Biologia santillana

6 Ciencias Biológicas

ÍNDICE

1 Sistema nervioso 8

1. Los seres vivos responden a los estímulos del medio 10

2. Función del sistema nervioso 11

y su relación con el sistema endocrino

3. Organización del sistema nervioso en los animales 12

4. Organización general del sistema nervioso humano 14

5. Sistema Nervioso Central (SNC) 15

6. Células nerviosas 18

7. Arco reflejo 21

8. Potencial de membrana 22

9. El impulso nervioso 25

10.Sinapsis 27

11. Vías aferentes y eferentes 31

12. La imagen visual y las vías aferentes 34

13. La contracción muscular - las vías eferentes 38

14. Ventilación pulmonar 41

Proyecto: ¿Cómo logramos percibir el tamaño 43

y el movimiento de los objetos que nos rodean?

Trabajo con las actitudes: Salud mental y déficit atencional 44

en la edad escolar

Lectura científica: Efectos neurológicos de la acupuntura 48

Resumen de la unidad 49

Comprueba lo que aprendiste 51

Glosario 53

2Regulación de las funciones corporales y homeostasis 54

1. El medio interno del organismo 56

2. Equilibrio de agua y sales 57

3. Sistema renal y homeostasis 59

4. Regulación de la concentración y del volumen de orina 66

5. Regulación neuroendocrina de la homeostasis 70

6. Homeostasis y estrés 72

Proyecto: Percepción del nivel de estrés en los estudiantes 75

de Educación Media

Trabajo con las actitudes: 76

El estrés en la vida estudiantil y laboral

Lectura científica: 80

¿Control homeostático de la masa corporal?



Glosario 85

Unidad

Unidad

Anexo 1: 138

Medidas de seguridad en el trabajo de laboratorio

Anexo 2: 140

Disección de ojo

Anexo 3: 143

Disección de riñón

Anexo 4: 146

Drogas y sistema nervioso

Bibliografía 158

Agradecimientos 160

7Ciencias Biológicas

3Variabilidad, evolución y adaptación de los seres vivos 98

1. El origen de la diversidad de especies 88

2. Principales respuestas para el origen de la biodiversidad 89

3. El cambio de los seres vivos a través de las generaciones 90

4. ¿Qué es evolución? 94

5. Más evidencias a favor de la evolución 95

6. Una explicación para la evolución de las especies 98

7. Teoría de la evolución propuesta por Darwin 100

8. Hacia una teoría integrada de la evolución 103

9. Factores que intervienen en la evolución 105

10. Tipos de selección natural 106

11. Selección sexual 107

12. Especie y especiación 109

13. Diversidad e historia evolutiva 112

14. Eras geológicas y eventos evolutivos 113

15. Ambiente y adaptación de los seres vivos 116

16. Adaptación e historia evolutiva 123

Proyecto: Selección natural y evolución 127

Trabajo con las actitudes: 128

Medicina evolutiva, SIDA y evolución del VIH

Lectura científica: ¿Estamos aún evolucionando? 132



Glosario 137

Unidad


Los seres vivos responden de diferentesmaneras a los múltiples estímulos del medio.

Algunas de estas respuestas son más simples yotras más complejas, pero en general, son necesarias

para que puedan sobrevivir. ¿Qué ventajas tienepara los seres vivos poder responder a los cambios delambiente externo e interno? ¿Qué rol desempeña elsistema nervioso en la interacción de los animalescon el medio? ¿Qué relación existe entre las res-puestas y la estructura del sistema nervioso de los

diferentes animales? ¿Por qué el sistema nerviosoes fundamental para que el ser humano

viva en sociedad?

UN

IDA

D

1Sistema nervioso

En esta unidad…

Antes de comenzar…

¿Cuál es tu nivel de conocimiento de los siguientes temas? Escribe 1, si no sabes nada; 2, si tienesuna idea general; y 3, si sabes lo suficiente como para explicárselo a un compañero(a).

• Funciones y partes principales del sistema nervioso.

• Función de las neuronas.

• Funciones de las vías aferentes y eferentes del sistema nervioso.

• Cómo se producen las sensaciones, la imagen visual, la contracción muscular, la respiración, el aprendizaje y la memoria.


Conocerás y comprenderás:

• La organización y función general del sistemanervioso.

• Los tipos de células nerviosas y su función.• Procesos que permiten el funcionamiento del

sistema nervioso.• Estímulos, elementos sensoriales y motores en

actividades humanas cotidianas.• La función de las vías aferentes y eferentes

del sistema nervioso.• Los mecanismos nerviosos que intervienen en

la generación de las sensaciones. • Las funciones que tienen las diferentes

estructuras del sistema nervioso central.

Desarrollarás habilidades para:

• Formular explicaciones de procesos a partir de fenómenos observados y del análisis deinformación.

• Elaborar esquemas o diagramas con informaciónrelevante.

• Construir modelos de diferentes estructuras y procesos.

• Plantear problemas y elaborar hipótesis apartir de situaciones dadas.

• Analizar gráficos y esquemas.• Hacer disecciones de órganos específicos para

reconocer estructuras.

Desarrollarás actitudes para:

• Apreciar la importancia de mantener el estadode salud mental.

• Respetar e integrar a las personas no videntes.

En el transcurso de esta unidad teinvitamos a responder estas y otras

preguntas; a descubrir la importancia delsistema nervioso en las respuestas de losorganismos frente a estímulos ambientalesinternos y externos; y a conocer cómo sevinculan los diferentes componentes del

sistema nervioso, para generar procesosque posibilitan al organismo la

interacción con el medio.

FOTOBANCO

Unidad 1 Sistema nervioso


CONTENIDOS

1. Los seres vivos responden a los estímulos del medio

Los factores abióticos del ambiente, como elaire, la luz y la temperatura, pueden cambiaren el transcurso del tiempo de forma rápida olenta. Muchos de estos cambios representanestímulos frente a los cuales los organismosgeneran respuestas. Por ejemplo, una disminu-ción en la intensidad luminosa puede afectar latasa fotosintética de un vegetal, el cual respon-derá orientando sus hojas hacia donde existamayor luminosidad.

Los estímulos no solo provienen del ambienteexterno, hay muchos estímulos que se generanen el medio interno de los seres vivos; comocambios en la presión arterial, en la temperaturacorporal y en la composición química de la san-gre. En consecuencia, los ambientes externo einterno generan diversos tipos de estímulos queson percibidos por los organismos, los cualesreaccionan frente a ellos. Esta capacidad de res-ponder frente a estímulos (internos y externos)es fundamental en todos los seres vivos, puescontribuye con el desarrollo de sus procesosvitales.

En los animales, esta función la cumple el sistemanervioso. En los vegetales, las hormonas son lasque coordinan los procesos internos y las res-puestas al ambiente externo. Por ejemplo, cam-bios en la cantidad de agua en el suelo puedenafectar el desarrollo de un vegetal, el cual res-ponderá orientando sus raíces hacia dondeexista mayor cantidad de agua disponible. Lashormonas, en general, requieren más tiempoque el sistema nervioso para producir sus efectos.

ACTIVIDAD 1• Lee las siguientes situaciones e indica cuál es el estímulo y cuál es la respuesta.

a. Una lombriz detecta luz y se esconde en un lugar oscuro.b. Una persona siente frío y comienza a tiritar.c. Un niño se clava con un alfiler y retira rápidamente la mano del objeto.d. Un organismo unicelular se mueve frente a cambios en la concentración salina del ambiente.

El vegetal detecta el estímulo (luz solar) y responde

dirigiendo el crecimiento de sus ramas hacia los

sectores de mayor luminosidad.



Los animales responden a diversos estímulos

de su medio. En el ejemplo de esta imagen,

¿el estímulo es biótico o abiótico?

ACTIVIDAD 2• Analiza el siguiente esquema

y responde.

a. ¿Qué semejanzas puedes establecer entre el controlnervioso y el endocrino?

b. ¿Qué diferencias puedes establecer entre el control nervioso y el endocrino?

2. Función del sistema nervioso y su relación con el sistemaendocrino

Para sobrevivir, los animales requieren mantenerdentro de ciertos rangos las condiciones de sumedio interno, como la temperatura y la presiónde la sangre. También necesitan desarrollarcomportamientos que les permitan obtener sualimento, defenderse de posibles depredadoresy protegerse de las condiciones abióticas delambiente (precipitaciones, calor, etc.). Estas yotras actividades importantes para su vida,dependen en gran medida de la eficacia con quelos animales reaccionen a los estímulos internos yexternos. Para que esta respuesta sea adecuada,el sistema nervioso cumple tres funciones básicas:sensitiva, integradora y motora.

La función sensitiva se refiere a que “siente” o“detecta” ciertos estímulos provenientes tanto delinterior del organismo como del medio externo.Luego, “analiza” la información captada, pro-veniente de los estímulos, “almacena” algunosaspectos de ella y “toma” decisiones respecto dela acción a seguir; esta es la función integradora.Finalmente “responde” a los estímulos iniciandocontracciones musculares o secreciones glandu-lares, lo cual constituye la función motora.

En los animales más complejos, en cuanto a sufisiología y organización estructural, existenhormonas que participan en la regulación deprocesos internos, como el control de la con-centración de azúcar en la sangre, el crecimientocorporal, el desarrollo de caracteres sexualessecundarios, etc. Estas hormonas correspondena sustancias químicas producidas por glándulasendocrinas (que forman parte del sistemaendocrino), que son transportadas por la sangrea diferentes órganos y tejidos del organismo. Enestos animales, tanto el sistema nervioso comoel sistema endocrino coordinan las respuestasdel organismo frente a estímulos internos yexternos.

Célula endocrina

Hormona Sangre

Señ

al

Receptor

Receptor

Neurotransmisor

Mensaje nervioso

Célula blanco

Célula efectora

Respuesta Respuesta

Estímulo Estímulo

Respuesta

Estímulo

Célula nerviosa

Efector

Receptor-Emisor

Vía de transmisión



CONTENIDOS

3. Organización del sistema nervioso en los animales

¿Qué tipo de animales son más sencillos deacuerdo con la organización y estructura de susistema nervioso? A continuación se presenta laorganización del sistema nervioso de distintosgrupos de animales, tanto invertebrados comovertebrados.

La organización más simple del sistema nerviosola presenta un tipo de animales pertenecientesal grupo Cnidaria (como la hydra y las medusas)y corresponde a una red nerviosa donde lasneuronas (células del sistema nervioso) estándispersas por todo el organismo. No existe unórgano central que realice la función integradorao de control. Gracias a esta red nerviosa, lahydra mueve sus tentáculos para capturar sualimento.

Los gusanos planos pertenecientes al grupo de losPlatelmintos, como las planarias, presentan unaregión cefálica (cabeza) que posee concentra-ciones de células nerviosas llamadas ganglioscerebrales. Estos ganglios están unidos y cum-plen una función de control e integración. Desdelos ganglios se prolongan longitudinalmente doscordones nerviosos hasta el extremo posteriordel cuerpo. Un cordón nervioso corresponde auna estructura alargada y compacta formadapor neuronas.

En los animales pertenecientes al grupo de losMoluscos, como los bivalvos (almejas, machas,etc.), gasterópodos (caracoles) y cefalópodos(pulpos y calamares), el sistema nervioso presen-ta algunas variaciones dependiendo del grupomás específico al que pertenezcan. En general,está compuesto por pares de ganglios conectadospor nervios, formando un anillo nervioso enlos gasterópodos y cefalópodos. Estos últimosposeen un cerebro de mayor desarrollo en com-paración con el resto de los invertebrados. Engeneral, los moluscos poseen órganos sensorialessencillos (fotorreceptores, quimiorreceptores yórganos táctiles), sin embargo, la mayoría delos cefalópodos poseen ojos muy desarrollados.

En las lombrices de tierra y sanguijuelas (grupoAnélidos), el sistema nervioso se compone deganglios ubicados en la región anterior, los cualesforman un “cerebro”. A partir de ellos se pro-longan hacia la región posterior dos cordonesnerviosos longitudinales muy cercanos. En cadasegmento del cuerpo de estos invertebrados seencuentra un par de ganglios estrechamenteasociados, desde los cuales se prolongan nervioslaterales. En la superficie del cuerpo de estosanimales existen células que tienen una funciónsensitiva para estímulos táctiles y lumínicos.

Red nerviosa

Glanglios cerebrales

Cordones nerviososCerebro Nervios laterales

Cordones nerviososlongitudinales

Ganglio

Cerebro

Nervios hacia los músculos

Ganglio visual

Ganglio



En los Artrópodos en general, como los arácnidos,crustáceos e insectos, existen ganglios en laregión cefálica ubicados sobre el esófago. Estosganglios constituyen un cerebro que poseeregiones funcionales específicas. A partir deganglios ubicados bajo el esófago se prolongalongitudinalmente hacia el extremo posterior,un cordón nervioso doble y ventral. En algunosgrupos están íntimamente aproximados for-mando un solo cordón longitudinal. El cuerpode estos animales es segmentado y existe unpar de ganglios en ciertos segmentos, aunqueen ocasiones están tan estrechamente unidosque parece un solo ganglio por segmento.Desde el cerebro se prolongan nervios a dife-rentes órganos sensitivos, como ojos y antenasy desde los ganglios presentes en los segmentos,surgen nervios laterales conectados con diversosórganos y estructuras motoras como los músculosde las patas.

En los animales del grupo de los Equinodermos,como las estrellas de mar y los erizos, el sistemanervioso, en general, presenta un anillo nervioso(neural) central conectado con un nervio radialprincipal en cada brazo. Estos animales poseenpocos órganos de los sentidos especializados,entre los que se encuentran órganos táctiles,quimiorreceptores y fotorreceptores.

En los animales cordados existe un cordón ner-vioso dorsal, cuyo extremo anterior se ensanchay forma una vesícula cerebral en los cordadosno vertebrados (como el piure), pero en todoslos vertebrados (peces, anfibios, reptiles, aves ymamíferos) se engruesa y forma el encéfaloconstituido por el cerebro, cerebelo, troncoencefálico y otros órganos nerviosos.

ACTIVIDAD 3• Responde las siguientes preguntas.

a. Desde el punto de vista de su organización y de sus estructuras, ¿qué animales poseen un sistema nervioso con menos cantidad y complejidad de órganos?

b. ¿Crees que existe relación entre la cantidad, complejidad de órganos del sistema nervioso y el modode vida de los animales? Fundamenta.

Cerebro

Cerebro

Tronco encefálicoCerebeloGanglios

Cordón nervioso

Nervios radiales

Anillo neural

El SNS está formado por neuronas que llevaninformación desde las unidades sensitivas,como los órganos de los sentidos, hasta el SNC, ypor neuronas que conducen información desdeel SNC hasta el sistema muscular esquelético.Como el accionar de los músculos esqueléticospuede ser controlado conscientemente, se con-sidera al SNS como voluntario.

El SNA está formado por neuronas que llevaninformación desde los componentes sensitivos(receptores), ubicados fundamentalmente enlas vísceras, hasta el SNC, y por neuronas queconducen información desde el SNC hasta losmúsculos lisos, como los del sistema digestivo,el músculo cardíaco y las glándulas. Como la con-tracción de estos músculos y glándulas no es cons-ciente, se considera al SNA como involuntario.

El componente motor del SNA, es decir, aquellasneuronas involucradas en la contracción de lamusculatura lisa y cardíaca y de la secreciónglandular, tiene dos divisiones: la división sim-pática y la división parasimpática. Tienen accionesopuestas: la primera participa en reacciones delorganismo frente a situaciones de tensión, y lasegunda, restablece el equilibrio propio delorganismo en reposo. Por ejemplo, las neuronassimpáticas aceleran los latidos del corazón,mientras que las parasimpáticas los desaceleran.



CONTENIDOS

ACTIVIDAD 4• Averigua algunas acciones de la división

simpática y parasimpática del SNA.

Sistema nervioso

Encéfalo

Troncoencefálico

Médula espinal

Sistema nervioso central (SNC)

Nervios y ganglios que se encuentran

fuera del SNC

4. Organización general del sistema nervioso humano

Cerebelo Diencéfalo CerebroSistema nerviososomático (SNS)

se subdivide en

formado por

presenta las siguientespartes

tiene dos componentes que funcionande manera interconectada

Sistema nerviosoautónomo (SNA)

compuesto por

Sistema nervioso periférico (SNP)

Cerebro

Cerebelo

Tronco encefálico

Médula

espinal

Nervio

Cerebro

Mesencéfalo

Protuberancia

Bulbo raquídeo

Tálamo

Hipotálamo

Médula


• Averigua qué es un reflejo y cuáles son las estructuras nerviosas que posibilitan que se lleve a cabo.Señala ejemplos de reflejos.

• Averigua qué es un receptor, un efector y un impulso nervioso.

5. Sistema Nervioso Central(SNC)

¿Cuáles son las funciones del sistema nerviosocentral? Las funciones que cumple este sistemaestán relacionadas con el análisis de la informa-ción sensitiva, almacenando aspectos de ella yordenando ciertas acciones a seguir. Para llevara cabo estas funciones generales, las diferentesestructuras del SNC cumplen otras más particu-lares, las cuales serán descritas posteriormente.A continuación se presentan las principalesestructuras del SNC.

ACTIVIDAD 5


Cerebelo



CONTENIDOS

5.1 Estructuras del sistema nerviosocentral y sus funciones

A continuación se señalan las principales estruc-turas del SNC y sus funciones más importantes.

• Médula espinal. Contiene circuitos neuronales(formados por neuronas) que intervienen enalgunas de las respuestas más rápidas y auto-máticas del organismo ante determinadosestímulos. Por lo tanto, es el centro en el quese procesan los reflejos medulares. Además, através de ella se conducen los impulsos ner-viosos sensitivos que se dirigen hasta el encé-falo y los impulsos nerviosos motores que sepropagan desde el encéfalo hasta los efectores.

• Tronco encefálico. Región del encéfalo com-puesta por el bulbo raquídeo, la protuberanciay el mesencéfalo.

• Bulbo raquídeo. En él se encuentran el centrocardiovascular –que controla la frecuencia yla fuerza del latido cardíaco, además del diá-metro de los vasos sanguíneos– y el centrorespiratorio.

• Protuberancia. En ella se encuentran las áreasneumotáxica y apnéusica. La primera limita laduración de la inspiración y facilita la espira-ción, y la segunda prolonga la inspiración,inhibiendo la espiración.

• Mesencéfalo. Posee centros reflejos para losmovimientos de los ojos, cabeza y cuello, enrespuesta a estímulos visuales, y para losmovimientos de la cabeza, en respuesta aestímulos auditivos.

• Diencéfalo. Contiene el tálamo y el hipotála-mo, es un centro coordinador principal delcerebro.

• Tálamo. A esta estructura llega informaciónsensorial, que permite apreciar sensacionescomo el dolor, la temperatura y la presión. Altálamo llega la información antes de pasar ala corteza cerebral.

• Hipotálamo. Es uno de los órganos reguladoresmás importantes de la homeostasis. Con-tribuye a la regulación de la contracción delmúsculo liso (como el del tubo digestivo) ycardíaco; y de la secreción de muchas glándu-las. Regula la temperatura corporal. En él seencuentra el centro del apetito, responsablede la sensación de hambre y el centro de lased. Contribuye a mantener los estados devigilia y los patrones de sueño.

• Cerebelo. Controla las contracciones muscularesesqueléticas que son necesarias para la coordi-nación, la postura, el equilibrio y la ejecuciónde movimientos precisos.

• Cerebro. Posee áreas que interpretan los im-pulsos sensitivos. Las áreas motoras controlanlos movimientos musculares voluntarios y lasáreas de asociación intervienen en procesos máscomplejos como la memoria, las emociones, elrazonamiento y las capacidades intelectuales.

ACTIVIDAD 6• Construye un modelo que incluya las diferentes estructuras del sistema nervioso mencionadas en

estas páginas. Puedes utilizar materiales de desecho. Monta una exposición con tu curso.

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Biologí@netEn la dirección www.medtropolis.com/VBody.aspencontrarás un atlas anatómico virtual que te permitiráahondar en la anatomía y las características del cerebro.Recuerda que las direcciones de Internet o su contenidopueden cambiar, por lo que te recomendamos realizartu propia búsqueda en la Web.

5.2 Las funciones del cerebro

El cerebro es el órgano con mayor masa delencéfalo. Sus funciones son múltiples y muycomplejas. En determinadas áreas del cerebrose llevan a cabo procesos muy importantes, porejemplo, las áreas sensitivas primarias recibenla información proveniente de los receptoressensoriales y conducen impulsos a las áreas deasociación donde se interpreta esta información.Las áreas de asociación también se conectan conáreas motoras, que controlan la contracciónmuscular voluntaria, sobre todo en aquellos mús-culos que realizan movimientos complejos ydelicados.

La memoria y el aprendizaje son dos procesosque se desarrollan gracias al cerebro. El apren-dizaje es el proceso mediante el cual se adquierenconocimientos sobre diferentes aspectos. Lamemoria es la retención de dicho conocimientoy su “recuperación” para utilizarlo en algúncontexto determinado. Muchas especies de ani-males tienen ambas capacidades, sin embargo,estas alcanzan su máximo desarrollo en la espe-cie humana.

El lenguaje es otro proceso en el cual está invo-lucrado el cerebro. En el proceso de traducirpalabras (habladas o escritas) en pensamientos,existen, en nuestro cerebro, áreas sensoriales yáreas de asociación relacionadas con el lenguaje.Para traducir los pensamientos al habla serequiere, además, la intervención de un áreamotora.



ACTIVIDAD 7• Observa las siguientes imágenes, busca información en distintas fuentes y describe las regiones y/o

estructuras señaladas. Haz una descripción de la anatomía del cerebro y comparte tu respuesta enuna puesta en común.

Áreas cerebrales que se activan durante diferentes aspectos

del lenguaje.

Lóbulofrontal

Lóbulo parietal

Lóbulo frontal

Lóbulo occipital

Lóbulo occipital

Fisura longitudinal

Hemisferio izquierdo Hemisferio

derecho

Lóbulo temporal

Vistas lateral (A) y superior (B) del cerebro.

CerebeloSustancia gris (corteza cerebral)

Sustancia blanca

Circunvolución

Leyendo Escuchando

Hablando Pensando

A

B



CONTENIDOS

6. Células nerviosas

A pesar de la complejidad del sistema nervioso,solo está formado por dos tipos de células: lasneuronas y las células gliales o neuroglias.

Las neuronas del sistema nervioso central sonde variadas formas y tamaños; no obstante, lamayor parte de ellas presentan las siguientesregiones o partes: cuerpo celular o soma, den-dritas, axón y terminales sinápticos.

• Cuerpo celular o soma. Contiene citoplasmacon un núcleo y organelos como lisosomas,mitocondrias y aparato de Golgi, además delos cuerpos de Nissl, que son una disposiciónordenada del retículo endoplasmático rugoso.También se encuentran las neurofibrillas ofilamentos que forman el citoesqueleto.

• Dendritas. Cortas prolongaciones que se extien-den a partir del soma y que se ramifican.

• Axón. Es una larga prolongación cilíndricaque se proyecta desde el soma y que contieneun citoplasma (axoplasma) con mitocondriasy neurofibrillas, pero que carecen de retículoendoplasmático rugoso. La membrana que lorodea se conoce como axolema.

• Terminales presinápticos o botones sinápticos.El axón se divide en ramas terminales, cadauna de las cuales finaliza en varias estructurasllamadas botones sinápticos o terminalespresinápticos.

Los axones de las neuronas que se encuentranfuera del sistema nervioso central están recu-biertos por una vaina de mielina que está for-mada por capas de lípidos y proteínas producidaspor las células de Schwann. La vaina de mielinaenvuelve al axón excepto en los nodos de Ranvier,que son espacios situados entre las vainas demielina. Los axones de las neuronas del sistemanervioso central también tienen mielina, peroes producida por células llamadas oligodendro-citos (células gliales).

Biodatos

Durante muchos años se pensó que la teoría celular no seaplicaba al cerebro. Camillo Golgi desarrolló una técnicaque permite teñir toda la neurona. Esta técnica fue usadapor Santiago Ramón y Cajal para examinar la estructuranerviosa de diversos organismos. Sus observaciones mos-traron que las neuronas son las unidades básicas de seña-lización en el cerebro.

Neuronas del cerebro.

Dendritas

Cuerpo celular o soma

Núcleo

Cuerpos de Nissl

Nodos de Ranvier

Axón

Vaina de mielina

Arborización terminal

Ramas colaterales

Botonespresinápticos

Ampliación de unbotón presinático



6.1 Función de las neuronas

Las neuronas tienen la capacidad de comuni-carse con precisión, rapidez y a larga distanciacon otras células, ya sean nerviosas, musculareso glandulares. A través de las neuronas setransmiten señales eléctricas denominadasimpulsos nerviosos. Esta transmisión es muchomás rápida que los procesos de difusión quehabitualmente ocurren en las células. El impulsonervioso, en las neuronas de un organismo vivo,viaja desde las dendritas (lugar donde se recibeel estímulo), hacia el terminal presináptico.

Las neuronas conforman e interconectan lostres componentes del sistema nervioso: sensitivo,integrador y motor. De esta manera, un estímuloque es captado en alguna región sensorialentrega cierta información que es conducida através de las neuronas y es analizada por elcomponente integrador, el cual puede elaboraruna respuesta, cuya señal es conducida a travésde las neuronas. Dicha respuesta es ejecutadamediante una acción motora (contracción mus-cular o secreción glandular).

6.2 Clasificación de las neuronas

Por su función:Las neuronas pueden clasificarse en neuronassensitivas o aferentes que conducen el impulsonervioso hasta el centro integrador (médulaespinal o tronco encefálico). Neuronas de asocia-ción que se encuentran en los centros integra-dores y conecta las neuronas sensitiva y motora.Neuronas motoras o eferentes que conducen elimpulso nervioso hasta un efector (músculo oglándula).

Por su estructura:Las neuronas unipolares presentan solo unaprolongación celular (axón), por lo general conmuchas ramificaciones. Son el tipo de neuronasmás sencillo y predominan en el sistema nerviosode los invertebrados. Las neuronas bipolaresposeen dos prolongaciones separadas, queemergen de los polos opuestos de la neurona.Las neuronas multipolares tienen un solo axón yuna o más dendritas, que emergen de diferentespartes del soma. Este tipo de neuronas predo-mina en el sistema nervioso de los vertebrados.

ACTIVIDAD 8• Realiza un esquema que represente los tres tipos funcionales de neuronas. Señala en tu esquema el

tipo de neurona involucrada y con flechas indica el sentido del impulso nervioso conducido por lasneuronas.

Las neuronas que intervienen

en esta situación se comunican

a larga distancia, conectando

la región sensorial, el centro

integrador y los órganos motores. Neurona unipolar Neurona bipolar Neurona multipolar

Microglia

Astrocito

Capilar

Neurona

Oligodendrocito

6.3 Células gliales

Las células gliales o neuroglias pueden dividirsedentro del sistema nervioso maduro, a diferenciade las neuronas, de manera que cuando ocurreuna lesión traumática, por ejemplo, las célulasgliales se multiplican para llenar los espaciosque ocupaban las neuronas.

Existen diferentes tipos de células gliales: losastrocitos, que se entrelazan alrededor de lasneuronas para formar una red de sostén, entreotras funciones; las microglias, que protegen alsistema nervioso central de enfermedadesinfecciosas debido a su capacidad fagocitaria; ylos oligodendrocitos que, junto con las célulasde Schwann, producen la vaina de mielina.



CONTENIDOS

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Biologí@netEn la direcciónhttp://escuela.med.puc.cl/paginas/Cursos/segundo/histologia/HistologiaWeb/IndiceNervioso.html encontrarás microfotografías e información sobre las distintas formas celulares presentes en el sistemanervioso del ser humano.Recuerda que las direcciones de Internet o su contenidopueden cambiar, por lo que te recomendamos realizartu propia búsqueda en la Web.

El mal de Alzheimer es una enfermedad degenerativa que afecta actualmente a cerca de 12 millones de personas en el mundo y se carac-teriza por provocar demencia temprana en las personas que la padecen. Esta enfermedad está relacionada con una serie de alteracionesmicroscópicas, en las que se interrumpe la comunicación entre neuronas debido a la pérdida de células nerviosas o a la formación deplacas en los botones sinápticos, lo que lleva a la perdida progresiva de las capacidades mentales de una persona, llegando incluso auna desconexión total con el mundo. En los últimos años se ha investigado mucho en nuevas formas de combatir la enfermedad, aun-que aún no se logra una solución definitiva. ¿Qué consideraciones crees que debería tener la sociedad con las personas que padecenesta enfermedad? Si tuvieras la posibilidad de tener contacto con una persona que tiene el mal de Alzheimer, ¿cuál crees que podría sertu aporte para mejorar su calidad de vida?

REFLEXIONA



7. Arco reflejo

Los reflejos son respuestas automáticas, rápidasy predecibles frente a cambios en el ambiente yque ayudan a mantener las condiciones delmedio interno de nuestro organismo dentro derangos normales.

La ruta seguida por los impulsos nerviosos,desde su origen en una neurona hasta su llegadaa otra parte del cuerpo, constituye un circuitoneuronal específico. El circuito más simple sedenomina arco reflejo y constituye la unidadbásica de la actividad nerviosa integrada, debi-do a que en él se pueden encontrar todos loselementos básicos de la función del sistemanervioso.

Los componentes del arco reflejo son:

1. Receptor: corresponde a las dendritas de unaneurona sensitiva o una estructura asociada,que detecta un estímulo específico desenca-denando uno o más impulsos nerviosos.

2. Neurona sensitiva o aferente.3. Neurona de asociación.4. Centro integrador: región del sistema nervioso

que analiza la información que trae la neu-rona sensitiva, para elaborar una respuesta.

5. Neurona motora o eferente.6. Efector: estructura que responde al impulso

nervioso (un músculo esquelético, liso, cardíacoo una glándula).

ACTIVIDAD 9• Analiza el siguiente esquema

y responde.

a. ¿Qué función cumple lainterneurona inhibitoria?

b. ¿Qué ocurriría, hipotéticamente,si la neurona motora extensoraconectara con la neurona motoraflexora?

44 3

5

2

1

6

Neurona aferente inervando

el músculo extensor

Neurona motoraextensora

Neurona aferente inervando

el músculo flexor

Interneurona inhibitoria

Neurona motoraflexora

Extensor

Flexor

+ +

+

+

–

+



CONTENIDOS

8. Potencial de membrana

Luigi Galvani, hace 200 años, en un experimentocon una rana, observó que el paso de corrienteeléctrica por la pata del animal hacía que elmúsculo se contrajera. Desde entonces los cien-tíficos saben que en los animales hay “electrici-dad” y que la conducción nerviosa está asociadaa fenómenos eléctricos.

La diferencia en la cantidad de cargaeléctrica entre una región de cargapositiva y una región de carga negativase llama potencial eléctrico. Las mem-branas plasmáticas, en general, poseendiferencias de carga eléctrica entre elinterior y el exterior de la membrana; elmedio extracelular posee carga positivay el medio intracelular, carga negativa.Este potencial se denomina potencialde membrana.

El potencial eléctrico de la membrana plasmáticase registra con microelectrodos, que son dispo-sitivos conectados a un instrumento llamadoosciloscopio, que mide la actividad eléctrica enlas neuronas mediante la emisión de electrones.Este instrumento muestra una gráfica que per-mite interpretar los fenómenos electroquímicosinvolucrados en los potenciales de membrana.


a. ¿Qué sucederá con las cargas eléctricas si se aplica un estímulo en una neurona en reposo?b. Completa el esquema según la respuesta que diste a la pregunta anterior.

– +

0

Este esquema representa el potencial de la membrana de una neurona

en reposo, en este caso, positivo por fuera y negativo por dentro.

Instrumento para

medir voltaje

IR A LA WEB

Visita la página www.santillana.cl/bio3 y busca la animación 1 de la unidad 1. Obsérvala con atención y realiza las actividades queahí se proponen.



8.1 Potencial de reposo

La distribución diferencial de las cargas a loslados de la membrana determina que la neuronaesté polarizada eléctricamente, estado que seconoce como potencial de reposo. Es decir,cuando el medio extracelular posee carga posi-tiva, en comparación con el medio intracelular,que posee carga negativa, el potencial demembrana está en reposo.

¿Cómo se explica que cuando la neurona estáen reposo presenta una diferencia de cargaeléctrica entre el interior y el exterior de lacélula? A continuación se presenta un esquemade potencial de reposo.

Durante el potencial de reposo de la membrana,existe mayor concentración de iones K+ y proteí-nas cargadas negativamente en el lado internode la membrana y mayor concentración deiones Na+ y Ca+2 en el lado externo. La membranaes permeable al potasio (K+) porque poseecanales de potasio siempre abiertos, por lo tanto,estos iones tienden a salir. En el interior se acumu-lan proteínas cargadas negativamente. El sodio(Na+) tiende a entrar, sin embargo los canalesabiertos durante el potencial de reposo sonmuy pocos. El potencial de reposo se mantieneya que existe una proteína de membrana llama-da bomba de sodio/potasio que transporta(“devuelve”) iones Na+ hacia el exterior y K+

hacia el interior celular.


a. De acuerdo a lo que aprendiste en años anteriores: ¿a qué tipo de transporte corresponde la bombasodio potasio?, ¿qué caracteriza a este transporte?

b. ¿Qué pasaría si la bomba de sodio potasio fuera inhibida?c. Explica por qué el medio extracelular de la neurona posee carga positiva, en comparación con el

medio intracelular, que posee carga negativa.

Ca+2Na+

Canal de K+Canal de Na+

Canal de Na+ cerrado Canal de K+

Proteínas cargadas negativamente

ADPi

ATP

Bomba

de Na+–K+

Medioextracelular

Medio intracelular

K+



CONTENIDOS

8.2 Potencial de acción

Al estimular el axón de una neurona, se observaun cambio en la polaridad de la membrana,que se denomina potencial de acción. El interior

de la membrana queda con carga positiva y elexterior con carga negativa, producto de uncambio en las concentraciones de iones entre elmedio extra e intracelular.

ACTIVIDAD 12• Analiza la siguiente ilustración y responde.

• Observa el gráfico y escribe en tu cuaderno la información que te entrega. Compártela con tu cursoen una puesta en común.

a. ¿Qué iones intervienen en el cambio de polaridad de la membrana? b. ¿Qué ocurre con los canales de sodio al estimular la neurona?c. ¿Con qué carga quedan el interior y el exterior de la neurona?d. ¿Cómo se restablece el estado de reposo?

-70

Estímulo

mV (milivolt)

Potencial

de acción

Potencial

de reposo

Entrada de Na+ Salida de K+ ms (milisegundos)

0

+30

Medioextracelular

Mediointracelular

+

++

++

+

++

++

+

+

+

+

+

+

+

+

++

+

+

++

+

+

+

+ + +

++–

––

++

+

+ ++

+ ++

+

+

+

+

+ + +

+

Canal

de Na+Canal

de Na+

Aniones no difusibles

Canal

de K+Canal

de K+Bomba de

Na+ - K+

Na+

K+



9. El impulso nervioso

El potencial de acción que viaja a lo largo de lamembrana plasmática de la neurona constituyeel impulso nervioso. ¿Qué cambios ocurren cuan-do se produce un impulso nervioso que viajapor la neurona?

El potencial de reposo puede ser modificadodebido a los estímulos captados por los receptoressensitivos, lo que produce una despolarización,que consiste en el aumento de la permeabilidadpara el Na+, el cual ingresa a la célula, cambiandola polaridad de la membrana: interior positivoy exterior negativo. Este cambio de potencial seproduce en el sitio receptivo de la neurona y se

denomina potencial de receptor. Si el estímuloes “débil” no se genera el impulso nervioso aun-que haya potencial de receptor. Para que seproduzca un potencial de acción que se propa-gue, se necesita una intensidad umbral en elestímulo. Si la intensidad de un estímulo alcan-za o sobrepasa el umbral de excitación de unaneurona, se desencadena un impulso nerviosode la misma magnitud, es decir, no es directa-mente proporcional a la intensidad del estímulo.Esto se conoce como ley del todo o nada.Luego se restablece la polaridad habitual de lamembrana o repolarización, por inactivaciónde los canales de sodio que se abrieron y la sali-da de iones potasio (K+) al medio extracelular.

Biodatos

El potencial de reposo corresponde a una diferencia de potencial o voltaje y, como tal, su unidad de medida es el volt. En las neuronasoscila entre los –40 y –90 mV (milivolt), siendo el valor más típico –70 mV. Cuando la membrana se despolariza, el potencial de mem-brana cambia de –70 mV hasta 0 y luego a +30mV.

Zona de despolarización

Estímulo

Zona de repolarización

Na+ Na+

Na+ Na+

Na+ Na+

Na+ Na+

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Visita la página www.santillana.cl/bio3 y busca la animación 2 de la unidad 1. Obsérvala con atención y realiza las actividades queahí se proponen.

Averigua sobre la autopropagación

del potencial de acción y compáralo

con lo que ocurre con una mecha

de dinamita.



CONTENIDOS

9.1 Intensidad, velocidad y conducción del impulso nervioso

¿Se siente lo mismo al pincharse con un alfilerque al rozarse con una pluma? Seguro que turespuesta es negativa y esto se debe a que elimpulso nervioso una vez que se inicia siemprealcanza la misma magnitud, es decir, no es másintenso en la medida en que el estímulo lo sea.Sin embargo, la frecuencia con que los impul-sos se generan, produce respuestas diferentes.De esta manera, una presión en la piel ocasionaimpulsos nerviosos que se propagan a travésdel axón con una alta frecuencia; un rocesuave, en la misma área, genera impulsos ner-viosos ampliamente espaciados en el tiempo, esdecir, con menor frecuencia.

¿De qué depende la velocidad del impulso ner-vioso? La velocidad en la propagación de lospotenciales de acción no depende de la fuerzadel estímulo, sino que del diámetro del axón y

de la presencia o ausencia de vainas de mielina(con nodos de Ranvier). La temperatura juegatambién un rol importante, ya que las célulasnerviosas conducen los impulsos a velocidadesmenores cuando están a temperaturas másbajas.

¿La conducción del impulso nervioso es siempreigual? No, existen dos tipos de propagación delos potenciales de acción: la conducción conti-nua y la conducción saltatoria. En el primertipo se produce una despolarización progresivade cada zona adyacente de la membrana delaxón, es decir, una onda de despolarización.Esto ocurre en las neuronas que no tienen vainasde mielina. En la conducción saltatoria, elpotencial de acción “salta” de un nodo deRanvier a otro, por lo cual el proceso es másrápido. Esto se debe a que la vaina de mielinaactúa como un aislante, haciendo que el impulsonervioso “salte” de un nodo a otro y avancemás rápido.

ACTIVIDAD 13• Reunidos en grupos, elijan uno de los siguientes procesos y diseñen un modelo que lo explique:

mecanismo de la bomba sodio-potasio, despolarización, repolarización, conducción continua o conducción saltatoria.

Conducción continua Conducción saltatoria

Tiempo Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Nodos de Ranvier

1 milisegundo(ms)

5 milisegundos(ms)

10 milisegundos(ms)

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+



10. Sinapsis

Las neuronas se comunican a través de unaseñal eléctrica que fluye desde los receptoresneuronales, habitualmente las dendritas y elsoma, hasta el terminal presináptico, el cualestablece un punto de comunicación con la neu-rona siguiente. El impulso nervioso se propagade una neurona a otra, a través de sitios especí-ficos de comunicación conocidos como sinapsis.La neurona que conduce el impulso nervioso sedenomina neurona presináptica y la que seencuentra a continuación de la sinapsis sellama neurona postsináptica.

De acuerdo al mecanismo de propagación delimpulso nervioso, existen dos tipos de sinapsis;la sinapsis eléctrica y la sinapsis química.

10.1 Sinapsis eléctrica

En la sinapsis eléctrica el impulso nerviosofluye directamente desde la neurona presináp-tica hasta la postsináptica, a través de canalesproteicos de unión íntima o conexones. La des-polarización de la neurona presináptica provocala apertura de los canales iónicos de la mem-brana de la neurona postsináptica, generandoun potencial de acción. La transmisión rápidadel impulso nervioso permite respuestas inme-diatas, prácticamente instantáneas, como porejemplo, el movimiento de la cola del cangrejode mar para escapar de situaciones peligrosas.Las sinapsis eléctricas son bidireccionales, yaque pueden transmitir una despolarizacióntanto desde la neurona presináptica a la postsi-náptica, como en sentido contrario.

ACTIVIDAD 14• Analiza los gráficos y responde las siguientes preguntas:

a. ¿Cuál de los gráficos representa la respuesta más rápida en la neurona postsináptica?b. ¿Cómo explicarías el potencial sub-umbral representado en el gráfico B?c. ¿Cuál de los gráficos representa una despolarización de la membrana postsináptica? ¿Por qué?

Biodatos

La sinapsis química más rápida es más lenta que cualquier transmisión sináptica eléctrica, sin embargo, de acuerdo con las investiga-ciones, la mayor parte de la transmisión sináptica en los mamíferos es de carácter químico. ¿Por qué ocurre esto? Porque la transmisiónquímica es más “modificable” y “regulable” que la eléctrica, lo cual constituye un mecanismo fundamental para procesos tan complejoscomo, por ejemplo, el aprendizaje.

+30

mV (milivolt)

–70

–55

0 0

Célula presináptica

Umbral

–70

–55 Umbral

Célula postsináptica

(milisegundos)ms

+30mV (milivolt)

–70

0

+30

–70

Célula presináptica

Célula postsináptica

(milisegundos)ms

A C

DB

Los gráficos A y B muestran los potenciales presinápticos y postsinápticos en la transmisión sináptica química. Los gráficos C y D,

representan la transmisión en la sinapsis eléctrica.

10.2 Sinapsis química

A diferencia de la sinapsis eléctrica, en la sinapsisquímica no existe una unión íntima entre lasneuronas: más bien hay un espacio que separala neurona presináptica de la neurona postsi-náptica. A continuación se describen los princi-pales acontecimientos involucrados en la sinapsisquímica.

1. El impulso nervioso de la neuronaalcanza el terminal presináptico (obotón sináptico) y la onda de des-polarización provoca una aperturade canales de Ca+2.

2. Los iones Ca+2 pasan al interior dela zona terminal, desencadenandouna exocitosis de las vesículassinápticas que contienen sustan-cias químicas denominadas neuro-transmisores.

3. Los neurotransmisores son libera-dos al espacio sináptico.

4. En la membrana postsináptica exis-ten moléculas proteicas que actúancomo receptores específicos paradeterminados neurotransmisores.La unión neurotransmisor-recep-tor produce la apertura de canalesiónicos en la membrana postsináp-tica, lo cual genera potencialespostsinápticos que pueden tenerun efecto excitador o inhibidor.

5. Si la unión neurotransmisor-recep-tor desencadena la apertura deciertos canales iónicos, principal-mente de aquellos que determinanla entrada de Na+ y la salida de K+,se produce un potencial postsináp-tico excitador.

6. Si la unión neurotransmisor-recep-tor desencadena la apertura deciertos canales iónicos, principal-mente de aquellos que posibilitanla entrada de Cl– o la salida de K+,se produce un potencial postsináp-tico inhibidor.

10.3 Potenciales postsinápticos

Al unirse un neurotransmisor a un receptorpostsináptico, ¿se genera un nuevo potencialde acción en la neurona postsináptica? Habitual-mente la unión neurotransmisor-receptor pro-duce potenciales bajo el umbral necesario en lamembrana postsináptica, denominados poten-ciales excitadores o inhibidores.

ACTIVIDAD 15



CONTENIDOS

Cl-

K+K+

Na+

Ca+2

Membranapostsináptica

Botónpresináptico

Vesículassinápticas

Neurotransmisor

Receptor de membrana

Complejo neurotransmisor

receptor

Onda de despolarización

• Lee la información de esta página respecto de los aconteci-mientos implicados en la sinapsis química y escribe sobre losesquemas los números que correspondan con cada etapa.

• Revisa el anexo 4 (página 146), sobre drogas y sistemanervioso, que trata, entre otros temas, los efectos de lasdrogas en la sinapsis química.



10.4 Potencial postsináptico inhibidor

El potencial postsináptico con efecto inhibidores generado por una hiperpolarización en lamembrana postsináptica, es decir, se hace másnegativo el interior de la neurona que cuandoestá en reposo, por lo cual resulta más difícil delo habitual generar un impulso nervioso. Estose debe principalmente a la apertura de canalesiónicos para el Cl- (ion cloro), el cual tiende aentrar hacia la neurona postsináptica haciendomás negativo su interior. También se puedeacentuar la polarización en la membrana post-sináptica debido a la apertura de canales parael K+, ion que comienza a salir de la neurona.De todas maneras, este cambio de permeabilidades de corta duración y las condiciones de reposose restauran nuevamente.

10.5 Potencial postsináptico excitador

El potencial postsináptico excitador se producepor una despolarización parcial transitoria enun área muy pequeña de la membrana postsi-

náptica. Un solo potencial excitador general-mente no inicia un impulso nervioso. Sinembargo, las despolarizaciones producidas porcada botón sináptico tienen un efecto sumato-rio, con lo cual se puede despolarizar el total dela membrana postsináptica, generando así unimpulso nervioso.

La unión neurotransmisor-receptor en la mem-brana postsináptica (1) desencadena la apertu-ra de ciertos canales iónicos principalmente deaquellos que determinan la entrada de Na+ (2),lo que produce la despolarización de la mem-brana postsináptica. Una vez que los neuro-transmisores han cumplido su función, se des-prenden de los receptores hacia el espaciosináptico, desde donde deben ser eliminadospara el normal funcionamiento de la sinapsis.Esto se realiza mediante la degradación porparte de enzimas específicas (3) o a través de larecaptación (4), por parte de la neurona presi-náptica que los liberó, a través de sustanciastransportadoras llamadas transportadores deneurotransmisores.

ACTIVIDAD 16• Lee la información de esta página referida al potencial postsináptico excitador y escribe sobre los

esquemas los números correspondientes a cada etapa.

• Averigua sobre una de las siguientes drogas y su efecto a nivel de la sinapsis química: cocaína, anfetamina o morfina. Prepara una presentación y exponla ante tus compañeros y compañeras.

Enzima

TransportadorNeurotransmisor



CONTENIDOS

10.6 Respuestas excitatoria o inhibitoriaen la neurona postsináptica

Las neuronas poseen las mismas estructurasgenerales; soma, axón, dendritas y botónsináptico. Además, la propagación del impulsonervioso se produce por los procesos de despo-larización y repolarización ya analizados. En elcaso de la sinapsis química, las neuronas secomunican entre sí a través de neurotransmisoresliberados por la neurona presináptica captadospor receptores de membrana ubicados en laneurona postsináptica. Si las estructuras queparticipan en las sinapsis, así como los procesos,son similares, ¿de qué depende la respuestaexcitatoria o inhibitoria en la neurona postsi-náptica? El efecto excitador o inhibidor de laneurona postsináptica depende de las propiedades

químicas del receptor. Por ejemplo, la acetilcolinaes un neurotransmisor que puede excitar algunasneuronas postsinápticas e inhibir otras, depen-diendo del receptor al que se una.

10.7 Tipos de sinapsis

De acuerdo con el mecanismo de propagacióndel impulso nervioso entre las neuronas, sepuede distinguir la sinapsis eléctrica (a travésde conexones) y la sinapsis química (medianteneurotransmisores). Sin embargo, de acuerdo ala región de las neuronas que establecen elcontacto sináptico, se reconocen tres tipos desinapsis: axosomática, axodendrítica y axoaxó-nica. En la denominación de los tipos de sinapsis,hay un acuerdo en que la región presináptica seescribe primero y luego la región postsináptica.

ACTIVIDAD 17a. Observa y analiza los dibujos que representan los tres tipos de sinapsis y define cada una.b. Elabora un mapa conceptual que incluya los siguientes conceptos: sinapsis eléctrica, sinapsis química,

potencial postsináptico excitador, potencial postsináptico inhibidor, sinapsis axosomática, sinapsisaxodendrítica y sinapsis axoaxónica.

c. Busca, en enciclopedias o Internet, información sobre la acción de los siguientes neurotransmisores:acetilcolina, norepinefrina, dopamina, serotonina, ácido gama aminobutírico (GABA) y endorfinas.Elabora un cuadro resumen.

Sinapsis axosomática

Dendrita

Sinapsis axodendrítica Sinapsis axoaxónica

Axón

11. Vías aferentes y eferentes

El sistema nervioso cumple tres funciones básicas:sensitiva, integradora y motora. Estas tres fun-ciones están conectadas a través de las neuronasque constituyen vías aferentes o sensitivas y delas neuronas que representan vías eferentes omotoras.

Muchos impulsos nerviosos que provienen dereceptores sensitivos y que llegan al sistemanervioso central (SNC), a través de las vías afe-rentes, son procesados en determinadas regionesdel SNC, originándose las sensaciones, sin quese generen impulsos a través de vías eferentes.Cuando los impulsos nerviosos se conducen porlas vías motoras (eferentes) se produce la con-tracción muscular o la secreción glandular. Laintegración de ambas vías (aferente y eferente)permite que se realicen procesos tan importantescomo la ventilación pulmonar.

11.1 Tipos de sensaciones

Cada tipo específico de sensación se denominamodalidad sensitiva o sensorial, como el olfatoy el tacto. Tradicionalmente se han reconocidocinco modalidades sensoriales conscientes: vista,oído, tacto (y presión), gusto y olfato. Tambiénexisten otras, como el calor, el frío y el dolor.Sin embargo, ciertas sensaciones no son aprecia-das en forma consciente (modalidades sensitivasno conscientes), como por ejemplo, la longitudy tensión muscular, la presión arterial, y la tem-peratura de la sangre en ciertas regiones denuestro cuerpo.

Los estímulos que producen sensaciones corres-ponden a variaciones de diferentes formas deenergía. Dichas variaciones de energía puedenser captadas por receptores sensoriales especí-ficos y pueden generar impulsos nerviosos enlas vías aferentes. La intensidad del estímulomás baja que una persona puede detectar sedenomina umbral sensorial.

La siguiente tabla muestra las modalidadessensitivas con sus receptores específicos y losestímulos correspondientes.

Modalidad sensitiva



ACTIVIDAD 18• A partir de la información entregada en

el primer párrafo de esta página y delesquema que aparece en la página 21,elabora una definición de vía aferente y de vía eferente.

Tipo de receptor Estímulo

Visión Fotorreceptor Luz

Audición Mecanorreceptor Ondas de presión de aire

Equilibrio Mecanorreceptor Movimiento de la cabeza

Tacto

Gusto

Mecanorreceptor Mecánico (presión)

Termorreceptor Térmico

Nociceptor/Quimiorreceptor Térmico

Quimiorreceptor Químico

Olfato Quimiorreceptor Químico

11.2 ¿Cómo se producen las sensaciones?

Para que se genere una sensación deben ocurrirdeterminados procesos en el receptor sensorial,en las neuronas aferentes o sensitivas y en elcentro elaborador (SNC). Estos se describen acontinuación.

• Estimulación. Un estímulo es detectado porun tipo de receptor específico.

• Transducción. El receptor sensitivo conviertela energía del estímulo en señales electroquí-

micas. El estímulo produce un cambio local enel potencial de membrana (despolarización),por activación o apertura de canales iónicos.

• Conducción. Si el potencial de la membranaalcanza o supera el nivel umbral, se generanpotenciales de acción (impulsos nerviosos)que son conducidos hasta el SNC.

• Traducción. Una región determinada del SNCtransforma los impulsos nerviosos en sensación.

Los siguientes esquemas muestran algunos estímu-los y los efectos que producen en los receptores.



CONTENIDOS

Mecanorreceptor. La presión abre los canales iónicos. Quimiorreceptor. Una molécula saboreada u olfateada se

acopla a un receptor iniciando un estímulo que controla el

canal iónico a través de mensajeros intracelulares.

Termorreceptor. La temperatura incide en una enzima de la

membrana que controla un canal iónico.

Fotorreceptor. La luz altera la proteína de la membrana,

produciendo una señal intracelular que controla un canal

iónico.

Presión

Temperatura

Enzima

Luz

Molécula intermediaria

Molécula saboreada u olfateada

Canales de Na+ sensibles a presión

Canales de Na+ o K+



11.3 Diferencias entre sensaciones

Los potenciales de acción (impulsos nerviosos)son similares en la mayoría de las neuronas,sean estas aferentes o eferentes. Si estímulosdiferentes generan señales eléctricas similaresen las neuronas ¿por qué podemos distinguirentre dos o más modalidades sensoriales dife-rentes? Los receptores sensoriales detectanestímulos particulares y generan impulsos ner-viosos conducidos a través de vías aferentesespecíficas. Por ejemplo, las vías neuronalesque se activan por la luz son diferentes a lasvías activadas por el tacto. De esta manera, lasvías sensoriales transportan sus señales hastaciertas regiones específicas del SNC donde songeneradas las sensaciones. La mayoría de lassensaciones conscientes son elaboradas en elcerebro y las sensaciones inconscientes son pro-ducidas en otras regiones del SNC, como eltronco encefálico.

11.4 Diferencias en una misma sensación

Imagina que estás tocando una superficie fría. Siaumenta progresivamente la temperatura, la sen-sación de calor se vuelve progresivamente másintensa ¿Por qué podemos percibir una sensaciónde manera más o menos intensa, si los impulsosnerviosos que generan dicha sensación tienenigual magnitud? Mientras mayor es la fuerza delestímulo, mayor es la intensidad de la sensación,debido a que aumenta la frecuencia de los impul-sos nerviosos que se propagan a través del axón.Sin embargo, existe un nivel de saturación en lafrecuencia de impulsos nerviosos conducidos porlas neuronas aferentes. Esto se produce porque enla neurona no se puede generar mayor númerode potenciales de acción por unidad de tiempo.También puede ocurrir que la frecuencia de lospotenciales de acción en la neurona aferente dis-minuya a lo largo del tiempo, aunque el estímulose mantenga constante. Este fenómeno se deno-mina adaptación de los receptores y tiene por efec-to la disminución en la intensidad de la sensación.

ACTIVIDAD 19• Analiza los gráficos que representan potenciales de acción producidos por estímulos y responde.

a. ¿Qué sucede con la intensidad (magnitud) de los potenciales de acción cuando aumenta la intensidaddel estímulo? Fundamenta.

b. ¿Qué sucede con la frecuencia de los potenciales de acción cuando aumenta la intensidad delestímulo? Fundamenta.

+30

_70

0

milisegundos (ms)

mili

volti

os (m

V)

+30

0

_70

milisegundos (ms)

mili

volti

os (m

V)

Inte

nsi

dad

del

estí

mu

lo

Estimulación visual (luz blanca)

Estimulación visual (escena compleja)

Estimulación auditiva

• Humor vítreo. Sustancia clara y gelatinosaubicada en un espacio, entre el cristalino y laretina.

• Esclerótica. Capa de tejido que cubre el globoocular y lo protege.

• Córnea. Capa transparente que protege laparte anterior del ojo.

• Humor acuoso. Líquido claro y transparenteque llena la cámara anterior del ojo, es decir,entre el cristalino y la córnea.

• Pupila. Orificio central por donde ingresa la luz.• Cristalino. Constituye un lente de fibras pro-

teicas que permite enfocar los objetos.• Iris. Formado por músculos circulares y radia-

les, cuya contracción y dilatación regulan eltamaño de la pupila.

• Coroides. Capa que tiene vasos sanguíneos,que nutren los tejidos, y pigmentos que ab-sorben el exceso de luz.

• Retina. Está formada por múltiples capas decélulas que incluyen a los fotorreceptores yneuronas de diverso tipo. Se reconocen dos

regiones: la retina nasal (más cercana a la nariz)y la retina temporal (hacia el otro extremo).

• Punto ciego. Corresponde al lugar dondeconvergen las neuronas que forman parte delnervio óptico.



CONTENIDOS

12. La imagen visual y las víasaferentes

La visión es una de las modalidades sensorialesmás importantes en nuestra vida cotidiana. Paracomprender la construcción de la imagenvisual, es necesario conocer la anatomía delglobo ocular, órgano en cuyo interior está la

retina, que es la estructura donde se encuen-tran los fotorreceptores a los cuales se conectanneuronas aferentes que forman el nervio ópti-co. Las fibras de este nervio se prolongan hastadeterminadas áreas de la corteza cerebral,donde se elabora la modalidad sensorial de lavisión.

Humor vítreo

Punto ciego

RetinaCoroides

Iris

Cristalino

Pupila

Humor acuoso

Córnea

Esclerótica

+ •

Centra tu atención en la figura y cubre con tu mano el ojo

izquierdo. Ubica la página a unos 25 cm, mira atentamente

la cruz y acerca lentamente el texto. Notarás que el círculo

desaparece de tu campo visual debido a que los estímulos

visuales han caído en el punto ciego.

Revisa el Anexo 2 en la página 140 y realizala disección de ojo que ahí se describe.

BIOLAB



12.1 Procesamiento visual

La elaboración de imágenes visuales comienzacon el ingreso de luz al globo ocular. Los rayosluminosos provenientes del objeto observado,son concentrados por la córnea, atraviesan elhumor acuoso y convergen en el cristalino, desdedonde se proyectan a través del humor vítreohasta la retina, estructura donde se enfoca laimagen observada. En cada una de estas partes,exceptuando la retina, se produce la refracciónde la luz. La contracción y dilatación de losmúsculos circulares y radiales del iris permiten

la regulación del diámetro de la pupila, cuyoajuste ayuda a mantener una exposición ade-cuada de la retina a la luz. El cristalino puedeacomodar su curvatura, al enfocar objetos quese encuentran a diferentes distancias, permi-tiendo que los rayos luminosos se proyectensobre la retina. La imagen enfocada en la retinaes invertida. Los mensajes nerviosos que salende la retina por el nervio óptico llegan final-mente hasta la zona occipital de la cortezacerebral donde son procesados y analizados. Enesta región se vuelve a invertir la imagen visual.

ACTIVIDAD 20• Averigua en qué consiste la miopía y la

hipermetropía.• Analiza los esquemas (Biodatos) y explica

lo que sucede con los lentes biconvexos ybicóncavos, con respecto a la refracciónde la luz.

• Señala el tipo de lentes que se utilizanpara corregir la hipermetropía y la miopía.

Biodatos

La refracción de la luz consiste en la desviación del rayo ohaz luminoso al pasar de un medio a otro de diferentedensidad. Este fenómeno físico es considerado en la fabri-cación de lentes que corrigen alteraciones de la visión.

a. Hipermetropía c. Lente biconvexa

b. Miopía

Los dibujos representan alteraciones frecuentes de la visión (a y b) y dostipos de lentes que las corrigen (c y d).

d. Lente bicóncava

Refracción y acomodación de los rayos de luz durante la

visión de un objeto lejano y otro cercano.

Rayos casi paralelos procedentes

de un objeto lejano

Rayos divergentes procedentes de

un objeto próximo (acomodación)

Retina

Retina

Nervio óptico

Área visual occipital



CONTENIDOS

12.2 Imagen visual y transmisión de los impulsos nerviosos

El estímulo luminoso antes de llegar hastalos fotorreceptores (conos y bastones),atraviesa las células ganglionares y luegolas células bipolares. Cuando los fotorre-ceptores son estimulados por la luz (foto-nes) se produce la transducción en señaleseléctricas, que se conducen como impulsosnerviosos que siguen el camino inverso:pasan hacia las neuronas bipolares y luegohacia las ganglionares. Entre estos tipos deneuronas se produce transmisión sináptica.Los axones de las neuronas ganglionaresforman el nervio óptico. Los nervios ópticosde ambos ojos coinciden en el quiasmaóptico, región donde los axones de la retinanasal se cruzan al lado opuesto del encéfa-lo. Los axones de las retinas temporales, deambos ojos, no se cruzan. La separaciónresultante forma los tractos ópticos (dere-cho e izquierdo).

12.3 Estructura de los fotorreceptores

Los fotorreceptores contienen un pigmentovisual, consistente en una molécula de vitaminaA unida a una proteína, que se localiza en unaestructura (discos) cuyo diseño permite captarluz con máxima eficiencia. Los bastones poseenmayor cantidad de este pigmento, por lo cualcaptan más luz que los conos. ¿Qué otras dife-rencias existen entre los fotorreceptores?

12.4 Diferencias entre los fotorreceptores

Los bastones son más sensibles a la luz y sonmás numerosos que los conos, lo que posibilitala visión con escasa iluminación. Un simplefotón puede producir una señal eléctrica detec-table en los bastones. Los conos, en cambio, sonresponsables de la visión en color con “buena”iluminación. Requieren cientos de fotones paraproducir una señal eléctrica similar a la que unfotón genera en un bastón.Estructuras de los fotorreceptores: bastones (a) y conos (b).

Coroides

Capa pigmentada

Bastones

Conos

Células bipolares

Nervio óptico

Rayos de luz

Células ganglionares

Célula amacrina

Célula horizontal

(a)

Terminalsináptico

Terminalsináptico

Segmentointerno

(b)

Segmentoexterno

Segmentoexterno

Segmentointerno

Membranaplasmática

Cilios

Discos

Estructura de la retina.



Campo visualderecho

Retina temporal

Retina temporal

Retina temporal

Campo visualizquierdo

Campo visualizquierdo

Campo visual

Retinas nasales

Quiasmaóptico

Retinas nasales

QuiasmaópticoNervio

ópticoNervioóptico

Nervioóptico

Nariz

Tracto ópticoderecho

Tracto ópticoizquierdo

Tracto ópticoderecho

Tracto ópticoizquierdo

Campo visual

REFLEXIONA

ACTIVIDAD 21• Explica qué sucedería con la imagen visual elaborada en el cerebro si se lesionaran las siguientes

estructuras: nervio óptico derecho, tracto óptico izquierdo, quiasma óptico, axones de la retina temporal del ojo derecho.

Las personas, en general, tienen cada vez mayor acceso a la información, debido al avance en la tecnología. En este marco, el desarrollo pro-fesional y laboral está determinado, en gran medida, por su capacidad de manejo de la tecnología. Sin embargo, esto no siempre es posiblepara las personas no videntes. Por esto, los objetos tecnológicos deben ser modificados para permitir que estas personas puedan utilizarlos.En Chile, según el Censo del año 2002, cerca de 430.000 personas sufren alguna discapacidad visual. Para acercarlos a las tecnologíasde la información, se generan iniciativas como las de la Biblioteca Nacional con su sala para no videntes.¿Consideras importante facilitar que las personas no videntes accedan a los avances tecnológicos? ¿Por qué? ¿De qué manera ayudas a su integración?

12.5 El campo visual

El campo visual es la vista captada por los dos ojossin mover la cabeza. Se puede delimitar la mitadderecha y la mitad izquierda del campo visual. Lamitad derecha proyecta la luz sobre la retinanasal del ojo derecho y sobre la retina temporaldel ojo izquierdo. La mitad izquierda proyecta laluz sobre la retina nasal del ojo izquierdo y sobrela retina temporal del ojo derecho.

La luz de la región central del campo visualpenetra en ambos ojos; esta área se denominazona binocular. Sin embargo, en cada mitad delcampo visual existe una zona monocular (además

de la zona binocular). En esta zona la luz se pro-yecta solo sobre la retina nasal del ojo del mismolado, ya que la nariz bloquea la luz del ladoopuesto.

El tracto óptico izquierdo contiene axones de laretina temporal del ojo izquierdo y de la retinanasal del ojo derecho. El tracto óptico derechocontiene axones de la retina temporal del ojoderecho y de la retina nasal del ojo izquierdo.

De esta manera, el tracto óptico izquierdotransporta una representación completa delcampo visual derecho y el tracto óptico dere-cho transporta una representación completadel campo visual izquierdo.

13. La contracción muscular y las vías eferentes

Como lo señalamos anteriormente, las neuronaseferentes o motoras producen la contracciónmuscular o la secreción de glándulas. Analiza-remos la contracción de los músculos debido a laimportancia que este proceso tiene en muchosprocesos biológicos de nuestro organismo.

Para entender cómo se produce la contracciónmuscular, es necesario conocer la organizaciónde las células musculares. El músculo esqueléticoestá formado por fibras musculares que corres-ponden a células largas, cilíndricas y con muchosnúcleos. Cada fibra muscular a su vez, está com-puesta por miofibrillas que contienen filamentosde proteínas en un cierto orden. Los filamentosmás gruesos están formados por la proteína mio-sina y los más delgados son de actina, principal-mente. Esta disposición causa el aspecto de estria-ción transversal característico de los músculosesqueléticos.

Las partes de estas estriaciones se identifican por letras y constituyen el sarcómero.

Cuando se produce la contrac-ción de un músculo esque-lético, ocurre un despla-zamiento de los fila-mentos de actina sobrelos filamentos de miosi-na, de tal manera queel ancho de las bandas Ase mantiene constante,pero las líneas Z se acercan

una a la otra. Cuando el músculo se relaja, laslíneas Z se separan.

¿Todos los movimientos musculares (contraccióny relajación) son controlados voluntariamente?Aunque no lo percibimos conscientemente, losfenómenos de contraccióny relajación muscular nosolamente ocurren enlos músculos de con-trol voluntario (mús-culos esqueléticos), sinoque también en los mús-culos de naturaleza involun-taria, como los músculos lisos(del intestino, por ejemplo) y elmúsculo cardiaco (del corazón).



CONTENIDOS

Biodatos

Las estriaciones del músculo cardiaco son similares a las del músculo esquelético, sin embargo, el músculo liso no tiene estrías transversales visibles, ya que la actina y miosina no están dispuestas regularmente (en orden).

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Biologí@netEn la dirección http://escuela.med.puc.cl/paginas/Cursos/segundo/histologia/HistologiaWeb/IndiceMuscular.htmlencontrarás microfotografías de tejido muscular e información relacionada con su funcionamiento.Recuerda que las direcciones de Internet y su contenido pueden cambiar, por lo que te recomendamos realizar tu propia búsqueda en la Web.

Músculoesquelético

Fibra muscular

Miofibrilla

Banda I Banda I Filamento

fino (actina)

Filamento grueso

(miosina)

Banda A

Línea M

Línea Z Sarcómero.



13.1 Regulación nerviosa de la contracción muscular

¿Recuerdas qué división del sistema nervioso con-duce los impulsos que provocan la contracción delos diferentes tipos musculares? La contracción delos diferentes tipos de músculos está determinadapor las vías eferentes del sistema nervioso perifé-rico (SNP), ya sea somático o autónomo.

La contracción o relajación de los músculosesqueléticos está controlada por fibras nerviosaseferentes que forman parte del sistema nerviososomático (SNS), las que conducen impulsos ner-viosos desde áreas específicas de la cortezacerebral, que es la principal región que controlael inicio de los movimientos voluntarios.

La actividad de los músculos lisos (involuntarios),del músculo cardiaco y de las glándulas delorganismo está regulada por las fibras nerviosaseferentes del sistema nervioso autónomo (SNA).Estas fibras se agrupan en los diversos nerviosraquídeos que son los que se conectan con lamédula espinal. En coordinación con el sistemanervioso central (encéfalo y médula espinal), elsistema nervioso autónomo controla las princi-pales funciones vitales de nuestro organismo. Acontinuación se representan algunos de losprincipales procesos fisiológicos controlados porel sistema nervioso autónomo, a través de susvías eferentes.

ACTIVIDAD 22• A continuación se señala el efecto que el sistema nervioso autónomo (simpático y parasimpático) tiene

sobre algunos órganos. Completa los efectos que faltan, guiándote con la ilustración de esta página.

A Dilatación pupilar. A’

B B’ Estimulación de la salivación.

C C’ Contracción de los bronquios.

D Aceleración de la frecuencia cardíaca. D’

E Inhibición de la digestión. E’

F F’ Estimulación de la motilidad y secreciones intestinales.

G Relajación de la vejiga urinaria. G’

Craneal

División simpática División parasimpática

Cervical

Torácica

Lumbar

Sacra

Craneal

Cervical

Torácica

Lumbar

Sacra

AA’

B’C’

B

C

D

E

F

1

2G

D’

E’

F’

G’

1 y 2= Ganglios simpáticos



CONTENIDOS

13.2 ¿Cómo se produce la contracción muscular?

La contracción de los músculos es posible graciasa la unión neuromuscular, que corresponde auna sinapsis química entre una neurona y unafibra muscular. Los terminales axonales de laneurona presináptica contienen vesículas encuyo interior se encuentra un tipo especial deneurotransmisor; la acetilcolina. La membranade la fibra muscular donde existe la unión neu-romuscular, se denomina placa motora terminaly contiene receptores para la acetilcolina. La neu-rona no está en contacto directo con la fibramuscular, sino que existe un espacio sinápticoentre ambas células.

Cuando un impulso nervioso llega hasta los ter-minales axonales, se produce la liberación de laacetilcolina al espacio sináptico (1). Este neuro-transmisor se une a los receptores de la placamotora terminal (2), lo que genera la aperturade canales para las moléculas de Na+ principal-mente (3), con lo cual se desencadena unpotencial de acción muscular (4) que se conducea lo largo de la membrana de la fibra muscularo sarcolema. La enzima acetilcolinesterasa seencarga de degradar a la acetilcolina.

El potencial de acción muscular provoca la libera-ción del ión calcio (Ca2+) (5) que se encuentraalmacenado en el retículo sarcoplásmico.Cuando el Ca2+ está en el citoplasma de la fibramuscular (sarcoplasma), produce el desplaza-miento de los filamentos delgados (6) y la con-secuente contracción muscular. Existen bombasde transporte activo de Ca+ que devuelven esteion del sarcoplasma (7) al retículo sarcoplásmico.

ACTIVIDAD 23• De acuerdo a lo analizado en esta página,

explica dos mecanismos mediante los cualesse produce el desplazamiento de los fila-mentos delgados en la relajación muscular.

Vesícula sináptica

Espaciosináptico

Acetilcolina

Receptor deacetilcolina

Canal de calcio abierto

Canal decalcio

cerradoBomba detransporteactivo de

calcio

Placa motora

Na+

Ca+2

Ca+2

Retículosarcoplásmico

Retículosarcoplásmico

Contracciónmuscular

Relajación muscular

Sarcoplasma Sarcolema

Sarcoplasma Sarcolema

6

7

5

4

2

3

1

IR A LA WEB

Visita la página www.santillana.cl/bio3 y busca la animación

3 de la unidad 1. Obsérvala con atención y realiza las

actividades que ahí se proponen.



14. Ventilación pulmonar

¿Qué tipo de neuronas, aferentes o eferentes,son necesarias para que ocurra la ventilaciónpulmonar? La ventilación pulmonar es un claroejemplo de cómo las vías nerviosas aferentes(sensitivas) y eferentes (motoras) intervienenpara regular un mismo proceso. El control ner-vioso de la ventilación pulmonar está reguladopor el centro respiratorio. El centro respiratorioestá formado por grupos de neuronas que, fun-cionalmente, se dividen en tres áreas: el árearítmica bulbar, que posee las áreas inspiratoria yespiratoria y está ubicada en el bulbo raquí-deo, y las áreas neumotáxica y apnéu-sica, ubicadas en la protuberancia.

Al activarse el área inspiratoria(cuando el aire abandona lospulmones) se conducen impulsosnerviosos, a través de determi-nados nervios, que provocanla contracción de los múscu-los intercostales externos ydel diafragma, con lo cualse produce la inspira-ción. En las paredes delos bronquios y bron-quiolos existen recepto-res sensibles a la disten-sión, los que envíanimpulsos nerviosos, através de nervios, hastael área inspiratoria, pro-vocando su inhibición. Esto determina la relaja-ción de los músculos (intercostales y diafragma) yocurre la espiración. Cuando el aire abandonalos pulmones, los receptores de distensióndejan de ser estimulados, por lo tanto, cesa lainhibición del área inspiratoria y se puede ini-ciar una nueva inspiración.

El área rítmica bulbar regula el ciclo de la venti-lación, es decir, la relación entre los tiempos deinspiración y espiración, y también controla laamplitud del ciclo. El centro respiratorio tambiénestá bajo la influencia de la corteza cerebral, locual permite, dentro de ciertos límites, el con-

trol voluntario de los movi-mientos respiratorios,

tanto de la inspi-ración como dela espiración.

IR A LA WEB

Visita la página www.santillana.cl/bio3 y busca la animación 4 de la unidad 1. Obsérvala con atención y realiza las actividades que

ahí se proponen.

Quimiorreceptorescentrales del bulbo

raquídeo

Quimiorreceptoresperiféricos del

cuerpo carotídeo

Quimiorreceptoresperiféricos delcuerpo aórtico

Receptores de estiramientodel parénquima pulmonar

Bulbo raquídeo

Arteria carótida

A músculos respiratorios

Protuberancia

Arteria aorta



CONTENIDOS

14.1 Frecuencia y profundidad de la ventilación pulmonar

El centro respiratorio del tronco encefálicoajusta la respiración según los niveles de actividadfísica: reduce la frecuencia durante el sueño y laaumenta durante el ejercicio físico. En esta últimasituación, además, aumenta la profundidad dela ventilación pulmonar.

¿De qué dependen la frecuencia y profundidadde la ventilación pulmonar? Para responderesta pregunta se debe tener en cuenta que lascélulas más activas liberan más dióxido de car-bono porque tienen frecuencias más altas de

respiración celular. El centro respiratorio estáconectado con vías aferentes provenientes deun tipo de receptores (quimiorreceptores), lla-mados cuerpos carotídeos y cuerpos aórticos,que están en contacto con la sangre que pasapor estas arterias. Estos receptores envíaninformación sobre la composición química de lasangre. Cuando aumenta la presión de dióxidode carbono (PCO2) o cuando disminuye la presiónde oxígeno (PO2), se estimula la actividad delcentro respiratorio, lo que determina el incre-mento de la frecuencia y de la profundidad dela ventilación pulmonar. El centro respiratoriotambién está modulado por quimiorreceptoreslocalizados en el bulbo raquídeo.

ACTIVIDAD 24• Completa el diagrama de flujo, escribiendo los conceptos que faltan.

Inspiraciónque estimula en los pulmones

que inhiben el área

lo que determina la relajación de

produciéndose una

lo que determina la contracción de

lo que activa el área

produciéndose una

que deja de estimular

¿Cómo logramos percibir el tamaño y el movimiento de los objetos que nos rodean?

La percepción es un proceso íntimamente asociado a la actividad del Sistema Nervioso Central del serhumano. Consiste en la traducción de uno o más estímulos sensoriales simples en una experiencia com-pleja. La percepción del tamaño depende básicamente de la ubicación de los objetos (más “cerca” omás “lejos”) respecto de un sistema de líneas que, visto en perspectiva, convergen en un punto dis-tante. La percepción del movimiento depende de la integración de vías aferentes (movimiento de laimagen en la retina y procesamiento de las señales visuales provenientes de la retina) y eferentes (fijacióndel movimiento ocular que sigue a un estímulo visual y procesamiento de las señales visuales de movi-miento en un centro integrador del sistema nervioso central).

Procedimiento

• Experimento 1: Observa durante 5 segundos la figura 1, cúbrela con una hoja de papel, y respon-de: ¿cuál de las dos imágenes es de mayor tamaño? Luego mide ambas imágenes con una regla yanota el resultado en tu cuaderno.

• Experimento 2: Tapa con una hoja de papel la figura 2, descúbrela, y recorre cinco veces con lavista, alternadamente, las figuras 1 y 2. Luego fija atentamente por 2 segundos la vista en el centrode la figura 2. Registra ambas observaciones en tu cuaderno.

Análisis de resultados

a. ¿Por qué en el experimento 1 las imágenes se perciben de distinto tamaño? Sugiere un nuevoexperimento que muestre el efecto de la perspectiva para crear esta ilusión óptica.

b. ¿Por qué en el experimento 2 desaparece la ilusión de movimiento al fijar la vista? ¿Qué víaneuronal predomina en la generación de esta ilusión óptica?

PROYECTO

- Figuras 1 y 2- Hoja de papel en blanco

- Regla


Materiales


Figura 1 Figura 2



1. Explorar el problema

La Organización Mundial de la Salud (OMS)define salud mental como el estado de bienestardel individuo que reconoce y maneja sus ten-dencias conductuales instintivas y es capaz deestablecer relaciones armoniosas con los demásmiembros de la sociedad. No obstante laimportancia dada en esta definición a las rela-ciones interpersonales, durante mucho tiempose asoció, de manera casi exclusiva, la saludmental con la ausencia de enfermedades psi-quiátricas en el adulto, sin prestar la debidaatención al hecho de que este estado se alcanzaa través de un proceso dinámico, explicado porla interacción de numerosos factores, tanto bio-lógicos como sociales, los cuales actúan desde losprimeros días de vida.

En la población escolar infantil, las principalesconsecuencias de las disfunciones en la saludmental están directamente asociadas con difi-cultades en la capacidad de concentración ycomprensión de los estímulos que el niño recibeen el aula, siendo el síndrome de déficit aten-cional e hiperactividad (SDAH) el problema desalud mental de mayor prevalencia en la pobla-ción infantil en edad escolar.

a. Factores sociales que influyen en la saludmentalEntre los principales factores que influyen en lasalud mental de los escolares se encuentran lafamilia, el propio niño, el colegio y la comuni-dad. En la edad preescolar la influencia demayor peso la ejerce la familia, incrementándosedurante el crecimiento el rol del colegio, lacomunidad y la cultura en la que los niños yniñas están insertos.

La familia puede jugar un rol protector de la saludmental del niño mediante la calidez y cohesión desus miembros, la adecuada supervisión de lospadres, la buena relación con, al menos, uno delos padres, la armonía y el apoyo entre los padres,la cercanía con un hermano o abuelos, la parti-cipación en las actividades familiares, la opor-tunidad de expresar sentimientos y angustias.

Sin embargo, el entorno familiar resulta adversopara la salud mental infantil cuando ocurrencuadros de depresión de los padres, divorciostraumáticos, cambios de colegio o de casa, aban-dono emocional por parte de los padres, y usofrecuente del castigo y la violencia intrafamiliar.

En el colegio, las experiencias positivas relacio-nadas con el proceso de aprendizaje son pro-tectoras de la salud mental infantil y juvenil,especialmente cuando el niño proviene defamilias de extrema pobreza o ha sido criadoen instituciones dedicadas al cuidado y man-tención de la infancia desprotegida. En estecaso, resultan especialmente favorables los cur-sos poco numerosos en los que se presta especialatención a los niños que provienen de familias debajo nivel socioeconómico. Por otra parte, elfracaso escolar, el alto nivel de ausentismo, asícomo el uso de medidas disciplinarias severas yla repitencia, son condiciones adversas paraque el escolar alcance un buen estado de saludmental.

La comunidad participa positivamente en dismi-nuir la aparición de disfunciones psiquiátricasdurante la edad escolar, al promover el cuidadocolectivo de los niños en riesgo, la formaciónde redes de apoyo para los padres de las familiasde esos niños, incluyendo la educación de los

TRABAJO CON LAS ACTITUDES

Salud mental y déficit atencionalen la edad escolar

Total niños con situaciones sicosociales anormales.



padres respecto de las normas de crianza y losderechos de los niños. Influencias negativas dela comunidad sobre el estado de salud mentala nivel infantil y, especialmente, juvenil, son lapromoción de la violencia, el consumo de dro-gas y alcohol, y de conductas que favorecen lapérdida de autonomía en la toma de decisionesrespecto del bienestar personal.

b. Factores de riesgo en escolares chilenosEn un extenso estudio sobre salud mental enescolares chilenos llevado a cabo entre 1992-1993 y 1997-1998 por la Dra. Flora de la Barra yun grupo de académicos de la Universidad de

Chile, se estudiaron 1.279 niños que ingresaronal 1º año de Educación Básica en 7 escuelas decomunas del área occidente de Santiago(Pudahuel, Cerro Navia y Lo Prado) y 1.062niños que cursaban 6º año de Educación Básicaen las mismas escuelas. Junto con estudiar laprevalencia y los predictores del estado desalud mental, este grupo analizó las condicio-nes sicosociales que eventualmente podíaninfluir en el estado de salud mental de estosniños. Para ello se tomó una muestra represen-tativa de los niños de 6º año de EducaciónBásica, obteniéndose los resultados que seresumen en la siguiente tabla.

Diagnósticos sicosocialesCategoría diagnóstica

Relaciones intrafamiliares anormales. 21 10

Desorden o discapacidad mental en el grupo de apoyo (familiar o comunitario). 7 3.3

Comunicación intrafamiliar inadecuada o distorsionada. 25 11.9

Número de niños Porcentaje

Condiciones anormales de la crianza. 20 9.5

Ambiente cercano anormal. 25 11.9

Sucesos vitales agudos, como la muerte de algún familiar. 11 5.2

Estresores sociales. 1 0.5

Estrés interpersonal crónico en el colegio. 7 3.3

Eventos/situaciones estresantes debidas a discapacidad del niño. 1 0.5

118 100%

Situaciones sicosociales anormales en escolares chilenos de 6º básico (total de la muestra = 210 niños).

Fuente: De la Barra, F., V. Toledo y J. Rodríguez. 2004. Estudio de salud mental en dos grupos de niños escolares de Santiago

occidente. IV: desordenes psiquiátricos, diagnóstico psicosocial y discapacidad. Revista Chilena de Neuropsiquiatría 42: 259-272.



c. Factores biológicos que influyen en el déficitatencionalEl síndrome de déficit atencional e hiperactividad(SDAH) es el problema de salud mental másfrecuente en niños en edad escolar. Debido asus consecuencias directas en el desarrollo delas habilidades lingüísticas y de aprendizaje, elestudio de las bases biológicas del SDAH cobracada vez mayor importancia para comprenderlas causas endógenas que podrían condicionaralteraciones del estado de salud mental en elser humano durante los estados tempranos deldesarrollo. Al respecto, el análisis neurobiológicosugiere que el SDAH estaría asociado con defi-ciencias en el funcionamiento de los circuitosneuronales que involucran a la dopamina. Esteneurotransmisor facilita a través del cuerpoestriado la iniciación del movimiento corporal,y en otras regiones del cerebro participa en latoma de decisiones, la inhibición de estímulos,la memoria de trabajo y la planificación deestrategias. Al respecto, el análisis genético hamostrado una asociación entre SDAH y la pre-sencia de mutaciones deletéreas en una proteínaencargada de transportar la dopamina a travésdel SNC. Sin embargo, se ha establecido queesta no sería la única causa genética de los pro-blemas de atención, impulsividad e hiperkinesiaque caracterizan a los niños con SDAH, ya quese conocen otros 7 genes cuyos alelos estánasociados con la expresión de este fenotipo.

Por otra parte, resultados obtenidos por el Dr.Francisco Aboitiz, de la Pontificia UniversidadCatólica, al medir la capacidad de atención aestímulos periféricos mientras se realiza unatarea central, muestran que los niños con SDAHno presentan diferencias significativas con losniños normales al momento de fijar la atenciónen el estímulo central. Sin embargo, son defi-cientes en la capacidad de inhibir en un cortoplazo la respuesta a los estímulos periféricos,permitiendo que dichos estímulos ocupen laatención que los niños normales aún mantienenen la tarea central. Estos resultados corroboranel hecho de que los niños con SDAH se desem-peñan en forma normal, e incluso mejor que

los controles en tareas de atención dividida yde orientación espacial. Según el Dr. Aboitiz,esta estrategia atencional corresponde a un sis-tema de atención evolutivamente más antiguoy ancestral, en tanto que los mecanismos deatención sostenida habrían sido seleccionadosen etapas más recientes de la evolución humana,en relación a la fabricación de utensilios, el desa-rrollo del lenguaje y la escritura, entre otrasactividades.

Sobre la base de estos antecedentes, el SDAHconsistiría, más que en un déficit atencionalgeneral, en una distribución alternativa de laatención, donde el niño con SDAH favorece enmayor medida los aspectos espaciales contenidosen los estímulos, pero por períodos de tiempomenores en comparación con los niños no afec-tados por este síndrome. Al respecto, como lomuestra una experiencia piloto llevada a cabopor la Prof. Pamela Labrín en un curso del 1er

año de Educación Básica del Liceo ExperimentalManuel de Salas, Universidad de Chile, es inte-resante constatar que la enseñanza y prácticadel ajedrez a temprana edad no solo favorecióel aprendizaje y aumentó la autonomía deltotal del curso, sino que aumentó notoriamentela capacidad de concentración y estimuló laintegración social de un niño afectado por elSDAH.




2. Analizar el problema

• Desarrolla las siguientes actividades, considerando la información entregadaen la sección Explorar el problema másantecedentes que puedas encontrar enenciclopedias, diccionarios e Internet.

a. Elabora tu propia definición de “saludmental”, toma en cuenta la informaciónde las páginas anteriores.

b. Busca una definición de “cultura” en elsentido “más amplio”, y entrega dosejemplos de culturas que provengan dedistintos continentes, caracterizándolassegún criterios generales (por ejemplosistema educacional, de salud, económico,político, religioso). Luego, construye unatabla y anota las características de cadacultura que, en tu opinión, favorecen oponen en riesgo la salud mental de losniños en edad escolar.

c. Grafica la información contenida en latabla de la página 45. Ubica las categoríasde diagnóstico en el eje x, y los valoresporcentuales de los diagnósticos en el eje y.

d. En relación al gráfico anterior, respondelas siguientes preguntas:

• ¿Cuáles son los factores sicosociales demayor y menor riesgo para el estado desalud mental de los escolares de 6º año deEducación Básica? Plantea una hipótesisque explique esta situación.

• Propón una explicación razonable alhecho de que el “desorden o discapacidadmental en el grupo de apoyo” sea unfactor sicosocial de baja prevalencia en lacomunidad de escolares de las comunasde Santiago occidente.

e. El SDAH, ¿se explica por causas genéticaso ambientales? Fundamenta tu respuestay discútela con tus compañeros y compañeras.

f. ¿Cuál es el principal aporte de los resultados obtenidos al estudiar la respuesta a tareas centrales y estímulosperiféricos en niños con y sin SDAH?

3. Tomar una decisión

a. ¿Qué medidas puedes tomar para mejorarlas relaciones personales al interior de tucurso?

b. ¿Qué factores escolares inciden mayor-mente en el estado de salud mental delos alumnos de cursos inferiores al tuyo?¿Qué medidas sugieres tomar para mejorar las condiciones que te parecenadversas?

c. ¿Cómo te relacionas normalmente conlas personas que sufren discapacidadmental severa? ¿Cambiarías esa conducta?¿Por qué?

4. Mi compromiso

• Junto a tus compañeros de curso y con el apoyo de tu profesor(a) organiza unadiscusión que tenga como tema centralun diagnóstico del estado de salud mental en tu colegio. Incluye las tablas,gráficos y fotografías que consideresnecesarias.



Efectos neurológicos de la acupunturaLa acupuntura es una tradición china milenaria que busca curar enfermedadesreestableciendo el “equilibrio energético” del cuerpo mediante la introducciónbajo la piel de finas agujas metálicas. Aunque se ha extendido ampliamenteen Occidente, aún está en discusión si esta práctica solo actúa como placebo(careciendo por sí misma de acción terapéutica, produce algún efecto curativoen el enfermo, si este la recibe convencido de que posee realmente tal acción)o posee un efecto real en el funcionamiento de alguno de los componentes delsistema nervioso. Recientes hallazgos sugieren que la acupuntura activa regiones específicasdel cerebro asociadas con la modulación del dolor.

LECTURA CIENTÍFICA

Persona sometida a tratamiento de

apucuntura.

Un equipo de neurobiólogos inglesesestudió mediante técnicas de tomografíacomputarizada (técnica de registro gráficode imágenes corporales, correspondientea un plano predeterminado) los probables efectos neurológicos de laacupuntura en 14 pacientes con artritisa los que se sometió a tres tratamientosconsecutivos. En un tratamiento seles punzó con agujas romas que nopenetraban la piel, siendo previamenteinformados de que ese tratamiento no tenía ningún valor terapéutico. Un segundo tratamiento consistió enuna acupuntura con agujas retráctiles,cuya punta no alcanzaba a penetrar lapiel, pero continuaba manteniendo la presión y hacía creer al pacienteque había sido tratado. En el tercertratamiento se utilizó acupuntura real.

Curiosamente, tanto la acupuntura realcomo la que ocupó agujas retráctilesdisminuyeron la sensación de dolorde los pacientes, activando regionesdel cerebro asociadas con la generaciónde expectativas y las conductas basadasen creencias. Además, la acupuntura

real activó la ínsula, zona del cerebroinvolucrada en la modulación y controldel dolor. El conocimiento derivadode este trabajo corrobora resultadosobtenidos por otros investigadores.Por ejemplo, experimentos diseñadospor científicos chinos mostraron que laestimulación por acupuntura de puntosespecíficos del pie, tradicionalmenteutilizados para tratar problemas oculares,causaba la activación de áreas de lacorteza involucradas en la generaciónde sensaciones visuales. Además, larespuesta obtenida a nivel de la cortezafue la misma que se lograba cuandola retina era estimulada directamentecon haces lumínicos. A pesar de queaún faltan más evidencias que permitanconfirmar las hipótesis sobre las quese basaron estos trabajos, sus resultadossugieren fuertemente que la acupunturatendría un efecto fisiológico realsobre la corteza, y que dicho efectoestaría asociado con el control de la sensación de dolor al activar los centros encargados de modular dicha sensación.

A PARTIR DE LA LECTURA ANTERIOR Y DE LO QUE APRENDISTE EN ESTA UNIDAD, RESPONDE:

a. ¿Cuál(es) de los tratamiento(s) de acupuntura señalado(s) se ajusta(n) mejor a un “experimento control”?b. ¿Qué resultados crees que se habrían obtenido si a los pacientes del segundo tratamiento de acupuntura se les

hubiese dado la misma información que a los del primer tratamiento? Justifica tu respuesta.c. ¿Qué vía neuronal (aferente o eferente) estaría participando predominantemente en los experimentos con las

agujas romas? Justifica tu respuesta.d. ¿Qué otros experimentos harías para contrastar los resultados obtenidos por los científicos chinos?

Los seres vivos se caracterizanpor responder a los estímulos

del medio ambiente, tantoexternos como internos. Esta capacidad contribuye de manera significativa a lamantención de sus procesosvitales. Mientras que en losvegetales la integración de las respuestas a los distintosestímulos corresponde a lashormonas, en los animalesesta función radica en el sistema nervioso.

La adecuada respuesta de los animales a los estímulosambientales ocurre básicamente como resultadode las funciones sensitiva,integradora y motora de este sistema, el cual estácorrelacionado con el nivel de complejidad del animal.

En el ser humano, el sistemanervioso posee dos componentes que funcionande manera interconectada: el Sistema Nervioso Central(SNC), compuesto por la médulaespinal y el encéfalo (troncoencefálico, diencéfalo, cerebeloy cerebro), y el Sistema NerviosoPeriférico (SNP), formado porganglios ubicados fuera del SNC.El SNP se subdivide en SistemaNervioso Somático y SistemaNervioso Autónomo.

El cerebro es el órgano conmayor masa del encéfalo, yestá encargado de controlarprocesos tan complejos comoel aprendizaje, la memoria yel lenguaje.

El sistema nervioso está formado por dos tipos decélulas: las neuronas y las

neuroglias o células gliales.Las neuronas están formadaspor un cuerpo celular o soma(núcleo y organelos), dendritas(prolongaciones lineales de lamembrana plasmática), axón(prolongación cilíndrica) y terminales presinápticos(ramas terminales del axón).Las neuroglias pueden participar en la mantencióndel metabolismo de las neuronas, fagocitar agentespatógenos o producir unavaina de mielina que acelerala velocidad de transmisióndel impulso nervioso.

Las neuronas producen elimpulso nervioso que viaja desdelas dendritas hacia el terminalpresináptico, conectando losestímulos captados en lasregiones sensoriales con elcomponente integrador queanaliza dicho estímulo, el cualelabora una respuesta y la envíaa las neuronas responsablesde la acción motora a nivelmuscular o glandular.

Según la función que cumplen,las neuronas se clasifican en sensitivas o aferentes(conectadas a los receptores),de asociación (ubicadas en elcentro integrador) y motoras oeferentes (conectadas a músculosy glándulas). Por su estructura,las neuronas pueden presentarun solo axón (unipolares), dos prolongaciones celulares(bipolares) o un axón y una omás dendritas (multipolares).

El arco reflejo es el circuitoneuronal más simple, y estáasociado a las respuestas

automáticas y predecibles. En él, los impulsos nerviososcirculan desde un receptor hastaun efector (músculo o glándula)a través de una neurona aferente, una neurona de asociación, un centro integrador,y una neurona eferente.

Dada la naturaleza eléctricadel impulso nervioso, en laneurona se reconocen unpotencial de membrana odiferencia de cargas entre el citoplasma y el medioextracelular, un potencial dereposo, mantenido por labomba de sodio/potasio (mediointracelular con carga negativay medio extracelular con cargapositiva), y un potencial deacción que en respuesta alestímulo que recibe el axónviaja a lo largo de la membranaplasmática de la neuronainvirtiendo la polaridad delpotencial de reposo.

Los estímulos que superan laintensidad umbral o límitemínimo de excitación delreceptor sensorial generan ladespolarización de una zonaespecífica de la membrananeuronal según la ley del todoo nada. Una vez emitido elimpulso ocurre la repolarizaciónde dicha zona por la salida deiones K+ al medio extracelular,alcanzando la misma magnitud,independientemente de laintensidad del estímulo. Sin embargo, puede variar enfrecuencia, dependiendo de lacantidad de estímulos recibidospor unidad de tiempo. La propagación de los potencialesde acción puede ser continua



RESUMEN DE LA UNIDAD




o saltatoria, dependiendo, respectivamente, de la ausenciao presencia de vainas de mielinaen el axón, alcanzando mayorvelocidad en el segundo casodebido a que la vaina actúacomo aislante entre un nódulode Ranvier y el siguiente.

El impulso nervioso se propagade una neurona a otra a travésde sinapsis, que es una diferenciación en las membranas de ambas neuronas.En la sinapsis eléctrica elimpulso fluye directamente através de canales proteicos,mientras que en la sinapsisquímica lo hace por la mediaciónde neurotransmisores. El efectoexcitador o inhibidor de laneurona postsináptica dependede las propiedades químicasdel receptor de dicha neurona.

Las funciones sensitiva, integradora y motora del sistema nervioso están conectadas por neuronas queconstituyen vías aferentes(sensitivas), que envían la información desde los receptores al SNC, y vías eferentes (motoras),

responsables de la contracciónmuscular y la secreción glandular. La mayoría de lassensaciones conscientes sonelaboradas en el cerebro,mientras que las sensacionesinconscientes son producidas enel SNC y el tronco encefálico.

La formación y procesamientode la imagen visual es unejemplo de cómo funcionanlas vías aferentes. La señallumínica es captada por losfotorreceptores ubicados en laretina del globo ocular, dondelos conos y bastones producenseñales eléctricas que pasanhacia los nervios ópticos a travésde las neuronas bipolares. Losnervios ópticos de ambos ojoscoinciden en el quiasma óptico,región donde los axones de laretina nasal se cruzan al ladoopuesto del encéfalo.

Los movimientos de relajacióny contracción muscular son unejemplo del funcionamiento delas vías eferentes del sistemanervioso. Los movimientos delos músculos esqueléticosestán controlados por fibrasnerviosas eferentes que forman parte del Sistema

Nervioso Somático, las que conducen impulsos nerviososdesde la corteza cerebral. La actividad de los músculoslisos, del músculo cardíaco yde las glándulas está reguladapor las fibras nerviosas eferentesdel Sistema Nervioso Autónomo.En coordinación con el SNC, elSNA controla las principalesfunciones vitales del organismo.La contracción muscular esposible gracias a la unión neuromuscular, que correspondea una sinapsis química entre unaneurona y una fibra muscular,cuya membrana asociada contiene receptores para acetilcolina y recibe el nombrede placa motora terminal. La unión de acetilcolina a losreceptores de la placa motoradesencadena el potencial deacción muscular, que se conducea lo largo de la membrana dela fibra muscular o sarcolema,provocando la liberación deCa++ y el desplazamiento delas fibras musculares, generandouna onda de contracción.

La ventilación pulmonar es unejemplo de integración de lasvías nerviosas aferentes y eferentes que confluyen en la regulación de un mismoproceso.Mapa

conceptual

Te invitamos a construir un mapa conceptual, con algunos de los conceptos que aparecen a continuación. Puedes incluir otros si lo estimas necesario.

Sistema Nervioso - Sistema Nervioso Central - Sistema Nervioso Periférico - SistemaNervioso Somático - Sistema Nervioso Autónomo - Médula espinal - Encéfalo - Tronco ence-fálico - Diencéfalo - Cerebelo - Cerebro - Neuronas - Neuroglias - Impulso nervioso - Soma -Dendritas - Axón - Terminales presinápticos - Arco reflejo - Centro integrador.


En todos los seres vivos existen ciertasvariables, relacionadas con procesos fisio-

lógicos, que se deben mantener dentro de ciertosrangos, generando un equilibrio que es fundamental

para la vida. Por ejemplo, en los seres humanos estotalmente necesario mantener un balance entre la can-

tidad de agua y sales minerales que se ingiere y la que seelimina; conservar bajos los niveles de sustancias de desechoque resultan del metabolismo y mantener la temperaturacorporal.

¿Qué ocurriría si se alteran los rangos de alguna de lascaracterísticas señaladas? ¿Qué sistemas son funda-

mentales en la mantención del equilibrio delmedio interno en el organismo humano?

¿Qué órganos participan?

UN

IDA

D

2Regulación de las funcionescorporales y homeostasis

En esta unidad…

Antes de comenzar…

¿Cuál es tu nivel de conocimiento de los siguientes temas? Escribe 1, si no sabes nada; 2, si tienesuna idea general; y 3, si sabes lo suficiente como para explicárselo a un compañero(a).

• El concepto de medio interno en el organismo.

• La importancia de la homeostasis.

• La regulación del equilibrio hidrosalino.

• Estructura y función renal.

• Los procesos que permiten formar la orina.

• Regulación neuroendocrina de la homeostasis.


En esta unidad aprenderás có-mo se mantiene en nuestro orga-

nismo el equilibrio entre determinadasvariables fisiológicas, como la cantidad

de agua y sales minerales, y la temperaturacorporal. Conocerás también qué sistemasorgánicos son los responsables de estasfunciones y cuáles los que regulan

todo el proceso de equilibrio denuestro cuerpo.

Conocerás y comprenderás:

• La importancia de la homeostasis para elbuen funcionamiento de nuestro organismo.

• La anatomía de las partes que componen elsistema renal y sus funciones.

• La función del riñón con el balance de agua y sales minerales.

• El proceso de formación de la orina. • La acción conjunta de los sistemas nervioso

y endocrino en la mantención del equilibriointerno de nuestro cuerpo.

Desarrollarás habilidades para:

• Interpretar gráficos, tablas y esquemas.• Formular hipótesis, basándose en problemas

dados.• Confeccionar modelos de procesos biológicos

relacionados con la mantención del equilibriointerno de nuestro cuerpo.

Desarrollarás actitudes para:

• Promover medidas para prevenir el estrés.• Valorar la importancia de mantener un estado

de equilibrio en nuestro organismo.

FOTOBANCO

1. El medio interno del organismo

Resulta fácil reconocer los factores que formanparte del ambiente externo: los demás seresvivos, el aire que respiras, la luz solar que tepermite ver, el frío o el calor que puedes percibir,etc. Pero, ¿es fácil identificar los factores queforman parte de tu medio interno? ¿El alimentouna vez ingerido forma parte inmediatamentedel medio interno? ¿El alimento en el estómago,los nutrientes en la sangre, los desechos en lascélulas son parte del medio interno?

Hace más de cien años, el científico francésClaude Bernard, acuñó el término medio internopara referirse a los líquidos que están rodeando-y en contacto conlas células de nuestro orga-nismo (líquido intersticial, sangre y linfa); y quecontienen el oxígeno, los nutrientes, las salesminerales y demás sustancias que necesitantodas las células del cuerpo para desarrollar lasfunciones vitales. El agua representa el solventeen el que los diferentes solutos se encuentran.

¿Cuánta agua contiene nuestro cuerpo? El volu-men de agua del medio interno constituye un37% en un adulto sano, el cual está constituidopor el líquido intersticial (que se encuentraentre las células), el plasma (que forma parte dela sangre), la linfa (similar al plasma, formado apartir del líquido intersticial, que circula por losvasos linfáticos) y el líquido transcelular (queincluye el líquido cefalorraquídeo y el líquidode las articulaciones o sinovial, entre otros). Sinembargo, la mayor parte del agua que nos formase encuentra dentro de nuestras células y corres-ponde al líquido intracelular (63%).

45

Unidad 2 Regulación de las funciones corporales y homeostasis


CONTENIDOS

Líquido intersticial

Líquido transcelular

Compartimiento líquidoextracelular

(medio interno)

Compartimiento líquido intracelular

Líquido intracelular

Plasma

Linfa

63%

ACTIVIDAD 1• Analiza la información del gráfico y de la tabla y responde las siguientes preguntas.

a. ¿En qué compartimiento del organismo se encuentra la mayor cantidad de agua? ¿En cuál la menor?b. ¿Cómo varía la distribución de agua extracelular e intracelular, a lo largo de la vida? ¿Existen diferencias

entre personas de diferente sexo?

Compartimiento Niños Hombres adultos Mujeres adultas

Líquido extracelular

4Plasma 4 4

10Líquido intersticial 26 15

33Líquido intracelular 38

75 47TOTAL 57

37%

Porcentaje (en relación al peso corporal) de líquido por compartimiento, según las etapas del desarrollo y sexo.

Porcentaje de líquidos del medio interno e intracelular.



2. Equilibrio de agua y sales

La alteración de los valores normales en la dis-tribución del agua corporal puede producirserias afecciones, e incluso la muerte en lapsosde tiempo muy breves. Las sustancias disueltasen el agua corporal también son importantes,por lo que la regulación de sus niveles resultavital.

Para poder lograr un adecuado ajuste entre lacantidad de agua y sales ingerida y la eliminada,nuestro organismo debe balancear la variedadde los alimentos consumidos. ¿Qué efectos tieneel exceso o el déficit de agua y de sales consu-midos en la dieta?

Si se consume una elevada cantidad de sales enla dieta, se produce un descenso en la elimina-ción de agua en la orina y mediante la transpi-ración; si no se ingiere agua, el exceso de salesen el medio (a) extracelular podría conducir ala deshidratación de las células (b), lo que encasos extremos puede producir su muerte. Si laingesta de agua es elevada, los niveles de salesen el líquido intersticial son bajos (c), lo cualpodría producir la sobrehidratación (d) de lascélulas y, en algunos casos, pueden literalmentereventar.

Las situaciones que se representan en los siguien-tes esquemas fueron estudiadas in vitro.

ACTIVIDAD 2• Analiza los esquemas que aparecen en esta página y responde.

a. ¿Cuál de los medios extracelulares es hipotónico? ¿Cuál es hipertónico?b. ¿Por qué ocurre osmosis en los esquemas? ¿Cuál es la dirección del movimiento del agua a través

de las membranas celulares?c. ¿Qué ocurre con las células del esquema cuando los medios se vuelven isotónicos?

Mínima o nula ingestade agua

Aumento de concentración de salesen medio extracelular

Deshidratación de células

Elevada ingesta de agua

Disminución de concentración de salesen medio extracelular

Sobrehidratación de células

a

b

c

d

Vía de salida de agua Temperatura normal Clima caluroso Ejercicio intenso y prolongado



CONTENIDOS

2.1 Homeostasis hidrosalina

Las consecuencias del incremento o decrementoexcesivo de la concentración de sales en elmedio extracelular, demuestran la importanciade la existencia de un estado de equilibrio paralos niveles de agua y sales entre el exterior y elinterior de las células. Pero, ¿este estado deequilibrio es necesario solo para los niveles deagua y sales?

Los científicos reconocen que la mantencióndel estado de equilibrio, considerando la canti-dad de agua y sales de nuestro cuerpo, el pH dela sangre, la temperatura corporal y los nivelesde azúcar en la sangre, entre otros índices, esfundamental para mantenernos vivos. La con-dición de equilibrio de estas variables (delmedio interno) y los mecanismos responsablesde su mantenimiento en los rangos apropiados,es lo que se designa como homeostasis.

Para mantener el equilibrio del medio internoes fundamental la existencia de la homeostasishidrosalina, debido entre otros procesos, a lanecesidad de mantener las condiciones isotónicasde la sangre o del líquido intersticial. Para queocurra homeostasis hidrosalina el organismorequiere balancear la cantidad y calidad de laactividad física desarrollada, además de la variedadde los alimentos consumidos y del agua ingerida.Se debe considerar que las variables abióticasdel ambiente, como la temperatura, tambiénafectan la pérdida de agua y, por consiguiente,influyen sobre la homeostasis hidrosalina.

Vía de incorporación de agua Cantidad (mL)

Alimentos 700

Líquidos ingeridos 1.500

Catabolismo 200

TOTAL 2.400

Incorporación de agua al organismo a través de

diferentes vías.

Pérdida diaria de agua (mL) en diferentes situaciones.

Piel 350 350 350

650Respiración 350 250

500Orina 1.400 1.200

5.000Transpiración 100 1.400

100Heces 100 100

6.600TOTAL 2.300 3.300

ACTIVIDAD 3• Reunidos en pareja, analicen la información de las tablas y respondan las siguientes preguntas.

a. ¿Qué proceso fisiológico elimina la mayor cantidad de agua? ¿Cuál es el órgano involucrado ?b. ¿Qué proceso fisiológico elimina la menor cantidad de agua? ¿Cuál es el órgano involucrado?c. ¿Qué relación existe entre el agua ingerida y la eliminada?d. Si se comparan las condiciones normales con las de un clima caluroso y el estar bajo ejercicio

prolongado, ¿mediante qué mecanismos ocurre la mayor pérdida de agua? ¿En cuáles la menor?e. ¿Cuáles son los principales factores que regulan el balance de agua corporal?



3. Sistema renal y homeostasis

¿Recuerdas la función de los riñones? Los riñonesde un adulto sano filtran aproximadamente uncuarto de litro de plasma sanguíneo cada minu-to, lo cual permite la eliminación de desechosmetabólicos (productos tóxicos del metabolismocelular), a través de la orina. Pero, la importanciade estos órganos radica, además, en su funciónhomeostática, ya que regulan variables fisiológi-cas esenciales para la sobrevivencia, como el pHde la sangre, la presión sanguínea, la concentra-ción de las sales y la cantidad de agua corporal.

Los riñones participan en la regulación del pH,al excretar el exceso de protones (H+) y reabsor-ber bicarbonatos. Sintetizan una proteína de-nominada renina, que interviene en la regula-ción de la presión sanguínea. Con respecto a laconcentración de sales y a la cantidad de aguacorporal, los riñones son fundamentales en elequilibrio hidrosalino.

3.1 Sistema renal y balance de aguaen el medio interno

Hasta el momento se ha considerado que elprincipal mecanismo de regulación de la pérdidade agua es a través del control del volumen deorina producido en el riñón. Pero, ¿qué ocurrecuando se produce la ingesta de un volumenrelativamente grande de agua? La ingesta deagua determina un aumento del volumen plas-mático lo que, a su vez, ocasiona un incrementode la orina producida por unidad de tiempo(débito urinario), para mantener constante elvolumen del plasma y, consecuentemente, elequilibrio hidrosalino.

Fluctuaciones del volumen de plasma (gráfico 1) y del débito urinario (gráfico 2) producidos por ingesta masiva de agua (valores para

un hombre de 70 kg).

ACTIVIDAD 4• Reunidos en pareja interpreten la información aportada por cada gráfico y respondan.

a. ¿En qué condición se produce una mayor variación del débito urinario? ¿Sucede lo mismo con el volumen de plasma?

b. ¿Las fluctuaciones del débito urinario son dependientes o independientes de las variaciones del volumendel plasma? Fundamenten.

Volumen del plasma (L)

Débito urinario(mL/min)

Ingesta de 600mL de agua

Tiempo (h) Tiempo (h)

Ingesta de600 mL de agua

5 54321

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

4321

14

Gráfico 1

Gráfico 2

ACTIVIDAD 5• Reunidos en grupo, analicen los siguientes gráficos y expliquen los resultados obtenidos en cada

caso. Respondan las preguntas formuladas a continuación.



CONTENIDOS

3.2 Sistema renal y balance de sales en el medio interno

El principal componente del plasmainvolucrado en los procesos de osmosis,o flujo de agua entre el medio intrace-lular y extracelular, es el sodio. La con-centración de cloruro de sodio (NaCl)en la orina permanece relativamenteconstante, aunque una persona hayaconsumido una dieta rica en sales.¿Cómo se explica esta situación? Losniveles de NaCl plasmáticos permane-cen dentro de un rango constante,durante un régimen alimenticio caren-te de esta sal. Cuando se inicia un régi-men alimenticio con ingesta de NaCl, lacantidad de esta sal eliminada aumentasostenidamente y se mantiene relati-vamente constante mientras dura laingesta.

Los gráficos A y B representan la variación de la orina formada en un mamífero, en dos situaciones experimentales distintas. En A,

se muestra la variación en la producción de orina después de la ingesta de 250 mL de agua. En B se aprecia la variación después de

la inyección de una solución hipertónica de cloruro de sodio (transcurrido un lapso de tiempo después de la ingesta de agua).

a. ¿Cómo explicarías la curva descrita en el gráfico B?b. ¿Cómo es la concentración de la orina en el punto X: hipertónica, hipotónica o isotónica? Explica.

Cloruro de sodio eliminado (g)

Concentración plasmáticade cloruro de sodio (g/L)

NaCl plasmático

Régimen sinNaCl

1

123456789

10111213 13

121110987654321

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Tiempo (días)

Régimen con 10 g de NaCl al día

Cloruro de sodio eliminado

Fluctuaciones de la concentración de cloruro de sodio en

el plasma y en la orina, en relación a la ingesta de sal.

-20 0 20 40 60 80Tiempo (min)

Tiempo despuésde la ingesta de

agua (min)

60 80 100 120 140 160

0

1

2

3

4

5

0

1

2

3

4

5

Orina (cm3/min)

Ingesta de agua

Inyecciónde NaCl al 20%

Orina (cm3/min)Gráfico A Gráfico B

x

Riñón

Uréter

Vejiga urinaria

Uretra



3.3 Estructura del sistema renal

Cada riñón está estructurado por unidades for-madoras de orina, llamadas nefrón. En cadariñón existen cerca de 2.400.000 nefrones. Enestas estructuras es donde se produce la orina.¿Dónde se localizan los nefrones? ¿Qué ocurrecon la orina producida? A continuación se men-cionan algunos órganos del sistema renal y sufunción principal.

• Riñón: participa en la eliminación de desechosdel metabolismo y en la regulación de la con-centración de sales, cantidad de agua y pHde la sangre, principalmente.

• Uréter: conduce la orina desde el riñón haciala vejiga urinaria.

• Vejiga urinaria: almacena la orina hasta queocurre la micción.

• Uretra: permite la micción, o evacuación de laorina, desde la vejiga urinaria hacia el exterior.

• Corteza renal: región más externa del riñón yse extiende desde la cápsula renal hasta labase de las pirámides renales.

• Médula renal: región interna donde existenentre 8 a 18 pirámides renales.

• Pirámide renal: estructura cónica cuya baseestá orientada hacia la corteza y su vérticehacia el centro del riñón. Contiene parte delsistema tubular del nefrón.

ACTIVIDAD 6• Junto con un(a) compañero(a) averigüen cuáles son las principales sustancias de desecho que circulan

en el plasma y que son eliminadas a través de la orina.

a. ¿Qué moléculas circulan en el plasma pero no están presentes en la orina de las personas sanas?

Corteza renal

Base de lapirámide

Pirámide renal

Médularenal

Revisa el Anexo 3 en la página 143 y realiza la disección de riñón que ahí se presenta.

BIOLAB

ACTIVIDAD 7• Analiza la tabla y responde las preguntas.

Orina



CONTENIDOS

3.4 Formación de la orina

A partir de la sangre que llega hasta los nefronesse produce en ellos el proceso de formación de laorina, que consta de tres etapas, filtración, reab-sorción tubular y secreción tubular. Estas etapasocurren en diferentes “sectores” del nefrón, porlo cual es necesario conocer su organizaciónestructural para comprender su función.

Cuando la sangre ingresa al glomérulo a travésde la arteriola aferente, lo hace a una presiónmuy alta, lo que determina que los solutospequeños disueltos en el plasma puedan atra-vesar los capilares (que son muy permeables) eingresar a la cápsula de Bowman. Parte delcomponente líquido del plasma también pasa ala cápsula de Bowman. Este proceso se denominafiltración gromerular. El glomérulo, por lo tanto,

actúa como una especie de “cola-dor” que filtra los residuos meta-bólicos (principalmente urea) y nu-trientes de pequeño tamaño, co-mo la glucosa y los aminoácidos.De esta forma, el líquido que seincorpora al interior de la cápsulade Bowman, contiene sustanciasde desecho y moléculas útiles pa-ra el organismo. A este líquido sele denomina filtrado gromerulary avanza por los túbulos renales,lugar donde las moléculas queson útiles (glucosa y aminoácidos)se reabsorben y reincorporan a lasangre, proceso conocido comoreabsorción tubular. El líquido quese encuentra dentro de los túbu-los renales se modificará en cuan-to a su composición, formandoposteriormente la orina.

a. ¿Qué moléculas no se filtran en el gromérulo?b. ¿Qué moléculas se filtran en el gromérulo?c. ¿Qué moléculas se reabsorben en el túbulo renal?d. ¿Por qué el K+ y la urea están en mayor cantidad en la orina que en el filtrado gromerular?

Constituyentes (g/l) Plasma Filtrado glomerular

K+ 0,2 0,2 2 - 3

0Proteínas 60 - 80 0

0Glucosa 1 1

20Urea 0,3 0,3

1,5 (litros/24 h)Agua –– 170 (litros/24 h)

Organización estructural

del nefrón con los vasos

sanguíneos que lo irrigan.

Túbulo contorneado

proximal

Túbulo contorneado

distal

Cápsula deBowman

Asa de Henle

Túbulo colector

Arteria

Vena

Glomérulo renal

Arteriola eferente

Arteriola aferente

Capilaresperitubulares



3.5 ¿Todas las sustancias filtradas sonreabsorbidas?

No todas las sustancias filtradas son reabsorbidashacia la sangre. Las moléculas útiles para elorganismo, como la glucosa y los aminoácidos,son reabsorbidas. Las sustancias de desechocomo la urea no se reabsorben, por lo tanto,son eliminadas en la orina. La reabsorción tubularse produce diferencialmente a lo largo de todoel túbulo renal.

Cada minuto filtran unos 125 mL de plasma (ylos solutos disueltos en él) hacia el espaciourinífero. Esto significa que diariamente se pro-ducen 180 litros de filtrado, aproximadamente.¿Tiene relación este valor con el volumen delíquido que orinas al día? Ciertamente no, porquede los 125 mL que filtran, se reabsorben 124 mL,de manera que solo 1 mL forma parte de laorina. Estos antecedentes permiten señalar quelas moléculas de agua también forman partede aquellas sustancias que son reabsorbidas enel túbulo renal.

¿Mediante qué mecanismos son reabsorbidos elagua, la glucosa y otros nutrientes? Medianteun proceso de captación selectiva. Las célulasde los túbulos renales captan, por mecanismosde transporte activo o pasivo, las sustancias úti-les que pasaron al espacio urinífero, durante lafiltración, y las retornan a la sangre.

Los solutos como la glucosa, aminoácidos y cier-tas sales son captados por transportadores demembrana específicos, ubicados en las célulasde los túbulos, principalmente en el túbulocontorneado proximal (TCP).

Un 80% de la reabsorción de agua ocurre en laprimera porción de los túbulos renales –TCP–mediante osmosis (reabsorción obligatoria); yel 20% restante se reabsorbe en las regionesmás lejanas de los túbulos –túbulo contorneadodistal o TCD y túbulo colector o TC– (reabsorciónfacultativa) y depende de los requerimientosdel organismo. La reabsorción facultativa estáregulada por la acción de la hormona antidiu-rética y su mecanismo de acción específica seráanalizado más adelante.

Filtración y reabsorción en el proceso de formación

de la orina en el nefrón.

ACTIVIDAD 8• Reunidos en pareja, analicen el esquema de esta página y señalen el nombre de los procesos indicados

por los números 1, 2 y 3. Expliquen qué significa la dirección de las flechas, en cada uno de losnúmeros señalados.

Nefrón

Espacio urinífero

Filtración.

Orina

Tubo colector

1

1

Reabsorción.2

Reabsorción bajo

control hormonal.3

2

2

3

3Na+

Agua



CONTENIDOS

3.6 ¿Todos los desechos que formanparte de la orina se eliminan a travésde la filtración glomerular?

De acuerdo con lo analizado previamente, granparte de las sustancias de desecho son eliminadasdurante la filtración, desde el plasma sanguí-neo hacia el espacio urinífero. Sin embargo, alo largo del túbulo renal se produce el trans-porte de sustancias de desecho, desde los capi-lares tubulares hacia el lúmen del túbulo. Esteproceso se denomina secreción tubular.

La secreción tubular es, en esencia,similar a la reabsorción, solo que ocu-rre en sentido inverso, es decir, desdela sangre hacia la orina que se estáformando hacia el interior del túbulorenal. Al igual que la reabsorción, lasecreción puede llevarse a cabo a tra-vés de transporte activo o pasivo. Eneste proceso se adicionan a la orina enformación sustancias tóxicas que aún nohan sido eliminadas y que pueden resultarperjudiciales para el organismo.

La mayoría de las sustancias que se eliminan enla orina provienen del fluido filtrado en el glo-mérulo renal –que no fueron reabsorbidas– yuna pequeña parte de sustancias que fueron se-cretadas por las células de los túbulos renales.

Biodatos

La penicilina y otros antibióticos son eliminados por la orina a través de la secreción tubular. Los iones hidrógeno (H+) también son eliminados a través de este proceso, lo cual contribuye a la regulación del pH sanguíneo.

ACTIVIDAD 9• Analiza la información de esta página y de la anterior, y completa la siguiente tabla. Posteriormente

compara tu tabla con la de tu compañero(a) y, si hay diferencias, revisen nuevamente.

Filtración Reabsorción Secreción

Sentido del transporte (desde o hacia el túbulo renal)

Tipo de transporte (pasivo o activo)

Contribución con sustancias a la orina (mayor o menor)

Sustancias que se transportan (útiles o desechos)

El esquema representa la reabsorción y secreción tubular.

Núcleo celular

Mitocondria

Desecho

Capilar peritubular

Túbulorenal

Glucosa

Glucosa

Energía (ATP ADP + Pi)

ACTIVIDAD 10• Reunidos en grupo, analicen los siguientes gráficos y respondan las preguntas formuladas a continuación.



3.7 Variación de la concentración y el volumen de la orina

¿Qué sucede con la cantidad de orina que eli-minas cuando consumes poca agua? ¿Cómovaría la intensidad de su color cuando aumentasla ingesta de agua? ¿Por qué ocurre esto? Segu-ramente te habrás dado cuenta, a partir de tuexperiencia, que la concentración y el volumende orina son características que no permanecenconstantes a lo largo de grandes períodos detiempo, pues dependen de diversas variables,entre ellas la actividad física que realices, latemperatura y la ingesta de agua.

• Variación de la concentración de la orinaSi una persona se encuentra en un estado dedeshidratación, su organismo requiere conservaragua, por lo cual la orina que se produce esmás concentrada, ya que los túbulos renalesreabsorben más agua en comparación con lareabsorción ocurrida durante una condición denormalidad. Por el contrario, la orina produci-da luego de una gran ingesta de agua es másdiluida, porque se reabsorbe menos agua quela filtrada en el glomérulo.

• Variación del volumen de la orinaEn condiciones normales, la cantidad de orinaque una persona sana elimina es más o menosconstante, es decir, se mantiene dentro de unrango. Sin embargo, existen factores que puedenalterar este valor, frente a lo cual el organismoresponde mediante la homeostasis hidrosalinapara mantener este volumen.

Según los requerimientos del organismo, seproduce un mayor o menor volumen de orina,la que varía también en cuanto a su concentra-ción. En esto intervienen mecanismos específicosque se encargan de aumentar la reabsorción deagua cuando, por ejemplo, la ingesta es baja ocuando la pérdida por transpiración es elevada.

¿Cómo distingue el organismo una condiciónde baja disponibilidad hídrica de una de altadisponibilidad? ¿Qué tipo de mecanismo parti-cipa en ello? Los sistemas nervioso y endocrinoparticipan en la formación de una orina con-centrada o diluida, de menor o mayor volumen,según las necesidades del organismo para man-tener la condición de homeostasis.

a. ¿Qué ocurre a nivel del nefrón que permite explicar la curva observada en el gráfico A?b. ¿A qué se debe el descenso de la curva observado después de los 80 minutos en el gráfico B?c. ¿Qué tipo de efecto tiene el extracto hipofisiario a nivel del nefrón?

-20 0 20 40 60 80 Tiempo (min)

Tiempo despuésde la ingesta de agua (min)

0

1

2

3

4

5

60 80 100 120 140 1600

1

2

3

4

5

Ingesta de agua Inyección

de extractohipofisiario

Los gráficos A y B representan la variación de la orina formada en un mamífero, en dos situaciones experimentales distintas.

En A, se muestra la variación en la producción de orina después de la ingesta de 250 mL de agua. En B se aprecia la variación

después de la inyección de un extracto de hipófisis (transcurrido un lapso de tiempo después de la ingesta de agua).

Orina (cm3/min) Orina (cm3/min)Gráfico A Gráfico B



CONTENIDOS

4. Regulación de la concentracióny del volumen de orina

¿Qué órganos del sistema nervioso y endocrinoparticipan en la regulación del volumen y de laconcentración de orina? La hipófisis es la prin-

cipal glándula del sistema endocrino y participaen la regulación del equilibrio hidrosalino, entreotras funciones. El hipotálamo es una estructuradel sistema nervioso que controla el funciona-miento de la hipófisis. ¿En que otros procesosbiológicos participan la hipófisis y el hipotálamo?

ACTIVIDAD 11• Analiza el esquema que aparece en la página, rotúlalo y contesta las siguientes preguntas.

a. ¿Qué sucede con la reabsorción obligatoria de agua en las condiciones de baja y alta ingesta deeste líquido?

b. ¿Qué ocurre con la reabsorción facultativa, considerando las mismas situaciones de la pregunta anterior?c. ¿Cuál es el rol de la hormona antidiurética? ¿Qué sucedería si por alguna enfermedad los niveles de

esta hormona aumentaran?, ¿y si bajaran mucho?

Regulación del volumen y de la concentración de orina.

Sensor estimulado por

un fluido extracelular

concentrado (exceso de Na+).

Sitios de acción de la

hormona antidiurética

(ADH) secretada por la región

posterior de la hipófisis

(neurohipófisis).

El exceso de reabsorción

de agua compensa el exceso

de concentración de fluidos

extracelulares (exceso de Na+).

Orina de menor volumen

y mayor concentración.

Hipotálamo

HipófisisHipófisis

H2O

H2O



4.1 Formación de orina hipotónica e hipertónica

El filtrado glomerular cambia en cuanto a sucomposición a medida que avanza a través delos diferentes conductos que forman el túbulo

renal. En ellos se eliminan de la sangre las sus-tancias nocivas, pero se reabsorben hacia loscapilares peritubulares, cantidades variables deagua y de solutos, lo cual contribuye a la for-mación de orina más diluida (hipotónica) o másconcentrada (hipertónica).

Biodatos

Diversos estudios han demostrado queanimales que viven en ambientes conescasa disponibilidad de agua tienennefrones con asas de Henle más largas, adiferencia de organismos que habitanambientes con mayor abundancia deagua, cuyos nefrones tienen túbulos rena-les más cortos. Este hecho se relacionadirectamente con la reabsorción de agua:mientras más largo es el túbulo renal,mayor es la cantidad de agua que sepuede reabsorber, lo cual contribuye a for-mar una orina más concentrada. ¿Cuál de estos animales es más probable que tenga nefrones con túbulos renales más largos?

ACTIVIDAD 12• Los esquemas representan la elaboración de orina hipotónica e hipertónica, y se muestran solo dos

moléculas involucradas. Junto a un(a) compañero(a) analicen los esquemas y respondan las preguntas.

a. ¿Cuál de los esquemas representa la elaboración de orina hipotónica?, ¿cuál, hipertónica?b. ¿Qué elementos les permitieron identificar los tipos de orina formada?

• Analicen la información entregada en la sección Biodato y respondan.

a. ¿Qué relación tiene el largo de los túbulos renales con la posibilidad que tienen los animales devivir en ambientes con mayor o menor disponibilidad de agua? Expliquen.

Na

Na

Na

Na

Na

Na

Na

Na

Na

Na

Na

Na

NaNa

Na

H2O

H2O

H2O

H2O

Na

ACTIVIDAD 13• Observa el esquema que muestra la formación de la orina hipotónica y responde las preguntas.



CONTENIDOS

4.2 Formación de orina hipotónica

La formación de orina diluida se produce poruna mayor reabsorción de solutos. Además, dis-minuye la secreción de hormona antidiuréticao ADH, lo que determina que las células de la

pared del tubo colector (TC) impidan que elagua abandone el filtrado por osmosis. Es decir,se produce una inhibición de la reabsorciónfacultativa de agua, producto de la disminu-ción de ADH secretada.

Biodatos

La diabetes insípida es una enfermedad que se produce por una baja secreción de hormona antidiurética. Los síntomas son parecidosa la diabetes mellitus, como por ejemplo, eliminación de grandes volúmenes de agua en la orina (poliuria) y la ingesta elevada deagua para recuperar el líquido perdido (polidipsia). Una diferencia con la diabetes mellitus, es que la orina producida por las personascon diabetes insípida no contiene glucosa, razón por la cual recibe su nombre.

Formación de orina hipotónica. Los valores dentro de los túbulos indican concentración de soluto (en miliosmoles).

Orina diluida

(hipotónica)

Líquido intersticial (LI) Asa

de

Hen

le

Na+

Cl- Túbulo colector

Na+

300

200 100 100

100

100

100

Cl-

Túbulo distal

Corteza

médula

Túbulo proximal

a. ¿Por qué varía la concentración de solutos a lo largo de los túbulos? Explica.b. ¿Qué efectos tienen y cómo actúan los medicamentos antidiuréticos? Explica.

IR A LA WEB

Visita la página www.santillana.cl/bio3 y busca la animación 1 de la unidad 2. Obsérvala con atención y realiza las actividades que

ahí se proponen.

• Observa el esquema que muestra la formación de la orina hipertónica y responde las preguntas.

a. ¿Por qué varía la concentración de solutos a lo largo de los túbulos? Explica.b. ¿Qué efectos tienen y cómo actúan los medicamentos diuréticos? Explica.



4.3 Formación de orina hipertónica

En el hipotálamo se encuentran grupos de célulasnerviosas que actúan como sensores especiali-zados que miden la concentración de los líquidoscorporales. Cuando la sangre está muy concen-trada (contiene muchos solutos), estos sensoresenvían impulsos nerviosos hacia otras regionesdel hipotálamo, donde se generan respuestashomeostáticas, como la activación del centrode la sed (esto es lo que produce la sensación desed) y la secreción de la hormona antidiurética oADH, almacenada en la hipófisis. Esta hormona

viaja por la sangre y al llegar a las células de lostúbulos colectores promueve la reabsorción facul-tativa de agua y con ello, la formación de unaorina concentrada. ¿Qué sucede con estos meca-nismos cuando la ingesta de agua es elevada?

Biodatos

La nicotina estimula la secreción de la hormona antidiuré-tica, por lo que la orina puede ser más concentrada. Encambio el alcohol, inhibe la secreción de esta hormona,determinando el aumento del volumen de orina excretada,que es más diluida.

Formación de la orina

hipertónica. Los valores

dentro de los túbulos

indican concentración de

soluto (en miliosmoles).

ACTIVIDAD 14

• Analiza la información que entrega la siguientetabla y luego responde las preguntas.

a. ¿Qué representa la cantidad de cruces en cadasituación?

b. ¿Qué factores determinan la concentraciónde la orina?

c. ¿Cómo será la concentración de la orina excre-tada por una persona después de practicardeporte intenso? Explica.

Corteza

médula

Túbulo proximal

Túbulodistal

Neurohipófisis

Na+ Cl-

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

Orina diluida

(hipertónica)

Líquido intersticial (LI)

Na+

Cl- Túbulo colector

300

200 100200

300

300

500

700

900

Situación Intensidad del color de la orina

Dieta rica en sales ++++

Elevada ingesta de agua +

Consumo equilibrado de agua y sales

++



CONTENIDOS

5. Regulación neuroendocrina de la homeostasis

Como vimos anteriormente, la regulación delequilibrio hidrosalino está bajo el control de lossistemas nervioso y endocrino.

¿Cómo mantiene nuestro cuerpo la presiónsanguínea, la temperatura corporal y la glicemiadentro de rangos normales? Con sistemas decontrol por medio de circuitos de retroalimen-tación, semejantes al visto para el equilibriohidrosalino. Los circuitos de retroalimentaciónson sistemas que registran información del medioexterno o interno de un organismo, con lo cualregulan el funcionamiento de órganos y sistemas.Se clasifican en positivos y negativos. Los nega-

tivos reducen o revierten la diferencia detectadapor el sistema. Los positivos amplifican las dife-rencias detectadas. En los organismos, los máscomunes son los negativos.

Cuando ocurre una perturbación en el mediointerno, la homeostasis opera por retroalimen-tación negativa, es decir, el incremento enalguna sustancia inhibe el proceso que lleva acabo su aumento.

5.1 Regulación de la temperatura corporal

El siguiente esquema representa los mecanismosinvolucrados en la regulación térmica del cuerpocuando un individuo se expone al frío.

ACTIVIDAD 15• Reunidos en parejas, averigüen sobre el mecanismo de control de la glicemia y de la presión arterial.

a. Establezcan relaciones entre la información averiguada y el esquema de regulación de la temperaturaque aparece en esta página.

Corteza cerebral

Hipotálamo

Médula suprarrenal (descarga de adrenalina)

Músculos de la piel (piel de gallina)

Arteriolas cutáneas (vasoconstricción)

Termorreceptorescutáneos

Disminución de la temperatura

de la sangre

Disminución de la temperatura

de la piel

Músculos del esqueleto(respuesta voluntaria:

moverse para calentarse)

Músculos del esqueleto (respuesta inconsciente:

tiritones)

Estímulo

Vías nerviosas

Termorreceptores centrales



5.2 Regulación de la glicemia

Varias hormonas intervienen en la regulaciónde la concentración de glucosa en la sangre(glicemia). Dos de estas, la insulina y el gluca-gón son producidas por células específicas delpáncreas. La insulina es secretada en respuestaa un incremento en la concentración de azúcaren la sangre. Su efecto es la disminución de laconcentración de azúcar en la sangre, debido aque facilita el ingreso de glucosa en las célulasy estimula su utilización. Además, estimula elalmacenamiento de glucosa como glucógeno,tanto en las células musculares como en elhígado.

Cuando la concentración de glucosa en la sangrees baja, el páncreas libera glucagón. Esta hor-mona estimula la degradación de glucosa apartir del glucógeno almacenado en los músculosy en el hígado. Los efectos de esta hormona sonopuestos a los ejercidos por la insulina.

5.3 Regulación de la presión sanguínea

La glicemia y la presión sanguínea se regulanpor diferentes mecanismos, algunos muy com-plejos. El esquema presentado a continuaciónmuestra algunos procesos y estructuras involu-cradas en la regulación de la presión sanguínea,cuando esta aumenta.

ACTIVIDAD 16• Junto a un(a) compañero(a)

analicen la información y elesquema de esta página y elaboren un diagrama de flujoque represente la regulaciónde la glicemia.

Bulbo raquídeo

Centro cardiaco

Disminución del ritmo del corazón

Disminución de la presiónsanguínea

Disminución del gasto cardiaco (*)

Receptores (barorreceptores)

Aumento de la actividad delsistema parasimpático

Disminución de la actividaddel sistema simpático

es captada por

que mandan información al

que determina

donde se encuentra donde se encuentra

Presión sanguínea

Centro vasomotor

Vasodilatación

que determina

que produce

y determinan la

que determina la

que produce

que produce la

aumento de la

(*) Gasto cardiaco: es el volumen de sangre

expulsado por cada ventrículo en un minuto.

Se expresa en L/min.

Disminución de la resistenciade los vasos sanguíneos

Glándulas suprarrenales

ACTIVIDAD 17• Analiza el esquema del circuito neuro-hormonal frente al estrés y responde:

a. ¿Qué respuesta homeostática es más rápida, la del sistema nervioso o la del endocrino? Fundamenta.b. ¿Qué rol cumple el hipotálamo?c. ¿Por qué aumenta la glicemia en estrés? ¿Cómo se relaciona esto con el aumento del estado de vigilia?



CONTENIDOS

6. Homeostasis y estrés

Los sistemas nervioso y endocrino participan enla homeostasis de variables orgánicas, como lapresión sanguínea, el pH y el equilibrio hidrosa-lino, en respuesta a algún agente estresor quepueda afectar la homeostasis.

¿Qué es el estrés? Los especialistas que estudianel estrés lo definen como un comportamientoinnato ante la amenaza. Consiste en una res-puesta defensiva o adaptativa que tiene porfinalidad controlar la conducta de la personafrente a un estímulo que produce estrés (agenteestresor).

¿Cómo reacciona nuestro organismo frente asituaciones de estrés? Cuando te asustas,aumenta la fuerza con que tu corazón se contraey la cantidad de veces que lo hace por cada minu-to. Esta respuesta es rápida, como consecuenciade la acción del sistema nervioso simpático quelibera el neurotransmisor adrenalina. Estamisma molécula es liberada por las glándulassuprarrenales hacia la sangre, lo que permitecomplementar la acción del sistema nervioso ymantener al organismo en alerta, si es que lasituación de estrés se mantiene por más tiempo.

Agente estresor

Estrés

Hipotálamo

Sistema nerviososimpático

Adrenalina

Adrenalina Cortisol

Aumenta la glicemia

Aumenta la frecuencia cardiaca

Aumenta el estado de vigilia

Aumenta la irrigación al cerebro y músculos

Disminuye la irrigación de la piel y riñones

Reduce la inflamación

Inhibe reacciones alérgicas

Sistema endocrino

Esquema circuito neuro-hormonal de

respuesta frente al estrés.



6.1 Agentes estresores

El agente que produce el estrés, llamado agenteestresor o estresor, proviene generalmente delambiente natural y de las personas que nosrodean, por ejemplo: contaminantes múltiples,tabaco, droga, violencia, tráfico, robo, etcétera.En estos casos el agente es exógeno.

El estresor puede también ser endógeno, es decir,“nacer” en el interior de cada persona. Es elcaso del miedo, que resulta de la acción delestresor más frecuente y universal: la amenaza,por su potencialidad de poner en riesgo la inte-gridad física y mental de las personas.

Para enfrentar al estresor, el organismo requiereaumentar la cantidad de sangre que llega alcerebro y músculos. También debe aumentar elaporte de oxígeno y glucosa transportados porla sangre a estos órganos. La adrenalina, (quepuede actuar como neurotransmisor y hormona)y el cortisol son ejemplos de sustancias químicasque permiten estas funciones.

El estrés genera respuestas que determinan queel organismo reciba un mayor aporte de oxíge-no y glucosa. Esto explica por qué aumenta lafrecuencia cardiaca y la respiratoria, ¿qué impor-tancia tiene esto para el organismo?

6.2 Tipos de estrés

De acuerdo con la duración existen dos tipos deestrés:

• Estrés agudo. Se presenta cuando una situa-ción peligrosa puede poner en riesgo nuestravida. Entonces, la respuesta innata frente alagente estresor es una conducta que asegurala supervivencia.

• Estrés crónico. Se presenta cuando la situaciónde estrés se sostiene en el tiempo. Es el caso decondiciones agobiantes como sentirse presio-nado constantemente por razones laborales ode mala convivencia con personas cercanas.

Biodatos

Existen investigaciones que demuestran que una persona que padece de estrés crónico manifiesta una disminución de la actividad desu sistema inmunológico (“bajan sus defensas”), por lo cual, la persona afectada por la condición de estrés es más susceptible a lasenfermedades infecciosas.

La vida de la ciudad presenta algunos agentes

estresores que pueden afectar a las personas.

¿Cuál de ellos podrías inferir a partir de estas imágenes?

En la vida moderna, las obligaciones y exigencias del diario vivir generan tensiones difíciles de sobrellevar. La presión en el trabajo, el tráficoen las calles y las grandes acumulaciones de gente son situaciones que generan estrés, produciendo alteraciones en el comportamientoy en nuestra relación con los demás. ¿Podrías determinar qué situaciones te generan tensión?, ¿de qué modo las enfrentas?

REFLEXIONA

6.3 Respuesta neuroendocrina frente el estrés

Tanto el sistema nervioso como el endocrinoliberan sustancias químicas específicas paracombatir el estrés. El primero a nivel de lassinapsis y el segundo mediante la liberación dehormonas hacia la sangre. ¿Cuál ejerce susefectos más rápidamente? ¿Cuál genera unarespuesta más sostenida en el tiempo?

Frente a una situación de estrés, el sistema ner-vioso activa los centros simpáticos, que envíaninformación hacia diferentes partes del orga-nismo. Por ejemplo, hacia la médula suprarre-nal para que sintetice adrenalina y noradrena-lina, hormonas que producen un aumento dela frecuencia cardiaca; constricción de los vasossanguíneos de la vísceras; síntesis de glucosa;disminución de las actividades digestivas y dila-tación de las vías aéreas.



CONTENIDOS

ACTIVIDAD 18• Analiza el esquema que representa la participación del sistema neuroendocrino en la respuesta al

estrés y responde:

a. ¿A qué nivel del organismo es percibido el agente estresor para producir la respuesta al estrés?b. ¿Qué sucede después de la percepción?

• De acuerdo con la información entregada en esta página, explica la importancia de la adrenalina yla noradrenalina liberada frente a situaciones de estrés.

Respuesta neuroendocrina

frente el estrés.

Estrés, información nerviosa

Retroalimentación

negativa

Hipotálamo

Riñón

Hipófisis

Hígado

Células

adiposas

Músculo

Glándula suprarrenal

produce

Cortisol

actúa sobreactúa sobre

que determinan

Aumento del combustible celular (glucosa y ácidos grasos)

actúa sobre

liberación de hormona

Percepción del nivel de estrés en los estudiantes de Educación Media

Procedimiento

1. Reproduce esta encuesta y aplícala entre los alumnos y alumnas de los cursos de Educación Mediade tu colegio, entrevistando a un máximo de 20 hombres y 20 mujeres por nivel, seleccionadosal azar. A los entrevistados léeles la definición de estrés, luego pídeles que respondan la encuesta ygarantízales el anonimato de sus respuestas.

Según Mc Grath “estrés es un desequilibrio sustancial percibido entre las exigencias impuestas a unindividuo y su capacidad de respuesta bajo condiciones en la que el fracaso ante esta demanda o exigencia posee importantes consecuencias percibidas conscientemente por el individuo afectado”.

2. Tabula en una sola encuesta los resultados obtenidos del total de la muestra.

3. Grafica estos resultados según el sexo y el nivel de Educación Media. Si tu colegio no es mixto,solo llena la columna que corresponda y grafica los resultados según el nivel de EducaciónMedia de los estudiantes.

Análisis de resultados

a. ¿Cómo varía la percepción del estrés en relación al nivel de Educación Media que cursan losentrevistados?, o sea, ¿hay mayor percepción del estado de estrés en los cursos superiores o inferiores? ¿Hay diferencias según el sexo?

b. Entre quienes manifiestan percibir un estado de estrés, ¿hay diferencias en relación a la causadel estrés? ¿Dependen estas diferencias del año de Educación Media que cursa el entrevistado?

c. ¿Qué factores explican los resultados obtenidos en este proyecto? Haz un listado de las medidasque se pueden tomar en tu colegio para disminuir el efecto de los agentes estresores máscomúnmente mencionados por los entrevistados.

PROYECTO

- Encuesta- Lápices

- Calculadora


Materiales


Causa de estrés

ENCUESTA

1o EM

M F

2o EM 3o EM 4o EM

Ninguna

Carga horaria

Exigencias académicas

Factores afectivos

TOTAL

M: sexo masculino, F: sexo femenino

M F M F M F TOTAL



1. Explorar el problema

El término estrés fue acuñado en 1935 por elcientífico de origen húngaro Hans Selye cuandoestudiaba la fisiología de la placenta en animalesde laboratorio. En sus trabajos clásicos, Selyedemostró que el fenómeno de detención delciclo reproductivo en la rata (cese de la ovula-ción) era independiente respecto del agenteque producía esta respuesta. En otras palabras,el efecto registrado en estos experimentos seobtenía, indistintamente, si a la rata se le admi-nistraban extractos de hipófisis, exceso de hor-monas tiroídeas o se la alimentaba con una dietapobre en vitaminas. Posteriormente, Selyedemostró que en la respuesta inicial al estrésestaban involucradas dos hormonas producidasa nivel del Sistema Nervioso Central (la adeno-corticotropina y la somatotropina), las cualeseran responsables de la activación del estadode alarma del organismo. De acuerdo conSelye, el estrés es la reacción del organismopara recuperar el equilibrio de su medio internou homeostasis, cuando este ha sido alteradopor algún estímulo de alarma o agente estresor.Además, Selye distinguió tres etapas en la reac-ción del organismo frente al agente estresor,que constituyen el síndrome general de adap-tación, ellas son: estados de alarma, adaptacióny agotamiento.

Según este conocimiento, el estrés es una reac-ción constitutiva del organismo para adaptarseal esfuerzo. Esta condición puede resultar peli-grosa para la salud cuando la acción del agenteestresor se prolonga en el tiempo y/o el individuopresenta disfunciones fisiológicas o psicológicasque le impiden enfrentar la presión generadapor dichos agentes. El manejo adecuado de larespuesta frente a los agentes estresores no

impide que la persona afectada responda conun estado de alarma al estímulo, pero puedeevitar que el proceso de adaptación finalice enun estado de agotamiento que podría tenergraves consecuencias para su salud.

a. Estrés y respuesta inmune en estudiantesuniversitariosLa respuesta del organismo a la acción de losagentes estresores puede llegar a tener entresus principales efectos una baja de las defensaso disminución de la respuesta inmune. La inmu-nodepresión por estrés es un fenómeno quetiene como antecedente la estrecha relaciónanatómica que existe entre los sistemasnervioso e inmune, tanto a nivel tisular comocelular. La inervación del tejido linfático por elsistema nervioso autónomo, la presencia en lin-focitos de receptores para hormonas y neuro-transmisores, el hecho de que cuando hay lesio-nes en el hipotálamo la normal actividad delsistema inmune resulta alterada, son algunosejemplos de lo anterior.

Uno de los principales agentes estresores en lavida estudiantil son las situaciones en las que sesomete a evaluación los conocimientos adquiridospor los alumnos y alumnas durante el períodode aprendizaje. Las exigencias académicas,como las pruebas y exámenes, generan estadosde ansiedad y nerviosismo naturales. Sinembargo, si estas situaciones no son manejadasde manera apropiada por los estudiantes, puedenresultar en estados de agotamiento que impidenlograr una correcta evaluación del desempeñoacadémico.

El estrés en la vidaestudiantil y laboral


En un estudio dirigido por el Dr. Sergio Gloger,de la Universidad Católica de Chile, en 49 estu-diantes de la carrera de Medicina, se midió laconcentración de cortisol (hormona) presenteen el plasma y la actividad proliferativa de loslinfocitos T durante tres situaciones de estrésacadémico: a lo menos un mesantes de cualquier evaluación

importante (estrés habitual), inmediatamenteantes de un examen final (estrés hiperagudo),y luego del período de vacaciones de verano(estrés académico mínimo o ausente). Losresultados obtenidos al aplicar este diseñoexperimental, están resumidos en el gráfico.



Fuente: Gloger, S. J.; Puente, P.; Arias, P.;

Fischman, I; Caldumbide, R.; González, J.;

Quiroz, O;. Echavarri & C. Ramírez. 1997.

Respuesta inmune disminuida por estrés

académico intenso: cambios de la

proliferación linfocitaria en estudiantes

de Medicina. Rev. Méd. Chile 125: 665-670.

Cambios observados en los indicadores

de la respuesta inmune de estudiantes de

Medicina frente al estímulo de agentes

estresores académicos.

Ind

ice

de

esti

mu

laci

ón

(n

=32

)

Co

rtis

ol p

lasm

átic

o, u

g/d

l (n

=42

)

20 12

0

40

Período de estrés

14

60 16

80 18

100 20

0

Habitual Hiperagudo Mínimo/Ausente

Estos resultados mostraron que los estudiantessometidos al agente estresor hiperagudo pre-sentaban una disminución significativa en laproliferación de linfocitos T y un aumento enlos niveles de cortisol, al compararse con períodosde estrés habitual o estrés mínimo. Luego delestrés académico hiperagudo, al volver devacaciones los estudiantes habían recuperadola capacidad proliferativa de linfocitos T enniveles similares a los que existen en el períodode estrés académico habitual. Una situaciónsimilar se observó en la concentración de cortisol,la cual disminuyó a sus niveles normales luegodel estrés hiperagudo. Los autores de este tra-bajo concluyeron que los cambios producidospor los agentes estresores asociados a la vidaacadémica son de carácter transitorio y reversible,y que la exposición a un agente estresor crónico,como la tensión generada antes de rendir unexamen, no produce cambios a largo plazo en

la capacidad de respuesta inmune. Por último,resultó interesante constatar la ausencia dediferencias significativas en el efecto que sobrela respuesta inmune tuvieron las situacionesacadémicas de estrés normal comparado conlas situaciones de estrés académico mínimo oausente (regreso de vacaciones).

b. Estrés en la vida laboralEl estrés de origen ocupacional es producto dela interacción entre múltiples factores de riesgo,incluyendo aquellos que provienen del ambientefísico, trastornos de las funciones biológicas, elcontenido y organización del trabajo, y diversoscomponentes sicosociales, tanto laboralescomo extra laborales. Uno de los grupos másafectados por efecto de los agentes estresoresdel medio ambiente laboral son los trabajadoresdel área de la salud. En una investigación llevada



a cabo por el Dr. Marcelo Trucco, del Hospitaldel Trabajador de Santiago, se estudió la sinto-matología y las principales fuentes de estréspercibidas por una muestra de 205 trabajado-res, tanto profesionales (médicos, enfermeras yparamédicos) como no profesionales (personaladministrativo, auxiliares de enfermería ysecretarias) de la salud. Entre los síntomasinformados por más de 25% de la muestra pre-dominaron los de ansiedad y depresivos. Lasmayores causas de insatisfacción, que resulta-ron afectar a más de la mitad de los sujetos,fueron: sentir su trabajo poco reconocido yvalorado y la escasa posibilidad de controlarlo(baja autonomía). Entre los factores de tensión,destacó el sentimiento de tener que respondera muchas personas, el apremio de tiempo y las

condiciones de trabajo físico ambientales ina-decuadas. Interesantemente, no se encontra-ron diferencias significativas dependientes delsexo de los trabajadores: tanto hombres comomujeres se vieron afectados de manera similarfrente al mismo agente estresante.

Sin embargo, se encontraron diferencias en lafrecuencia de fuentes de insatisfacción al com-parar ambos grupos ocupacionales, siendo dosveces mayor en los trabajadores no profesionales(69.2%) respecto de los trabajadores que cuen-tan con una formación profesional (34.3%). Enla tabla se muestra en detalle cuáles fueron losagentes estresores más mencionados por lostrabajadores.

Si bien las asociaciones encontradas son concor-dantes con los estudios internacionales sobre eltema, los autores de este trabajo mencionan alas siguientes como algunas de sus limitaciones:la muestra no es necesariamente representativadel personal de salud de Santiago o del país; losresultados expuestos no incluyen otras variablesque influyen en el grado de estrés que las personasexperimentan en su vida cotidiana, tal como la

interacción entre el trabajo y las obligaciones delhogar y aquellas dificultades asociadas a ingresoseconómicos insuficientes, todas las cuales formanparte de la realidad del grupo no profesionalmás que del grupo profesional. Finalmente, lametodología empleada para detectar casos sin-tomáticos puede incluir algunos casos de tras-tornos mentales que no son necesariamenteatribuibles a variables laborales.


Fuente: Trucco, M., P. Valenzuela & D. Trucco. 1999. Estrés ocupacional en personal de salud. Rev. Méd. Chile 127: 1453 - 1461.

Fuentes de insatisfacción laboral

DIFERENCIAS EN LA FRECUENCIA DE SÍNTOMAS SEGÚN EL GRUPO OCUPACIONAL

Profesionales (%) No profesionales (%)

Mi trabajo permite tomar muchas decisiones. 43,8 66,7

Mi trabajo es variado.

Mi trabajo requiere que aprenda cosas nuevas.

32,6 63,5

43,1 60,3

Mi trabajo requiere que sea creativo. 13,9 57,1

Puedo decidir la velocidad de mi trabajo y cuándo descansar. 54,9 73,0

Tengo la posibilidad de opinar y participar en decisiones que afectan mi trabajo. 40,3 58,7

Mis opiniones influyen en decisiones que afectan al centro de salud en su conjunto. 61,1 82,5

Estoy satisfecho con la posibilidad de opinar y participar en decisiones referentes a mi trabajo. 47,9 71,4



2. Analizar el problema

• Tomando en cuenta los antecedentesentregados en las páginas anteriores y buscando información adicional en enciclopedias e Internet, desarrolla lassiguientes actividades.

a. Elabora una definición del concepto de estrés que considere los agentesestresores que le toca enfrentar a unestudiante de la Educación Media.

b. Analiza el gráfico de la página 77, ypropón una hipótesis que explique porqué no hay diferencias en el nivel de proliferación de linfocitos T en condiciones de estrés normal y enausencia de estrés.

c. ¿Qué agentes estresores no se controlaronen la toma de las muestras cuando losestudiantes volvieron de vacaciones?¿Considerarías incorporar en el grupode agentes estresores los estímulospositivos? ¿Por qué?

d. Grafica los datos contenidos en la tablade la página 78, colocando en el eje xlas fuentes de insatisfacción laboral, yutilizando barras de distinto color paracada categoría profesional.

e. En relación al gráfico anterior, respondea las preguntas que se plantean a continuación:

• ¿Cuál es la fuente de insatisfacción (agenteestresor) más frecuente en cada grupolaboral? ¿Qué factores explicarían elhecho de que ese agente estresor coincida(o no coincida) entre ambos grupos?

• ¿Cuál es la fuente de insatisfacción (agenteestresor) menos frecuente en cada grupolaboral? ¿Qué factores explicarían el hechode que ese agente estresor coincida (o nocoincida) entre ambos grupos?

• ¿Cuál de los estados de estrés (alarma,adaptación o agotamiento) puede ser manejado más fácilmente por un

profesional de la salud en comparación a un no profesional? ¿Por qué?

• ¿Qué variables no consideradas en esteexperimento podrían explicar los resultadosanalizados en las dos primeras preguntas?

3. Tomar una decisión

a. ¿Qué medidas puedes tomar para disminuir el efecto de los agentes estresores que afectan de manerageneral el desempeño escolar de tucurso?

b. ¿Qué factores escolares inciden mayormente en el estado de estrés que eventualmente genera tener querendir una prueba o un examen?

c. ¿Sería distinta tu respuesta al agenteestresor si te sintieras más preparadopara rendir una prueba o examen altamente exigente? ¿Por qué?

d. ¿Qué agentes estresantes dentro de la sala influyen en el estado de estrésque puede llegar a tener tu profesor o profesora? ¿Qué medidas sugierestomar para que este tipo de situaciónno ocurra con una alta frecuencia?

4. Mi compromiso

• Junto a tus compañeros y compañeras de curso y con el apoyo de tu profesor(a)construye una tabla que enumere lasfuentes de insatisfacción que tendríanmayor influencia en tu estado de estrésante un examen. Agrega luego los agentesestresantes que tienen su origen en laconducta del curso, y en tu propia conducta ante una situación de examen.Sugiere un conjunto de medidas que permitan manejar, entre todo el curso, ese tipo de situaciones.

A PARTIR DE LA LECTURA ANTERIOR Y DE LO QUE APRENDISTE EN ESTA UNIDAD, RESPONDE:

a. ¿Cómo interpretas el hecho de que las curvas de ambos individuos no presentendiferencias entre sí?

b. ¿Qué información contenida en estos gráficos permite sugerir la existencia deun sistema de control homeostático de la masa corporal?

c. ¿Qué variables no controladas en este diseño experimental podrían invalidar losresultados obtenidos?



¿Control homeostático de la masa corporal?La literatura científica sobre homeostasis abunda en evidencias quemuestran una estrecha relación entre este proceso y la regulación de laconcentración de solutos y solventes corporales por el sistema renal. Sin embargo, poco o nada se sabe respecto de una eventual regulaciónhomeostática de la masa corporal. Recientes investigaciones llevadas a cabo por investigadores de la Universidad de Guanajuato, México,sugieren la existencia de un sistema de control homeostático de la masa corporal, o “ponderostato”.

LECTURA CIENTÍFICA

Si bien se ha demostrado la existencia de un centro regulador de la masa enratas, varios autores consideran su existencia improbable en el ser humano.Para revelar si existe este control interno de la masa, el Dr. Alejandro Macías,de la Escuela de Medicina de la Universidad de Guanajato, México, llevó acabo un estudio de seguimiento del gasto energético en sí mismo y en unvoluntario, alimentándose durante cuatro meses con dietas estandarizadas detres diferentes niveles, controladas de acuerdo con su contenido energético:isocalórica (2.406 kcal/día), hipocalórica (1.494 kcal/día) e hipercalórica(3.294 kcal/día). La masa se determinó todos los días a las siete de la mañana.Como nuevo índice del gasto energético, se determinó la caída de la masa corporal nocturna en 8 horas luego de descontar el peso urinario (CPC8). La reacción de la masa corporal a la dieta isoenergética varió de acuerdo conlas circunstancias, y sus principales resultados se muestran en los gráficos. (a, Dr. Macías, b, voluntario).

Según el Dr. Macías, estos resultados sugieren que la falla en el funcionamientodel sistema de control homeostático de la masa corporal, o ponderostato, seríauno de los factores que explican los problemas de obesidad y sobrepeso.

Cam

bio

de

pes

o (

kg)

Isocalórica Hipocalórica Isocalórica Hipercalórica Isocalórica Isocalórica Isocalórica Hipercalórica IsocalóricaHipocalórica

Cam

bio

de

pes

o (

kg)

3.0

2.0

1.0

0.0

-1.0

-2.0

-3.0

-4.0

-5.0

3.0

2.0

1.0

0.0

-1.0

-2.0

-3.0

-4.0

-5.0

1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71 78 85 92 99 106113120127134 1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71 78 85 92 99 106113120127134

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El medio interno está constituido por los líquidos

que circulan a través de lascélulas de nuestro organismoy se encuentran en contactocon ellas. Estos son el líquidointersticial, el plasma sanguíneo,la linfa y el líquido transcelular(líquido cefalorraquídeo ylíquido sinovial). La alteración,por exceso o por defecto, delos valores normales del mediointerno puede producir seriasafecciones, e incluso la muerte.

El organismo alcanza el estadode equilibrio y mantencióndel medio interno en rangosapropiados para la vida graciasa un proceso denominadohomeostasis. Las principalesvariables bióticas que requierende una permanente regulaciónhomeostática son la concentración de agua y de sales corporales, el pH sanguíneo, la temperaturacorporal y los niveles de azúcar en la sangre. El efectode variables abióticas sobre elfuncionamiento del organismo,como la humedad y la temperatura del medioambiente, también son objetode regulación homeostática.

Debido a su gran capacidadexcretora, el sistema renal esel principal responsable de lamantención de la homeostasisdel organismo. Los riñonesparticipan directamente eneste proceso gracias a lascaracterísticas estructurales yfuncionales de los nefrones,unidades constituyentes delriñón. En ellos ocurre la excreción de protones y lareabsorción de bicarbonatos,

la síntesis de renina, y la formación y eliminación deorina.

La formación de la orina ocurreen los nefrones, mientras quesu acumulación, depósito y eliminación sucede en lasestructuras tubulares anexas delriñón (uréteres, vejiga urinaria yuretra). El proceso de formaciónde orina se da en tres etapasconsecutivas: la filtración delplasma a nivel del glomérulorenal (filtración glomerular),la reabsorción de agua, glucosa,sales, glucosa y aminoácidos enlos túbulos renales (reabsorcióntubular) y la secreción a niveltubular de la úrea que formaráposteriormente parte de laorina.

La reabsorción de glucosa,aminoácidos y ciertas sales serealiza principalmente en eltúbulo contorneado proximal,gracias a la presencia detransportadores de membranaespecíficos. Al mismo tiempo,el mayor volumen de agua sereabsorbe por osmosis en eltúbulo contorneado proximaldel nefrón (reabsorción obligatoria). Dependiendo de los requerimientos delorganismo, el volumen restantede agua se reabsorbe en eltúbulo contorneado distal y enel túbulo colector por acción dela hormona antidiurética (ADH)durante la reabsorción facultativa.

La mayor parte de las sustanciasque se eliminan con la orinaprovienen del fluido filtradoen el glomérulo renal, el cual

luego es reabsorbido en lostúbulos contorneados.Además, una porción muchomenor de sustancias tóxicas es transportada desde loscapilares tubulares hacia ellúmen del túbulo durante elproceso de secreción tubular.

La variación en la concentraciónde orina depende del volumende agua disponible en elorganismo. En condiciones dedeshidratación, los túbulosrenales reabsorben más agua yla orina resulta más concentradaque lo habitual. La orina producida luego de una graningesta de agua es más diluida,porque se reabsorbe menosagua que la filtrada en el glomérulo. La variación delvolumen de orina es reguladamediante el intercambio desales entre los túbulos renalesy el lúmen del nefrón (homeostasis hidrosalina).Ambos procesos son controlados por el SistemaNervioso Central desde elhipotálamo y la hipófisis.

En el hipotálamo hay célulasespecializadas en medir laconcentración de los líquidoscorporales. Cuando la concentración de solutos en lasangre es alta, estos sensoresenvían impulsos nerviososhacia el centro de la sed,generando la sensación desed, y activando la secreciónde ADH almacenada en lahipófisis, la cual promueve lareabsorción facultativa deagua en los túbulos colectoresdel riñón y la formación deorina hipertónica.







Por otra parte, la formaciónde orina hipotónica (más diluida) se produce por unamayor reabsorción de solutosy por una disminución en lasecreción de ADH, lo que inhibe la reabsorción facultativa de agua.

La regulación de la homeostasis depende de circuitos de retroalimentación neuroendocrina que revierteno amplifican las diferenciasdetectadas por el SistemaNervioso Central (negativos y positivos, respectivamente).Los circuitos de retroalimentación más comunes son los de tipo negativo, donde el incremento de alguna sustancia inhibe el procesoque activa el continuo aumento de su concentración.

Ejemplos de este tipo deretroalimentación son los procesos de regulación de latemperatura corporal, de laconcentración de azúcar en

la sangre (glicemia) y de lapresión sanguínea. El controlhomeostático de la glicemiaocurre gracias a la acción contrapuesta de la insulina y el glucagón. La primera promueve el ingreso de glucosa a las células y disminuye su concentración en la sangre, mientras que elsegundo facilita la degradaciónde glucosa y su aumento en lasangre a partir del glucógenoalmacenado en los músculos.

La regulación neuroendocrinade las variables vitales ocurredebido a la acción de losagentes estresores del medioambiente, los cuales generanla respuesta defensiva delorganismo que tiene comoresultado el control de la conducta frente a la acción de dichos agentes. El estrésinduce respuestas que facilitanque el organismo reciba unmayor aporte de oxígeno y de glucosa gracias a la acciónde las sustancias químicassecretadas en ese tipo de

situaciones, como la adrenalina y el cortisol, quepromueven un aumento de las frecuencias cardiaca y respiratoria, gracias a la activación de los centros simpáticos por parte delSistema Nervioso Central.

Mapaconceptual

Te invitamos a construir un mapa conceptual, con algunos de los conceptos que aparecen a continuación. Puedes incluir otros si lo estimas necesario.

Homeostasis - Sistema renal - Riñón - Nefrón - Uréteres - Vejiga urinaria - Uretra - Filtración- Reabsorción - Secreción - Túbulo contorneado proximal - Túbulo contorneado distal -Túbulo colector - Glomérulo renal - Orina hipertónica - Orina hipotónica.

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