Médula espinal y nervios craneales

Estructuras de protección

La médula espinal se encuentra alojada en el conducto vertebral de la columna vertebral, las vértebras circundantes proporcionan un fuerte resguardo para la médula espinal; los ligamentos vertebrales, las meninges y el líquido cefalorraquídeo constituyen una protección adicional.

Meninges

Son tres capas de tejido conectivo protectoras que revisten a la médula y al encéfalo. Desde la superficie a la profundidad son: la duramadre, la aracnoides y la piamadre. La médula espinal también se encuentra protegida por el colchón de grasa y de tejido conectivo, que se localizan en la cavidad epidural(entre la duramadre y el conducto vertebral).

La más externa es la duramadre, es una capa gruesa y dura compuesta por tejido conectivo denso irregular, se continua con el epineuro.

La aracnoides es delgada y avascular formado por células, delgadas fibras colágenas de disposición laxa y fibras elásticas. Entre la aracnoides y la duramadre se halla el espacio subdural, que contiene líquido intersticial.

La piamadre es fina y transparente, se adhiere a la superficie de la médula espinal y al encéfalo. Está compuesta por finas células pavimentosas cuboides, dentro de los haces entretejidos de las fibras colágenas, y algunas fibras elásticas. Hay gran cantidad de vasos sanguíneos que abastecen a la médula de oxigeno y nutrientes. Unas extensiones, llamadas ligamentos dentados, mantienen a la médula suspendida en el medio de la vaina dural, se proyectan lateralmente y se fusionan con la aracnoides y con la superficie interna de la duramadre entre las raíces posteriores y superiores de los nervios raquídeos.

Entre la aracnoides y la piamadre se encuentra el espacio subaracnoideo, que contiene líquido cefalorraquídeo.

Estructura de la médula espinal

En la médula espinal se observan dos engrosamientos; el superior es el engrosamiento cervical, se extiende desde la cuarta vértebra cervical (C4) hasta la primera vertebra torácica (T1) y corresponde a la terminación de los nervios provenientes del miembro superior y al origen de los nervios que se dirigen a éste. El engrosamiento lumbar se extiende desde la novena hasta la duodécima vertebra torácica, y en este nacen y terminan los nervios de los miembros inferiores.

Por debajo del engrosamiento lumbar, la médula espinal se adelgaza en una estructura cónica aguzada, el cono medular. A partir del cono medular,, se origina el filamento terminal(prolongación de la piamadre que se extiende en sentido caudal y fija la médula al coxis).

Hay 8 pares de nervios cervicales, 12 pares de nervios torácicos, 5 pares de nervios sacros y 1 par de nervios coxígeos. Dos haces de axones, llamados raíces, unen cada nervio espinal con un segmento medular por medio de haces de axones incluso más pequeños denominados raicillas. La raíz posterior contiene sólo axones sensitivos. Cada raíz posterior presenta un engrosamiento, el ganglio de la raíz posterior, que contiene los cuerpos de las neuronas sensitivas.

La raíz anterior contiene los axones de las neuronas motoras desde el SNC hacia los efectores.

Un corte transversal de la médula pone en evidencia regiones de sustancia blanca que rodean a un centro de sustancia gris en forma de H o mariposa. Presenta dos surcos se introducen en la sustancia blanca y la divide en dos sectores, uno derecho y otro izquierdo. La fisura media anterior es una hendidura ancha en la zona anterior(ventral). El surco medio posterior es una depresión superficial, que se encuentra en la zona posterior. La comisura gris está formada por la barra transversal de la H; en el centro de la comisura gris, se encuentra un pequeño espacio denominado conducto central, que está lleno de líquido cefalorraquídeo (en su extremo superior se continua con el cuarto ventrículo del bulbo raquídeo).

En la sustancia gris de la médula y del encéfalo, agrupamientos de cuerpos neuronales forman grupos funcionales( núcleos).Los núcleos sensitivos reciben información de los receptores correspondientes por medio de las neuronas sensitivas, y los núcleos motores envían información a los tejidos efectores a través de las neuronas motoras. La sustancia gris a cada lado de la médula se subdivide en astas; las astas grises posteriores son las que contienen cuerpos celulares, axones de interneuronas, y también axones de neuronas sensitivas aferentes. Las astas grises anteriores contienen los núcleos motores somáticos. Las astas grises laterales, que solo están presentes en los segmentos torácicos y lumbares superiores, contienen los núcleos motores autónomos, que regulan la actividad de los músculos liso y cardiaco y las glándulas.

Las astas dividen a la sustancia blanca en: columnas anteriores, columnas posteriores y columnas laterales.

Los nervios espinales son haces paralelos de axones y células neurogliales asociadas envueltas en varias capas de tejido conectivo. Un nervio espinal típico presenta dos conexiones con la médula: una raíz posterior y una raíz anterior, las raíces se unen para formar el nervio espinal (nervio mixto) en el foramen intervertebral. La raíz posterior contiene el ganglio en el cual se localizan los cuerpos de las neuronas sensitivas.

Cada nervio, ya sea espinal o craneal se halla rodeado por capas de tejido conectivo. Los axones individuales de cada nervio están recubiertos por endoneuro, la capa más interna. Los grupos de axones y sus endoneuros se unen en fascículos, los cuales se hallan recubiertos por perineuro. La envoltura mas externa de todo el nervio es el epineuro.

FIsiología de la médula espinal

Los impulsos nerviosos desde los receptores sensitivos se propagan por la médula hacia el encéfalo por dos caminos principales a cada lado: los tractos espinotalámicos (dolor, frio, calor, cosquilleo, picazón, presión profunda y sentido del tacto grueso); y la columna posterior(tacto discriminativo, presión leve, vibración y propiocepción consciente) conformada por dos tractos; el fascículo grácil y el fascículo cuneiforme.

Las eferencias motoras transcurre por dos vías, la directa y la indirecta. Las vías directas son los tractos corticoespinal lateral, costicoespinal anterior y costicobulbar, los cuales conducen información desde la corteza cerebral hacia los músculos esqueléticos.

Las vías indirectas incluyen los tractos rubroespinal, tectoespinal,, vestibuloespinal, reticuloespinal lateraly reticuloespinal medial, transmiten los impulsos nerviosos desde el tronco encefálico y otras regiones del cerbro que gobiernan los movimientos automáticos, se encargan del tono muscular, cumplen una importante función en el equilibrio.

Reflejos y arcos reflejos

Un reflejo es una secuencia de acciones rápidas, automáticas y no planificadas que aparecen en respuesta a un estímulo determinado. Algunos son innatos y otros son adquiridos.

Si la integración de la información se lleva a cabo en la sustancia gris de la médula espinal, el reflejo se denomina reflejo espinal, si la integración se produce en el tronco del encéfalo se denomina reflejo craneal.

Los impulsos nerviosos que se propagan hacia el SNC , dentro de éste y desde éste siguen determinadas vías según el tipo de información, el origen y el destino. El trayecto seguido por los impulsos nerviosos para producir esos reflejos se denominan arco reflejo, en el cual se encuentran los siguientes componentes: receptor sensitivo, neurona sensitiva, centro integrador, neurona motora y efector.

Los reflejos somáticos espinales más importante son: reflejo de estiramiento, el tendinoso, el flexor(de retirada) y el de extensión cruzada.

Reflejo tendinoso

 reflejo de estiramiento

Arco reflejo intersegmentario: es cuando los impulsos nerviosos de una neurona ascienden y descienden en la médula espinal, y activa interneuronas en distintos segmentos medulares.

Arco reflejo monosináptico: está formado por dos neuronas, una neurona sensitiva, interneuronas y una neurona motora.

Reflejo homolateral: el impulso sensitivo ingresa a la médula espinal del mismo lado que el impulso motor la abandona.

Arco reflejo contralateral: los impulsos sensitivos ingresan por un lado medular y los impulsos motores salen por el lado opuesto.

Médula espinal

GUÍA DE ESTUDIO

1-En la médula espinal se observan dos engrosamientos,
¿dónde se ubican estos engrosamientos?
¿por qué se dan estos engrosamientos?

2- explica¿qué conocemos como “cola de caballo”en la médula espinal?, ¿por qué se forma esta estructura?

3- ¿En qué se diferencian y asemejan los reflejos somáticos y los reflejos autónomos?

4-¿En qué segmentos se encuentran las astas grises laterales?

5-¿Qué es una inervación recíproca?

6-Observando las imágenes de los distintos  arcos reflejos define los siguientes términos:
 monosinático, homolateral, polisináptico, intersegmentario y  contralateral.

7- Mientras realizaba una disección en el laboratorio un compañero se pinchó accidentalmente el dedo con un alfiler. Coloque los siguientes pasos en el orden correcto de la respuesta que experimentó su cuerpo:
A) los impulsos pasan a través de las raíces ventrales de los nervios espinales.
B) la neurona sensitiva envía impulsos hacia la médula espinal.
C) los impulsos motores llegan a los músculos y causan la retirada del miembro afectado.
D) los centros integradores interpretan los impulsos sensoriales y luego generan un impulso motor.
E) el receptor sensorial es activado por el estímulo.
F) los impulsos se dirigen a través de la raíz  dorsal del nervio espinal.

7- Completa los espacios:

Como contienen tanto axones sensitivos como axones motores, se considera que los nervios espinales son nervios______________
Los cinco componentes de un arco reflejo, en orden, del comienzo al final son:

Anatomia e histología del cerebro

El cerebro consiste en una corteza cerebral externa, una región interna de sustancia blanca cerebral y núcleos de sustancia gris, en la profundidad de la sustancia blanca.

Corteza cerebral.
La corteza es una región de sustancia gris que forma el borde externo del cerebro, contiene miles de millones de neuronass dispuestas en capas. La región cortical  se encuentra plegada sobre si misma; los pliegues se denominan giros o circunvoluciones. Las grietas más profundas entre las circunvoluciones se denominan fisuras; las más superficiales se denominan surcos. La depresión más profunda, la fisura longitudinal, divide al cerebro en dos hemisferios. La hoz del cerebro se encuentra dentro de la fisura longitudinal, entre los hemisferios.
 Los hemisferios se conectan internamente mediante el cuerpo calloso(sustancia blanca).

Lóbulos del cerebro
Cada hemisferio cerebral se subdivide en varios lóbulos.
El surco central separa al lóbulo frontal del parietal.  El surco cerebral lateral separa al lóbulo frontal del temporal. El surco parietooccipital separa al lóbulo parietal del lóbulo occipital. Una quinta parte del cerebro, la ínsula, no puede observarse en la superficie del encéfalo, ya que se encuentra dentro del surco cerebral lateral, en la profundidad de los lóbulos parietal, frontal y temporal.


Sustancia blanca
Forma tres tipos de tractos:
.  Tractos de asociación; conducen impulsos entre las circunvoluciones del mismo hemisferio.
. Tractos comisurales; conducen impulsos  desde las circunvoluciones de un hemisferio a las circunvoluciones correspondientes del otro. Tres importantes grupos de tractos comisurales son: el cuerpo calloso, la comisura anterior y la comisura posterior.
. Tractos de proyección; conducen impulsos desde el cerebro a otras regiones del SNC.

Núcleos basales
En la profundidad de cada hemisferio,se encuentran tres núcleos (masas de sustancia gris) que en conjunto se denominan ganglios basales.Dos de los núcleos se encuentran uno al lado del otro, laterales con respecto al tálamo. El globo pálido es más próximo al tálamo, mientras que el putamen se encuentra más cerca de la cortea cerebral, Juntos, el globo pálido y el putamen forman el núcleo lenticular.
El tercer ganglio basal es el núcleo caudado. El núcleo lenticular y el caudado forman juntos el cuerpo estriado. 

Los núcleos basales reciben impulsos de la corteza cerebral y envían información a las regiones motoras de la corteza a través de los grupos medial y ventral de los núcleos del tálamo. Además, los ganglios basales poseen conexiones extensas entre sí. Una de sus principales funciones es la de regular el comienzo y el fin de los movimientos.
La actividad de las neuronas del putamen precede a los movimientos corporales, y la actividad de las neuronas del núcleo caudado anticipa los movimientos oculares. El globo pálido participa en la regulación  del tono muscular de determinados movimientos del cuerpo. Los ganglios basales también controlan la contracción subconsciente del músculo esquelético(ej. Balanceo de los brazos al caminar).
Los ganglios basales desempeñan roles importantes, además de su influencia en las funciones motoras. Ayudan a iniciar y a finalizar algunos procesos cognitivos como la atención y la memoria,además pueden actuar junto con el sistema límbico En la regulación de conductas emocionales.

Histología
 La corteza cerebral se divide en seis capas compuestas de neuronas. La capa más superficial se encuentra  sobre la piamadre,la sexta capa de la corteza, la más profunda, está limitada por la sustancia blanca del cerebro.
Las seis capas y sus componentes son los siguientes:
- La capa molecular: se integra en especial con terminaciones nerviosas que se originan en otras áreas del cerebro, células horizontales y neuroglía.
- La capa granulosa externa contiene sobre todo células granulosas (estelares) y células neurogliales.
- La capa piramidal externa incluye células neurogliales y células piramidales grandes, que crecen de modo progresivo desde el límite externo hasta el interno de esta capa.
- La capa granulosa interna es una capa delgada reconocible por células granulosas ppequeñas, células piramidales y neuroglia estrechamente agrupadas. Esta capa tiene la mayor densidad celular de la corteza cerebral,
- La capa piramidal interna contiene las células piramidales más grandes y neuroglia. Esta capa tiene la densidad celular más baja de la corteza cerebral.
- La capa multiforme consiste en células de varias formas (células de Martinotti) y neuroglia.

Célula animal y vegetal

Tanto la célula vegetal como la animal poseen membrana celular, pero la célula vegetal cuenta, además, con una pared celular de celulosa, que le da rigidez.

La célula vegetal contiene cloroplastos: organelos capaces de sintetizar azúcares a partir de dióxido de carbono, agua y luz solar (fotosínteis) lo cual los hace autótrofos (producen su propio alimento) , y la célula animal no los posee por lo tanto no puede realizar el proceso de fotosíntesis.

Pared celular: la célula vegetal presenta esta pared que está formada por celulosa rígida, en cambio la célula animal no la posee, sólo tiene la membrana citoplasmática que la separa del medio.

Una vacuola única llena de líquido que ocupa casi todo el interior de la célula vegetal, en cambio, la célula animal, tiene varias vacuolas y son más pequeñas.

Las células vegetales pueden reproducirse mediante un proceso que da por resultado células iguales a las progenitoras, este tipo de reproducción se llama reproducción asexual.

Las células animales pueden realizar un tipo de reproducción llamado reproducción sexual, en el cual, los descendientes presentan características de los progenitores pero no son idénticos a él.

Orgánulos de la Célula

Célula Animal

1 Membrana plasmática
2 Retículo endoplasmático granular
3 Retículo endoplasmático liso
4 Aparato de Golgi
5 Mitocondria
6 Núcleo
7 Ribosomas
8 Centrosoma (Centriolos)
9 Lisosomas
10 Microtúbulos (citoesqueleto)

Célula Vegetal

1 Membrana plasmática
2 Retículo endoplasmático granular
3 Retículo endoplasmático liso
4 Aparato de Golgi
5 Mitocondria
6 Núcleo
7 Ribosomas
8 Cloroplasto
9 Pared celulósica
10 Vacuola

Desarrollo embrionario. desde la fecundación hasta tercer semana de desarrollo

TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA

Para explicar la complejidad de los eucariotas Lynn Magulis propuso en 1968 la teoría endosimbiótica según esta hipótesis, hace unos 2500 millones de años la atmósfera ya contenía suficiente oxígeno como consecuencia de la fotosíntesis de las cianobacterias, ciertas procariotas habrían adquirido capacidad de usar el oxígeno para obtener energía y fueron fagocitados por las células de mayor tamaño, sin que existiera una digestión posterior. Así la pequeña célula aeróbica se transformó en la mitocondria y esta asociación pudo conquistar nuevos ambientes.

EVIDENCIAS QUE DEMUESTRAN ESTA HIPÓTESIS

 - Las mitocondrias tienen su propio ADN, en una sola molécula continua como la de las procariotas.

- Muchas de las enzimas de las membranas celulares de las mitocondrias se encuentran también en las membranas de las bacterias.

- Las mitocondrias sólo se forman por fisión binaria a partir de otras mitocondrias.

- Varias especies de cianobacterias viven dentro de otros organismos como plantas y hongos, lo que demuestra que esta asociación no es difícil de mantener.

ELEMENTOS QUÍMICOS DEL CUERPO HUMANO

Elementos químicos 

Cada elemento es una sustancia que no puede ser dividida en una sustancia más simple por medio de químicos comunes. En la actualidad, los científicos reconocen 117 elementos. De ellos, 92 existen naturalmente en la Tierra.

El resto fue producido a partir de elementos naturales utilizando aceleradores de partículas o reactores nucleares.

Por lo general, el cuerpo contiene veintiséis elementos químicos diferentes. Sólo cuatro elementos, denominados elementos mayores, representan alrededor del 96% de la masa del cuerpo: oxígeno, carbono, hidrógeno y nitrógeno. Otros ocho, los elementos menores, son responsables de aproximadamente el 3,6% de la masa del cuerpo: calcio(Ca), fósforo(P), potasio(K), azufre(S), sodio(Na+), cloro(Cl), magnesio(Mg) y hierro(Fe).

Otros 14 elementos, los oligoelementos, están presentes en cantidades ínfimas. En conjunto, representan el 0,4% restante de la masa corporal. Varios oligoelementos cumplen funciones importantes. Por ejemplo, se requiere yodo para elaborar hormonas tiroideas. Se desconocen lasfunciones de algunos oligoelementos.

ELEMENTOS MAYORES

Oxígeno (65%) Forma parte del agua y de numerosas moléculas orgánicas (que contiene C); usado para generar ATP, una molécula utilizada por las células para almacenar transitoriamente energía química,

Carbono(18,5%) Forma el esqueleto de cadenas y anillos de todas las moléculas orgánicas: hidratos de carbono, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

Hidrógeno(9,5%) Componente del agua y de la mayoría de las moléculas orgánicas; la forma ionizada(H+) torma más ácidos los líquidos corporales.

Nitrógeno(3,2%) Componentes de todas las proteínas y ácidos nucleicos.

ELEMENTOS MENORES

Calcio(1,5%) Contribuye a la dureza de los huesos y los dientes; la forma ionizada(Ca2+) es necesaria para la coagulación de la sangre, la liberación de algunas hormonas, la contracción muscular y muchos otros procesos.

Fósforo(1%) Componente de ácidos nucleicos y ATP; requerido para la estructura normal de los huesos y dientes.

Potasio(0,35%) La forma ionizada (K+) es el catión más abundante del líquido intracelular, necesario para generar potenciales de acción.

Azufre(0,25%) Componente de algunas vitaminas y muchas proteínas.

Sodio(0,2%) La forma ionizada (Na+) es el catión más abudante del líquido extracelular, necesario para generar potenciales de acción.

Cloro(0,2%) La forma ionizada (Cl¯) es el anión más abundante del líquido extracelular; esencial para mantener el equilibrio hídrico; necesario para generar potenciales de acción.

Magnesio(0,1%) La forma ionizada(Mg2+) es necesaria para la acción de numerosas enzimas, moléculas que aumentan la velocidad de las reacciones químicas del organismo.

Hierro(0,005%) Las formas ionizadas (Fe2+ y Fe3+) forman parte de la hemoglobina(proteína transportadora de oxígeno de los eritrocitos) y algunas enzimas.

OLIGOELEMENTOS (0,4) Aluminio(Al), boro(B), cromo(Cr), cobalto(Co), cobre(Cu), flúor(F), yodo(I), manganeso(Mn), molibdeno(Mo), selenio(Se), silicio(Si), estaño(Sn), vanadio(V) y cinc(Zn).

PROCESO DE EXTRACCIÓN DE ADN

UNIONES CELULARES. CARAS LATERALES

Especializaciones de la membrana lateral

Las especializaciones de la membrana lateral revelan la presencia de complejos de unión.Mediante microscopía se pueden observar zonas llamadas barras terminales, en las que las células se encuentran en contacto y, tal vez, unidas entre sí. Éstas barras terminales están compuestas de complejos de unión intrincados. Estos complejos que mantienen unidas a las células epiteliales continuas, pueden clasificarse en tres tipos:

• Uniones ocluyentes, que integran células para formar una barrera impermeable, que impide que el material siga una vía intercelular al pasar a través de la vaina epitelial.
• Uniones de fijación, que conservan la adherencia entre las células o entre ellas y la lámina basal.
• Uniones comunicantes, que permiten el movimiento de iones o moléculas de señalamiento entre las células, de tal manera que se acoplan células adyacentes en forma eléctrica y metabólica.

Los tres componentes del complejo de unión son la zona de oclusión, la zona adherente y los desmosomas(máculas adherentes).

Zonas de oclusión

Se localizan entre membranas plasmáticas adyacentes y son la unión situada en el plano más apical entre las células de los epitelios. Forman una unión parecida a un cinturón que circunda toda la célula. En microfotografías eslectrónicas vemos que se aproximan entre sí las membranas de células contiguas; se fusionan sus hojuelas externas, a continuación divergen y se fusionan varias veces dentro de una distancia de 0,1 a 0,3 µm. En los sitios de fusión, las claudinas y ocludinas, que son proteínas transmembranas de unión, se unen entre sí y forman un sello que ocluye el espacio intercelular.

Las uniones estrechas actúan en dos formas:

1. impiden el movimiento de proteínas de membrana del dominio apical al basolateral.
2. Fusionan membranas plasmáticas de células adyacentes para impedir que moléculas hidrosolubles pasen entre las células.
   

Zonas adherentes

Tienen una posición basal respecto de las zonas de oclusión y también circundan a las células. El espacio intercelular de 15 a 20 nm entre las hojuelas externas de las dos membranas celulares adyacentes lo ocupan las moléculas extracelulares de caderinas. Estas proteínas integrales dependientes de Ca2+ de la membrana celular son proteínas de unión transmembrana. La unión extracelular de las caderinas de una célula forma enlaces con los de la célula contigua e interviene en la formación de zonas adherentes. Luego, esta unión no sólo fija las membranas celulares entre sí, sino que también une el citoesqueleto de las dos células a través de las proteínas de unión transmembranales.

Desmosomas

Estas uniones semejantes a puntos de soldadura parecen distribuirse al azar a lo largo de las membranas laterales de las células de los epitelios simples y la totalidad de las membranas celulares de los espitelios escamosos estratificados, en especial en la epidermis.

Las placas de inserción de forma discal se ubican opuestas entre sí en las superficies plasmáticas de las células epiteliales adyacentes. Cada placa se compone de una serie de proteínas de inserción, de las cuales las mejor caracterizadas son las desmoplaquinas y pacoglobinas.

Los filamentos intermedios de citoqueratina se insertan en la placa, en donde trazan un giro en horquilla y a continuación regresan al citoplasma.

En la región de las placas de inserción opuestas, el espacio intercelular tiene 30 nm de ancho y contiene material filamentoso con una línea delgada, densa y vertical, situada en la parte media del espacio intercelular.

El material filamentoso extracelular esta formado por desmogloína y desmocolina, proteínas de unión dependientes de calcio. Las superficies citoplasmáticas de las proteínas de unión transmembranas se unen a las desmoplaquinas y pacoglobinas y conforman la placa.

Uniones comunicantes

Se hallas diseminadas en los tejidos epiteliales de todo el cuerpo y también en las células de los músculos cardíaco, liso y neuronas, pero no en las células de músculo esquelético. Difieren de las uniones ocluyentes y de fijación ya que median la comunicación intercelular y permiten el paso de diversas moléculas pequeñas entre células adyacentes. La hendidura intercelular en la unión comunicante es estrecha y constante y mide alrededor de 2 a 4 nm.

Las uniones comunicantes se integran con seis proteínas transmembranas formadoras de canales agrupadas de modo estrecho(conexinas) que se ensamblan para formar estructuras de canal llamadas conexones, poros acuosos a través de la membrana plasmática que sobresalen cerca de 1,5 nm en el espacio intercelular. Cuando un conexón en una membrana está en registro con su contraparte en la membrana plasmática adyacente, los dos conexones se fusionan y forman un canal hidrofílico de comunicación intercelular funcional. El canal hidrofílico permite el paso de iones, aminoácidos, vitaminas, cAMP, ciertas hormonas y moléculas pequeñas.

Las uniones comunicantes están reguladas de manera que pueden abrirse y cerrarse con rapidez. Además las uniones comunicantes tienen diferentes propiedades con diversas permeabilidades en distintas células.

Tienen muchas funciones diversas en el cuerpo, incluido el compartimiento celular de moléculas para coordinar la continuidad fisiológica en un tejido particular. Por ejemplo, cuando se necesita glucosa en la corriente sanguínea, el sistema nervioso estimula a las células hepáticas para iniciar la degradación del glucógeno. Como no todos los hepatocitos reciben un estímulo individual, la señal se dispersa a otros hepatocitos mediante uniones comunicantes, lo que conecta a todos los hepatocitos. Las uniones comunicantes también funcionan en el acoplamiento eléctrico de las células(por ejemplo en el músculo cardíaco), lo que coordina las actividades de estas células. Además, son importantes durante la embriogénesis para el acoplamiento eléctrico de las células del embrión en desarrollo y la distribución de moléculas informativas en todas las masas celulares migrantes, lo que las mantiene coordinadas en la vía de desarrollo apropiada.

REVISANDO LO APRENDIDO...

CUESTIONARIO - ELEMENTOS QUÍMICOS DE LA VIDA

1) ¿Cuáles son los 4 elementos químicos principales que se encuentran en el protoplasma de los seres vivos?

2) ¿Cuáles son los elementos químicos secundarios y qué porcentaje del protoplasma representan?

3) ¿Por qué los oligoelementos reciben ese nombre?

4) ¿Por qué el agua reviste gran importancia para los seres vivos?

5) ¿Cuáles son las principales sales que hallamos en los seres vivos?

6) ¿Cuáles son los 4 principales grupos de sustancias orgánicas que integran el protoplasma?

7) ¿Cómo se pueden subdividir los glúcidos y qué función biológica cumplen?

8) ¿Cuáles son los tres polisacáridos de mayor importancia biológica?

9) ¿Qué son los lípidos o grasas y qué funciones biológicas desempeñan?

10) ¿Qué son los ácidos aminados y cuáles son los esenciales en el protoplasma?, ¿por qué algunos son llamados aá esenciales?

11) ¿Cuál es la estructura de las proteínas?

12) ¿Qué funciones cumplen las proteínas?

13) ¿Por qué los ácidos nucleicos se consideran las moléculas biológicas más importantes?

14) ¿En qué sectores de la célula se hallan el ADN y en cuáles el ARN?

15) ¿Qué diferencias químicas presentan las moléculas de ADN si las comparamos con las de ARN?

16)¿Cómo están constituidos los "escalones" de la molécula de ADN?

17)¿Cuáles son los 3 tipos fundamentales de ARN?, ¿en qué proceso participan?

TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA

Teorías sobre el origen de la vida

Creacionismo

Se denomina creacionismo al conjunto de creencias inspiradas en doctrinas religiosas. Esta teoría sostiene que cada una de las distintas especies se originaron separadamente de las otras y no han experimentado modificación alguna en el transcurso de las generaciones sucesivas(fijismo).

Generación espontánea

Durante muchos años se creyó que los animales más pequeños podrían nacer de la materia no viva, por generación espontánea. El fundador de esta teoría fue Aristóteles, que, hacia mediados del siglo IV a.C.; se dedicó al estudio de las ciencias naturales.

Sostenía que algunas formas de vida, como los gusanos y los renacuajos, se originaban del barro calentado por el sol, mientras que las moscas nacían de la carne descompuesta de las carroñas de animales. Estas conviccioneserróneas sobrevivieron durante siglos hasta que, hacia mediados del siglo XVII, el biólogo italiano Francisco Redi(1626- 1697) demostró que las larvas de las moscas se originaban en la carne tan sólo si las moscas vivas habían puesto previamente sus huevos allí.

Realizó el siguiente experimento para demostrar su teoría:

• Colocó una muestra de carne en diferentes frascos que cerró herméticamente, y otros trozos de carne en frascos que dejó abiertos. Como resultado obtuvo que en los frascos que cerró no aparecieron larvas; sin embargo, en los frascos abiertos si aparecieron larvas.
  Estas pruebas fueron descartadas porque se pensó que faltaba aire.

• Más tarde realizó el experimento nuevamente pero esta vez con un frasco con una malla que dejara pasar el aire. Comprobó que las larvas aparecen en la malla.
• Con esto demostró que las larvas eran depositadas por las moscas.

Pasteur(1822-1895)

Puso dos muestras de materia orgánica en dos matraces de cuello de cisne.

Después los hirvió para asegurarse que no hubiera microorganismos. Los dejó reposar y tomó muestras del caldo de cultivo. Luego quebró el cuello de uno de los frascos y observó microorganismos en el caldo de cultivo de el mismo.

Logró comprobar que los microorganismos llegaban al caldo de cultivo desde el exterior.

Abiogénesis

Se refiere al estudio del origen de la vida a partir de materia inorgánica.

La teoría más extendida establece que la vida comenzó su existencia a partir de la materia inerte entre 4400 millones de años, cuando el vapor de agua pudo condensarse por primera vez; y 2700 millones de años atrás, cuando aparecieron los primeros indicios de vida.

La hipótesis acerca de un posible origen extraterrestre de la vida (panspermia), que habría sucedido durante los últimos 13.700 millones de años de evolución del universo tras el Big Bang.

Panspermia

El sueco August Arrehenius(1859-1927) postuló que la vida tuvo origen extraterrestre. Formas diminutas y sencillas de vida fueron transportadas a partes de altas de la atmósfera, y se desplazaron a la deriva en el espacio por el efecto de la presión de la radiación cósmica.

Teoría de la evolución química (coacervados)

Los avances y aportes de la astrofísica, la geología y la química, entre otras; permitió postular nuevas explicaciones al origen de la vida.

Oparin(1894-1980) postuló la siguiente teoría:

1. En un ambiente acuático se formaron elevadas concentraciones de compuestos orgánicos a través de la radiación ultravioleta y de las descargas eléctricas, o según las explicaciones más recientes, mediante las corrientes hidrotermales.
2. Eventualmente, las moléculas mayores formaron coacervados o protocélulas que adquirieron la capacidad de “transportar” los componentes orgánicos a través de una membrana sumamente organizada, y de llevar a cabo reacciones de síntesis.
3. Las protocélulas, como resultado de la continua exposición a la luz ultravioleta, desarrollaron otras estructuras, entre ellas, pigmentos capaces de absorber la luz.
   Esta teoría predice que, antes de la formación de protocélulas, bioquímicamente activas, debería haberse creado un protoambiente que contuviera una mezcla de altas concentraciones de aminoácidos y otras sustancias orgánicas.
   Por eso Stanley Miller(1930) ideó una experiencia para comprobar la teoría de Oparin sobre cierta cantidad de agua destilada, cubierta de gases de amoníaco, metano e hidrógeno, aplicó descargas eléctricas, y más tarde, analizó el contenido del agua detectando aminoácidos y moléculas orgánicas complejas.

Teoría prebiótica

Gracias a sus estudios de astronomía, Oparin sabia que en la atmósfera del sol, de Jupiter y de otros cuerpos celestes, existen gases como el metano, el hidrógeno y el amoníaco. Estos gases son sustratos que ofrecen carbono, hidrógeno y nitrógeno, los cuales, además del oxígeno presente en baja concentración en la atmósfera primitiva y más abundantemente en el agua, fueron los materiales de base para la evolución de la vida.

Se sabe que actualmente es expulsado cerca de un 10% de vapor de agua junto con el magma, y probablemente también ocurria de esta forma antiguamente. La persistencia de la actividad volcánica durante millones de años habría provocado la saturación en humedad de la atmósfera.

En ese caso el agua ya no se mantendría como vapor. La alta temperatura del planeta, los rayos ultravioleta y las descargas eléctricas(relámpagos) podrían haber provocado reacciones químicas entre los elementos, que darían origen a aminoácidos, los principales constituyentes de las proteínas; y otras moléculas orgánicas.

Las temperaturas de la Tierra primitiva bajaron hasta permitir la condensación del vapor de agua.

Oparin concluyó que los aminoácidos que eran depositados por las lluvias no regresaban a la atmósfera con el vapor de agua, sino que permanecieron sobre las rocas calientes; supuso también que las moléculas de aminoácidos, con el estímulo del calor, se podrían combinar mediante enlaces peptídicos. Así surgirían moléculas mayores de sustancias albuminoides. Serían entonces las primeras proteínas en existir.

La insistencia de las lluvias durante millones de años acabó llevando a la creación de los primeros oceános y hacia ellos fueron arrastradas, con las lluvias, las proteínas, y aminoácidos que permanecian sobre las rocas. Durante un tiempo incalculable, las proteínas se acumularían en oceános primordiales de aguas templadas. Las moléculas se multiplicaban cuantitativa y cualitativamente. Disueltas en agua, las proteínas formaron coloides. La interacción de los coloides llevó a la aparición de los coacervados.

Un coacervado es un agregado de moléculas que se mantienen unidas por fuerzas electrostáticas. Esas moléculas son sintetizadas abióticamente. Muchas moléculas quedaron unidas a los coacervados.

Cuando ya habían moléculas de nucleoproteínas, cuya actividad en la manifestación de caracteres hereditarios es bastante conocida, los coacervados pasaron a envolverlas.

Aparecían microscópicas gotas de coacervados envolviendo nucleoproteínas. En aquel momento faltaba sólo que las moléculas de proteínas y de lípidos se organizaran en la periferia de cada gotícula, formando una membrana lipoproteíca. Estaban formadas entonces las formas de vida más rudimentarias.

Miller y Urey diseñaron un experimento con el que demuestran la viabilidad de esta teoría.

Para pensar: ¿Qué teoría refuta el siguiente experimento?, ¿A qué conclusión llegó Spallanzani?