuras localizadas en la figura de la derecha.

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Relacionar Relaciona el tipo de neurona con su descripción o función. 1. Neurona multipolar

(a) sólo se encuentra en el sistema nervioso central

2. Neurona sensorial

(b) una dendrita y un axón

3. Neurona de asociación

(c) una sola rama conectada con el cuerpo celular

4. Neurona unipolar

(d) lleva información hacia el sistema nervioso central

5. Neurona bipolar

(e) un axón largo y muchas dendritas

Respuestas y explicaciones a los ejercicios de repaso Opción múltiple 1. (d) Las células satélite son células pequeñas aplanadas que soportan los cuerpos celulares de las neuronas dentro.de los ganglios del sistema nervioso periférico. 2. (c) La microglia fagocita de manera activa a los agentes patógenos y los restos celulares dentro del sistema nervioso central. 3. (d) La longitud de la fibra nerviosa no tiene relación con la velocidad de conducción del impulso. 4. (c) La neurona o fibra nerviosa es la unidad básica del sistema nervioso debido a que las actividades del sistema se llevan a cabo en el nivel neuronal. 5. (d) Cuando se estimula la membrana de la neurona, en ese punto hay un aumento de permeabilidad al sodio. Conforme los iones de sodio se mueven hacia el interior, la membrana se despolariza. 6. (b) La acetilcolina es una de muchas sustancias transmisoras que se pueden liberar en el espacio sináptico de las vesículas de una neurona presináptica. 7. (b) La función sináptica ocurre sólo en una dirección, debido a que los neurotransmisores están almacenados en las vesículas sinápticas de las neuronas presinápticas. 8. {b) La superficie externa de una neurona en reposo es de carga positiva. Existen más iones de sodio fuera de la membrana. 9. (a) Las dendritas transmiten impulsos hacia el cuerpo celular de la neurona, y los axones transmiten los impulsos lejos del cuerpo celular. 10. (c) La colinesterasa o acetilcolinesterasa es la enzima que rompe químicamente la acetilcolina.

Tejido nervioso

180

Capítulo 9

11. (b) Las vesículas sinápticas localizadas en las terminales axónicas contienen neurotransmisores químicos que incluyen, por ejemplo, acetilcolina, noradrenalina y glicina. 12. (a) La superficie interior de una neurona con un potencial de reposo contiene menos sodio que en la superficie exterior, y la superficie interior tiene carga negativa (-70 mV). 13. (b) Debido al alto contenido de lípidos en la vaina de mielina, su color es blanco. La vaina de mielina permite que un impulso viaje por medio de la conducción saltatoria (los impulsos saltan de un nodo a otro). 14. (c) El potasio tiene carga positiva; durante la repolarización, se mueve con rapidez desde la superficie interna hacia la superficie externa de la membrana. 15. (d) En la sumación espacial, algunas neuronas presinápticas liberan simultáneamente el neurotransmisor hacia una sola neurona posináptica. 16. (a) El sistema nervioso controla las actividades del organismo, las cuales con frecuencia son respuestas muy precisas y localizadas. 17. (d) Los cuerpos celulares nerviosos tienen una apariencia grisácea en tanto que las vainas de mielina son blancas. 18. (a) Los neurolemocitos (células de Schwann) forman las vainas de mielina en el sistema nervioso periférico. 19. (a) Los nodos de las neurofibrillas son los espacios entre los neurolemocitos. 20. (c) La sinapsis es la unión entre dos neuronas. 21. (d) La mayoría de los transmisores inhibitorios inducen hiperpolarización de la membrana al hacerla más permeable al K+ o Cl o a ambos. 22. (d) Se dice que una membrana hiperpolarizada está facilitada. 23. (c) La acetilcolina y la noradrenalina son dos neurotransmisores importantes. 24. (d) Los grupos de cuerpos celulares neuronales en el sistema nervioso central forman núcleos, pero en el sistema nervioso periférico forman ganglios. 25. (d) Las células satélite soportan a los ganglios dentro del sistema nervioso periférico. Verdadero o falso 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22.

Falso. Hay neuronas y al menos seis tipos de neuroglia Falso. Los axones conducen los impulsos fuera del cuerpo celular Verdadero Verdadero Falso. Las dendritas son, por lo general, más cortas que los axones, aunque algunas son tan largas como los axones Falso. Existen muchas uniones sinápticas en la superficie de una sola dendrita Falso. Por definición, un potencial excitatorio posináptico es subumbral Verdadero Verdadero Falso. Muchas sinapsis son excitatorias Verdadero Verdadero Falso. El potasio está en mayor concentración dentro de la célula Falso. La permeabilidad de la membrana al sodio aumenta durante la despolarización Falso. La bomba de sodio funciona por transporte activo y por ello requiere energía (trifosfato de adenosina) Falso. Un potencial excitatorio posináptico produce hipopolarización Falso. La vaina de mielina por lo general rodea a los axones; algunas dendritas están mielinizadas Falso. La transmisión a través de una sinapsis es por la difusión del neurotransmisor Verdadero Falso. La función de la neuroglia es la de soportar las fibras nerviosas, no transmitir impulsos Falso. La transmisión motora es desde el sistema nervioso central hacia la periferia Verdadero

Completar 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

dendritas, cuerpo celular neuronas, neuroglia multipolares diámetro, mielinizada conducción saltatoria neurolemocitos (células de Schwann) sinapsis

8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.

vesículas hendidura sináptica sumación espacial periodo refractario fatiga sináptica esclerosis múltiple ganglio

Tejido nervioso

Capítulo 9 Identificar 1. Dendritas 2. Cuerpo celular de la neurona 3. Axón Relacionar 1. (e) 2. (d) 3. (a)

4. (c) 5. (b)

4. Nodo de la neurofibrilla 5. Neurolemocito 6. Terminales axónicas

181

Sistema nervioso central Objetivo A

10

Describir en términos generales estructura y funciones del sistema nervioso central. El sistema nervioso central consta de encéfalo y médula espinal, y está protegido por una estructura ósea (el cráneo y la columna vertebral) y las meninges membranosas (Objetivo H). Asimismo, está bañado por el líquido cefalorraquídeo y contiene materias gris y blanca. Las funciones del sistema nervioso central incluyen orientación y coordinación corporal, asimilación de experiencias (aprendizaje) y programación de la conducta instintiva.

10.1

¿De qué se componen las materias blanca y gris, y en dónde se localizan? La materia gris consta de cuerpos celulares nerviosos y dendritas, o de axones no mielinizados y neuroglia; forma la corteza cerebral convoluta exterior y la corteza cerebelosa. También existen como grupos especiales de cuerpos celulares nerviosos llamados núcleos en lo profundo de la materia blanca. En la médula espinal, la materia gris está en la parte profunda de la materia blanca; ésta consta de axones mielinizados agregados y asociados, y forma los haces o fascículos de fibras nerviosas dentro del sistema nervioso central.

10.2

¿Qué tan grande es el encéfalo, cuántas neuronas contiene y cómo se interconectan éstas? El encéfalo de una persona adulta pesa alrededor de 1.5 kg y se calcula que está compuesto de 100 mil millones (10¹¹) de neuronas. Estas se comunican unas con otras por medio de innumerables sinapsis entre axones y dendritas. Los neurotransmisores químicos llamados neuropéptidos (cuadro 10-3) transmiten impulsos nerviosos a través de las sinapsis y actúan en las neuronas posinápticas en el sistema nervioso central. Estos mensajeros proteínicos especializados explican las funciones mentales específicas.

Objetivo B Describir el desarrollo embrionario del encéfalo hacia cerebro anterior, cerebro medio y cerebro posterior, y explicar cómo se correlaciona esto con la división del encéfalo en cinco regiones maduras derivadas de las tres iniciales. El encéfalo empieza su desarrollo embrionario conforme el extremo del tubo neural comienza a crecer con rapidez y a diferenciarse. Para la cuarta semana después de la concepción, son evidentes tres distintos crecimientos: el prosencéfalo (cerebro anterior), el mesencéfalo (cerebro medio) y el rombencéfalo (cerebro posterior). El crecimiento ulterior, durante la quinta semana, da lugar a la formación de cinco regiones maduras: el telencéfalo y el diencéfalo, que derivan del cerebro anterior; el mesencéfalo, que permanece sin cambios, y el metencéfalo y el mielencéfalo que se forman a partir del cerebro posterior (fig. 10-1). La división celular diferenciada y su crecimiento en áreas específicas del cerebro hacen que algunas de tales áreas sean mayores que otras. Se desconoce aquello que dispara la proliferación celular, su crecimiento y especialización en una región en comparación con otras zonas, pero se sabe que algunas sustancias consumidas por la madre durante el embarazo (p. ej., alcohol) pueden alterar significativamente el desarrollo normal del cerebro. 10.3

Listar las estructuras principales de cada una de las cinco regiones del encéfalo, e indicar sus funciones generales (cuadro 10-1).

182

Capítulo 10 Tres vesículas primarias Pared

183

Sistema nervioso central Cinco vesículas secundarias as Paredes

Cavidades

Hemisferio cerebral

Ventrículos laterales

Tálamo

Tercer ventrículo

Cavidad Telencéfalo Prosencéfalo (cerebro anterior) Mesencéfalo

Diencéfalo

Derivadas en el adulto

Hipotálamo

Mesencéfalo

Mesencéfalo

Metencéfalo

Cerebelo

Acueducto

(cerebro medio) Rombencéfalo (cerebro posterior)

Puente de Varolio

' Mielencéfalo

Médula oblonga Médula espinal

Porción superior

del cuarto ventrículo

Porción inferior -

Fig. 10-1. Cambios del desarrollo en el encéfalo embrionario.

Cuadro 10-1. Regiones del encéfalo y sus estructuras principales Región

Función

Estructura

Telencéfalo

Cerebro

Control de la mayoría de las actividades sensoriales; razonamiento, memoria, inteligencia, etc.; funciones instintivas y límbicas (emocionales)

Diencéfalo

Tálamo

Centro de difusión: todos los impulsos (excepto olfatorios) que van hacia el cerebro experimentan sinapsis aquí

Hipotálamo

Regulación de la formación de orina, temperatura corporal, hambre, frecuencia cardiaca, etc.; control de la actividad secretora en la hipófisis anterior; funciones instintivas y límbicas

Mesencéfalo

Metencéfalo

Mielencéfalo

Objetivo C

Hipófisis

Regulación de otras glándulas endocrinas

Colículos superiores

Reflejos visuales

Colículos inferiores

Reflejos auditivos

Pedúnculos cerebrales

Reflejos de coordinación; contiene muchas fibras motoras

Cerebelo

Equilibrio y coordinación motriz

Puente de Varolio

Centro de difusión; contiene los núcleos respiratorios

Médula oblonga

Centro de difusión; contiene muchos núcleos; centro autónomo visceral (p. ej., respiración, frecuencia cardiaca, vasoconstricción)

Describir el cerebro y las funciones de los lóbulos cerebrales. El cerebro consta de cinco pares de lóbulos dentro de dos hemisferios cerebrales convolutos. Los hemisferios se conectan mediante el cuerpo calloso. Se considera que el cerebro abarca cerca de 80% de la masa cerebral y se relaciona con funciones superiores, entre ellas la percepción de los impulsos sensoriales, la incitación de movimientos voluntarios, la memoria, el pensamiento y el razonamiento.

184

Sistema nervioso central

10.4

Capítulo 10

Describir las dos capas del cerebro. ¿Por qué la capa externa está convoluta? La capa superficial convoluta o corteza cerebral (fig. 10-2) se compone de materia gris de 2 a 4 mm de grosor. Los pliegues elevados son las circunvoluciones, y las depresiones son los surcos. Las circunvoluciones aumentan bastante el área de superficie de la materia gris y, por tanto, el número total de cuerpos celulares nerviosos. Por debajo de la corteza cerebral se encuentra la materia blanca gruesa del cerebro, conocida como médula cerebral.

Polo frontal Cisura longitudinal cerebral

Circunvolución frontal superior Surco frontal superior

Surco central Surco central (cisura de Rolando)

Polo occipital Circunvolución parietal ascendente

Circunvolución prerrolándica

Lóbulo parietal Lóbulo frontal

Cisura parietooccipital

Cisura lateral Lóbulo occipital Lóbulo temporal Hemisferio cerebeloso

(b) Cisura longitudinal cerebral Cuerpo calloso

Corteza cerebral Materia blanca del cerebro

Ventrículo lateral Tálamo Lóbulo insular Tercer ventrículo

Núcleo caudado Putamen

" Núcleos basales

Globo pálido_ Núcleos hipotalámicos

Tallo hipofisario Hipófisis

Fig. 10-2. Cerebro. (a) Vista superior, (b) vista lateral y (c) vista coronal.

10.5

¿Cuáles son las funciones específicas de los lóbulos cerebrales pareados? (cuadro 10-2).

10.6

Distinguir entre un surco y una cisura. Un surco es una depresión o hendidura poco profunda entre las circunvoluciones de la corteza cerebral convoluta. Algunos de ellos se nombran como señales importantes del encéfalo. El surco más notable de éstos es el surco central entre la circunvolución prerrolándica del lóbulo frontal y la circunvolución parietal ascendente del lóbulo parietal (fig. 10-2).

Capítulo 10

185

Sistema nervioso central

Una cisura es una hendidura profunda entre estructuras mayores del cerebro. La más importante es la cisura cerebral longitudinal que separa el cerebro en hemisferios izquierdo y derecho. La cisura lateral separa el lóbulo frontal del lóbulo temporal, y la cisura parietooccipital separa el lóbulo temporal del lóbulo occipital.

Cuadro 10-2. Lóbulos cerebrales y sus funciones Lóbulos cerebrales

10.7

Funciones

Frontal

Control motriz voluntario de los músculos esqueléticos; personalidad (con el sistema límbico); procesos intelectuales (p. ej., concentración, planeación, toma de decisiones); comunicación verbal

Parietal

Interpretación somatestésica (p. ej., sensaciones cutáneas y musculares); comprensión y emisión del habla

Temporal

Interpretación de las sensaciones auditivas; memoria auditiva y visual

Occipital

Integración de movimientos enfocados con el ojo; correlación de las imágenes visuales con experiencia previa y otros estímulos sensoriales; conciencia visual

Insular

Memoria; integración de otras actividades cerebrales

¿En dónde se encuentra el área del habla y por qué es importante? El área motora del habla (área de Broca) se localiza en la circunvolución inferior izquierda del lóbulo frontal, inmediatamente anterior al surco lateral (fig. 10-3). La actividad mental en el área motora del habla causa una estimulación selectiva de los centros motores en otro sitio del lóbulo temporal, la cual a su vez origina contracción coordinada de los músculos esqueléticos en la faringe y la laringe. Al mismo tiempo, los impulsos motores se envían a los centros respiratorios (problema 10.19) para regular el movimiento del aire a través de las cuerdas vocales. La estimulación muscular combinada traduce los procesos de pensamiento en habla.

Los trastornos del habla y del lenguaje se clasifican en general como afasias. Estas alteraciones varían en gravedad desde problemas moderados del habla hasta la pérdida completa del poder de expresión por medio del habla, escritura o comprensión del lenguaje hablado o escrito. Ciertos tipos de afasias son congénitas; otros se adquieren por traumatismos o enfermedades que afectan los centros del lenguaje dentro del encéfalo. Surco central Área motora

Lóbulo frontal

Área sensorial Lóbulo parietal Área interpretativa general

Área motora del habla

Lóbulo occipital Área visual

Surco lateral Área auditiva

Cerebelo

Área interpretativa y memoria Lóbulo temporal

Tallo encefálico

Fig. 10-3. Principales áreas motoras y sensoriales de la corteza cerebral.

186

Capítulo 10

Sistema nervioso central

10.8 Verdadero o falso: los hemisferios cerebrales se comunican uno con otro mediante impulsos nerviosos a través de los haces de fibras. Verdadero. Los impulsos viajan no sólo entre los lóbulos de un hemisferio cerebral, sino también entre los hemisferios izquierdo y derecho y a otras regiones del encéfalo. Existen tres tipos de haces de fibras dentro de la materia blanca. Se denominan con base en su localización y la dirección en que conducen los impulsos (fig. 10-4). Las fibras de asociación están confinadas en un determinado hemisferio, en donde conducen impulsos entre las neuronas de varios lóbulos. Las fibras comisurales conectan las neuronas y las circunvoluciones de un hemisferio con las del otro hemisferio. El cuerpo calloso y la comisura anterior (fig. 10-4) se componen de las fibras comisurales. Las fibras de proyección forman haces descendentes, que transmiten impulsos desde el cerebro hacia otras partes del encéfalo y la médula espinal, y haces ascendentes, que transmiten impulsos al cerebro desde la médula espinal y otras partes del encéfalo. Una decusación es el sitio en donde las fibras de proyección cruzan de un lado a otro del sistema nervioso central.

Fibras de asociación dentro del hemisferio cerebral izquierdo

Cisura longitudinal cerebral Cuerpo calloso Fibras comisurales Núcleo caudado Fondo de saco Cuerpos mamilares Pedúnculos cerebrales Fibras de proyección Puente de Varolio Pirámide Decusación de las pirámides Médula oblonga Cerebelo

(a)

(b)

Fig. 10-4. Haces de fibras dentro del encéfalo, (a) Vista sagital de un hemisferio cerebral y (b) vista coronal del cerebro, mesencéfalo y tallo encefálico.

10.9

Comentar la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones respecto de las ondas cerebrales registradas en un electroencefalograma (EEG) (a) Las ondas cerebrales son expresiones colectivas de millones de potenciales de acción de las neuronas del cerebro. (b) Las ondas cerebrales se emiten por el encéfalo en desarrollo ya en las ocho semanas después de la concepción, y se continúan a lo largo de la vida de la-persona. (c) Ciertos patrones de ondas cerebrales significan funciones mentales sanas y las desviaciones de estos patrones son de significado clínico en el diagnóstico de traumatismos, depresión mental, hematomas, y varias enfermedades como tumores, infecciones y epilepsia. (d) Existen cuatro clases básicas de patrones de ondas cerebrales: alfa, beta, theta y delta. Las cuadro afirmaciones son verdaderas. Las ondas cerebrales se originan desde varios lóbulos cerebrales y tienen distintas frecuencias de oscilación. Las ondas alfa se registran mejor en el periodo de vigilia y cuando la persona está relajada y mantiene los ojos cerrados. Un modelo electroencefalográfico alfa de 10 a 12 Hz (ciclos por segundo) es normal para una persona adulta, y un modelo de 4 a 7 Hz es normal para un niño menor de ocho años. Las ondas beta acompañan a la actividad mental y visual; su frecuencia es de 13 a 25 Hz. Las ondas theta son comunes en recién nacidos y tienen una frecuencia de 5 a 8 Hz; la detección de estas ondas en una persona adulta puede indicar estrés emocional grave y puede señalar una depresión nerviosa inminente. Las ondas delta son comunes en una persona que duerme o en alguien que está en vigilia pero sufre daño cerebral; tienen una frecuencia baja de 1 a 5 Hz.

Capítulo 10

10.10

Sistema nervioso central

187

¿Qué son los núcleos básales? Los núcleos básales (ganglios básales) son pares de masas especializadas de materia gris que se localizan en la profundidad de la materia blanca del cerebro. Son parte del cuerpo estriado y de otras estructuras del mesencéfalo. El cuerpo estriado consta de los núcleos caudado y Ientiforme; este último a su vez se compone de putamen y globo pálido.

Los padecimientos nerviosos como la enfermedad de Parkinson o traumatismos físicos en los núcleos básales, por lo general causan una variedad de disfunciones motoras, entre ellas rigidez, temblor y movimientos rápidos y sin sentido. La terapia con fármacos de alguna manera puede ser eficaz en el manejo de estos trastornos. Los tratamientos experimentales incluyen el trasplante de tejido encefálico. Objetivo D Describir la localización y estructura del diencéfalo y explicar las funciones autónomas de sus principales componentes: tálamo, hipotálamo, epitálamo e hipófisis El diencéfalo, una región autónoma principal del prosencéfalo, está rodeado casi por completo por hemisferios cerebrales del telencéfalo. El tercer ventrículo (problema 10.27) forma una cavidad de medio plano dentro del diencéfalo. 10.11

¿Cuál es la estructura del tálamo y cuáles son sus funciones? El tálamo (fig. 10-5) es una gran masa ovoide de materia gris; en realidad constituye un órgano pareado, y cada porción se localiza inmediatamente por debajo del ventrículo lateral de su respectivo hemisferio cerebral (problema 10.27). Asimismo, es un centro de difusión para todos los impulsos sensoriales hacia la corteza cerebral, excepto el olfato. También está involucrado en las respuestas autónomas iniciales del organismo hacia estímulos intensamente dolorosos y es, por tanto, responsable parcial del estado fisiológico de choque que con frecuencia sigue a un traumatismo intenso.

Comisura intermedia Cuerpo calloso Esplenio del cuerpo calloso

Membrana pelúcida Rodilla del cuerpo calloso

Cuerpo pineal

Comisura anterior Tálamo

Cuerpos cuadrigéminos Hipotálamo

Cerebelo Arbol de la vida

Quiasma óptico Hipófisis

Cuerpo mamilar Puente de Varolio

Médula oblonga

Fig. 10-5. Sección sagital del encéfalo.

10.12

¿Cuáles de las funciones autónomas no lleva a cabo el hipotálamo? (a) frecuencia cardiaca, (b) control de la respiración, (c) regulación de la temperatura corporal, (d) regulación del hambre y la sed, (e) respuesta sexual.

Sistema nervioso central

188

Capítulo 10

(b) El hipotálamo consta de algunos núcleos interconectados con otras partes vitales del encéfalo (fig. 10-5). Aunque la mayoría de sus funciones se relaciona con la regulación de las actividades viscerales, el hipotálamo también realiza funciones emocionales (límbicas) e instintivas. Sus funciones principales son: Regulación cardiovascular. Los impulsos desde el hipotálamo posterior producen aceleración de los latidos cardiacos; los impulsos desde la porción anterior producen desaceleración autónoma. Regulación de la temperatura corporal. Los núcleos en la parte anterior del hipotálamo controlan la temperatura de la sangre arterial circulante. En respuesta a temperaturas por arriba de lo normal, el hipotálamo inicia impulsos que originan pérdida de calor a través de la sudación y la dilatación de los vasos cutáneos. En respuesta a temperaturas por debajo de lo normal, el hipotálamo difunde los impulsos que causan contracción de vasos cutáneos y estremecimiento. Regulación del agua y el equilibrio de electrólitos. Los osmorreceptores en el hipotálamo controlan la concentración osmótica de la sangre. La viscosidad de la sangre debida a carencia de agua provoca que la hipófisis posterior produzca y libere hormona antidiurética (ADH). Al mismo tiempo, el centro de la sed dentro del hipotálamo ocasiona sentimiento de sed. Regulación de la actividad gastrointestinal y el hambre. En respuesta a los impulsos sensoriales de las visceras abdominales, el hipotálamo regula las secreciones glandulares y la peristalsis en las vías gastrointestinales. Las concentraciones de glucosa, ácidos grasos y aminoácidos en la sangre se controlan por el centro de la alimentación en el hipotálamo lateral. Cuando se ingiere suficiente cantidad de alimento, un centro de la saciedad en la porción medial del hipotálamo inhibe el centro de la alimentación. Regulación del sueño y la vigilia. Los centros del sueño y de la vigilia en el hipotálamo funcionan junto con otras partes del encéfalo para determinar el grado de alerta consciente. Respuesta sexual. Los núcleos del centro sexual especializados dentro de la porción superior del hipotálamo reaccionan a la estimulación sexual y son los responsables para el sentimiento de gratificación sexual. Emociones. Los núcleos específicos dentro del hipotálamo interactúan con el resto del sistema límbico (problema 10.15) en la generación de respuestas emocionales como enojo, temor, dolor y placer. Control de las funciones endocrinas. El hipotálamo produce compuestos químicos neurosecretores que estimulan la liberación de varias hormonas por la hipófisis anterior.

10.13

Describir el epitálamo. En epitálamo es la porción superior del diencéfalo que incluye un techo delgado por arriba del tercer ventrículo. La glándula pineal pequeña y en forma cónica (cuerpo pineal; fig. 10-5) se extiende desde el epitálamo; asimismo, secreta la hormona melatonina, la cual puede desempeñar una función en el control del inicio de la pubertad.

10.14

Localizar la hipófisis. La hipófisis o glándula hipofisaria está unida al aspecto inferior del diencéfalo por el tallo hipofisario (figs. 10-2 y 10-5). Esta glándula está rodeada por una red en anillo de vasos sanguíneos llamada círculo arterial cerebral (anillo de Willis), y se divide de manera estructural y funcional en hipófisis anterior en la adenohipófísis e hipófisis posterior en la neurohipófisis. Las funciones endocrinas de la hipófisis se mencionan en el capítulo 13.

10.15

Establecer los principales componentes del sistema límbico. El sistema límbico es un asa neuronal más o menos en forma de dona dentro del encéfalo, con la región talámica en el "hoyo" y la corteza cerebral en el "exterior" (fig. 10-6). Además de involucrar al hipotálamo, el sistema límbico incluye tres estructuras que se denominan de acuerdo con su forma: la amígdala (almendra), el hipocampo ("caballo de mar") y el fondo de saco ("arco"). El sistema límbico genera emociones. También participa en la memoria a corto plazo a través del hipocampo.

Capítulo 10

Sistema nervioso central

189

Fondo de saco

Hipocampo Bulbo olfatorio Amígdala Lóbulo temporal

Fig. 10-6. Sistema límbico.

Objetivo E

Describir la localización del mesencéfalo y las funciones de sus varias estructuras. El mesencéfalo o cerebro medio es una sección corta del tallo encefálico entre el diencéfalo y el puente de Varolio (fig. 10-5). Contiene Los cuerpos cuadrigéminos vinculados con los reflejos visuales y auditivos, y los pedúnculos cerebrales, compuestos de haces de fibras. También contiene núcleos especializados que ayudan en el control de la postura y el movimiento.

10.16

¿Cuáles son las funciones de los colículos superiores e inferiores? Los cuerpos cuadrigéminos son cuatro elevaciones redondeadas sobre la porción superior del mesencéfalo (fig. 10-5). De éstas, las dos eminencias superiores, los colículos superiores, tienen relación con los reflejos visuales; las dos eminencias posteriores, los colículos inferiores, se encargan de los reflejos auditivos.

10.17

¿Los pedúnculos cerebrales sólo contienen fibras motoras? No. Los pedúnculos cerebrales se componen de fibras motoras y sensoriales. Proporcionan soporte al cerebro y lo vinculan con otras regiones cerebrales.

10.18

¿Cuáles son las funciones de los núcleos dentro del mesencéfalo? El núcleo rojo es la materia gris que conecta los hemisferios cerebrales y el cerebelo. Su color rojizo se debe a que tiene abundante suministro sanguíneo. Participa en los reflejos vinculados con la coordinación motora y la conservación de la postura. Otro núcleo pigmentado, la sustancia negra, es inferior al núcleo rojo y se piensa que inhibe los movimientos involuntarios. Su color oscuro se debe a un alto contenido de mielina.

Objetivo F

Describir el metencéfalo. El metencéfalo es la región del tallo encefálico que contiene al puente de Varolio y al cerebelo (fig. 10-5). El puente de Varolio consta de haces de fibras que difunden los impulsos de una región del encéfalo a otra. El cerebelo coordina las contracciones del músculo esquelético.

10.19

Además de servir como centro de difusión, ¿qué otras funciones tiene el puente de Varolio? Muchos de los pares craneales se originan de núcleos localizados dentro del puente de Varolio. Otros núcleos del puente, en los centros apnéustico y neumotáxico, cooperan con los núcleos en el área de ritmicidad de la médula oblonga para regular la frecuencia respiratoria (fig. 10-7).

190

Capítulo 10

Sistema nervioso central

Puente de Varolio Centro neumotáxico Centro apnéustico

Médula oblonga

Área de ritmicidad

Fig. 10-7. Centros respiratorios en el puente de Varolio y en la médula oblonga.

10.20

Comentar la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones respecto del cerebelo. (a) Consta de dos hemisferios que son convolutos en la superficie. (b) Funciona totalmente en el nivel subconsciente (involuntario). (c) Es la segunda estructura más grande del encéfalo y se compone de una capa externa delgada de materia gris y de haces de materia blanca, llamados en conjunto árbol de la vida (arbor vitae). (d) Coordina las contracciones del músculo esquelético en respuesta a la llegada de impulsos desde los propioceptores dentro de músculos, tendones, articulaciones y órganos sensoriales. Las cuatro afirmaciones son verdaderas. Las dos funciones principales del cerebelo son coordinar el movimiento corporal y mantener el balance. Para llevar a cabo estas funciones, el cerebelo está en comunicación constante con otras estructuras neurológicas a través de los pedúnculos cerebelosos, los cuales son haces de fibras que se extienden dentro del cerebelo y además lo soportan.

Objetivo G

Describir la localización y la estructura de la médula oblonga y determinar sus funciones. La médula oblonga, conectada con la médula espinal y compuesta en mucho por el tallo encefálico, es la estructura principal dentro del mielencéfalo. Contiene los núcleos de los pares craneales y funciones autónomas vitales. La formación reticular que surge del cerebro se localiza de manera parcial en el mielencéfalo.

10.21

Describir la decusación de las fibras de proyección en la médula oblonga. La médula oblonga se compone en esencia de materia blanca en la forma de haces ascendentes y descendentes situados entre la médula espinal y varias partes del encéfalo. La mayoría de las fibras de proyección que forman esos haces se decusa, o cruza hacia el otro lado, a través de la región piramidal de la médula oblonga (fig. 10-4), y con ello permiten que un lado del encéfalo reciba y envíe información hacia el lado opuesto del cuerpo.

10.22

Definir las funciones de los núcleos de la médula oblonga. La materia gris de la médula oblonga se compone de un número de núcleos importantes (fig. 10-8) para los pares craneales (componentes motores y sensoriales), difusión sensorial hacia el tálamo y difusión motora desde el cerebro hacia el cerebelo.

Sistema nervioso central

Capítulo 10 Núcleos motores

191 Núcleos sensoriales

Oculomotor accesorio Oculomotor Troclear Trigémino Abducens Facial Núcleos salivales superior e inferior Hipogloso

Núcleo mesencefálico del trigémino Trigémino Núcleos vestibulares Núcleos cocleares dorsal y ventral Núcleo del haz solitario

Vago Núcleo ambiguo

Núcleo del haz espinal del trigémino

Accesorio

Fig. 10-8. Núcleos del tallo encefálico.

10.23

¿Cuáles son las funciones autónomas de la médula oblonga? Además de los núcleos mencionados en el problema 10.22, tres núcleos dentro de la médula oblonga funcionan como centros autónomos para controlar las funciones viscerales. Centro cardiaco. Las fibras inhibitorias (a través de los nervios vagos) y las fibras aceleradoras (a través de los nervios raquídeos TI a T5) surgen de los núcleos del centre cardiaco. Centro vasomotor. Los impulsos del centro vasomotor ocasionan contracción de los músculos lisos de las paredes de las arteriolas y, en consecuencia, aumento de la presión sanguínea. Centro respiratorio (o área de ritmicidad). La frecuencia y profundidad de la respiración se controla por medio de los núcleos de este centro, junto con los del puente de Varolio (problema 10.19).

10.24

Se dice que la formación reticular es el contenedor del sistema reticular de activación. Explicar. La formación reticular es una compleja red de núcleos y de fibras nerviosas ascendentes y descendentes dentro del tallo encefálico. Al funcionar como sistema reticular de activación (RAS), genera un flujo continuo de impulsos que surgen del cerebro, a menos que sean inhibidos por otras partes del encéfalo. El sistema reticular de activación es sensible a los cambios químicos internos y traumatismos en el encéfalo. El traumatismo intenso de la formación reticular puede ocasionar que una persona entre en estado de coma.

Objetivo H

Describir las meninges protectoras del sistema nervioso central. El sistema nervioso central completo está protegido por tres recubrimientos membranosos de tejido conectivo llamados meninges. En orden de exterior a interior se encuentra la duramadre, la aracnoides y la piamadre (fig. 10-9).

10.25

¿Las meninges son uniformes en todo el sistema nervioso central? No. La duramadre craneal se divide en una capa perióstica más gruesa y en una capa meníngea más delgada. En ciertas áreas del encéfalo, las dos capas de la duramadre craneal se separan para formar los senos de la duramadre encerrados que recogen sangre venosa y la drenan a las venas yugulares internas del cuello. La duramadre espinal no es una doble capa.

192

Sistema nervioso central

Capítulo 10

Piel cabelluda Galea aponeurótica Hueso del cráneo Duramadre Aracnoides

Espacio subaracnoideo Vasos sanguíneos Plamadre Corteza cerebral Materia blanca del encéfalo

Fig. 10-9. Meninges craneales.

10.26

Comparar los espacios epidural y subaracnoideo. La duramadre espinal forma una vaina tubular resistente alrededor de la médula espinal. El espacio epidural es un área vascular entre la vaina y el canal vertebral. Contiene fibras lisas y tejidos conectivos adiposos que forman un cojín protector alrededor de la médula espinal. El espacio subaracnoideo se localiza entre la piamadre y la aracnoides. Se mantiene por delicadas fibras como de telaraña (fig. 10-9) y contiene líquido cefalorraquídeo (Objetivo I).

Un bloqueo epidural es una inyección de una solución anestésica en el área en donde los ner¬ vios raquídeos pasan a través del espacio epidural. Con frecuencia se administra en el área lumbar baja (entre L3 y L4) de las mujeres en trabajo de parto. Como su nombre lo indica, la inyección para bloqueo epidural no penetra en la duramadre. Por el contrario, una punción raquídea (o punción lumbar) administrada en el mismo sitio punciona la duramadre. Una punción raquídea se lleva a cabo para valorar el estado del líquido cefalorraquídeo y buscar signos de meningi¬ tis raquídea u otros padecimientos neurológicos. Objetivo I

Describir las propiedades y funciones del líquido cefalorraquídeo. El líquido cefalorraquídeo (LCR) es claro, del tipo de la linfa que se forma por el transporte activo de sustancias desde el plasma sanguíneo en el. plexo carotídeo (problema 10.28); for¬ ma un cojín dentro del sistema nervioso central y alrededor de él, y también mantiene a flote el encéfalo. Este líquido circula a través de los ventrículos del encéfalo, el canal central de la médula espinal y el espacio aracnoideo que rodea al sistema nervioso central.

10.27

Describir los ventrículos del encéfalo. Los ventrículos del encéfalo (fig. 10-10) se componen de una serie de cavidades que están conectadas una con otra y con el canal central de la médula espinal. Cada hemisferio cerebral contiene uno de los dos ventrículos laterales (combinados los ventrículos primero y segundo). El tercer ventrículo se localiza en el diencéfalo y está conectado con los ventrículos laterales mediante dos agujeros interventriculares. El cuarto ventrículo se localiza en el tallo encefálico; está conectado con el tercer ventrículo mediante el acueducto mesencefálico (acueducto cerebral) y se une con el canal central en un punto inferior.

Capítulo 10

193

Sistema nervioso central

Seno sagital Ventrículo lateral

Plexo coroideo del tercer ventrículo

- Agujero interventricular

Vellosidades aracnoideas Aracnoides Pia madre Duramadre

Tercer ventrículo Acueducto mesencefálicc

Plexo coroideo del cuarto ventrículo

Cuarto ventrículo Hacia el canal central de la médula espinal

(a)

(b)

Fig. 10-10. Ventrículos del encéfalo, (a) Vista anterior y (b) vista sagital. En b, el flujo del líquido cefalorraquídeo se indica con flechas.

10.28

¿Cuáles son las características físicas del líquido cefalorraquídeo? El líquido cefalorraquídeo tiene una gravedad específica de 1.007, que constituye una densidad cercana a la del tejido cerebral. De manera eficaz, el líquido cefalorraquídeo reduce el peso del encéfalo 97%; por tanto, 1 500 g de encéfalo suspendidos en el líquido cefalorraquídeo tienen un peso flotante de 45 g. Puesto que el sistema nervioso central carece de circulación linfática, el líquido cefalorraquídeo mueve los desechos celulares hacia el retorno venoso en donde se lleva a cabo el drenaje hacia las vellosidades aracnoideas (fig. 10-10b). El líquido cefalorraquídeo se produce de manera continua (cerca de 800 ml/día) por las masas capilares especializadas llamadas plexos coroideos, que se localizan en los techos de los ventrículos (fig. 10-10). Un volumen constante de 140 a 200 mi de líquido cefalorraquídeo se mantiene a una presión de líquido de alrededor de 10 mmHg.

La hidrocefalia es un trastorno en el cual el líquido cefalorraquídeo llena completamente los ventrículos cerebrales. La hidrocefalia congénita o primaria ocurre por obstrucción en el desa¬ rrollo de las vías del líquido cefalorraquídeo. En el recién nacido, cuyos huesos craneales aún no se han fusionado, este trastorno ocasiona agrandamiento de la cabeza. La hidrocefalia ad¬ quirida es el resultado de padecimientos como meningitis o traumatismo. Después de que las suturas craneales se han fusionado, es más probable que la hidrocefalia origine daño cerebral. Objetivo J Explicar la importancia de la barrera hematoencefálica en el mantenimiento de la homeostasis dentro del encéfalo. La barrera hematoencefálica (BBE) es un ordenamiento estructural de los capilares que rodean al tejido conectivo y los "pies" de los astrocitos que están adheridos a los capilares (cuadro 4-8). La barrera hematoencefálica determina de manera selectiva qué sustancias pueden pasar del plasma sanguíneo hacia el líquido extracelular del encéfalo. 10.29 Verdadero o falso: el alcohol pasa rápido a través de la barrera hematoencefálica debido a que es un compuesto soluble en lípidos. Verdadero. Los compuestos solubles en grasas pasan a través de la barrera hematoencefálica, tal como lo hace el H2O, O2, CO2 y la glucosa. Los iones inorgánicos de Na+, K+ y Cr~ pasan con más lentitud, por lo que sus concentraciones en encéfalo difieren de las del plasma sanguíneo. Otras sustancias tienen restringido el paso, entre ellas las macroproteínas, los lípidos, la creatinina, urea, inulina, ciertas toxinas y la mayoría de los antibióticos. La barrera hematoencefálica es un factor importante a considerar cuando se planea una terapéutica con medicamentos para trastornos neurológicos.

194

Capítulo 10

Sistema nervioso central

El encéfalo consume energía de manera continua a una velocidad alta y, aunque justi¬ fica sólo 2.5% del peso corporal, recibe aproximadamente 20% del gasto cardiaco en reposo a través de las arterias carótidas internas pareadas y de las arterias verte¬ brales. Está compuesto del tejido más dependiente de oxígeno en el organismo. Una insuficiencia de la circulación cerebral por un corto periodo de 10 seg provoca incons¬ ciencia. Objetivo K

Listar los neurotransmisores más comunes del encéfalo, junto con sus funciones. Los neurotransmisores (problema 9.15) están representados por más de 200 sustancias químicas específicas dentro del encéfalo. Estos son secretados por las neuronas que los sintetizan. Los neurotransmisores más importantes se listan en el cuadro 10-3.

Cuadro 10-3. Principales neurotransmisores del encéfalo Neurotransmisor

Excitatorios

Inhibitorios

Neuropéptidos (aminoácidos de cadena corta)

Objetivo L

Función

Acetilcolina

Facilita la transmisión de impulsos nerviosos a través de la sinapsis

Adrenalina, noradrenalina

Despierta al cerebro y lo mantiene alerta

Serotonina

Regulación de la temperatura, percepción sensorial, inicio del sueño

Dopamina

Control motriz

Acido gammaaminobutírico (GABA)

Coordinación motriz a través de la inhibición de ciertas neuronas

Glicina

Inhibe la transmisión a lo largo de ciertos haces de la médula espinal

Encefalinas, endorfinas

Bloquean la transmisión y la percepción del dolor

Sustancia P

Ayuda a los receptores de dolor en la transmi¬ sión de impulsos

Describir la estructura de la médula espinal.

La médula espinal es la porción del sistema nervioso central que se extiende a través del canal vertebral de la columna vertebral hasta la altura de la primera vértebra lumbar (Ll) (fig. 10-11). Se continúa hacia el cerebro a través del agujero magno del cráneo (cuadro 63). La médula espinal consta de materia gris localizada en el centro e involucrada en los reflejos, así como de haces ascendentes y descendentes periféricos de materia blanca que conducen los impulsos nerviosos hacia el encéfalo y desde él. De la médula espinal surgen 31 pares de nervios raquídeos (Objetivo C en cap. 11).

Capítulo 10

195

Sistema nervioso central

Duramadre

Cono medular Filum termínale

Cauda equina

Fig. 10-11. Porción inferior de la médula espinal.

10.30

Analizar las estructuras neurológicas de la región lumbar indicadas en la figura 10-11. En el nivel de Ll, el cono medular es la porción terminal de la médula espinal. Elfllum termínale es un filamento fibroso para el soporte de la piamadre que se prolonga de manera inferior desde la médula espinal. Los troncos nerviosos que irradian desde el cono medular se conocen en conjunto como cauda equina ("cola de caballo").

10.31 Describir la geometría de las materias gris y blanca dentro de la médula espinal. La materia gris profunda tiene, en corte transversal, una apariencia de letra H o de cuatro astas (fig. 10-12). Las astas posteriores (dorsales) reciben los axones de fibras sensoriales que penetran en la médula espinal desde un nervio raquídeo; las astas anteriores (ventrales) contienen las dendritas y los cuerpos celulares de las neuronas motoras que abandonan la médula espinal para penetrar en un nervio raquídeo. En los niveles torácico y lumbar también existen las astas laterales; éstas contienen neuronas simpáticas preganglionares cuyos axones salen vía la raíz anterior. La materia blanca superficial se compone principalmente de fibras mielinizadas. Las de origen común, destino y función forman haces, los cuales se encuentran separados por astas de la materia gris en tres regiones llamadas funículos posterior, lateral y anterior (fig. 10-12). Las subdivisiones de los funículos que contienen fibras de más de un haz se llaman fascículos.

Ganglio de la raíz posterior

Funículos posteriores

Surco medial posterior - Raíz posterior

Asta posterior Funículo lateral • • Nervio raquídeo Asta lateral Asta anterior • Raíz anterior-

Canal central Funículos anteriores Cisura medial anterior

Fig. 10-12. Sección transversal de la médula espinal y de las raíces de un nervio raquídeo pareado.

196

Sistema nervioso central

Capítulo 10

1. Funículos posteriores 2. Funículos laterales 3. Funículos anteriores

Fig. 10-13. Sección transversal de la médula espinal que muestra la localización de los funículos.

Términos clínicos clave Angiografía cerebral. Técnica usada para revelar anormalidades de los vasos sanguíneos cerebrales, como aneurismas o tumores encefálicos que desplazan a los vasos sanguíneos. Se inyecta una sustancia radioopaca en las arterias carótidas; después se toman placas de rayos X de los vasos sanguíneos del encéfalo. Coma. Grados variables de inconsciencia por causas diversas. Conmoción cerebral. Estado transitorio de inconsciencia después de una lesión en la cabeza y daño al tallo encefálico. Convulsiones. Contracciones espasmódicas de los músculos, relacionadas con semiinconsciencia o incons¬ ciencia. Son el resultado de irritabilidad extrema del sistema nervioso, provocada, por ejemplo, por daño cerebral, infarto o fiebre alta durante largo periodo. Corea. Padecimiento nervioso caracterizado por movimientos extraños repentinos e involuntarios. Puede ser de origen hereditario o consecuencia de fiebre reumática. Delirio. Estado de extrema confusión mental ocasionado por interferencia con los procesos metabólicos del encéfalo. Las alucinaciones, los trastornos del habla, la ansiedad y desorientación pueden significar síntomas. Electroencefalograma. Registro de los impulsos eléctricos del encéfala. Encefalitis. Enfermedad infecciosa del sistema nervioso central que daña las materias gris y blanca. Puede ser ocasionada por un virus o por ciertas sustancias químicas como plomo, arsénico y monóxido de carbono. Enfermedad cerebrovascular. Cualquier cambio patológico en los vasos sanguíneos cerebrales. Las enfer¬ medades cerebrovasculares incluyen aneurismas, aterosclerosis, embolia, infarto, trombosis, apople¬ jía o accidente cerebrovascular y hemorragia. Epilepsia. Padecimiento convulsivo crónico caracterizado por crisis recurrentes y alteración de la conciencia. Tiene bases hereditarias fuertes, pero también puede ser ocasionada por lesiones en la cabeza, tumores y enfermedades infecciosas en la niñez. Esclerosis múltiple. Trastorno neurológico remitente y recurrente que destruye la mielina de las neuronas. Causa parálisis gradual y trastornos progresivos graves en el habla, la visión, y las actividades menta¬ les. Los pacientes con esclerosis múltiple avanzada tienen dificultades para caminar y sufren de tem¬ blores corporales, debilidad y reflejos exagerados. La causa de la esclerosis múltiple aún se desconoce y su tratamiento es limitado.

Capítulo 10

Sistema nervioso central

197

Parálisis cerebral. Padecimiento de los nervios motores ocasionado por un defecto cerebral permanente o una lesión al nacer o poco después. Los síntomas pueden incluir parálisis, falta de coordinación y otras alteraciones de los mecanismos motores y sensoriales.

Ejercicios de repaso Opción múltiple 1. La materia blanca del sistema nervioso central está siempre (a) profunda en la materia gris, (b) no mielinizada, (c) dispuesta en haces, (d) compuesta sólo de fibras sensoriales. 2. ¿Cuál de las siguientes son tres regiones iniciales de desarrollo del encéfalo? (a) telencéfalo, prosencéfalo, rombencéfalo; (b) rombencéfalo, prosencéfalo, mesencéfalo; (c) metencéfalo, mielencéfalo, prosencéfalo; (d) prosencéfalo, diencéfalo, mesencéfalo. 3. El tercer ventrículo está situado en (a) el cerebro, (b) el prosencéfalo, (c) el rombencéfalo, (d) mesencéfalo, (e) el cerebelo. 4. Los neuropéptidos son (a) neurotransmisores químicos, (b) neuroglia, (c) productos de los plexos coroideos, (d) nutrimentos del tejido cerebral, (e) a y c. 5. El tálamo se localiza en (a) el telencéfalo, (b) el mesencéfalo, (c) el diencéfalo, (d) el metencéfalo, (e) el mielencéfalo. 6. Respecto del cerebro, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es falsa ? (a) Constituye casi 80% de la masa encefálica. (b) Consta de cuatro lóbulos pareados. (c) Contiene una delgada capa superficial de materia gris convoluta. (d) Se localiza dentro de la región telencefálica del encéfalo. 7. ¿Cuál no es un lóbulo del cerebro? (a) lóbulo parietal, (b) ínsula, (c) lóbulo occipital, (d) lóbulo temporal, (e) lóbulo esfenoidal. 8. ¿Cuál pareja de lóbulo y función es incorrecta? (a) lóbulo frontal-interpretación sensorial, (b) lóbulo parietal-patrones del habla, (c) lóbulo occipital-visión, (d) lóbulo temporal-memoria, (e) lóbulo parietal-interpretación somatestésica. 9. Los núcleos básales forman todos los siguientes, excepto (a) el putamen, (b) el núcleo caudado, (c) el globo pálido, (d) el infundíbulo. 10. Los grupos de cuerpos celulares neuronales encajados en la materia blanca del encéfalo se conocen como (a) núcleos, (b) circunvoluciones, (c) surcos, (d) ganglios, (e) fascículos. 11. Los haces de materia blanca que conectan los hemisferios izquierdo y derecho se componen de (a) fibras de decusación, (b) fibras de asociación, (c) fibras comisurales, (d) fibras de proyección. 12. Las ondas cerebrales comunes para una persona sana durmiendo y una persona despierta con daño cerebral se llaman (a) ondas alfa, (b) ondas beta, (c) ondas gamma, (d) ondas theta, (e) ondas delta. 13. La enfermedad de Parkinson y otros trastornos motores se atribuyen a disfunción o traumatismo en (a) el puente de Varolio, (b) los núcleos básales, (c) el lóbulo parietal, (d) el tálamo, (e) el cuerpo estriado.

198

Sistema nervioso central

Capítulo 10

14. La incapacidad de un paciente para percibir el dolor puede deberse a tumor o traumatismo de (a) el lóbulo insular, (b) el hipotálamo, (c) el núcleo rojo, (d) el tálamo, (e), el puente de Varolio. 15. Los síntomas de temperatura corporal fluctuante, sed intensa e insomnio podrían indicar que el paciente tiene disfunción de (a) el hipotálamo, (b) el puente de Varolio, (c) la médula oblonga, (d) la hipófisis, (e) el cerebelo. 16. ¿Qué propiedad de la sangre no controla el hipotálamo? (a) concentración osmótica, (b) contenido de PC0 2 , (c) contenido de ácidos grasos, (d) concentraciones de glucosa en sangre, (e) concentración de aminoácidos. 17. ¿Cuál de los siguientes no está involucrado con los impulsos motores o con la coordinación motora? (a) núcleo rojo, (b) cerebelo, (c) núcleos basales, (d) circunvolución prerrolándica, (e) ninguno de los anteriores. 18. Los cuerpos cuadrigéminos, compuestos de colículos superiores e inferiores, se localizan en (a) el telencéfalo, (b) el mesencéfalo, (c) el diencéfalo, (d) el metencéfalo, (e) la constelación Aries. 19. La red capilar que se desarrolla en el techo de los ventrículos tercero y cuarto se llama (a) plexo coroideo, (b) surco limitante, (c) plexo hipertalámico, (d) plexo cerebral, (e) círculo arterial cerebral. 20. ¿Cuál de las parejas estructura encefálica y función es incorrecta? (a) puente de Varolio-respiración, (b) cuerpo calloso-presión sanguínea, (c) médula oblonga-respiración, (d) tálamo-dolor intenso, (e) hipotálamo-temperatura corporal. 21. Una producción anormal de hormona antidiurética podría ser resultado de disfunción en (a) hipotálamo, (b) plexo coroideo, (c) médula oblonga, (d) sistema de activación reticular, (e) glándula pineal. 22. Con respecto a la médula oblonga, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es falsa! (a) Es el sitio de decusación de muchas fibras sensoriales y motoras. (b) Se localiza dentro del mesencéfalo. (c) Contiene núcleos especializados para ciertos pares craneales. (d) Funciona como centros cardiaco, vasomotor y respiratorio. 23. La meninge que está en contacto con el encéfalo y la médula espinal es (a) la piamadre, (b) la duramadre, (c) la materia perineural, (d) la aracnoides. 24. El líquido cefalorraquídeo se encuentra dentro de (a) el espacio epidural, el espacio subaracnoideo y los senos de la duramadre, (b) el espacio subaracnoideo, los senos de la duramadre y los ventrículos; (c) el canal central, el espacio epidural, y el espacio subaracnoideo; (d) los ventrículos, el canal central y el espacio subaracnoideo; (e) el canal central, el espacio epidural, y los ventrículos. 25. Con respecto al líquido cefalorraquídeo, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es falsa? (a) Tiene una gravedad específica de 1.007 y mantiene a flote al cerebro. (b) Mantiene un volumen de 140 a 200 ml y una presión de líquido de 10 mmHg. (c) Remueve los desechos metabólicos de las células del tejido nervioso. (d) Se produce en los plexos coroideos y drena en el círculo arterial cerebral. 26. La presencia de ondas theta en una persona adulta indica (a) actividad visual, (b) sueño, (c) daño cerebral, (d) estrés emocional grave, (e) ninguna de las anteriores.

Capítulo 10

Sistema nervioso central

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27. El acueducto mesencefálico (cerebral) une (a) ventrículos laterales, (b) ventrículos laterales y tercer ventrículo, (c) ventrículos tercero y cuarto, (d) ventrículos laterales y cuarto, (e) ventrículos primero y segundo. 28. La médula espinal termina a la altura de (a) el hueso coccígeo, (b) la primera vértebra lumbar, (c) el sacro, (d) el nervio ciático. 29. La barrera hematoencefálica restringe el paso a (a) lípidos, (b) Na+ (c) Cl - , (d) H 2 0, (e) compuestos solubles en lípidos. 30. La temperatura corporal, la percepción sensorial y el inicio del sueño se regulan parcialmente por medio del neurotransmisor (a) glicina, (b) serotonina, (c) acetilcolina, (d) dopamina, (e) encefalina. 31. La porción terminal de la médula espinal se conoce como (a) cordón terminal, (b) cono medular, (c) cauda equina, (d) bulbo caudal, (e) filum termínale. 32. ¿Cuál región del encéfalo es la más lejana de la médula espinal? (a) mesencéfalo, (b) telencéfalo, (c) mielencéfalo, (d) metencéfalo, (e) diencéfalo. 33. Para que las sustancias dentro de la sangre alcancen las neuronas dentro del encéfalo, primero deben pasar a través de una membrana celular derivada en parte de (a) neurolemocitos, (b) microglia, (c) astrocitos, (d) ganglios, {e) núcleos. 34. Un paciente con síntomas de temblor, habla vacilante y marcha irregular puede haber sufrido traumatismo de (a) cerebro, (b) puente de Varolio, (c) cerebelo, (d) tálamo, (e) hipotálamo. 35. El bloqueo del flujo del líquido cefalorraquídeo puede desembocar en (a) meningitis, (b) hidrocefalia, (c) paraplejía, (d) encefalitis, (e) todas las anteriores. 36. Dos componentes de los núcleos basales son (a) núcleos caudado y lentiforme, (6) globo pálido e infundíbulo, (c) núcleos hipotalámico y rojo, (d) ínsula y putamen. 37. ¿Cuál de los siguientes no está involucrado en la transmisión o percepción del dolor? (a) sustancia P, (b) tálamo, (c) encefalinas, (d) astas posteriores, (e) ninguno de los anteriores. 38. Un padecimiento del sistema nervioso en el cual las vainas de mielina de las neuronas se altera por la formación de placas es (a) esclerosis múltiple, (b) epilepsia, (c) parálisis cerebral, (d) enfermedad de Parkinson, (e) neurosífilis. 39. ¿Cuáles de las estructuras del encéfalo controlan la respiración? (a) puente de Varolio e hipotálamo, (b) cerebro e hipotálamo, (c) puente de Varolio y médula oblonga, (d) hipotálamo e hipófisis. 40. Es más probable que el traumatismo en los colículos superiores afecte (a) el habla, (b) la percepción auditiva, (c) la coordinación y el equilibrio, (d) la visión, (e) la percepción del dolor. Verdadero o falso 1. El tálamo es un centro de difusión importante en el que todos los impulsos sensoriales que van al cerebro (excepto el olfato) experimentan sinapsis. 2. La cisura cerebral longitudinal separa los dos hemisferios cerebrales, y el surco central separa la circunvolución prerrolándica de la parietal ascendente.

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Capítulo 10

3. La corteza cerebral convoluta y la superficie convoluta del cerebelo son las únicas dos partes del encéfalo que contienen materia gris. 4. Todos los ventrículos del encéfalo están dispuestos en pares, excepto el cuarto ventrículo. 5. Las astas posteriores de la médula espinal contienen sólo neuronas motoras. 6. El área motora del habla (de Broca) del encéfalo por lo general está dentro del hemisferio cerebral izquierdo. 7. Las circunvoluciones y los surcos forman las circunvoluciones de la corteza cerebral que aumentan en gran medida el área de superficie de la materia blanca. 8. El hipotálamo y la médula oblonga median la vasoconstricción y la vasodilatación para regular la presión sanguínea. 9. Las fibras de asociación están confinadas a un solo hemisferio y sirven para difundir los impulsos a varios lóbulos cerebrales. 10. Un modelo de ondas cerebrales alfa es un signo de salud en una persona despierta y relajada, y un patrón de ondas cerebrales beta es un signo de salud en una persona despierta y en alerta mental. 11. El hipotálamo es un componente del sistema límbico que ayuda a determinar las emociones propias. 12. La glándula pineal, el hipotálamo y la hipófisis tienen funciones neuroendocrinas. 13. El círculo arterial cerebral constituye la barrera hematoencefálica, la cual determina de manera selectiva cuáles componentes de la sangre pueden penetrar en el sistema nervioso central. 14. El líquido cefalorraquídeo se produce en los plexos coroideos; fluye a través de las cavidades, espacios y canales del sistema nervioso central, y drena a través de las vellosidades aracnoideas a la sangre venosa que a su vez drena la cabeza. 15. El sistema reticular activador del cerebro genera emociones. Completar 1. La

es la meninge más cercana al encéfalo. es la principal área motora del cerebro.

2. La circunvolución 3. Los

son las células neurogliales que participan en la barrera hematoencefálica.

4. El 5. El lóbulo 6. Las fibras

son haces de la materia blanca dentro del cerebelo. del cerebro es profundo respecto de otros. conectan los hemisferios izquierdo y derecho.

7. El líquido cefalorraquídeo fluye a través de la de la médula espinal.

Capítulo 10

Sistema nervioso central

8. La médula espinal termina en el

201

a la altura de L1.

9. De manera conjunta, los ventrículos primero y segundo constituyen el ventrículo del encéfalo.

10. Las ondas cerebrales se registraren el Identificar Nombrar las estructuras indicadas en la figura de la derecha.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Relacionar Relacione las estructuras con su descripción o su función 1. Tálamo

(a) área de decusación

2. Circunvolución parietal ascendente

(b) surge del cerebro

3. Médula oblonga

(c) área somatestésica

4. Formación reticular

(d) reflejos auditivos

5. Plexo coroideo

(e) drenan líquido cefalorraquídeo

6. Vellosidades aracnoideas

(f) responde a dolor intenso

7. Colículos inferiores

(g) secreta melatonina

8. Glándula pineal

(h) controla la concentración osmótica de la sangre

9. Puente de Varolio

(i) produce líquido cefalorraquídeo

10. Hipotálamo

(j) centro apnéustico

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Sistema nervioso central

Capítulo 10

Respuestas y explicaciones a los ejercicios de repaso Opción múltiple 1. (c) La materia blanca en el sistema nervioso central se conforma de haces que conducen las sensaciones desde una estructura o región a otra. 2. (b) El rombencéfalo se diferencia en mielencéfalo y metencéfalo, y el prosencéfalo se diferencia en diencéfalo y telencéfalo. 3. (d) Los ventrículos tercero y cuarto no están dispuestos en pares a lo largo de la línea media dentro del mesencéfalo y rombencéfalo, respectivamente. 4. (a) Los neuropéptidos son moléculas de proteínas producidas dentro del encéfalo. 5. (c) El tálamo, epitálamo, hipotálamo e hipófisis son centros autónomos del sistema nervioso dentro del diencéfalo. 6. (b) Existen cinco pares de lóbulos dentro del cerebro. 7. (e) No hay algo como el lóbulo esfenoidal en un hemisferio cerebral, pero existe un lóbulo frontal. 8. (a) Los lóbulos cerebrales funcionan principalmente en los movimientos voluntarios, los procesos intelectuales superiores y en la personalidad (junto con el sistema límbico). 9. (d) El infundíbulo es un componente del tallo hipofisario. 10. (a) Los núcleos son áreas de materia gris dentro de la materia blanca en donde se procesan los impulsos nerviosos. 11. (c) El cuerpo calloso que conecta los hemisferios cerebrales izquierdo y derecho están compuestos de fibras comisurales. 12. (e) Las ondas delta tienen una frecuencia baja de 1 a 5 Hz y son normales durante el sueño. 13. (b) Los núcleos basales son importantes en la coordinación muscular durante el movimiento corporal. 14. (d) El tálamo es un centro nervioso autónomo que responde al dolor intenso. 15. {a) Más de 10 funciones autónomas se llevan a cabo por el hipotálamo para mantener la homeostasis. 16. (b) El puente de Varolio y la médula oblonga controlan los gases respiratorios y la frecuencia de la respiración. 17. (e) Algunas estructuras dentro del encéfalo influyen en la coordinación motora y el equilibrio. 18. (b) El mesencéfalo o cerebro medio está relacionado principalmente con el oído (colículos inferiores) y la visión (colículos superiores). 19. (a) Los plexos coroideos son masas de redes capilares que producen el líquido cefalorraquídeo. 20. (b) El cuerpo calloso es una conexión de fibras nerviosas entre los dos hemisferios cerebrales. 21. (a) El hipotálamo influye en la producción de hormona antidiurética (ADH) por la hipófisis. 22. (b) La médula oblonga se localiza dentro del mielencéfalo. 23. (a) La piamadre se adhiere a la superficie del sistema nervioso central, y en realidad sigue los contornos de los surcos y circunvoluciones. 24. (d) Todos los espacios, canales y espacio subaracnoideo del sistema nervioso central contienen líquido cefalorraquídeo. 25. (d) El líquido cefalorraquídeo drena desde el sistema nervioso central a través de las vellosidades aracnoideas hacia el retorno venoso de la cabeza. 26. (d) La presencia de ondas theta puede ser presagio de una depresión nerviosa. 27. (c) El acueducto mesencefálico atraviesa el cerebro medio (mesencéfalo), y conecta los ventrículos tercero y cuarto no dispuestos en pares. 28. {b) Dado que la médula espinal termina a la altura de Ll, se puede realizar una punción raquídea por debajo de este nivel sin el riesgo de punción de la médula espinal. 29. (a) Los lípidos no pueden atravesar la barrera hematoencefálica (el lerdo es un misnómero). 30. (b) Aunque también se produce en otras partes del cuerpo, la serotonina producida en el encéfalo tiene las funciones específicas de influir en la temperatura corporal, mediar la percepción sensorial y regular el sueño. 31. (b) El cono medular es el punto de terminación en la médula espinal a la altura de Ll. 32. (b) El telencéfalo es la región más superior del encéfalo. El cerebro se localiza dentro del telencéfalo. 33. (c) Los astrocitos son células gliales especializadas que ayudan a formar la barrera hematoencefálica. 34. (c) El cerebro controla las contracciones de los músculos esqueléticos, voluntarias e involuntarias. 35. (b) La hidrocefalia es la tumefacción del encéfalo debido a drenado inadecuado del líquido cefalorraquídeo. 36. (a) Los núcleos basales, compuestos por núcleos caudado, lentiforme y otros, influyen en el control motor. 37. (e) La sustancia P media la percepción del dolor; el tálamo responde al dolor intenso; las encefalinas disminuyen la percepción del dolor, y las astas posteriores (dorsales) están compuestas de neuronas sensoriales que transmiten las sensaciones de dolor. 38. (a) La esclerosis múltiple se refiere al crecimiento múltiple similar a escaras (esclerosas) sobre los tejidos neurológicos. 39. (c) Los centros apnéusticos y neumotáxicos se encuentran dentro del puente de Varolio, y el área de ritmicidad se localiza en la médula oblonga. 40. (d) Los colículos superiores funcionan en la coordinación ojo-mano.

Sistema nervioso central

Capítulo 10 Verdadero o falso 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

Verdadero Verdadero Falso. Los núcleos son grupos de materia gris localizados dentro de la materia blanca Falso. Los ventrículos tercero y cuarto no están dispuestos en pares Falso. Las astas posteriores contienen sóio neuronas sensoriales Verdadero Falso. Las circunvoluciones y los surcos forman las circunvoluciones de la materia gris Falso. La vasoconstricción y la vasodilatación para mantener la presión sanguínea son funciones de la médula oblonga Verdadero Verdadero Verdadero Verdadero Falso. El círculo arterial cerebral proporciona bastante suministro al cerebro, en especial la hipófisis Verdadero Falso. El sistema límbico genera las emociones; el sistema reticular activador estimula (alerta) el encéfalo

Completar 1. 2. 3. 4. 5.

piamadre prerrolándica astrocitos árbol de la vida insular

6. 7. 8. 9. 10.

comisurales canal central filum termínale lateral electroencefalograma

6. 7. 8. 9. 10.

Árbol de la vida Médula oblonga Puente de Varolio Hipófisis Quiasma óptico

Identificar 1. 2. 3. 4. 5.

Cuerpo calloso Cuerpo pineal Lóbulo occipital Cuerpos cuadrigéminos Cerebelo

Relacionar

1. (f)

6. (e)

(c) (a) (b) (i)

7. (d)

2. 3. 4. 5.

8. (g)

9. (j) 10. (h)

203

Sistema nervioso periférico y autónomo

11

Objetivo A Revisar la organización del sistema nervioso y distinguir entre las divisiones estructural y funcional. Anatómicamente, el sistema nervioso se divide en sistema nervioso central y sistema nervioso autónomo. El primero incluye al cerebro y la médula espinal (cap. 10). El segun¬ do (descrito en este capítulo) incluye pares craneales, que surgen del aspecto inferior del encéfalo, y nervios raquídeos que surgen de la médula espinal. El sistema nervioso autónomo es una división funcional del sistema nervioso. Tiene componentes dentro del sistema nervioso y nervios específicos. Se clasifica en divisiones simpática y parasimpática (problema 11.22) que proporcionan inervación a músculos cardiaco y liso, así como a glándulas. Las funciones del sistema nervioso autónomo son las de mantener la homeostasis de manera autónoma y llevar a cabo muchas funciones involuntarias del organismo. Es frecuente la referencia a un sistema nervioso somático que está conectado con la inervación de los músculos esqueléticos, los cuales tienen contracciones involuntarias y voluntarias. La denominación sistema nervioso visceral se refiere a la inervación autónoma de los órganos viscerales (aquellos órganos dentro de las cavidades torácica y abdominopélvica). 11.1

¿Los nervios del sistema nervioso periférico son sólo sensoriales, sólo motores, o son mixtos? Muchos de los nervios periféricos están compuestos de neuronas sensoriales y motoras y, por tanto, son nervios mixtos. Sin embargo, algunos pares craneales están compuestos sólo de neuronas sensoriales o de neuronas motoras. Los nervios sensoriales sirven a los sentidos especiales (cap. 15) del gusto, olfato, vista, oído y equilibrio. Los nervios motores conducen impulsos a los músculos para que se contraigan, y a las glándulas para que secreten.

11.2

¿Cuál es la función de los ganglios en el sistema nervioso periférico? En el sistema nervioso periférico, los cuerpos celulares de las neuronas están agrupados como ganglios. Los ganglios son sitios para posibles sinapsis de neuronas entre los órganos y la médula espinal.

11.3

¿Qué son las dermatomas y por qué son importantes en clínica? Una dermatoma es el área de la piel inervada por todas las neuronas cutáneas de un determinado nervio raquídeo o craneal (fig. 11-1). El modelo de inervación de la dermatoma es de importancia clínica durante la anestesia de una porción particular del organismo. El funcionamiento anormal de las dermatomas también proporciona pistas acerca de lesiones en la médula espinal o en nervios raquídeos específicos.

Objetivo B

Identificar los 12 pares craneales y sus funciones. Los pares craneales conectan al encéfalo con estructuras de cabeza, cuello y tronco. La mayoría comprende nervios mixtos, algunos son nervios por completo sensoriales, y otros son en esencia nervios motores. Los nombres de los pares craneales indican sus funciones principales o su distribución general. Estos nervios también se identifican por números romanos en un orden de aparición desde el frente hasta la espalda (cuadro 11-2 y fig. 11-2).

204

Capítulo 11

Sistema nervioso periférico y autónomo

205

Fig. 11-1. Modelo de dermatomas y nervios raquídeos involucrados.

11.4

¿En dónde se unen los pares craneales al encéfalo? Los pares craneales surgen de la superficie inferior del encéfalo y pasan a través de orificios en el cráneo (fig. 6-10 y cuadro 6-3). Los dos primeros pares de nervios craneales se unen al prosencéfalo; los 10 pares restantes se fijan al encéfalo en el tallo encefálico. Los nervios sensoriales se originan en los troncos nerviosos y en los órganos viscerales, y terminan en los núcleos del encéfalo; en estos últimos se originan los nervios motores.

11.5

¿Qué tienen en común los nervios olfatorio, óptico y vestibulococlear? Son puramente nervios sensoriales craneales (cap. 12). El nervio olfatorio consta de neuronas bipolares que actúan como quimiorreceptores y difunden los impulsos sensoriales del olfato desde las mucosas de la cavidad nasal. El nervio óptico conduce impulsos sensoriales desde los fotorreceptores (conos y bastones) en la retina del ojo. El nervio vestibulococlear consta de una rama vestibular que surge de los órganos vestibulares del equilibrio y el balance, y una rama coclear que surge de los órganos raquídeos de la audición.

206

Capítulo 11

Sistema nervioso periférico y autónomo

Cuadro 11-1. Pares craneales Par craneal

Tipo

Funciones

Vías

I Olfatorio

Sensorial

Del epitelio olfatorio al bulbo olfatorio

Olfato

II Optico

Sensorial

De la retina del ojo al tálamo

Vista

III Motor ocular común

Motor; propioceptivo

Del mesencéfalo a los cuatro músculos del ojo; del cuerpo ciliar al mesencéfalo

Movimientos de ojos y párpados; enfoque; cambio en el tamaño de la pupila; sentido del músculo

IV Patético

Motor; propioceptivo

Del mesencéfalo al músculo oblicuo superior; del músculo del ojo al mesencéfalo

Movimiento del ojo; sentido muscular

V Trigémino

Mixto

Del puente de Varolio a los músculos de la masticación; de la córnea, la piel facial, los labios, la lengua y los dientes al puente de Varolio

Masticación del alimento; sensaciones de los órganos de la cara

VI Motor ocular externo

Motor; propioceptivo

Del puente de Varolio al músculo recto lateral; del músculo del ojo al puente de Varolio

Movimiento del ojo; sentido muscular

VII Facial

Mixto

Del puente de Varolio a los músculos faciales; de los músculos faciales y botones gustativos al puente de Varolio

Movimiento de la cara; secreción de saliva y lágrimas; sentido muscular; gusto

VIII Vestibulococlear

Sensorial

De los órganos de la audición y equilibrio al puente de Varolio

Audición; equilibrio y postura

IX Glosofaríngeo

Mixto

De la médula oblonga a los músculos faríngeos; de los músculos de la faringe y botones gustativos a la médula oblonga

Deglución, secreción de la saliva; sentido muscular; gusto

X Vago

Mixto

De la médula oblonga a las visceras, y viceversa

Movimiento muscular visceral; sensaciones viscerales

XI Accesorio de Willis

Motor; propioceptivo

De la médula oblonga a la faringe y los músculos de cuello; de éstos a la médula

Deglución y movimiento de la cabeza; sentido muscular

XII Hipogloso

Motor; propioceptivo

De la médula oblonga a los músculos de la lengua; de la lengua a la médula

Habla y deglución; sentido muscular

Capítulo 11

207

Sistema nervioso periférico y autónomo

Bulbo olfatorio

Olfatorio

Vía olfatoria Óptico Vía óptica

Motor ocular extemo Facial Glosofaríngeo

Motor ocular común Patético Trigémino Vestí bulococlear Hipogloso

Vago Accesorio de Willis

Fig. 11-2. Pares craneales en una vista inferior del encéfalo.

11.6

¿Qué pares craneales inervan los músculos que mueven al globo ocular? Los movimientos del globo ocular están controlados por seis músculos oculares (del ojo) extrínsecos. El nervio motor ocular común inerva los músculos rectos superior, inferior y medial, y el músculo oblicuo inferior (fig. 12-5). El nervio motor ocular externo inerva el músculo recto lateral; y el nervio patético, el músculo oblicuo superior.

En caso de conmoción u otra lesión en la cabeza, parte de una rápida valoración neurológica de daño a los pares craneales consiste en que el paciente siga con los ojos los movimientos de un dedo. La incapacidad para ver con los ojos cruzados (bizcos) puede señalar daño al nervio motor ocular común, problemas con los movimientos laterales del ojo, daño en el nervio motor ocular externo; los problemas para mirar hacia abajo, lejos de la línea media, pueden significar daño en el nervio patético. 11.7

De todos los pares craneales, ¿cuáles son los más importantes para el dentista? El conocimiento del nervio trigémino (fig. 11-3) es esencial en la práctica de la odontología. Este par craneal conduce información sensorial desde la cara, el área nasal, la lengua, los dientes y las mandíbulas; suministra inervación motora a los músculos de la masticación (fig. 8-2). El nervio trigémino origina tres nervios separados que se ramifican desde el ganglio trigémino (fig. 11 -3). El nervio oftálmico conduce inervación sensorial hacia el cráneo anterior, piel del frente de la cabeza, párpado superior, superficie del globo ocular, glándula lagrimal (lágrimas), el lado de la nariz y de mucosa superior de la cavidad nasal. El nervio maxilar lleva inervación sensorial al párpado inferior, mucosa lateral e inferior de la cavidad nasal, paladar y porciones de la faringe, dientes y encías de la mandíbula superior, labio superior y piel de las mejillas. El nervio mandibular conduce inervación sensorial a dientes y encías de la mandíbula inferior, dos tercios anteriores de la lengua, mucosa de la boca, aurícula del oído, y parte inferior de la cara. Es la porción motora del nervio mandibular que sirve a los músculos de la masticación.

La superficie y las señales óseas de la cavidad oral son de valor inapreciable para un dentista durante la administración de un anestésico, antes del empaste o extracción de un diente en particular. Los nervios alveolares pueden ser desensibilizados mediante inyecciones cercanas a las raíces del diente específico. La inyección de anestésico cerca del nervio mentoniano, desensibiliza los incisivos inferiores. El bloqueo del nervio maxilar mediante inyección de un anesté¬ sico cerca del ganglio esfenopalatino, desensibiliza los dientes del maxilar superior.

208

Capítulo 11

Sistema nervioso periférico y autónomo

Nervio oftálmico

Nervio trigémino

Nervio maxilar

Ganglio trigémino

Nervio infraorbitario

Ganglio esfenopalatino

Nervio alveolar

Nervio mandibular

Nervio lingual Nervio alveolar inferior

Nervio mentoniano

Fig. 11-3. Nervios que surgen del ganglio trigémino del nervio del mismo nombre. El tic doloroso llamado también neuralgia del trigémino, es un padecimiento del nervio trigémi¬ no que se caracteriza por dolor intenso recurrente en un lado de la cara. Puesto que el dolor no puede tratarse con medicamentos de acción a largo plazo, es posible que finalmente se requiera desnervación para el paciente. Sin embargo, es necesario entonces tomar precauciones cuando se come para no masticar la mejilla sin darse cuenta. 11.8

¿Cuáles son las funciones de los nervios faciales? Los nervios faciales (fig. 11-4) proporcionan inervación motora a los músculos faciales y a las glándulas salivales. También conducen impulsos sensoriales de los botones gustativos en los dos tercios anteriores de la lengua (problema 12.2).

La parálisis de Bell es un padecimiento funcional temporal del nervio facial, por lo general de inicio repentino. Los músculos faciales en el lado afectado pierden el tono, y en consecuencia se debilitan. Se piensa que la parálisis de Bell es de origen viral; no existe tratamiento para ella y, por lo general, la recuperación es completa.

Nervio temporal

Nervio cigomático Nervio bucal Nervio facial Nervio mandibular Nervio cervical

Fig. 11-4. Nervios que surgen del nervio facial.

Capítulo 11

11.9

Sistema nervioso periférico y autónomo

209

Describir la distribución del nervio vago. Los nervios vagos pareados son los nervios autónomos principales que proporcionan inervación visceral (fig. 11-5). Los impulsos autónomos a través de los nervios vagos regulan las actividades digestivas que incluyen las secreciones glandulares y la peristalsis. Las fibras sensoriales de los nervios vagos llevan sensaciones de hambre (punzadas de hambre), distensión abdominal, malestar intestinal y movimiento laríngeo.

Ganglio superior del nervio vago Paladar Nervio faríngeo Rama Interna Laringe Nervio laríngeo recurrente

Nervio accesorio de Willls Nervio hipogloso Ganglio inferior del nervio vago Nervio del seno carotídeo Cuerpo carotídeo Nervio vago izquierdo

Pulmón Corazón

Estómago Hígado

Bazo Páncreas Intestino grueso

Glándula suprarrenal Riñon

Intestino delgado

Fig. 11-5. Modelo de inervación del nervio vago izquierdo.

11.10 Verdadero o falso: debido a que los pares craneales surgen de la superficie inferior del cerebro, están bien protegidos de traumatismos. Falso. Un golpe en la cabeza no sólo puede ocasionar traumatismo en el punto de impacto, sino también en el lado opuesto del cráneo, en donde el encéfalo rebota contra el cráneo. Por ejemplo, un golpe en la parte superior de la cabeza (como en un accidente de automóvil) puede dañar los pares craneales debido al rebote del encéfalo contra el piso del cráneo. Los exámenes neurológicos sistemáticos después de lesiones traumáticas en la cabeza incluyen pruebas para buscar disfunción de pares craneales.

Objetivo C

Localizar y describir los nervios espinales.

Los 31 pares de nervios raquídeos se agrupan como sigue: 8 nervios cervicales, 12 nervios torácicos, 5 nervios lumbares, 5 nervios sacros, y 1 nervio coccígeo (fig. 11-6). El primer par de nervios cervicales (Cl) surge entre el hueso occipital del cráneo y la primera vértebra cervical (el atlas). El resto de los nervios raquídeos salen de la médula espinal y del canal vertebral a través de los agujeros vertebrales (problema 6.26). Cada nervio raquídeo es un nervio mixto, unido a la médula espinal por una raíz posterior (dorsal) de fibras sensoriales y una raíz anterior (ventral) de fibras motoras.

210

Sistema nervioso periférico y autónomo

c, c2 c3

Capítulo 11

Plexo cervical

C4

c5 Ce C7 C8 T,

Plexo biaquial

T2 T3 T4 Ts T6 T7

Nervios intercostales

T8

T9 T,o

T, 2

L,

Plexo lumbosacro

Fig. 11-6. Médula espinal, nervios raquídeos y plexos.

11.11

Trazar las ramificaciones de los nervios raquídeos. En su salida a través de los agujeros intervertebrales, las raíces anteriores (inmediatamente) y las raíces posteriores (después de expandirse en ganglios de raíces posteriores dorsales, en donde se localizan los cuerpos celulares de las neuronas sensoriales) se transforman en ramas posteriores y anteriores, respectivamente (fig. 11-7), que más tarde se dividen o se ramifican. Excepto en los nervios torácicos T1-T12, las ramas anteriores de diferentes nervios raquídeos se combinan y entonces se separan de nuevo para formar una red conocida como plexo. Existen cuatro plexos de nervios raquídeos: cervical, braquial, lumbar y sacro (fig. 11-6). Los últimos dos se refieren a las articulaciones, como el plexo lumbosacro. Los nervios que surgen de un plexo no tienen una designación espinal, pero en cambio se les designa de acuerdo con la estructura o región que inervan.

11.12

Identificar algunos nervios comunes y sus sitios de origen. De los cientos de nervios en el organismo, algunos nervios pareados destacan debido a su tamaño y a su amplia área de inervación. Los nervios frénicos pareados surgen de los plexos cervicales (derecho e izquierdo), viajan a través del tórax e inervan el diafragma. Los impulsos a través de estos nervios ocasionan la contracción del diafragma y la inspiración del aire. Los nervios axilar, radial, musculocutáneo, cubital y medianos surgen del plexo braquial e inervan los hombros y las extremidades superiores. Cuando se golpea el "hueso de la suegra" en el codo, se traumatiza el nervio cubital.

Capítulo 11

211

Sistema nervioso periférico y autónomo

t o s nervios crural, obturador y safeno interno surgen del plexo lumbar e inervan las porciones de la cadera y las «rtremidades inferiores. El nervio ciático mayor (que consta de nervios tibial y peroneo común) surge de L4-S3 del plexo sacro, pasa a través de la pelvis y se extiende hacia abajo del aspecto posterior del muslo dentro de la vaina ciática. Es el nervio más largo del cuerpo. Por lo general se lesiona en casos de dislocación posterior de la articulación de la cadera. Asimismo, las raíces que conducen al nervio o el nervio mismo pueden dañarse por un disco herniado, presión del útero durante el embarazo o una inyección administrada en los glúteos de manera inapropiada.

La compresión de un nervio puede tener serias consecuencias, entre ellas la parálisis. Incluso la compresión temporal del nervio ciático, por ejemplo cuando alguien se sienta sobre una super¬ ficie dura durante un cierto periodo, puede dar por resultado la percepción de hormigueo en la extremidad al ponerse de pie. Se dice que la extremidad se "durmió". Ganglio de la raíz posterior

Raíz posterior

Raíz posterior Surco mediano posterior

,- Rama posterior Rama anterior

Asta posterior Asta lateral Rama anterior

Asta anterior Fisura mediana anterior

Raíz anterior

Rama posterior Ganglio simpático

Raíz anterior Nervio raquídeo

Ganglio simpático

(a)

(b)

Fig. 11-7. (a) Sección transversal de la médula espinal, nervio raquídeo y ramas. (b) Modelo detallado de la inervación del nervio raquídeo de la pared corporal e inervación simpática de los órganos viscerales.

Objetivo D

Ser capaz de seguir un arco reflejo espinal. Existen cinco componentes en un arco reflejo típico (fig. 11-8). Receptor. Se localiza dentro de la piel, un tendón, una articulación o algún otro órgano periférico; consta de terminaciones dendríticas de una neurona sensorial que responde a estímulos específicos, como presión o dolor repentinos.

Neurona sensorial. Se extiende desde el receptor a través de la raíz posterior; conduce impulsos (aferentes) al asta posterior de la médula espinal. Sus cuerpos celulares se localizan en ganglios de las raíces posteriores. Centro. El axón de una neurona sensorial hace sinapsis con una neurona de asociación (llamada también interneurona o neurona internuncial) dentro del centro; éste aparece como una H de materia gris en la médula espinal. Neurona motora. Se inicia en una sinapsis con una neurona de asociación; conduce impulsos del asta anterior de la médula espinal a través de la raíz anterior hacia el órgano efector.

Capítulo 11

Sistema nervioso periférico y autónomo

212

Efector. Es un músculo o glándula que responde a un impulso motor con una contracción o secreción respectivamente.

Primera sinapsis Cuerpo celular de neurona sensorial Neurona de asociación Piel

Receptor

Médula espinal

Neurona sensorial

Segunda sinapsis

Neurona motora

— Efector (músculo)

Fig. 11-8. Arco reflejo.

Un arco reflejo proporciona una respuesta automática lo más rápido posible para evitar un traumatismo más importante o una amenaza para el organismo. Un ejemplo de un arco reflejo en acción consiste en quitar la mano con rapidez automática cuando se toca un objeto caliente. Este movimiento reflejo reduce el traumatismo y de esta manera se mantiene la homeostasis. 11.13

Verdadero o falso. Un arco reflejo siempre involucra al sistema nervioso central. Verdadero. El "arco" o porción central del arco reflejo que está conectado con los componentes motores, siempre se localiza en la médula espinal o en el cerebro. Un ejemplo de arco reflejo que involucra al cerebro es la rápida sacudida de cabeza debido a un ruido repentino.

11.14

¿Qué partes de un arco reflejo constituyen una unidad motora? Como se dijo en el capítulo 7 (Objetivo F), una unidad motora consta de una neurona motora acoplada con fibras musculares esqueléticas específicas que la inervan. Esto significa que la unidad motora se representa por la neurona motora y un grupo específico de fibras musculares esqueléticas, tal como se muestra en la figura 11-8.

La verificación de los reflejos de un paciente (prueba de reflejos) es una parte común del exa¬ men físico sistemático. La prueba del reflejo del tendón profundo proporciona información acerca del funcionamiento de receptores, nervios sensoriales, sinapsis y médula espinal. Tam¬ bién se examina en busca de problemas motores. El funcionamiento de estas estructuras puede estar alterado por problemas del desarrollo, fármacos o ciertos padecimientos. 11.15

¿Qué hace que una persona tenga conciencia de los reflejos? Las sinapsis en ambos lados de una neurona de asociación (fig. 11-8) permiten la comunicación con los haces situados arriba y abajo de la médula espinal. Por ejemplo, cuando una persona pisa un pedazo de vidrio roto con un pie descalzo, el pie lesionado se aparta de manera refleja del objeto dañino. Conforme el pie se aleja y, en un movimiento casi simultáneo, se extienden los brazos para mantener el balance en un solo pie. En un lapso de milisegundos se conduce una sensación de dolor hacia el encéfalo, y la persona adquiere conciencia de lo que ha sucedido e incluso de la naturaleza de la respuesta refleja.

11.16

Proporcionar un ejemplo de reflejo monosináptico (arco reflejo sin neurona de asociación) y reflejo polisináptico (arco reflejo que involucra a más de una neurona de asociación)

'

Capítulo 11

213

Sistema nervioso periférico y autónomo

Reflejo monosináptico. Un ejemplo es el reflejo de sacudida de la rodilla. El golpe ligero en el ligamento rotuliano con un pequeño martillo con cabeza de caucho ocasiona estiramiento del músculo cuadríceps crural, lo cual provoca impulsos de receptores de husos intrafusales en la unión tendinosa del músculo. Los impulsos se conducen a lo largo de la neurona sensorial hacia la médula espinal, en donde esa neurona hace sinapsis directamente con la neurona motora. Esta neurona estimula la contracción de fibras extrafusales y, por tanto, del músculo completo. Conforme se contrae el músculo cuadriceps crural, la articulación de la rodilla se extiende. Reflejo polisináptico. Un ejemplo es el reflejo de supresión. Cuando un estímulo doloroso entra en contacto con la piel (p. ej., un objeto punzante o caliente) se activa un receptor sensorial. Los impulsos sensoriales se transmiten a través de una neurona sensorial a la médula espinal, en donde se estimulan dos o más neuronas de asociación. Una neurona de asociación genera impulsos hacia la neurona motora, la cual inicia una respuesta como quitar la mano o el pie; las otras neuronas de asociación conducen los impulsos hacia el encéfalo, de modo que la persona llega a tener conciencia del acontecimiento doloroso.

Objetivo E

Distinguir entre el sistema nervioso autónomo y el sistema somático. Los componentes autónomos y somáticos del sistema nervioso se comparan en el cua¬ dro 11-2.

Cuadro 11-2. Comparación de los sistemas nerviosos autónomo y somático Autónomo

Somático

Funciones autónomas, generalmente sin alerta consciente

Regulación consciente o voluntaria

Sinapsis de fibras una vez (en el ganglio), luego de abandonar el sistema nervioso central:

Fibras que no hacen sinapsis después de abandonar el sistema nervioso central:

Las células efectoras pueden ser estimuladas o inhibidas

Los efectos sobre las fibras musculares esqueléticas siempre son estimuladores

11.17

¿Qué actividades fisiológicas específicas son reguladas por el sistema nervioso autónomo? El sistema nervioso autónomo contribuye a mantener la homeostasis. Las respuestas autónomas incluyen la regulación de los siguientes aspectos: diámetro de los vasos sanguíneos (y, portante, presión sanguínea), secreción gastrointestinal, diámetro de las pupilas, micción (Objetivo J en capítulo 21), sudación, velocidad de filtración glomerular en rifiones, diámetro de bronquiolos, erección del pene, metabolismo basal, glucogenólisis hepática, temperatura corporal y secreción de la médula suprarrenal (la lista no está completa).

11.18

¿Cómo interactúan el sistema nervioso autónomo y el sistema nervioso central? Los impulsos sensoriales de los órganos viscerales se conducen vía nervios sensoriales del sistema nervioso autónomo hacia el sistema nervioso central, en donde principalmente ejercen influencia sobre los centros localizados dentro del hipotálamo, el tallo encefálico y la médula espinal. Estos centros integran la entrada de información sensorial visceral con la de los centros cerebrales superiores (corteza cerebral y sistema límbico). Las respuestas apropiadas son devueltas a los órganos viscerales a través de los nervios motores del sistema nervioso autónomo.

Sistema nervioso periférico y autónomo

214

Capítulo 11

Objetivo F Comparar las divisiones simpática y parasimpática del sistema nervioso autónomo de acuerdo con el origen de las fibras preganglionares, la localización de los ganglios y las sustancias neurotransmisoras.

Las divisiones simpática y parasimpática del sistema nervioso autónomo se comparan en el cuadro 11-3.

Cuadro 11-3. Comparación entre las divisiones simpática y parasimpática del sistema nervioso autónomo Características

División simpática

Origen de las fibras preganglionares Nervios toracolumbares Localización de los ganglios Sustancias neurotransmisoras

11.19

División parasimpática Nervios craneosacros

Lejos de los órganos efectores viscerales (problema 11.19)

Cerca o dentro de los órganos efectores viscerales

En los ganglios, acetilcolina; en los órganos efectores, noradrenalina

En los ganglios, acetilcolina; en los órganos efectores, acetilcolina

Describir los ganglios de las divisiones simpática y parasimpática del sistema nervioso autónomo. División simpática. Existen dos tipos de ganglios simpáticos: ganglios simpáticos en cadena y ganglios colaterales. Los ganglios simpáticos en cadena o ganglios paravertebrales están interconectados por fibras neuronales para formar dos cadenas laterales a la médula espinal. Existen 22 ganglios en cada cadena (3 cervicales, 11 torácicos, 4 lumbares y 4 sacros). Como se muestra en la parte superior de la figura 1 l-9a, las neuronas preganglionares abandonan la médula espinal, cruzan las raíces anteriores hacia los nervios raquídeos, y desde éstos pasan vía ramas comunicantes blancas hacia las cadenas simpáticas. En este sitio, muchas de ellas hacen sinapsis (sobre las neuronas preganglionares) en los ganglios en cadena. Algunas neuronas posganglionares viajan de regreso hacia los nervios raquídeos vía las ramas comunicantes grises, mientras que el resto pasa directamente hacia las visceras. Los ganglios colaterales o prevertebrales, se encuentran fuera de la cadena simpática cerca de visceras y arterias. Como se muestra en la parte inferior de la figura 1 l-9a, algunas neuronas (preganglionares) hacen sinapsis (sobre las neuronas posganglionares) en los ganglios colaterales (ciliaco, mesentérico superior y mesentérico inferior). División parasimpática. Todos los ganglios parasimpáticos se denominan ganglios terminales, debido a que se localizan cerca o dentro del órgano blanco. En la figura ll-9b se muestran dos ejemplos de inervación parasimpática.

11.20 Explicar por qué las fibras simpáticas y parasimpáticas se denominan adrenérgicas y colinérgicas, respectivamente. La razón es que la noradrenalina y la acetilcolina son los respectivos transmisores específicos que se liberan en órganos efectores en las divisiones simpática y parasimpática. Las fibras simpáticas de inervación son colinérgicas en tres excepciones: en glándulas sudoríparas, en algunos vasos sanguíneos dentro de músculos esqueléticos y genitales externos, así como en la médula suprarrenal.

11.21

¿Cuáles son los tipos de receptores de acetilcolina (colinérgicos) en el sistema nervioso autónomo? Los receptores muscarínicos se localizan en células efectoras inervadas por neuronas posganglionares de la división parasimpática y en aquellas células efectoras inervadas por neuronas colinérgicas posganglionares

Capítulo 11

Sistema nervioso periférico y autónomo

215

Médula espinal (región torácica o lumbar)

Neurona preganglionar Médula espinal (región sacra) Organo efector

Rama gris

Neurona preganglionar Neurona posganglionar

Neurona posganglionar

Al órgano efector

Neurona posganglionar

Rama blanca Órgano efectorNeurona posganglionar

Tronco simpático (ganglio paravertebial)

Pares craneales III, V, Vll, X

Neurona preganglionar

Tallo encefálico Ganglio prevertebral

(a)

Órgano "efector

Neurona posganglionar

(b)

Fig. 11-9. Inervación de ganglios (a) simpáticos y (b) parasimpáticos.

de la división simpática (problema 11.19). Los receptores nicotínicos se ubican en ganglios de las divisiones simpática y parasimpática.

11.22

¿Cuáles son los tipos de receptores a noradrenalina (adrenérgicos) en el sistema nervioso autónomo? Existen dos tipos principales, llamados receptores alfa (a) y beta (β ); cada uno se divide en dos subtipos (cuadro 11-4). La noradrenalina estimula principalmente a los receptores alfa; la adrenalina estimula a receptores tanto alfa como beta casi de igual manera. El isoproterenol, una catecolamina sintética, estimula sobre todo a receptores beta.

Objetivo G Ser capaz de predecir los efectos de la estimulación simpática en comparación con la estimulación parasimpática en órganos específicos. El corazón, al igual que la mayoría de los músculos lisos y órganos viscerales del organis¬ mo, está inervado por fibras simpáticas y parasimpáticas. Una división estimula, mientras que la otra inhibe. Las dos divisiones por lo general se activan con reciprocidad; es decir, conforme aumenta la actividad de una, disminuye la actividad de la otra. Utilice el siguiente método empírico para predecir los efectos de cada división sobre un órgano específico: La estimulación simpática activa el organismo en situaciones de estrés, temor y coraje (reacción de pelear o huir) y durante la actividad física intensa. La estimulación parasimpática mantiene las funciones corporales bajo condiciones tranquilas de vida, día a día; disminuye la frecuencia cardiaca y promueve la digestión y la absorción de alimentos. 11.23

Listar los órganos que están inervados por el sistema nervioso autónomo, e indicar los efectos de la estimulación simpática y parasimpática en cada órgano (cuadros 11-4 y 11-5).

Sistema nervioso periférico y autónomo

216

Capítulo 11

Cuadro 11-4. Tipos de receptores de noradrenalina Subtipo de receptor

11.24

Localización

Efectos de la estimulación

α1

Músculo liso

Vasoconstricción, contracción uterina, dilatación de la pupila, contracción del esfínter intestinal, contracción del músculo erector del pelo

α2

Axones terminales de neuronas adrenérgicas posganglionares

Retroalimentación negativa: la noradrenalina actúa inhibiendo su propia liberación

β1

Corazón

Cambios en la frecuencia y fuerza de la contracción cardiaca

β2

Músculo liso

Vasodilatación, relajación uterina, relajación intestinal, broncodilatación, glucogenólisis

Proporcionar los nombres de cuatro clases de fármacos que se usan en la clínica para estimular o inhibir las funciones autónomas. Estimulantes de receptores adrenérgicos. Incluyen adrenalina, noradrenalina, isoproterenol, efedrina y anfetamina. Se prescriben para dilatar los túbulos bronquiales, tratar el paro cardiaco, dilatar las pupilas, retardar la absorción de anestésicos locales, elevar el humor del paciente. Antagonistas de receptores adrenérgicos. Incluyen fentolamina, fenoxibenzamina, prazosín (bloqueadores alfa), y pwpranolol, nadolol (bloqueadores beta). Se prescriben para disminuir la presión sanguínea en casos defeocromocitoma (bloqueadores alfa) y, en general, para reducir la frecuencia de los episodios anginosos, tratar arritmias cardiacas, y reducir la presión intraocular en pacientes con glaucoma (bloqueadores beta). Estimulantes de receptores colinérgicos. Incluyen acetilcolina y sus compuestos similares metacolina, carbacol, betanecol. Se prescriben para estimular las vías gastrointestinales y la vejiga urinaria en el periodo posoperatorio, disminuir la presión intraocular en el glaucoma, dilatar los vasos sanguíneos periféricos, terminar la curarización, tratar la miastenia grave. Antagonistas de receptores colinérgicos. Incluyen atropina, escopolamina y diciclomina (agentes antimuscarínicos). Se prescriben para tratar la enfermedad de Parkinson, dilatar la pupila, controlar trastornos por movimiento, tratar úlceras pépticas e hipermotilidad de vías gastrointestinales, disminuir la secreción salival y bronquial (uso preoperatorio de atropina).

Capítulo 11

217

Sistema nervioso periférico y autónomo

Cuadro 11-5. Comparación entre las acciones simpáticas y las parasimpáticas Órgano o glándula

Estimulación simpática (adrenérgica o colinérgica)

Estimulación parasimpática (colinérgica)

Corazón

Aumento de la frecuencia y fuerza de contracción

Disminución de la frecuencia y fuerza de contracción

Piel

Vasoconstricción (adrenérgica); vasodilatación, rubor (colinérgica)

Ninguna

Músculos esqueléticos

Vasoconstricción (adrenérgica); vasodilatación (colinérgica)

Ninguna

Vasos sanguíneos

Principalmente constricción

Dilatación de algunos órganos (p. ej., pene)

Visceras

Vasoconstricción (adrenérgica para las visceras abdominales)

Vasodilatación (visceras abdomi¬ nales)

Órganos reproductores

Vasodilatación (colinérgica para genitales externos)

Vasodilatación (genitales externos)

Pelo (músculo erector del pelo)

Contracción y erección del pelo: "piel de gallina"

Ninguna

Bronquiolos

Dilatación

Vías gastrointestinales

Disminución de la actividad y tono

Vesícula biliar y conductos

Inhibición

Esfínter anal

Cierre estimulado

Vejiga urinaria

Ayuda en el tono muscular

Músculo ciliar del ojo

Relajación (para vista lejana)

Iris del ojo

Dilatación de la pupila

Glándulas sudoríparas

Estimulación de la secreción (colinérgica)

Ninguna

Glándulas nasal, lagrimal, salival, gástrica, intestinal y pancreática

Vasoconstricción e inhibición de la secreción

Vasodilatación y secreción estimulada

Islotes del páncreas

Disminución de la secreción de insulina

Aumento en la secreción

Hígado

Estimulación de la hidrólisis del glucógeno con liberación de glucosa a la sangre

Ninguna

Aumento en la secreción de noradrenalina y adrenalina (lo que aumenta la frecuencia cardiaca, y la presión y glucosa sanguíneas)

Ninguna

Médula suprarrenal

Constricción Aumento en la actividad (peristalsis) y tono Estimulación Cierre inhibido Contracción Contracción (vista cercana) Constricción de la pupila

Sistema nervioso periférico y autónomo

218

Capítulo 11

Ejercicios de repaso Opción múltiple 1. El transmisor químico entre fibras posganglionares simpáticas y órganos efectores es (a) noradrenalina, (b) acetilcolina, (c) adrenalina, (d) epinefrina. 2. La mayoría de los órganos corporales son inervados por (a) la división simpática del sistema nervioso autónomo, (b) la división simpática del sistema nervioso autónomo, (c) ambas divisiones del sistema nervioso autónomo, (d) el sistema nervioso central. 3. ¿De qué conjunto de pares craneales surgen las fibras parasimpáticas? (a) III, V, IX y X; (b) IV, V, IX y X; (c) III, VII, IX y X; (d) V, IX, X y XII. 4. Una fibra preganglionar que entra en la cadena simpática no puede (a) hacer sinapsis con las neuronas posganglionares en el primer ganglio que encuentra, (b) extenderse por la cadena simpática antes de hacer sinapsis con neuronas posganglionares, (c) terminar en la cadena simpática sin haber hecho sinapsis, (d) pasar a través de la cadena simpática sin haber hecho sinapsis. 5. Los cuerpos celulares de las neuronas presinápticas en la división simpática se localizan dentro de (a) las regiones cervical y sacra de la médula espinal, (b) la materia blanca de la médula espinal, (c) las astas laterales de la materia gris de la médula espinal, (d) el cerebro y la región sacra. 6. ¿De cuáles funciones se encarga el sistema nervioso autónomo? (a) motoras, (b) sensoriales, (c) motoras y sensoriales, (d) ninguna de las anteriores. 7. La rama blanca de cada nervio raquídeo está unida a (a) un ganglio prevertebral, (b) un ganglio en cadena, (c) un ganglio de raíz posterior, (d) el ganglio celiaco. 8. ¿Qué par de acciones describe el efecto de la división simpática del sistema nervioso autónomo sobre la pupila del ojo y las vías gastrointestinales? (a) dilata/inhibe, (b) dilata/estimula, (c) constriñe/ inhibe, (d) constriñe/estimula. 9. ¿Cuál de los siguientes podría no resultar de una estimulación simpática? (a) glucogenólisis, (b) contracción del bazo, (c) secreción de catecolaminas de la médula suprarrenal, (d) secreción profusa de las glándulas salivales. 10. Una razón para dividir el sistema nervioso autónomo es que (a) las señales simpáticas se transmiten de la médula espinal hacia la periferia a través de dos neuronas sucesivas, en contraste con una neurona para las señales parasimpáticas; (b) las fibras simpáticas solas inervan órganos en la cavidad abdominal; (c) las fibras simpáticas solas surgen de la médula espinal; (d) los efectos de las dos divisiones sobre los órganos son, por lo general, antagonistas. 11. La división simpática del sistema nervioso autónomo no (a) surge de los niveles toracolumbares, (b) reúne energía durante una urgencia, (c) estimula la secreción de la vesícula biliar, (d) dilata los túbulos bronquiales. 12. La glándula lagrimal está inervada por (a) el par craneal facial, (b) el nervio craneal óptico, (c) el nervio oftálmico, (d) el par craneal motor ocular común, (e) el nervio maxilar.

Capítulo 11

Sistema nervioso periférico y autónomo

219

13. Considerar las siguientes afirmaciones acerca de la división simpática del sistema nervioso autónomo: (i) Todas las neuronas liberan acetilcolina como su sustancia neurotransmisora principal, (ii) Los cuerpos celulares de sus neuronas posganglionares yacen en el órgano inervado o cerca de él. (iii) Los cuerpos celulares de sus neuronas preganglionares yacen en la médula espinal cervical y sacra. De estas afirmaciones: (a) todas son verdaderas, (b) ninguna es verdadera, (c) i y ii son verdaderas, (d) ii y iii son verdaderas, (e) iii es verdadera. 14. Considere las siguientes afirmaciones acerca de la división simpática del sistema nervioso autónomo: (i) Todas sus neuronas liberan noradrenalina como su sustancia neurotransmisora principal. (ii) Todos los cuerpos celulares de sus neuronas posganglionares yacen en el órgano inervado o cerca de él. (iii) Los cuerpos celulares de sus neuronas preganglionares yacen en la médula espinal torácica y lumbar. De estas afirmaciones: (a) i es verdadera, (b) ii es verdadera, (c) iii es verdadera, (d) i y iii son verdaderas, (e) todas son verdaderas. 15. Los autorreceptores de la división simpática del sistema nervioso autónomo que participan en una retroalimentación negativa son (a) a1 (b) a2, (c) β1 (d) β 2. 16. Los receptores beta son estimulados por (a) metoxamina, (b) acetilcolina, (c) isoproterenol, (d) atropina. 17. Los receptores a acetilcolina en los ganglios de las divisiones simpática y parasimpática son (a) receptores muscarínicos, (b) bloqueados por atropina, (c) receptores nicotínicos, (d) estimulados por isoproterenol. 18. ¿Qué tipos de receptores se encuentran en el corazón? (a) alfa, (b) beta, (c) nicotínicos, (d) ácido gammaaminobutírico. 19. ¿Qué clase de medicamentos puede utilizarse para tratar el asma bronquial? (a) colinérgicos, (b) anticolinesterasas, (c) adrenérgicos, (d) bloqueadores adrenérgicos. 20. Los bloqueadores adrenérgicos tienen como efectos secundarios no deseados (a) secreción gástrica elevada, (b) espasmos en vías gastrointestinales, (c) diarrea, (d) boca reseca. 21. Un paciente programado para cirugía confiesa a la enfermera la noche previa que está "terriblemente asustado". ¿Cuál de los siguientes indica actividad simpática aumentada en este paciente? (a) el paciente se queja de que siente la boca reseca, (b) la ropa de paciente está húmeda por el sudor, (c) el paciente está pálido, (d) las pupilas del paciente están muy dilatadas, (e) todas las anteriores. 22. ¿Cuál de las siguientes no es una función del sistema nervioso autónomo? (a) inervación de todos los órganos viscerales, (b) transmisión de impulsos sensoriales y motores, (c) regulación y control de las actividades vitales, (d) control consciente de las actividades motoras.

220

Sistema nervioso periférico y autónomo

Capítulo 11

23. Respecto de (1) el corazón, (2) las glándulas, (3) el músculo liso, y (4) ciertos músculos esqueléticos, es posible decir que el sistema nervioso autónomo inerva a (a) 1, 2 y 3; (b) 1, 3 y 4; (c) 2 y 4; (d) 1,2, 3 y 4. 24. La atropina (que bloquea los receptores muscarínicos) causa (a) debilidad de la musculatura cardiaca, (b) un aumento en reposo de la frecuencia cardiaca, (c) un excesivo flujo de saliva, (d) una sobreactividad del intestino delgado. 25. Un ganglio es un agregado de cuerpos celulares nerviosos (a) dentro del encéfalo o la médula espinal, (b) fuera del encéfalo y de la médula espinal, (c) sólo en la médula espinal, (d) sólo en el encéfalo. 26. Un par craneal que afecta el movimiento ocular es (a) el nervio óptico, (b) el nervio trigémino, (c) el nervio patético, (d) el nervio hipogloso. 27. El par craneal con la mayor distribución es (a) el nervio trigémino, (b) el nervio vago, (c) el nervio motor ocular externo, (d) el nervio accesorio de Willis. 28. ¿Qué pares craneales median la sensación del gusto? (a) trigémino y facial, (b) patético y motor ocular externo, (c) facial y glosofaríngeo, (d) trigémino y glosofaríngeo. 29. En un paciente con una contusión sobre la región parotídea, los músculos faciales de un lado de la cara están paralizados, un ojo no se puede cerrar y la comisura de la boca se cae. ¿Qué par craneal está dañado? (a) el motor ocular externo, (b) el facial, (c) el glosofaríngeo, (d) el accesorio de Willis, (e) el hipogloso. 30. El reflejo de sacudida de la rodilla en respuesta a un golpe ligero con un pequeño martillo con cabeza de caucho sobre el ligamento rotuliano (a) es un reflejo condicionado, (b) es un reflejo polisináptico, (c) tiene su centro de reflejo en la médula espinal, (d) está mediado por un arco reflejo de tres neuronas. 31. ¿Cuál de las parejas nervio y órgano es incorrecta? (a) nervio frénico-diafragma, (b) nervio vagoviscera abdominal, (c) nervio glosofaríngeo-botones gustativos, (d) nervio motor ocular externomúsculos faciales, (e) nervio ciático-extremidad inferior. 32. ¿Qué par craneal puede estar dañado cuando se observa incapacidad para caminar en línea recta? (a) nervio vestibulococlear, (b) nervio patético, (c) nervio facial, {d) nervio hipogloso, (e) nervio accesorio de Willis. 33. ¿Qué par craneal inerva al músculo recto del ojo que puede causar giro lateral del globo ocular en un plano horizontal? (a) el nervio óptico, (b) el nervio motor ocular externo, (c) el nervio facial, (d) el nervio motor ocular común, (e) el nervio patético. 34. ¿Cuál de los siguientes no es un plexo de los nervios raquídeos? (a) el plexo cervical, (b) el plexo sacro, (c) el plexo coroideo, (d) el plexo braquial, (e) el plexo lumbar. 35. ¿Cuál de los siguientes pares craneales no es un nervio mixto? (a) el nervio motor ocular externo, (b) el nervio glosofaríngeo, (c) el nervio trigémino, (d) el nervio vago, (e) el nervio vestibulococlear.

Sistema nervioso periférico v autónomo

Capítulo 11

221

Verdadero o falso 1. Los pares craneales inervan sólo estructuras de la cabeza y el cuello. 2. Los músculos oculares extrínsecos están inervados por tres diferentes pares craneales. 3. Todos los nervios raquídeos son nervios mixtos. 4. La división parasimpática del sistema nervioso autónomo funciona para encontrar trastornos estresantes y de urgencia. 5. La incapacidad para encoger los hombros puede indicar disfunción de los nervios faciales. 6. La erección del pene es en esencia una respuesta parasimpática. 7. La raíz posterior (dorsal) de un nervio raquídeo consta sólo de neuronas sensoriales. 8. La compresión del plexo braquial podría dar por resultado parálisis de la mano. 9. El nervio óptico controla los movimientos oculares. 10. En el sistema nervioso periférico están incluidos 12 pares craneales, 31 pares de nervios raquídeos, y 4 plexos de la columna vertebral. 11. Los nervios olfatorio, óptico y vestibulococlear sólo son pares craneales puramente sensoriales. 12. La parálisis de Bell es un padecimiento funcional transitorio del nervio facial (VII par craneal). 13. Todos los reflejos involucran al sistema nervioso central. 14. La división simpática del sistema nervioso autónomo es craneosacra en su origen. 15. Hay siete vértebras cervicales y ocho nervios cervicales.

Completar 1. Una

es el área de la piel inervada por todas las neuronas cutáneas de un

nervio craneal o raquídeo determinado. 2. El par craneal

inerva el músculo recto lateral (ocular).

3. La es un trastorno del nervio trigémino (V par craneal) que se caracteriza por dolor intenso y recurrente en un lado de la cara. 4. El nervio es la rama del nervio trigémino (V par craneal) que inerva la mandíbula y los dientes, la piel sobre la mandíbula y la lengua. 5. Hay y

nervios cervicales, nervio coccígeo.

nervios torácicos,

6. El sistema nervioso autónomo se divide en o división colinérgica.

nervios lumbares, o división adrenérgica, y

nervios sacros

Sistema nervioso periférico y autónomo

222

Capítulo 11

7. Los receptores se localizan en los ganglios de las divisiones simpática y parasimpática del sistema nervioso autónomo. 8. Las

fibras

no hacen sinapsis después de abandonar el sistema nervioso central.

9. La porción del sistema nervioso autónomo que es toracolumbar en su origen es la división 10. El par craneal

conduce sensaciones desde la retina del ojo hacia el tálamo.

Identificar Nombre las estructuras indicadas en la figura de la derecha.

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Respuestas y explicaciones a los ejercicios de repaso Opción múltiple 1. (a) La noradrenalina es un neurotransmisor en los órganos efectores de la división simpática del sistema nervioso autónomo, con tres excepciones: en glándulas sudoríparas, en algunos vasos sanguíneos dentro de músculos esqueléticos y genitales externos, y en la médula suprarrenal. Las fibras posganglionares simpáticas que inervan a estos efectores secretan acetilcolina (son colinérgicos). 2. (c) La mayoría de los órganos tiene inervación simpática y parasimpática, con una división estimuladora y otra división inhibitoria. 3. (c) El motor ocular común (III par craneal), el facial (VII par craneal), el glosofaríngeo (IX par craneal), y el vago (X par craneal) conducen impulsos parasimpáticos. 4. (c) Ninguna de las neuronas ganglionares termina en la cadena simpática sin haber hecho sinapsis o abandonando la cadena para hacer sinapsis en un ganglio más distante. 5. (c) Los cuerpos celulares de las neuronas preganglionares en la división simpática se originan en las astas laterales de la materia gris de la médula espinal en la región toracolumbar. 6. (c) El sistema nervioso autónomo tiene componentes sensoriales y motores. 7. (b) La rama blanca es una rama entre un nervio raquídeo y un ganglio en cadena. 8. (a) La estimulación simpática dilata la pupila al mismo tiempo que inhibe la actividad en las vías gastrointestinales. 9. (d) Todos los procesos digestivos se bloquean por estimulación simpática, entre ellos la secreción de la glándula salival. 10. (d) Debido a que las divisiones simpática y parasimpática son antagonistas, continuamente regulan la actividad de órganos efectores. 11. (c) La secreción biliar es una función digestiva que se inhibe por estimulación simpática. 12. (c) El nervio oftálmico es la rama superior del par craneal trigémino que inerva el cuero cabelludo anterior, el párpado superior, la superficie del ojo y la glándula lagrimal. 13. (c) El origen anatómico es craneosacro, no cervicosacro. 14. (c) La noradrenalina no siempre es el neurotransmisor (existen tres excepciones) y las neuronas posganglionares pueden ser muy largas.

Capítulo 11 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35.

Sistema nervioso periférico y autónomo

(b) La noradrenalina actúa inhibiendo su propia liberación posterior. (c) El isoproterenol es una catecolamina sintética que estimula principalmente a los receptores beta. (c) Los receptores nicotínicos están en los ganglios de ambas divisiones del sistema nervioso autónomo. (b) En el corazón sólo se encuentran receptores beta. (c) La activación adrenérgica o simpática ocasiona dilatación bronquial vía los receptores beta. (d) La inhibición de las glándulas salivales ocasiona resequedad de la boca. (e) Todos los síntomas son resultado de la estimulación simpática. (d) Como su nombre lo indica, el sistema nervioso autónomo funciona sin la alerta consciente. (a) El sistema nervioso autónomo no inerva ningún músculo esquelético. (b) Los receptores muscarínicos se relacionan con la división parasimpática (reducen la marcha del corazón). Por tanto, el bloqueo de los receptores muscarínicos podría aumentar la frecuencia cardiaca en reposo. (b) Un ganglio es un agregado de cuerpos celulares nerviosos en el sistema nervioso periférico; un agregado en el sistema nervioso central se llama núcleo. (c) El nervio patético es uno de los tres que participan en el movimiento del ojo. (b) El nervio vago inerva los órganos efectores en las cavidades torácica y abdominal. (c) Los nervios facial y glosofaríngeo proporcionan inervación sensorial a la lengua. (b) El daño en el nervio facial ocasiona caída del lado completo de la cara, debido a que se pierde el tono muscular. (c) El centro reflejo está dentro de la materia gris de la médula espinal. (d) El nervio motor ocular externo inerva el ojo pero no los músculos faciales. (a) El nervio vestibulococlear pareado inerva los órganos relacionados con el balance y el equilibrio. (b) El nervio motor ocular externo inerva el músculo recto lateral del ojo. (c) El plexo coroideo produce líquido cefalorraquídeo. (e) El nervio vestibulococlear es sólo sensorial.

Verdadero o falso 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

Falso. El nervio vago inerva las visceras torácicas y abdominales Verdadero Verdadero Falso. La división simpática funciona bajo condiciones de estrés Falso. Los nervios accesorios regulan los músculos que mueven los hombros Verdadero Verdadero Verdadero Falso. Los pares craneales motor ocular externo, motor ocular común y patético inervan los músculos que mueven el ojo Verdadero Verdadero Verdadero Verdadero Falso. La división simpática del sistema nervioso autónomo es toracolumbar en su origen Verdadero

Completar 1. 2. 3. 4. 5.

dermatoma motor ocular externo neuralgia del trigémino mandibular 8, 12,5,5, 1

6. 7. 8. 9. 10.

simpático, parasimpático nicotínicos somáticas simpática óptico

Identificar 1. Órgano receptor 2. Neurona sensorial 3. Cuerpo celular de la neurona sensorial

4. Neurona de asociación 5. Neurona motora 6. Órgano efector

223

12

Organos sensoriales Objetivo A

Explicar cuál es el significado de Organos sensoriales y listar los seis sentidos especiales.

Los Organos sensoriales son extensiones especializadas del sistema nervioso que contie¬ nen neuronas sensoriales (aferentes), adaptadas para responder a estímulos específicos y conducir impulsos nerviosos hacia el encéfalo. Debido a que los Organos sensoriales son muy específicos, como el estímulo al cual responden, actúan como filtros energéticos que permiten sólo la percepción de un estrecho margen de energía. Por ejemplo, los bastones y los conos dentro del ojo reaccionan a una escala precisa de ondas de luz y casi nunca responden a los rayos X, ondas de radio, o luz ultravioleta o infrarroja. Los sentidos del cuerpo se clasifican en sentidos generales y sentidos especiales, de acuerdo con la complejidad de los receptores y las vías neuronales participantes (nervios y haces). Los sentidos gene¬ rales incluyen receptores cutáneos dentro de la piel (tacto, presión, calor, frío y dolor). En conjunto, se dice que los receptores cutáneos proporcionan el sentido del tacto (problema 5.19 y cuadro 5-2). Los sentidos especiales se localizan en los Organos receptores complejos y tienen vías neuronales extensas; son los sentidos del gusto, olfato, vista, oído y equilibrio. 12.1

¿Cuáles de los sentidos dependen de las neuronas sensoriales llamadas quimiorreceptores, y cuál involucra a los fotorreceptores! Los quimiorreceptores son neuronas especializadas que responden a estímulos químicos; para su funcionamiento necesitan un ambiente húmedo. De ellos dependen los sentidos del olfato y el gusto. Los fotorreceptores son neuronas especializadas que reaccionan a las ondas de luz. Los conos y los bastones dentro del ojo son fotorreceptores (problema 12.12).

Objetivo B

Describir los receptores y las vías nerviosas del sentido del gusto.

Los receptores del sentido del gusto se localizan en las papilas gustativas de la superficie de la lengua. Las papilas gustativas se relacionan con proyecciones tipo espigas de la muco¬ sa de la lengua que se conocen como papilas linguales (fig. 12-1); algunas también se encuentran en las mucosas del paladar y la faringe. Una papila gustativa contiene un grupo de 40 a 60 células gustativas, al igual que muchas más células de soporte (fig. 12-2). Cada célula gustativa está inervada por una neurona sensorial. Las cuatro principales sensaciones del gusto son dulce (evocado por azúcares, glicoles, y aldehidos), ácido (evocado por H+, ya que todos los ácidos saben de esta manera), amargo (evocado por alcaloides), y salado (evocado por aniones de las sales ionizables).

Raíz de la lengua Amígdala palatina Papilas caliciformes Amargo Papilas fungiformes Acido Zonas del sentido del gusto Salado • - Papilas filiformes

Dulce •

Fig. 12-1. Superficie de la lengua en que se muestran las ubicaciones de las papilas gustativas y las zonas del sentido del gusto. 224

Órganos sensoriales

Capítulo 12

225

Papilas Papilas del gusto Células gustativas

Poro gustativo

Tejido conectivo

(a)

Epitelio de la lengua Vellosidad gustativa

(b) Fig. 12-2. Papilas (a) lingual y (b) gustativa que contienen células gustativas.

12.2

¿Cuáles son los tres tipos de papilas linguales y en dónde se localizan? Papilas caliciformes. Son las más grandes aunque escasas; están dispuestas sobre la parte posterior de la lengua en un modelo en forma de V invertida (fig. 12-1). Papilas fungiformes. Son parecidas a un botón; se encuentran en la punta y a los lados de la lengua. Papilas filiformes. Son de apariencia corta y delgada; se localizan en los dos tercios anteriores de la lengua.

12.3

¿Sufren adaptación los receptores del gusto? Sí. Con la continua exposición a estímulos de sabor, hay decremento de la transmisión de la neurona sensorial.

12.4

¿Cuál de los pares craneales produce las sensaciones del sabor hacia el encéfalo? La inervación sensorial de la lengua y la faringe es por la rama timpánica cordada del nervio facial de los dos tercios anteriores de la lengua, el nervio glosofaríngeo del tercio posterior de la lengua, y el nervio vago de la región faríngea (cuadro 11-1).

12.5

¿Cuáles áreas del encéfalo reciben impulsos de los receptores del gusto? Las sensaciones del gusto se transmiten al tallo encefálico (núcleo solitario), después al tálamo (núcleo ventral posteromedial) y por último a la corteza cerebral sensorial (circunvolución parietal ascendente en la convexidad lateral) en donde ocurre la percepción del sabor.

Objetivo C

Identificar los receptores y las vías nerviosas del sentido del olfato. Los receptores del sentido del olfato (olfacción) se localizan en cada lado lateral de la cavidad nasal, en la mucosa nasal de la concha nasal superior (fig. 12-3). Al igual que los receptores del gusto, los receptores del olfato son quimiorreceptores. Sin embargo, para oler, las sustancias químicas se transportan originalmente por el aire y llegan a disolverse en la capa mucosa que recubre la parte superolateral de la cavidad nasal.

Organos sensoriales

226

Capítulo 12

Bulbo olfatorio Placa cribiforme Fibras olfatorias Epitelio olfatorio

Cavidad nasal

Narína

Fig. 12-3. Receptores olfatorios dentro del epitelio olfatorio de la cavidad nasal.

12.6

¿Cuáles son las características de un odorífero, molécula química que estimula los receptores del olfato? El odorífero debe ser volátil (para alcanzar el receptor del olfato), soluble en agua (para penetrar en la mucosa húmeda que cubre al receptor), y soluble en lípidos (para penetrar la membrana celular de la célula receptora olfatoria).

12.7

¿Ocurre adaptación de receptores del olfato? Sí. Los receptores del olfato se adaptan con rapidez a la exposición continua a odoríferos (50% de adaptación durante el primer segundo). En comparación con otros mamíferos, los seres humanos tienen un mal sentido del olfato. Al parecer, para el ser humano es más importante detectar la presencia que la intensidad de un olor.

12.8

¿Todos los productos químicos volátiles en la nariz estimulan los receptores del olfato? No. Sólo cerca de 2 a 3% del aire que se inhala entra en contacto con los receptores olfatorios debido a que éstos se localizan arriba de la corriente de aire principal. La olfacción puede incrementarse bastante por aspiración forzada, lo cual pone los agentes químicos volátiles en contacto con los receptores olfatorios.

12.9

¿Cuál de los pares craneales inerva la mucosa olfatoria? El nervio olfatorio transmite la mayoría de los impulsos relacionados con el olfato (cuadro 11-1). Sin embargo, algunas sustancias químicas irritantes (como la pimienta), también estimulan el nervio trigémino. Las sustancias químicas irritantes inician, por lo general, un estornudo protector y reflejo o tos, o ambas cosas. Las sensaciones sensoriales olfatorias se conducen a lo largo de cada vía olfatoria hacia las porciones olfatorias de la corteza cerebral (corteza prepiriforme, circunvolución subcallosa, y tubérculo olfatorio), en donde ocurre la percepción olfatoria.

Objetivo D

Describir las estructuras accesorias del ojo. Las estructuras accesorias del ojo lo protegen o permiten su movimiento. Cada ojo está protegido por una órbita ósea (problema 6.13) compuesta por los huesos faciales y craneales. Otras estructuras accesorias incluyen las siguientes:

Organos

Capítulo 12

sensoriales

227

Cejas (fig. 12-4a). Se componen de pelos delgados y cortos por arriba del ojo que ayudan a evitar que la transpiración y las partículas aéreas penetren en los ojos. También protegen al ojo de la luz solar. Párpados. Ambos párpados (palpebrales) cubren y protegen a los ojos de desecación, materiales extraños y luz solar. Cada párpado está cubierto con piel y contiene fibras musculares, una placa tarsiana (de tejido conectivo fibroso denso), glándulas tarsianas (glándulas sebáceas especializa¬ das), y glándulas ciliares (glándulas sudoríparas). Las numerosas pestañas se unen en el párpado para proteger a los ojos de las partículas aéreas. Aparato lagrimal. Se compone de glándula lagrimal (fig. l2-4b), que secreta líquido lagrimal (lᬠgrimas), y de canales lagrimales que drenan el líquido hacia el saco lagrimal. El líquido lagrimal lubrica la superficie anterior del ojo, que está en contacto con los párpados; también contiene la lisozima, que es un polisacárido bactericida. Músculos del ojo. Los seis músculos extrínsecos (músculos oculares), que se unen desde la órbita ósea al globo ocular se encargan de varios de los movimientos del ojo (fig. 12-5). El recto superior hace girar el ojo hacia arriba; el recto medial lo hace de manera medial; el recto lateral, de modo lateral; el oblicuo superior, inferolateral; el oblicuo inferior, de manera superolateral. Además, el elevador superior del párpado (fig. 12-4) eleva el párpado superior, y el ocular orbicular (fig. 8-1) constriñe los párpados.

Ceja

Glándula lagrimal Conductos lagrimales Papila lagrimal

Músculo elevador del párpado superior Conjuntiva palpebral

Conducto lagrimal Saco lagrimal

Glándula tarsiana Párpado superior

Conducto nasolagrimal

Pestañas Párpado inferior

Cavidad nasal

Conjuntiva bulbar Saco de la conjuntiva

(a)

(b)

Fig. 12-4. Estructuras accesorias del ojo. (a) Vista sagital del ojo anterior y párpados; (b) glándula lagrimal y vías de drenaje del líquido lagrimal (flechas).

12.10

¿Por qué "moquea la nariz" cuando uno llora? El líquido lagrimal drena por la superficie anterior de los ojos hacia el interior de los canales lagrimales, a través de los sacos lagrimales, los cuales se vacían hacia la cavidad nasal. Por lo general, el líquido lagrimal (lágrimas) fluirá de manera posterior a través de la cavidad nasal y hacia la faringe. Sin embargo, cuando una persona llora, las lágrimas son tan copiosas que el drenado puede derramarse de los ojos hacia las mejillas, así como fuera de las fosas nasales. El derramamiento emocional de las lágrimas es una conducta particular de los seres humanos.

Capítulo 12

Organos sensoriales

228

Tróclea Oblicuo superior Recto superior Recto medial

Recto lateral (corte) Recto inferior Nervio óptico Oblicuo inferior

Fig. 12-5. Músculos extrínsecos del ojo.

Objetivo E

Describir la estructura del ojo. El ojo es esférico y mide aproximadamente 25 mm de diámetro; consta de tres túnicas (capas), un cristalino y dos cavidades principales (fig. 12-6).

Túnica fibrosa (capa externa). Tiene dos partes: la esclerótica y la córnea. La esclerótica (blanco del ojo) se compone de tejido conectivo regular denso que soporta y protege al ojo; también es el sitio de unión de los músculos oculares extrínsecos (Objetivo D). La córnea transparente forma la superficie anterior del ojo y su forma convexa refracta la entrada de los rayos de luz; asimis¬ mo, está cubierta con una membrana protectora llamada conjuntiva bulbar que se prolonga hacia los párpados como conjuntiva palpebral (fig. 12-4). Túnica vascular (capa media). La túnica vascular tiene tres partes: la coroides, el cuerpo ciliar y el iris. La coroides es una capa delgada altamente vascular, que suministra nutrimentos y oxígeno al ojo; también absorbe la luz para evitar que el ojo sea reflejado. El cuerpo ciliar es la porción anterior engrosada de la túnica vascular; contiene fibras musculares lisas que regulan la forma del cristalino. El iris, que forma la porción más anterior de la túnica vascular, consta de pigmento (que da el color al ojo) y fibras musculares lisas dispuestas en un modelo circular y radial. La contracción de las fibras musculares lisas regula el diámetro de la pupila, la cual es la abertura en el centro del iris. Túnica interna (capa interna o retina). Este componente receptor del ojo contiene dos tipos de fotorreceptores: conos, que funcionan en altas intensidades de luz y de ellos depende la visión en color durante el día y la agudeza (nitidez); bastones, que funcionan con bajas intensidades de luz y son los responsables de la visión nocturna (blanco y negro). Además, la retina contiene células bipolares, que hacen sinapsis con conos y bastones, así como células ganglionares que hacen sinapsis con las células bipolares (problema 12.12). Los axones de las células ganglionares cursan por la retina hacia el disco óptico y forman el nervio óptico. La fóvea central es un foso poco profundo en la parte posterior de la retina que sólo contiene conos; es un área de visión más aguda. Alrededor de la fóvea central está la mácula lútea, la cual también es abundante en conos.

Capítulo 12

Organos sensoriales

229

Cristalino. Es una estructura transparente biconvexa, que consta de proteínas dispuestas de manera muy estrecha. Está encerrado en la cápsula del cristalino y mantiene en su lugar al ligamento suspensor (compuesto de fibras zonulares) que se unen al cuerpo ciliar. El cristalino enfoca los rayos de luz para una visión cercana o lejana. Cavidades del ojo. El interior del ojo está st parado por el cristalino en una cavidad anterior y otra posterior {cámaras vitreas). La cavidad anterior está parcialmente dividida por el iris en cámara anterior (entre la córnea y el iris) y cámara posterior (entre el iris y el cristalino); además contiene un líquido acuoso llamado humor acuoso. La cavidad posterior contiene una sustancia de tipo gelatinosa llamada humor vitreo. El humor acuoso se produce de manera continua por el cuerpo ciliar. Fluye desde la cámara posterior a través de la pupila y hacia la cámara anterior. Desde ahí, drena hacia una red vascular en la base del cristalino llamada seno venoso escleral {canal de Schlemm). El humor vitreo se produce durante el periodo prenatal; también se agregan pequeñas cantidades a medida que el ojo aumenta de tamaño, aunque no de manera continua como en el caso del humor acuoso. Una catarata es la pérdida de la transparencia del cristalino. Es un cambio químico en la proteí¬ na del cristalino, como consecuencia de lesión, venenos, infecciones o degeneración por la edad. Las cataratas no tratadas en ambos cristalinos es causa común de ceguera. Los cristalinos con cataratas pueden ser extraídos por procesos quirúrgicos y reemplazados por prótesis para de este modo restaurar la vista.

Cuerpo ciliar Ligamento suspensorio Fóvea central

Cristalino Pupila

Disco óptico

Córnea

Nervio óptico

Iris

Esclerótica

Cámara posterior Cámara anterior

Coroides Retina

Cavidad anterior

Cavidad posterior

Fig. 12-6. Anatomía interna del ojo.

El glaucoma es un aumento anormal en la presión intraocular del ojo. El humor acuoso no drena hacia el seno venoso escleral tan rápido como se produce. La acumulación de líquido ocasiona compresión de los vasos sanguíneos en la coroides y compresión del nervio óptico. La ceguera ocurre conforme las células retinianas mueren y el nervio óptico se atrofia. La detección tem¬ prana conduce a que el glaucoma pueda tratarse con medicamentos de manera efectiva. 12.11

¿Cuáles son las estructuras refractarias (medias) del ojo? Los rayos de luz que llegan se refractan (se desvían) de manera que se enfoca una imagen estrecha e invertida (al revés) sobre la fóvea central. Para determinar cuáles rayos pasan, las estructuras refractarias son la córnea, el humor acuoso, el cristalino y el humor vitreo. El mayor grado de refracción lo proporciona la córnea, pero la estructura refractaria más importante es el cristalino. La curvatura bastante elástica del cristalino puede cambiarse de manera activa y de ese modo mantener enfocadas las imágenes con claridad conforme se mueve el ojo.

Capítulo 12

Organos sensoriales

230

El astigmatismo es un trastorno en el que la curvatura irregular de la córnea o del cristalino del ojo distorsiona la refracción de los rayos de luz. Se sospecha de este trastorno cuando existen áreas borrosas en el campo visual de la persona. La corrección del astigmatismo requiere de una valoración cuidadosa de las irregularidades y una prescripción de lentes de graduación especial. 12.12

¿Cuáles son las capas de la retina? De manera funcional, la retina se compone de dos capas (fig. 12-7). La capa pigmentada delgada está en contacto con la coroides, y la capa nerviosa gruesa es la porción visual. La capa nerviosa contiene tres distintos agrupamientos de células; en orden de conducción de impulsos nerviosos ellas son células de conos y bastones, neuronas bipolares y neuronas ganglionares. El nervio óptico consta de una convergencia de los axones de las neuronas ganglionares. Es de interés observar que los rayos de luz entrantes deben pasar primero por las neuronas ganglionares y bipolares antes de estimular a conos y bastones para conducir los impulsos nerviosos en la dirección opuesta. Fibras del nervio óptico

Neuronas ganglionares

Neuronas bipolares

Neuronas fotorreceptoras

Capa de pigmento Coroides Esclerótica

Fig. 12-7. Neuronas de la retina.

12.13 ¿Cuáles son más numerosos, los conos o los bastones? Los bastones sobrepasan los 100 millones en cada ojo y son más delgados y más alargados que los conos; son más numerosos hacia la periferia de la retina. Los conos suman alrededor de 7 millones en cada ojo y están concentrados en la fóvea central y en la mácula lútea circundante.

12.14

¿Todos los conos responden al espectro visible completo? No. Los conos son de tres clases, con picos de absorción que corresponden a los tres colores primarios: azul, verde y rojo naranja (fig. 12-8). La ceguera al color es la incapacidad para distinguir los colores, en particular rojos y verdes. La ceguera al color rojo-verde afecta a cerca de 5% de la población en Estados Unidos. La verdadera ceguera al color o monocromatismo es rara en extremo. En este trastorno, sólo se ven sombras de blanco y negro. La mayoría de los animales vertebrados carece de visión en color.

Capítulo 12

231

Organos sensoriales

400

500

600

700

Longitud de onda, nm

Fig. 12-8. Espectro visual. Objetivo F

Describir el campo de visión y las vías visuales. El campo de visión es el que una persona percibe de manera visual. Con una buena visión, el punto focal en el campo de visión es muy estrecho y claro. Lejos del punto focal, la imagen es menos clara y es en realidad nebulosa en la periferia del campo de visión.

Una persona no ve con los ojos. Los rayos de luz, más que chocar con los fotorreceptores en la retina, ocasionan la transmisión de sensaciones visuales (impulsos nerviosos) hacia el lóbulo occipital del cerebro, en donde ocurre la percepción. 12.15

¿Cuáles son los tres campos visuales en el campo de la visión? La posición anterior de los ojos en el ser humano permite un campo de visión general cercano a 180 grados. Existen tres campos visuales en el campo de visión (fíg. 12-19). El campo macular proporciona el área de visión más aguda debido a que los rayos a partir de este punto focal activan a los fotorreceptores en la fóvea central y en la mácula lútea en ambos ojos. El campo binocular es la porción del campo de visión que se ve por ambos ojos, pero no enfocado con fijeza; proporciona una imagen clara, pero no tan aguda como la del campo macular. El campo monocular es la porción del campo de la visión que se visualiza por un ojo y no se comparte con el otro; es la visión periférica nebulosa. La percepción profunda requiere que ambos ojos trabajen juntos para enfocar con precisión un objeto; por tanto, el campo monocular no se visualiza como tridimensional.

Punto de fijación (los ojos enfocan un objeto cercano)

Campo monocular Campo binocular Campo macular

Cristalino Retina Mácula Nervio óptico

Quiasma óptico Vía óptica Colículo superior Cuerpo geniculado lateral Radiación óptica

Lóbulo occipital del cerebro

Fig. 12-9. Campos visuales de los ojos y vías nerviosas.

Órganos sensoriales

232

12.16

Capítulo 12

¿Cuál es la vía nerviosa de la visión? Los dos nervios ópticos (uno por cada globo ocular) convergen en el quiasma óptico (fig. 12-9). Sin embargo, sólo las fibras del nervio óptico que surgen de la mitad medial (nasal) de cada retina cruzan hacia el lado opuesto; las que surgen de la mitad lateral de la retina no cruzan. La vía óptica es una continuación de las fibras nerviosas ópticas desde el quiasma óptico, y se compone por fibras nerviosas que surgen de las retinas de ambos ojos. Como una vía óptica penetra al encéfalo, algunas de las fibras nerviosas terminan en el colículo superior. Estas fibras (de ambos ojos) y la vía motora que ellas activan, constituyen el sistema tectal, el cual es responsable de la coordinación ojocuerpo. Alrededor de 75% de las fibras en una vía óptica pasan hacia el cuerpo geniculado lateral del tálamo, en donde hacen sinapsis con neuronas cuyos axones constituyen la vía de radiación óptica. La información visual se transmite entonces a través de la radiación óptica hacia el área de la corteza estriada del lóbulo occipital del cerebro. Este sistema completo se conoce como sistema geniculostriado, y de él depende la percepción del campo visual.

Objetivo G

Describir ¿cómo enfocan los ojos un objeto a distintas distancias? Para enfocar en la retina una imagen, el objeto más distante, el más plano debe ser por el cristalino. Los ajustes en la forma del cristalino, que se acompañan por los músculos ciliares en el cuerpo ciliar (fig. 12-6), se llaman acomodación. Cuando los músculos lisos se con¬ traen, las fibras zonulares dentro del ligamento suspensor se relajan, y esto ocasiona que el cristalino engruese y se vuelva más convexo.

En la miopía {visión corta), el ojo es demasiado grande para la fuerza de refracción del cristali¬ no y los objetos lejanos se enfocan en un punto frente a la retina. El ojo puede enfocar objetos muy cercanos. La miopía se trata con lentes cóncavas. En la hiperopía (visión lejana), el globo ocular es demasiado diminuto para el cristalino y los objetos cercanos se enfocan por detrás de la retina. Los objetos distantes se enfocan correctamente. Para tratar la hiperopía se usan lentes con¬ vexas.

Objetivo H Describir el oído en términos generales y explicar con más detalle los componentes estructu¬ rales del oído externo y sus funciones El oído es el Organo de la audición y el equilibrio. Consta de tres regiones principales: oído externo, oído medio y oído interno (fig. 12-10). El oído externo está abierto al ambiente externo, el oído medio está abierto a la faringe a través del conducto auditivo (trompa de Eustaquio) y el oído interno se comunica con el encéfalo por medio de los nervios sensoria¬ les. Las ondas sonoras entrantes pasan en secuencia a través de un medio gaseoso (oído externo), un medio sólido (oído medio) y un medio líquido (oído interno). El oído externo dirige las ondas sonoras hacia el oído medio. Las estructuras del oído externo inclu¬ yen a la aurícula (pabellón del oído), el conducto auditivo externo y la membrana timpánica ("tímpano"). La aurícula en forma de embudo dirige las ondas sonoras hacia el conducto auditivo externo, el cual consiste en un tubo carnoso de 2.5 cm que encaja en el meato acústico externo óseo (fig. 6-11). Las glándulas ceruminosas profundas (problema 5.28) dentro del conducto auditivo ex¬ terno secretan un cerumen protector ("cerilla"). La membrana timpánica delgada conduce las ondas de sonido hacia el oído medio.

Capítulo 12

233

Organos sensoriales

Aurícula (pabellón)

Conductos semicirculares Osículos auditivos

Ventana vestibular Nervio facial

Nervio vestibulococlear

Cóclea Ventana coclear Conducto auditivo externo Membrana timpánica

Conducto auditivo Cavidad timpánica

Fig. 12-10. Oído.

La membrana timpánica rota ("tímpano perforado") puede ser resultado de infecciones o trau¬ matismo. La infección del oído medio (otitis media purulenta aguda) es común en los niños después de resfriado o amigdalitis. El agente patógeno llega a penetrar en el oído medio a través del conducto auditivo externo. El dolor de oídos intenso es un síntoma común de infección del oído medio. La presión de la inflamación puede, finalmente, romper la membrana timpánica y permi¬ tir de ese modo el drenaje de pus. La perforación espontánea de la membrana timpánica debido a una infección o a un sonido elevado por lo general sana con rapidez, pero el tejido cicatrizal puede formar y disminuir la sensibilidad a las vibraciones sonoras. 12.17

¿Cuáles son los parámetros físicos normales que se usan para describir las ondas sonoras? Existen dos: la amplitud y la frecuencia (fig. 12-11). La amplitud es la "altura" de la onda; la potencia o intensidad de la onda es proporcional al cuadrado de la amplitud. La intensidad se traduce de manera fisiológica en sonoridad, y en una escala logarítmica se mide en decibeles (dB). La frecuencia es el número de oscilaciones ("para adelante y para atrás" en el caso del sonido) de onda en una unidad de tiempo. La frecuencia se traduce en tono (del inglés pitch), y se mide en hertz (Hz), en donde 1 hertz es igual a 1 ciclo por segundo.

Amplitud o intensidad Baja (suave)

Alta (ruidosa)

Frecuencia Baja (baja)

Alta (se triplica)

Fig. 12-11. Líneas de amplitud y frecuencia de las ondas sonoras.

Órganos sensoriales

234

Objetivo I

Capítulo 12

Describir los componentes estructurales del oído medio y sus funciones. La cavidad del oído medio o cavidad timpánica es un espacio medial lleno de aire que conduce hacia la membrana timpánica (fig. 12-10). Sus estructuras y sus funciones son las siguientes:

Osículos auditivos (huesecillos). Los tres osículos auditivos son (problema 6-23 y fig. 6-15): el marti¬ llo, unido a la membrana timpánica; el yunque localizado entre los otros dos, y el estribo unido a la ventana vestibular {oval). La ventana vestibular es una abertura cubierta de membrana en el oído interno. Estos pequeños huesecillos (los más pequeños del cuerpo) se articulan y se mueven como palancas para amplificar las ondas sonoras en casi 20 veces sus características de transmisión a través de la cavidad del oído medió. Músculos auditivos. Dos músculos esqueléticos diminutos se localizan dentro de la cavidad del oído medio: el tensor del tímpano se introduce en la superficie medial del martillo y está inervado por el nervio trigémino; el estapedio se inserta en el cuello del estribo y está inervado por el nervio facial. Estos dos músculos funcionan de manera refleja para reducir la presión de las ondas de los sonidos altos antes de que puedan lesionar el oído interno. Conducto auditivo (trompa de Eustaquio). Conecta la cavidad del oído medio con la faringe. Con esta conexión, la presión del aire se iguala en ambos lados de la membrana timpánica. La trompa auditiva también permite la humedad necesaria para el drenado desde la cavidad del oído medio. La miringotomía es una abertura quirúrgica de la membrana timpánica para aliviar la presión o liberar pus del oído medio. Se puede implantar un pequeño tubo diminuto para ayudar a mante¬ ner abierta la trompa auditiva. La miringotomía puede llevarse a cabo en un niño que está sujeto a infecciones repetidas del oído medio y que se acompañan con dolores de oídos. El tubo, el cual finalmente es extraído del oído, evita posteriores infecciones al permitir el drenado a través del tubo auditivo. Objetivo J

Describir los componentes estructurales del oído interno y sus funciones. El oído interno contiene no sólo Organos de la audición, sino también los del equilibrio y balance. Sus estructuras y funciones son las siguientes:

Laberinto óseo. Es una red de cavidades en la parte pétrea del hueso temporal (fig. 6-15). Las cavidades constan de tres conductos semicirculares óseos (figs. 12-10 y 12-12), cada uno de los cuales crece hacia una ampolla globular, un vestíbulo central y una cóclea en forma de caracol. Laberinto membranoso. Este sistema intercomunicante de conductos membranosos está situado en el laberinto óseo y sus partes se extienden hasta aquéllas del laberinto óseo (fig. 12-13). Así, se tienen conductos semicirculares y sus ampollas, los cuales poseen receptores sensibles a movimientos giratorios de la cabeza. El vestíbulo consta de un utrículo de conexión y un sáculo, los cuales poseen receptores sensibles a la gravedad y a los movimientos lineales de la cabeza. A través del centro de la cóclea se extiende el conducto coclear, y dentro de él se encuentra el Organo espiral (Organo de Corti) (fig. 12-14). Este Organo es un "transductor" que convierte los impulsos sonoros (mecánicos) en im¬ pulsos nerviosos (eléctricos). El laberinto membranoso está lleno de un líquido llamado endolinfa, y en el exterior hay un líquido conocido como perilinfa.

Capítulo 12

235

Organos sensoriales

La ventana vestibular (ventana oval) se localiza en la plataforma del estribo, en donde transfiere las ondas sonoras desde el medio sólido de los osículos auditivos hasta el medio líquido de la cóclea. La ventana coclear (ventana redonda) está situada directamente por debajo de la ventana vestibular, en donde reverbera en respuesta a los sonidos altos.

Anterior

Conductos membranosos semicirculares

Lateral Cóclea ósea

Posterior

Ventana vestibular Vestíbulo Anterior Ampollas membranosas

Ventana coclear

Lateral Posterior

Fig. 12-12. Laberinto óseo del oído interno.

Conductos membranosos semicirculares

Anterior Latera

Sáculoi

Posterior

Utrículo

Extremo ciego

Cóclea - Conducto coclear

Anterior Ampollas membranosas

Lateral Posterior

Conducto y saco endolinfático

Fig. 12-13. Laberinto membranoso del oído interno. 12.18

Describir en detalle la cóclea. La cóclea tiene tres cámaras: una escala timpánica superior, una escala vestibular inferior y un conducto coclear medio (fig. 12-14). La escala timpánica se prolonga con la escala vestibular, y ambas contienen perilinfa. El conducto coclear está bordeado por las membranas vestibular y basilar. Esta última contiene endolinfa, así como células pilosas que están embebidas en la membrana basilar y que se ponen en contacto con la membrana tectoríal. El conducto coclear y sus estructuras constituyentes forman el Organo espiral (Organo de Corti); éste se considera la unidad funcional de la audición porque aquí es donde las vibraciones de las ondas sonoras mecánicas en el líquido estimulan a las células pilosas (terminaciones dendríticas de neuronas), y esto ocasiona que los impulsos nerviosos (sensaciones de sonido) se transmitan a través del nervio coclear hacia el encéfalo para su percepción. Las ondas sonoras de alta frecuencia activan las células pilosas cercanas a la ventana vestibular én la base de la cóclea. Las ondas sonoras de baja frecuencia activan las células pilosas más lejanas de la ventana vestibular hacia la parte alta de la cóclea.

El tinnitus es una percepción resonante en un oído o en ambos en ausencia de sonido. Es causa¬ do por estimulación anormal del Organo espiral o del nervio coclear. El tinnitus acompaña a la mayoría de los trastornos del oído, así como a otros padecimientos, entre ellos enfermedades cardiovasculares y anemia. Los ruidos altos, la nicotina, la cafeína y el alcohol pueden agravar este trastorno.

Órganos sensoriales

236

Capítulo 12

Membrana vestibular

Cóclea Membrana tectorial

Escala vestibular

Células pilosas

. Conducto coclear Escala timpánica Nervio coclear

(a)

Membrana basilar

(b)

Fig. 12-14. La cóclea tiene forma de concha de caracol, (a) Las tres cámaras de la cóclea (en letras negritas) y (b) el Organo espiral.

12.19

Listar la secuencia de acontecimientos involucrados en la audición. 1. Las ondas sonoras son encauzadas por la aurícula al meato auditivo externo. 2. Las ondas sonoras golpean la membrana timpánica, con lo que provocan su vibración. 3. Las vibraciones de la membrana timpánica son amplificadas conforme pasan a través del martillo, yunque y estribo. 4. La ventana vestibular (ventana oval) es empujada hacia atrás y hacia delante por el estribo. 5. Las vibraciones de la ventana vestibular establecen ondas de presión en la perilinfa de la cóclea. 6. Las ondas de presión son propagadas a través de las escalas vestibular y timpánica hacia la endolinfa contenida en el conducto coclear. 7. La estimulación de las células pilosas dentro del Organo espiral de la cóclea genera impulsos nerviosos en el nervio coclear (una porción del nervio vestibular [VIII par craneal]), el cual pasa hacia el puente de Varolio del encéfalo.

La sordera se refiere a cualquier pérdida auditiva y es de dos tipos. La sordera por conducción es ocasionada por un defecto de los oídos externo o medio que inhibe la transmisión del sonido. Un ejemplo de esto es un estribo inmóvil que podría interferir con la transmisión del sonido a través de la cámara del oído medio. La sordera por percepción es producida por defectos en las estructuras de la cóclea o defectos en el nervio coclear. La sordera por conducción generalmente puede corregirse, mientras que la sordera por percepción rara vez es posible corregirla. 12.20

Explicar, ¿cómo se controlan los cambios de movimiento corporal (que involucran la cabeza) por los receptores de las células pilosas dentro de los Organos vestibulares (los tres conductos semicirculares, el utrículo y el sáculo). Cada vez que se mueve la cabeza (o, de manera más precisa, se acelera) hacia una determinada dirección, las células pilosas de los Organos vestibulares se mueven con ella. Sin embargo, debido a la inercia, la endolinfa dentro de los Organos vestibulares tiende a mantener su posición original en el espacio; por tanto, empuja en dirección opuesta, en contra de los receptores de las células pilosas, y en consecuencia los estimula. La información generada por los receptores, en forma de impulsos nerviosos, se transmite hacia el sistema nervioso central en donde ayuda a regular los reflejos posturales y el equilibrio. Los receptores en el utrículo y el sáculo, más o menos esféricos, detectan la aceleración lineal en cualquier dirección. Los receptores en los conductos semicirculares perciben la aceleración rotacional (también en cualquier dirección, puesto que esos conductos están colocados en planos perpendiculares).

Capítulo 12

Órganos sensoriales

237

Ejercicios de repaso Opción múltiple 1. La estructura que está en contacto directo con la membrana timpánica es (a) el estribo, (b) el yunque, (c) el martillo, (d) los conductos semicirculares. 2. ¿Cuál de los siguientes no es una estructura del ojo? (a) conjuntiva bulbar, (b) ligamento suspensorio, (c) membrana basilar, (d) mácula lútea, (e) cuerpo ciliar. 3. ¿De qué músculo es la función del movimiento superolateral del ojo? (a) recto superior, (b) recto lateral, (c) oblicuo inferior, (d) oblicuo superior. 4. ¿Cuál de los términos siguientes no se aplica a la manera en que se procesan los rayos de luz en el ojo? (a) refracción, (b) acomodación, (c) inversión, (d) conversión, (e) dispersión. 5. La primera estructura del ojo que se pone en contacto con los rayos de luz que llegan es (a) la conjuntiva bulbar, (b) la córnea, (c) la cámara anterior, (d) el iris, (e) la pupila. 6. En la región central de la retina existe un punto amarillo, la mácula lútea, con una depresión en el centro que produce la visión más aguda. Esta depresión se llama (a) disco óptico, (b) conos y los bastones, (c) cuerpo vitreo, (d) fóvea central, (e) células ganglionares. 7. ¿Cuál de los siguientes no es un medio de refracción del ojo? (a) cristalino, (b) humor vitreo, (c) pupila, (d) córnea, (e) humor acuoso. 8. La modalidad del gusto que se siente sobre la punta de la lengua es (a) dulce, (b) ácido, (c) amargo, (d) salado. 9. ¿Cuáles estructuras separan el conducto auditivo externo y la cámara del oído medio? (a) membrana auditiva, (b) membrana vestibular, (c) membrana timpánica, (d) membrana acústica. 10. El humor acuoso producido por el cuerpo ciliar se secreta en la cámara posterior y penetra en la cámara anterior a través de (a) la pupila (b) el seno venoso esclerótico, (c) el cuerpo vitreo, (d) el ligamento suspensorio, (e) la cápsula del cristalino. 11. La unidad funcional básica de la audición es (a) el utrículo, (b) la aurícula, (c) el Organo espiral, (d) los conductos semicirculares. 12. La transmisión de las ondas sonoras a través del oído interno ocurre a través de (a) fibras nerviosas, (b) un medio gaseoso, (c) osículos auditivos, (d) un medio líquido, (e) un medio sólido. 13. ¿Cuál es la secuencia apropiada para la transmisión sensorial visual de la estimulación de fotorreceptores que se localizan en el lado medial de la retina? (a) nervio óptico, cuerpo geniculado lateral, radiación óptica, vía óptica, corteza cerebral, (b) nervio óptico, quiasma óptico, cuerpo geniculado lateral, vía óptica, corteza cerebral, radiación óptica, (c) nervio óptico, quiasma óptico, vía óptica, cuerpo geniculado lateral, radiación óptica, corteza cerebral, (d) nervio óptico, vía óptica, cuerpo geniculado lateral, radiación óptica, corteza cerebral. 14. Cuando el globo ocular es demasiado grande y la imagen se enfoca frente a la retina, el trastorno se llama (a) presbiopía, (b) hiperopía, (c) miopía, (d) astigmatismo.

Órganos sensoriales

238

Capítulo 12

15. ¿Cuál de los siguientes no es un tipo de papila lingual? (a) papila caliciforme, (b) papila lingual, (c) papila fungiforme, (d) papila filiforme. 16. El ligamento suspensorio se extiende desde (a) el cuerpo ciliar hasta la cápsula del cristalino, (b) la fóvea central hasta el disco óptico, (c) la retina hasta el humor acuoso, (d) la conjuntiva hasta las superficies internas de los párpados, (e) la órbita hasta la esclerótica del ojo. 17. Identificar la pareja Organo-inervación que no corresponde, (a) nervio glosofaríngeo-lengua, (b) nervio óptico-ojo, (c) nervio facial-epitelio olfatorio, (d) nervio coclear-Organo espiral, (e) nervio vestibularconductos semicirculares. 18. ¿Cuál porción de la cóclea responde a las ondas de sonido de baja frecuencia? (a) la porción más cercana a la ventana vestibular,(b) la porción media, (c) la porción cercana al nervio coclear, (d) la porción terminal. 19. Las células pilosas en el Organo espiral están soportadas por (a) la membrana basilar, (b) el vestíbulo, (c) la membrana tectorial, (d) el utrículo, (e) la placa coclear. 20. El humor acuoso es drenado desde la cavidad anterior del ojo a través de (a) el conducto tarsiano, (b) el seno venoso escleral, (c) el conducto nasolagrimal, (d) el conducto óptico. 21. La porción externa carnosa del oído se refiere a (a) la aurícula, (b) el conducto auditivo externo, (c) el aparato acústico, (d) el pliegue ótico. 22. ¿Cuál es la secuencia correcta para el paso de los impulsos sensoriales a través de las células de la retina? (a) neuronas ganglionares, bastones y conos, neuronas bipolares; (b) bastones y conos, neuronas bipolares, neuronas ganglionares; (c) bastones y conos, neuronas ganglionares, neuronas bipolares; (d) neuronas ganglionares, neuronas bipolares, bastones y conos. 23. Las glándulas ceruminosas secretan (a) líquido lagrimal, (b) mucosidad hacia la cámara del oído medio, (c) humor acuoso, (d) cerumen, (e) endolinfa. 24. La sordera por conducción involucra estructuras en (a) el oído externo y el oído medio, (b) la cóclea, (c) el oído interno, (d) la vía auditiva al encéfalo. 25. ¿Cuál de las siguientes estructuras podría estar directamente relacionada con el glaucoma? (a) humor vitreo, (b) esclerótica, (c) cristalino, (d) seno venoso escleral, (e) conducto nasolagrimal.

Verdadero o falso 1. Los sentidos especiales se localizan en los Organos receptores complejos y tienen vías nerviosas extensas. 2. Las papilas gustativas están sobre la superficie de la lengua, pero también se encuentran en un número más pequeño en la mucosa del paladar y la faringe. 3. El tono del sonido se relaciona directamente con la frecuencia de la onda. 4. El líquido lagrimal (lágrimas) contiene la enzima amilasa. 5. La contracción del músculo recto lateral hace girar el ojo lateralmente, lejos de la línea media. 6. La cámara anterior se localiza entre la córnea y el iris y está llena con humor vitreo.

Capítulo 12

Organos

sensoriales

239

7. El martillo es el hueso en el oído medio que está unido a la ventana vestibular. 8. Las vibraciones de la ventana vestibular establecen las ondas de compresión en la perilinfa de la cóclea. 9. El sáculo, los conductos semicirculares y la cóclea constituyen los órganos vestibulares. 10. El conducto auditivo iguala la presión en el interior de la membrana timpánica con el exterior de la membrana. 11. Los bastones y los conos fotorreceptores son sensibles al color y al blanco y negro, respectivamente. 12. El humor vitreo es un medio refractario permanente en la cavidad posterior del ojo, mientras que el humor acuoso es un medio refractario que se reemplaza de manera constante en la cavidad anterior del ojo. 13. La foramina dentro de la placa cribiforme se relaciona con la olfacción. 14. La conciencia de la posición de la cabeza en relación con la gravedad se debe a estimulación de las células pilosas en el utrículo. 15. Una disfunción del nervio facial (VII par craneal) podría inhibir la capacidad de una persona para detectar el sabor dulce.

Completar 1. Los alcaloides provocan la sensación de sabor 2. Los dos tercios anteriores de la lengua están inervados por el craneal.

par

3. La cavidad posterior del ojo contiene una sustancia transparente de tipo gelatinoso llamada

4. Una

ocasiona que el cristalino pierda su transparencia.

5. El

es el trastorno que resulta de una curvatura irregular de la córnea.

6. La ceguera verdadera a los colores se refiere a 7. El movimiento de la sonoras desde el exterior hasta el oído medio. 8. La ventana

9. El 10. Los

delgada transmite ondas

(oval) se localiza en la plataforma del estribo, y la ventana (redonda) se encuentra en el extremo de la escala vestibular. Organo Organos

(Organo de Corti) es la unidad funcional de la audición. son las unidades funcionales del balance y el equilibrio.

Órganos sensoriales

240

Capítulo 12

Identificar Nombra las estructuras que se indican en la figura de la derecha. 1. 2. 3. 4.

•6 7 8

5. 1

6.

2

7.

3 4 5

8.

•9

•10

9. 10.

Relacionar Relacionar la estructura con su función 1. Córnea

(a) proporciona una imagen visual aguda

2. Glándula tarsiana

(b) secreta líquido lagrimal (lágrimas)

3. Fóvea central

(c) vibra en respuesta a las ondas sonoras

4. Radiación óptica

(d) se une a la cápsula del cristalino

5. Trompa auditiva

(e) refracta los rayos de luz

6. Glándula lagrimal

(f) secreta cerumen

7. Ligamento suspensorio

(g) iguala la presión de aire

8. Glándula ceruminosa

(h) secreta una sustancia aceitosa

9. Cuerpo ciliar

(i) transmite impulsos sensoriales

10. Membrana basilar

(J) secreta humor acuoso

Respuestas y explicaciones a los ejercicios de repaso Opción múltiple 1. (c) Las ondas sonoras pasan en orden a través de los osículos auditivos en la cámara del oído medio; esos huesos son el martillo (que está en contacto con la membrana timpánica), el yunque (en la parte media), y el estribo (en contacto con la ventana vestibular). 2. (c) La membrana basilar es el Organo espiral dentro de la cóclea del oído. 3. (c) Debido a su punto de unión en la esclerótica, el músculo oblicuo inferior es el que actúa para girar el ojo de manera superolateral.

Capítulo 12

Organos

sensoriales

241

4. (e) La dispersión es lo opuesto a la refracción, la cual es una función importante del ojo, porque hace converger los rayos de luz en un punto focal. 5. (a) La conjuntiva bulbar membranosa es una cubierta protectora delgada sobre la superficie anterior del ojo. 6. (d) La fóvea central contiene sólo conos, y es la región de la retina que proporciona la visión más aguda. 7. (c) La pupila no es una estructura anatómica; es una abertura dentro del cristalino para el paso de los rayos de luz. 8. (a) Las papilas gustativas que responden a moléculas que provocan el sabor dulce se localizan en la punta de la lengua. 9. (c) La membrana timpánica vibra en respuesta a las ondas sonoras, las cuales activan los osículos auditivos en la cámara del oído medio. 10. (a) La pupila permite el paso de las ondas de luz y el paso del humor acuoso. 11. (c) Contenido dentro de la cóclea, el Organo espiral es la unidad básica funcional de la audición porque transforma las vibraciones líquidas de las ondas sonoras (energía mecánica) en impulsos nerviosos (energía eléctrica). 12. (d) El medio líquido de la perilinfa rodea el conducto coclear dentro de la cóclea. 13. (c) Sólo las fibras nerviosas que se originan del lado medial de la retina (que responden al campo lateral de visión) cruzan el quiasma óptico hacia el lado opuesto del encéfalo. Las fibras nerviosas del nervio óptico que surgen en el lado lateral de la retina (que responden al campo medial de visión) no cruzan en el quiasma óptico hacia el lado opuesto. 14. (c) La miopía o visión corta puede corregirse con lentes bicóncavas o algunas veces mediante procedimientos quirúrgicos (queratotomía radial o queratectomía fotorrefringente). 15. (b) La papila caliciforme se encuentra debajo de la lengua, la papila fungiforme se halla en la punta y en los lados de la lengua, y la papila filiforme se ubica en los dos tercios anteriores de la lengua. 16. (a) El grado de tensión en el ligamento suspensorio, que se extiende desde el cuerpo ciliar hasta la cápsula del cristalino, determina la forma de este último. 17. (c) El epitelio olfatorio que recubre el borde superior de la cavidad nasal está inervado por el nervio olfatorio (I par craneal). 18. (d) Los sonidos de alta frecuencia activan los receptores sensoriales cercanos a la ventana vestibular, mientras que los sonidos de baja frecuencia activan los receptores sensoriales lejanos de ventana vestibular. Una gradación de las frecuencias de sonido se origina entre las áreas. 19. (a) Las células pilosas se sostienen dentro de la membrana basilar y están en contacto con la membrana tectorial en donde reciben estímulos. 20. (b) Producido por el cuerpo ciliar, el humor acuoso fluye hacia la cámara posterior a través de la pupila, así como hacia la cámara anterior. De aquí, drena fuera del ojo en el seno venoso escleral. 21. (a) La aurícula o pabellón auditivo es el apéndice carnoso sobre el lado de la cabeza que en general se conoce como la oreja. 22. (b) Los rayos de luz entrantes que pasan a través de la capa neural de la retina primero activan los bastones y los conos, después las neuronas bipolares y finalmente las células ganglionares. 23. (d) El cerumen o "cerilla" es una sustancia protectora impermeable que se secreta por la glándula ceruminosa en el conducto auditivo externo. 24. (a) La sordera por conducción, que afecta estructuras de los oídos externo y medio, puede ser consecuencia de cerumen impactado, membrana timpánica rota u osículos auditivos inmóviles. 25. (d) El drenado insuficiente de humor acuoso es el resultado de presión intraocular excesiva que puede ocasionar deterioro de la retina o del nervio óptico o de ambos. Verdadero o falso 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

Verdadero Verdadero Verdadero Falso. El líquido lagrimal contiene lisozima Verdadero Falso. La cámara anterior está llena de humor acuoso Falso. El martillo está unido a la membrana timpánica, y el estribo a la ventana vestibular Verdadero Falso. El sáculo, el utrículo y los conductos semicirculares constituyen los Organos vestibulares Verdadero Falso. Los conos responden a los colores y los bastones responden a blanco y negro Verdadero Verdadero Verdadero Verdadero

Organos sensoriales

242 Completar 1. 2. 3. 4. 5.

amargo facial (VII) humor vitreo catarata astigmatismo

6. 7. 8. 9. 10.

monocromatismo membrana timpánica vestibular, coclear espiral vestibulares

6. 7. 8. 9. 10.

Cuerpo ciliar Ligamento suspensorio Cavidad posterior Córnea Cristalino

Identificar 1. 2. 3. 4. 5.

Fóvea central Nervio óptico Esclerótica Coroides Retina

Relacionar 1. 2. 3. 4. 5.

(e) (h) (a) (i) (g)

6. 7. 8. 9. 10.

(b) (d) (f)

(j) (c)

Capítulo 12

13

Sistema endocrino

Objetivo A Describir en términos generales el sistema endocrino y comparar la respuesta endocrina con la neural con respecto a velocidad y duración. El sistema endocrino consiste en glándulas endocrinas que secretan sustancias específicas llamadas hormonas en el torrente circulatorio o en los líquidos intersticiales que las rodean. El sistema endocrino funciona estrechamente con el sistema nervioso en la regulación e integración de los procesos corporales. De esta manera, las hormonas causan cambios en las actividades metabólicas de células específicas, y los impulsos nerviosos ocasionan que se contraigan los músculos o que las glándulas secreten. En términos generales, la acción de las hor¬ monas es relativamente lenta y los efectos son prolongados, en tanto que la de los impulsos nerviosos es muy rápida y de corta duración. Endocrinología es el estudio de las glándulas endocrinas, las hormonas que secretan y los efectos que estas últimas tienen sobre sus células o tejidos blanco. Objetivo B

Definir una hormona y describir varias clases de hormonas. Una hormona es un mensajero químico secretado por una glándula endocrina. Su compo¬ sición química es tal que tiene sus efectos sobre sitios receptores específicos en las células blanco. Las hormonas se clasifican de acuerdo con su estructura química y la ubicación de los receptores en la membrana celular de sus células blanco.

13.1

Distinguir entre las clases de hormonas con base en su estructura química. Aminas o derivadas de aminoácidos (catecolaminas). Contienen átomos de carbono, hidrógeno y nitrógeno, y se caracterizan por un grupo amino (NH2). Ejemplos: adrenalina, noradrenalina, tiroxina (T4) y triyodotironina (T3). Polipéptidos. Se componen de dos cadenas largas de aminoácidos. Ejemplos: hormona adrenocorticotrópica (ACTH), calcitonina, colecistocinina, gastrina, glucagon, hormona de crecimiento humano (HGH), insulina, hormona melanocitostimulante (MSH), oxitocina, hormona paratiroidea (PTH), prolactina (PRL), secretina, somatostatina, y vasopresina (hormona antidiurética, ADH). Glucoproteínas. Consisten en grandes proteínas combinadas con carbohidratos. Ejemplos: hormona foliculostimulante (FSH), gonadotropina coriónica humana (HCG), hormona luteinizante (LH) y hormona estimulante del tiroides (TSH). Esteroides. Consisten en lípidos sintetizados del colesterol. Ejemplos: aldosterona, cortisol, estradiol, progesterona y testosterona. Derivadas de ácidos grasos. Compuestas de largas cadenas de ácidos de hidrocarburos. Ejemplos: prostaglandinas, leucotrienos y tromboxanos.

13.2

Distinguir entre las clases de hormonas con base en la ubicación de los receptores en las membranas celulares de sus células blanco. Hormonas del grupo I. Están unidas a los receptores intracelulares, y son de carácter lipofílico (solubles en lípidos, capaces de cruzar la membrana celular). Las hormonas del grupo I incluyen las esteroideas: yodotironinas y calcitriol. Hormonas del grupo II. Están unidas a los receptores en la superficie de las células y tienen un carácter hidrofílico (solubles en agua, capaces de mantenerse en el líquido extracelular). Las hormonas del grupo II incluyen polipéptidos, proteínas, glucoproteínas y hormonas catecolaminas.

243

Sistema endocrino

244

13.3

Capítulo 13

¿Dónde tienen su efecto las hormonas? Las hormonas son específicas para las células que afectan y los cambios celulares que originan. La llegada de la hormona a un sitio blanco desencadena una serie de fenómenos bioquímicos secuenciales que conduce a una respuesta específica (acción). La hormona se une a las proteínas receptoras de alta afinidad específicas ubicadas tanto en la superficie celular como en el citoplasma (intracelularmente), o en el núcleo. Las hormonas esteroideas y tiroideas son lipofílicas y rápidamente penetran en la célula. Los receptores para las hormonas catecolaminas (adrenalina y noradrenalina), polipeptídicas y glucoproteínicas se ubican sobre o dentro de la membrana celular. Son por lo general, insolubles en lípidos y no pueden cruzar de manera pasiva la membrana celular.

Objetivo C Definir retroalimentación negativa y positiva, y explicar la importancia de éstas en la regula¬ ción de la secreción de hormonas. La retroalimentación negativa involucra una cascada, o cadena de fenómenos bioquímicos o fisiológicos. Por lo general, un aumento en la cantidad de producto terminal inhibe la producción, mecanismo o acción de una sustancia inicial, lo cual impide la ulterior síntesis del producto final. Ejemplo: A > B > C > D Cuando A avanza a través de B y de C hasta D, aumenta la cantidad de D. Sin embargo, esta última es un inhibidor de la sustancia A. Cuando la concentración de la sustancia D se incrementa, la sustancia A recibe una "retroalimentación negativa" para prevenir la producción de más sustancia D. Por el contrario, en el caso de una retroalimentación positiva, D podría estimular a A, para producir un nuevo aumento de la concentración de sustancia B, y así sucesivamente hasta D. Existen algunos mecanismos de retroalimentación en el organismo (problema 13.5). La homeostasis se mantiene por un ajuste continuo de la función endocrina en res¬ puesta a los cambios en el ambiente. La retroalimentación negativa ocurre cuando el producto o efecto de una actividad del sistema endocrino, inhibe los factores que generan el producto o resultado a fin de mantener un intervalo normal de valores. La retroalimentación positiva aumenta la desviación de los valores normales y, por tanto, no es homeostática. 13.4

Proporcionar un modelo de mecanismo de retroalimentación negativa que, por lo general, regula la producción o secreción de muchas hormonas. En la figura 13-1, se resume un mecanismo de retroalimentación negativo relacionado con cortisol y el eje hipotálamohipófisis-suprarrenales.

13.5

Proporcionar un ejemplo de mecanismo de retroalimentación positiva. La secreción de oxitocina durante el trabajo de parto es un mecanismo de retroalimentación positiva. Conforme el niño se empuja hacia la vagina (canal de parto), por medio de contracciones uterinas, la creciente presión del cuello del útero de la madre estimula la compresión de las células receptoras en la pared del cuello del útero. Se envían impulsos nerviosos a la hipófisis que ocasiona la liberación de oxitocina. Esta se transporta por el torrente sanguíneo hasta el útero, en donde origina que los músculos de este último se contraigan de manera aún más vigorosa y con mayor frecuencia. Estas contracciones fuerzan al niño hacia la vagina para completar su nacimiento. Una vez que el sujeto ha nacido, termina el estímulo de la presión para la liberación de oxitocina, y se suspende el mecanismo de retroalimentación positiva.

Capítulo 13

245

Sistema endocrino

Hipotálamo

CRH

Hipófisis

ACTH

Corteza suprarrenal

Cortisol

Fig. 13-1. Retroalimentación negativa dentro de la actividad del eje hipotálamo-hipófisis-suprarrenales. CRH = hormona liberadora de corticotropina; ACTH = hormona adrenocorticotrópica.

13.6

Describir las características de los ritmos endocrinos endógenos (inherentes) del organismo. Las variaciones temporales, que van desde algunos minutos hasta 24 horas (circadiano), o bien hasta un año, se presentan en la función endocrina (fig. 13-2). La naturaleza de los ritmos circadianos se ha estudiado en seres humanos aislados en una cámara a prueba de sonidos, y sin noción del tiempo. Bajo estas condiciones, las personas muestran ciertos ritmos de 24 horas en la secreción hormonal. Los ritmos circadianos en la secreción hormonal tienen importantes implicaciones clínicas. Una concentración de cortisol en plasma sanguíneo de 150 mg/ml a las 08:00 a.m., es normal, en tanto que el mismo valor a las 8:00 p.m., puede indicar hipercortisolismo (síndrome de Cushing). La diferenciación entre concentraciones plasmáticas sanguíneas patológicas y normales de ciertas hormonas se facilita mediante la cuidadosa selección de la hora de la toma de la muestra (hora del día, mes, o año).

Fig. 13-2. Valores de cortisol en un ciclo diario.

Capítulo 13

Sistema endocrino

246

Objetivo D

Identificar las principales glándulas endocrinas y enumerar las hormonas que secretan.

A diferencia de otros sistemas corporales, en los cuales los Organos están, de alguna forma, físicamente entrelazados, las glándulas endocrinas están muy distribuidas en todo el orga¬ nismo sin una continuidad anatómica (fig. 13-3). La hipófisis, el hipotálamo y la glándula pineal se encuentran dentro del cráneo; las tiroides y paratiroides en el cuello; la pancreáti¬ ca y las suprarrenales en la región abdominal; las ováricas en la pelvis de la mujer, y los testículos en el escroto del varón. Las principales glándulas endocrinas y las hormonas que secretan se resumen en el cuadro 13-1. Además, algunos otros Organos tienen una función endocrina. Estos incluyen timo, estómago, duode¬ no, placenta del feto, y aun el corazón.

Glándula pineal

Hipófisis

Glándulas tiroides y paratiroides

Timo

Glándula suprarrenal

Páncreas

- Ovario Placenta

Testículos

Fig. 13-3. Principales glándulas endocrinas. 13.7

¿Qué es una glándula mixta? Una glándula mixta es aquella que sirve a dos o más sistemas del organismo. El páncreas es una glándula mixta debido a que asiste al aparato digestivo mediante la secreción de jugo pancreático (problema 19.36) y al sistema endocrino, mediante la liberación de hormonas (problema 13.27). Las gónadas (testículos y ovarios) también son glándulas mixtas, ya que sirven al aparato reproductor, produciendo gametos (problema 23.1) y al sistema endocrino mediante la producción de hormonas (cuadro 13-1).

13.8

¿Cuál de los Organos endocrinos se desarrolla de dos diferentes capas germinales? La hipofisaria anterior se desarrolla del ectodermo y la posterior del neuroectodermo.

13.9

¿Cuál de las glándulas endocrinas secreta hormonas esteroideas? Los testículos, ovarios y suprarrenales.

Sistema endocrino

Capítulo 13

247

Cuadro 13-1. Las principales glándulas endocrinas y sus secreciones Glándula Hipófisis

Hormonas Adenohipófisis (hipófisis anterior)

Hormona del crecimiento humano (HGH o GH) Hormona estimulante del tiroides (TSH) Hormona adrenocorticotrópica (ACTH) Prolactina (PRL) Hormona foliculostimulante (FSH) Hormona luteinizante (LH)

Neurohipófisis (hipófisis posterior)

Hormona antidiurética (ADH) Oxitocina

Glándula tiroides

Tiroxina (T4) Triyodotironina (T3) Calcitonina

Glándulas paratiroides

Hormona paratiroides (PTH)

Glándula suprarrenal

Corteza suprarrenal

Cortisol Corticosterona (glucocorticoides) Aldosterona Desoxicorticosterona {mineralocorticoides)

Médula suprarrenal

Adrenalina y noradrenalina

Páncreas

Insulina Glucagon

Testículos

Testosterona (un andrógeno)

Ovarios

Estradiol (un estrógeno) Progesterona

Objetivo E Describir la estructura de la hipófisis e identificar las células secretoras de la hipófisis anterior. La pequeña glándula hipófisis en forma de guisante (hipófisis cerebral) se ubica en el lado inferior del cerebro. Está colocada en la silla turca del huso esfenoides. La hipófisis está unida al cerebro mediante el tallo hipofisario (fig. 13-4). El infundíbulo es la porción del tallo hipofisario que conecta al hipotálamo con el lóbulo posterior de la hipófisis. La hipófisis se divide en un lóbulo anterior o adenohipófisis, y un lóbulo posterior o neurohipófisis. La adenohipófisis consiste en partes distal, tubárica e intermedia. La parte intermedia conforma la parte anterior del tallo hipofisario. El lóbulo anterior (adenohipófisis) se forma de una invaginación (saquillo de Rathke) y dé esta forma del epitelio faríngeo, que es la naturaleza epitelial de sus células. El lóbulo posterior se forma de y a partir del crecimiento del hipotálamo, y contiene axones de las células neurosecretoras del hipotálamo junto con las células similares a la neuroglia (hipoficitos).

Sistema endocrino

248

Capítulo 13 Hipotálamo

Quiasma óptico

Infundíbulo

Tallo hipofisario Lóbulo posterior (neuroriipófisis) Lóbulo anterior (adenohipófisis) Lóbulo intermedio (parte intermedia)

Fig. 13-4. Estructura de la hipófisis.

La hipófisis es un sitio relativamente común para el desarrollo de tumores. Conforme crece el tumor, con frecuencia causa una hipersecreción de hormonas hipofisarias. Los síntomas fre¬ cuentes son crecimiento de tejido blando y ciclos reproductivos alterados. La extirpación qui¬ rúrgica de un tumor de la hipófisis se denomina hipofisectomía. Esta, por lo general, se realiza a través de la cavidad nasal y del seno esfenoidal hacia la silla turca. Cerca de 70% de hipófisis puede extirparse por medios quirúrgicos sin la pérdida de la función hormonal normal. 13.10

Las células secretoras de la hipófisis anterior se clasifican en tres grupos de acuerdo con sus propiedades de tinción (cuadro 13-2). Identifique estas células secretoras.

Cuadro 13-2. Células secretoras de la hipófisis anterior Categoría

Tinción

Hormona

Acidófilos

Tinción ácida

Hormona del crecimiento (HGH) y prolactina (PRL)

Basófilos

Tinción básica

Hormona estimulante del tiroides (TSH), hormona foliculostimulante (FSH) y hormona luteinizante (LH)

Cromófobos

Tinción resistente

Hormona adrenocorticotrópica (ACTH)

Objetivo F

Establecer el origen y los efectos de cada una de las hormonas secretadas por la hipófisis. Las hormonas secretadas por la hipófisis y sus efectos sobre los tejidos blanco se resumen en el cuadro 13-3.

Capítulo 13

249

Sistema endocrino

Cuadro 13-3. Resumen de las hormonas hipofisarias Células fuente

Hormona

Tejido blanco

Efectos

Somatotropos

HGH

Huesos; tejido blando

Acelera la velocidad del crecimento corporal, estimula la recaptación de aminoácidos en las células y síntesis de proteínas; promueve el desdoblamiento de carbohidratos y grasas

Tirotropos

TSH

Glándula tiroides

Favorece el crecimiento y desarrollo de la glándula tiroides; estimula la síntesis y liberación de hormonas tiroideas

Cortico tropos

ACTH

Corteza suprarrenal

Promueve el crecimiento y desarrollo de la corteza suprarrenal; estimula la secreción de glucocorticoides

Lactotropos

PRL

Glándulas mamarias

Promueve el desarrollo de las glándulas mamarias; estimula la producción de leche

Gonadotropos

FSH

Ovarios y testículos

En la mujer: estimula el crecimiento de los folículos de los ovarios En el varón: estimula la espermatogénesis

Leuteotropos

LH

Ovarios y testículos

En la mujer: estimula la maduración de las células foliculares, promueve la ovulación y el desarrollo del cuerpo lúteo, y estimula al cuerpo lúteo para secretar estrógenos y progesterona En el varón: estimula las células intersticiales para secretar testosterona

Núcleos supraóptico y paraventricular del hipotálamo

ADH

Túbulos renales

Facilita la resorción de agua en los túbulos distales circundantes de la arteria y conductos colectores

Oxitocina

Glándulas mamarias y útero

Estimula la contracción de los músculos uterinos; estimula la secreción de leche de la mama

13.11

¿Qué regula la secreción de prolactina? En presencia de una elevada producción de somatomamotropina de la placenta, aumentan de manera progresiva los valores de prolactina en el embarazo. Durante la lactancia, la estimulación del pezón mediante la acción de amamantamiento del infante, inicia un reflejo neuroendocrino que incrementa la producción de prolactina, que a su vez estimula la de leche para el siguiente episodio de amamantamiento. La prolactina aumenta el crecimiento de mama y producción de leche en las mujeres. En las premenopáusicas que no están embarazadas, los valores de prolactina en promedio son de 10 a 20 ng/ml. Durante el embarazo y la lactancia, las concentraciones de prolactina pueden alcanzar cifras de 500 ng/ml. La función de esta hormona en los varones es incierta, aunque alguna evidencia indica que aumentan los receptores testiculares para la hormona luteinizante. Los valores de prolactina en los varones son en promedio de 5 ng/ml.

13.12

¿Cuáles son los mecanismos por los cuales la hormona del crecimiento estimula el desarrollo de las células del organismo? La síntesis proteínica es uno de los prerrequisitos principales para que crezca el tejido, debido a que las proteínas están muy comprometidas en la estructura celular y (como enzimas) regulan la función celular. La hormona del crecimiento promueve la síntesis de proteínas mediante: (1) estimulación de células para captura de aminoácidos; (2) aumento de síntesis de ácido ribonucleico de transferencia (tRNA), factor limitante en la síntesis de proteínas, y (3) incremento del número y agregación de ribosomas.

250

Sistema endocrino

Capítulo 13

13.13 ¿Cuáles son los factores que estimulan la secreción de hormona del crecimiento (GH)? Hipoglucemia. Una reducción de 50% de glucosa sanguínea podría aumentar cinco veces la secreción de hormona del crecimiento. Actividad muscular. Caminar 30 minutos cada día incrementa los valores de hormona del crecimiento. Aminoácidos. Elevadas cantidades estimulan la secreción de hormona del crecimiento. Estrés (catecolaminas). Altas cantidades también aumentan la secreción de hormona del crecimiento.

13.14

Proporcionar ejemplos de algunos trastornos como consecuencia de alteraciones en la secreción de hormona del crecimiento. Enanismo. Disminución de la secreción de hormona del crecimiento antes de que se alcance la estatura normal. Síntomas: cuerpo pequeño, pero normalmente proporcionado; leve obesidad con carencia de apetito; piel suave y delgada. Tratamiento: inyecciones de hormona del crecimiento. Gigantismo. Exceso de hormona del crecimiento después del cierre de las placas de crecimiento epifisarias en los huesos largos. Síntomas: aceleración patológica del crecimiento. Si está involucrado un tumor, pueden presentarse alteraciones en la visión. Tratamiento: extirpación quirúrgica del tumor o de la hipófisis (hipofisectomía). Acromegalia. Exceso de hormona del crecimiento después del cierre de las placas epifisarias. Síntomas: mandíbula larga; nariz gruesa y abultada; orejas, lengua y cabeza grandes; tasa de metabolismo basal (TMB) aumentada y pérdida de los campos visuales. Tratamiento: radiación, implantación de radioisótopos o extirpación quirúrgica del tumor o de la hipófisis. Abuso de hormona del crecimiento. Con el avance de las técnicas de DNA recombinante. la producción comercial de hormona del crecimiento está disponible desde 1985. Aunque es costosa, esta hormona se usa para tratar enanismo por alteraciones en la hipófisis. Con frecuencia, los padres buscan un tratamiento con hormona del crecimiento para sus hijos de talla normal, con la esperanza de que estos últimos tengan mayores oportunidades de éxito deportivo. La hormona del crecimiento también se usa (en lugar de esteroides anabólicos) en las personas que levantan pesas debido a que tiene la capacidad de aumentar la masa muscular y la fuerza. Además, la presencia de dicha hormona es difícil de detectar ya que rápidamente se transforma. Los efectos potenciales a largo plazo de un tratamiento con hormona del crecimiento aún se desconocen.

13.15

¿Cuáles son los mecanismos que estimulan la liberación de oxitocina y hormona antidiurética? Oxitocina. El estiramiento del útero hacia el final del embarazo, inicia los impulsos, hacia el hipotálamo, que envían las señales a la hipófisis posterior para la liberación de oxitocina. Mediante un mecanismo de retroalimentación positiva, la oxitocina estimula entonces las fuertes contracciones uterinas que acompañan al trabajo de parto. Además, la oxitocina tiene una importante función en la lactancia. La estimulación del pezón durante la lactancia inicia los impulsos que se envían, vía el hipotálamo, para que se libere oxitocina de la hipófisis posterior. La oxitocina estimula las contracciones en las células mioepiteliales que rodean a los alveolos lactíferos de la glándula mamaria, para de esta manera hacer que "baje" o se secrete la leche. Hormona antidiurética (ADH). Tanto una disminución en la cantidad de agua corporal (deshidratación), como una osmolaridad alta en el plasma sanguíneo estimulan la secreción de hormona antidiurética. Esta hormona aumenta la resorción de agua en los túbulos renales. Mediante un mecanismo de retroalimentación negativa, el agua retorna a los líquidos del organismo y disminuye la presión osmótica plasmática hasta valores normales.

Un trastorno de la hipófisis posterior causa una deficiente secreción de hormona antidiurética, lo que ocasiona una condición patológica conocida como diabetes insípida. Los síntomas de esta alteración renal incluyen poliuria (excesiva micción), polidipsia (sed excesiva) y un grave desequilibrio electrolítico. La diabetes insípida se trata mediante inyecciones de hormona antidiurética. 13.16

¿Por qué algunas veces se administra oxitocina a mujeres después del parto? La oxitocina ocasiona que el útero se encoja y los vasos uterinos se constriñan, de esta manera se minimiza la posibilidad de que se presente una hemorragia.

Capítulo 13

Objetivo G

Sistema endocrino

251

Describir la anatomía y fisiología de la glándula tiroides. Una vista anterior de la glándula tiroides se muestra en la figura 13-5; una posterior, en la figura 13-7. La biosíntesis de las hormonas del tiroides (bajo la estimulación de la hormona estimulante del tiroides) se muestra en la figura 13-6.

Yoduro

Capilar

Hueso hioides

Cartílago tiroideo

Glándula tiroides Istmo de la glándula tiroides

Tráquea

Fig. 13-5. Vista anterior de la glándula tiroides.

13.17

Fig. 13-6. Síntesis y secreción de la hormona tiroides.

Describir los fenómenos en los folículos del tiroides para la síntesis y secreción de las hormonas tiroideas. 1. El yodo se transporta de manera activa desde el plasma sanguíneo hacia las células del folículo (fig. 13-6). 2. El yodo y la tiroglobulina se secretan hacia el lumen. 3. El yodo se oxida a yoduro, y este último se une a la tirosina de la tiroglobulina, formando monoyodotirosina y diyodotirosina (MIT, DIT, respectivamente). El enlace de monoyodotirosina y diyodotirosina forma triyodotironina (T3, o triyodotirosina; la unión de dos diyodotironinas forma la tetrayodotironina (T4 o tiroxina). 4. Bajo la influencia de la hormona estimulante del tiroides, el coloide se captura por endocitosis dentro de células de los folículos tiroideos. 5. La triyodotironina y la tetrayodotironina se eliminan de la tiroglobulina y se secretan. 6. La triyodotironina y la tetrayodotironina se transportan en el torrente sanguíneo junto con las proteínas plasmáticas: tiroides unida a globulina (TBG); tiroxina enlazada a prealbúmina (TBPA) y a albúmina.

13.18

Describir las acciones de las hormonas triyodotironina y tetrayodotironina. Las hormonas tiroideas: (1) aceleran la tasa metabólica y el consumo de oxígeno en todos los tejidos corporales; (2) aumentan la temperatura corporal; (3) afectan el crecimiento y el desarrollo en el inicio de la vida; (4) aceleran la absorción de glucosa, y (5) incrementan los efectos de la división simpática del sistema nervioso autónomo.

13.19

¿Cuáles son los trastornos comunes relacionados con una alteración del tiroides? Bocio. Cuando la ingestión en la dieta diaria es baja en yodo (menos de 10 ug/día), la síntesis de triyodotironina y tetrayodotironina comienza de manera inadecuada, y con ello declina la secreción. Conforme disminuyen los valores plasmáticos de las dos hormonas, el mecanismo de retroalimentación negativo aumenta la liberación de hormona estimulante del tiroides en la hipófisis anterior. El exceso de esta hormona hipertrofia el tiroides, lo cual causa bocio que puede tornarse muy grande. Las bajas temperaturas también incrementan la secreción de hormona estimulante del tiroides.

Sistema endocrino

252

Capítulo 13

Enfermedad de Graves (tirotoxicosis). Secreción hipertiroidea (secreción excesiva de la glándula tiroides). Síntomas: pérdida de peso; pulso rápido; piel caliente y húmeda; aumento del apetito y del metabolismo basal; temblor; bocio; exoftalmos (ojos saltones), y debilidad muscular. Tratamiento: extirpación de una porción de la glándula tiroides, yodo radiactivo y antitiroideos. Mixedema. Secreción hipotiroidea (insuficiente secreción de la glándula tiroides) en personas adultas. Síntomas: aumento de peso; pulso lento; cabello seco y frágil; disminución del metabolismo basal; carencia de energía; sensación de resfriado; reducción de la transpiración y debilidad. Tratamiento: administración de hormonas triyodotironina y tetrayodotironina (T 3 yT 4 ). Cretinismo. Secreción hipotiroidea (grave insuficiencia de la secreción de la glándula tiroides). Síntomas: crecimiento atrofiado; formas faciales aumentadas; lengua larga y protuberante; crecimiento óseo anormal; retraso mental; disminución del metabolismo basal y letargía generalizada. Tratamiento: administración de hormona tiroidea.

Objetivo H

Describir la anatomía y fisiología de las glándulas paratiroides.

La hormona paratiroides (PTH) se libera en pequeñas cantidades de las aplanadas glándulas paratiroides que están embebidas en la superficie posterior de la tiroides (fig. 13-7). La hormona paratiroides: (1) estimula la formación y actividad de los osteoclastos, los cuales disuelven los minerales, y de esta manera liberan calcio de los huesos a la sangre; (2) actúa sobre las células tubulares del riñon para aumentar la resorción de calcio y, por tanto, disminuir la pérdida de éste en orina, y (3) incrementa la síntesis de 1,25-dihidroxicolecalciferol que au¬ menta la absorción de calcio desde las vías gastrointestinales. Las tres acciones anteriores aumentan los valores plasmáticos de calcio después de la secre'ción de hormona paratiroidea, lo cual reduce la concentración de calcio plasmático (o de magnesio). Faringe

Glándula paratiroidea superior Glándula tiroides-

Glándula paratiroidea inferior

Esófago

Tráquea

Fig. 13-7. Vista posterior de la glándula tiroides que muestra las glándulas paratiroides.

13.20

¿Cuáles son los dos tipos de células que se encuentran en las paratiroides? Las células que secretan hormona paratiroidea se llaman células principales. Tienen un citoplasma claro. Las células oxínticas ("secretoras de ácido") tienen granulos en el citoplasma y están dispersas en todas las paratiroides. Se desconoce la función de estas células.

13.21

¿Por qué es importante que se mantengan adecuadamente las concentraciones de calcio plasmático? El calcio esencialmente participa en todas las funciones biológicas conocidas. Entre ellas están: la transmisión de impulsos nerviosos, contracción muscular, división celular, coagulación sanguínea, liberación de neurotransmisores en los procesos de secreción de glándulas endocrinas y exocrinas, y una función enzimática. Las siguientes alteraciones se relacionan con un desequilibrio en los valores plasmáticos de calcio.

Capítulo 13

Sistema endocrino

253

Hipoparatiroidismo. Es una secreción deficiente de hormona paratiroidea. Síntomas: hipocalcemia (bajas cifras de calcio plasmático); hiperactividad neuromuscular; parestesia (entumecimiento y hormigueo alrededor de la boca, labios, dedos y algunas veces en pies) y convulsiones. Tratamiento: ergocalciferol con calcio oral. Hiperparatiroidismo primario. Es una secreción excesiva de hormona paratiroidea. Síntomas: hipercalcemia (altas concentraciones de calcio plasmático), aunque muchos pacientes se encuentran relativamente asintomáticos. En la actualidad, no existe un protocolo aceptable para la terapéutica del hipertiroidismo primario. Algunas formas de tratamiento de esta condición patológica incluyen el uso de: (1) glucocorticoides, cuando están involucradas neoplasias malignas; (2) mitramicina, un antibiótico tóxico que inhibe la resorción ósea; (3) fosfato oral; (4) estrógenos, y (5) calcitonina.

Objetivo I

Describir la anatomía y fisiología de la glándula suprarrenal.

Las glándulas suprarrenales están embebidas en el tejido adiposo en los bordes superio¬ res de los ríñones. Cada glándula suprarrenal es de forma triangular (fig. 13-8) y consiste en una corteza suprarrenal externa y una médula suprarrenal interna. La corteza suprarrenal está compuesta de tres capas o zonas como se observa en la figura 13-8c. Las acciones de las hormonas esteroideas (cuadro 13-1) secretadas por las zonas corticales suprarrenales y de la médula suprarrenal son:

Glándula suprarrenal Cápsula de la glándula suprarrenal

Zona glomerular Corteza suprarrenal

Riñon

(a) Médula suprarrenal -

Zona fasciculada

Corteza suprarrenal

Zona reticular Médula suprarrenal

(b)

(c)

Fig. 13-8. La glándula suprarrenal, (a) La posición de la glándula suprarrenal en el borde superior del riñon; (b) la corteza suprarrenal y médula suprarrenal, como se ve en una glándula suprarrenal seccionada; (c) las tres capas o zonas histológicas de la corteza suprarrenal.

Glucocorticoides. (1) Regulación del metabolismo de carbohidratos y lípidos; estimulación de la síntesis de glucosa a partir de no carbohidratos (gluconeogénesis, aumento de glucosa sanguínea; almacenamiento hepático de glucógeno y aceleración de la transformación de las proteínas; (2) en grandes dosis, inhibe la respuesta inflamatoria (los capilares no pueden dilatarse; ocurre pérdida de edema; algunos leucocitos migran hacia el área inflamada); (3) promoción de la vasoconstricción, y (4) ayuda al organismo a resistir el estrés. Mineralocorticoides. Regulación de la concentración de electrólitos extracelulares (cationes), en especial sodio y potasio. Los efectos de las hormonas aminas de la médula suprarrenal se listan en el cuadro 13-4.

254

Sistema endocrino

Capítulo 13

Cuadro 13-4. Funciones de las aminohormonas adrenalina y noradrenalina Adrenalina

13.22

Noradrenalina

Incrementa la presión al aumentar el gasto cardiaco y la vasoconstricción periférica

Aumenta la presión sanguínea mediante la vasoconstricción sistémica

Acelera la tasa de crecimiento y dilata las vías respiratorias

Efecto similar, pero menos marcado

Aumenta la eficacia de la contracción muscular

Efecto similar, pero menos marcado

Aumenta la velocidad de desdoblamiento de glucógeno a glucosa; así se eleva el valor de glucosa sanguínea

Efecto similar, pero menos marcado

Aumenta la conversión de grasas en ácidos grasos, así se incrementa el valor de ácidos grasos sanguíneos

Efecto similar, pero menos marcado

Aumenta la liberación de hormona adrenocorticotrópica (ACTH) y hormona estimulante del tiroides de la adenohipófisis

Sin efecto

¿Qué es lo que controla la secreción de glucocorticoides? La secreción de glucocorticoides se controla por la hormona adrenocorticotrópica (ACTH) de la hipófisis anterior. Esto se evidencia por el hecho de que una hipofisectomía (extirpación de la hipófisis) atrofia la zona fasciculada y reticulada, y termina la producción de cortisol. La retroalimentación negativa de cortisol en la hipófisis, el hipotálamo o en los centros superiores del cerebro influye en la liberación de hormona adrenocorticotrópica. Altas concentraciones de cortisol en la sangre inhiben y reducen la intensidad de estimulación para la secreción de hormona adrenocorticotrópica. En respuesta al estrés o a la hipoglucemia, los valores sanguíneos de cortisol aumentan rápidamente debido a que los impulsos desencadenan la liberación de grandes cantidades de hormona liberadora de corticotropina (CRH) del hipotálamo.

13.23

¿Las glándulas suprarrenales secretan cualquier hormona esteroidea además de las listadas en el cuadro 13-1)? Sí. La corteza suprarrenal también libera pequeñas cantidades de hormonas sexuales. Se piensa que esto complementa las hormonas producidas en las gónadas.

13.24

¿Qué controla la secreción de aldosterona (un mineralocorticoide)? La secreción de aldosterona por la zona glomerular está principalmente bajo el control del sistema renina-angiotensina, la concentración plasmática de potasio y, en un límite amplio, de la hormona adrenocorticotrópica. Un diagrama de control para la producción de aldosterona se muestra en la figura 13-9.

13.25

¿Cuáles son los principales padecimientos relacionados con un trastorno en las glándulas suprarrenales? Enfermedad de Cushing (síndrome). Exceso de glucocorticoides (cortisol), con valores usualmente normales de mineralocorticoides. Síntomas: brazos, piernas y piel gruesos; enrojecimiento de las mejillas; mala curación de heridas; cara en forma de "luna llena"; presión arterial alta; disminución de la formación de anticuerpos; hiperglucemia (exceso de glucosa sanguínea); debilidad muscular. Tratamiento: extirpación quirúrgica de porciones de la hipófisis o glándulas suprarrenales; irradiación; terapéutica de reemplazo hormonal. Enfermedad de Addison. Insuficiencia de glucocorticoides y mineralocorticoides. Síntomas: pérdida de electrólitos y de líquidos corporales; presión sanguínea baja; hipoglucemia (deficiencia de glucosa sanguínea); debilidad; pérdida del apetito; incapacidad para soportar el estrés; aumento de la pigmentación. Tratamiento: administración de glucocorticoides y mineralocorticoides.

Capítulo 13

255

Sistema endocrino

Síndrome suprarrenogenital. Excesiva secreción de andrógenos desde la corteza suprarrenal. Síntomas: en personas jóvenes, pubertad prematura y crecimiento de los genitales; en mujeres maduras, desarrollo de características masculinas. Tratamiento: extirpación quirúrgica, si es que el tumor está ocasionando hipersecreción. Feocromocitoma. Tumor de las células cromafines de la médula suprarrenal, con hipersecreción de adrenalina y noradrenalina. Síntomas: incremento de la presión sanguínea; aumento del metabolismo basal; hiperglucemia; nerviosismo; sudación. Tratamiento: extirpación quirúrgica del tumor.

Disminución de la presión sanguínea odeshidratación, o depleción de sodio

Angiotensina

Estimula el aparato yuxtaglomerular del riñon para secretar reniña

Angiotensinógeno (proteína plasmática) Enzima convertidora Angiotensina II

K*

ACTH

Glándula suprarrenal

Aldosterona

Fig. 13-9. Secuencia de fenómenos en la producción de aldosterona.

13.26

¿Qué factores estimulan la médula suprarrenal para secretar adrenalina y noradrenalina? La secreción de la médula suprarrenal se promueve por impulsos simpáticos durante el estrés y en situaciones de urgencia, en las cuales el organismo debe estar preparado para "pelear o huir".

Objetivo J

Identificar las hormonas pancreáticas y explicar sus efectos fisiológicos.

La porción endocrina del páncreas (fig. 13-10) consiste en conglomerados dispersos de células conocidas como islotes pancreáticos (islotes de Langerhans). El glucagon se se¬ creta por células alfa, las cuales constituyen 20% de cada islote pancreático. Las células alfa se ubican principalmente en la periferia de los islotes y están inervadas por fibras colinérgicas. La insulina se secreta por células beta y constituye 75% de islote, estando inervadas por fibras adrenérgicas. La somatostatina se secreta por células delta, las cuales constitu¬ yen 5% de cada islote pancreático. Las células delta están diseminadas en todos los islotes. 13.27

¿Cuáles son los efectos fisiológicos de las hormonas pancreáticas? La insulina estimula el movimiento de glucosa sanguínea a través de la membrana celular, y la glucólisis; también disminuye los valores de glucosa sanguíneos. El glucagon estimula la glucogenólisis y mantiene las cifras de glucosa en la

256

Sistema endocrino

Capítulo 13

sangre durante el ayuno o la desnutrición. La somatostatina, que tiene propiedades similares a las de la insulina, estimula la incorporación de azufre al cartílago y formación de colágena. Conducto Células alfa Islote pancreático Células beta

Colédoco.

- Páncreas Conducto pancreático

Fig. 13-10. El páncreas y una vista amplificada de un islote pancreático. 13.28

¿Cuáles son las causas de diabetes mellitus (deficiencia insulínica)? La predisposición a la diabetes es hereditaria; además, más de 20% de familiares de pacientes diabéticos tiene una curva de tolerancia anormal a la glucosa. Otros factores que pueden influir en la aparición de la diabetes mellitus incluyen las sustancias químicas ambientales, agentes infecciosos (virus de parotiditis), fenómenos autoinmunitarios, alteraciones nutricias y estrés psicológico.

13.29

¿Cuáles son los dos tipos de diabetes mellitus? La diabetes insulinodependiente o juvenil, requiere de inyecciones de insulina. Por lo general es grave y se complica con cetoacidosis (aliento a acetona). La diabetes insulinodependiente casi siempre aparece en la juventud, pero puede ocurrir a cualquier edad. Los diabéticos no insulinodependientes o que iniciaron su padecimiento en la madurez, no requieren de inyecciones de insulina. Es leve y rara vez se presenta con cetoacidosis. Este tipo se relaciona comúnmente con la obesidad y, a menudo, mejora con la pérdida de peso. Frecuentemente se trata con hipoglucemiantes orales que estimulan la liberación de insulina de las células beta.

13.30

Establecer los síntomas de la diabetes mellitus. (1) Glucosuria o glucosa en la orina; (2) poliuria o aumento del volumen de orina; (3) polidipsia o incremento del consumo de líquidos; (4) hiperglucemia o aumento de los valores de glucosa sanguíneos; (5) debilidad; (6) pérdida de peso; (7) cetoacidosis, y (8) anormalidades vasculares.

13.31 ¿Qué prueba se usa para determinar si un paciente tiene o no diabetes mellitus? La prueba de tolerancia a la glucosa (fig. 13-11) es muy útil en el diagnóstico de la diabetes mellitus. Una dosis de glucosa (2.0 g de glucosa/kg de peso corporal) se administra al paciente en ayunas. La diabetes está presente si justo antes de la dosis el valor de la glucosa sanguínea excede de 115 mg/dl, o si las cifras a la 1, 1.5 y 2 horas posteriores pasan de 185,165 y 140 mg/dl, respectivamente. Choque insulínico. Puede ocurrir en un paciente diabético cuando se inyecta demasiada insulina respecto de la ingestión calórica y el nivel de ejercicio. Los síntomas relacionados con un exceso de insulina están principalmente vinculados con el funcionamiento cerebral. El cerebro usa la glucosa como su principal fuente de energía. Con un exceso de insulina, se transporta más glucosa de la necesaria hacia las células del organismo. Como consecuencia de lo anterior disminuye el valor de glucosa sanguínea, por lo que el cerebro no funciona de manera adecuada. Los síntomas de una reducción de la función cerebral pueden incluir confusión, mareos, inconsciencia y posiblemente la muerte.

Capítulo 13

Sistema endocrino

257

Complicaciones crónicas de la diabetes mellitus Complicaciones oftalmológicas: microaneurismas, punto de hemorragia, exudados, edema de la retina y crecimiento tanto del tejido vascular como fibroso dentro de la retina. Complicaciones renales: engrasamiento de la membrana de la base de los capilares de los glomérulos, proteinuria, hipoalbuminemia, hipertensión y edema. Complicaciones neurológicas: pérdida sensorial, dolor de pecho y el área abdominal, neuropatía motriz y autónoma (taquicardia, hipotensión, náusea, vómito, disfagia, estreñimiento, diarrea e impotencia). Complicaciones cardiovasculares: puntos de color pardo atrofíeos y necrobiosis. Infecciones: bacteriuria, esofagitis y vaginitis por Candida (infecciones por levaduras).

Diabético

Normal

Tiempo después de la glucosa oral (horas)

Fig. 13-11. Curvas de tolerancia a la glucosa oral de una persona diabética y una normal. Objetivo K Examinar otros Organos y glándulas que tienen una función endocrina: timo, glándula pineal, mucosa duodenal y gástrica, y placenta. Véase cuadro 13-5.

13.32

¿Cuáles son las funciones de la glándula pineal? La glándula pineal es la principal fuente plasmática de melatonina en el ser humano. La melatonina se sintetiza a partir de la serotonina (5-hidroxitriptamina). Actualmente, se desconoce la función exacta de la melatonina en el ser humano; sin embargo, las observaciones clínicas indican que puede ocurrir pubertad precoz en varones cuya glándula pineal se ha destruido por tumores. Por tanto, se ha sugerido que la glándula pineal ejerce un efecto antigonadotrófico (en aves y roedores, la glándula pineal se ha relacionado con la regulación de las funciones reproductoras en relación con los ciclos diurnos de luz).

13.33

¿Cuáles son las funciones de la gonadotropina coriónica humana? El tejido trofoblástico de la placenta comienza a secretar hormona gonadotropina coriónica humana poco después de la implantación del huevo fertilizado. La secreción se incrementa cerca de la séptima semana del embarazo, que es cuando comienza a disminuir hasta alcanzar un valor comparativamente bajo en la semana decimosexta. La principal función de la hormona gonadotropina coriónica humana es mantener el cuerpo lúteo, y de esta manera la secreción de estrógenos y progesterona, para así evitar la menstruación. Entre el segundo y tercer meses, la placenta produce estrógenos y progesterona, y el cuerpo lúteo ya no es necesario. En el feto varón, la gonadotropina coriónica humana estimula la producción de testosterona, que es esencial para la diferenciación sexual del mismo y su desarrollo.

Sistema endocrino

258

Capítulo 13

Cuadro 13-5. Otros Organos endocrinos Organo

Función endocrina

Descripción/localización

Timo

Organo bilobulado ubicado en la parte superior del mediastino, frente a la aorta y por debajo del manubrio del esternón

Secreta la hormona timosina que estimula la actividad de los linfocitos T

Glándula pineal

Glándula pequeña en forma de cono en la raíz del tercer ventrículo, cerca del cuerpo cuadrigémino

Secreta la hormona melatonina que afecta la secreción de gonadotropina y hormona adrenocorticotrópica (ACTH) de la hipófisis anterior

Mucosa gástrica

Células epiteliales que recubren el estómago; las células G en las paredes glandulares

Las células G secretan gastrina que estimula la secreción del jugo gástrico y la motilidad gástrica

Mucosa duodenal

Células epiteliales en la parte superior del intestino delgado

Secreta secretina que estimula la secreción del jugo pancreático rico en bicarbonato, y colecistocinina que estimula la secreción de jugo pancreático rico en enzimas

Placenta

Estructura vascular oval pardo-rojizo en el útero de una mujer embarazada

Secreta la hormona gonadotropina coriónica humana (HCG), hormona somatomamotropina (HCS), estrógenos y progesterona

Preguntas de repaso Opción múltiple 1. Se describe mejor una hormona como (a) una secreción interna que se transporta a través de conductos, (b) una secreción interna con muchos efectos, (c) un compuesto químico secretado por una glándula, (d) un compuesto químico producido en una parte del organismo, que se transporta en la sangre hacia otra parte en donde actúa como regulador. 2. ¿Cuál de las siguientes no es una hormona esteroidea? (a) estrógenos, (b) cortisona, (c) adrenalina, (d) testosterona, (e) ninguna de las anteriores. 3. La porción de la hipófisis que surge de la raíz primitiva de la cavidad oral es (a) la adenohipófisis, (b) la parte nerviosa, (c) la neurohipófisis, (d) el infundíbulo, (e) el hipotálamo. 4. La glándula endocrina que se forma de dos capas germinales diferentes es (a) la ovárica, (b) la glándula tiroides, (c) el páncreas, (d) la glándula suprarrenal. 5. Las células alfa del páncreas secretan (a) insulina, (b) enzimas, (c) glucagon, (d) ninguna de las anteriores. 6. El grupo de hormonas suprarrenocorticales que se relaciona con el equilibrio electrolítico comprende (a) glucocorticoides, (b) los mineralocorticoides, (c) andrógenos, (d) adrenalina y noradrenalina. 7. La médula suprarrenal secreta (a) cortisona, (b) cortisol, (c) adrenalina, (d) acetilcolina. 8. ¿Qué hormona estimula la secreción de testosterona? (a) hormona luteinizante, (b) progesterona, (c) foliculostimulante, (d) suprarrenocorticotrópica.

Capítulo 13

Sistema endocrino

259

9. La secreción de la hormona suprarrenocorticotrópica de la hipófisis estimula la de (a) aldosterona de la médula suprarrenal, (b) cortisol de la corteza suprarrenal, (c) adrenalina de la médula suprarrenal. (d) renina de los ríñones. 10. La oxitocina y la hormona antidiurética se almacenan en (a) la adenohipófísis, (b) la hipófisis anterior, (c) la hipófisis posterior, (d) los riñones. 11. La hipersecreción de la hormona del crecimiento después del cierre de las placas epifisarias causa (a) acromegalia, (b) mixedema, (c) enfermedad de Addison, (d) gigantismo, (e) ninguna de las anteriores. 12. Una marcada deficiencia de la secreción de hormonas por la glándula tiroides en una persona joven causa (a) acromegalia, (b) represión mental y crecimiento físico, (c) exoftalmía, (d) aumento del metabolismo basal, (e) todas las anteriores. 13. ¿Cuál de las siguientes no es una hormona hipofisaria? (a) gonadotropina coriónica humana, (b) luteinizante, (c) prolactina, (d) testosterona, (e) oxitocina. 14. Los valores de calcio en sangre aumentan por (a) calcitonina, (b) heparina, (c) dicumarol, (d) hormona paratiroidea, (e) vitamina E. 15. La eyección de leche de la glándula mamaria es favorecida por (a) oxígeno, (b) prolactina, (c) oxitocina, (d) hormona prostática, (e) hormona antidiurética. 16. Las hormonas de liberación son sintetizadas en (a) el hipotálamo, (b) la hipófisis, (c) el páncreas, (d) la hipófisis anterior, (e) el ovario. 17. ¿Cuál de las siguientes hormonas se origina en los núcleos supraóptico y paraventricular del hipotálamo? (a) prolactina, (b) estrógenos, (c) hormona antidiurética, (d) hormona luteinizante, (e) hormona del crecimiento. 18. ¿Cuál es el tejido blanco que recibirá la hormona producida por los corticotropos? (a) glándula tiroides, (b) páncreas, (c) próstata, (d) corteza suprarrenal, (e) médula suprarrenal. 19. ¿Cuál de los siguientes no es (son) influido(s) por la hormona paratiroides? (a) riñones, (b) huesos, (c) intestino delgado, (d) músculos, (e) ninguno de los anteriores. 20. La hormona cuya acción recuerda la estimulación a través de la división simpática del sistema nervioso autónomo es (a) adrenalina, (b) cortisol, (c) andrógeno, (d) aldosterona, (e) melatonina. 21. ¿La secreción de qué hormona podría aumentar en el caso de bocio por deficiencia de yodo? (a) hormona estimulante del tiroides, (b) tiroxina, (d) triyodotironina, (e) todas las anteriores. 22. La hormona liberada de la hipófisis anterior que estimula el desarrollo de los túbulos seminíferos de los testículos se llama (a) prolactina, (b) adrenocorticotrópica, (c) foliculostimulante, (d) luteinizante. 23. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones acerca de los glucocorticoides es verdadera] (a) El principal glucocorticoide en el ser humano es el cortisol. (b) Se secretan de la zona fasciculada de la corteza suprarrenal. (c) La secreción de estas hormonas disminuye en la enfermedad de Addison. (d) Todas las anteriores son ciertas. 24. La tasa de metabolismo basal puede manifestar una disfunción de (a) la hipófisis, (b) las glándulas paratiroides, (c) la glándula suprarrenal, (d) la glándula tiroides, (e) el páncreas.

Sistema endocrino

260

Capítulo 13

25. Desde el exterior ¿cuál es la secuencia apropiada de las zonas de la corteza suprarrenal? (a) zona glomerular, zona fasciculada, zona reticulada; (b) zona glomerular, zona reticular, zona fasciculada; (c) zona reticulada, zona fasciculada, zona glomerular; (d) zona fasciculada, zona reticulada, zona glomerular. 26. Un síntoma de la diabetes mellitus es (a) gluconemia, (b) polidipsia, (c) aumento de peso, (d) hipoglucemia. 27. ¿Cuál de las siguientes es una glándula mixta? (a) suprarrenal, (b) hipófisis, (c) tiroides, (d) páncreas. 28. A través de un mecanismo de retroalimentación negativo, puede suspender la secreción de hormonas en la hipófisis anterior (a) estimulación de la liberación de una hormona de liberación (hipotalámica), (b) bloqueo de la liberación de una hormona inhibidora (hipotalámica), (c) bloqueo de la salida de una hormona de liberación (hipotalámica), (d) todas las anteriores. 29. La estimulación de los pezones de la madre en la lactancia inicia los impulsos sensoriales que pasan hacia el sistema nervioso central y, finalmente, llegan al hipotálamo. Estos impulsos resultan en (a) síntesis y liberación de prolactina desde la hipofisis anterior, (b) liberación de la hormona lactógena desde la hipófisis anterior, (c) liberación de oxitocina de la hipófisis posterior, (d) liberación del factor inhibidor de prolactina. 30. Seleccionar la afirmación verdadera acerca de una persona con diabetes mellitus tipo I (insulinodependiente). (a) Hay una pequeña o ninguna secreción de insulina. (b) El tratamiento con dieta puede ser insuficiente. (c) Existe hiperglucemia. (d) Todas las anteriores son ciertas. Verdadero o Falso 1. La inhibición o estimulación del transporte a través de las membranas de la célula, es una de las principales acciones de las hormonas. 2. La principal forma de acción de las hormonas esteroideas es aumentar la síntesis de proteínas en órganos blanco específicos. 3. Dos hormonas nunca se encuentran juntas en el torrente circulatorio al mismo tiempo. 4. La médula suprarrenal secreta adrenalina y noradrenalina. 5. Una glándula tiroides alargada se relacionaría con bocio. 6. Las células de una glándula paratiroides responden específicamente a la concentración de glucosa en sangre. 7. La aldosterona, secretada por la hipófisis posterior, participa en la regulación de sodio y potasio. 8. La hipófisis posterior no está compuesta de verdadero tejido glandular. 9. Todas las hormonas son esteroideas, derivadas de aminoácidos, péptidos o proteínas. 10. Los valores sanguíneos de glucosa, la actividad muscular y el estrés, todos influyen en la liberación de hormona gonadotropina coriónica humana.

Capítulo 13

Sistema endocrino

261

Completar 1. La hormona antidiurética (ADH) también se conoce como

.

2. Las hormonas que atraviesan la membrana celular se dice que son , mientras que las que no lo hacen son 3. La glándula juntos como una unidad integrada.

y el

4. El nombre técnico de la hipófisis posterior es hipófisis anterior es

funcionan y el nombre técnico de la .

5. Desde el punto de vista del desarrollo, la hipófisis anterior se forma de una invaginación del epitelio faríngeo conocido como . 6. Los

son resistentes a la tinción y secretan corticotropos.

7. La aumenta el desarrollo de las mamas y la producción de leche en las mujeres, mientras que la permite que descienda la leche y ocasiona las contracciones uterinas. 8. La secreción hipertiroidea en lactantes y en niños se conoce como 9. Las hormonas sexuales, además de ser producidas en los ovarios y en los testículos, también se generan en mínimas cantidades en la . 10. Un tumor en las células cromafínes de la médula suprarrenal se conoce como un Identificar Identifique las estructuras indicadas en la figura de la derecha. 1. 2. 3. 4. 5.

Sistema endocrino

262

Capítulo 13

Relacionar Relacionar la enfermedad o estado con su descripción. 1. Enanismo

(a) hiposecreción de tiroxina

2. Enfermedad de Graves

(b) hipersecreción de tiroxina

3. Pubertad precoz en varones

(c) hiposecreción de somatotropina

4. Cretinismo

(d) hipersecreción de somatotropina

5. Tetania

(e) hiposecreción de hormona paratiroidea

6. Diabetes mellitus

(f) hiposecreción de hormona antidiurética

7. Diabetes insípida

(g) hiposecreción de insulina

8. Acromegalia

(h) hipersecreción de testosterona

Relacionar Relacionar la enfermedad o estado con su descripción. 1. Enanismo

(a) hiposecreción de tiroxina

2. Enfermedad de Graves

(b) hipersecreción de tiroxina

3. Pubertad precoz en varones

(c) hiposecreción de somatotropina

4. Cretinismo

(d) hipersecreción de somatotropina

5. Tetania

(e) hiposecreción de hormona paratiroidea

6. Diabetes mellitus

(f)

hiposecreción de hormona antidiurética

7. Diabetes insípida

(g) hiposecreción de insulina

8. Acromegalia

(h) hipersecreción de testosterona

Casos clínicos 1. Un varón de 40 años de edad se queja con el médico de poliuria, nicturia y polidipsia. Encontró que produce de 7 a 10 L de orina por día. El valor de glucosa sanguínea era de 97 mg% (o 97 mg/dl de suero), y un valor de yodo unido a proteínas (PBI) de 6 ug/dl de suero. (a) ¿Cuál es el diagnóstico médico? (b) ¿Qué tratamiento se debe usar? 2. Un varón de 50 años de edad visitó al médico quejándose de piel y cabello secos, estreñimiento, intolerancia al frío y disminución del vigor. Además, mencionó que había aumentado de peso y tenía una apariencia hinchada. El pulso era de 55 latidos por minuto y la presión arterial de 110/ 70 mmHg. (a) ¿Cuál es el diagnóstico médico? (b) ¿Qué tratamiento se recomienda?

Respuestas y explicaciones a las preguntas de repaso Opción múltiple 1. (d) Por lo general, las hormonas son transportadas en la sangre. Sin embargo, las hormonas locales pueden transportarse en el líquido extracelular a través de las sinapsis o en las excreciones (feromonas). 2. (c) La adrenalina es un derivado de aminoácidos. 3. (a) El lóbulo anterior (adenohipófisis) está formado por una invaginación del epitelio faríngeo (saquillo de Rathke). 4. (e) La corteza suprarrenal se forma del mesodermo; y la médula suprarrenal, del neuroectodermo. 5. (c) es por las células ypor lainsulina, por laslos células beta en los mujeres islotesextracelulares pancreáticos. 8. 7. potasio. folículo, (a) (c) El La hormona adrenalina la ovulación luteinizante ysecretado noradrenalina y el desarrollo estimula son del lasecretadas secreción cuerpo lúteo. de la testosterona médula suprarrenal. en varones; las estimula la maduración 6. (b) Losglucagon mineralocorticoides (aldosterona, dealfa, manera muy importante) regulan los en electrólitos como sodio del y

Sistema endocrino

Capítulo 13

263

9. (b) La hormona adrenocorticotrópica (ACTH) estimula la secreción de glucocorticoides (cortisol, el más importante en los seres humanos) desde la corteza suprarrenal. 10. (c) La oxitocina y hormona antidiurética se almacenan y se liberan desde la hipófisis posterior, pero son producidas en el hipotálamo. 11. (a) La acromegalia se origina de un exceso de gonadotropina coriónica humana en personas adultas: los síntomas pueden incluir mandíbula, nariz, orejas, lengua y cabeza grandes; aumento del metabolismo basal y pérdida de los campos visuales. 12. (b) También conocido como cretinismo, el hipotiroidismo en infantes y niños, se caracteriza por retraso mental y del desarrollo físico. 13. (d) La testosterona es secretada por los testículos. 14. (d) La hormona paratiroidea aumenta el calcio sanguíneo, y la calcitonina lo disminuye. 15. (c) La oxitocina estimula la secreción de leche y las fuertes contracciones en el útero de la mujer embarazada. 16. (a) Las hormonas de liberación se producen en las neuronas neurosecretoras del hipotálamo. 17. (c) La hormona antidiurética (ADH) se produce en el hipotálamo, pero se libera desde la hipófisis posterior. 18. (d) Los corticotropos secretan hormona adrenocorticotrópica (ACTH), que estimula la corteza suprarrenal para secretar cortisol. 19. (e) Todos los órganos o tejidos listados influyen en la hormona paratiroides (PTH); los ríñones, resorción de calcio; huesos, liberación de calcio; intestino delgado, absorción de calcio; músculo, calcio requerido para una apropiada contracción. 20. (a) La adrenalina causa las acciones de "pelear o huir" similares a la estimulación a través de la división simpática del sistema nervioso autónomo. 21. (a) La hormona estimulante del tiroides (TSH) de la hipófisis podría aumentarse debido a que con un bocio deficiente de yodo, podría haber una reducción de triyodotironina (T3) y tetrayodotironina (T4). Debido a dicha disminución, no podría ser un mecanismo de retroalimentación negativo para inhibir la liberación de hormona estimulante del tiroides. 22. (c) La hormona foliculostimulante (FSH) estimula la espermatogénesis en los túbulos seminíferos de los testículos. 23. (d) Todas las afirmaciones listadas son ciertas. 24. (d) Una función principal de las hormonas tiroideas es regular la tasa metabólica basal y temperatura corporal. 25. (a) Referirse a la figura 13-8. 26. (b) Debido a que los diabéticos orinan más, están más sedientos y beben más agua (polidipsia). 27. (d) El páncreas es tanto una glándula endocrina (insulina y glucagon) como exocrina (jugo pancreático). 28. (c) La inhibición de la salida de una hormona de liberación reduce la secreción de una hormona específica de la hipófisis anterior. 29. (c) La oxitocina liberada desde la hipófisis posterior, estimula la secreción de leche durante la lactancia. 30. (e) Todas las afirmaciones listadas son ciertas. Verdadero o falso 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Verdadero Verdadero Falso; muchas hormonas se encuentran en la sangre Verdadero Verdadero Falso; las células de la paratiroides responden a los valores sanguíneos de calcio Falso; la aldosterona se secreta desde la corteza suprarrenal, no de la hipófisis posterior Falso; la hipófisis posterior está compuesta de axones neuronales Falso; algunas hormonas, como los leucotrienos, se derivan de los ácidos grasos Verdadero

Completar 1. 2. 3. 4. 5.

vasopresina lipofílicas, hidrofílicas hipófisis, hipotálamo neurohipófisis, adenohipófisis saquillo de Rathke

6. 7. 8. 9. 10.

cromófobos prolactina, oxitocina cretinismo corteza suprarrenal feocromocitoma

Sistema endocrino

264

Identificar 1. Lóbulo anterior (adenohipófisis) 2. Lóbulo intermedio (parte intermedia) 3. Hipotálamo

4. Infundíbulo 5. Lóbulo posterior (neurohipófísis)

Relacionar 1. 2. 3. 4.

(c) (b) (h) (a)

5. 6. 7. 8.

(e) (f) (g) (d)

Casos clínicos 1. (a) diabetes insípida; (b) hormona antidiurética (ADH) 2. (a) mixedema; (b) tratamiento con hormonas tiroideas

Capítulo 13

Sistema cardiovascular: sangre

14

Objetivo A Describir la naturaleza de la sangre como parte del sistema cardiovascular y explicar sus funciones. La sangre es un tejido conectivo líquido que el corazón bombea a través de vasos del sistema cardiovascular (arterias, arteriolas, capilares, vénulas y venas).

14.1

¿Cuáles son las funciones principales de la sangre? Transporte. La sangre transporta oxígeno y nutrimentos hacia los tejidos corporales, y bióxido de carbono y materiales de desecho desde los tejidos hacia los Organos de excreción. También lleva hormonas desde las glándulas endocrinas hacia sus tejidos blanco. Regulación acidobásica. La sangre funciona para controlar la acidosis respiratoria (pH bajo) o la alcalosis (pH alto) a través del sistema amortiguador de bicarbonato. Las concentraciones altas de iones hidrógeno se combinan con bicarbonato para formar ácido carbónico, el cual se disocia de manera inmediata para formar bióxido de carbono y agua; conforme el bióxido de carbono se exhala, la sangre se torna menos acida y las concentraciones de pH se estabilizan. Termorregulación. Bajo condiciones de hipertermia, la sangre lleva el exceso de calor hacia la superficie corporal para regular la temperatura. Inmunidad. Los leucocitos se transportan en la sangre hacia los sitios de la lesión o de invasión por agentes patógenos. Hemostasia. Los trombocitos (plaquetas) y las proteínas de la coagulación minimizan la pérdida de sangre cuando se daña un vaso sanguíneo.

14.2

¿Cuál es el volumen sanguíneo en una persona promedio? El volumen de sangre total es cercano a 4 500 mi en mujeres y 5 500 ml en varones. Para demostrar que el promedio es en efecto de alrededor de 5 000 mi, es necesario recordar que el peso de la sangre constituye casi 7% del peso corporal total, y que 68 kg es un peso corporal promedio razonable. La persona promedio tiene entonces: (0.07) (68 kg) = 4.76 kg de sangre Ahora, 0.4536 kg de sangre ocupan aproximadamente 500 mi; por tanto, el volumen promedio de sangre es: (4.76 kg) (500 ml/0.4536 kg) = 5 250 mi = 5.25 L

Objetivo B

Describir la composición de la sangre. La sangre se compone de matriz líquida (plasma sanguíneo) y de algunos tipos de elemen¬ tos formados (eritrocitos, leucocitos y plaquetas; figs. 14-1 y 14-2). El plasma sanguíneo contiene una variedad de proteínas y muchas otras moléculas y iones. La sangre menos los elementos formados y las proteínas de la coagulación se conoce como suero.

265

Sistema cardiovascular: sangre

266

Agua 90% Solutos 10% Proteínas 7% Electrólitos Urea Glucosa etc.

Plasma 53 a 60%

Capítulo 14

Albúmina 55% 3.2 a 4.5 g/dl Globulinas (alfa, beta, gamma) 4 1 % 2.3 a 3.5 g/dl Fibrinógeno 4% 0.3 a 0.4 g/dl

3%

Sangre total 4a6L

Elementos formados 40 a 47%

Eritrocitos 4.5 a 5.5 millones/mm3 Leucocitos 6 a i 0 000/mm3 Plaquetas 150a400 000/mm3

Neutrófilos 60 a 70% Eosinófilos 2 a 4% BasófilosO.15% Linfocitos 20 a 25% Monocitos 3 a 8%

Fig. 14-1. Composición de la sangre.

Eritrocitos (células sanguíneas rojas)

Leucocitos (células sanguíneas blancas) Granular

No granular

Basófilo

Monocito

Plaquetas (trombocitos)

Neutrófilo

Linfocito

Eosinófilo Eosinófilo

Fig. 14-2. Apariencia de las células sanguíneas.

Objetivo C

Describir los eritrocitos en términos de origen, estructura y función.

Un eritrocito o célula sanguínea roja es una célula flexible, bicóncava y no nucleada que se produce en varios sitios del organismo. Durante el desarrollo embrionario, la eritropoyesis (elaboración de eritrocitos) tiene lugar primero en la membrana vitelina, y después se tras¬ lada a hígado, bazo y médula ósea. En niños, los eritrocitos se producen en la médula ósea de los huesos largos de brazos y piernas, mientras que en los adultos esto sucede en la médula ósea de costillas, esternón, vértebras y pelvis. Asimismo, los eritrocitos se componen en esencia de hemoglobina (cerca de un tercio por peso), y su función principal consiste en transportar el oxígeno atrapado de manera reversible por la hemoglobina hacia todo el organismo.

14.3

267

Sistema cardiovascular: sangre

Capítulo 14

¿Qué es el hematocrito y cómo se mide? El hematocrito es el porcentaje del volumen sanguíneo total ocupado por los eritrocitos; varía entre 40 y 54% en varones y entre 38 y 47% en mujeres. Se mide por medio de la centrifugación de un frotis de sangre en un tubo capilar. Por ejemplo, si los eritrocitos empacados ocupan los 45 mm distales de un tubo capilar de 100 mm de longitud, el hematocrito podría ser de 45 por ciento.

La hematología es una rama de la biología y una disciplina clínica que estudia la morfología y la composición de la sangre, así como los tejidos que la forman. Los médicos que trabajan en unidades de hematología, de hospitales y clínicas, analizan la sangre para detectar alguna infec¬ ción y enfermedad. 14.4

¿Qué trastornos pueden cambiar el hematocrito? Anemia (hematocrito bajo). Puede originarse por disminución en el índice de producción de eritrocitos o pérdida excesiva de éstos (cuadro 14-1). Policitemia (hematocrito alto). Puede originarse por producción excesiva de eritrocitos.

Cuadro 14-1. Resumen de varias anemias Tipo

Causa

Tratamiento

Síntomas

Hemorrágica

Pérdida de sangre

Choque

Transfusión

Aplásica

Destrucción de la médula ósea por fármacos, sustancias químicas o radiación

Fatiga y sensibilidad a la infección (también se afectan los leucocitos)

Transfusión; eliminación de la sustancia química o el irradiador

Nutricional

Deficiencia de ácido fólico, vitamina B12 o hierro

Si hubiera, fatiga, deficiencias neurológicas

Administración de ácido fólico, vitamina B12 o

Hemolítica

Destrucción aumentada de eritrocitos

Si hubiera, fatiga e ictericia

Varios

La anemia perniciosa es un tipo de anemia nutricional. Se presenta cuando las células parietales del estómago no producen una sustancia (factor intrínseco) necesaria para la absorción final de vitamina B12 en el intestino delgado. En ausencia de factor intrínseco (debido a destrucción autoinmunitaria de células parietales), la vitamina Bi2 no se absorbe y se desarrolla anemia perniciosa. Objetivo D Delinear el proceso de eritropoyesis, y describir la estructura y función de la hemoglobina. La eritropoyesis (del griego erythros, rojo; y poiesis, elaboración) es la producción de eritrocitos. La secuencia de diferenciación celular en ella es la siguiente:

Hemocitoblasto

proeritroblasto reticulocito*

* El núcleo se pierde en la etapa de reticulocito.

eritroblasto eritrocito

normoblasto

Sistema cardiovascular: sangre

268

14.5

Capítulo 14

¿Qué sustancias se requieren para la producción de eritrocitos? Cuadro 14-2. Sustancias necesarias para la producción de eritrocitos Sustancia

Función

Proteína

Estructura de la membrana celular

Lípido

Estructura de la membrana celular

Aminoácido

Porción globina de la hemoglobina

Hierro

Incorporación en la hemoglobina

Vitamina B12

Síntesis de DNA

Acido fólico

Síntesis de DNA

Cobre

Catalizador para la síntesis de hemoglobina

Cobalto

Ayuda en la síntesis de hemoglobina

DNA = ácido desoxirribonucleico

14.6

Si cerca de 2.5 millones de eritrocitos se forman cada segundo en la médula ósea y se destruyen a la misma velocidad en hígado y bazo, calcular el tiempo de vida promedio, T, de un eritrocito. La concentración de eritrocitos es casi de 5 millones por mm3, y el volumen sanguíneo es de aproximadamente 5 000 mi, lo cual equivale a 5 millones por mm3. Por tanto, la población permanente de eritrocitos es más o menos de (5 x10 6 mm 3 ) (5 x 106 mm3) = 2.5 x 1013 En situaciones de hemostasia, esta población "retorna" una vez, durante el promedio de vida del eritrocito que es: (2.5 x 106)7 = 2.5 x 1013 o I = 107 seg = alrededor de 120 días

14.7

¿Qué factores ocasionan variaciones en el número de eritrocitos? Cualquier trastorno que disminuya el oxígeno en tejidos corporales aumenta la eritropoyesis por un mecanismo de retroalimentación negativa, por ejemplo, altitud elevada (hematócrito 30% más alto a 4 200 m que al nivel del mar), ejercicio muscular, anemia o enfisema crónico. Temperatura: la temperatura corporal alta aumenta el número de eritrocitos. Sexo: después de la pubertad, los varones tienen un hematócrito mayor que las mujeres. Edad: los lactantes tienen un hematócrito relativamente alto. Hora del día: la cuantificación eritrocitaria es más elevada al inicio de la tarde.

14.8

Describir el mecanismo de retroalimentación mencionado antes (problema 14.7). En respuesta a la concentración baja de oxígeno, los ríñones secretan la hormona eritropoyetina; ésta viaja en el torrente sanguíneo hasta la médula ósea en donde estimula la eritropoyesis. El número de los eritrocitos aumentado transporta más oxígeno hacia los tejidos.

El dóping sanguíneo es una técnica que a veces usan los atletas para aumentar la capacidad de transporte de oxígeno en su sangre y, por tanto, su resistencia; esto implica la extracción de eritrocitos y su reinyección algunos días previos a la competencia. Después de extraer la sangre, los eritrocitos se reemplazan con rapidez, y cuando se reinfunde ocurre policitemia temporal. El efecto esperado es posible de mejorarse (puede aumentarse hasta 10% la capacidad aeróbica). Sin embargo, el dóping sanguíneo es ilegal y conlleva riesgos: puede alterar el flujo sanguíneo y ocasionar síntomas similares a los de la gripe. La inyección de eritropoyetina sintética para estimular la producción eritrocitaria es otra técnica que se aplica con el fin de aumentar la resistencia de los atletas.

Capítulo 14

14.9

269

Sistema cardiovascular: sangre

¿Cuál es la estructura química de la hemoglobina? La hemoglobina (Hb) consta de globina (cadenas de cuatro polipéptidos; fig. 14-3) y hem (cuatro moléculas de porfirina Fe2+; fig. 14-4). Cada eritrocito contiene casi 280 millones de moléculas de hemoglobina, y cada porción de hierro del grupo hem puede combinarse con cuatro moléculas de oxígeno. Esto significa que un solo eritrocito transporta más de mil millones de moléculas de oxígeno.

Fig. 14-3. Molécula hem.

14.10

Fig. 14-4. Anillo de porfirina.

¿La hemoglobina puede unirse a otros gases además del oxígeno? Sí. También se unen a ella el bióxido de carbono (CO2) y el monóxido de carbono (CO). La hemoglobina saturada con oxígeno recibe el nombre de oxihemoglobina y en este caso es rojo cereza, pero cuando pierde oxígeno se torna púrpura azulosa. En combinación con el bióxido de carbono, la hemoglobina se llama carbaminohemoglobina. El oxígeno y el bióxido de carbono tienen distintos sitios de transporte en la molécula de hemoglobina. El monóxido de carbono en combinación con la hemoglobina se llama carboxihemoglobina; asimismo, se une al grupo hem y su afinidad por éste es 200 veces mayor que la del oxígeno. Esta exclusión del oxígeno convierte al monóxido de carbono en un gas peligroso.

14.11

Cuando los eritrocitos en desintegración se fagocitan en bazo e hígado, ¿cómo se descompone la molécula de hemoglobina? 1. Hemoglobina > hem + globina 2. Hem > Fe2+ + porfirina 3. Globina > proteína > aminoácidos La porfirina pasa de una estructura en anillo (fig. 14-3) a una estructura de cadena lineal llamada biliverdina ("verde de bilis"), que a su vez se reduce a una bilirrubina de cadena lineal ("rojo bilis"). La bilirrubina se transporta desde el hígado en la bilis; se excreta en las heces como estercobilina o en la orina como urobilina y, debido a sus productos, les da un color pardo o amarillento. Cuando la bilirrubina amarillenta se acumula en la sangre en un grado anormalmente alto, la piel también adquiere esa tonalidad {ictericia). Las causas de la ictericia incluyen padecimientos hepáticos, destrucción excesiva de eritrocitos u obstrucción de conductos biliares (las heces podrían ser grisáceas).

Objetivo E

Describir el origen de las plaquetas y explicar su función.

Las plaquetas o trombocitos son fragmentos celulares pequeños que se originan en la mé¬ dula ósea a partir de células gigantes llamadas megacariocitos; éstos forman plaquetas mediante contracciones de porciones pequeñas del citoplasma y las expulsan hacia la san¬ gre. Las plaquetas contienen varios factores de la coagulación, iones calcio, difosfato de adenosina, serotonina y varias enzimas, y también desempeñan una función importante en la hemostasia (detención de hemorragia).

Sistema cardiovascular: sangre

270

14.12

Capítulo 14

¿Cómo funcionan las plaquetas? En caso de defecto o lesión de vasos sanguíneos, las plaquetas se agregan para formar un tapón y, al mismo tiempo, liberan difosfato de adenosina que torna pegajosas sus superficies para que se adhieran a capas crecientes de plaquetas agregadas. Además, el tromboxano A2 se libera desde las membranas de superficie de las plaquetas agregadas; este derivado de prostaglandinas aumenta la agregación plaquetaria. El tapón de plaquetas ayuda a reducir la pérdida de sangre en el sitio de lesión por medio de tres mecanismos: (1) sellado físico del defecto en los vasos; (2) liberación de sustancias químicas que ocasionan vasoconstricción, y (3) liberación de otras sustancias químicas que estimulan la coagulación sanguínea (serotonina, adrenalina y tromboxano A2).

Objetivo F

Explicar el mecanismo de la hemostasia. Los acontecimientos principales son: (1) constricción de vasos sanguíneos; (2) tapona¬ miento de la herida por agregación plaquetaria, y (3) coagulación de la sangre en una masa de fibrina, lo cual aumenta el tapón para ocluir la herida y proporciona una estructura para la reparación.

14.13

Listar las sustancias químicas o factores que participan en el proceso de coagulación. Los factores, que en general se producen en el hígado, se designan por números romanos de acuerdo con el orden de descubrimiento. Por tanto, el orden numérico no refleja la secuencia de reacción. I = fibrinógeno II = protrombina III = tromboplastina IV = calcio V = factor lábil VII = acelerador de la conversión de protrombina sérica (SPCA) VIII=factor antihemofílico (AHF) IX = componente tromboplásico del plasma (PTC), también llamado factor de Christmas X = factor de Stuart-Prower XI = antecedente de tromboplastina del plasma (PTA) XII = Factor de Hageman XIII = Factor estabilizador de la fibrina Nota: El factor VI ya no se considera una unidad distinta.

14.14

Describir las dos vías que inician la coagulación (fig. 14-5). La vía intrínseca se activa cuando la sangre se expone a una superficie de carga negativa, como la que proporciona la colágena en el sitio de la lesión o el vidrio de una probeta. Todos los factores que producen coagulación por medio de la vía intrínseca se encuentran en la sangre. La vía intrínseca se activa por tromboplastina tisular, la cual se libera cuando se dañan las paredes vasculares u otros tejidos. Los pasos finales de ambas vías son idénticos.

14.15

Proporcionar ejemplos de las acciones de los anticoagulantes. Los curatos y los oxalatos (moléculas bioquímicas orgánicas) se fijan al calcio, el cual es esencial en diversos pasos del proceso de coagulación. La heparina, proteína que se libera del hígado, evita la activación del factor IX e interfiere con la acción de la trombina. El dicumarol y la cumadina bloquean la formación de protrombina y factores VII, IX y X al interferir con la vitamina K, la cual actúa como catalizador en la síntesis de estas sustancias químicas en el hígado.

Capítulo 14

14.16

Sistema cardiovascular: sangre

271

Mencionar algunas enfermedades que se acompañan de hemorragia. La hemofilia es la carencia hereditaria de un solo factor de la coagulación debido a biosíntesis alterada. La carencia del factor VIII ocasiona hemofilia A (hemofilia clásica), y la del factor IX causa hemofilia B (enfermedad de Christmas). En la deficiencia de vitamina K, los factores de la coagulación no se sintetizan de manera adecuada en el hígado. En la trombocitopenia, la concentración de trombocitos es demasiado baja y el paciente puede desarrollar cientos de pequeñas hemorragias (las cuales aparecen en la piel como erupciones purpúreas pequeñas) en todos los tejidos del organismo.

XII

XII a

XI

XI a

Vía extrínseca

IX

IX a Protrombina

Ca2+ Fosfolípidos (plaquetas)

VIII

V X

Ca 2 +

Xa

Vía Intrínseca

Vll Trombina

Tromboplastina tisular

Fibrinógeno

Monómero de fibrina

XIII

Polímera de fibrina

Fig. 14-5. Vías intrínseca y extrínseca de la hemostasia.

Objetivo G

Distinguir los cinco tipos de leucocitos. Los diversos tipos de leucocitos se comparan en el cuadro 14-3.

14.17

Listar algunas enfermedades que aumentan los diversos leucocitos. Neutrófilos: apendicitis, neumonía, amigdalitis Eosinófilos: fiebre del heno, asma, infestaciones parasitarias Basófilos: viruela, nefrosis, mixedema Linfocitos: tos ferina, parotiditis, mononucleosis Monocitos: tuberculosis, tifo

Capítulo 14

Sistema cardiovascular: sangre

272

Cuadro 14-3. Comparación de cinco tipos de leucocitos Núm. promedio/mm3

Tipo Neutrótilos

5 400

Eosinófilos

275

Basófilos

35

Linfocitos (células B, células T) Monocitos

2 750

540

Origen

Descripción

Función

Médula ósea

Núcleo lobulado, granulos finos

Fagocitosis

Médula ósea

Núcleo lobulado, granulos rojos o amarillos

Pueden fagocitar complejos antígeno-anticuerpo

Médula ósea

Núcleo oscuro, granulos púrpuras grandes

Liberan heparina, histamina y serotonina

Tejidos linfoides

Núcleo redondo, poco citoplasma

Producen anticuerpos, destruyen células blanco específicas

Tejidos linfoides

Núcleo en forma de riñon

Fagocitosis

La mononucleosis es una infección ocasionada por el virus de Epstein-Barr. Este trastorno se caracteriza por aumento del número de linfocitos, mal de garganta, fatiga, fiebre y ganglios linfáticos inflamados. En personas mayores, los síntomas son más graves de lo que parece. La recuperación puede tomar varios meses. 14.18

¿Los leucocitos salen del sistema circulatorio? Sí. Los leucocitos tienen la capacidad de pasar a través de las paredes capilares (proceso llamado diapédesis) y llegar a los tejidos corporales para combatir infecciones.

14.19

¿Cómo "saben" los leucocitos en dónde son necesarios para combatir una infección? Los tejidos infectados liberan ciertas sustancias químicas (p. ej., leucotaxina) que aumentan localmente la permeabilidad de las paredes capilares. Los leucocitos circulantes se reúnen en el área infectada por los atrayentes químicos (proceso llamado quimiotaxis).

Objetivo H Listar los componentes principales del plasma sanguíneo y describir la función de albúminas, globulinas y electrólitos. El plasma sanguíneo está integrado por: 1. Agua 2. Proteínas (albúmina, globulinas, fibrinógeno) 3. Electrólitos (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Ch, HCO3-, HPO42-, SO42-) 4. Nutrimentos (glucosa, aminoácidos, lípidos, colesterol, vitaminas, oligoelementos) 5. Hormonas 6. Gases disueltos (bióxido de carbono, oxígeno, nitrógeno) 7. Productos de desecho (urea, ácido úrico, creatinina, bilirrubina)

Sistema cardiovascular: sangre

Capítulo 14

14.20

273

¿Cuáles son las características y funciones de la albúmina? Las albúminas (peso molecular = 69 000) son las proteínas más pequeñas y más abundantes en el plasma sanguíneo. Se producen en el hígado y son importantes para conservar la presión osmótica de la sangre; también actúan como amortiguadores sanguíneos esenciales y en parte originan la viscosidad de la sangre.

14.21 Establecer las funciones principales de las globulinas e identificar los cuatro tipos. Las fracciones de globulina de la proteína sanguínea contienen numerosas sustancias que poseen funciones variadas, entre ellas transporte (hormona tiroidea, colesterol y hierro), acción enzimática y coagulación e inmunidad. Pueden separarse por electroforesis en cuatro tipos: alfa I (p. ej., fetoproteína, antitripsina, lipoproteínas), alfa 2 (p. ej., antitrombina, colinesterasa), beta (p. ej., transferrina, plasminógeno, protrombina) y gamma (p. ej., inmunoglobulinas G [IgG], A [IgA], M [IgM], D [IgD] y E [IgE]).

14.22

¿Para qué sirven los electrólitos? Muchos de los iones circulantes en la sangre se requieren para el transporte de membrana, la osmolaridad sanguínea y la función neurológica.

Preguntas de repaso Opción múltiple 1. Los granulos no son visibles en (a) neutrófilos, (b) linfocitos, (c) eosinófilos, (d) basófilos. 2. ¿Cuáles de los siguientes cuatro componentes de la sangre son necesarios para la coagulación? (a) calcio, vitamina K, albúmina, globulina; (b) calcio, heparina, protrombina, fibrinógeno; (c) calcio, protrombina, fibrinógeno, plaquetas; (d) calcio, protrombina, plaquetas, vitamina A. 3. En el adulto, la mayoría de los leucocitos son (a) basófilos, (b) eosinófilos, (c) linfocitos, (d) neutrófilos. 4. La función principal de la albúmina sérica en la sangre es (a) producir anticuerpos, (b) formar fibrinógeno, (c) mantener la presión osmótica coloidal, (d) eliminar los productos de desecho. 5. Los iones calcio son necesarios para la formación de (a) fibrinógeno, (b) tromboplastina, (c) trombina, (d) protrombina. 6. La cuantificación leucocitaria diferencial (a) proporciona el número de eritrocitos por milímetro cúbico, (b) determina el porcentaje de eritrocitos por milímetro cúbico, (c) proporciona el número y variedad de leucocitos por cada 200 contados, (d) determina la cuantificación plaquetaria. 7. El factor intrínseco necesario para una completa maduración de eritrocitos se deriva de (a) médula ósea, (b) vitamina B 6 , (c) hígado, (d) mucosa del estómago. 8. Una medida de hemoglobina de 15 g/100 mi (o 1 di) de sangre (a) está dentro de los límites normales, (b) es subnormal, (c) está por arriba de lo normal, (d) es baja, pero satisfactoria. 9. ¿Qué es más acorde con un diagnóstico de apendicitis? (a) aumento de monocitos, (b) incremento de eritrocitos, (c) leucopenia, (d) aumento de neutrófilos.

274

Sistema cardiovascular: sangre

Capítulo 14

10. ¿Qué concentración indica anemia? (a) trombocitos, 300 000/mm3; (b) hematócrito, 43%; (c) hemoglobina, 17 g/dl; (d) eritrocitos, 3.8 millones/mm3. 11. El leucocito que no participa en la fagocitosis, pero secreta anticoagulante heparina es (a) el basófilo, (b) el monocito, (c) el eosinófilo, (d) el linfocito. 12. La anemia por deficiencia de hierro (a) es más común en varones que en mujeres, (b) se caracteriza por aumento de la cantidad de leucocitos, (c) por lo general debe tratarse con inyecciones intramusculares de hierro, (d) es la forma de anemia que se acompaña de manera usual por pérdida sanguínea crónica. 13. La producción eritrocitaria (a) se estimula por concentraciones elevadas de estrógenos en sangre, (b) cae cuando el estómago deja de producir factor intrínseco, (c) tiene lugar en el bazo en personas adultas y a nivel del mar, (d) se estimula por un aumento en la concentración de aminoácidos en la sangre arterial. 14. Para que la coagulación sanguínea ocurra de manera normal (a) la heparina debe estar inactiva, (b) debe haber suficiente ingestión dietética de vitamina C, (c) debe ocurrir daño tisular fuera del vaso, (d) el hígado debe tener suministro adecuado de vitamina K. 15. ¿Cuál de las siguientes no es una proteína plasmática? (a) corpúsculo lamelado o lameliforme, (b) globulina, (c) fibrinógeno, (d) plaqueta. 16. ¿Cuál de los siguientes no estimula la producción de eritropoyetina? (a) hemorragia, (b) enfisema crónico, (c) liberación de adrenalina hacia el sistema inducida por estrés, (d) disminución del suministro de oxígeno a los tejidos. 17. Las cantidades insuficientes de vitamina B 12 en el organismo pueden conducir a (a) anemia hemolítica, (b) anemia perniciosa, (c) anemia aplásica, (d) émbolo. 18. El porcentaje de volumen de la sangre total ocupada por eritrocitos empacados se conoce como (a) hematócrito, (b) elementos formados, (c) fracción eritrocitaria, (d) índice de sedimentación. 19. La producción de eritrocitos en una persona madura ocurre en todas las áreas, excepto en (a) esternón, (b) costillas, (c) huesos del cráneo, (d) vértebras, (e) hueso innominado. 20. ¿Qué porcentaje del volumen del plasma sanguíneo constituyen las proteínas plasmáticas? (a) 17 a 19%, (b) 7 a 9%, (c) 25 a 27%, (d) 52 a 55 por ciento. 21. El término general para las reacciones que evitan o minimizan la pérdida de sangre cuando los vasos se dañan o rompen es (a) energía de estabilización, (b) homeostasis, (c) sinéresis, (d) hemostasia. 22. La hemostasia no incluye (a) contracción de los músculos lisos en las paredes de los vasos sanguíneos, (b) adherencia plaquetaria en el tejido dañado, (c) retracción del coágulo, (d) aumento en la actividad de renina-angiotensina. 23. ¿Cuál es el orden correcto de estos acontecimientos? (1) conversión de fibrinógeno en fibrina (2) retracción del coágulo y escape de suero (3) producción de tromboplastina (4) conversión de protrombina en trombina (a) 3, 2, 1, 4; (b) 3, 4, 1, 2; (c) 3, 4, 2, 1; (d) 4, 1, 3, 2.

Sistema cardiovascular: sangre

Capítulo 14

275

24. ¿Qué factor no se sintetiza en caso de hemofilia? (a) VIII, (b) VII, (c) IX, (d) XIII. 25. La sangre menos los elementos formados y las proteínas de la coagulación se conoce como (a) plasma, (b) suero, (c) albúmina, (d) globulina.

Verdadero o falso 1. La sangre funciona en el transporte, balance del pH, termorregulación y en mecanismos de inmunidad. 2. Los trombocitos contienen factores de la coagulación que incluyen calcio, hierro, tiamina y ácido oxálico. 3. La policitemia es un hematócrito extraordinariamente alto. 4. La producción de eritrocitos requiere de ácido fólico, cobre, proteína, polisacáridos y biliverdina. 5. Una molécula hem se compone de un anillo orgánico que contiene nitrógeno y se llama porfirina, así como de un átomo de hierro. 6. Los mecanismos principales de la hemostasia son taponamiento, coagulación y constricción. 7. La tromboplastina se libera cuando se dañan las paredes vasculares u otros tejidos. 8. Se requiere de calcio y fosfolípidos para convertir la protrombina en trombina. 9. Cuando se satura la hemoglobina con bióxido de carbono se llama carboxihemoglobina.

Completar 1. La cantidad excesiva de eritrocitos se conoce como 2. La

es la producción de eritrocitos.

3. Cuando la hemoglobina se satura con oxígeno es de color rojo cereza y se llama 4. Los trombocitos se forman a partir de células gigantes llamadas 5. La superficie extraña.

se activa cuando la sangre se expone a una

6. La concentración de trombocitos es demasiado baja en la 7. La paredes capilares.

se refiere a la capacidad de los leucocitos para pasar a través de las

8. La mononucleosis es una infección ocasionada por el virus de

Capítulo 14

Sistema cardiovascular: sangre

276

Identificar 3.

Identificar las estructuras indicadas en la figura de la derecha.

4

1. 1-

2. 3.

2-

4. 5 5.

Relacionar Relacionar la célula con su descripción o su función. 1. Trombo

(a) núcleo oscuro; se tiñe con grandes granulos púrpura

2. Fagocitosis

(b) formación de coágulos

3. Hematoma

(c) granulos que se tiñen con rojo de eosina

4. Eosinófilo

(d) descompone enzimáticamente la fibrina

5. Plasmina

(e) núcleo lobulado y granulos finos; se tiñe con colorantes neutros

6. Neutrófilo

(f) acumulación de sangre

7. Leucocito

(g) leucocitos

8. Linfocito

(h) defensor selectivo contra agentes invasores

9. Basófilo

(i) ingestión y digestión de materia particulada

Respuestas y explicaciones a las preguntas de repaso Opción múltiple 1. (b) Los neutrófilos, eosinófilos y basófilos se agrupan como granulocitos debido a la presencia de granulos en su citoplasma; los linfocitos y los monocitos se clasifican como agranulocitos debido a que carecen de granulos visibles. 2. (c) Cada uno participa en un paso esencial de la coagulación. 3. (d) Los neutrófilos constituyen 65 a 70% de los leucocitos. 4. (c) La albúmina es la proteína más pequeña y más abundante del plasma; en virtud de su presencia en el plasma sanguíneo y su ausencia en el líquido intersticial, se establece un gradiente osmótico entre la sangre y el líquido intersticial. 5. (c) El calcio es necesario para algunos pasos en las vías extrínseca e intrínseca, y también es esencial para convertir la protrombina en trombina. 6. (c) La cuantificación leucocitaria diferencial proporciona el porcentaje de distribución de los diversos tipos de leucocitos. 7. id) El factor intrínseco se produce en la mucosa del estómago, y es necesario para la absorción de la vitamina B12. Esta vitamina es esencial para la mitosis y, por tanto, para la formación de eritrocitos. 8. (a) Una medida de hemoglobina de 15 g/100 mi de sangre es el valor promedio normal. 9. (d) Un paciente con apendicitis muestra aumento en la cifra de neutrófilos. 10. (d) Una cuantificación eritrocitaria de 3.8 millones/mm3 es anormalmente baja y podría indicar anemia.

Sistema cardiovascular: sangre

Capítulo 14

277

11. (d) Los linfocitos no producen heparina, pero participan en la producción de anticuerpos y en la distribución de células blanco específicas. 12. (a) La anemia por deficiencia de hierro puede presentarse con mayor frecuencia en mujeres, debido a la producción de concentraciones bajas de eritrocitos y a la pérdida ocasional de sangre durante la menstruación. 13. (b) La producción de eritrocitos se reduce ante la carencia de secreción gástrica debido a disminución del factor intrínseco que producen las células parietales en el estómago. 14. {d) El hígado requiere de cantidades adecuadas de vitamina K para sintetizar algunos de los factores de la coagulación. 15. (d) Las plaquetas (trombocitos) son fragmentos celulares, no proteínas plasmáticas. 16. (c) La adrenalina no afecta la producción de eritropoyetina. 17. (b) En ausencia de factor intrínseco, la vitamina B, 2 no se absorbe; esto da por resultado anemia perniciosa. 18. (a) El hematócrito es un indicador de la capacidad de la sangre para transportar oxígeno. 19. (c) Los huesos craneales no son activos en la producción de eritrocitos. 20. (b) Las proteínas en plasma (albúmina, globulinas, fibrinógeno) constituyen 7 a 9% del volumen plasmático. 21. (d) La hemostasia incluye todos los mecanismos que evitan la pérdida sanguínea debido a lesión de los vasos sanguíneos. 22. (d) La actividad renina-angiotensina no se relaciona con la hemostasia. 23. (b) Cuando un vaso sanguíneo sufre daño intenso, por lo general se forma un coágulo en el área dañada en un lapso de 20 segundos. 24. (a) La hemofilia A (hemofilia clásica) se debe a carencia del factor VIII. 25. (b) El plasma es la sangre menos los elementos formados. El suero es la sangre menos los elementos formados y las proteínas de la coagulación. Verdadero o falso 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Verdadero Falso; en el proceso de la coagulación los trombocitos no producen ninguna de las sustancias listadas Verdadero Falso; no se requieren polisacáridos ni biliverdina Verdadero Verdadero Verdadero Falso; no se requieren fosfolípidos para la conversión de protrombina en trombina Falso; la hemoglobina saturada con bióxido de carbono se llama carbaminohemoglobina

Completar 1. 2. 3. 4.

policitemia eritropoyesis oxihemoglobina megacariocitos

5. 6. 7. 8.

vía intrínseca trombocitopenia diapédesis Epstein-Barr

Identificar 1. Eritrocito 2. Plaquetas (trombocitos) 3. Basófilo Relacionar 1. (b)

2. (i) 3. (f) 4. (c) 5. (d)

6. (e) 7. (g) 8. (h) 9. (a)

4. Monocito 5. Eosinófilo

Sistema cardiovascular: corazón Objetivo A

15

Describir el corazón y ubicarlo dentro del tórax.

El corazón es un Organo muscular hueco de cuatro cavidades cuya función es bombear la sangre a través de los vasos sanguíneos del organismo (fig. 15-1). Pesa cerca de 255 g en la mujer y 310 g en el varón, y su peso constituye aproximadamente 5% de peso corporal. El corazón se sitúa en el mediastino (problema 1.21) en donde está rodeado por una mem¬ brana fibrosa gruesa llamada pericardio. El saco pericárdico es el compartimiento real formado por el pericardio que encierra al corazón.

Tráquea Vena cava superior Arco aórtico

Artería pulmonar

Arterias pulmonares Vena pulmonar Pulmón derecho (retraído) Tronco pulmonar

Pulmón izquierdo (retraído) Aurícula derecha Corazón Vena cava Inferior

Fig 15-1. El corazón, los pulmones y vasos relacionados.

15.1

¿Qué porción del corazón está en la base y cuál en el vértice? Cerca de dos tercios del corazón está a la izquierda (a la izquierda de la persona) del plano mediosagital, con el vértice del corazón, o parte terminal en forma de cono, que señala hacia abajo y está en contacto con el diafragma. La base del corazón está en el borde superior terminal en donde se une con los grandes vasos.

15.2

¿Cuál es la relación entre el corazón y los pulmones? La ventilación de los pulmones lleva oxígeno a la sangre del corazón. La acción de bombeo de éste hace circular la sangre oxigenada a través del organismo, y la sangre desoxigenada regresa a los pulmones para eliminar bióxido de carbono. Los vasos que se conectan al corazón y los pulmones se llaman pulmonares.

15.3

¿Cuál es la función del pericardio? La capa serosa del pericardio interior secreta líquido pericárdico que lubrica la superficie del corazón. Las capas fibrosas externas lo protegen y separan. 278

Capítulo 15

Sistema cardiovascular: corazón

279

El término pericarditis se refiere a la inflamación del pericardio parietal que aumenta la secre¬ ción del líquido pericárdico dentro de la cavidad pericárdica. Debido a que la capa fibrosa del pericardio no es elástica, el incremento en la presión por el exceso de líquido pericárdico altera la contracción ventricular y el flujo sanguíneo a través del corazón.

Objetivo B Describir el desarrollo del corazón embrionario desde el día 18 hasta el día 25. El desarrollo del corazón a partir del mesodermo no diferenciado requiere sólo de siete a ocho días. Por el día 19 después de la concepción, los cordones cardiacos especializados comienzan a emigrar juntos de manera medial desde las dos bandas longitudinales del mesodermo esplácnico (visceral). Por el día 21 se ha formado un centro hueco en cada cordón cardiaco, y a la estructura se le conoce como tubo cardiaco (fig. 15-2). Por el día 23, éste se ha fusionado en un solo tubo éndocárdico. Hacia el día 25 se completa la fusión, se presentan dilataciones y la sangre comienza a ser bombeada.

Primer arco aórtico Tubo cardiaco no fusionado Tubos cardiacos fusionados

(a)

Primer arco aórtico Segundo arco aórtico

Primer arco aórtico

Tronco arterioso

Bulbo arterioso

Ventrículo

Ventrículo

Aurícula Aurícula Vena cardinal primitiva Vena umbilical Vena vitelina

(b)

(c)

Fig. 15-2. Desarrollo del corazón embrionario. (a) Vista anterior en el día 21, (b) en el día 23 y (c) en el día 25. La partición de las cavidades del corazón se inicia durante la mitad de la cuarta semana, y se completa hacia el final de la quinta semana. Es durante este periodo crucial que se pueden desarrollar las malformaciones congénitas, como soplos cardiacos, malformaciones del tabi¬ que, agujero oval y estenosis. Objetivo C Mostrar las diferencias entre las tres capas de la pared del corazón respecto de sus estructuras y funciones. Véase cuadro 15-1.

Sistema cardiovascular: corazón

280

Capítulo 15

Cuadro 15-1. Capas del corazón Capa

Estructura

Función

Epicardio (pericardio visceral)

Membrana serosa de tejido conectivo, cubierta con epitelio e incluye capilares sanguíneos, capilares linfáticos y fibras nerviosas

Lubricación de la cubierta externa

Miocardio

Tejido muscular cardiaco, separado por tejido conectivo e incluye capilares sanguíneos y linfáticos y fibras nerviosas

Capa contráctil para expulsión de la sangre de las cavidades del corazón

Endocardio

Membrana epitelial y tejido conectivo, inclu¬ yendo fibras elásticas y de colágena, vasos sanguíneos y fibras musculares especializadas

Recubrimiento interno fuerte y protector de las cavidades y válvulas

15.4

¿Cuál de las tres capas del corazón es la más gruesa? El miocardio, especialmente en las paredes ventriculares en donde es necesario forzar la contracción para bombear la sangre a todo el organismo. La pared muscular es la capa más gruesa que rodea al ventrículo izquierdo. Las fibras del músculo cardiaco están arregladas de tal forma que la contracción intrínseca es eficaz para exprimir o forzar las cavidades del corazón.

15.5

¿Qué son las trábeculas carnosas? Este arreglo similar a una celosía del endocardio (fig. 15-3) principalmente consiste en tejido conectivo fibroso denso, que proporciona un marco flexible y de fuerza para las paredes de las cavidades inferiores del corazón.

Trabéculas carnosas Endocardio Miocardio Endocardio Cavidad pericárdica Pericardio seroso Pericardio fibroso

Fig. 15-3. La pared cardiaca, la cavidad pericárdica y el pericardio.

Objetivo D

Describir las cavidades y válvulas del corazón. El corazón es una bomba doble de cuatro cavidades (fig. 15-4). Consiste en aurículas superiores, izquierda y derecha, que pulsan juntas y ventrículos derecho e izquierdo bajos que también se contraen al mismo tiempo. Las aurículas están separadas por músculo delgado llamado tabique interauricular, en tanto que los ventrículos están divididos por múscu-

Capítulo 15

281

Sistema cardiovascular: corazón

lo delgado denominado tabique interventricular. Las dos válvulas auriculoventriculares (válvulas AV), y las válvulas bicúspide y tricúspide se ubican entre las cavidades del corazón, y las válvulas semilunares se encuentran en la base de los dos grandes vasos (el tronco pulmonar y la aorta) que salen del corazón.

Arco aórtico Arteria pulmonar izquierda Vena cava superior

Tronco pulmonar Válvula semilunar pulmonar Aurícula izquierda

Aurícula derecha Válvula semilunar aórtica Válvula bicúspide

Válvula tricúspide Cordón tendinoso

Tabique interventricular Músculo papilar

Ventrículo izquierdo

Vena cava inferior Vértice del corazón Ventrículo derecho

Fig 15-4. Anatomía interna del corazón.

15.6

Describir las funciones de cada una de las válvulas (cuadro 15-2).

Cuadro 15-2. Válvulas cardiacas Válvula

Localizarían

Estructura y función

Tricúspide

Entre la aurícula derecha y el ventrículo derecho

Compuesta de tres cúspides que previenen un flujo retrógrado de sangre desde el ventrículo derecho hacia la aurícula derecha durante la contracción ventricular

Semilunar pulmonar

Entre el ventrículo derecho y tronco pulmonar

Compuesta de tres alas en forma de media luna que previenen el flujo retrógrado de sangre desde el tronco pulmonar hacia el ventrículo derecho durante la relajación ventricular

Bicúspide (mitral)

Entre la aurícula izquierda y el ventrículo izquierdo

Compuesta de dos cúspides que previenen un flujo retrógrado de sangre desde el ventrículo izquierdo hacia la aurícula izquierda durante la contracción ventricular

Semilunar aórtica

Entre el ventrículo izquierdo y la aorta ascendente

Compuesta de tres alas en forma de media luna que previenen el flujo inverso de sangre desde la aorta hacia el ventrículo izquierdo durante la contracción ventricular

Sistema cardiovascular: corazón

282

15.7

Capítulo 15

Describir la estructura y funciones de los músculos papilares y del cordón tendinoso. Cada cúspide de las válvulas auriculoventriculares se mantiene en posición por fuertes cordones tendinosos que aseguran la pared ventricular mediante los músculos papilares en forma de cono. Cuando la sangre es expulsada de las aurículas, se relajan los cordones tendinosos, abriéndose las válvulas. Pero cuando las aurículas se contraen, los ventrículos (y con ellos los músculos papilares) y los cordones tendinosos se tensan, lo cual evita una eversión de las válvulas y un flujo contrario desde los ventrículos hacia las aurículas.

Objetivo E

Distinguir entre circuitos pulmonar y sistémico del flujo sanguíneo.

El circuito pulmonar (a través de los pulmones) involucra: al ventrículo derecho, el cual bombea sangre desoxigenada a los pulmones; al tronco pulmonar y a las arterias pulmonares; a una red capilar en los pulmones; a las venas pulmonares; y a las aurículas izquierdas, las cuales reciben la sangre oxigenada de los pulmones. El circuito sistémico incluye el ventrícu¬ lo izquierdo y los restantes arterias, capilares y venas del organismo. La aurícula derecha del corazón recibe la sangre desoxigenada del circuito sistémico. Un corazón sano es capaz de bombear un volumen de sangre circulante a través de los sistemas pulmonar y sistémico. Cuando el corazón está dañado (p. ej., por infarto de miocardio o por presión sanguínea constantemente alta) es incapaz de mantener el deli¬ cado equilibrio entre el volumen y la capacidad de bombeo. El retorno de líquidos a los pulmones cuando falla el ventrículo izquierdo causa acortamiento de la respi¬ ración, tos y trastornos respiratorios. Cuando se debilita el ventrículo derecho, los líquidos se estable¬ cen en los tejidos periféricos, lo cual ocasiona edema (hinchazón en las extremidades) e hígado con¬ gestionado. 15.8

Describir el flujo de sangre a través del corazón. Ambas aurículas se llenan de sangre, y ésta comienza a fluir hacia ambos ventrículos (fig. 15-5a). Después, se contraen las aurículas, vaciando la sangre remanente en los ventrículos (fig. 15-5b). Entonces éstos se contraen forzando la sangre dentro de la aorta ascendente y el tronco pulmonar (fig. 15-5c).

Vena cava superior Arco aórtico

Tronco pulmonar

Venas pulmonares

Arteria pulmonar Aurícula Izquierda Aurícula derecha Ventrículo izquierdo Ventrículo derecho Vena cava Inferior

(a)

(b)

(c)

Fig. 15-5. Flujo sanguíneo del corazón, (a) Llenado de las aurículas, (b) contracción de las aurículas, (c) la sangre es expulsada del corazón por la contracción ventricular.

Sistema cardiovascular: corazón

Capítulo 15

15.9

283

Correlacionar las contracciones de las cavidades cardiacas con la abertura y el cierre de las válvulas cardiacas, y explicar qué causa los sonidos "lub-dub" característicos. Durante la contracción de las aurículas, las válvulas auriculoventriculares se abren, y las semilunares se cierran. Durante la contracción ventricular, el proceso es inverso. El sonido largo "lub" o primer sonido, se produce por el cierre de las válvulas auriculoventriculares. El corto sonido "dub" o segundo sonido, se genera por el cierre de las válvulas semilunares.

Objetivo F

Explicar cómo la circulación fetal difiere de la de un recién nacido.

El sistema circulatorio de un feto (fig. 15-6) se adapta al hecho de que los pulmones del feto no son funcionales, y a que el feto obtiene de la placenta el oxígeno y los nutrimentos. La circulación fetal involucra al cordón umbilical que se conecta a la placenta y el ombligo fetal. El cordón umbilical consiste en una vena umbilical que transporta sangre oxigena¬ da hacia el corazón y dos arterias umbilicales que regresan la sangre desoxigenada hacia la placenta. Un conducto venoso permite que la sangre se derive hacia el hígado fetal; un agujero oval deja que la sangre fluya directamente de la aurícula derecha hacia la izquierda, y un conducto arterioso que deriva la sangre desde el tronco pulmonar hacia el arco aórtico.

Arco aórtico

Vena cava superior

Conducto arterioso

Agujero oval Aurícula derecha Vena cava Inferior

Aurícula izquierda Ventrículo izquierdo Ventrículo derecho

Conducto venoso Aorta abdominal

Hígado Vena hepática Vena umbilical

Riñon izquierdo

Cordón umbilical Intestino delgado

Arterias umbilicales

Arteria iliaca interna Vejiga urinaria

Fig. 15-6. Circulación fetal.

Las estructuras cardiovasculares del feto sufren transformaciones graduales después del na¬ cimiento hasta llegar a formar las estructuras que persisten durante toda la vida. La vena umbilical se convierte en el ligamento redondo del hígado; las arterias umbilicales se atro¬ fian hasta que se transforman en los ligamentos umbilicales laterales; los conductos venosos en el ligamento venoso, el cual es un cordón fibroso en el hígado; en el recién nacido, el

Sistema cardiovascular: corazón

284

Capítulo 15

agujero oval se cierra y se convierte en la fosa oval, la cual es una depresión en el tabique interauricu¬ lar, y los conductos arteriosos se cierran poco después del nacimiento del recién nacido, se atrofian y se transforman en el ligamento arterioso. Muchos de los recién nacidos con malformaciones cardiacas congénitas transportan insuficien¬ te sangre oxigenada en la circulación sistémica. Un problema congénito común es la presencia de un agujero oval evidente, en el cual la abertura interauricular no cierra. Esta y otras malfor¬ maciones cardiacas congénitas causan la cianosis, la cual consiste en una coloración azulosa, y al recién nacido que la padece, por lo general, se le llama "bebé azul". Objetivo G

Describir la circulación coronaria hacia el miocardio del corazón.

El suministro de sangre hacia el miocardio, lo proporcionan las arterias coronarias dere¬ cha e izquierda, las cuales salen de la aorta ascendente, justo por arriba de la válvula aórtica semilunar (fig. 15-7). La arteria coronaria izquierda origina sus ramas principales, la arteria interventricular anterior y circunfleja; mientras que la arteria coronaria dere¬ cha da lugar a la arteria interventricular posterior y marginal. La gran vena cardiaca y la vena cardiaca media regresan la sangre de los capilares miocárdicos hacia el seno coronario, y de ahí hacia la aurícula derecha (fig. 15-8).

-Arco aórtico

Arco aórtico Seno coronario

Arteria coronaria derecha

Arteria coronaria izquierda Arteria interventricular anterior

- Gran vena cardiaca

Vena aórtica anterior Arteria marginal

Fig. 15-7. Arterias coronarias.

15.10

" Vena marginal izquierda

Fig. 15-8. Venas coronarias y senos coronarios.

Distinguir entre isquemia, angina de pecho e infarto de miocardio. Si las ramas de la arteria coronaria se constriñen o el flujo a través de éstas se obstaculiza por la presencia de un émbolo (coágulo), las células miocárdicas que reciben la sangre de estas ramas pueden tener una deficiencia sanguínea llamada isquemia. La angina de pecho es el dolor pectoral que acompaña a la isquemia. La muerte de una porción del corazón debida a isquemia se conoce como infarto de miocardio (ataque cardiaco).

Objetivo H

Describir el sistema de conducción del corazón. El sistema de conducción consiste en tejidos nodales (fibras musculares cardiacas espe¬ cializadas) que inician la conducción de las ondas de despolarización a través del miocardio. Estas ondas ocasionan las contracciones coordinadas que vacían las cavidades cardiacas.

Capítulo 15

15.11

Sistema cardiovascular: corazón

285

¿Cuál es el "marcapasos" del corazón, en dónde se localiza y cuál es su frecuencia básica? El marcapasos cardiaco es el nodo sinoauricular (nodo SA) situado en la pared posterior de la aurícula derecha (fig. 15-9). Por lo general se despolariza de manera espontánea con una frecuencia de 70 a 80 veces por minuto, lo cual causa que la aurícula se contraiga. Los impulsos del nodo sinoauricular pasan hacia el nodo auriculoventncular (nodo AV), el haz auriculoventncular (haz AV o haz de His), y finalmente hacia las miofibrillas (fibras de Purkinje), las cuales están dentro de las paredes ventriculares. La estimulación de la conducción de las miofibrillas ocasiona que los ventrículos se contraigan al mismo tiempo.

Nodo sinoauricular Tabique interaurícular Nodo auriculoventncular Haz auriculoventncular Tabique interventricular

Ramas izquierda y derecha del haz

Miofibrillas de conducción Vértice del corazón

Fig. 15-9. Sistema de conducción del corazón.

Objetivo I Describir la inervación del corazón. Los nodos sinoauriculares y auriculoventriculares están inervados por fibras nerviosas simpáticas y parasimpáticas (fig. 15-10). Los impulsos simpáticos a través de los nervios aceleradores cardiacos aumentan la velocidad de la acción del corazón, mientras que los impulsos parasimpáticos a través del nervio vago (X par) desaceleran la acción del corazón. Estos impulsos autónomos son regulados por los centros cardiacos en el hipotálamo y la médula oblongada.

Nervios vagos

Centro cardiorregulador en la médula oblongada

Nodo sinoauricular Nodo auriculoventricular

Nervio acelerador derecho

Nervio acelerador izquierdo

Fig. 15-10. Inervación autónoma del corazón.

286

15.12

Sistema cardiovascular: corazón

Capítulo 15

Verdadero o falso. La noradrenalina y la acetilcolina tienen una acción sinérgica de cambio rápido (cooperación) sobre el corazón. Falso. Los efectos de los dos neurotransmisores (el primero secretado por neuronas simpáticas posganglionares, y el segundo por neuronas parasimpáticas posganglionares) son antagonistas.

Objetivo J Describir el ciclo cardiaco. Las aurículas y los ventrículos pasan a través de una secuencia de fenómenos que se repi¬ ten con cada latido. El ciclo cardiaco consiste en una fase de relajación denominada diástole, seguida de una de contracción llamada sístole. Los principales fenómenos del ciclo, co¬ menzando a la mitad de la sístole, son: Diástole tardía. Las aurículas y los ventrículos se relajan, se abren los nodos auriculoventriculares, y las válvulas semilunares se cierran. La sangre fluye pasivamente desde las aurículas hacia los ventrículos, con 65 a 75% de llenado ventricular, el cual ocurre antes de que finalice esta fase. Sístole auricular. Las aurículas se contraen y bombean el restante 25 a 35% de sangre hacia los ventrículos. Los orificios de la vena cava y las venas pulmonares se estrechan. Sin embargo, aún se presenta regurgitación de sangre hacia las venas. Sístole ventricular. Al inicio de la contracción ventricular se abren las válvulas auriculoventriculares, lo cual ocasiona la presencia del primer sonido "lub". Cuando la presión en el ventrículo derecho excede a la diastólica en la arteria pulmonar (10 mmHg) y la presión ventricular izquierda es mayor que la diastólica en la aorta (80 mmHg), las válvulas semilunares se abren y comienza la expulsión. En condiciones de reposo normales, la presión alcanza 25 mmHg en el lado derecho, y 120 mmHg en el izquierdo. El volumen de expulsión o volumen de sangre expulsada en ambos ventrículos es de 70 a 90 mi. Al final de la sístole hay cerca de 50 mi de sangre remanente en cada ventrículo. Diástole temprana. Conforme se relajan los ventrículos, la presión decrece rápidamente. Las válvu¬ las semilunares se cierran, lo cual previene un flujo inverso hacia los ventrículos desde las arterias, lo que ocasionaría la aparición del segundo sonido cardiaco "dub". También, las válvulas auriculoven¬ triculares se abren, y la sangre comienza a fluir desde las aurículas hacia los ventrículos. Cuando la sangre fluye lentamente a través de las válvulas del corazón y los vasos sanguíneos, el flujo es silente. El flujo turbulento genera un sonido conocido como soplo cardiaco. Las válvulas dañadas por un trastorno pueden fallar al abrirse o cerrarse completamente, por tanto, ocasionan turbulencia. 15.13

¿Cómo se calcula el gasto cardiaco? El gasto cardiaco, el cual es el volumen de sangre bombeado por el ventrículo izquierdo en un minuto, se puede calcular mediante la siguiente fórmula: Gasto cardiaco (GC) = volumen de expulsión (VE) x frecuencia cardiaca (FC) Por ejemplo, si FC = 72 latidos/min y VE = 80 ml/latido, entonces: GC = (72 latidos/min) (80 ml/latido) = 5 760 ml/min= 5.8 L/min

Capítulo 15

Sistema cardiovascular: corazón

287

15.14 En la fórmula del problema 15.13, se involucró el volumen de expulsión, cuyo valor por lo general se desconoce. Proporcionar un procedimiento alternativo para calcular el gasto cardiaco. De acuerdo con el principio de Fick, la cantidad (a) de una sustancia que toma un órgano (o todo el organismo) por unidad de tiempo es igual al nivel arterial (NA) de una sustancia menos las veces el flujo sanguíneo a nivel venoso (NV). Debido a que el flujo sanguíneo iguala el gasto cardiaco, se deriva la siguiente fórmula: GC =

α NA-NV

Por ejemplo, el consumo corporal de oxígeno ( O2 ) está dado comúnmente por a = 250 ml/min y, por lo general, las concentraciones de oxígeno son: NA = 190 ml/L de sangre. De esta manera, un gasto cardiaco normal es de GC =

15.15

250 ml/min • = 5 L de sangre/min 50 ml/L de sangre

¿Cuál de los siguientes factores influye(n) en el gasto cardiaco? (i) un aumento en la actividad del sistema nervioso simpático, (ii) un incremento en el volumen final/diastólico, (iii) una disminución en el retorno venoso al corazón, (iv) varias formas de anemia. Todas las anteriores afectan el gasto cardiaco. (i) La estimulación simpática aumenta la frecuencia cardiaca y la fuerza de contracción del corazón. También inicia la liberación de adrenalina y noradrenalina de la médula suprarrenal, lo cual aumenta el gasto cardiaco. (ii) Conforme se incrementa el volumen cardiaco, el miocardio se estira, lo que causa la contracción de los músculos con mayor fuerza; esto a su vez origina una mayor expulsión de volumen y gasto cardiaco. El mecanismo se conoce como ley de Starling del corazón (o ley de Frank-Starling). (iii) En el caso de una disminución en el retorno venoso (hemorragia, etc.), el corazón no se llena de manera apropiada, lo que causa reducidos latido y gasto cardiaco. (iv) Bajo muchas condiciones de anemia, existe una disminución en la viscosidad cardiaca, así como una vasodilatación localizada, debido a un reducido transporte de oxígeno hacia los tejidos. En ambas condiciones se produce un decremento en la resistencia periférica total y, por tanto, un aumento del gasto cardiaco.

La frecuencia cardiaca normal (55 a 90 latidos por minuto) depende del equilibrio entre el control simpático y parasimpático. Los medicamentos bloqueadores beta-adrenérgicos, como el propranolol, inhiben la salida simpática hacia el corazón y se reduce la fre¬ cuencia cardiaca. Por el contrario el ejercicio, estrés y bajo volumen sanguíneo ocasio¬ nan una liberación de catecolaminas, la cual estimula el aumento de la frecuencia. La atropina, un anticolinérgico, precisamente, tiene el efecto contrario al propranolol y se usa en clínica cuando la frecuencia cardiaca del paciente se vuelve peligrosamente baja. 15.16

¿Sobre la pared del pecho, dónde se coloca el estetoscopio para escuchar los sonidos cardiacos (cuadro 15-3 y fig. 15-11)?

Sistema cardiovascular: corazón

288

Capítulo 15

Cuadro 15-3. Colocación del estetoscopio para oír los sonidos de las válvulas cardiacas Válvula del corazón

Posición del estetoscopio

Tricúspide

Quinto espacio intercostal en el esternón

Bicúspide (mitral)

Quinto espacio intercostal por debajo del pezón

Semilunar pulmonar

Segundo espacio intercostal a la izquierda del esternón

Semilunar aórtica

Segundo espacio intercostal a la derecha del esternón

Área aórtica

Área pulmonar

PezónÁrea bicuspídea (mitral)

Área tricuspídea

Fig. 15-11. Sitios de auscultación cardiaca.

Objetivo K

Identificar las características normales de un electrocardiograma.

Debido a que el organismo es un buen conductor de la electricidad, la diferencia de potencial generado por la despolarización y la repolarización del miocardio, se pueden detectar en la superficie del cuerpo, y registrarse mediante un electrocardiograma (ECG o EKG) (fig. 15-12). La onda P representa la despolarización de las aurículas; el complejo QRS, la despolarización ventricular; la onda T, la repolarización ventricular; el corto segmen¬ to aplanado entre S y T, el estado refractario del miocardio ventricular, y el espacio entre P y Q representa la fase no conductora del nodo auriculoventricular, durante el cual se puede completar la sístole auricular.

1.0

0.5

0

0.5

0

200

400

600

Tiempo, ms

Fig. 15-12. Electrocardiograma (ECG) normal.

Capítulo 15

15.17

Sistema cardiovascular: corazón

289

Describir los tres tipos convencionales de derivaciones para un electrocardiograma. Derivación estándar de las extremidades superiores. En cada derivación se unen dos electrodos de polaridad opuesta (fig. 15-13).

Derivación I -

Derivación III Derivación II

(a)

(b)

(c)

Fig. 15-13. Derivación estándar de las extremidades superiores.

Derivación unipolar aumentada de las extremidades superiores. Cada derivación tiene un electrodo positivo y dos negativos (fig. 15-14). La señal VR está invertida, y se relaciona con las otras dos.

Derivación aVL

Derivación aVR

Derivación aVF

(a)

(b)

(c)

Fig. 15-14. Derivación unipolar aumentada de las extremidades superiores.

Derivación del pecho (precordial). En cada derivación se une un electrodo positivo, enlazado en seis sitios como se muestra en la figura 15-15, con tres electrodos negativos (brazos y piernas). Las 12 derivaciones en extremidades y precordiales, todas miden la misma actividad eléctrica del corazón, pero cada una de ellas "muestra" al corazón desde un punto de vista diferente (como 12 cámaras que rodean un objeto podrán mostrar diferentes ángulos del mismo). Un observador entrenado puede usar las 12 derivaciones para construir un arreglo de la actividad eléctrica del corazón. Las señales características se muestran en la figura 15-16.

Objetivo L

Familiarizarse con las arritmias detectadas en un electrocardiograma. Las desviaciones de la frecuencia cardiaca normal o de la actividad eléctrica del sistema de conducción se denominan arritmias cardiacas.

Capítulo 15

Sistema cardiovascular: corazón

290

Fig. 15-15. Derivaciones del pecho (precordiales).

Arritmias de frecuencia. (1) La bradicardia ocurre cuando la frecuencia cardiaca es lenta, de menos de 55 latidos por minuto, que puede ser ocasionada por una excesiva estimulación vagal (parasimpatica), por una disminución de la temperatura o por ciertos medicamentos. (2) La taquicardia se presenta cuando la frecuencia cardiaca es rápida, de más de 90 latidos por minuto, y puede ser ocasionada por una excesiva estimulación simpática (incremento de los valores de catecolaminas), aumento de la temperatura corporal o drogas, como la cafeína. Arritmias de conducción. (1) La ritmicidad anormal del nodo sinoauricular. (2) Cambio en la función del marcapasos del nodo sinoauricular hacia otra parte del corazón (marcapasos ectópico o foco ectópico). (3) Una vía anormal o bloqueo de los impulsos en el sistema de conducción. 15.18

¿Cuáles son algunas causas de la actividad del marcapasos ectópico? Las causas incluyen isquemia u otro daño cardiaco localizado; dilatación de las aurículas debido a la hipertensión; irritantes tóxicos (p. ej., nicotina, cafeína, alcohol); carencia de sueño, ansiedad; temperatura corporal extrema; cambio del pH corporal normal.

15.19

¿Qué puede ocasionar un ataque cardiaco? Los impulsos a través del corazón son, algunas veces, bloqueados en puntos críticos en el sistema de conducción. El corazón se puede bloquear debido a: (1) destrucción localizada del sistema de conducción como consecuencia de un infarto (problema 15.10), (2) estimulación excesiva del nervio vago o (3) infección en el sistema de conducción.

15.20

¿Cuáles son las características del electrocardiograma de pacientes que tienen latidos prematuros? Los latidos prematuros son ocasionados cuando dispara el marcapasos ectópico para crear ondas que aparecen tempranamente en el ciclo, en relación con lo normal.

v,

v2

v3

v4

v5

v6

Fig. 15-16. Trazos característicos en el electrocardiograma.

Capítulo 15

Sistema cardiovascular: corazón

291

La despolarización prematura auricular o compleja (fig. 15-17) se debe a la despolarización prematura del marcapasos auricular ectópico. Puede preceder un intervalo de aleteo auricular o fibrilaciones (problema 15.21). Esta clase de latidos prematuros se considera por lo general innocua.

Fig. 15-17. Despolarización auricular prematura.

Despolarización del nodo aurículoventricular prematura. Se origina por una descarga ectópica en el nodo auriculoventricular (fig. 15-18). El electrocardiograma muestra un complejo QRS normal que casi nunca es precedido por una onda P.

Fig. 15-18. Despolarización prematura del nodo auriculoventricular.

Despolarización ventricular prematura (DVP). Se origina debido a un marcapasos ectópico en los ventrículos (fig. 15-19). No aparece la onda P en el electrocardiograma. El complejo QRS es amplio (debido a que la conducción ocurre principalmente a través de las células musculares del ventrículo, que a través de las miofibrillas) y alto (un ventrículo se despolariza ligeramente antes que el otro). La onda T con frecuencia está invertida (repolarización alterada). Una despolarización ventricular prematura se puede acoplar con uno o más latidos normales.

Fig. 15-19. Despolarización ventricular prematura (DVP).

15.21

¿Cuáles son las características del electrocardiograma de pacientes que tienen fíbrilación o aleteo? Las despolarizaciones auriculares rápidas (300 latidos por minuto) y las regulares se deben a vías en circuito en el tejido auricular que se conocen como aleteo auricular (fig. 15-20). Durante este último, los ventrículos son incapaces de responder con cada impulso auricular, por lo que se presenta un bloqueo parcial. Se marca por un ritmo de 2:1 o 4:1 (las aurículas se despolarizan entre dos a cuatro veces por cada contracción ventricular); y con muchas ondas P regulares con una apariencia "de dientes de sierra".

292

Sistema cardiovascular: corazón

Capítulo 15

Fig. 15-20. Electrocardiograma que representa un aleteo auricular.

Fibrilación auricular. Ocasionada por una actividad eléctrica desorganizada en las aurículas (fig. 15-21). Están ausentes las ondas P y la línea basal, y la actividad eléctrica de las aurículas es irregular. Los complejos QRS y las ondas T por lo general parecen normales, pero su ritmo es irregular. Esto se debe a que los ventrículos reaccionan a los impulsos conducidos tan pronto se repolarizan las miofibrillas.

Fig. 15-21. Electrocardiograma que muestra una fibrilación auricular.

Taquicardia ventricular. Por lo general se debe a un solo marcapasos ectópico en los ventrículos (fig. 15-22). El electrocardiograma comúnmente presenta una onda seno lisa. Esta condición es peligrosa porque el corazón no se llena de manera apropiada y la salida cardiaca está reducida. Además puede desarrollarse una fibrilación ventricular.

Fig. 15-22. Electrocardiograma que representa una taquicardia ventricular.

Fibrilación ventricular. Ocasionada por actividad eléctrica cíclica desorganizada en los ventrículos. En el electrocardiograma aparece como un "ruido al azar" de tipo caótico. En este cuadro, lo más serio de las condiciones espasmódicas es que la presión sanguínea desciende rápidamente.

15.22

Caracterizar el electrocardiograma de un paciente que sufre infarto de miocardio (ataque cardiaco). Un infarto de miocardio es causado por la carencia de flujo sanguíneo en un área del corazón, como consecuencia de un estrechamiento vascular coronario (espasmódico o aterosclerosis) o un bloqueo (embolia). Los complejos QRS y T cambian conforme el tejido muscular cardiaco pasa de un infarto temprano a uno tardío. La isquemia primero se refleja en la depresión del segmento ST (fig. 15-23). La elevación de este segmento anuncia un infarto temprano. El infarto tardío se manifiesta en la inversión de la onda T. La onda Q profunda es evidencia de un infarto previo resuelto.

Capítulo 15

Sistema cardiovascular: corazón

(b)

(c)

293

(d)

Fig. 15-23. Electrocardiogramas típicos de (a) isquemia, (b) infarto temprano, (c) infarto tardío, (d) infarto completo o antiguo.

Ejercicios de repaso Opción múltiple 1. El corazón prenatal comienza a bombear sangre durante: (a) la cuarta semana, (b) la quinta semana, (c) la sexta semana, (d) la séptima semana. 2. ¿Cuál es un par correcto relacionado con la circulación fetal? (a) agujero oval-ventrículo derecho a ventrículo izquierdo, (b) conducto venoso-vena umbilical a vena cava inferior, (c) agujero ovalaurícula derecha a tronco pulmonar, (d) conducto arterioso-arteria pulmonar a vena pulmonar. 3. La válvula se localiza en el mismo lado del corazón, como la válvula pulmonar semilunar es a: (a) la válvula tricúspide, (b) la vena cava, (c) el circuito pulmonar, (d) la válvula aórtica semilunar. 4. Una estenosis de la válvula cardiaca bicúspide puede ocasionar que la sangre regrese hacia: (a) la circulación coronaria, (b) la vena cava, (c) el circuito pulmonar, (d) el ventrículo izquierdo. 5. En el feto, la sangre completamente oxigenada es llevada por: (a) el conducto arterioso, (b) la arteria umbilical, (c) la vena placentaria, (d) la vena umbilical. 6. Después del nacimiento, el conducto arterioso se transforma en: (a) la fosa oval, (b) el ligamento arterioso, (c) el ligamento umbilical lateral, (d) el ligamento venoso, (e) el ligamento redondo del hígado. 7. La capa más externa de las tres capas del corazón es: (a) el epicardio, (b) el supracardio, (c) el pericardio, (d) el endocardio. 8. La secuencia correcta de entrada de sangre al corazón a través de la vena cava, y la salida a través de la aorta es: (a) aurícula derecha, aurícula izquierda, ventrículo izquierdo, ventrículo derecho, (b) ventrículo izquierdo, aurícula izquierda, ventrículo derecho, ventrículo izquierdo, (c) aurícula derecha, ventrículo derecho, aurícula izquierda, ventrículo izquierdo, (d) aurícula izquierda, ventrículo izquierdo, aurícula derecha, ventrículo derecho. 9. El nodo sinoauricular (nodo SA) está situado en la pared de: (a) la aurícula derecha, (b) el tabique interventricular, (c) el tronco pulmonar, (d) la vena cava superior, (e) el ventrículo izquierdo.

Sistema cardiovascular: corazón

294

Capítulo 15

10. Los impulsos a través del sistema de conducción del corazón siguen la vía ordenada: (a) nodo auriculoventricular, conducción en miofibrillas, haz auriculoventricular, (b) nodo sinoauricular, conducción en miofibrillas, haz auriculoventricular, nodo auriculoventricular, (c) nodo sinoauricular, nodo auriculoventricular, haz auriculoventricular, conducción en miofibrillas, (d) nodo auriculoventricular, haz auriculoventricular, nodo sinoauricular, conducción en miofibrillas. 11. ¿Cuál par es incorrecto! (a) cordón tendinoso-válvulas semilunares, (b) ventrículo izquierdomúsculos papilares, (c) ventrículo izquierdo-trabéculas carnosas, (d) aurícula izquierda-seno coronario, (e) aurícula izquierda-venas pulmonares. 12. El corazón está cubierto por: (a) el pericardio, (b) el epicardio, (c) el supracardio, (d) el endocardio. 13. Un aumento en el gasto cardiaco sigue todos los siguientes, excepto: (a) ejercicio físico, (b) fiebre, (c) digestión, (d) estimulación parasimpática a través del nervio vago (X par). 14. El sonido "lub" del corazón es causado por: (a) cierre de las válvulas auriculoventriculares, (b) cierre de las válvulas semilunares, (c) la salida de sangre de los ventrículos, (d) llenado de los ventrículos, (e) una despolarización del nodo sinoauricular. 15. ¿Qué ocurre durante la sístole? (a) llenado ventricular, (b) llenado auricular, (c) contracción ventricular, (d) relajación auricular. 16. Para escuchar plenamente el sonido de la válvula bicúspide, el estetoscopio se debe colocar a la: (á) derecha del esternón en el segundo espacio intercostal, (b) izquierda del esternón en el segundo espacio intercostal, (c) izquierda del esternón en el quinto espacio intercostal por debajo del pezón, (d) derecha del esternón en el quinto espacio intercostal. 17. Cuando el haz auriculoventricular es interrumpido completamente: (a) la aurícula late con una frecuencia irregular, (b) los ventrículos regularmente se contraen a una frecuencia de 30 a 40 latidos/ minuto, (c) en el electrocardiograma los intervalos PR son más largos de lo normal, pero se mantienen constantes entre un latido y otro, (d) el complejo QRS varía en su forma de un latido a otro. 18. ¿Cuál de las siguientes no es un estado de una diástole tardía? (a) la aurícula y los ventrículos están relajados, (b) las válvulas auriculoventriculares están abiertas, (c) la válvula aórtica semilunar está abierta, (d) los ventrículos reciben sangre de las aurículas, (e) la a y la c son correctas. 19. Durante la contracción ventricular: (a) toda la sangre es forzada a salir de los ventrículos, (b) la sangre se mantiene en los ventrículos, (c) la sangre no es forzada a salir de los ventrículos, (d) algo de la sangre regresa hacia las aurículas. 20. ¿Cuál de los siguientes no es parte del circuito pulmonar? (a) la aurícula izquierda, (b) el tronco pulmonar, (c) la válvula aórtica semilunar, {d) las venas pulmonares, (e) las válvulas pulmonares semilunares.

Verdadero o falso 1. A la octava semana después de la concepción, el inicio de un latido cardiaco marca la transición entre embrión y feto. 2. El saco pericárdico secreta líquidos que lubrican la superficie del corazón.

Sistema cardiovascular: corazón

Capítulo 15

295

3. El cortar el nervio vago (X par) en donde se inerva el corazón, podría aumentar la frecuencia cardiaca. 4. En una persona adulta, un conducto arterioso presente (abierto) permite el flujo de sangre del tronco pulmonar hacia al arco aórtico. 5. La aurícula derecha del corazón del feto recibe sangre relativamente bien oxigenada. 6. La adrenalina aumenta la frecuencia, pero no la fuerza de la contracción cardiaca. 7. El mediastino, la cavidad pericárdica y dos cavidades pleurales son compartimientos de la cavidad torácica. 8. El corazón se deriva totalmente del mesodermo embrionario. 9. El cordón tendinoso, los músculos papilares y las trabéculas carnosas son estructuras únicas de los ventrículos del corazón. 10. La angina de pecho es el término que comprende un ataque cardiaco.

Completar 1. El está colocado el corazón.

es el espacio entre los pulmones en la cavidad torácica en donde

2. El primer sonido cardiaco, o "lub" es causado por el cierre de la válvula 3. Un agujero oval patente se localiza dentro del mediastino corazón.

del

4. La despolarización de la o sístole.

causa la contracción ventricular

5. Un cardiaco es causado por el turbulento flujo sanguíneo o un flujo en contra de la sangre a través de la válvula. 6. Las

están en los bordes rugosos del

recubrimiento de tejido conectivo de los ventrículos del corazón. 7. La

es una frecuencia cardiaca menor de 80 latidos/minuto.

8. Un "marcapasos" en un sitio diferente al nodo sinoauricular se conoce como un marcapasos 9. La sístole está indicada por la desviación del complejo

del electrocardiograma.

10. El producto del volumen de expulsión por la frecuencia cardiaca proporciona el

Sistema cardiovascular: corazón

296

Capítulo 15

Identificar Identificar las estructuras de la figura que está a la derecha. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Relacionar Relacionar el fenómeno cardiaco con su descripción. 1. OndaB

(a) despolarización auricular

2. Primer sonido cardiaco

(b) gasto cardiaco

3. Segundo sonido cardiaco

(c) despolarización ventricular

4. Complejo QRS

(d) repolarización ventricular

5. SVxFC

(e) cierre de las válvulas auriculoventriculares en el inicio de la sístole

6. OndaT

(f) cierre de las válvulas semilunares en el inicio de la diástole

Respuestas y explicaciones a los ejercicios de repaso Opción múltiple 1. (a) Para el día 25, el corazón embrionario está suficientemente desarrollado para bombear sangre. 2. (b) El conducto venoso asegura el rápido flujo de f ingre oxigenada desde la vena umbilical hacia el corazón. 3. (a) Tanto la válvula pulmonar semilunar como la válvula auriculoventricular derecha o tricúspide se ubican en el lado derecho del corazón. 4. (c) Con una estenosis (estrechamiento) en la bicúspide. la sangre regresa a la aurícula izquierda y a las venas pulmonares. Esta alteración puede causar una congestión capilar pulmonar. 5. (d) La vena umbilical transporta sangre oxigenada desde la placenta hasta el corazón fetal. 6. (b) El ligamento arterioso es un pequeño cordón de tejido conectivo que se extiende desde el tronco pulmonar hasta el arco aórtico. 7. (a) El epicardio o pericardio visceral es una delgada membrana serosa de protección que se adhiere al miocardio del corazón. 8. (c) La aurícula derecha y la izquierda transportan sangre desoxigenada que llega al corazón a través de las venas pulmonares.

Sistema cardiovascular: corazón

Capítulo 15

297

9. (a) El nodo sinoauricular (nodo SA) (marcapasos) se localiza en la pared posterior de la aurícula derecha, cerca de la abertura de la vena cava superior. 10. (c) La despolarización del nodo sinoauricular (nodo SA) causa la contracción y la conducción de los impulsos a través del nodo de la aurícula ventricular (nodo auriculoventricular) y del haz auriculoventricular. La despolarización de la conducción en las miofibrillas causa la contracción ventricular y la expulsión de la sangre del corazón. 11. (a) El cordón tendinoso se extiende desde los músculos papilares hacia la cúspide de las válvulas auriculoventriculares. El cordón tendinoso se encuentra sólo en los ventrículos. 12. (a) El corazón se cierra por un saco seroso liso llamado pericardio o saco pericárdico. 13. (d) La estimulación parasimpática a través del nervio vago disminuye automáticamente la frecuencia cardiaca, y de esta manera se reduce el gasto cardiaco. 14. (a) El "lub" es el primer sonido cardiaco que ocurre al inicio de la contracción ventricular, como resultado del cierre de las válvulas auriculoventriculares. El sonido "dub" es el segundo sonido cardiaco inmediatamente después del "lub", como consecuencia del cierre de las válvulas semilunares. 15. (c) La sístole se refiere a la contracción ventricular, y la diástole a la relajación ventricular. 16. (c) Para la auscultación más clara (oír con el estetoscopio) de la válvula bicúspide (mitral), el estetoscopio se coloca en el quinto espacio intercostal, por debajo del pezón. 17. (b) Cuando todos los impulsos entre las aurículas y los ventrículos se bloquean, los ventrículos tomarán un ritmo propio con una frecuencia de cerca de 30 a 40 latidos/minuto. 18. (e) Durante la diástole se cierran ambas válvulas semilunares, previniendo un flujo inverso de la sangre desde la aorta ascendente y el tronco pulmonar. La aurícula también está relajada para recibir la llegada de sangre desde la vena cava y las venas pulmonares. 19. (b) Después de la contracción ventricular (sístole), algo de la sangre (cerca de 50 mi) se mantiene en cada ventrículo, y a este volumen se le conoce como final sistólico. 20. (c) Situado en la base de la aorta ascendente, la válvula semilunar aórtica es parte del circuito sistémico. Verdadero o falso 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Falso; el corazón embrionario comienza a bombear sangre cerca del día 25 Verdadero Verdadero Verdadero Verdadero Falso; la adrenalina (adrenérgica) aumenta tanto la frecuencia cardiaca como la fuerza de la contracción Verdadero Verdadero Verdadero Falso; la angina de pecho es el dolor en el pecho que se relaciona con isquemia (insuficiente sangre en el músculo cardiaco), en tanto que un daño en el corazón se vincula con un ataque cardiaco (infarto de miocardio)

Completar 1. 2. 3. 4. 5

mediastino auriculoventricular (AV) interauricular conducción en miofibrillas soplo

6. 7. 8. 9. 10.

trabéculas carnosas bradicardia ectópico QRS gasto cardiaco

6. 7. 8. 9. 10.

Arteria pulmonar Venas pulmonares Músculo papilar Ventrículo izquierdo Tabique interventricular

Identificar 1. 2. 3. 4. 5.

Arco aórtico Nodo sinoauricular Aurícula derecha Nodo auriculoventricular Ventrículo derecho

Relacionar 1. (a) 2. (e) 3. (f)

4. (c) 5. (b)

6.(d)

Sistema cardiovascular: vasos y circulación sanguínea Objetivo A

16

Describir en términos generales las funciones del sistema cardiovascular.

Transporte: a todas las células del organismo se llevan los nutrimentos y el oxígeno; desde las células a los Organos de excreción se transportan los productos de desecho y el bióxido de carbono, y las hormonas se conducen desde las glándulas endocrinas hasta los tejidos blanco. Termorregulación: la cantidad de calor perdido por el cuerpo es regulado por el grado de flujo sanguíneo a través de la piel. Equilibrio acidobásico: en cooperación con los aparatos respiratorio y urinario, el sistema cardiovascular regula (a través de sustancias amortiguadoras en la sangre) el pH corporal. Protección contra enfermedades: los leucocitos están adaptados para la defensa en contra de microorganismos extraños y toxinas. Objetivo B

Comparar arterias, capilares y venas, así como sus estructuras y funciones. La sangre se transporta fuera del corazón a través de grandes vasos llamados arterias. Estas se dividen en pequeñas arterias, que a su vez lo hacen en arteriolas, y éstas en capilares microscópicos (área de intercambio del sistema). Los capilares convergen para formar las llamadas vénulas, las cuales se unen para formar vasos más grandes llamados venas. Estas regresan la sangre al corazón.

Las paredes de los vasos sanguíneos están compuestas de las siguientes túnicas (capas): la túnica interna, es una capa interior de epitelio escamoso llamada endotelio, que descansa sobre una capa de tejido conectivo; la túnica media, que es una capa de fibras musculares lisas mezcladas con fibras de colágena y elásticas, y la túnica externa, que conforma una capa de tejido conectivo y que contiene fibras de colágena y elásticas (fig. 16-1 y cuadro 16-1). La túnica adventicia de los grandes vasos está infiltrada por un sistema de vasos sanguíneos delgados llamados vasa vasorum ("vasos de los vasos"), que nutre a los tejidos más externos de la pared de los vasos sanguíneos.

-Túnica interna-

Tejido conectivo -Tejido elástico-

Túnica media

.Túnica, externa Serosa

(a)

(b)

Fig. 16-1. Estructura de (a) una arteria y (b) una vena. 298

Capítulo 16

299

Sistema cardiovascular: vasos y circulación sanguínea

Cuadro 16-1. Comparación de los vasos del sistema cardiovascular Vaso

Estructura

Función

Arteria

Vaso fuerte, elástico, que consiste en tres túnicas; diámetro grande de la luz interna en relación con las paredes gruesas

Conducto de distribución hacia los tejidos corporales; conduce sangre bajo alta presión (la pared muscular y el gran diámetro interno minimizan la reducción de la presión)

Arteriola

Capa gruesa de músculo liso en la túnica media, en relación con el estrecho diámetro de luz interna

Altera el diámetro para controlar el flujo sanguíneo, disminuye el flujo pulsante hasta un flujo estable

Capilar

Pared compuesta de una sola capa de endotelio (túnica interna); manguito de músculo liso (esfínter precapilar) que en su origen regula el flujo sanguíneo

Permite el intercambio de líquidos, nutrimentos y gases entre la sangre y los líquidos intersticiales

Vena

Vaso delgado distensible compuesto por tres túnicas; diámetro de la luz interna muy grande; presenta válvulas

Conduce sangre desde los tejidos hacia el corazón; sirve como líquido de reserva (las venas mantienen entre 60 y 75% de volumen sanguíneo circulante); se constriñe en respuesta a la estimulación simpática; las válvulas aseguran un flujo sanguíneo unidireccional

16.1

¿Los capilares intercambian sustancias entre la sangre y el líquido intersticial de la misma manera en todo el organismo? No. Entre otras cosas (problema 16.3), el tamaño y número defenestraciones (aberturas o poros) varían en los capilares, dependiendo de la función del Organo o tejido. Por tanto, la presencia de una gran cantidad de fenestraciones y el aumento en el intercambio son características de las células epiteliales de los capilares en las vías gastrointestinales, en ríñones, glomérulos y algunas glándulas. En el cerebro, los capilares tienen pequeñas fenestraciones o ninguna, y el intercambio de muchas sustancias se retrasa (barrera hematoencefálica, cap. 10, Objetivo J).

16.2

Comparar la presión sanguínea arterial con la venosa. Las variables más importantes que afectan la presión sanguínea son: Infrecuencia cardiaca, el volumen sanguíneo y la resistencia periférica. La presión sanguínea arterial es mucho mayor que la venosa, debido a que las contracciones ventriculares del corazón impulsan la sangre hacia las arterias y retraen las paredes arteriales. La presión sanguínea disminuye rápidamente dentro de los capilares hasta un valor cercano a cero cuando la sangre penetra en el corazón.

16.3

Listar algunos factores que influyen en el intercambio entre la sangre y el líquido intersticial. (1) Una gran área superficial (cerca de 700 m2) para el intercambio, debido a la gran cantidad de capilares en el organismo. (2) Número de fenestraciones. (3) Difusión, principal mecanismo de intercambio. (4) Presión hidrostática capilar (la fuerza que impulsa los líquidos dentro del espacio intersticial) con un intervalo entre 10 a 45 mmHg en muchos tejidos. (5) Presión intersticial, la cual varía dependiendo de las condiciones fisiológicas. (6) Presión osmótica capilar, la cual se debe principalmente a las proteínas plasmáticas (albúmina). La presión osmótica normal (23 a 28 mmHg) ocasiona la resorción de líquido hacia los capilares. (7) Presión osmótica intestinal (el movimiento de algunas proteínas fuera de los capilares induce la filtración de salida de líquido hacia el espacio intersticial).

Capítulo 16

Sistema cardiovascular: vasos y circulación sanguínea

300

Objetivo C Identificar las principales arterias sistémicas (fig. 16-2).

Vertebral derecha Carótida externa derecha Carótida primitiva derecha

Carótida primitiva izquierda Subclavia izquierda

Subclavia derecha Tronco braquiocefálico

Arco aórtico Aorta ascendente Axilar derecha

Gástrica izquierda Esplénica

Humeral derecha Tronco celiaco Hepática Renal izquierda

Mesentérica superior

Gonadal izquierda

Mesentérica inferior

Cubital izquierda Radial izquierda

Iliaca primitiva derecha Iliaca interna derecha Iliaca externa derecha Femoral profunda derecha

Femoral derecha

Poplítea derecha

Tibial anterior izquierda

Peronea derecha Tibial posterior izquierda

Fig. 16-2. Arterias principales del organismo.

Capítulo 16

16.4

Sistema cardiovascular: vasos y circulación sanguínea

Especificar las arterias que se ramifican desde el arco aórtico. Arteria carótida primitiva derecha Tronco braquiocefálico Arteria subclavia derecha Arco aórtico

Arteria carótida primitiva izquierda

Arteria subclavia izquierda 16.5

Proporcionar los nombres de las arterias que se omitieron en la figura 16-3. Carótida primitiva derecha

Subclavia derecha

Vertebral derecha Tronco braquiocefálico Arco aórtico

Circunfleja humeral derecha

Fig. 16-3. Arterias de la parte derecha del cuello y regiones del hombro. X = arteria axilar derecha; Y = arteria humeral derecha. 16.6

¿Cuáles son los cuatro vasos que suministran la sangre al cerebro? El par de arterias carótidas internas y el par de arterias vertebrales (fig. 16-4).

Temporal posterior

Temporal anterior

Occipital

Carótida interna Vertebral

Mandibular Carótida externa Carótida primitiva derecha Tronco braquiocefálico

Fig. 16-4. Arterias del cuello y la cabeza.

301

Sistema cardiovascular: vasos y circulación sanguínea

302

16.7

Capítulo 16

Listar las ramas arteriales de la aorta torácica e identificar la región general u Organo en donde es útil cada una de ellas (cuadro 16-2).

Cuadro 16-2. Arterias que surgen de la aorta torácica Región u órgano que abastecen

Arteria

16.8

Arterias pericárdicas

Pericardio que rodea al corazón

Arterias intercostales

Pared torácica (músculos de la caja torácica)

Arterias bronquiales

Bronquios izquierdo y derecho

Arterias esofágicas

Esófago

Arterias frénicas superiores

Diafragma

Listar las ramas arteriales de la aorta abdominal e identificar la región general u Organo en donde es útil cada una de ellas (cuadro 16-3).

Cuadro 16-3. Arterias que surgen de la aorta abdominal Arteria Arterias frénicas inferiores

Región u órgano que abastecen Diafragma

Tronco celiaco Arteria hepática

Hígado, parte superior del páncreas, duodeno

Arteria esplénica

Bazo, páncreas, estómago

Arteria gástrica izquierda

Estómago, esófago

Arteria mesentérica superior

Intestino delgado, páncreas, intestino ciego, apéndice, colon ascendente, colon transverso

Arterias suprarrenales

Glándulas suprarrenales (adrenales)

Arterias renales

Ríñones

Arterias gonadales (testicular; oválica)

Gónadas (testículos y ovarios)

Arteria mesentérica inferior

Colon transverso, colon descendente, sigmoides, recto

Arterias iliacas primitivas Arterias iliacas externas

Extremidades inferiores

Arterias iliacas internas

Organos reproductores, músculos de los glúteos

Un aneurisma se localiza por la dilatación arterial; esta última ocurre cuando una pared arterial se debilita debido a una malformación congénita, infección o traumatismo. Los sitios frecuen¬ tes de aneurismas incluyen la circulación cerebral (p. ej., aneurisma morular en el círculo arterial cerebral) y puntos a lo largo de la aorta. Los aneurismas se pueden detectar mediante angiografía y tratarse por medios quirúrgicos. Una rotura del aneurisma cerebral se conoce como una apoplejía.

Capítulo 16

Sistema cardiovascular: vasos y circulación sanguínea

303

Objetivo D Identificar las principales venas sistémicas (fig. 16-5).

Braquiocefálica derecha Torácica interna derecha Vena cava superior

Yugular externa izquierda Yugular interna Izquierda Subclavia izquierda Axilar izquierda Basílica Izquierda Humeral izquierda Cefálica izquierda

Hepática

Mediana basílica izquierda

Hepática porta Mesentérica superior Gonadal derecha Vena cava inferior Iliaca primitiva derecha Iliaca Interna derecha

Renal izquierda Radial izquierda Cubital izquierda Iliaca externa izquierda Femoral profunda izquierda

Femoral izquierda

Poplítea izquierda Safena menor izquierda Tibial posterior Izquierda Tibial anterior izquierda

Fig. 16-5. Venas principales del organismo.

16.9

Identificar la principal vena que regresa la sangre al corazón desde la cabeza, el cuello y las extremidades superiores, y la que regresa la sangre del abdomen y las extremidades inferiores. La vena cava superior y la inferior, respectivamente.

16.10

Identificar el par de venas que drenan la sangre de cerebro, meninges y senos nerviosos craneales, y que pasa por debajo de la arteria carótida primitiva y del nervio vago. La vena yugular interna.

16.11

Clasificar las venas que drenan las extremidades superiores, tanto a nivel superficial como profundo. Profundas: humeral, axilar y subclavia (fig. 16-5). Superficiales: mediana del antebrazo, mediana basílica, basílica, y cefálica (fig. 16-6).

Sistema cardiovascular: vasos y circulación sanguínea

304

Capítulo 16

Subclavia

Axilar Humeral Cefálica Basílica Basílica mediana

Cefálica

Basílica Mediana del antebrazo

Fig. 16-6. Venas que drenan la extremidad superior. 16.12

¿Qué vena se punciona en el brazo para extraer una muestra de sangre? La vena mediana basílica.

16.13

Establecer la(s) región(es) drenada(s) por: (a) las venas renales, (b) venas lumbares, (c) venas frénicas inferiores, (d) venas iliacas internas, (e) venas suprarrenales. (a) ríñones; (b) pared abdominal posterior, médula espinal; (c) diafragma; (d) vejiga urinaria, recto, próstata; (e) glándulas suprarrenales.

Vena varicosa es el término que se aplica a la vena superficial que está sobredistendida, irregu¬ lar y tortuosa. Las hemorroides son venas varicosas en el recto. Las principales causas de la presencia de venas varicosas son: la debilidad en las válvulas (se debe a un aumento de la pre¬ sión en los vasos) y el bloqueo de los vasos (por causa de la tromboflebitis). Objetivo E

Definir presión sanguínea y explicar cómo se mide y se controla.

La presión sanguínea es la fuerza por unidad de área que ejerce la sangre en contra de las paredes internas de los vasos sanguíneos; se debe principalmente a la acción del corazón. El organismo ajusta la presión sanguínea mediante la alteración de: la frecuencia cardiaca (al aumentar ésta se incrementa la presión sanguínea), el volumen sanguíneo (al incrementarse éste aumenta la presión) y la resistencia periférica (al disminuir el diámetro de los vasos aumenta la resistencia y con ello la presión). La presión sanguínea normal es de cerca de 120/80: Presión sistólica

120 mmHg

Presión diastólica

-80 mmHg

Presión del pulso

40 mmHg

16.14 Comparar las presiones sanguíneas en los diferentes tipos de vasos sanguíneos. La presión sanguínea sistólica y la diastólica son mucho mayores en las arterias sistemicas que en las pulmonares (fig. 167). La presión sanguínea disminuye en las arterias, de manera proporcional a su distancia del corazón. La presión sanguínea es muy baja en los capilares, y sólo es ligera en las venas.

Capítulo 16

Sistema cardiovascular: vasos y circulación sanguínea Arterias

Arteriolas

Capilares

305

Venas

Sistólica

Sistémica

Diastólica

Sistólica Pulmonar Diastólica

Fig. 16-7. Presiones relativas en los vasos sistémicos y pulmonares. 16.15

Describir el uso del esfigmomanómetro. Se enrolla el manguito en el brazo y se coloca el estetoscopio sobre la arteria humeral, cerca de la flexión del codo. Se infla el manguito (se bombea mediante un bulbo manual) hasta que la presión sea mayor que la presión sistólica; con esto se ocluye (se cierra) la arteria, previniendo el flujo sanguíneo hacia la parte baja del brazo. La presión en el manguillo se libera lentamente. Cuando ésta disminuye justo por debajo de la presión sistólica, el flujo turbulento de sangre a través del área constreñida ocasiona un sonido que se puede escuchar en el estetoscopio. Se escucha un sonido de golpeteo con cada latido cardiaco sucesivo, conforme pasa la sangre a través de la arteria. La presión del manguito a la cual se escucha el primer sonido es la presión sistólica. Conforme la presión en el manguito va disminuyendo, el sonido de golpeteo se hace más fuerte, después se torna suave y amortiguado, para finalmente desaparecer. Estos sonidos se conocen como los sonidos de Korotkoff. La presión en el manguito cuando desaparece el sonido es la presión diastólica.

16.16

Realizar un esquema del cuerpo mostrando los puntos de presión en donde se pueden detectar mejor las pulsaciones arteriales (fig. 16-8).

Temporal Carótida

- Facial

Humera

Femoral

• Radial

. Poplítea

Dorsal del pie.

Tibial posterior

Fig. 16-8. Puntos de presión para detectar las pulsaciones arteriales.

Sistema cardiovascular: vasos y circulación sanguínea

306

Capítulo 16

16.17 Explicar cómo se regula el flujo sanguíneo con los mecanismos nervioso y renal, y cómo los cambios en la presión sanguínea alteran la frecuencia cardiaca y la resistencia periférica. Mecanismo nervioso. Los barorreceptores en las paredes de los grandes vasos y en las cavidades cardiacas detectan una presión sanguínea baja. Los impulsos de estos receptores alcanzan el hipotálamo, lo cual origina un aumento en la secreción de hormona antidiurética de la glándula hipófisis. Bajo la acción de esta hormona (cuadro 13-1), los ríñones vuelven a almacenar el agua del torrente circulatorio, por tanto, aumenta el volumen sanguíneo. Mecanismo renal. En los ríñones una presión sanguínea disminuida activa el sistema renina-angiotensina (fig. 13-9, cap. 13). La aldosterona producida altera el equilibrio electrolítico, y junto con ello, el equilibrio de agua entre los ríñones y el torrente sanguíneo. El efecto total es el mismo que en el mecanismo nervioso. Los barorreceptores informan un cambio en la presión sanguínea al centro vasomotor (problema 10.23, cap. 10). Este envía impulsos simpáticos hacia el corazón, el cual cambia la frecuencia cardiaca y los músculos lisos de los vasos modifican el diámetro y, como consecuencia, la resistencia periférica. Además, el centro vasomotor puede liberar adrenalina y noradrenalina en la médula suprarrenal. Estas dos hormonas, al parecer, alteran la resistencia periférica y la frecuencia cardiaca.

Objetivo F

Definir hipertensión y establecer algunas posibles causas conocidas para esta anomalía.

Hipertensión es un incremento sostenido de la presión arterial sistólica. Por lo general se caracteriza por una presión sistólica que excede 160 mmHg, y una presión diastólica que es mayor de 95 mmHg. La hipertensión se clasifica en dos tipos: la primaria (esencial), la cual se presenta en 85 a 90% de casos, y ocurre sin alguna causa conocida, se encuentra con mayor frecuencia en mujeres en comparación con varones, así como más en personas de raza negra que en caucásicas, y en algunas familias. También se le relaciona con: la excesiva ingestión de sal, obesidad y, poco común, gran volumen de líquidos, estrés psicoemocional, respuesta defectuo¬ sa de los barorreceptores y elevada sensibilidad de los vasos a las catecolaminas. La hipertensión secundaria se presenta en 10 a 15% de casos y se debe a trastornos identificables: Enfermedades renales. Incluyen trastorno isquémico renal (estrechamiento de las arterias renales), glomerulonefritis y pielonefritis. Enfermedades suprarrenales. Comprenden síndrome de Cushing (problema 13.25, cap. 13), aldosteronismo primario (exceso de aldosterona) y feocromocitoma (problema 13.25, cap. 13). Estrechamiento de la aorta. Hipercalcemia. Exceso de calcio en sangre. Anticonceptivos orales. Casi 1 a 5% de personas que consumen la pildora anticonceptiva desarrolla presión sanguínea alta, aunque casi nunca es grave. Policitemia. Número excesivo de eritrocitos. 16.18

Listar las medidas generales recomendadas en el tratamiento de la hipertensión. Ejercicio regular, pérdida de peso, baja ingesta de carbohidratos refinados y restricción en el consumo de sal, dejar de fumar y control del estrés.

16.19

¿Qué causa la hipertensión secundaria, y eso produciría dolor de cabeza, vértigo y visión opaca? ¿Por qué? El feocromocitoma, por secreción y excreción altas de adrenalina.

Capítulo 16

Sistema cardiovascular: vasos y circulación sanguínea

307

Objetivo G Definir arteriosclerosis y explicar por qué a este trastorno se le considera como un problema de salud grave. La arteriosclerosis es comúnmente un trastorno degenerativo generalizado que causa estrechamiento y endurecimiento de la pared de los vasos (de ahí que el nombre frecuente es "endurecimiento de las arterias"). La masa suave de los materiales grasos se acumula sobre la parte interior de las paredes arteriales (aterosclerosis), y posteriormente se desarrolla calcificación y endurecimiento. La pared alterada presenta una superficie rugosa que atrapa plaquetas y macromoléculas, lo cual conduce a la proliferación de células musculares lisas de la túnica media. Estos cambios en la íntima y en la túnica media resultan en un estrechamiento de la luz interna de la arteria, y con ello disminuye el flujo sanguíneo. 16.20

¿Sólo las arterias se afectan por la arteriosclerosis? No. Aunque las lesiones arterioscleróticas ocurren con mayor frecuencia en las grandes arterias, como la aorta, también pueden ocurrir en arterias de calibre medio o pequeño, como las arterias coronarias, renal, mesentérica e iliaca.

16.21

Aunque las causas de la arteriosclerosis no se conocen bien, el padecimiento parece correlacionarse positivamente con seis situaciones y, negativamente, con una de las siguientes condiciones: (a) alta ingestión de grasas saturadas, (b) consumo alto de carbohidratos refinados, (c) presión sanguínea alta, (d) ejercicio regular sostenido, (e) hábito de fumar, (/) obesidad, (g) antecedentes familiares de padecimientos cardiacos. ¿Cuál es la única condición? (d) Se recomienda el ejercicio vigoroso durante 30 minutos, tres veces a la semana, para mantener un sistema cardiovascular sano.

El accidente cerebrovascular es uno de los trastornos neurológicos más comunes en personas adultas. Por lo regular es el resultado de una aterosclerosis, hipertensión o ambas. La culminación del accidente cerebrovascular es una apoplejía. Los síntomas comunes de un ataque incluyen el oscurecimiento de la visión, entumecimiento, debilidad u hormigueo sobre un lado del cuerpo y deambulación vacilante.

Ejercicios de repaso Opción múltiple 1. En comparación con las arterias, las venas: (a) contienen más músculo, (b) parecen más redondas, (c) se estiran más, (d) están bajo una mayor presión. 2. El retorno sanguíneo al corazón no lo facilitan: (a) las válvulas venosas, (b) la bomba musculosquelética, (c) grupos de músculos esqueléticos, (d) presión venosa. 3. Los vasos de resistencia del sistema circulatorio son: (a) las grandes arterias, (b) las grandes venas, (c) arterias y arteriolas pequeñas, (d) venas y vénulas pequeñas. 4. Los capilares discontinuos o fenestrados se encuentran en: (a) músculos, (b) tejido adiposo, (c) sistema nervioso central, (d) intestino delgado. 5. En comparación con las venas, las arterias contienen una delgada: (a) endotelio, (b) túnica íntima, (c) túnica media, (d) túnica adventicia.

308

Sistema cardiovascular: vasos y circulación sanguínea

Capítulo 16

6. Los vasos sanguíneos que están bajo grandes presiones son: (a) las grandes arterias, (b) las pequeñas arterias, (c) las venas, (d) los capilares. 7. Los capilares proporcionan un área superficial total de: (a) 50 pies cuadrados,(b) 700 m2, (c) 7 500 pies cuadrados, (d) una milla cuadrada. 8. El líquido intersticial penetra los capilares en la parte terminal venular a través de la acción de: {a) presión negativa, (b) presión osmótica coloidal, (c) transporte activo, (d) poros capilares. 9. La hormona que participa de manera significativa en la regulación del volumen sanguíneo es: (a) adrenocorticotrópica (ACTH), (b) osmorética, (c) antidiurética (ADH), (d) luteinizante (LH). 10. El edema no es ocasionado por: (a) presión sanguínea alta, (b) concentración alta de proteínas plasmáticas, (c) carencia de proteínas plasmáticas en el líquido intersticial, (d) obstrucción del drenado linfático. 11. Una persona con una presión sanguínea de 135/75, tiene una presión de pulso de: (a) 60, (b) 80, (c) 105, (d) 210. 12. Las arterias son: (a) vasos delgados elásticos que están adaptados para la conducción de sangre bajo presión alta, (b) vasos delgados elásticos que están adaptados para la conducción de sangre a través de áreas de presión baja, (c) vasos sanguíneos elásticos que forman una conexión entre las arteriolas y las vénulas, (d) vasos elásticos fuertes que están adaptados para la conducción de sangre a presión alta. 13. La capa más interna de una arteria está compuesta de: (a) epitelio escamoso estratificado, (b) epitelio cuboidal simple, (c) epitelio columnar simple, (d) endotelio. 14. La túnica externa es relativamente delgada y consiste principalmente en: (a) fibras de colágena, (b) fibras elásticas, (c) tejido conectivo liso, (d) epitelio. 15. Vasa vasorum comprende los vasos más pequeños dentro de: (a) túnica adventicia, (b) túnica íntima, (c) túnica media, (d) metaarteriolas. 16. Los impulsos simpáticos a los músculos lisos en las paredes de las arterias y arteriolas producen: (a) sólo vasodilatación (b) vasodilatación y vasoconstricción, (c) inhibición vasomotora, (d) arteriosclerosis. 17. Las sustancias intercambiadas a nivel capilar se mueven a través de las paredes capilares principalmente por: (a) difusión, (b) filtración, (c) osmosis, (d) transporte activo. 18. En el cerebro, las células endoteliales de las paredes capilares están más estrechamente fusionadas que en otras regiones del organismo. Esto permite la operación más eficaz de: (a) los esfínteres precapilares (b)los astrocitos, (c) la barrera hematoencefálica, (d) la región de membrana impermeable. 19. Las sustancias en la sangre que ayudan a mantener la presión osmótica son: (a) lípidos, (b) proteínas plasmáticas, (c) vitaminas solubles en lípidos, (d) histaminas. 20. ¿Cuál capa venosa está escasamente desarrollada? (a) túnica adventicia, (b) túnica íntima, (c) túnica media. 21. La acumulación de masas suaves de materiales grasos, en particular colesterol, sobre la parte interna de las paredes arteriales se conoce como: (a) isquemia, (b) aterosclerosis, (c) arteriosclerosis, (d) flebitis.

Sistema cardiovascular: vasos y circulación sanguínea

Capítulo 16

309

22. En la medición de la presión sanguínea, el manguito del esfígmomanómetro, por lo regular rodea: (a) la arteria radial, (b) la arteria dorsal del pie, (c) el tronco braquiocefálico, (d) la arteria subclavia, (e) la arteria humeral. 23. Si la presión sanguínea medida de una persona es de 125/81, el promedio de presión arterial podría ser de: (a) 206, (b) 44, (c) 103, (d) 96. 24. La presión sanguínea arterial es independiente de: (a) el volumen sanguíneo, (b) la frecuencia cardiaca, (c) la resistencia periférica, (d) la viscosidad sanguínea, {e) un influjo de iones de calcio. 25. Identificar la(s) afirmación(es) correcta(s): (a) Un aumento del gasto cardiaco se manifiesta como una presión diastólica alta. (b) Un incremento del gasto cardiaco se refleja como una presión sanguínea disminuida. (c) Un aumento de la fuerza de contracción ventricular produce una presión sistólica alta. (d) Un incremento de la fuerza de contracción produce disminución en la presión sistólica.

Verdadero o falso 1. Todos los capilares tienen la misma tasa de intercambio de líquidos, debido a que cuentan con patrones similares de fenestración en el endotelio. 2. Las túnicas tanto de arterias como de venas comprenden tres capas. 3. Para facilitar la tasa metabólica alta, los capilares en el cerebro se caracterizan por un endotelio fenestrado. 4. Los factores que influyen en el intercambio son área superficial, fenestraciones, presión capilar y presión sanguínea osmótica. 5. Las arterias frénicas sirven al diafragma. 6. Las venas yugulares drenan sangre del cerebro y las meninges. 7. Durante el ejercicio, la presión diastólica es mucho mayor que la sistólica. 8. La presión del pulso es la diferencia entre la presión sistólica y la diastólica. 9. Los barorreceptores detectan los cambios en el oxígeno sanguíneo y los valores de bióxido de carbono. 10. La hipertensión se clasifica como alfa (esencial) y beta (no esencial).

Completar 1. Las arterias hepática, esplénica y gástrica izquierda surgen del tronco 2. Las ramificaciones de las arterias iliacas primitivas, las arterias los Organos reproductores externos y los músculos de los glúteos.

. son útiles para

Sistema cardiovascular: vasos v circulación sanguínea

310

3. Los tres vasos principales surgen del arco aórtico: el tronco, la arteria y la arteria

Capítulo 16

, .

4. El retorno de sangre venosa del brazo ocurre por la vena humeral a la vena y de ahí a la vena subclavia. 5. Las

son venas varicosas en el recto.

6. La vena

es el sitio preferido para la venipunción.

7. La diferencia entre la presión sistólica y la diastólica da la presión del 8. La 9. La 10. La túnica sanguíneos.

.

es la elevación sostenida de la presión arterial sistólica. renal es ocasionada por un estrechamiento de las arterias renales. es la capa de tejido conectivo externa de los vasos

Identificar Identificar las arterias indicadas en la figura de la derecha. 1.

1

4

2. 3. 4.

23-

-5 -6

5. 6.

Respuestas y explicaciones a los ejercicios de repaso Opción múltiple 1. (c) La delgada túnica de las venas es incapaz de distenderse. 2. (d) La presión sanguínea en las venas es casi de cero. 3. (c) Los músculos lisos en las pequeñas arterias y arteriolas regulan el flujo sanguíneo en partes específicas del organismo durante la adaptación fisiológica de los cambios de condiciones. 4. (d) Los capilares discontinuos o fenestrados a lo largo de las vías gastrointestinales permiten la absorción de nutrimentos. 5. (c) La túnica media es mucho más delgada en las arterias que en las venas. La contracción autónoma de los músculos lisos en esta capa es la que genera la presión diastólica. 6. (a) La presión sanguínea es mayor conforme sale del corazón y penetra en las grandes arterias. La presión disminuye a medida que pasa la sangre a través de los vasos restantes. La presión sanguínea es cercana a cero conforme regresa al corazón. 7. (b) Se ha calculado que la longitud total de los capilares desde un extremo a otro del cuerpo es de casi 60 000 millas. 8. (b) La presión osmótica es mayor que la presión hidrostática de los líquidos en el final de la vénula de los capilares; de esta manera, el líquido intersticial penetra a los capilares. 9. (c) La hormona antidiurética regula el total de líquido corporal, y el volumen sanguíneo mediante la regulación de la orina formada.

Capítulo 16 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.

17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25.

Sistema cardiovascular: vasos y circulación sanguínea

(b) La disminución de las proteínas plasmáticas (presión sanguínea osmótica) puede originar edema. (a) La presión del pulso es la diferencia entre la presión sistólica y la diastólica. (d) La túnica media de las arterias se caracteriza por tejido muscular liso y la abundancia de fibras elásticas y de colágena. (d) La capa más interna de los vasos sanguíneos está compuesta de epitelio escamoso simple, el cual se conoce como endotelio. (c) La túnica externa consiste principalmente en tejido conectivo liso que protege los vasos sanguíneos y los ancla a las estructuras que los rodean. (a) Vasa vasorum comprende vasos especializados que proporcionan sangre a la túnica de los grandes vasos. (b) La estimulación simpática puede iniciar tanto la vasodilatación como vasoconstricción. Por ejemplo, en una respuesta de "pelea o huida", se aumenta el flujo sanguíneo hacia los músculos esqueléticos (vasodilatación), en tanto que disminuye el flujo sanguíneo hacia las vías gastrointestinales (vasoconstricción). (a) Mucho del intercambio en los capilares se lleva a cabo por difusión, aunque algunas sustancias se mueven a través de la pared de los capilares por otros mecanismos de transporte. (c) La barrera hematoencefálica inhibe (como un mecanismo de protección) el paso de algunas sustancias hacia el tejido cerebral. (b) Las proteínas plasmáticas (principalmente la albúmina) tienen una función muy importante en la regulación de la presión sanguínea osmótica. (c) La túnica media es muy delgada en las venas (de ahí que la luz de las venas es mayor que la de las arterias); las otras dos túnicas son similares en las arterias y en las venas. (b) La aterosclerosis es la acumulación de masas suaves de material graso en el interior de las arterias, en tanto que la arteriesclerosis es un padecimiento degenerativo generalizado que resulta de un engrasamiento y endurecimiento de los vasos. (e) La arteria humeral proporciona una presión accesible para el manguito del esfigmomanómetro. Mediante el uso del mismo sitio, se puede hacer una norma estándar y realizar comparaciones válidas. (c) 125 + 81 = 206/2 = 103. (e) El cambio fisiológico en el Ca2+ no afecta la presión sanguínea. (a y c) Conforme el corazón se contrae con mayor fuerza (gasto cardiaco aumentado), ocurre un aumento tanto de la presión sistólica como de la diastólica.

Verdadero o falso 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

311

Falso; la cantidad de fenestraciones en los capilares depende de la función del tejido u Organo Verdadero Falso; como parte de la barrera hematoencefálica, los capilares en el cerebro carecen de fenestraciones Verdadero Verdadero Verdadero Falso; la presión sanguínea es una expresión de la presión sanguínea sistólica alta sobre la presión diastólica baja Verdadero Falso; los barorreceptores responden a cambios en la presión sanguínea Falso; la hipertensión se clasifica como primaria y secundaria

Completar 1. celiaco 2. iliacas internas 3. braquiocefálica, carótida primitiva, subclavia izquierda 4. axilar 5. hemorroides

6. 7. 8. 9. 10.

mediana basílica pulso hipertensión isquemia adventicia

Relacionar 1. Temporal posterior 2. Carótida interna 3. Vertebral

4. Temporal anterior 5. Carótida primitiva derecha 6. Tronco braquiocefálico

Sistema linfático e inmunidad corporal Objetivo A

17

Describir la relación funcional entre el sistema linfático y el cardiovascular. El sistema cardiovascular junto con el linfático (1) transportan de regreso el líquido inters¬ ticial (del tejido) llamado linfa a los vasos linfáticos, desde los tejidos hacia la sangre en donde la linfa contribuye con el plasma sanguíneo; (2) en el intestino delgado, ambos siste¬ mas ayudan en la absorción de las grasas, y (3) tienen una función importante en la protec¬ ción del organismo de la invasión bacteriana por la sangre.

17.1

¿Qué es un edema? El líquido intersticial (constituye casi 11% de todos los líquidos del cuerpo) rodea las células de los tejidos corporales. La acumulación excesiva de éste se conoce como edema.

17.2

¿Cuál de las siguientes causas no podría ocasionar edema? (a) Obstrucción del drenado linfático (b) Aumento del volumen intravascular (c) Pérdida de proteínas plasmáticas en el líquido intersticial (o disminución de las concentraciones de proteínas plasmáticas por otros medios) (d) Alergia Todas las anteriores son causas potenciales de edema. (a) El parásito nematodo tropical, el cual bloquea el drenado linfático, causa el trastorno conocido como elefantiasis, (b) El aumento del volumen intravascular (ocasionado por un incremento en la ingesta de sal y agua) produce una presión hidrostática alta en el sistema venoso, (c) Concentraciones disminuidas de proteínas plasmáticas (quizá debido a un padecimiento hepático o renal) causan la osmosis del plasma hacia el líquido intersticial, (d) Mediadores químicos relacionados con reacciones alérgicas causan la fuga de líquido capilar y de proteínas.

Una insuficiencia congestiva cardiaca es la causa principal de edema entre las personas de edad avanzada. En los individuos sanos, el corazón es capaz de bombear el volumen intravascular completo a través del sistema circulatorio, sin alguna reserva en las venas o vasos linfáticos. Un corazón enfermo o dañado (debido, por ejemplo, a un infarto de miocardio, hipertensión crónica o padecimientos valvulares) no puede generar gasto cardiaco suficiente para expulsar todo el volumen de sangre a través del circuito de arterias, capilares y venas. La circulación venosa y linfática se torna congestionada y la presión hidrostática se eleva, lo cual conduce a una extravasación sérica hacia el espacio extracelular. Esto ocurre con mucha frecuencia en las extremidades inferiores dependientes de la gravedad, y resulta en hinchazón o edema de pies y tobillos. Los objetivos de la terapéutica son: disminu¬ ción del volumen intravascular funcional mediante reducción de la ingesta de sal y eliminación del exceso de líquidos por medio de medicamentos (diuréticos) que aumentan la excreción de orina. Objetivo B

Especificar las rutas del transporte de líquidos en el sistema linfático.

Los líquidos penetran al sistema linfático a través de las paredes de los capilares linfáticos, los cuales se componen de epitelio escamoso simple. De los capilares linfáticos emerge la linfa que es transportada hacia los conductos linfáticos. Las interconexiones de éstos, con el tiempo, se vacían en uno de los dos vasos principales: el conducto torácico y el conducto linfático derecho. Estos conductos drenan la linfa en la vena subclavia izquierda y la subclavia derecha, respectivamente (fig. 17-1).

Capítulo 17

Sistema linfático e inmunidad corporal

313

Ganglios linfáticos cervicales Conducto linfático derecho Vena subclavia derecha. Cuadrante superior derecho (drenado por el conducto linfático derecho)

Vena subclavia izquierda Ganglios linfáticos axilares

Conducto torácico

Cisterna quilosa Ganglios linfáticos lumbares

Ganglios linfáticos inguinales

Fig. 17-1. La linfa de la extremidad superior derecha (sombreada), drena a través del conducto linfático derecho en la vena subclavia derecha. La linfa del resto del cuerpo drena en el conducto linfático torácico y en la vena subclavia izquierda.

17.3

¿Cuál de los dos principales vasos linfáticos drenan la linfa de las dos regiones del organismo? El conducto linfático derecho drena la linfa del cuadrante superior derecho del cuerpo (área sombreada en la fig. 17-1). El conducto torácico mayor drena la linfa del resto del organismo.

17.4

Comparar los conductos linfáticos con base en sus estructuras. Las paredes gruesas de los conductos linfáticos son similares a las de las venas, ya que ambas tienen tres túnicas (capas), y también los conductos linfáticos son semejantes a las venas ya que los dos tienen válvulas para revertir un flujo inverso.

17.5

¿Cuál es la cisterna quilosa, y cómo se relaciona con el conducto quilífero? La cisterna quilosa es un alargamiento del conducto torácico en la región abdominal. Los conductos quilíferos son capilares linfáticos especializados dentro de las vellosidades del intestino delgado (fig. 19-11, cap. 19); transportan fuera de las vías gastrointestinales ciertos productos de la absorción de grasas hacia la cisterna quilosa.

17.6

¿Qué ocasiona que la linfa fluya por los vasos linfáticos? La contracción involuntaria (tono) de los músculos esqueléticos, peristalsis intestinal, y esta contracción durante los movimientos corporales fricciona fuertemente los vasos linfáticos. También, la gravedad ayuda al flujo de la linfa.

La metástasis del cáncer con frecuencia usa la ruta del sistema linfático. Debido a esto, la vía del flujo linfático tiene mucha importancia clínica. Cuando se detecta el cáncer, por lo general se hace una biopsia de los ganglios linfáticos que lo rodean para determinar la extensión de la metástasis. Una vez en el sistema linfático, el cáncer se disemina rápidamente a otros Organos, ocasionando sitios cancerosos secundarios. Objetivo C

Describir la estructura y función de los ganglios linfáticos.

Los ganglios linfáticos son pequeños cuerpos ovalados encerrados en cápsulas fibrosas (fig. 17-2). Contienen tejido cortical fagocítico (tejido reticular) adaptado para filtrar la linfa. Las bandas especializadas de tejido conectivo, llamadas trabéculas, dividen el ganglio linfático. Los vasos linfáticos aferentes transportan la linfa hacia el ganglio en donde se transporta a través de los senos corticales. La linfa filtrada abandona el ganglio por los vasos linfáticos eferentes, los cuales emergen a través del hilio cóncavo.

Sistema linfático e inmunidad corporal

314

Tejido cortical

Capítulo 17

. Válvula • Vaso linfático aferente Trabécula Capa germinal Cápsula

Hilio

Vaso linfático eferente

Fig. 17-2. Estructura de un ganglio linfático en la que se muestra el tejido cortical fagocítico (las flechas indican la dirección del flujo de linfa a través del ganglio linfático).

17.7

¿Cuál es la función de la capa germinal de un ganglio linfático? La capa germinal alberga a los linfocitos. Estos son leucocitos que causan la inmunidad corporal. Cuentan con un gran núcleo, tienen una vida larga y se considera que constituyen 25% de todos los leucocitos.

17.8

¿Qué son los macrófagos? Los macrófagos son grandes células fagocíticas que se encuentran en el tejido cortical linfático. Engullen y destruyen sustancias extrañas, células dañadas y desechos celulares antes de que estos materiales puedan penetrar a la sangre. De esta forma, las dos funciones principales de los ganglios linfáticos son el albergar linfocitos y limpiar mediante macrófagos la linfa.

La leucemia linfoide es una forma de cáncer que se caracteriza por una producción no controla¬ da de linfocitos inmaduros. Con el tiempo, estas células leucémicas aparecen en tal número que congestionan el funcionamiento celular. Los medicamentos quimioterapéuticos son muy efica¬ ces en el tratamiento de la leucemia linfoide. Objetivo D

Caracterizar la distribución de los ganglios linfáticos. Por lo general, los ganglios linfáticos se presentan en agrupamiento o en cadenas (fig. 173). Algunos de los principales grupos son: los ganglios popítleos e inguinales de las extre¬ midades inferiores, los ganglios lumbares de la región pélvica, los ganglios cubitales y axilares de las extremidades superiores y los ganglios cervicales del cuello. Los grupos de ganglios mesentéricos (placas de Peyer) están relacionados con el intestino delgado.

Durante el examen físico, el médico palpa (sentir con una presión firme) los ganglios linfáticos axilares y cervicales. Durante la autoevaluación de las mamas, una mujer las palpa en busca de nodulos y áreas sensibles. Una protuberancia detectada puede ser un ganglio linfático agrandado. 17.9

¿Las amígdalas son ganglios linfáticos? Los tres pares de amígdalas —faríngeas (adenoides), palatinas y linguales— no son específicamente ganglios linfáticos, pero lo son los Organos linfáticos de la región faríngea. La función de las amígdalas es combatir infecciones del oído, nariz y regiones de la garganta. Las amígdalas inflamadas pueden interferir con la respiración y dificultar la acción de tragar. Los niños que con frecuencia respiran por la boca tienen amígdalas faríngeas agrandadas.

Capítulo 17

Sistema linfático e inmunidad corporal

315

Ganglios linfáticos cervicales Ganglios linfáticos axilares

Ganglios linfáticos torácicos

Ganglios linfáticos cubitales

Ganglios linfáticos abdominales Ganglios linfáticos mesentéricos Ganglios linfáticos lumbares Ganglios linfáticos inguinales

Fig. 17-3. Ubicación de los principales grupos de ganglios linfáticos. Las amígdalas tienden a hincharse e inflamarse después de infecciones persistentes. Puede ser necesario suprimirlas por medios quirúrgicos cuando las amígdalas son invadidas por agentes patógenos después de infecciones repetidas, ya que aquéllas constituyen la principal fuente de infección. Cuando sucede esto, quizá sea necesario eliminar ciertas amígdalas. La extirpación de las amígdalas palatinas se llama amigdalectomía, mientras que la extirpación de éstas en la faringe se conoce como adenoidectomía. 17.10

Caracterizar el bazo y timo como Organos linfáticos. El bazo (fig. 17-4) se sitúa en la porción superior izquierda de la cavidad abdominal, por debajo del diafragma, y está suspendido a nivel del estómago. El bazo no es un Organo vital en una persona adulta, pero ayuda a otros Organos en la producción de linfocitos, filtración de la sangre y destrucción de eritrocitos viejos y usados. Además, el bazo es un reservorio para los eritrocitos.

.Vena y arteria esplénicas Bazo

Vénula Arteriola Seno Cápsula

Fig. 17-4. El bazo.

Sistema linfático e inmunidad corporal

316

Capítulo 17

El único soporte del bazo es la estructura membranosa llamada epiplón menor, el cual se extiende desde el bazo hasta la curvatura mayor del estómago. En esta posición pendiente, el bazo es vulnerable a los traumatismos, los cuales pueden resultar, por ejemplo, de una caída o de un accidente automovilístico. Un traumatismo en el bazo es serio, debido a que éste es un Organo muy vascularizado. Para evitar una hemorragia interna profusa, el bazo puede extirparse mediante un procedimiento llamado esplenectomía. El bazo es un Organo vital en el recién nacido y en el prepúber. Hasta que se ha desarrollado el tejido hematopoyético (formador de sangre) en la médula ósea de un adulto, el bazo ayuda en la formación de los eritrocitos. Una interrogante interesante es: si un niño sufre una esplenectomía, ¿los ganglios linfáticos de la cavidad abdominal se alargan, y cumplen la función del bazo? El timo (fig. 17-5) se ubica en el tórax anterior, muy por debajo del manubrio del esternón. Es mucho más grande en el feto (casi del tamaño del corazón) que en el niño y que en el adulto debido a que reduce sus dimensiones durante la pubertad. El timo de un niño es un sitio importante para la inmunidad y es un reservorio para los linfocitos. También transforma los linfocitos no diferenciados en linfocitos T.

Laringe Tiroides Tráquea

Timo Pulmón izquierdo

Fig. 17-5. Ubicación del timo. Objetivo E Distinguir entre defensas específicas y no específicas en contra de la infección y describir algunas barreras para la infección. Los mecanismos no específicos ofrecen protección general en contra de muchos tipos de agentes patógenos. Estos mecanismos incluyen barreras mecánicas, enzimas, interferones, fagocitosis y resistencia de especie. Los mecanismos específicos elaboran inmunidad para un efecto en contra de un microorganismo patógeno particular (p. ej., la enfermedad causada por un virus determinado). 17.11

¿Cuáles son algunas barreras mecánicas y químicas para la infección? Las barreras mecánicas incluyen piel y membranas mucosas. Estas en los pasajes respiratorios están recubiertas por epitelio ciliado. Los cilios mueven constantemente las partículas atrapadas en una dirección lejana de los pulmones. Con el tiempo, el epitelio se destruye en las personas fumadoras, lo cual les ocasiona que sean sensibles a enfermedades respiratorias. Barreras químicas: Lisozima. Es un compuesto químico, se encuentra en las lágrimas, la saliva y el plasma sanguíneo, que destruye la pared celular de las bacterias.

Capítulo 17

Sistema linfático e inmunidad corporal

317

Pepsina. Es una enzima en el estómago que lisa (desintegra) muchos microorganismos. Acido clorhídrico. Es secretado por las células parietales del estómago y reduce el pH a tal punto que es letal para muchos agentes patógenos. Complemento. Es una serie de proteínas enzimáticas que se activan por mecanismos específicos y no específicos. Interferón. Cualesquiera de los grupos de proteínas que son producidas por células infectadas por un virus, y algunas células del sistema inmunitario que inhiben el crecimiento viral.

17.12

¿Qué clase de células proporciona una segunda línea de defensa no específica cuando las barreras mecánica y química se han violado? Fagocitos, en los cuales se incluyen neutrófilos, monocitos y macrófagos, que son células que proporcionan una segunda línea de defensa. Las células asesinas naturales que también ayudan mediante la liberación de enzimas para hacer orificios en la membrana celular.

Objetivo F

Definir inmunidad específica, y explicar cómo se puede adquirir. La inmunidad específica se refiere a la resistencia del organismo contra agentes extraños específicos (antígenos). Estos incluyen microorganismos, virus y sus toxinas, así como tejidos extraños y otras sustancias.

17.13

¿Cuáles son las dos formas en las que el organismo puede adquirir inmunidad específica? Inmunidad mediada por anticuerpos. Un antígeno estimula al organismo para producir proteínas especiales llamadas anticuerpos, los cuales pueden generar la destrucción de un determinado antígeno a través de una reacción antígenoanticuerpo. Los anticuerpos sirven como el arma principal contra la invasión. Inmunidad mediada por células. Los linfocitos pueden sintetizarse como un antígeno y unirse al antígeno y así destruirlo. En este caso, las células proporcionan la principal estrategia de defensa.

17.14

¿Por qué es importante que el sistema inmunitario sea capaz de discriminarse "a sí mismo" de los antígenos "no propios"? Para que el sistema inmunitario pueda deshacerse eficazmente de los invasores extraños del organismo sin dañar las células normales del mismo, debe distinguir entre lo que es propio y lo que no lo es. Una falla en el reconocimiento, o la incapacidad para enviar una respuesta inmunitaria en contra de lo "no propio" puede causar un padecimiento autoinmunitario (problema 17.29).

17.15

¿Cuáles son las características químicas de los antígenos? Los antígenos son, por lo general, moléculas grandes (PM > 104) y complejas, por ejemplo, proteínas, polisacáridos y mucopolisacáridos. Estos antígenos se pueden encontrar sobre la pared celular de las bacterias, la membrana celular y los virus, o pueden estar flotando libremente. La introducción de un agente extraño con frecuencia estimula, pero no siempre, una respuesta inmunitaria.

17.16

¿Cuáles son las características químicas de los anticuerpos? Los anticuerpos son gammaglobulinas compuestas de cuatro cadenas de polipéptidos entrelazadas, dos cortas (ligeras) y dos largas (pesadas) (fig. 17-6). Todos los anticuerpos tienen porciones que son estructuralmente similares llamadas regiones constantes, y porciones que son muy diferentes denominadas regiones variables. Los sitios de fijación del anticuerpo con el antígeno se ubican en la región variable del anticuerpo. Pequeñas modificaciones en ésta hacen a un anticuerpo altamente específico para un antígeno en particular. La fijación del antígeno con su anticuerpo específico induce la producción de más anticuerpos específicos para el antígeno.

Sistema linfático e inmunidad corporal

318

Capítulo 17

Sitios de (¡¡ación

Cadena ligera

Cadena pesada

Fig. 17-6. Modelo simple de un anticuerpo que tiene los sitios de fijación y las cadenas ligera y pesada. Las áreas sombreadas indican las regiones variables.

17.17

¿Cuáles son las cinco principales clases o isótopos de los anticuerpos (inmunoglobulinas) producidos por el sistema inmunitario? IgG. Es la clase más abundante y más específica para sus antígenos complementarios; puede cruzar la placenta. IgM. Se encuentra en gran número durante el primer encuentro del organismo con el antígeno; es la clase de inmunoglobulina más grande (estructuralmente es un pentámero), pero no tan específico como la IgG. IgA. Inhibe la entrada de los antígenos en el organismo; se encuentra en las secreciones nasal, lagrimal, salival, bronquial, intestinal y vaginal. IgE. Ayuda en la inmunidad en contra de nematodos y de otros parásitos; también media las respuestas alérgicas, y causa degranulación de los mastocitos, con liberación de heparina, histamina y sustancias vasoactivas. IgD. Su función es aún incierta.

17.18

¿La inmunización contra una enfermedad confiere una inmunidad pasiva o activa? La inmunidad activa se obtiene cuando el organismo elabora los anticuerpos en respuesta a un contacto directo con el antígeno. Cuando una persona se expone nuevamente al antígeno, el cuerpo lo "recuerda" y elabora una rápida y más específica respuesta de anticuerpos en contra del antígeno. La inmunidad activa se puede conseguir mediante exposición al antígeno (como el virus de la viruela), o por medio de una vacuna con el germen patógeno muerto, debilitado o con toxinas alteradas. La inmunidad pasiva se confiere medrante transferencia de anticuerpos de una persona a otra; el receptor no produce sus propios anticuerpos. Por ejemplo, una inyección de gammaglobulina (anticuerpos de otra persona) puede proporcionar inmunidad pasiva en contra de la hepatitis A. En otro ejemplo, el feto recibe IgG a través de la placenta de la madre. Esta inmunidad pasiva ayuda al recién nacido a enfrentar enfermedades antes de que su propio sistema inmunitario se haya desarrollado.

Objetivo G Identificar los componentes del sistema inmunitario y describir la inmunidad mediada por células. El sistema inmunitario está compuesto por linfocitos {linfocitos T y linfocitos B), que son sustancias liberadas de los linfocitos (anticuerpos y citocinas), complemento, macrófagos y otros diferentes tipos de células y sustancias. En la figura 17-7 se muestra el desarrollo de las dos clases de linfocitos, y en la figura 17-8, un esquema del sistema inmunitario global.

Sistema linfático e inmunidad corporal

Capítulo 17

319

Médula ósea Linfocitos inmaduros

Linfocitos B inmaduros

Linfocitos T inmaduros

Ganglios linfáticos, bazo y otros tejidos linfáticos

Células B

Células plasmáticas

Células B de memoria

Anticuerpos

Células T

Células T de memoria

Células T activadas

Linfocinas

Células T supresoras Células T asesinas Células T cooperadoras

I

Inmunidad mediada por anticuerpos

Inmunidad mediada por células

Fig. 17-7. Desarrollo de los linfocitos T y B.

Timo

Amígdalas •

Conducto linfático derecho. Ganglios linfáticos axilares • Conducto torácico •

Médula ósea Bazo

Cisterna quilosa

Ganglio linfático Ganglios linfáticos inguinales

Fig. 17-8. Representación del sistema inmunitario global.

320

17.19

Sistema linfático e inmunidad corporal

Capítulo 17

Describir las funciones de los linfocitos T y B. Los linfocitos T, derivados de los linfocitos del timo, producen inmunidad mediada por células. Se les considera que constituyen casi 70 a 80% de linfocitos circulantes, y se les ha relacionado con ganglios linfáticos, bazo y otros tejidos linfáticos. Durante la interacción con un antígeno específico, los linfocitos T comienzan a sintetizarse y a diferenciarse en varios tipos de células hijas. Entre ellas, las células T de memoria, las cuales se mantienen inactivas hasta una exposición posterior con el mismo antígeno; las células T asesinas se combinan con el antígeno sobre la superficie de las células extrañas, ocasionando la lisis de las células extrañas y la liberación de las citocinas; diferentes subconjuntos de células T cooperadoras, que asisten la activación de los linfocitos T o los B para que lleguen a ser células plasmáticas que produzcan anticuerpos; y las células T de hipersensibilidad retrasada, las cuales inician un tipo de inmunidad mediada por células llamada "hipersensibilidad retrasada" mediante la liberación de algunos tipos de citocinas. Los linfocitos B producen la inmunidad mediada por anticuerpos. Constituyen casi 20 a 30% de los linfocitos circulantes y (como los linfocitos T) se les relaciona con los ganglios linfáticos, el bazo y otros tejidos linfáticos. Como los linfocitos B se sintetizan contra un antígeno, proliferan y se diferencian de clonas de células hijas que también producen anticuerpos específicos en contra del antígeno (células plasmáticas) o llegan a ser células B de memoria (las cuales se cambian a células plasmáticas durante una segunda o reciente exposición al mismo antígeno). Como se mencionó al principio, un subconjunto de células T ayuda a las B para que sean más reactivas en contra de los antígenos y secreten grandes cantidades de anticuerpos.

17.20

Describir y proporcionar ejemplos de citocinas. Las citocinas son mensajeros químicos que usa el sistema inmunitario en muchas formas diferentes. Los interferones (problema 17.11) ayudan a las células vecinas infectadas para detener la infección; los factores quimiotácticos que atraen a los fagocitos; los factores activadores de los macrófagos, los cuales activan a los macrófagos; los factores que inhiben la migración, que bloquean el movimiento de los macrófagos y de esta manera los mantienen en el sitio de la respuesta inmunitaria, y los factores de transferencia, los cuales ocasionan que los linfocitos se vuelvan más sensibles a la presencia de un organismo invasor.

17.21

¿Cuál es la función que desempeña el complemento en la respuesta inmunitaria? El sistema de complemento activado, compuesto de varios precursores enzimáticos (problema 17.11), ayuda a proporcionar protección en contra de un organismo invasor por (1) ocasionar la lisis de la bacteria u otra célula invasora, (2) aumentar el proceso de inflamación, (3) atraer los fagocitos al área (quimiotaxis), (4) incrementar la fagocitosis mediante el recubrimiento de los microorganismos para que los fagocitos puedan controlarlos mejor (opsonización) y (5) neutralizar la virulencia (hacerlos no virulentos).

17.22

¿Qué función desempeña la inmunidad mediada por células en la prevención del cáncer? En las células propias, cuando se cambia su estado normal, se vuelven cancerosas. La superficie de estas células cancerígenas potenciales se marcan con ciertos antígenos. Estas pueden sensibilizar a los linfocitos T, los cuales a su vez interactúan con los antígenos y destruyen las células anormales. Por tanto, el cáncer clínico puede resultar cuando el sistema inmunitario mediado por células no funciona de manera apropiada (problema 17.32 acerca del síndrome de inmunodeficiencia adquirida). Así, el "cáncer vigilado" por el sistema inmunitario se ha llamado la teoría de la vigilancia inmunitaria.

17.23 ¿Por qué ocurre un rechazo al trasplante de tejido en las personas receptoras? Los trasplantes de tejidos entre sujetos de la misma especie por lo general tienen antígenos muy similares sobre sus membranas celulares. Sin embargo, un tipo de antígeno llamado complejo de histocompatibilidad, difiere de una persona a otra y genera el rechazo por parte del paciente a un tejido extraño. De los dos complejos de histocompatibilidad más similares, con el menos parecido se producirá un rechazo (en gemelos idénticos, no existe rechazo). La respuesta de rechazo la realiza principalmente la extensión del sistema inmunitario mediada por células.

Objetivo H Comprender una reacción de rechazo por transfusión como un tipo especial de rechazo de tejidos. Los eritrocitos tienen un gran número de antígenos (aglutinógenos) sobre la membrana celular; éstos pueden iniciar la producción de anticuerpos (aglutininas) y, por tanto, reac¬ ciones antígeno-anticuerpo. Uno de los grupos de antígenos más apropiado para ocasionar las reacciones de transfusión sanguínea es el sistema ABO (cuadro 17-1).

fh . « • !

Sistema

Capítulo 17

linfático

e

inmunidad

corporal

321

Cuadro 17-1. El sistema de antígenos ABO de la sangre

17.24

Genotipo

Grupo sanguíneo

Antígenos (aglutinógenos)

Anticuerpos (aglutinólas)

OAoAA

A

A

Anti-B

OBoBB

B

B

Anti-A

AB

AB

AyB

Ninguna

OO

O

Ninguno

Anti-A y Anti-B

Los antígenos del sistema ABO son factores hereditarios y sólo se encuentran en las membranas celulares de los eritrocitos en el momento de nacer. ¿Puede decirse lo mismo de los anticuerpos correspondientes? No. Los anticuerpos comienzan a surgir aproximadamente a los tres a ocho meses después del nacimiento, y alcanzan concentraciones máximas hacia los 10 años de edad. Este fenómeno no se conoce por completo.

17.25

¿ Q u é sucede si el receptor de una transfusión sanguínea y el donador no se complementan de manera apropiada? Ocurre una reacción antfgeno-anticuerpo (reacción por transfusión) en el receptor, ocasionando que los eritrocitos se agrupen (aglutinación). Estos agolpamientos pueden bloquear u ocluir los pequeños vasos en todo el organismo, dificultando el flujo sanguíneo. Los eritrocitos también pueden romperse (hemolisis) y liberar hemoglobina hacia el plasma. Una reacción grave por transfusión incrementa los valores de bilirrubina plasmática y origina ictericia. En casos extremos, es posible un daño tubular renal, anuria y muerte.

17.26

¿Cómo se complementan los grupos sanguíneos para reducir la probabilidad de una reacción por transfusión? (cuadro 17-2). Cuadro 17-2. Tipos sanguíneos preferidos y permisibles para las transfusiones (AB = receptor universal; O = donador universal)* Upo de sangre del donador

Tipo de sangre Tipo de sangre permisible del receptor del donador

A B

A B

0 O

AB

AB

A,B,0

0

0

(Sólo O)

* Nótese que la mezcla de sangres tipo AB o tipo O se debe hacer con mucha precaución y en pequeñas cantidades. Una razón es que los grupos sanguíneos además del grupo ABO deben ser preparados para su compatibilidad.

Objetivo I

Describir los fenómenos que conducen a una eritroblastosis fetal.

La eritroblastosis fetal es un padecimiento hemolítico en el recién nacido que resulta de una reacción antígeno-anticuerpo relacionada con el sistema Rh de la sangre. Los antígenos Rh (encontrados por primera vez en el mono Rhesus y por ello se designó como "Rh") se hallan en las membranas celulares de los eritrocitos en casi 85% de la población. Estas personas se clasi¬ fican como Rh positivo (Rh+). El restante 15% se clasifica como Rh negativo (Rh-). Los sujetos con Rh" no desarrollan anticuerpos en contra de los antígenos Rh, hasta que son expuestos a sangre Rh+.

322

17.27

Sistema linfático e inmunidad corporal

Capítulo 17

Listar los pasos en el desarrollo de eritroblastosis fetal. 1. Una madre Rh" y un padre Rh+ tendrán un niño Rh+. 2. Al nacer, algunos eritrocitos del recién nacido entran en la circulación de la madre como resultado de un desgarro en la placenta. 3. Como los antígenos Rh son extraños a la madre, ella comienza a producir anticuerpos anti-Rh (una respuesta primaria). 4. La madre se vuelve a embarazar y el feto es Rh+. 5. Los anticuerpos anti-Rh cruzan la placenta y penetran en la sangre fetal. 6. Los anticuerpos anti-Rh de la madre reaccionan con los antígenos Rh de los eritrocitos fetales, ocasionando una aglutinación y hemólisis.

17.28

¿Cómo se previene la eritroblastosis fetal? La madre Rh" recibe una inyección de anticuerpos anti-Rh (inyección de Rhogam) en las 72 horas posteriores al parto o el aborto. Estos anticuerpos anti-Rh encontrarán y destruirán cualquier célula Rh+ absorbida, y de esta manera se previene a la madre de ser sensibilizada y producir sus propios anticuerpos anti-Rh. La madre recibe los anticuerpos por una inmunidad pasiva sólo después de algunos meses; sin embargo, el feto del próximo embarazo está protegido.

Objetivo J Proporcionar ejemplos de enfermedades autoinmunitarias y explicar en términos generales por qué ocurren estos padecimientos. Una variedad de enfermedades autoinmunitarias afectan a muy diferentes tejidos en el organismo. Estos trastornos pueden ser ocasionados por una incapacidad de las células inmunitarias para distinguir correctamente entre lo propio y lo extraño o por una respuesta hiperactiva del sistema inmunitario. 17.29

¿Cuáles son algunos ejemplos de padecimientos autoinmunitarios? Artritis reumatoide. Es una respuesta autoinmunitaria que con frecuencia causa la inflamación de las articulaciones. Lupus eritematoso sistémico. Es una respuesta inmunitaria que afecta los órganos en todo el organismo. Diabetes mellitus dependiente de insulina. Es un padecimiento ocasionado por un ataque autoinmunitario sobre las células beta del páncreas. Enfermedad de Graves. Es la estimulación inducida por anticuerpos de la glándula tiroides. Esclerosis múltiple. Es una respuesta autoinmunitaria en contra de la mielina del sistema nervioso central.

17.30

¿Por qué ocurren las enfermedades autoinmunitarias? Dado que se ha demostrado que existen linfocitos circulantes en una persona sana que reaccionan a los propios antígenos del organismo (p. ej., las células B que pueden unirse a la tiroglobulina o al ácido desoxirribonucleico y a las células T que pueden responder a la proteína mielina o a la colágena), surge la pregunta de ¿por qué no ocurren padecimientos autoinmunitarios como una regla y no como una excepción? Se han postulado algunas teorías para poder explicar esto. Secuestro. Muchos antígenos del organismo se "esconden" de manera eficaz del sistema inmunitario durante la vida de la persona. Por ejemplo, las proteínas de la lente del ojo y los antígenos de los espermatozoides se les considera antígenos secuestradores que causan una respuesta inmunitaria, sólo cuando se introducen en el torrente sanguíneo debido a un traumatismo o por otros medios.

Capítulo 17

Sistema linfático e inmunidad corporal

323

Inmunorregulación. Las células T son agentes supresores en contra de los procesos autoinmunitarios. En experimentos en que se usa la radiación de animales para eliminar las células T supresoras, los padecimientos autoinmunitarios se presentan con mucha frecuencia. Antígenos reactivos cruzados. Son virus y bacterias que se expresan como antígenos sobre sus superficies, y que son estructuralmente similares a las que normalmente se encuentran en los tejidos del organismo. Conforme se elabora una respuesta al organismo invasor, se comienza a reconocer a los antígenos naturales de los no propios, y destruyen su propio tejido. Predisposición genética. Claramente existe una unión entre el padecimiento autoinmunitario y haplotipos HLA que resultan en una tendencia familiar hacia padecimientos, como la artritis reumatoide y el lupus eritematoso sistémico. Este mecanismo no está entendido con claridad.

17.31

¿Qué es el síndrome de inmunodeficiencia adquirida y cómo lo causa el virus de la inmunodeficiencia humana? Este síndrome es una enfermedad que altera gravemente la respuesta inmunitaria. Es causado por el HIV (virus de inmunodeficiencia humana), el cual tiene una afinidad particular por las células T de ayuda (uno de los tipos de células centrales en la respuesta inmunitaria). Conforme las células T de ayuda son destruidas o desactivadas de manera gradual, se debilita tanto la reacción inmunitaria mediada por células, así como también la respuesta inmunitaria humoral.

17.32

¿Cuáles son los síntomas de la infección por HIV? Las personas infectadas con el virus de inmunodeficiencia humana pasan a través de varias etapas correlacionadas con una disminución en la cuantificación de las células T cooperadoras. Al principio, se presenta un ligero catarro, el que con mucha frecuencia pasa desapercibido. En la siguiente etapa, numerosos síntomas incluyen una pérdida de peso persistente, fiebre, fatiga, sudación nocturna y agrandamiento de los ganglios linfáticos. Los padecimientos que continúan, con el tiempo, son signos de una completa infección por el virus de inmunodeficiencia humana. Entre ellos se menciona cáncer múltiple y no común (p. ej., el sarcoma de Kaposi) debido a una disfunción de la vigilancia inmunitaria. Algunos enfermos desarrollan demencias graves y muchos finalmente sucumben al cáncer o a una infección arrolladora.

Ejercicios de repaso Opción múltiple 1. El sistema inmunitario está involucrado en: (a) destrucción de tipos de células anormales o imitantes que surgen dentro del organismo, (b) reacciones alérgicas, (c) rechazo de Organos trasplantados, (d) todas las anteriores. 2. La inmunidad activa es: (a) apropiarse de un caso de enfermedad activa, (b) desarrollada de manera directa en respuesta a un agente patógeno, (c) el producto de apropiarse de anticuerpos, (d) inmunidad pasiva que se activa. 3. En la respuesta inmunitaria mediada por células, los linfocitos T se dividen y secretan: (a) antígenos, (b) plasminógenos, (c) colágenas, (d) citocinas. 4. Los linfocitos T sobre todo se relacionan con : (a) inmunidad humoral, (b) padecimientos autoinmunitarios, (c) rechazo al injerto, (d) inmunidad mediada por células. 5. Las células plasmáticas son: (a) causantes de la inmunidad específica, (b) derivadas de las células B, (c) vinculadas con producción de anticuerpos, (d) descritas por todas las anteriores. 6. La transfusión de un sujeto con proteínas plasmáticas de una persona o un animal que ha sido activamente inmunizado en contra de un antígeno específico le proporciona una: (a) inmunidad activa, (b) inmunidad pasiva, (c) autoinmunidad, (d) antiinmunidad.

324

Sistema linfático e inmunidad corporal

Capítulo 17

7. Una persona con un tipo sanguíneo AB tiene: (a) tanto anticuerpos anti-A como anti-B, (b) sólo anticuerpos anti-O, (c) no tiene anticuerpos ni anti-A, ni anti-B, (d) no tiene antígenos. 8. Cuando una madre Rh- y un padre Rh+ tengan un niño Rh+: (a) la madre puede desarrollar anticuerpos Rh a menos de que sea tratada con Rhogam en un lapso de 72 horas después del nacimiento del niño, (b) el niño nacerá con un color amarillento, (c) la madre no desarrolla anticuerpo Rh alguno, (d) es muy probable que el niño tenga malformaciones congénitas. 9. A las sustancias en contra de las cuales el organismo genera una respuesta inmunitaria se llaman: (a) anticuerpos, (b) antígenos, (c) anticlinos, (d) aglutininas. 10. Los anticuerpos producidos y secretados por los linfocitos B son proteínas solubles llamadas: (a) inmunoglobulinas, (b) inmunosupresoras, (c) linfocinas, (d) histonas. 11. ¿Cuál de los siguientes no es un órgano principal en el sistema linfático? (a) ganglios linfáticos, (b) timo, (c) riñón, (d) bazo. 12. ¿Cuál es el orden apropiado de fenómenos en la inmunidad mediada por células? (a) El antígeno entra en los tejidos, los macrófagos engullen al antígeno, los linfocitos T atacan a los agentes fijados al antígeno. (b) El antígeno entra en los tejidos, el antígeno pasa a ser miembro de una clona de linfocitos, los linfocitos se sensibilizan, los macrófagos engullen al antígeno, los linfocitos T atacan a los agentes fijados al antígeno. (c) El antígeno entra en los tejidos, los macrófagos engullen al antígeno, los linfocitos se sensibilizan, los linfocitos B secretan anticuerpos que reaccionan con los agentes fijados al anticuerpo. (d) El antígeno entra en los tejidos, los linfocitos se sensibilizan, el antígeno pasa a ser miembro de una clona de linfocitos, los macrófagos engullen al antígeno, los linfocitos T atacan a los agentes fijados al antígeno. 13. Una dilatación del conducto linfático en la región lumbar que marca el comienzo del conducto torácico es: (a) la cisterna quilosa, (b) el conducto linfático derecho, (c) el hilio, (d) el nódulo linfático mesentérico. 14. El bazo no es: (a) la casa de los linfocitos, (b) filtro de partículas extrañas, células rojas dañadas y desechos celulares de la sangre, (c) contiene fagocitos, (d) cambio de linfocitos no diferenciados en linfocitos T. 15. Una madre Rh - y un padre Rh+ se preparan para el nacimiento de su primer hijo: (a) Deben hacer arreglos para que la madre reciba la inyección de Rhogam. (b) Deben esperar no tener problemas con este embarazo. (c) No han de esperar problemas con futuros embarazos. (d) Todas las anteriores se aplican.

Sistema linfático e inmunidad corporal

Capítulo 17

325

Verdadero o falso . Las válvulas se encuentran en los vasos linfáticos. 2. Una persona con tipo sanguíneo B tiene anticuerpos B. 3. Las cadenas de polipéptidos de los anticuerpos tienen porciones que son constantes y porciones que son variables. La región constante es la que causa la fijación con el antígeno. 4. Cuando se estimula genéticamente, los linfocitos B proliferan y forman células plasmáticas. 5. Una metástasis del cáncer con frecuencia usa la ruta del sistema linfático. 6. Una persona que se enfrenta por primera vez a un antígeno y que tiene una primera respuesta inmunitaria, desarrolla una inmunidad pasiva. 7. Existen cinco tipos principales de inmunoglobulinas: IgG, IgA, IgD, IgL e IgE. 8. La interacción del antígeno con el anticuerpo es altamente específica. 9. Los antígenos son pequeñas moléculas de lípidos que estimulan la respuesta inmunitaria. 10. Si un niño sufre una esplenectomía, los ganglios linfáticos en la cavidad abdominal se alargan y llevan a cabo la función esplénica. 11. La inmunidad pasiva es la transferencia de anticuerpos desarrollados en una persona dentro del cuerpo de otra. 12. Los linfocitos T y B pueden cooperar en la respuesta a un antígeno particular.

Completar 1. Las bandas especializadas de tejido conectivo llamadas ganglios linfáticos. 2. Los grupos de

dividen los (placas de Peyer) se relacionan con

el intestino delgado. 3. El

está ubicado en el tórax anterior, cerca del manubrio del esternón.

4. La es una enzima que se encuentra en lágrimas, saliva y plasma sanguíneo que rompe las paredes celulares bacterianas. 5. La inmunoglobulina que ayuda en la inmunidad en contra de parásitos nematodos y de otros parásitos es . 6. La se confiere cuando el organismo elabora anticuerpos en respuesta a un contacto directo con un antígeno. 7. La es un padecimiento hemolítico del recién nacido resultante de una reacción antígeno-anticuerpo asociada con el sistema Rh de la sangre. 8. El es un padecimiento cuyas víctimas generan una respuesta inmunitaria gravemente alterada a través de la transmisión del virus de inmunodeficiencia humana.

Sistema linfático e inmunidad corporal

326

Capítulo 17

Identificar Identificar las estructuras indicadas en la figura de la derecha. 1. 2. 3. 4. 5.

Relacionar Relacionar el término con su descripción o acción apropiada. 1. Células T cooperadoras

(a) cáncer caracterizado por una producción no controlada de linfocitos

2. Sangre AB células infectadas por virus

(b) cualquier grupo de proteínas producidas por

3. Rhogam

(c) activa a otros linfocitos T o activa a linfocitos B que se tornan en células plasmáticas

4. Sangre A

(d) se combina con el antígeno en la superficie de las células extrañas, ocasionando lisis y libera¬ ción de citocinas

5. Células plasmáticas

(e) tipo sanguíneo referido como "receptor universal"

6. Sangre O

(f) tipo sanguíneo referido como "donador universal"

7. Leucemia eritematosa linfoide

(g) inyectar a la madre con sangre Rhr pariendo un niño Rh+

8. Lupus eritematoso sistémico

(h) enfermedad autoinmunitaria que afecta a muchos sistemas del organismo

9. Células T asesinas

(i) tipo sanguíneo con anticuerpos anti-B en el plasma

10. Interferón

(j) células que se activan en la producción de anticuerpos

Sistema linfático e inmunidad corporal

Capítulo 17

327

Respuestas y explicaciones a las preguntas de repaso Opción múltiple 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

(d) El sistema inmunitario está relacionado con todas las funciones listadas. (b) La persona está involucrada activamente en la producción de anticuerpos. (d) Los linfocitos llevan a cabo algunas funciones inmunitarias, incluyendo la liberación de citocinas. (a) Los linfocitos B están involucrados en la inmunidad humoral por la producción de anticuerpos. (d) Todas son características de las células plasmáticas. (b) La inmunidad pasiva se confiere por la transferencia de anticuerpos de una persona a otra. (c) Un individuo con sangre AB no producirá anticuerpos en contra de antígenos A o B, debido a que el organismo los reconoce como "propios". (c) Debido a que la madre y el niño son sangre Rlr no tendrá problemas relacionados con el factor Rh. (b) Los antígenos son agentes que son capaces de originar una respuesta inmunitaria. (a) Los cinco tipos de anticuerpos son mencionados como inmunog'obulinas. (c) Tanto los linfocitos T como B se relacionan con los ganglios linfáticos, bazo y otros tejidos linfáticos pero no con los ríñones. (a) La secuencia de fenómenos es muy específica en la inmunidad mediada por células. (a) La cisterna quilosa es un alargamiento parecido a un saco del conducto torácico en el área abdominal. Los conductos quilíferos son capilares linfáticos especializados que transportan lípidos de los intestinos a la cisterna quilosa. (a) El bazo almacena eritrocitos, pero no linfocitos. (d) Casi nunca hay alteración en el primer embarazo en relación con el factor Rh, y no debe haber problema en futuros embarazos si el padre es heterocigoto respecto de los alelos del factor Rh; sin embargo, si el niño es Rh+, a la madre se le debe aplicar la inyección de Rhogam.

Verdadero o falso 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

Verdadero Falso; una persona con sangre B tiene anticuerpos A en el plasma Falso; los sitios de unión antígeno-anticuerpo se localizan sobre la porción variable del anticuerpo Verdadero Verdadero Falso; la persona desarrolla inmunidad activa Falso; IgM, no IgL Verdadero Falso; los antígenos son por lo general grandes moléculas, como las proteínas o los polisacáridos Verdadero Verdadero Verdadero

Completar 1. 2. 3. 4.

trabéculas ganglios mesentéricos timo lisozima

5. 6. 7. 8.

IgE inmunidad activa eritroblastosis fetal SIDA

Identificar 1. Conducto linfático derecho 2. Timo 3. Conducto torácico Relacionar

1. (c) 2. (e) 3. (g) 4. (í) 5. (j)

6. 7. 8. 9. 10.

(f) (a) (h) (d) (b)

4. Bazo 5. Ganglio linfático

18

Aparato respiratorio Objetivo A

Definir respiración. Todas las células requieren de suministro de oxígeno (O2) y eliminación de un producto metabólico de desecho, bióxido de carbono (CO2). A nivel macroscópico, el término respi¬ ración significa simplemente ventilación o "respiro". A nivel celular, se refiere al proceso mediante el cual las células utilizan oxígeno, producen bióxido de carbono y transforman la energía en formas útiles.

18.1

Distinguir entre respiración externa, interna y celular. La respiración externa es el proceso por el cual los gases se intercambian entre la sangre y el aire. La respiración interna es el proceso por el que se intercambian los gases entre la sangre y las células. La respiración celular es el proceso por el cual las células consumen oxígeno para el metabolismo y producen bióxido de carbono como un producto de desecho.

Objetivo B

Identificar los componentes básicos del aparato respiratorio. Las principales vías del aparato respiratorio son la cavidad nasal, faringe, laringe y trᬠquea (fig. 18-1). Dentro de los pulmones, la tráquea se ramifica en bronquios, bronquiolos y finalmente en alveolos pulmonares (fig. 18-6). Cavidad nasal Ventana nasal Paladar duro Cavidad oral Faringe Epiglotis Laringe

Tráquea

Bronquio primario izquierdo Bronquiolos Esófago Pulmón derecho Pulmón izquierdo

Fig. 18-1. El aparato respiratorio. 18.2

Distinguir entre la división de conducción y la respiratoria del aparato respiratorio. La división de conducción incluye todas las cavidades y estructuras que transportan los gases hacia y desde los sacos microscópicos aéreos (alveolos pulmonares) en los pulmones. Los alveolos pulmonares constituyen la división respiratoria.

18.3

¿Cuáles son los requerimientos que se deben satisfacer en el aparato respiratorio para su funcionamiento eficaz? 1. Las membranas, a través de las cuales se intercambian los gases con el sistema circulatorio, deben ser delgadas y diferencialmente permeables para que se lleve a cabo fácilmente la difusión. 328

Capítulo 18

329

Aparato respiratorio 2. Estas membranas deben permanecer húmedas para que el oxígeno y bióxido de carbono puedan disolverse. 3. Ha de existir un suministro abundante de sangre. 4. La superficie para el intercambio de gases debe ubicarse en la profundidad del organismo para que el aire que penetre sea calentado, humedecido y filtrado de manera adecuada. 5. Debe haber un eficaz sistema de bombeo que surta constantemente aire.

Objetivo C

Listar las funciones del aparato respiratorio. 1. Intercambio gaseoso para el proceso respiratorio celular. 2. Producción de sonidos (vocalizaciones), como cuando el aire espirado pasa sobre las cuerdas vocales. 3. Asistencia en la compresión abdominal durante la micción (orinar), defecación (paso de la heces) y parto. 4. Tos y estornudo (reflejos de autolimpieza).

18.4

¿Cuáles son las dos fases de la respiración? La ventilación pulmonar o respiración consiste en una fase de inspiración (inhalación) y una de espiración (exhalación).

Objetivo D

Describir la nariz, la cavidad nasal y los senos paranasales como estructuras, respiratorias. La nariz incluye la porción externa que está justo hacia fuera de la cara, y una cavidad nasal para el paso del aire. Los senos paranasales (problema 6.16, cap. 6) ayudan, en una pequeña parte, a calentar y humedecer el aire inspirado.

18.5

Describir la anatomía de la cavidad nasal. La cavidad nasal está formada por dos mitades laterales, cada una llamada fosa nasal, divididas por el tabique nasal. El vestíbulo es la porción anterior expandida de una fosa nasal. En la pared lateral de cada fosa están tres cavidades en forma de cornete (cornete superior, medial e inferior) (fig. 18-2). Los pasajes del aire o meatos, conectan los cornetes. Las ventanas nasales (orificios de la nariz) se abren de manera anterior hacia la cavidad nasal y la coana (orificios posteriores), que se comunican posteriormente con la nasofaringe.

Seno frontal

Seno esferoidal

Cornete superior Cornete medio Comete inferior

Abertura del conducto auditivo Ventana nasal

Nasofaringe Paladar suave

Paladar duro

Uvula

Fig. 18-2. La cavidad nasal y estructuras que la rodean.

Aparato respiratorio

330

18.6

Capítulo 18

¿Qué tipo de tejidos recubren la cavidad nasal? Los vestíbulos están recubiertos con epitelio escamoso estratificado no queratinizado (cuadro 4-2, cap. 4); este epitelio se separa rápidamente y soporta los pelos protectores o vibrisas. Los cornetes de las fosas nasales están recubiertos con epitelio columnar ciliado seudoestratificado (cuadro 4-1, cap. 4), el cual secreta moco que sirve para atrapar polvo, polen, humo de cigarro y otras partículas aéreas inspiradas. El epitelio columnar especializado, llamado epitelio olfatorio, recubre la porción medial superior de la cavidad nasal, en donde reacciona a los olores.

18.7

¿Por qué es común el sangrado nasal? El epitelio nasal es muy extenso y muy vascularizado, con los capilares colocados cerca de la superficie. Por lo que de esta manera se es sensible a epistaxis (sangrado nasal).

Objetivo E Describir las regiones de la faringe. La faringe se divide, con base en su ubicación y función dentro de la nasof aringe, en orofaringe y laringofaringe. Los conductos auditivos (trompas de Eustaquio), úvula y amígdalas faríngeas) están en la nasofaringe; el paladar y las amígdalas linguales en la orofaringe (fig. 18-3). La orofaringe y la laringofaringe tienen funciones respiratorias y digestivas, mientras que la nasofaringe sólo sirve al aparato respiratorio. 18.8

¿Cómo es útil la úvula a los aparatos respiratorio y digestivo? La úvula pendiente cuelga de la mitad del borde inferior del paladar suave. Durante la acción de tragar, el paladar suave se eleva, cerrando la cavidad nasal para que la comida o los líquidos no penetren.

Cavidad nasal

Amígdala faríngea Ventana nasal Uvula Cavidad oral Amígdala palatina Amígdala lingual Epiglotis

Hueso hioides Esófago

Glotis Tráquea

Fig. 18-3. Las cavidades nasal y oral.

Objetivo F Identificar las estructuras anatómicas de la laringe relacionadas con la producción de sonidos y respiración.

Aparato respiratorio

Capítulo 18

331

La laringe (caja de la voz) forma la entrada hacia la tráquea. La función primaria de la laringe es prevenir que los alimentos o líquidos penetren en la tráquea y a los pulmones durante la acción de tragar; mientras que permite el paso de aire hacia la tráquea en otras ocasiones. La función secundaria es la de producir vibraciones sonoras. 18.9

¿Cuál de los cartflagos de la laringe está en pares y cuál no lo está? ¿Cuál es el cartflago más grande y el más prominente? La laringe es una caja aproximadamente triangular compuesta de cartflagos hialinos; tres de ellos son estructuras sencillas alargadas y seis son pequeñas estructuras en pares (fig. 18-4). El cartflago tiroideo anterior (la "manzana de Adán") es el más largo. La epiglotis, en forma de cuchara, tiene una estructura cartilaginosa. La porción inferior de la laringe está formada por el cartílago cricoideo en forma de anillo. Los tres cartflagos pareados son los cartílagos aritenoides, los cuales soportan las cuerdas vocales, el cartílago corniculado y el cuneiforme, los cuales ayudan a los cartflagos aritenoides. La glotis es la abertura hacia la laringe (fig. 18-5).

Epiglotis Hueso litoides

Hueso hioides

Membrana tirohioidea

Membrana tirohioidea

Cartílago tiroideo Cartílago tiroideo Prominencia laríngea Ligamento cricotiroideo Cartílago cricoides

Ligamento cricotiroideo Cartílago cricoides •

. Tráquea

Tráquea.

(a)

(b)

Fig. 18-4. El hueso hioides y la laringe. () Vista lateral y (b) vista anterior.

Epiglotis Cuerda vocal falsa Cuerda vocal verdadera

Glotis

-Cartílago cuneiforme Cartílago corniculado

(a)

(b)

Fig. 18-5. Vista superior de (a) la glotis abierta y (b) la glotis cerrada.

Aparato respiratorio

332

18.10

Capítulo 18

¿Por qué en las mujeres no existe la "manzana de Eva? Durante la pubertad, la hormona sexual masculina, la testosterona, ocasiona un crecimiento acelerado de la laringe, en especial del cartílago de la tiroides. La gran laringe es la causante de la voz profunda en los varones.

18.11

Explicar la relación funcional entre la glotis y epiglotis durante la acción de tragar. En la secuencia final de la acción de tragar, la laringe se empuja hacia arriba, con lo que se cierra la glotis en contra de la epiglotis. Una persona puede sentir este movimiento mediante el acoplamiento de los dedos, colocados suavemente sobre la laringe y realizando la acción de tragar.

Cuando la glotis está sellada, los líquidos o alimentos penetran al esófago en lugar de hacerlo en laringe y tráquea. Sin embargo, los líquidos o los alimentos pueden entrar en la glotis cuando no se ha cerrado de manera adecuada durante la acción de tragar. Los líquidos que penetran en la tráquea, ocasionan de manera refleja una tos violenta, en un intento por forzarlos a salir. Los alimentos que entran en la glotis pueden alojarse entre las cuerdas vocales. En este caso se puede realizar la maniobra abdominal de impeler (Heimlich) para prevenir un ahogamiento. 18.12

Explicar cómo los músculos de la laringe ayudan en la acción de tragar y en la fonación (habla). Los músculos extrínsecos de la laringe la elevan durante la acción de tragar, cerrando la glotis sobre la epiglotis y abriendo el esófago para que penetre el alimento o los líquidos. La contracción de los músculos intrínsecos de la laringe cambia la tensión de las cuerdas vocales. Con una gran tensión de éstas, hay una mayor y rápida vibración bajo la corriente de aire, y se alcanza el máximo tono de sonido (problema 12.17). Con la mayor amplitud de vibración, el sonido es más alto. El murmullo es la fonación en la cual las cuerdas vocales no vibran.

Los músculos de la laringe constituyen uno de algunos grupos musculares que no se relajan completamente durante el sueño con movimientos oculares rápidos (REM) (por fortuna el diafragma mantiene su función). La tarea de los músculos de la laringe es mantener la vía respiratoria abierta durante la inspiración, la cual es una etapa del ciclo respiratorio en donde la presión negativa intratorácica tiende a empujar la vía respirato¬ ria superior cerrada. En la apnea del sueño, los músculos de la laringe no mantienen la vía respiratoria abierta, lo cual ocasiona episodios de 30 segundos a 1 minuto de cese de la respiración. La apnea del sueño puede relacionarse con el roncar, la somnolencia durante el día (debido a una carencia de sueño con movimientos oculares rápidos durante la noche), cefalea nocturna (debido a hipoxia) y letargo. La hipertensión pulmonar vascular causada por hipoxia finalmente puede conducir a una insuficiencia cardiaca ventricular derecha y a la muerte. La obesidad es uno de los factores de riesgo reconocidos que puede causar apnea del sueño. Objetivo G

Describir el árbol bronquial. La tráquea inferior se ramifica en bronquios primarios izquierdo y derecho (fig. 18-6). Estos se dividen en bronquios secundarios {lobulares), los cuales a su vez se ramifican en numerosos bronquios terciarios (segmentales) que terminan en los bronquiolos. A todo el aparato se le denomina árbol bronquial. Los anillos hialinos cartilaginosos o parciales so¬ portan la tráquea y el árbol bronquial.

18.13

Describir las tres características protectoras de la tráquea y el árbol bronquial. La estructura cartilaginosa mantiene patente (abierta) el lumen (luz interna). El epitelio columnar ciliado seudoestratificado secreta moco (problema 18.6), que atrapa las partículas aéreas y mueve los desechos hacia la faringe, en donde pueden tragarse. La irritación del epitelio, el cual recubre la tráquea o el árbol bronquial, causa un violento reflejo de tos que limpia las vías respiratorias.

Aparato respiratorio

Capítulo 18

333

Sacos alveolares

Conducto alveolar

Tráquea

Alveolos pulmonares

CarinaBronquio primario derechoLóbulo superior derecho -

Lóbulo medio derechoBronquios secundarios Lóbulo Inferior derecho Bronquiolos terciarios

Fig. 18-6. La tráquea, los pulmones y el árbol bronquial.

Objetivo H

Describir las estructuras de la división respiratoria.

Al final de los bronquiolos, en los bronquiolos terminales, los cuales se ramifican en bastantes conductos alveolares que conducen directamente hacia los sacos alveolares, se agrupan en muchos alveolos pulmonares microscópicos. Los conductos alveolares están recubiertos con epitelio cuboidal simple, en tanto que los alveolos pulmonares con epitelio escamoso simple. El intercambio gaseoso con la sangre del aparato circulatorio ocurre a través de la pared delgada y húmeda de los alveolos pulmonares (problema 18.2). 18.14

¿Cuáles son las funciones de las células septales y de los macrófagos alveolares? Las pequeñas células septales, las cuales están dispersas entre las células del epitelio escamoso simple que recubre los alveolos pulmonares, secretan una sustancia tensoactiva fosfolípida que disminuye la tensión superficial. También se encuentran en la pared alveolar los macrófagos alveolares fagocíticos (células para desechos) que remueven las partículas de polvo u otros desechos de los alveolos pulmonares.

18.15

Hacer un diagrama del proceso de respiración externa (problema 18.1) a nivel alveolar (fig. 18-7).

Eritrocito

Eritrocitos

Capilar Alveolo pulmonar Entrocito

Fig. 18-7. Respiración e x t e r n a

alveolo pulmonar y la sangre dentro de un capilar.

Aparato respiratorio

334

Objetivo I

Capítulo 18

Describir los pulmones.

Los pulmones son alargados, Organos estrictamente en forma de cono que se sitúan dentro de la cavidad torácica (fig. 18-8). Están separados uno del otro por el mediastino. Cada pulmón está compuesto de lóbulos, y éstos a su vez, de lobulillos que contienen a los alveolos. El pulmón izquierdo tiene una incisura en su superficie medial. Está subdividido en dos lóbulos mediante una cisura y contiene ocho segmentos bronquiales. El pulmón derecho carece de cisura, está subdividido en tres lóbulos por dos cisuras y contiene 10 segmentos bronquiales. 18.16 En relación con los pulmones definir los términos vértice, base, hilio, superficie costal, mediastínica y diafragmática. Cada pulmón presenta cuatro bordes que conforman el contorno de la cavidad torácica. La superficie mediastínica es ligeramente cóncava y tiene una indentación vertical, el hilio, a través del cual pasan los vasos pulmonares, un bronquio primario y las ramificaciones del nervio vago. La base inferior del pulmón tiene una superficie diafragmática que está en contacto con el diafragma. En la parte más alta del pulmón se encuentra el vértice, y la ancha y redondeada superficie que está en contacto con las membranas y que cubre las costillas, se llama superficie costal.

Laringe Tráquea Vértice del pulmón Bronquio primario superior Lóbulo superior derecho Cisura horizontal Lóbulo medio derecho Cisura oblicua Lóbulo inferior derecho

Paredes del mediastino Lóbulo superior izquierdo Cisura cardiaca Cisura oblicua Lóbulo inferior izquierdo

Diafragma Pleura parietal

Fig. 18-8. Los pulmones dentro de la cavidad torácica. Objetivo J

Describir la pleura y explicar su significado respiratorio.

La pleura está formada por dos capas de membranas serosas relacionadas con los pulmones. Estas capas están compuestas de epitelio escamoso simple y fibras de tejido conectivo. La capa interna o pleura visceral está unida a la superficie de los pulmones; la capa externa o pleura parietal (fig. 18-8) recubre la cavidad torácica. La pleura sirve para lubricar los pulmones y les ayuda a crear la presión respiratoria (para una importante función no respi¬ ratoria, consulte el problema 1.22). 18.17

¿Cómo realiza la pleura sus funciones respiratorias? Entre las pleuras visceral y parietal de cada pulmón se encuentra una depresión, la cavidad pleural. Este ambiente húmedo sirve para lubricar los pulmones que están en constante movimiento. La presión de aire en cada una de las cavidades pleurales (presión intratorácica) está ligeramente por debajo de la presión atmosférica (aproximadamente de -2.5 mmHg) con los pulmones en reposo, y se torna aún más baja durante la inspiración, ocasionando que el aire infle los pulmones.

Capítulo 18

Aparato respiratorio

335

Pleuresía o inflamación de la pleura puede ser una alteración secundaria a otros padecimientos respiratorios, o debida a una reacción autoinmunitaria relacionada con infecciones virales o enfermedades autoinmunitarias. El dolor en el pecho se siente muy agudo cuando se respira profundamente o cuando se yace boca abajo. Los antiinflamatorios, como el ácido acetil salicílico, ibuprofén y corticosteroides, se usan para el tratamiento de la pleuresía. La cavidad pleural sólo es una cavidad potencial. En condiciones normales, las pleuras visceral y parietal se presionan ligeramente una contra la otra debido a la relativa presión negativa en el espacio. Esta presión negativa es crítica para que la cavidad torácica "empuje" sobre los pulmones, lo cual ocasiona que éstos se inflen. El aire en el espacio pleural (por un orificio en la pared del pecho o en la pleura visceral) altera la homeostasis vital, por lo cual los pulmones se colapsan, a pesar de la activa expansión de la pared del pecho. Este trastorno se llama neumotórax. Objetivo K

Examinar los mecanismos de la respiración.

La inspiración (problema 18.4) ocurre cuando la contracción de los músculos respiratorios (diafragma, intercostales internos; cuadro 8-4, cap. 8) ocasiona un aumento en el volumen torácico, junto con la expansión de los pulmones y una disminución en las presiones intratorácica e intrapulmonar (alveolar). El aire penetra en los pulmones cuando la presión intrapulmonar disminuye por debajo de la presión atmosférica (760 mmHg a nivel del mar). La espiración sigue pasivamente mientras el volumen torácico se reduce y la presión intrapulmonar se eleva por arriba de la atmosférica, con el retroceso de la caja torácica y la contracción de los pulmones. 18.18

Describir los cambios de forma del tórax durante la inspiración y la espiración. La contracción hacia abajo del diafragma en forma de domo aumenta la dimensión torácica vertical. Una contracción simultánea de los músculos intercostales (fig. 8-4, cap. 8) incrementa las dimensiones de lado a lado y del frente a atrás. Durante la inspiración profunda o respiración forzada, los músculos escaleno y esternocleidomastoideo (fig. 8-3, cap. 8), así como los músculos pectorales menores (cuadro 8-8, cap. 8) se ven involucrados. Durante la espiración forzada, los músculos intercostales internos se contraen, lo que deprime la caja torácica. La contracción de los músculos abdominales (cuadro 8-6, cap. 8) también fuerza el aire de los pulmones mediante la elevación del diafragma.

Objetivo L

Identificar los volúmenes respiratorios de aire.

La capacidad pulmonar total se puede expresar como la suma de cuatro volúmenes (fig. 18-9). Estos son: el volumen de ventilación tidal, el cual es el volumen que se mueve hacia dentro y hacia fuera de los pulmones durante la respiración normal; la reserva respiratoria, la cual es el volumen máximo por arriba del volumen de ventilación que puede inspirarse en una respiración profunda; la reserva espiratoria, que es el volumen máximo por arriba del volumen de ventilación que puede ser exhalado de manera forzada después de una espiración normal, y el volumen residual, el cual es el aire que se mantiene en los pulmones después de una espiración forzada. Los volúmenes respiratorios de aire se miden con un espirómetro. 18.19

Consideraciones para la variabilidad de los volúmenes respiratorios de aire. Desde el punto de vista clínico, es importante conocer la cantidad de aire respirado en un momento dado y estar alerta a dificultades en la respiración. La cantidad de aire intercambiado durante la ventilación pulmonar varía de una persona a otra, de acuerdo con edad, sexo, actividad y salud general.

336

Capítulo 18

Aparato respiratorio

Volumen inspiratorio de reserva

Capacidad vital

Capacidad pulmonar total " Volumen de ventilación (tidal)

Volumen espiratorio de reserva

Volumen residual

Tiempo

Fig. 18-9. Volúmenes respiratorios de aire.

18.20

Calcular el volumen respiratorio por minuto de una persona que tiene un volumen de ventilación de 500 mi, y una frecuencia respiratoria de 12 respiraciones por minuto. El volumen respiratorio por minuto es el volumen de aire movido con una ventilación normal en un minuto. Por tanto: Volumen respiratorio por minuto = (volumen de ventilación) x (frecuencia respiratoria) = (0.500 L) x (12 min-1) = 6 L/min Este es un ejemplo típico.

18.21

Definir ventilación alveolar. La ventilación alveolar es el volumen de aire intercambiado en un minuto en los alveolos pulmonares (para el transporte a las células). De esta manera: Ventilación alveolar = ([volumen de ventilación] - [espacio muerto]) x (frecuencia respiratoria) El espacio muerto se define como el volumen de aire entre la nariz/boca y los alveolos pulmonares, o el espacio que no participa en el intercambio gaseoso. Lo normal es de 150 mi en una persona adulta.

Objetivo M

Describir el transporte de gases entre los pulmones y las células.

Del oxígeno transportado en la sangre, sólo pequeñas cantidades están disueltas en el plasma sanguíneo. Más de 99% es llevado por moléculas de hemoglobina en los eritrocitos (problema 14.9). El bióxido de carbono transportado en la sangre, en su mayor parte, se transforma en iones bicarbonato en los eritrocitos, y estos iones se liberan en el plasma sanguíneo. El bióxido de carbono libre, también está disuelto en el plasma sanguíneo, en las moléculas de hemoglobina y en ciertas proteínas plasmáticas. 18.22

Usar una ecuación para definir la oxigenación de la hemoglobina. La hemoglobina se transforma de desoxihemoglobina (Hb) rojo-azuloso en oxihemoglobina (Hb02) rojo escarlata, de acuerdo con la reacción: Hb + O2

Hb02

Aparato respiratorio

Capítulo 18

18.23

337

¿Qué significa presión parcial? En una mezcla de gases, cada componente ejerce una presión parcial que es proporcional a su concentración en la mezcla. Por ejemplo, cuando el aire tiene 21% de oxígeno, este gas causa 21% de la presión atmosférica. Debido a que 21% de 760 mmHg es igual a 160 mmHg, entonces éste es el valor de la presión parcial del oxígeno (P0 2 ) en el aire atmosférico. De manera similar: PC0 2 = 0.3 mmHg Las presiones parciales del oxígeno y del bióxido de carbono no son las mismas en los alveolos, como lo son en la atmósfera, debido a la alta concentración de bióxido de carbono en la sangre venosa. La presión parcial del bióxido de carbono alveolar es de 101 mmHg y de 40 mmHg a nivel del mar.

18.24

Explicar la difusión respiratoria en términos de las diferencias en las presiones parciales. La diferencia entre la presión parcial en los alveolos y en los capilares pulmonares (PC0 2 = 40), es cerca de 60 mmHg y, por tanto, favorece la difusión del oxígeno desde los alveolos hacia la sangre. Un cálculo similar de las diferencias entre la presión parcial de bióxido de carbono en los capilares pulmonares (PC0 2 = 45) y en los alveolos demuestran un gradiente de 5 mmHg, lo cual favorece la difusión del bióxido de carbono desde la sangre hacia el aire alveolar.

18.25

¿Qué factores precipitan la liberación de oxígeno de la hemoglobina hacia los tejidos corporales? 1. Una disminución de la concentración de oxígeno en el plasma sanguíneo 2. Una reducción del pH sanguíneo (p. ej., un aumento en la concentración de iones hidrógeno) 3. Incremento de la temperatura corporal

Objetivo N

Describir la función del aparato respiratorio en el equilibrio acidobásico del organismo.

La presencia de la enzima anhidrasa carbónica en los eritrocitos causa cerca de 67% de bióxido de carbono sanguíneo, el cual se combina rápidamente con el agua para formar ácido carbónico, mucho de éste se disocia en iones bicarbonato e hidrógeno: C02 + H20 18.26

H 2 C0 3

HC03-+H+

Definir reserva alcalina e intercambio de cloruro. Los iones bicarbonato (HCO3-), los cuales forman la gran parte del sistema amortiguador de la sangre, constituyen la reserva alcalina. Conforme estos iones abandonan los eritrocitos, causan un exceso de carga negativa, la cual se disminuye por la difusión de iones cloruro (C1-) de la sangre hacia las células. Este movimiento de iones cloruro se conoce como intercambio de cloruro.

18.27 Definir acidosis respiratoria y alcalosis respiratoria. La acidosis respiratoria es un proceso en el que existe un pH sanguíneo por debajo de 7.35, y ocurre cuando el bióxido de carbono no se elimina del organismo a una tasa normal; de esta manera se aumenta la presión parcial del bióxido de carbono. Los padecimientos pulmonares o una disminución del estado mental resultante de una hipoventilación pueden ocasionar acidosis respiratoria. La alcalosis respiratoria es un proceso en el que existe un pH por arriba de 7.45, y ocurre cuando el bióxido de carbono se elimina demasiado rápido, de esta manera se reduce la presión parcial de bióxido de carbono vascular. Tanto la hiperventilación o la acción de ciertos medicamentos (como el exceso de ácido acetilsalicílico) que actúan sobre el centro de control respiratorio del cerebro, pueden producir alcalosis respiratoria. Los efectos de la hiperventilación se revierten muy rápidamente cuando la persona respira dentro de una bolsa de papel e inhala el aire espirado, con lo cual se eleva la presión parcial del bióxido de carbono vascular.

Objetivo O Describir la regulación neural y química de la respiración.

Capítulo 18

Aparato respiratorio

338

En la figura 18-10, se muestran las localizaciones de los centros de control respiratorio en el sistema nervioso central (también véase fig. 10-7, cap. 10). El área de la ritmicidad de la médula oblongada está compuesta por centros inspiratorios y espiratorios separados. La médula oblongada también contiene quimiorreceptores relacionados con la respiración (fig. 18-10), así como cuerpos carotídeos en el cuello y cuerpos aórticos en el tórax (fig. 18-11).

HipófisisPuente-" Área neumotáxica Área apnéustica Area de titmicidad Médula oblongada

Cerebelo

Fig. 18-10. Centros de control respiratorio. Cerebra Nervio glosofaríngeo (IX par)

Nervio vago (X par)

Cuerpos carotídeos Arteria carótida común derecha Arteria carótida común izquierda Cuerpos aórticos Arco aórtico

Corazón

Fig. 18-11. Cuerpos carotídeo y aórtico.

18.28 ¿Cómo funcionan los centros respiratorios nerviosos? El área de ritmicidad de la médula oblongada consiste en dos grupos de neuronas entremezclados. Cuando se excita el grupo inspiratorio (vía el centro apnéustico), se envía la señal a los músculos respiratorios para acompañar la inhalación; al mismo tiempo se inhibe el grupo espirador. Después de cerca de dos segundos, se presenta el proceso recíproco; el centro neumotáxico estimula al grupo espiratorio para la exhalación, con la simultánea inhibición del grupo inhalador.

18.29 ¿Cómo funcionan los quimiorreceptores respiratorios? Los quimiorreceptores centrales, ubicados en la superficie de la médula oblongada, responden al aumentar la presión parcial del bióxido de carbono o al disminuir el pH del líquido cefalorraquídeo por el inicio de la creciente inspiración. Los quimiorreceptores en los cuerpos aórtico y carotídeo, reaccionan con una disminución de la presión parcial del bióxido de carbono mediante el inicio de la creciente inhalación.

Capítulo 18

Aparato respiratorio

339

La capacidad del organismo para regular el estado acidobásico es uno de los más elegantes mecanismos homeostásicos que se conocen. Muchos elevan, casi de manera inmediata, el pH causado por la pérdida de ácido (p. ej., a través de las secreciones del vómito estomacal) que resultará en una respiración lenta, en tanto el pH disminuye (posiblemente debido a una cetoacidosis diabética), lo cual promueve la hiperventilación. Por medio de este mecanismo, el organismo es capaz de volver a establecer rápidamente el pH normal.

Términos clínicos clave Anoxia. Grave deficiencia de oxígeno en los tejidos y Organos. La anoxia cerebral resulta en destrucción celular dentro de un lapso de 30 segundos, y en muerte en un tiempo de 5 a 10 minutos. Apnea. Cese temporal de la respiración, la cual puede presentarse después de una hiperventilación. Asfixia. Sofocación. Asma. Padecimiento caracterizado por crisis recurrentes de disnea y jadeo. Puede agravarse por alergenos inhalados, infecciones virales o bacterianas en las vías respiratorias altas, aire frío o ejercicio. Las crisis se originan de la constricción de las vías respiratorias y la inflamación de la mucosa bronquial. Bronquitis aguda. Inflamación de la membrana mucosa, la cual recubre los conductos bronquiales. Las infec¬ ciones virales y bacterianas, el aire contaminado y las alergias pueden ser factores causales o contribu¬ yentes. Bronquitis crónica. Excesiva producción de moco en los conductos bronquiales, lo que conduce a la produc¬ ción de tos, acortamiento de la respiración y daño pulmonar. Puede originarse casi de manera exclusi¬ va por fumar. Disnea. Dificultad en la respiración. Enfisema. Rompimiento de las paredes alveolares, lo cual disminuye el área superficial alveolar y aumenta el tamaño de los espacios distales aéreos que finalizan en las terminales bronquiales. Es una causa fre¬ cuente de muerte entre los fumadores crónicos, y también puede resultar por la inhalación de aire muy contaminado. Epistaxis. Hemorragia nasal. Hiperventilación. Inhalación y exhalación excesivas. Hipo. Contracción espasmódica del diafragma, lo cual ocasiona una rápida e involuntaria inhalación que se detiene por el cierre abrupto de la boca, y se acompaña por un sonido distintivo; también se conoce como hipo o hipar. Labio leporino. Trastorno genético del desarrollo, en el cual los dos lados del labio superior no se fusionan; también se conoce como labio hendido. Laringitis. Inflamación de la laringe. Neumonía. Infección aguda e inflamación de los pulmones, con exudación de líquidos internos, y consolida¬ ción (colapso) del tejido pulmonar.

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Capítulo 18

Paladar hendido. Esta malformación ocurre durante el desarrollo del paladar duro, la cual resulta de una abertura persistente entre las cavidades nasal y oral. Esta malformación puede ser hereditaria o una complicación de alguna enfermedad (p, ej., viruela germánica) contraída por la madre durante el embarazo. Pleuresía. Inflamación de la pleura. Rinitis. Inflamación de la mucosa nasal. Sinusitis. Inflamación de la membrana mucosa de uno u otro de los senos paranasales; por lo general es causada por una infección nasal. Tuberculosis. Padecimiento inflamatorio de los pulmones, causado por el bacilo tuberculoso, en el cual el tejido se caseifica (se torna caseoso) y se ulcera. Esta enfermedad es por lo general contraída por inhalación del aire, estornudo o tosedura de alguna persona con un caso activo.

Ejercicios de repaso Opción múltiple 1. ¿Cuál no es una estructura del aparato respiratorio? (a) faringe, (b) bronquios, (c) laringe, (d) hioides, (e) tráquea. 2. La raíz de la cavidad nasal se forma principalmente por: (a) el paladar duro, (b) la placa cribiforme del hueso etmoides, (c) el cornete superior, (d) el hueso vómer, (e) el hueso esfenoides. 3. Los cartílagos superiores que están unidos a las cuerdas vocales son: (a) los cartílagos tiroideo y aritenoides, (b) los cartílagos tiroideo y cricoides, (c) los cartílagos cuneiforme y cricoides, (d) los cartílagos tiroideo y corniculado. 4. Los vasos pulmonares, nervios y bronquios entran o salen del pulmón en: (a) la cisura cardiaca, (b) el vértice, (c) la cápsula, (d) el hilio, (e) la base. 5. Ni la tráquea ni los bronquios contienen: (a) cartílago hialino, (b) epitelio columnar ciliado, (c) células caliciformes, (d) epitelio escamoso simple. 6. Las amígdalas faríngeas se ubican en: (a) la nasofaringe, (b) la cavidad oral, (c) la cavidad nasal, (d) la orofaringe, (e) la linguofaringe. 7. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa? (a) Las cuerdas vocales relajadas producen sonidos altos. (b) Durante la acción de tragar, la epiglotis se deprime para cubrir la glotis. (c) En el susurro, las cuerdas vocales no vibran. (d) La secreción de testosterona tiene influencia en el desarrollo de la laringe durante la pubertad. 8. La membrana serosa que está en contacto con el pulmón es: (a) la pleura parietal, (b) el mesenterio pulmonar, (c) el peritoneo pulmonar, (d) la pleura visceral.

Capítulo 18

Aparato respiratorio

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9. Mucho del bióxido de carbono se transporta en la sangre como: (a) carboxihemoglobina, (b) bicarbonato, (c) carbaminohemoglobina, (d) bióxido de carbono disuelto. 10. Los quimiorreceptores periféricos están ubicados en: (a) el tejido pulmonar, (b) el puente y la médula oblongada, (c) los cuerpos aórtico y carotídeo, (d) el miocardio. 11. Conforme se produce el bióxido de carbono en los tejidos, se combina con agua en la sangre: (a) formándose ácido carbónico, (b) el ion cloruro entra en la sangre, (c) mucho del bicarbonato del ácido carbónico abandona los eritrocitos en el plasma sanguíneo, (d) todos los anteriores ocurren. 12. Cuando las concentraciones de bióxido de carbono se incrementan: (a) sólo disminuye la frecuencia respiratoria, (b) puede ocurrir acidosis respiratoria, (c) responden los receptores periféricos a la presión,(d) disminuye tanto la frecuencia como la profundidad de la respiración. 13. La cantidad de aire que se mueve hacia adentro y hacia fuera de los pulmones durante la respiración normal en reposo se llama: (a) capacidad vital, (b) volumen de ventilación, (c) volumen residual, (d) volumen vital, (e) volumen inspiratorio. 14. ¿Cuál de las siguientes no es una estructura del pulmón izquierdo? (a) lóbulo superior, (6) cisura cardiaca, (c) lóbulo inferior, (d) lóbulo medial. 15. ¿Cuál combinación de contracción muscular ocasiona la inspiración? (a) intercostales internosdiafragma, (b) diafragma-complejo abdominal, (c) intercostales externos-diafragma, (d) intercostales internos-externos. 16. La cantidad máxima de aire que puede ser espirada después de una inspiración máxima se llama: (a) volumen espiratorio forzado, (b) flujo espiratorio forzado máximo, (c) volumen de ventilación, (d) capacidad vital. 17. Un tensoactivo: (a) reduce la tensión superficial en los alveolos pulmonares, (b) aumenta los valores de la presión parcial de bióxido de carbono sanguínea, (c) es un moco secretado por las células caliciformes, (d) reduce la fricción en la cavidad pleural. 18. Los centros inspiratorio y espiratorio se sitúan: en (a) los pulmones, (b) la médula oblongada, (c) los cuerpos aórtico y carotídeo, (d) el puente. 19. Los factores que determinan la cantidad con la cual se combina el oxígeno con la hemoglobina son: (a) presión parcial de bióxido de carbono en la sangre, (b) temperatura corporal, (c) concentración de iones hidrógeno en la sangre, (d) todas las anteriores. 20. Las células formadas en la pared alveolar que remueven las partículas extrañas de los alveolos pulmonares se llaman: (a) células de Kupffer, (b) reticulocitos pulmonares, (c) células tensoactivas, (d) células macrófagas alveolares. Verdadero o falso 1. El tabique nasal divide a la nariz en cavidad nasal derecha y cavidad nasal izquierda. 2. Las cavidades pleurales cerradas separan las cavidades dentro del tórax. 3. En los pulmones que funcionan de manera normal, la presión intratorácica es siempre mayor que la intrapulmonar.

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Capítulo 18

4. La espiración es por lo general pasiva y ocurre con el cese de las contracciones inspiratorias. 5. Los mecanismos de transporte activo efectúan el intercambio gaseoso entre el sistema circulatorio y el aparato respiratorio. 6. Un aumento o una disminución de la presión parcial del bióxido de carbono siempre se acompaña de un cambio en la concentración plasmática de iones de hidrógeno (pH plasmático). 7. En el aparato respiratorio, el epitelio escamoso simple está restringido a los alveolos pulmonares. 8. Los huesos vómer y esfenoides forman la estructura ósea del tabique nasal. 9. La hiperventilación puede causar que los líquidos corporales se tornen más ácidos. 10. Los conductos auditivos se abren hacia la nasofaringe. 11. Un incremento del pH ocasiona que los quimiorreceptores aumenten la frecuencia y la profundidad de la respiración. 12. La presión parcial de un gas es directamente proporcional a su peso molecular. 13. Un aumento de la temperatura corporal incrementa la capacidad de la hemoglobina para suministrar oxígeno a los tejidos. 14. La liberación de oxígeno de la hemoglobina se llama oxigenación. 15. El volumen respiratorio por minuto es la cantidad total de aire ventilado durante la respiración relajada en un minuto (volumen de ventilación x frecuencia respiratoria). 16. Un aumento en la concentración de oxígeno en el plasma sanguíneo contribuye a la liberación de oxígeno de la hemoglobina hacia los tejidos corporales. 17. Conforme los iones bicarbonato se unen a los eritrocitos, se altera el equilibrio entre los iones cargados positivamente y los iones cargados negativamente, ocasionando un intercambio de cloruro. 18. El aparato respiratorio puede ayudar de manera indirecta a la micción, la defecación y el parto. 19. La laringe contiene nueve cartílagos separados, el más grande de ellos es el cartílago tiroideo. 20. La apnea es la dificultad para respirar. Completar 1. El

parte la cavidad nasal en dos fosas nasales.

2. La paladar suave.

pende de la orofaringe desde el centro del borde posterior del

3. El

es la abertura en la laringe.

4. Los pasajes aéreos se mantienen patentes (abiertos) por el cartílago dentro de las túnicas (paredes) de los órganos tubulares. Histológicamente, estas estructuras de soporte consisten en cartílago

Capítulo 18

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Aparato respiratorio

5. El epitelio alveolar secreta una sustancia tensión superficial dentro de los alveolos pulmonares.

fosfolípida que disminuye la

6. Cada pulmón se localiza en una cavidad visceral. 7. El

húmeda entre las cavidades parietal y es el volumen de aire que entra y sale de

los pulmones durante la respiración normal. 8. La hemoglobina unida a una molécula de oxígeno se llama

.

9. Los quimiorreceptores se encuentran en los cuerpos los cuerpos en el tórax. 10. Una grave reducción de oxígeno en los tejidos se conoce como

en el cuello y

Identificar 1. 2. 3. 4. Carina

5. 6. 7. 8. Bronquiolos terciarios

Relacionar Relacionar los volúmenes de aire respiratorio con los valores indicados con letras mayúsculas en la figura. 1. Capacidad pulmonar total 2. Volumen respiratorio de reserva 3. Capacidad vital 4. Volumen residual 5. Volumen de ventilación Tiempo

6. Volumen inspiratorio de reserva

Aparato respiratorio

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Capítulo 18

Respuestas y explicaciones a los ejercicios de repaso Opción múltiple 1. (d) El hioides es un hueso del sistema esquelético que da apoyo a la laringe y la lengua. 2. (b) La placa cribiforme del hueso etmoides contiene numerosos agujeros para el paso de los nervios olfatorios hacia el bulbo olfatorio. 3. (a) Los pares de cuerdas vocales se encuentran al lado de la glotis del cartílago tiroideo hacia los cartílagos aritenoides. 4. (d) El hilio es una depresión vertical sobre la superficie mediastínica del pulmón, en donde las estructuras entran y salen del pulmón. 5. (d) El epitelio escamoso simple en el aparato respiratorio está restringido por las membranas pleurales y el recubrimiento de los alveolos pulmonares. 6. (a) La nasofaringe es la porción superior de la faringe, en donde las cavidades nasal y oral se juntan. 7. (a) A mayor tensión de las cuerdas vocales, es más rápida la vibración y se alcanza un tono alto. 8. (d) Cada pulmón está cubierto por una pleura visceral. La pared torácica del organismo que rodea a los pulmones está recubierta con la pleura parietal. La cavidad pleural es el espacio entre las dos membranas pleurales. 9. (b) Cerca de 67% de bióxido de carbono se transforma en bicarbonato para su transporte en la sangre. 10. (c) Los quimiorreceptores periféricos (fuera de la médula oblongada), se sitúan en los cuerpos aórtico y carotídeo. 11. (d) Cada paso ocurre como parte del mecanismos en el cual el bióxido de carbono se transporta en la sangre. 12. (b) Con aumento en los valores de bióxido de carbono ocurre la siguiente reacción: C0 2 + H 2 0 H 2 C0 3 HC0 3 - + H+. Conforme se aumenta la presión, el incremento de la concentración de iones hidrógeno puede conducir a acidosis si no se libera el bióxido de carbono de los pulmones. 13. (b) El volumen de ventilación es cercano a 500 ml, y es la cantidad de aire que se mueve hacia adentro y hacia fuera de los pulmones durante la respiración normal. 14. (d) El pulmón izquierdo sólo tiene un lóbulo superior y uno inferior. El pulmón derecho tiene lóbulos superior, medio e inferior. 15. (c) La contracción del diafragma y de los músculos intercostales externos expande la cavidad torácica, ocasionando una respiración profunda. 16. (d) La capacidad vital es la máxima cantidad de aire que puede ser exhalada de manera forzada. Es la suma del volumen de ventilación, el volumen inspiratorio de reserva y el volumen espiratorio de reserva. 17. (a) Una sustancia tensoactiva es un fosfolípido secretado por las células septales que disminuyen la tensión superficial en el alveolo pulmonar. 18. (b) Los centros básicos de ritmicidad están en la médula oblongada. Sin embargo, existen otros centros en el puente que regulan de manera indirecta los centros en la médula oblongada. 19. (d) Algunos factores que influyen en la cantidad de bióxido de carbono que se une a la hemoglobina, aseguran un adecuado suministro de oxígeno hacia las células tisulares. 20. (d) Los macrófagos alveolares (células para los desechos) remueven partículas extrañas de los alveolos pulmonares. Verdadero o falso 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.

Falso; el tabique nasal divide la cavidad nasal en fosa nasal derecha e izquierda Verdadero Falso; la presión intratorácica es menor que la presión intrapulmonar Verdadero Falso; el intercambio gaseoso toma lugar por mecanismos de difusión Verdadero Falso; las membranas pleurales están compuestas de epitelio escamoso simple Falso; el hueso vómer y el hueso etmoides forman la estructura ósea del tabique nasal Falso; la hiperventilación puede ocasionar que los líquidos corporales se tornen más alcalinos debido a la remoción de grandes cantidades de bióxido de carbono Verdadero Verdadero Falso; la presión parcial de un gas es directamente proporcional a su concentración Verdadero Falso; desoxihemoglobina Verdadero Falso; una disminución en la concentración de oxígeno del plasma sanguíneo, aumentará la liberación de oxígeno de la hemoglobina hacia los tejidos corporales

Aparato respiratorio

Capítulo 18

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17. Falso; como los iones bicarbonato abandonan los eritrocitos, existe una disminución en la carga negativa, la cual es vuelta a establecer por la difusión de iones cloruro dentro de los eritrocitos 18. Verdadero 19. Verdadero 20. Falso; la apnea es el cese temporal de la respiración Completar 1. 2. 3. 4. 5.

tabique nasal úvula glotis hialino tensoactiva

6. pleural 7. volumen ventilatorio 8. oxihemoglobina 9. carotídeos, aórticos 10. anoxia

Identificar 1. 2. 3. 4.

Tráquea Bronquio izquierdo primario Bronquios secundarios Bronquios segmentales

Relacionar 1. (A) 2. (D) 3. (E)

4. (F) 5. (B) 6. (C)

5. 6. 7. 8.

Bronquiolos Vasos pulmonares Capilares pulmonares Saco alveolar

19

Aparato digestivo Objetivo A

Definir digestión como un proceso mecánico y químico. El alimento que se ingiere se utiliza en el ámbito celular durante reacciones químicas que implican la síntesis de proteínas, carbohidratos, hormonas y enzimas, así como en la división celular, el crecimiento y la reparación, y en la producción de calor. Para que las células lo utilicen, la mayor parte del alimento primero debe reducirse de manera mecánica y química en formas que puedan absorberse a través de la pared intestinal y transportarse hacia las células por la sangre.

19.1

Definir como proceso mecánico o químico o ambos: ingestión, masticación, deglución, peristalsis, absorción y defecación. Ingestión. Llevar los alimentos hacia las vías gastrointestinales (GI) a través de la boca (proceso mecánico). Masticación. Movimientos masticatorios para pulverizar el alimento (proceso mecánico) y mezclarlo con la saliva (acción salival, proceso químico). Deglución. Tragado del alimento (proceso mecánico). Peristalsis. Contracciones rítmicas de tipo ondulatorio que movilizan el alimento a través de las vías gastrointestinales (proceso mecánico). Absorción. Paso de las moléculas de alimento a través de la mucosa del intestino delgado en dirección a los sistemas circulatorio y linfático para que se distribuyan a las células (procesos mecánico y químico). Defecación. Descargas de desechos no digeribles, llamados heces, desde las vías gastrointestinales (proceso mecánico).

Objetivo B

Describir la organización estructural y funcional del aparato digestivo.

El aparato digestivo puede dividirse en vías gastrointestinales tubulares (vías digestivas) y Organos digestivos accesorios (fig. 19-1). Las vías gastrointestinales de una persona adulta miden cerca de 9 m de longitud y se prolongan desde la cavidad oral (boca) hasta el ano. Las regiones u Organos de las vías gastrointestinales incluyen: cavidad oral (también llamada cavidad bucal), faringe, esófago, estómago e intestinos delgado y grueso. El recto y el conducto anal se localizan en la porción terminal del intestino grueso. Los Organos digestivos acceso¬ rios son dientes, lengua, glándulas salivales, hígado, vesícula biliar y páncreas. Desde el punto de vista clínico, "las vías gastrointestinales bajas" se refieren a esófago y estó¬ mago, en tanto que las vías gastrointestinales bajas son los intestinos delgado y grueso. Por ejemplo, cuando un médico solicita radiografía de las vías gastrointestinales superiores de un paciente, se administra a éste un material radioopaco por vía oral (por lo general, sulfato de bario); después se aplican rayos X en esófago y estómago. Es necesario esperar a que el sulfato de bario descienda hasta el intestino delgado para obtener una radiografía de esta parte de las vías gastrointestinales bajas. Si se requiere radiografía del intestino grueso, se aplica enema de bario al paciente. 346

Capítulo 19

347

Aparato digestivo

Glándula parótida Lengua Glándula sublingual

Diente

Glándula submandlbular

Faringe

Esófago

Hígado •

Estómago

Vesícula biliar Páncreas

Duodeno

Intestino grueso

Intestino delgado

Conducto anal

Recto

Fig. 19-1. Aparato digestivo.

19.2

Distinguir los términos viscera e intestinos. Aunque por lo general el término visceras se utiliza para hacer referencia a los Organos abdominales de la digestión, en la actualidad se aplica a todos los Organos torácicos y abdominales. El término intestinos se refiere a las vías gastrointestinales en desarrollo.

19.3

¿Cuáles son las funciones básicas de los Organos o regiones del aparato digestivo? (cuadro 19-1).

Cuadro 19-1 Órganos o regiones

Funciones

Cavidad oral

Ingestión de alimentos; los tritura y mezcla con la saliva (masticación); inicia la digestión de carbohidratos; forma el bolo (masa de alimento); traga el bolo (deglución)

Faringe

Recibe el bolo de la cavidad oral; continúa automáticamente la deglución del bolo hacia el esófago

Esófago

Transporta el bolo al estómago mediante peristalsis; el esfínter esofágico restringe el flujo inverso del alimento

Estómago

Recibe el bolo del esófago; mezcla el bolo con el jugo gástrico para formar el quimo; inicia la digestión de las proteínas; lleva a cabo una absorción limitada; moviliza el quimo hacia el duodeno e impide el flujo inverso (continúa)

Aparato digestivo

348

Capítulo 19

Cuadro 19-1 (continuación)

19.4

Organos o regiones

Funciones

Intestino delgado

Recibe el quimo del estómago, junto con la bilis del hígado y el jugo pancreático del páncreas; descompone de manera química y mecánica el quimo; absorbe nutrimentos; transporta los desechos mediante peristalsis hacia el intestino grueso; impide el flujo inverso de desechos intestinales desde el intestino grueso

Intestino grueso

Recibe del intestino los desechos no asimilados; absorbe agua y electrólitos; forma y almacena las heces v expulsa el material fecal a través de la defecación

¿Cuál de los siguientes proporciona nutrimentos? (a) bolo, (b) quimo, (c) heces. (b) quimo. El bolo y las heces son materiales de alimentos no asimilados en las vías gastrointestinales, pero difieren en la localización y en la consistencia. Un bolo es una masa de alimento que se deglute y que pasa desde la cavidad oral hasta el estómago. El alimento y los líquidos en el estómago se convierten en un material pastoso llamado quimo, que se traslada al intestino delgado. El quimo se mezcla de manera mecánica y se altera químicamente; esto hace que los nutrimentos se absorban en el torrente sanguíneo intestinal o en los capilares linfáticos. El quimo no digerido llega al intestino grueso en donde se mezcla en una masa seca más sólida llamada heces. El agua, los electrólitos y la vitamina K se absorben a través de la mucosa del intestino grueso conforme se forman las heces; éstas se eliminan de las vías gastrointestinales durante la defecación.

Objetivo C Detallar la estructura de las membranas serosas relacionadas con la cavidad abdominal y las visceras (ver problemas 1.25 a1.21 y figs. 1-17, cap. 1, y 19-2) Una membrana sero sa es una membrana de tejido epitelial y conectivo que recubre las cavidades orgánicas y cubre los órganos viscerales dentro de estas cavidades. También secreta un líquido seroso lubricante. En algunas ocasiones, cuando cubre un órgano visceral, se llama serosa. Las membranas serosas dentro de la cavidad abdominal se conocen específicamente como peritoneo. El peritoneo parietal recubre la pared de la cavidad abdominal; se une posteriormente para formar el mesenterio de doble capa que soporta las vías gastrointestinales inferiores. El peritoneo se prolonga alrededor de las visceras abdominales como peritoneo visceral. Las prolongaciones del peritoneo parietal tienen funciones específicas. El ligamento falciforme une el hígado con el diafragma y la pared abdominal anterior. El epiplón menor se extiende entre el hígado y la curvatura menor del estómago. El epiplón mayor se extiende desde la curvatura mayor del estómago hasta el colon transverso, y así forma una estructura parecida a un delantal sobre el intestino delgado. El epiplón almacena grasa, amortigua o protege órganos viscerales, soporta ganglios linfáticos y protege contra la diseminación de una infección. 19.5

Definir mesenterio y mesocolon. Como se mencionó en los fundamentos del Objetivo C, el mesenterio es un pliegue doble del peritoneo que da soporte a los intestinos. Tiene una porción específica, el mesocolon (fig. 19-2), que sostiene el intestino grueso y sin embargo permite los movimientos peristálticos digestivos. Asimismo, debido a su estructura de pliegues dobles, encierra los vasos y nervios que van y vienen de los intestinos.

Capítulo 19

349

Aparato digestivo

Epiplón menor Hígado -

Vesícula biliar

Estómago

Colon descendente

Colon transverso Epiplón . mayor

Intestino delgado

Colon ascendente

Colon sigmoides

(a)

(b)

Epiplón menor

Hígado Riñón Estómago Páncreas Colon transverso

Yeyuno

Duodeno Epiplón mayor

. Mesocolon

Yeyuno

Mesenterio

Ileon Peritoneo visceral

Vagina

(c)

(d)

Fig. 19-2. Membranas serosas de la cavidad abdominal. (a) Apariencia intacta del epiplón mayor que cubre las visceras abdominales; (b) visceras abdominales sin incluir al epiplón mayor; (c) mesenterio con epiplón elevado; (d) vista sagital de visceras y membranas serosas.

19.6

Distinguir las cavidades abdominal y peritoneal. La cavidad abdominal es el espacio dentro de los límites de la pared abdominal. La cavidad peritoneal es el espacio entre las porciones parietal y visceral del peritoneo. La mayoría de las visceras abdominales (problema 1.20) se localiza en ambas cavidades; algunas, como los Organos retroperitoneales, se ubican sólo en la cavidad abdominal.

La cavidad peritoneal húmeda es un medio aséptico.La peritonitis es la inflamación del perito¬ neo ocasionada por contaminación bacteriana de la cavidad peritoneal. La entrada de agentes patógenos puede deberse a traumatismo (como una herida punzocortante), rotura de un Organo visceral (como el apéndice), embarazo ectópico o contaminación durante una cirugía. La peritonitis no tratada por lo general es fatal.

Capítulo 19

Aparato digestivo

350

Objetivo D

Identificar las túnicas básicas de las vías gastrointestinales. Las cuatro túnicas (capas histológicas) de las vías gastrointestinales se resumen en el cua¬ dro 19-2 y se ilustran en la figura 19-3.

Cuadro 19-2. Túnicas de las vías gastrointestinales Localizarían y estructura

Túnica

Función

Mucosa

Túnica más interna que bordea la luz de las vías gastrointestinales; epitelio columnar simple con células caliciformes

Secreción y absorción

Submucosa

Túnica por debajo de la mucosa; altamente vascular y con inervaciones autónomas

Absorción de nutrimentos y líquidos en los capilares

Muscular

Túnica por debajo de la submucosa; capas circulares y longitudinales de músculo liso; modificada en ciertos sitios por los esfínteres y las válvulas

Contracciones segmentarias y peristalsis

Adventicia

Túnica más externa cubierta por el peritoneo visceral (serosa); tejido conectivo liso

Unión y protección

Vellosidad Músculo de la mucosa Submucosa

Mesenterio Serosa

Músculo circular Músculo longitudinal

Fig. 19-3. Túnicas del intestino delgado.

19.7

Describir la inervación autónoma de las vías gastrointestinales inferiores. El plexo submucoso o plexo de Meissner proporciona inervación autónoma a la mucosa muscular (una capa delgada de músculo liso de la túnica mucosa). El plexo mientérico o plexo de Auerbach, localizado entre las capas musculares longitudinal y circular de la túnica muscular, proporciona la inervación principal de las vías gastrointestinales e incluye fibras y ganglios de las divisiones autónomas simpática y parasimpática.

Objetivo E Describir la anatomía de la cavidad oral, la faringe y el esófago, y señalar los fenómenos digestivos que se llevan a cabo en estas regiones de las vías gastrointestinales. La cavidad oral (boca) o cavidad bucal está formada por labios, mejillas, paladar duro y paladar blando (fig. 19-4), y funciona como receptáculo de alimentos; también inicia la digestión a través de la masticación con los dientes, participa en el proceso de deglución y forma las palabras al hablar. La faringe, que se encuentra en la parte posterior de la cavidad oral, es un pasaje común de los aparatos respiratorio y digestivo. El esófago transporta alimentos y líquidos desde la faringe hasta el estómago.

Capítulo 19

351

Aparato digestivo

Cavidad nasal

Paladar blando Paladar duro Uvula

Labio superior Cavidad oral

Amígdala palatina

Lengua

Epiglotis

Hueso hioides

Fig. 19-4. Cavidad oral, faringe y esófago vistos en sección sagital de la cabeza.

19.8

¿Cuál de los siguientes no es uno de los cuatro tipos básicos de dientes? (a) incisivos, (b) caninos, (c) premolares, (d) muelas del juicio, (e) molares. (d). Las muelas del juicio son los terceros molares. Si brotan, por lo general lo hacen entre los 17 y 25 años de edad. A continuación se listan los dientes que se presentan en los maxilares superior o inferior; su ubicación puede observarse en la figura 6-8, capítulo 6. Incisivos. Son cuatro superiores y cuatro inferiores en forma de cincel que se localizan en la parte más anterior, y están adaptados para cortar y separar los alimentos. Caninos. Son dos superiores y dos inferiores en forma de cono (colmillos) y están adaptados para sostener y desgarrar alimentos. Premolares. Existen cuatro superiores y cuatro inferiores (bicúspides) con cúspides desiguales que están adaptados para comprimir y moler los alimentos. Molares. Existen seis superiores y seis inferiores (de éstos, los cuatro más posteriores son las "muelas del juicio"); están adaptados para comprimir y moler los alimentos. El brote de las "muelas del juicio" a través de las encías, cuando sucede, por lo general se observa hacia el final de la adolescencia o al inicio de la segunda década de edad. Sin embargo, existen grandes variaciones en el tiempo de erupción. Un diente impactado es aquel que no brota a través de la encía y se gira, desplaza o inclina. Una "muela del juicio" impactada es muy común porque cuando llega el momento de emerger la mandíbula ya está formada y los demás dientes están en su lugar. Un diente impactado ocasiona dolor y a veces se infecta, por lo cual el tratamiento usual es la extracción.

19.9

Definir heterodoncia y difiodoncia La heterodoncia se refiere a la diferenciación de los dientes para diversas tareas (problema 19.8). La difiodoncia es el desarrollo de dos conjuntos de dientes durante la vida; en los seres humanos brotan 20 dientes deciduos o dientes de leche (en niños pequeños) y 32 dientes permanentes.

19.10

Esquematizar un diente típico y establecer las funciones de las estructuras principales. La corona expuesta de un diente está cubierta con esmalte protector (fig. 19-5). La cúspide del diente es la superficie de masticación de la corona. La dentina proporciona soporte estructural al diente; rodea la pulpa que contiene nervios y

Aparato digestivo

352

Capítulo 19

vasos sanguíneos y linfáticos. Una capa delgada de cemento fija el diente al ligamento periodontal que bordea un alveolo del diente llamado alveolo dental. En cada una de las raíces un canal radicular para el paso de vasos y nervios está en contacto con la cavidad de la pulpa a través de un agujero apical. La encía o gingiva es la cubierta carnosa sobre la mandíbula y el maxilar; a través de ella el diente brota en la cavidad oral. Cúspide Esmalte Dentina

Corona —

Encía (gingiva) Cavidad de la pulpa Cuello — Cemento Canal radicular Hueso Raíz Ligamento periodontal Alveolo dental Agujero apical

Fig. 19-5. Estructura de un diente. 19.11

¿En dónde se localizan las glándulas salivales y qué funciones tiene la saliva? Los tres pares de glándulas salivales producen en conjunto entre 1 000 y 1 400 ml de saliva al día en respuesta a la estimulación parasimpática. La saliva limpia los dientes, inicia la digestión de los carbohidratos a través de la acción de la amilasa (cuadro 9-5), ayuda a formar el bolo, lubrica la cavidad oral y la faringe, y disuelve los agentes químicos de los alimentos para que puedan saborearse. La localización de las glándulas salivales se muestra en la figura 19-6. Las características de las glándulas se resumen en el cuadro 19-3. Conducto parotídeo

Glándula parótida

- Músculo masetero

Glándula submaxilar Conducto sublingual Conducto submaxilar

Fig. 19-6. Glándulas salivales y sus conductos. 19.12

¿Cuáles son las funciones de la lengua? La lengua mueve el alimento alrededor de la boca durante el proceso de masticación y ayuda a la deglución; sus movimientos también limpian los dientes. Asimismo, es en extremo importante para la formación de sonidos al hablar. Las papilas gustativas (fig. 12-1, cap. 12) situadas a lo largo de la superficie de la lengua ocasionan la secreción de saliva como respuesta a los agentes químicos de los alimentos (sabores) y también reaccionan, en menor grado, al flujo del jugo gástrico (problema 19.17).

Capítulo 19

353

Aparato digestivo

Cuadro 19-3. Glándulas salivales Glándula salival

Localización

Conducto salival

Entrada en la cavidad oral

Tipo de secreción

Glándula parótida

Anteroinferior a la aurícula del oído; subcutánea sobre el músculo masetero

Conducto parotídeo

Lateral al segundo molar

Líquido seroso acuoso que contiene sales y enzimas

Glándula submaxilar

Inferior a la base de la lengua

Conducto submandibular

En la papila, lateral al frenillo de la lengua

Líquido seroso acuoso que contiene algo de moco

Glándula sublingual

Anterior a la glándula submaxilar bajo la lengua

Algunos conductos sublinguales pequeños

Con un conducto submandibular

Principalmente espeso, moco fibroso que contiene sales y enzimas

19.13

Describir la localización y estructura del paladar El paladar es el techo de la cavidad oral, que consta en la parte anterior del paladar duro óseo y en la parte posterior del paladar blando. Los rebordes transversos, llamados en conjunto paladar rugoso, se encuentran a lo largo de las mucosas del paladar duro, en donde funcionan como bandas de fricción en las que se coloca la lengua durante la deglución. La úvula está suspendida del paladar blando. En el momento de la deglución, el paladar blando y la úvula se elevan y con ello se cierra la nasofaringe y se evita que los alimentos y los líquidos penetren en la cavidad nasal.

19.14

Distinguir entre faringe y esófago. La faringe infundibuliforme es un pasaje de más o menos 13 cm de longitud que conecta las cavidades nasal y oral con el esófago y la tráquea (fig. 19-1). Sirve al aparato digestivo (con el paso del alimento y de líquidos) y al aparato respiratorio (con el paso del aire). El esófago (fig. 19-1) es la porción de las vías gastrointestinales superiores que une la faringe con el estómago. Mide alrededor de 25 cm de longitud y se localiza por detrás de la tráquea en el tórax. El tercio superior del esófago contiene músculo esquelético; el tercio medio, músculo esquelético y liso, y el tercio inferior sólo músculo liso.

19.15

¿La deglución es voluntaria o involuntaria? Sólo la primera fase de la deglución (tragado) es voluntaria. Esto incluye la masticación del alimento y la formación del bolo que es empujado contra el paladar blando mediante la elevación de la lengua. La segunda fase, el reflejo involuntario de deglución, inicia cuando se estimulan los receptores sensoriales de la faringe. Durante esta fase, la úvula se eleva para sellar la cavidad nasal; el hueso hioides y la laringe también se alzan y así se reduce la posibilidad de que los alimentos o los líquidos penetren en la tráquea, mientras que el esófago se abre. Durante la tercera fase, el bolo o los líquidos entran en el esófago y se trasladan al estómago por medio de peristalsis.

La acalasia es un trastorno en que la porción inferior del esófago (esfínter gastroesofágico) no se relaja. Los síntomas incluyen disfagia y dolor subesternal. Cuando el paciente se recuesta, puede haber regurgitación del alimento hacia la faringe. Las causas de la acalasia incluyen estimulación parasimpática anormal, estrés emocional o exceso de secreción gástrica. Después de excluir la posibilidad de angina, las opciones de tratamiento son la cirugía o la dilatación con sonda con globo.

Capítulo 19

Aparato digestivo

354

Objetivo F

Describir la estructura y función del estómago.

El cardias (fig. 19-7) es la región estrecha superior, inmediatamente por debajo del es¬ fínter gastroesofágico (esofágico inferior); el fondo es la porción en forma de domo situa¬ da a la izquierda; el cuerpo es la porción central más grande, y el píloro es la porción terminal infundibuliforme que contiene el esfínter pilórico. El margen convexo lateral del estómago se llama curvatura mayor y el margen cóncavo medial se conoce como curvatura menor. Las funciones del estómago son: almacenar alimento conforme éste se mezcla mecánicamente con secreciones gástricas (problema 19.17) para formar quimo; iniciar la digestión de proteínas; llevar a cabo una limitada absorción, y movilizar el quimo hacia el intestino delgado. Además, el pH bajo del jugo gástrico (de casi 2.0) ayuda a eliminar bacterias ingeridas junto con los alimentos o los líquidos. La pared mucosa es bastante permeable para permitir alguna absorción (p. ej., el alcohol se absorbe con rapidez a través de la mucosa estomacal).

Cardias Esófago Fondo

- Cuerpo

Músculo longitudinal Duodeno

Curvatura menor Músculo circular

Músculo oblicuo

Curvatura mayor Esfínter pilórico

Rugosidades gástricas Píloro

Fig. 19-7. Estómago. Las túnicas están separadas en franjas para exponer las rugosidades gástricas que bordean la luz del estómago.

19.16

Explicar las especializaciones de las túnicas del estómago Además de las capas musculares longitudinal y circular (fig. 19-7) de la túnica muscular, el estómago tiene una capa oblicua. Estas capas de músculo liso posibilitan los movimientos de mezclado durante la formación del quimo. La túnica mucosa tiene dobleces o pliegues llamados rugosidades gástricas que permiten la distensión (estiramiento); también posee glándulas gástricas (fig. 19-8) que contienen varios tipos de células secretoras (cuadro 19-4).

19.17

¿Qué es el jugo gástrico? El jugo gástrico es la combinación de productos de secreción de la mucosa, en especial de las células principales, parietales y cromafines o argentafines (cuadro 19-4). Las hormonas secretadas por las células G hacia el torrente sanguíneo no forman parte del jugo gástrico.

Aparato digestivo

Capítulo 19

355 Criptas gástricas

- Mucosa

Submucosa

Cripta gástrica Células mucosas

Fig. 19-8. Criptas gástricas y glándulas gástricas de la mucosa.

Cuadro 19-4. Productos de la secreción del estómago Componente

19.18

Fuente

Función

Acido clorhídrico (HC1)

Células parietales

Acido fuerte para eliminar agentes patógenos; conversión de pepsinógeno en pepsina

Pepsinógeno

Células principales

Forma inactiva de la pepsina

Pepsina

Formada del pepsinógeno en presencia de HC1

Enzima desdobladora de proteínas

Moco

Células caliciformes

Recubrimiento de mucosa protectora, viscosa y alcalina

Factor intrínseco

Células parietales

Ayuda a la absorción de la vitamina B12

Serotonina e histamina

Células argentafines o cromafines

Reguladores autocrinos

Gastrina

Células G

Estimula la secreción de HC1 y pepsina

Describir las fases de la secreción gástrica. Fase cefálica. Los impulsos parasimpáticos en los nervios vagos inician la secreción de 50 a 150 ml de jugo gástrico en respuesta a la visión, el gusto, el olfato o incluso ciertos pensamientos. Fase gástrica. La distensión de la túnica mucosa inducida por los alimentos, junto con la descomposición química de las proteínas estimulan la liberación de gastrina (cuadro 19-4). Fase intestinal. El quimo que entra en el duodeno estimula la liberación de gastrina, la cual a su vez conduce a la producción de pequeñas cantidades adicionales de jugo gástrico.

Aparato digestivo

356

Capítulo 19

El vómito es la respuesta refleja de vaciamiento del estómago a través del esófago, la faringe y la cavidad oral. Es una reacción protectora para evitar la entrada de materiales tóxicos o irritantes en las vías gastrointestinales inferiores. Los estímulos en las vías gastrointestinales, en especial en el duodeno, pueden activar el centro del vómito en la médula oblongada del tallo encefálico, como olores nauseabundos, luces, movimientos de mareo o estrés corporal. Ciertos fármacos llamados eméticos también pueden estimular el reflejo de vómito. Las úlceras pépticas son erosiones de las mucosas del estómago (úlceras gástricas) o del duodeno (úlceras duodenales) producidas por la acción del ácido clorhídrico (HC1). La secreción excesiva de ácido gástrico en relación con el grado de protección proporcionado por la barrera mucosa del duodeno da lugar a úlceras duodenales. Sin embargo, las úlceras gástricas pueden no deberse a secreción excesiva de ácido, sino a mecanismos que reducen las barreras de la mucosa gástrica para una autodigestión. La bacteria Helicobacter pylori que reside en las vías gastrointestinales contribuye a debilitar las barreras mucosas; de hecho, los antibióticos que eliminan esta infección han mostrado su utilidad en el tratamiento de las úlceras pépticas. 19.19

Comparar las actividades de los esfínteres gastroesofágico y pilórico. El esfínter gastroesofágico (esfínter esofágico inferior) se encuentra en la unión del esófago y el estómago. Es una porción especializada de la capa circular de la túnica muscular que se estrecha después de que los alimentos y los líquidos pasan al estómago. Sin embargo, no es un esfínter verdadero debido a que durante el vómito reflejo se abre para permitir el flujo de la materia regurgitada al esófago en dirección a la cavidad oral. El esfínter pilórico se ubica en la parte terminal del estómago y también constituye una especialización de la capa circular de la túnica muscular. Asimismo, regula el movimiento del quimo hacia el duodeno. Por lo general bloquea el regreso del quimo al estómago; pero el vómito prolongado y vigoroso en extremo puede ocasionar su abertura forzada y permitir de ese modo la regurgitación de bilis.

Objetivo G

Identificar las regiones del intestino delgado y analizar el proceso de absorción de alimentos.

El intestino delgado es la región de las vías gastrointestinales situada entre el estómago y el intestino grueso (fig. 19-9). Tiene aproximadamente 3 m de longitud y 2.5 cm de ancho, pero mide casi el doble en un cadáver con la pared muscular relajada. Excepto por la primera parte, el intestino delgado se sostiene por el mesenterio. Con base en su estructura histológica y su función, se divide en duodeno, yeyuno e íleon; recibe el quimo del estómago, y las secreciones biliares y pancreáticas del hígado y del páncreas, respectivamente. En el intestino delgado se descompone el quimo y se absorben los nutrimentos, mientras que el resto del material no asimilado se traslada al intestino grueso. 19.20

¿Cómo pueden distinguirse las tres regiones del intestino delgado? El duodeno, en forma de C, mide 25 cm desde el esfínter pilórico del estómago hasta el ángulo duodenoyeyunal (fig. 1910). Recibe secreciones biliares desde hígado y vesícula biliar a través del colédoco, y secreciones pancreáticas a través el conducto pancreático. En la submucosa del duodeno hay numerosas glándulas duodenales secretoras de moco (de Brunner). El yeyuno de 1 m se extiende desde el duodeno hasta el íleon. Se caracteriza por pliegues profundos llamados pliegues circulares en mucosa y submucosa (problema 19.21 y fig. 19-9). El íleon de 2 m se une con el ciego del intestino delgado en la válvula ileocecal. Posee agregados abundantes de ganglios linfáticos mesentéricos (placas de Peyer; fig. 17-3).

Capítulo 19

Aparato digestivo

357

Estómago Duodeno

Angulo duodenoyeyunal Raíz del mesenterio

Colon ascendente

Yeyuno

Ciego

Apéndice

Ileon

Fig. 19-9. Intestino delgado.

Ligamento falciforme

Lóbulo izquierdo del hígado

Lóbulo derecho del hígado

Colédoco Conducto cístico Ligamento redondo Vesícula biliar

Estómago

Colédoco Conductos pancreáticos Esfínter pilórico Duodeno

Páncreas

Angulo duodenoyeyunal

Fig. 19-10. Duodeno y estructuras relacionadas.

19.21

¿Qué modificaciones estructurales del intestino delgado facilitan la absorción? Los pliegues circulares (fig. 19-9) aumentan el área de absorción. Estos pliegues a su vez están cubiertos por numerosas proyecciones de la mucosa en forma de dedos y se conocen como vellosidades. Cada una de éstas (fig. 19-11) contiene una red capilar, músculo liso y un vaso linfático especializado que se denomina quilífero. La absorción se lleva a cabo conforme las moléculas de alimento entran en los vasos diminutos de las vellosidades a través de microvellosidades; éstas son microproyecciones de la superficie libre de las células que recubren las vellosidades. En las bases de las vellosidades hay glándulas intestinales (o criptas de Lieberkühn) que secretan enzimas digestivas.

Aparato digestivo

358

Capítulo 19

Mucosa

Plexo capilar

Conducto quilífero

Arteriola

Vénula

Fig. 19-11. Vellosidad.

19.22

Describir los movimientos del intestino delgado. Las contracciones de los músculos longitudinal y circular de la túnica muscular producen tres tipos de movimientos diferentes. Segmentaciones rítmicas. Movimientos de mezclado que ocurren a velocidad de 12 a 16 por minuto en las regiones que contienen el quimo. Estos movimientos mezclan el quimo con los jugos digestivos y lo ponen en contacto con las vellosidades. Movimientos pendulares. Son contracciones que generan movimientos de tipo ondulatorio, primero en una dirección y después en otra inversa. Estos movimientos sirven también para mezclar el quimo. Peristalsis. Son contracciones rítmicas de los músculos lisos que ocurren a velocidad de 15 a 18 por minuto. Estos movimientos empujan el quimo a través del intestino delgado.

19.23

Listar las enzimas digestivas secretadas por las glándulas intestinales, y describir sus acciones (cuadro 19-5). Cuadro 19-5. Enzimas intestinales y sus acciones Enzima

Objetivo H

Acción

Peptidasa

Convierte proteínas en aminoácidos

Sucrasa (maltasa y lactasa)

Convierte disacáridos en monosacáridos

Lipasa

Convierte grasas en ácidos grasos y glicerol

Amilasa

Convierte almidón y glucógeno en disacáridos

Nucleasa

Convierte ácidos nucleicos en nucleótidos

Enterocinasa

Activa la pepsina secretada del páncreas

Describir el intestino grueso y analizar sus funciones.

El intestino grueso es la región de las vías gastrointestinales que se extiende desde su unión con el intestino delgado, en la válvula ileocecal, hasta el ano (fig. 19-12). Mide más o menos 1.5 m de longitud y 6.5 cm de diámetro. Desde el punto de vista estructural se divide en ciego, colon, recto y conducto anal. Además de absorber agua, electrólitos y pequeñas cantidades de vitamina K, tiene una función menor en la digestión. Su función principal es formar, almacenar y expulsar las heces fecales de las vías gastrointestinales.

Aparato digestivo

Capítulo 19

Angulo hepático

Colon transverso

359

Angulo esplénlco

Colon descendente

Mesocolon

Clntillas longitudinales del colon

Colon ascendente íleon

Apéndice epiploico

Colon sigmoides Válvula ileocecal Apéndice

Colon anal

Fig. 19-12. Intestino grueso.

19.24 ¿Qué es el ciego? El ciego, que se asemeja a una bolsa dilatada, es la primera porción del intestino grueso (fig. 19-12). Recibe quimo a través de la válvula ileocecal, un pliegue de la mucosa en la unión de los intestinos delgado y grueso que impide el flujo inverso de ese material.

19.25 ¿El apéndice tiene una función digestiva? No. El apéndice es una estructura de 8 cm, en forma de dedo, que se une en el margen inframedial del ciego (fig. 19-12). Tiene un tejido linfático abundante, el cual puede servir para resistir una infección.

19.26 ¿Cuáles son las cuatro porciones del colon? El colon consta de porciones ascendente, transversa, descendente y sigmoidea (fig. 19-12). El colon ascendente se extiende hacia arriba desde el ciego hasta la altura del hígado, en donde se inclina súbitamente hacia la izquierda en el ángulo hepático {ángulo cólico derecho) y de manera transversal cruza la cavidad peritoneal superior como colon transverso. Aquí, otra inclinación en ángulo recto llamada ángulo esplénico {ángulo cólico izquierdo) marca el inicio del colon descendente. En la región pélvica, el colon describe un ángulo medial en una curvatura con forma de S conocida como colon sigmoides.

19.27 Describir la porción terminal del intestino grueso. El recto es la parte terminal del intestino grueso que mide 20 cm; sus últimos 2 a 3 cm constituyen el conducto anal (fig. 19-13). Los pliegues en la mucosa del conducto anal se conocen como columnas anales y permiten la distensión durante la defecación. El ano es la abertura externa del conducto anal. El esfínter anal interno (de tejido muscular liso) y el esfínter anal externo (de tejido muscular esquelético) resguardan al ano.

La colitis es la ulceración del recubrimiento mucoso del colon, en especial en las porciones descendente y sigmoidea. Los síntomas incluyen diarrea (heces con sangre y moco), pérdida del apetito, náusea y sensibilidad abdominal. Entre otras causas están las micobacterias, los virus o la alergia a los productos lácteos. El tratamiento de la colitis incluye evitar productos lácteos, nueces, ciertas frutas y administrar antiinflamatorios. En casos de colitis grave, puede requerirse de procedimientos quirúrgicos.

Aparato digestivo

360

Capítulo 19

Recto

Músculo elevador del ano

Vasos hemorroidales

Conducto anal

Músculo del esfínter anal externo

Columnas anales Músculo longitudinal counido

Ano

Músculo del esfínter anal interno

Fig. 19-13. Conducto anal.

19.28

Describir las túnicas del intestino grueso. La mucosa y la submucosa del intestino grueso carecen de pliegues, pero tienen saculaciones o haustras en toda su longitud (fig. 19-12). La túnica muscular consta de bandas longitudinales de músculo liso llamadas cintillas longitudinales del colon. En la túnica adventicia, se encuentran unas bolsas llenas de grasa unidas de manera superficial a las cintillas longitudinales del colon; son los apéndices epiploicos.

19.29

¿Los movimientos del intestino grueso son iguales a los del intestino delgado? Sólo los movimientos peristálticos del colon se parecen a los del intestino delgado, aunque por lo general son más lentos (3 a 12 por minuto). La haustra de remoción es la contracción de una haustra por estímulo de las túnicas distendidas. El movimiento de la masa (dos a tres veces al día después de los alimentos) es un movimiento notorio de la materia fecal producido por contracción de las cintillas longitudinales del colon.

19.30

¿Cómo reaccionan las vías gastrointestinales a la estimulación parasimpatica y simpática? La estimulación parasimpatica de las vías gastrointestinales y los Organos digestivos por lo general aumenta la actividad digestiva; en especial, la secreción glandular y el movimiento muscular autónomo. La estimulación simpática inhibe la actividad digestiva; por ello, el estrés excesivo y prolongado (estimulación simpática) puede originar disfunción gastrointestinal.

La diarrea prolongada es un cuadro grave, en especial en niños y ancianos. La deshidratación y la pérdida de electrólitos constituyen un problema inmediato. Los brotes de cólera se acompa¬ ñan de diarrea que pone en peligro la vida. La toxina del cólera estimula la secreción de grandes cantidades de electrólitos (sodio, cloro y bicarbonato) y líquidos en las vías gastrointestinales. La pérdida de estos elementos esenciales para el organismo, causa cambios homeostaticos que condu¬ cen a la muerte en un periodo de horas o de algunos días. El tratamiento de pacientes con cólera incluye la administración de solución salina y glucosada. Objetivo I

Describir la localización, estructura y funciones del hígado y la vesícula biliar.

Aparato digestivo

Capítulo 19

361

El hígado es pardo-rojizo y está situado bajo el diafragma, en la región epigástrica y en el hipocondrio derecho de la cavidad abdominal. Pesa 1.7 kg en una persona adulta, y es el órgano visceral más grande. El ligamento falciforme separa el lóbulo derecho del lóbulo izquierdo (fig. 19-14). El lóbulo caudado se localiza cerca de la vena cava inferior y el lóbulo cuadrado se encuentra entre el lóbulo izquierdo y la vesícula biliar. La porta del hígado es la concavidad en la superficie inferior en donde entran en el hígado la arteria hepática, vena porta hepática, linfáticos y nervios, y en donde salen los conductos hepáticos.

Lóbulo izquierdo

Ligamento falciforme

Lóbulo derecho -

Ligamento redondo Lóbulo cuadrado Conductos hepáticos

Vesícula biliar -

Colédoco

Conducto cístico -

Fig. 19-14. Hígado y vesícula biliar.

El ligamento redondo (ligamento redondo del hígado) se extiende desde el ligamento falci¬ forme (fig. 19-14) hasta el ombligo. Es el remanente de la vena umbilical del feto que trans¬ portó sangre oxigenada desde la placenta. Al nacer, la vena umbilical se colapsa y se convier¬ te en ligamento de soporte del hígado. 19.31

Definir y describir un lóbulo del hígado. Un lóbulo del hígado consta de placas hepáticas que son una a dos células gruesas (fig. 19-15). Los hepatocitos son las células esenciales de las placas hepáticas; éstas se hallan separadas una de otra por grandes espacios capilares llamados sinusoides. Las células fagocíticas de Kupffer recubren los sinusoides. En el centro de cada uno de los lóbulos hepáticos se halla la vena central, y en la periferia están las ramas de la vena porta hepática y de la arteria hepática. Estos vasos se abren hacia los sinusoides. Debido a la estructura de las placas de los lóbulos del hígado, cada hepatocito está en contacto directo con la sangre. Los hepatocitos producen bilis y la secretan hacia canales delgados llamados canalículos biliares que se localizan en cada placa hepática. La bilis drena hacia la periferia de las placas hepáticas en dirección a los conductos biliares; éstos a su vez la drenan en los conductos hepáticos que la llevan lejos del hígado. La bilis y la sangre no se mezclan en los lóbulos hepáticos debido a que la primera viaja desde las placas hepáticas hasta la periferia y la segunda se traslada en dirección opuesta a través de los sinusoides hasta la vena central.

19.32

¿Cuáles son las funciones del hígado? Los lóbulos hepáticos son las estructuras funcionales del hígado. Llevan a cabo numerosas funciones, entre ellas: síntesis, almacenamiento y liberación de vitaminas y glucógeno; síntesis de proteínas sanguíneas; fagocitosis de eritrocitos y leucocitos ya utilizados, así como de ciertas bacterias; eliminación de compuestos tóxicos, y producción de bilis.

Aparato digestivo

362

Capítulo 19 Rama de la vena porta . Rama de la arteria hepática

Vena central Canalículos biliares

Sinusoides Conducto biliar Lámina hepática

Fig. 19-15. Lóbulo del hígado.

19.33

¿Qué significa el doble suministro de sangre al hígado? La arteria hepática lleva sangre oxigenada hacia el hígado a través de la vena porta hepática (fig. 16-5) y conduce sangre con nutrimentos desde las visceras abdominales. La sangre arterial y la venosa se mezclan en los sinusoides del hígado (pasajes diminutos recubiertos de endotelio en los lóbulos hepáticos), en donde las células hepáticas extraen el oxígeno, la mayoría de los nutrimentos y ciertas sustancias tóxicas. Cuando otras células del organismo requieren nutrimentos, éstos regresan hacia la circulación venosa sanguínea vía las venas hepáticas que drenan en la vena cava inferior.

19.34

Describir la vesícula biliar y explicar la función de la bilis. La vesícula biliar es un Organo similar a un saco que está unido a la superficie inferior del hígado (fig. 19-14). La mucosa que recubre la luz de la vesícula biliar está plegada en rugosidades similares a las del estómago, lo cual permite una capacidad de almacenamiento más o menos de 30 a 50 ml. La función de la vesícula biliar es almacenar bilis y concentrarla. La bilis se produce continuamente en el hígado y se drena a través de los conductos hepáticos y biliares hacia el duodeno. Cuando el intestino delgado está desprovisto de alimentos, el esfínter de la ampolla (de Oddi) se estrecha, y la bilis es empujada a lo largo del conducto cístico hasta la vesícula biliar para su almacenamiento. Cuando pasa alimento del estómago hacia el duodeno, y bajo la influencia de la colecistocinina (cuadro 13-4), el esfínter de la ampolla se relaja y la bilis se mezcla con el quimo. La bilis contribuye a la digestión mediante la emulsificación de las grasas neutras y la absorción de ácidos grasos, colesterol y ciertas vitaminas. Los ácidos grasos se absorben en los vasos quilíferos de las vellosidades (fig. 19-11) y en el sistema linfático.

La ictericia es una decoloración amarillenta de piel, mucosas y esclerótica de los ojos; se pro¬ duce por altas concentraciones sanguíneas de bilirrubina libre o conjugada. Es un síntoma de muchos trastornos, entre ellos, padecimientos hepáticos (como hepatitis), obstrucciones de los conductos biliares (como los producidos por cálculos biliares) y algunas anemias. Debido a que la bilirrubina se deriva del grupo hem, las elevadas concentraciones anormales de este pigmento pue¬ den deberse a índice alto de destrucción de eritrocitos. En recién nacidos, la ictericia es común y por lo general carece de importancia; sin embargo, en algunos casos indica problemas hepáticos o de la médula ósea. Objetivo J

Examinar la función del páncreas en la digestión.

Capítulo 19

363

Aparato digestivo

El páncreas yace horizontalmente a lo largo de la pared abdominal posterior, junto a la curvatura mayor del estómago (fig. 19-16). La función endocrina del páncreas, que involucra los islotes del páncreas, se menciona en el problema 13.27; la función exocrina (de interés en este capítulo) se analiza en los problemas 19.35 y 19.36. El páncreas mide cerca de 125 cm de longitud. Tiene una cabeza expandida que se localiza en la curvatura del duodeno, un cuerpo situado de manera central y una cola en estrechamiento que se prolonga hasta el bazo. El jugo pancreático, producido en las células acinares, drena en el conducto pancreático, que a su vez se vacía en el duodeno justo en la papila duodenal.

Colédoco

Conducto pancreático

Duodeno

Cola del páncreas

Cuerpo del páncreas - Cabeza del páncreas Conducto hepatopancreátlco Papila duodenal

Fig. 19-16. Páncreas.

19.35

¿Qué enzimas digestivas contiene el jugo pancreático? Además de la amilasa, lipasa y nucleasa, el jugo pancreático contiene tres peptidasas (tripsina, quimotripsina y carboxipeptidasa) que convierten las proteínas en aminoácidos (cuadro 19-5).

19.36

Describir la regulación de la secreción pancreática exocrina La secretina (cuadro 13-5) del duodeno estimula la liberación del jugo pancreático que contiene algunas enzimas digestivas, pero con concentración alta de iones bicarbonato. La colecistocinina de la mucosa intestinal estimula la liberación del jugo pancreático que tiene concentración alta de enzimas digestivas.

Términos clínicos clave Anorexia nerviosa. Trastorno psicológico que se caracteriza por incapacidad o rechazo para alimentarse, lo cual desemboca en pérdida extrema de peso. Apendicitis. Inflamación del apéndice; éste es propenso a infecciones y por ello la apendicitis es una de las urgencias quirúrgicas más comunes. Boca de trincheras (gingivitis necrosante ulcerosa). Infección bacteriana contagiosa que produce inflama¬ ción, ulceración y tumefacción del piso de la boca. Por lo general se adquiere por contacto directo mediante el beso de una persona infectada. Puede tratarse con penicilina y otros medicamentos.

364

Aparato digestivo

Capítulo 19

Bulimia. Síndrome de conducta de "ingestión-vómito" en que el sobreconsumo incontrolable de alimento precede al vómito causado o al uso excesivo de laxantes. Caries dental. Proceso de cariación que implica la desintegración gradual del esmalte y la dentina. Se produce por ciertas bacterias, dieta inapropiada, higiene inadecuada o dientes agrupados o desiguales. Cirrosis. Trastorno en que los hepatocitos normales (células hepáticas) se reemplazan por tejido conectivo y ello ocasiona bloqueo de sinusoides. Puede originarse por hepatitis, alcohol o desnutrición. Colelitiasis. Presencia o formación de cálculos biliares. La colelitotomía es la eliminación quirúrgica de los cálculos biliares situados en la vesícula biliar. Colostomía. Creación quirúrgica de una abertura excretora artificial en la pared abdominal anterior. Se corta el colon y se lleva a la superficie de la piel. Cuando el recto se ha seccionado debido a un proceso canceroso, el estoma (abertura creada mediante colostomía) proporciona una salida fecal permanente. Diarrea. Defecación frecuente de heces no formadas o líquidas. Las causas son variadas e incluyen estrés físico o emocional, alimentos en mal estado, ciertas enfermedades y parásitos o bacterias intestinales. Diverticulitis. Inflamación de un divertículo, un saco o bolsa lateral anormal del colon. Enfermedades periodontales. Término colectivo que se aplica a trastornos caracterizados por degeneración de las encías, alveolos de los dientes y estructuras relacionadas. Enteritis. Inflamación de la mucosa intestinal, comúnmente llamada "gripe intestinal". Los síntomas son calambres, náusea y diarrea. Puede ser de origen viral o alimentario. Estreñimiento. Trastorno en que las heces se retienen por un periodo más largo de lo normal; la defecación es poco frecuente o difícil. Fibrosis quística. Padecimiento hereditario de las glándulas exocrinas, en particular del páncreas. Las secreciones pancreáticas son demasiado gruesas para drenar con facilidad; esto ocasiona que los conductos se inflamen y estimulen la formación de tejido conectivo, lo cual ocluye los pasajes de drenado. Gingivitis. Inflamación de las encías. Puede deberse a higiene inapropiada, dentaduras pobremente adecuadas, dieta inadecuada o ciertas infecciones corporales. Halitosis. Olor ofensivo del aliento debido a caries dental, ciertas enfermedades o ingestión de ciertos alimentos o consumo de tabaco. Hemorroides. Venas varicosas de recto y ano. Hepatitis. Inflamación del hígado. Por lo general es de origen viral, aunque también puede deberse a protozoarios, bacterias o absorción de ciertos materiales tóxicos. Parotiditis ("paperas"). Enfermedad viral contagiosa que da lugar a inflamación de parótidas y otras glándulas salivales. Es un padecimiento particularmente grave en varones adultos porque puede causar inflamación testicular y esterilidad. Peritonitis. Inflamación del peritoneo. Piorrea. Descarga de pus de las bases dentales en la línea de las encías.

Capítulo 19

Aparato digestivo

365

Ulcera gástrica. Llaga o lesión abierta de la mucosa gástrica (del estómago). El desarrollo de estas úlceras se relaciona con ciertos alimentos y fármacos, alcohol, café, acido acetilsalicílico y estimulación excesiva de los nervios vagos debido a estrés. Ulcera péptica. Lesiones en forma de cráteres que se desarrollan en la mucosa de las vías gastrointestinales, en áreas expuestas al jugo gástrico.

Ejercicios de repaso Opción múltiple 1. Si se hiciera una incisión en el intestino delgado para eliminar una obstrucción, ¿cuál túnica se cortaría primero? (a) muscular, (b) mucosa, (c) submucosa, (d) adventicia. 2. El ángulo hepático del intestino grueso se encuentra entre (a) el colon transverso y el colon descendente, (b) el ciego y el colon ascendente, (c) el colon ascendente y el colon transverso, (d) el colon descendente y el recto, (e) el colon descendente y el colon sigmoides. 3. Es probable que la obstrucción del colédoco producida por cálculos biliares afecte la digestión de (a) carbohidratos, (b) grasas, (c) proteínas, (d) ácidos nucleicos, (e) ninguna de las anteriores. 4. La formación de cálculos biliares se conoce como (a) ictericia, (b) cirrosis, (c) hepatitis, (d) colelitiasis. 5. ¿Cuál de las siguientes no es una función de la saliva? (a) iniciar la digestión de las proteínas, (b) ayudar a la limpieza de los dientes, (c) lubricar la faringe, (d) ayudar en la formación del bolo. 6. La peristalsis moviliza el material alimenticio (a) sólo en estómago e intestino delgado, (b) sólo en intestinos, (c) sólo en estómago e intestinos, (d) desde la faringe hasta el conducto anal. 7. Un tumor gastrointestinal que afecta los pliegues circulares y las vellosidades podría interferir con (a) la deglución, (b) la absorción, (c) la peristalsis, (d) la defecación, (e) la emulsificación. 8. El epiplón mayor no participa en (a) secreción de enzimas, (b) soporte y amortiguamiento de visceras, (c) almacenamiento de lípidos, (d) protección contra la diseminación de infecciones. 9. La mayoría de las enzimas que participan en la digestión de proteínas (a) se secreta por el páncreas, (b) se activa por el ácido clorhídrico, (c) se encuentra en el estómago, (d) se secreta en forma inactiva, (e) se estimula por la enterocinasa. 10. La porción terminal del intestino delgado es (a) el íleon, (b) el ciego, (c) el duodeno, (d) el yeyuno, (e) el colon. 11. El intestino grueso carece de (a) células caliciformes, (b) apéndices epiploicos, (c) pliegues circulares, (d) haustras. 12. ¿Cuál de las siguientes no es una hormona gastrointestinal principal? (a) adrenalina, (b) secretina, (c) gastrina, (d) colecistocinina. 13. El conjunto de dientes permanentes contiene (a) 20 dientes, (b) 30 dientes, (c) 32 dientes, (d) 24 dientes. 14. Los dientes adaptados para cortar los alimentos son los (a) premolares, (b) caninos, (c) incisivos, (d) molares.

Aparato digestivo

366

Capítulo 19

15. Un paciente sometido a gastrectomía (escisión del estómago) puede padecer (a) cirrosis, (b) anemia perniciosa, (c) úlcera gástrica, (d) incapacidad para digerir grasas, (e) incapacidad para digerir proteínas. 16. La amilasa en la saliva inicia la digestión de (a) lípidos, (b) proteínas, (c) carbohidratos, (d) grasas. 17. El jugo pancreático contiene una enzima que desdobla las proteínas y se llama (a) tripsina, (b) cimógeno, (c) pepsina, {d) amilasa, (e) nucleasa. 18. La secretina es una hormona que (a) estimula la liberación de jugo pancreático, (b) convierte el tripsinógeno en tripsina, (c) activa la quimotripsina, (d) inhibe la acción de la lipasa pancreática. 19. ¿Cuál de los conductos siguientes no se relaciona con el aparato digestivo? (a) conducto cístico, (b) conducto parotídeo, (c) conducto pancreático, (d) conducto hepático, (d) conducto lagrimal. 20. El mal funcionamiento de las células parietales en las glándulas gástricas podría conducir a producción reducida ¿de cuál de los dos siguientes? (a) moco, (b) pepsinógeno, (c) pepsina, (d) ácido clorhídrico, (e) factor intrínseco. 21. La parte del estómago que se une con el esófago en el esfínter gastroesofágico es (a.) el fondo, (b) el cardias, (c) el píloro, (d) el cuerpo, (e) la curvatura menor. 22. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones respecto de las placas hepáticas es falsa? (a) Cada una sólo tiene una o dos capas celulares gruesas. (b) Se consideran unidades funcionales del hígado. (c) Un sinusoide separa las placas hepáticas contiguas. (d) La sangre arterial y la sangre venosa porta se mezclan dentro de los sinusoides. (e) La bilis fluye a través de los sinusoides de las placas hepáticas. 23. El intestino delgado se sostiene de la pared abdominal posterior por (a) el mesenterio, (b) el ligamento falciforme, (c) el epiplón mayor, (d) el epiplón menor, (e) el peritoneo visceral. 24. La glándula salival que se localiza en frente y ligeramente por debajo de la aurícula del oído es (a) la glándula bucal, (b) la glándula parótida, (c) la glándula submandibular, (d) la glándula sublingual. 25. La úvula es (a) una estructura que resguarda la laringe, (b) una estructura que se proyecta a la luz del intestino delgado, (c) una extensión carnosa del paladar blando, (d) una amígdala dentro de la cavidad oral, (e) un ala de la válvula ileocecal. Verdadero o falso 1. La función principal del aparato digestivo es preparar los alimentos para su utilización celular. 2. Las vías gastrointestinales tienen inervación simpática y parasimpática. 3. Los impulsos parasimpáticos en las vías gastrointestinales disminuyen la actividad peristáltica. 4. La lengua es una masa de músculos lisos cubiertos por una mucosa epitelial.

Aparato digestivo

Capítulo 19

367

5. La ictericia es un padecimiento del hígado. 6. El jugo pancreático es secretado en las células acinares del páncreas. 7. El ligamento falciforme une hígado y diafragma. 8. El factor intrínseco es necesario para la absorción normal de aminoácidos en el intestino delgado. 9. El bazo es un órgano digestivo accesorio. 10. La deglución es el proceso por medio del cual la bilis descompone los glóbulos de grasa en gotitas pequeñas. 11. El tejido primario de las membranas perifoneales es epitelio escamoso simple. 12. Las rugosidades intestinales son pliegues de la mucosa del intestino delgado que aumentan bastante el área de superficie de absorción. 13. La elevación de la úvula evita la entrada de alimentos o líquidos en la tráquea. 14. El mesenterio es una membrana peritoneal de doble pliegue que sostiene al hígado. 15. La cirrosis es un padecimiento crónico del hígado en que el tejido fibroso reemplaza las células hepáticas funcionales.

Completar 1. El cubre los órganos viscerales. 2. El

es

la

parte

es la membrana serosa que recubre la pared de la cavidad abdominal y

específica

del

mesenterio

que

sostiene

al

intestino

grueso.

3. Los alimentos y los líquidos en el estómago se consolidan en una materia pastosa llamada 4. La

se refiere a la diferenciación de lns dientes para tareas específicas.

del intestino delgado son sitios en donde se 5. Los capilares dentro de la absorben nutrimentos y líquidos hacia el sistema circulatorio.

6. Una sistema linfático.

contiene un vaso quilífero para la absorción de grasa y linfa hacia el

7. La inervación autónoma de las vías gastrointestinales es a través del plexo a la mucosa muscular y del

8. El ligamento

plexo

a la túnica muscular.

une el cemento del diente al alveolo dental.

9. Las placas hepáticas dentro del lóbulo hepático están separadas unas de otras por espacios llamados hepáticos, los cuales permiten el paso de la sangre. 10. La

del duodeno estimula la liberación de jugo pancreático.

Aparato digestivo

368

Capítulo 19

Identificar Identifique las estructuras indicadas en la figura de la derecha. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Relacionar 1. Gastrina

(a) emulsiona grasas

2. Bilis

(b) convierte el pepsinógeno en pepsina

3. Peptidasa

(c) convierte las proteínas en aminoácidos

4. Sucrasa

(d) estimula la secreción de ácido clorhídrico y pepsina

5. Nucleasa

(e) convierte las grasas en ácidos grasos y glicerol

6. Acido clorhídrico

(f) convierte los disacáridos en monosacáridos

7. Amilasa

(g) activa la tripsina secretada por el páncreas

8. Enterocinasa

(h) convierte los ácidos nucleicos en nucleótidos

9. Lipasa

(i) convierte el almidón y el glucógeno en disacáridos

Respuestas y explicaciones a los ejercicios de repaso 1. (d) Las cuatro túnicas básicas (capas) de las vías gastrointestinales desde las más externas a las más internas son la adventicia, muscular, submucosa y mucosa. La túnica mucosa rodea la luz de las vías gastrointestinales. 2. (c) El colon ascendente se prolonga de manera superior hasta la altura del hígado, en donde se inclina súbitamente hacia la izquierda en el ángulo hepático (cólico derecho). 3. (b) Al llegar al duodeno a través del colédoco, la bilis es esencial para la emulsificación (descomposición de gotas grandes en partículas pequeñas) de grasas y la absorción de ácidos grasos, colesterol y ciertas vitaminas. 4. (d) Los cálculos biliares afectan al año a 20% de las personas mayores de 65 años de edad en Estados Unidos. La extirpación de cálculos biliares se conoce como colelitotomía.

Capítulo 19

Aparato digestivo

369

5. (a) La enzima digestiva amilasa contenida en la saliva inicia la digestión de los carbohidratos. 6. (d) Las contracciones autónomas de peristalsis movilizan el alimento a través de todas las regiones de las vías gastrointestinales. 7. (b) Los pliegues circulares, las vellosidades y las microvellosidades son características estructurales del intestino delgado que aumentan el área de absorción. 8. (a) El epiplón mayor forma una estructura similar a un delantal sobre los intestinos. No secreta enzimas; pero almacena grasas, amortigua órganos viscerales, da apoyo a ganglios linfáticos y los protege contra la diseminación de infecciones. 9. (d) La mayoría de las enzimas que participan en la digestión de las proteínas se secreta en una forma inactiva y se activa por el ácido clorhídrico. 10. (a) El íleon es la última región del intestino delgado; se localiza entre el yeyuno y la válvula ileocecal. 11. (c) Los pliegues circulares aumentan el área de absorción del intestino delgado. 12. (a) La adrenalina es una hormona secretada por la médula suprarrenal durante la estimulación simpática. 13. (c) La dentición humana incluye 20 dientes deciduos (en niños pequeños) y 32 dientes permanentes (en el adulto). 14. (c) Los cuatro incisivos superiores y los cuatro inferiores tienen forma de cincel y están adaptados para cortar y separar los alimentos como al morder una manzana. 15. (b) Después de una gastrectomía se pierden células parietales que secretan factor intrínseco; éste se requiere para la absorción intestinal de la vitamina B12, que a su vez es necesaria para la producción de eritrocitos. En ausencia de factor intrínseco, se desarrolla anemia perniciosa. 16. (c) La amilasa, secretada en la saliva, inicia la digestión de carbohidratos 17. (a) El jugo pancreático contiene tripsina junto con otras peptidasas (quimotripsina y carboxipeptidasa). 18. (a) La secretina estimula la liberación del jugo pancreático, que es rico en bicarbonato. 19. (e) El conducto lagrimal drena el líquido lagrimal (lágrimas) sobre la superficie del ojo. 20. (d) y (e) Las células parietales del estómago secretan ácido clorhídrico y factor intrínseco. 21. (b) El cardias es la región superior estrecha del estómago, inmediatamente por debajo del esfínter gastroesofágico (esofágico inferior o cardiaco). 22. (e) La bilis fluye a través de los canalículos biliares de las placas hepáticas hacia los conductos biliares. 23. (a) El mesenterio es una membrana de doble capa que da soporte a los intestinos. 24. (b) La glándula parótida es la más grande de las tres glándulas salivales; se encuentra sobre el músculo masetero, de manera anterior a la aurícula del oído. 25. (c) La úvula es la estructura colgante en la parte posterior del paladar blando; se eleva durante la deglución y así bloquea la nasofaringe. Verdadero o falso 1. 2. 3. 4. 5.

6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

Verdadero Verdadero Falso; la división simpática del sistema nervioso autónomo aumenta la actividad peristáltica Falso; la lengua es una masa de músculo esquelético Falso; la ictericia es un síntoma de algunos estados anormales en que hay exceso de bilirrubina en los líquidos o tejidos del organismo (p. ej., enfermedad hepática, descomposición excesiva de eritrocitos, bloqueo del conducto biliar) Verdadero Verdadero Falso; el factor intrínseco es necesario para la absorción de vitamina B12 Falso; el bazo se compone de tejido linfoide y se considera un órgano del sistema linfático Falso; la deglución es el mecanismo de tragar; la emulsificación es la descomposición de glóbulos de grasa en gotas pequeñas Verdadero Falso; los pliegues en el intestino delgado se llaman pliegues circulares Falso; la elevación de la úvula impide que los alimentos penetren en la nasofaringe Falso; el mesenterio da soporte a las vías gastrointestinales bajas Verdadero

Aparato digestivo

370

Completar 1. 2. 3. 4. 5.

peritoneo mesocolon quimo heterodoncia mucosa

6. 7. 8. 9. 10.

vellosidad submucoso, mientérico periodontal sinusoides secretina

Identificar 1. Cardias 2. Fondo 3. Curvatura mayor

4. Rugosidades gástricas 5. Píloro 6. Esfínter pilórico

Relacionar 1. (d) 2. (a) 3. (c) 4. (f) 5. (h)

6. 7. 8. 9.

(b) (i) (g) (e)

Capítulo 19

Metabolismo, nutrición y regulación de la temperatura Objetivo A

20

Definir metabolismo y nutrimentos.

Los alimentos primero se digieren, después se absorben y por último se metabolizan. El me¬ tabolismo se refiere a todas las reacciones químicas del organismo, y tiene dos aspectos: catabolismo, que es el proceso de descomposición (p. ej., la glucólisis, en la cual la glucosa se descompone en productos y energía), y anabolismo, que es el proceso de elaboración (p. ej., la biosíntesis de proteínas en que los aminoácidos se reúnen para formar una proteína). En términos de energía, el metabolismo puede considerarse un equilibrio entre el catabolismo que pro¬ porciona energía (almacenada en trifosfato de adenosina) y el anabolismo que requiere de energía. 20.1

¿Qué son los nutrimentos? Las sustancias químicas de los alimentos que entran en el metabolismo se conocen como nutrimentos. Estos se clasifican en carbohidratos, lípidos (grasas), proteínas, vitaminas, minerales y agua.

Todos los procesos orgánicos en que se requiere o se proporciona energía se clasifican como procesos metabólicos. Todas las reacciones metabólicas dentro del organismo, ya sean anabólicas o catabólicas, se catalizan por medio de enzimas. El número de enzimas que el organismo usa en estos procesos es tan grande que aún no ha podido calcularse. Sin embargo, la carencia o el mal funcionamiento de incluso alguna de estas enzimas a veces puede impedir que el organismo mantenga la homeostasis. Objetivo B

Describir los acontecimientos principales en el metabolismo de carbohidratos.

La dieta promedio del ser humano se compone en gran medida de carbohidratos polisacáridos y disacáridos. Cuando se digieren, estas moléculas se descomponen en monosacáridos, glucosa, fructosa y galactosa. Además, a través de algunas reacciones bioquímicas, el híga¬ do convierte la fructosa y la galactosa en glucosa. Por tanto, al final, todos los carbohidratos que entran en el organismo se catabolizan como glucosa. La ecuación para el metabolismo de la glucosa en la vía aeróbica es: C6HI206 + 60 2 glucosa

oxígeno

6C0 2 + 6H 2 0 + energía (36 o 38 ATP) bióxido de carbono

agua

trifosfato de adenosina

La glucosa es la molécula a partir de la cual se forma la molécula de energía del organismo (trifosfato de adenosina). En la figura 20-1 se esquematiza la forma en que se usa la molécula de glucosa para producir 36 o 38 moléculas de trifosfato de adenosina. 20.2

¿Qué sucede cuándo el oxígeno no está presente durante la glucólisis? En ausencia de oxígeno, el metabolismo anaeróbico de la glucosa (glucólisis) se realiza para satisfacer las necesidades de energía corporal. La ecuación para el metabolismo de la glucosa en la vía aeróbica es:

CH1206 glucosa

2C 3 H 3 0 3 o C 3 H 6 0 3 + energía (2 ATP) ácido pirúvico ácido láctico

371

trifosfato de adenosina

372

Metabolismo, nutrición y regulación de la temperatura

Capítulo 20

La glucólisis es mucho más rápida que la vía aeróbica, pero sólo puede aportar dos moléculas de trifosfato de adenosina por cada molécula de glucosa, y genera ácido láctico como un derivado. El ácido láctico a su vez produce fatiga temprana e incluso daño tisular; esto se debe a que los ejercicios anaeróbicos (como las carreras de velocidad y levantamiento de pesas) sólo se llevan a cabo durante periodos cortos sin descanso.

Glucosa

Glucólisis (10 pasos) glucosa •

ácido pirúvico

2ATP

Acetil-CoA Cadena de transporte de electrones

32 0 34 ATP

Ciclo de Krebs (nueve pasos)

2ATP

Fig. 20-1. Producción aeróbica de trifosfato de adenosina (ATP). Acetil-CoA = acetilcoenzima A.

20.3

¿La glucosa penetra y sale con rapidez de las células corporales? No. Se requiere de insulina para el movimiento rápido de la glucosa en la mayoría de las células del organismo. Al entrar en la célula, la glucosa se combina con un grupo fosfato y esta fosforilación sirve para capturar la molécula de glucosa en la célula. Algunos tipos de células (hepáticas, del túbulo renal, del epitelio intestinal) contienen fosfatasa, la cual eliminael grupo fosfato y, en consecuencia, permite que la molécula de glucosa salga de la célula.

20.4

¿Cuál es la función del oxígeno en los procesos metabólicos? La función primaria del oxígeno es aceptar electrones en el último paso de la cadena de transporte de electrones durante la producción aeróbica de trifosfato de adenosina. Un átomo de oxígeno o la mitad de la molécula de oxígeno (la mitad de O2) acepta dos electrones y después los combina con hidrógeno para formar agua (H2O). Cuando el O2 no está disponible para aceptar electrones, ya no es posible la fosforilación oxidativa y la célula debe depender en su lugar del metabolismo anaeróbico para la formación de trifosfato de adenosina. El oxígeno es necesario cuando el catabolismo de la glucosa se completa vía el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones; pero la glucólisis puede ocurrir bajo condiciones aeróbicas (como durante el ejercicio extenuante).

20.5

¿En qué partes de la célula tiene lugar el catabolismo de la glucosa? Los 10 pasos de la glucólisis, cada uno de ellos mediado por diferentes enzimas, tienen lugar en el citoplasma de la célula (problema 3.5). El ciclo de Krebs (nueve pasos, ocho enzimas; también llamado ciclo del ácido cítrico o del ácido tricarboxílico) y la cadena de transporte de electrones, correspondientes a las reacciones de oxidorreducción, se llevan a ' cabo en las mitocondrias.

20.6

¿Toda la energía liberada durante el metabolismo de la glucosa se utiliza para formar trifosfato de adenosina? No. El trifosfato de adenosina captura por lo menos la mitad (cerca de 40%) de la energía liberada; el equilibrio se emite como calor.

Capítulo 20

20.7

373

Metabolismo, nutrición y regulación de la temperatura

¿Toda la glucosa que entra en las células del organismo se cataboliza de inmediato para formar energía y calor? No. De acuerdo con las demandas de energía, una porción superflua de las moléculas de glucosa que entran en ciertos tipos de células se reúnen en cadenas moleculares llamadas glucógeno. La conversión de glucosa en glucógeno (glucogénesis) es favorecida por la hormona pancreática insulina (cap. 13, Objetivo J). Cuando el organismo requiere de energía, el glucógeno almacenado en células de hígado y músculos se descompone y la glucosa se libera hacia la sangre. Este proceso inverso, glucogenólisis, se estimula por la hormona pancreática glucagon (cap. 13, Objetivo J) y por las hormonas suprarrenales: adrenalina y noradrenalina (cuadro 13-3, cap. 13).

La supercompensación de glucógeno muscular o "carga de carbohidratos" implica te¬ ner una dieta rica en carbohidratos para maximizar las concentraciones de glucógeno muscular; de ese modo, los atletas pueden aumentar su resistencia. El método clásico de carga de carbohidratos es: (1) agotar las reservas de glucógeno con ejercicios pesa¬ dos; (2) ingerir alimentos ricos en proteínas y grasas, pero bajos en carbohidratos du¬ rante tres días; (3) realizar ejercicio de nuevo; (4) ingerir comidas con 90% de carbohidratos, y (5) llevar a cabo ejercicio. Por medio de este régimen de ejercicios y dieta, el organismo agota sus reservas de glucógeno a tal extremo que, cuando se reemplazan, se obtienen en concentraciones altas. 20.8

¿Puede formarse glucosa a partir de fuentes que no sean carbohidratos? Sí. Las moléculas de proteína y lípidos pueden convertirse en glucosa; el proceso se conoce como gluconeogénesis. Existen cinco hormonas que estimulan la gluconeogénesis (cap. 13): cortisol, tiroxina, glucagon, hormona de crecimiento y adrenalina (o noradrenalina).

Objetivo C

Describir los acontecimientos principales del metabolismo de lípidos.

Los lípidos (principalmente las grasas) siguen en segundo lugar después de los carbohidratos como una fuente de energía para la síntesis de trifosfato de adenosina. Existe un aumento en la utilización de las grasas cuando la concentración de carbohidratos es baja. Las grasas participan en la elaboración de muchas estructuras celulares (p. ej., las membranas), y el colesterol es un precursor en la síntesis de hormonas sexuales, corticosteroides y sales biliares. El metabolismo de los lípidos se esquematiza en la figura 20-2.

Grasas corporales (trlacilgliceroles)

Glucosa

Colesterol Glucólisis (3-fosfato de gliceraldehído)

Lipogénesis Glicerol

Ácidos grasos

Lipogénesis Oxidación beta

Lipogénesis Aminoácidos

Acetil-CoA

Ciclo de Krebs

Fig. 20-2. Metabolismo de lípidos.

Cetogénesis Cuerpos cetónicos

20.9

Capítulo 20

Metabolismo, nutrición y regulación de la temperatura

374

¿Qué sucede cuando la ingestión total de alimentos, ya sea carbohidratos, proteínas y grasas, excede las necesidades del organismo? El exceso (de una porción no siempre de grasa) se convierte en grasa y se almacena en adipocitos (células adiposas). Estos se localizan en el tejido conectivo subcutáneo y en el tejido profundo de sostén de visceras, mesenterio y epiplón mayor. Antes de penetrar en las células adiposas, las grasas se hidrolizan en glicerol y ácidos grasos por la lipopwteinlipasa, la cual se encuentra en el endotelio capilar; una vez que entran en las células adiposas, el glicerol y los ácidos grasos se recombinan en grasas (técnicamente en triacilgliceroles; fig. 2-8, cap.2).

20.10 Analizar la oxidación beta y la lipogénesis como procesos inversos. Cuando los triacilgliceroles almacenados se catabolizan, para obtener energía o realizar la síntesis de nuevos nutrimentos, los componentes del glicerol se convierten enfosfogliceraldehído (PGAL); éste entra en la vía glucolítica y se utiliza para la producción de energía o la síntesis de glucosa. Los componentes restantes de los ácidos grasos experimentan descomposición paso a paso de la cadena de ácido graso. Los fragmentos de dos carbonos de cada cadena se separan en serie como moléculas de acetilcoenzima A (acetil-CoA). Esta descomposición de ácidos grasos para formar moléculas de acetil-CoA se llama oxidación beta. El proceso anabólico exactamente contrario para convertir la glucosa o aminoácidos en lípidos se conoce como lipogénesis.

20.11 ¿Qué son los cuerpos cetónicos, cómo se forman y qué consecuencias clínicas genera su exceso? Como parte del catabolismo de los ácidos grasos, el hígado condensa dos moléculas de acetil-CoA para formar ácido acetoacético, el cual se convierte en ácido beta-hidroxibutírico y acetona; estas tres sustancias, que se conocen en conjunto como cuerpos cetónicos, por lo general se descomponen en acetil-CoA y se utilizan en el ciclo de Krebs. En su ausencia (a causa de comida rica en grasas, desnutrición o hastío, o en caso de diabetes mellitus en que el organismo depende de las grasas como fuente primaria de energía en lugar de la glucosa), se elaboran cantidades excesivas de cetonas; esto produce el trastorno cetosis que en una afección prolongada o extrema conduce a cetoacidosis (problema 13.29).

Objetivo D Describir los acontecimientos principales del metabolismo de las proteínas. Mientras las reservas de carbohidratos y grasas son suficientes, el organismo utiliza muy pocas proteínas para obtener energía. Las proteínas son esenciales en la estructura y función celulares (cuadro 2-7, cap. 2); su metabolismo se esquematiza en la figura 20-3.

Proteína Digestión

Aminoácidos

Desaminación

Amonio

Urea

Gluconeogénesis

Anabolismo

Proteínas corporales Proteínas estructurales Enzimas Proteínas plasmáticas Hormonas

Glucosa

Oxidación

Energía

Excreción de orina

Fig. 20-3. Metabolismo de proteínas.

Grasas

Capítulo 20

20.12

Metabolismo, nutrición y regulación de la temperatura

375

Los aminoácidos en las proteínas pueden funcionar como fuente de energía cuando otras fuentes son inadecuadas. ¿Cómo se lleva a cabo esto? A través del ciclo de Krebs. Dependiendo del aminoácido, puede integrarse al ciclo vía acetil-CoA (fig. 20-2) o puede entrar directamente en otra fase del ciclo. Entonces, la molécula se usa para crear moléculas de trifosfato de adenosina. Hallazgos recientes sugieren que las proteínas aportan entre 5 y 15% del combustible que se consume durante el ejercicio, y esto es más del 2% estimado con anterioridad.

20.13

¿Qué significa el equilibrio positivo o negativo de nitrógeno? Equilibrio negativo de nitrógeno: el catabolismo excede el anabolismo de las proteínas; esto acompaña a una dieta baja en proteínas o a la inanición. Equilibrio positivo de nitrógeno: el anabolismo excede el catabolismo de las proteínas; esto sucede durante el crecimiento, la recuperación de una enfermedad o después de la administración de esteroides anabólicos.

Objetivo E Comprender cómo los distintos sistemas de energía trabajan en conjunto para proporcionar energía al organismo entero. Cuando se metabolizan, los tres sustratos (carbohidratos, lípidos y proteínas) proporcionan la energía necesaria para llevar a cabo las funciones del organismo. El cuerpo usa de manera continua estos tres combustibles para producir moléculas de trifosfato de adenosina o energía. La intensidad del ejercicio que desarrolla el organismo determina qué combustible aporta el porcentaje más alto de energía. 20.14

Analizar la interacción del metabolismo de grasas y carbohidratos. Conforme aumenta la intensidad del ejercicio, los carbohidratos aportan mayoi cantidad de energía al organismo. En ejercicios de menor intensidad, o de mayor duración y con la misma intensidad, las grasas contribuyen en mayor grado como fuentes de energía.

20.15

¿Las moléculas de carbohidrato, proteína y grasa contienen la misma cantidad de energía? No. Cada una de las moléculas de carbohidratos y proteínas contienen cerca de 4 kcal de energía. Por otra parte, una molécula de grasa contiene casi 9 kcal, es decir, más del doble de la cantidad de carbohidratos y proteínas.

Muchas de las personas conscientes de su peso se han propuesto eliminar algunos kilos de grasa no deseada. Para reducir el contenido de grasa corporal, debe disminuirse la ingestión calórica total; también es necesario realizar ejercicios aeróbicos de alta intensidad que permitan el uso de las reservas de grasa como fuentes de energía, en lugar de las de glucógeno o proteínas. Además, la velocidad del metabolismo de grasas aumenta conforme se incrementa el tiempo de ejercicios. Por tanto, los ejercicios aeróbicos realizados durante largos periodos ayudan a maximizar el metabolismo de las grasas. Objetivo F

Revisar la regulación hormonal del metabolismo. (Cuadro 20-1).

20.16

Analizar con brevedad los efectos de la diabetes mellitus (problemas 13.30 y 13.31) sobre el metabolismo de carbohidratos, proteínas y lípidos. Metabolismo de carbohidratos. En la diabetes, la glucosa muestra velocidad disminuida de penetración en muchos tejidos y velocidad elevada de liberación del hígado hacia la circulación sanguínea, lo cual ocasiona exceso extracelular y

Metabolismo, nutrición y regulación de la temperatura

376

Capítulo 20

deficiencia intracelular de glucosa; en este último caso, los requerimientos de energía se satisfacen mediante mayor aumento en la velocidad de catabolismo de grasas y proteínas. Metabolismo de las proteínas. Existe reducción en la velocidad de recaptación de aminoácidos en los tejidos, síntesis proteínica disminuida y aceleración del catabolismo de proteínas en CO2 y H2 O yen glucosa. Metabolismo de lípidos. Existe conversión disminuida de glucosa en ácidos grasos (a causa de concentración baja de glucosa intracelular), y catabolismo acelerado de lípidos debido al incremento de la velocidad de catabolismo de lípidos. Las concentraciones plasmáticas de ácidos grasos pueden ser más del doble, con un salto correspondiente en la formación de acetil-CoA (fig. 20-2) y la consecuente producción de cuerpos cetónicos (problema 20.11).

Cuadro 20-1. Hormonas que afectan el metabolismo Hormona

Efectos metabólicos

Insulina

Promueve la captación de glucosa en células, al igual que la glucogénesis y la lipogénesis, e inhibe la lipólisis; promueve la captación de aminoácidos en células, así como la síntesis de proteínas

Glucagon y adrenalina

Promueve la glucogenólisis, la gluconeogénesis y la síntesis proteínica

Tiroxina

Favorece la glucogenólisis, la gluconeogénesis y la lipólisis

Hormona de crecimiento

Promueve la captación de aminoácidos en células, la síntesis proteínica, la glucogenólisis y la lipólisis Favorece la gluconeogénesis, la lipólisis y la descomposición de proteínas

Cortisol Testosterona

20.17

Favorece la síntesis de proteínas

Explicar cómo la cetosis diabética puede conducir a una acidosis y tener consecuencias clínicas. Como todos los ácidos, los cuerpos cetónicos liberan iones hidrógeno. Por tanto en la diabetes no tratada, el pH del plasma sanguíneo cae (se torna más ácido) y los iones hidrógeno se secretan en los túbulos renales y se excretan en la orina. Cuando la capacidad renal para quitar los iones H+ es excesiva, en su lugar se eliminan Na+ y K+. La pérdida resultante de electrólitos y agua puede conducir a deshidratación, hipovolemia (disminución del volumen sanguíneo), depresión de la conciencia y finalmente a coma.

Los cuerpos cetónicos se encuentran en el organismo en condiciones normales y se usan como energía en muchos de los órganos del cuerpo. Sin embargo, en estados de ayuno o en caso de diabetes mellitus, aumenta la velocidad de formación de ácidos grasos libres desde el tejido adiposo, lo cual da lugar a la producción de grandes cantidades de cuerpos cetónicos; las altas concentraciones de éstos producen olor afrutado del aliento, estado de acidosis, coma e incluso la muerte. Por tanto, para revertir los síntomas las personas con este trastorno deben tomar alimentos en caso de estar en ayunas o recibir insulina si son diabéticas. Objetivo G Aprender cómo se mide el contenido energético de los alimentos, y conocer los términos usados para expresar el gasto de energía corporal. Caloría. La unidad básica de la energía es el joule (J); pero para energía como calor con frecuencia se usa la caloría (cal), en donde 1 cal = 4.184 J

Capítulo 20

Metabolismo, nutrición y regulación de la temperatura

377

La "caloría" de los dietistas es igual a 1 000 cal o a una kilocaloría. Bomba calorimétrica. La energía que se obtiene de una muestra de alimentos se determina mediante una cámara en la que se colocan los alimentos; esta cámara se sella y se rodea por un recubrimiento lleno de agua en volumen y temperatura conocidos, de modo que los alimentos obtengan aislamiento térmico del ambiente. Conforme el alimento se oxida por completo (se quema), hay liberación de calor hacia el agua. El aumento de temperatura del agua proporciona el valor calórico de la muestra de alimento. Calorimetría directa. La energía liberada por la oxidación de alimentos en el organismo se mide mediante una cámara sensible a la pérdida de calor del cuerpo en la cual se coloca al paciente (el mismo principio de la bomba calorimétrica). Calorimetría indirecta. El oxígeno tomado por la vía del aparato respiratorio se consume en las oxidaciones celulares. Por tanto, el uso de tablas estándar puede ser útil para traducir el volumen respiratorio por minuto (problema 18.20) en la velocidad de producción de calor. Cociente respiratorio (RQ). Se obtiene la relación entre el volumen de bióxido de carbono producido (en un tiempo dado) y el volumen de oxígeno consumido (en el mismo periodo). índice metabólico. Es la relación total del metabolismo corporal o proporción metabólica; puede medirse a través de la cantidad de calor generado por el organismo o mediante la cantidad de oxígeno consumido por el organismo en un minuto. El índice metabólico basal (BMR) es la proporción metabólica que se determina cuando una persona está en reposo pero despierta. Por lo general, la prueba se lleva a cabo en la mañana antes de que la persona se levante, con la condición de haber ayunado por lo menos 12 horas y dormido ocho horas. 20.18 Si una persona tiene un cociente respiratorio de 0.72, ¿qué tipo de alimento se utiliza para obtener energía? Grasa. El cociente respiratorio para los carbohidratos (estrictamente para glucosa) es de 6/6 = 1, de acuerdo con la ecuación metabólica

CH1206 + 60 2

6C02 + 6H20

Los coeficientes pueden interpretarse como número de moles o de litros. El cociente respiratorio de la proteína es de 0.80, debido a que ésta contiene menos oxígeno que carbohidratos y por tanto requiere de más oxígeno para quemar. El cociente respiratorio de la grasa es de 0.70 debido a que contiene incluso menos oxígeno.

20.19 ¿Qué factores afectan el índice metabólico? El índice metabólico aumenta con incrementos de estatura, temperatura corporal, actividad, concentraciones de hormona tiroidea, actividad y de estimulación simpática; asimismo, es 10% más alto en varones que en mujeres y disminuye con la edad.

Objetivo H Identificar las vitaminas esenciales y los minerales, sus fuentes en la dieta, usos en el organismo y síndromes por deficiencia. Las vitaminas esenciales y los minerales necesarios para el funcionamiento del organismo se resumen en los cuadros 20-2 y 20-3.

Metabolismo, nutrición y regulación de la temperatura

378

20.20

Capítulo 20

Clasificar las vitaminas de acuerdo con su solubilidad. Vitaminas solubles en grasas. Incluyen vitaminas A, D, E, y K; éstas se absorben en las vías gastrointestinales junto con los lípidos, y pueden almacenarse en el organismo. Las vitaminas solubles en agua incluyen las vitaminas B y C; éstas se absorben en el intestino delgado junto con agua y casi nunca se almacenan en el organismo.

20.21 ¿Las vitaminas se sintetizan en el organismo? Por lo general no. Las vitaminas se obtienen sólo a partir de fuentes externas, como de los alimentos ingeridos. Las vitaminas B y K son sintetizadas por bacterias en las vías gastrointestinales, y la vitamina B se produce en pequeñas cantidades en la piel.

Cuadro 20-2. Vitaminas esenciales Vitaminas

Fuentes en la dieta

Síndrome por deficiencia

Funciones orgánicas principales

Vitamina A (retinol)

Vegetales verdes, zanahorias, papas dulces

Síntesis de rodopsina

Ceguera nocturna; trastornos en la piel

Vitamina B1 (tiamina)

Carnes, granos, legumbres

Coenzima en la respiración celular

Cambios en nervios periféricos; beriberi

Vitamina B2 (riboflavina)

Carnes, vegetales de hojas grandes, leche

Componente del FAD

Lesiones en los labios, boca y lengua

Vitamina B6 (piridoxina)

Carnes, granos, vegetales

Coenzima en el metabolismo de aminoácidos

Irritabilidad; calambres musculares, convulsiones

Vitamina B12 (cobalamina)

Carnes, huevo, productos lácteos

Coenzima en el metabolismo de los ácidos nucleicos

Anemia perniciosa; trastornos nerviosos

Niacina

Carnes, granos y legumbres

Componente del NAD

Pelagra (lesiones en la piel y las vías gastrointestinales); trastornos nerviosos

Acido pantoténico

Ampliamente distribuido en los alimentos

Componente de la coenzima A

Ninguno, excepto en situaciones controladas de laboratorio

Biotina

Carnes, legumbres y vegetales

Componente de coenzimas

Ningún problema grave

Acido fólico

Vegetales verdes, granos

Coenzima en el metabolismo de ácidos nucleicos

Anemia; diarrea

Vitamina C (ácido ascórbico)

Cítricos, tomates, vegetales con hojas grandes, brócoli

Formación de material intracelular en tejidos conectivos

Escorbuto

Vitamina D (colecalciferol)

Yema de huevo, leche enriquecida

Crecimiento de huesos; absorción de calcio

Raquitismo en niños; osteomalacia en adultos

Vitamina E (tocoferol)

Semillas oleosas; ampliamente distribuida en los alimentos

Antioxidante para prevenir daño a las membranas celulares

Anemia (en lactantes prematuros)

Vitamina K (filoquinona)

Carnes, frutas, vegetales de hojas grandes

Síntesis de los factores de la coagulación

Hemorragia

FAD = dinucleótido de adenina-flavina; NAD = dinucleótido de niacina-adenina.

Metabolismo, nutrición y regulación de la temperatura

Capítulo 20

379

Cuadro 20-3. Minerales esenciales Mineral

Fuentes en la dieta

Funciones orgánicas principales

Síndromes por deficiencia

Calcio

Huevo, productos lácteos, vegetales

Formación de huesos y dientes; coagulación; actividad nerviosa y muscular; muchas funciones celulares

Raquitismo; tetania; osteoporosis

Cloro

Tabletas de sal, la mayoría de los alimentos

Equilibrio de agua y electrólitos; equilibrio acidobásico; formación de HC1 en el estómago

Desequilibrio de líquidos

Cobalto

La mayoría de los alimentos

Componente de la vitamina B 12

Anemia

Cobre

La mayoría de los alimentos

Síntesis de hemoglobina; componente de enzimas que participan en la formación de melanina

Anemia

Flúor

Mariscos, agua para beber

Componente de los huesos, dientes y otros tejidos

Caries dental

Yodo

Mariscos, tabletas de sal

Componente de hormonas tiroideas

Hipotiroidismo

Hierro

Carnes, yema de huevo, legumbres, nueces, cereales

Componente de hemoglobina, mioglobina y citocromos

Anemia

Magnesio

Muchos alimentos

Formación de huesos; función de nervios y músculos

Tetania

Manganeso

Carnes

Activación de algunas enzimas; reproducción; lactancia

Esterilidad

Fósforo

Carnes, productos lácteos, pescado, aves

Formación de huesos y dientes; componente del sistema amortiguador y de ácidos nucleicos

Debilidad

Potasio

Carnes, plátanos, mariscos, leche

Conducción nerviosa; equilibrio electrolítico

Debilidad de músculos esqueléticos y cardiacos

Sodio

La mayoría de los alimentos, tabletas de sal

Conducción nerviosa; equilibrio electrolítico

Calambres; debilidad; deshidratación

Zinc

La mayoría de los alimentos

Componente de algunas enzimas

Crecimiento reducido; pérdida de pelo; vómito

HC1 = ácido clorhídrico.

Objetivo I Describir el equilibrio térmico del organismo. El calor se produce de manera constante como un derivado del metabolismo y continuamente se pierde hacia el ambiente. El organismo normalmente balancea la ganancia y la pérdida de calor. 20.22

Describir con brevedad los mecanismos de la pérdida de calor corporal. Radiación. Transferencia de calor en forma de ondas electromagnéticas desde la superficie del cuerpo hacia el ambiente extemo. Evaporación. Pérdida de calor como evaporación de agua desde la superficie del cuerpo (580 calorías por mililitro de agua). La pérdida de agua a través de piel y pulmones es por lo general cercana a 600 ml/día.

380

Metabolismo, nutrición y regulación de la temperatura

Capítulo 20

Conducción. Transferencia de calor de una molécula a otra desde la superficie del organismo hacia los objetos que se encuentran en contacto directo con ella (p. ej., ropa, agua, otras personas). Convección. Transferencia de calor entre el cuerpo y el aire que está en contacto con la superficie corporal. Una brisa fría origina movimiento del aire sobre el cuerpo y con ello pérdida de calor corporal. Ganancia de calor

Pérdida de calor

Metabolismo (problema 20.19) Actividad muscular (estremecimiento)

Radiación Evaporación Conducción Convección

La fiebre es la temperatura corporal por arriba de los 37.2°C. Aunque la fiebre puede surgir por anormalidades en el mecanismo termorregulador o problemas clínicos, por lo general se produce por infecciones bacterianas o virales. Estos agentes patógenos elaboran toxinas que simulan o aparentan ser proteínas circulantes llamadas pirógenos, los cuales estimulan el termostato corporal "establecido" en el hipotálamo, y así la persona siente deseos de calentarse. Una fiebre ligera ayuda en realidad al sistema inmunitario a combatir la infección y en consecuencia a mantener la homeostasis. Agotamiento por calor y golpe de calor son dos fallas del sistema termorregulador. El agota¬ miento por calor ocurre cuando una persona se expone a altas temperaturas sin ingerir líquidos. La temperatura elevada estimula al centro de pérdida de calor corporal para que secrete grandes cantidades de sudor con el fin de lograr el enfriamiento por evaporación. Conforme se pierden más líquidos sin que sean reemplazados, disminuye el volumen sanguíneo de la persona. La caída re¬ sultante en la presión sanguínea secundaria a reducción súbita del volumen sanguíneo no es contrarestada por la vasoconstricción periférica (debido al calor extremo), y por tanto el sistema nervioso central recibe aporte sanguíneo inferior a lo adecuado; esto genera dolor de cabeza, náusea e inclusa pérdida de la conciencia. El tratamiento simplemente incluye proporcionar agua, sales y ambiente más fresco. Sin tratamiento apropiado, el agotamiento por calor se convierte en golpe de calor cuando el centro termorregulador deja de estimular las glándulas sudoríparas para que secreten y produzcan sudor; esto ocasiona temperaturas corporales desde 41 a 45°C, que de no reducirse pueden destruir células cerebrales, hepáticas y renales. 20.23

¿Cuáles son los límites normales de temperaturas corporales en reposo? Para las temperaturas orales, véase la figura 20-4; las temperaturas rectales son aproximadamente de 0.55°C más altas.

Ejercicio intenso

En reposo

Temperatura fría, temprano en la mañana

Fig. 20-4. Límites de temperaturas corporales normales.

Metabolismo, nutrición v regulación de la temperatura

Capítulo 20

Objetivo J

381

Delinear con brevedad las metas de dieta en Estados Unidos con respecto a la nutrición. Para proporcionar las cantidades apropiadas de fuentes de energía es necesario ingerir cantidades correctas de nutrimentos. El Senate Select Committee pn Nutrition and Human Needs (Comité Selecto de Nutrición y Necesidades Humanas del Senado) de Estados Unidos reunió a expertos en dietas para que formularan las metas para la dieta estadounidense como una guía. Estas metas incluyen lo siguiente:

1. Aumentar el consumo de carbohidratos que constituya 55 a 60% de la ingestión calórica. 2. Disminuir el consumo de grasas, de 40 a 30% de la ingestión calórica. 3. Disminuir la ingestión de grasas saturadas para representar sólo 10% de la ingestión calórica; aumentar las grasas monoinsaturadas y poliinsaturadas en aproximadamente 10% de la ingestión calórica. 4. Reducir la ingestión de colesterol a 300 mg/día. 5. Reducir el consumo de azúcar a sólo 15% de la ingestión calórica. 6. Reducir el consumo de sal de cerca de 70% a aproximadamente 3 g/día.

Ejercicios de repaso Opción múltiple 1. ¿Cuál de las siguientes reacciones químicas puede ocurrir de manera anaeróbica? (a) glucólisis, (b) ciclo de Krebs, (c) conversión de ácido láctico en ácido pirúvico, (d) conversión de ácido pinívico en acetil-CoA. 2. La síntesis de moléculas de glucógeno para su almacenamiento celular se conoce como (a) glucogenólisis, (b) oxidación beta, (c) gluconeogénesis, (d) glucogénesis. 3. Entre los alimentos, la concentración de glucosa sanguínea se mantiene por (a) insulina, (b) glucogenólisis, (c) lipogénesis, (d) glucogénesis. 4. Dentro de las células, las reacciones del ciclo de Krebs ocurren en (a) los neurotransmisores químicos, (b) los ribosomas, (c) el nucleolo, (d) la mitocondria. 5. En ausencia de oxígeno, ¿cuántas moléculas de trifosfato de adenosina se producen por catabolismo de una molécula de glucosa? (a) 1, (b) 2, (c) 8, (d) 36 o 38. 6. En presencia de oxígeno, ¿cuántas moléculas de trifosfato de adenosina se producen por catabolismo de una molécula de glucosa? (a) 1, (b) 2, (c) 8, (d) 36 o 38. 7. ¿Cuál de las siguientes no es una fuente de energía para las células? (a) glucosa,(b) proteína, (c) grasas, (d) vitaminas. 8. ¿Durante cuál fase del metabolismo se genera mayor cantidad de energía? (a) glucólisis, (b) conversión de ácido pirúvico en acetil-CoA, (c) glucogénesis, (d) transporte de electrones. 9. El metabolismo anabólico incluye (a) procesos en que se sintetizan sustancias, (b) cambios de moléculas grandes en moléculas pequeñas, (c) glucólisis, (d) todos los procesos necesarios para la vida.

Metabolismo, nutrición v regulación de la temperatura

382

Capítulo 20

10. La respiración aeróbica aumenta el aporte corporal de (a) CO2, (b) agua, (c) trifosfato de adenosina, (d) todos los anteriores. 11. La función primaria del oxígeno en el organismo es (a) ayudar en la elaboración de aminoácidos, (b) permitir la glucólisis en la mitocondria de la célula, (c) aceptar electrones en la cadena de transporte de electrones, (d) facilitar la lipólisis en las células adiposas. 12. Las vitaminas son esenciales en el metabolismo, ya que (a) sirven como componentes estructurales, (b) sirven como fuente de energía, (c) actúan como coenzimas, (d) no pueden almacenarse en el organismo. 13. El beriberi es causado por deficiencia de vitamina (a) A,(b) B1, (c) B12, (d) B 6 . 14. ¿Qué fracción de energía se libera durante el catabolismo de la glucosa y es captado por el trifosfa