Índice 1. La célula……………………………………………………………2 2. Tejido Epitelial……………………………………………………20 3. Tejido Conjuntivo…………………………………………………29 4. Tejido Adiposo……………………………………………………36 5. Tejido Óseo………………………………………………………39 6. Tejido Cartilaginoso………………………………………………47 7. Tejido Muscular…………………………………………………..51 8. Tejido Sanguíneo…………………………………………………59 9. Aparato digestivo II: esófago, estómago e intestino……………..68 10. 10.Aparato digestivo III: hígado, vesícula biliar y páncreas…………77 11. 11.Aparato Respiratorio………………………………………………86 12. 12.Sistema Linfático…………………………………………………94 13. 13.Sistema Endocrino………………………………………………103 14. 14.Aparato Genital Masculino………………………………………113 15. 15.Aparato Genital Femenino………………………………………122 16. 16.Aparato Urinario…………………………………………………136 17. 17.Sistema Nervioso…………………………………………………150
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1 La Célula
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La célula Generalidades de la célula Es la unidad estructura y funcional básica de todos los organismos multicelulares. Las células de diferentes tipos utilizan mecanismos semejantes para sintetizar proteínas, transformar energía e incorporar sustancias esenciales a la célula. Las funciones específicas de las células se identifican con componentes estructurales de ellas, algunas desarrollan funciones con un grado de especialización que se identifican por la función. La actividad o función especializada de una célula es un reflejo no solo de la presencia de una cantidad mayor del componente estructural específico que efectúa la actividad, sino también de la forma de la célula, su organización con respecto a otras similares y sus productos. Citoplasma Las células pueden dividirse en dos compartimentos principales: núcleo y citoplasma. Estas tienen funciones distintas pero actúan en conjunto para mantener la viabilidad de la célula. El citoplasma contiene organelas e inclusiones en su matriz citoplasmática. Las organelas hacen las funciones metabólicas de la célula, sintetizan, generan energía, consumen energía. Las inclusiones son materiales en el citoplasma que pueden estar o no rodeados por una membrana. Pueden ser gránulos de secreción, pigmentos, grasas neutras, glucogeno y productos de desecho almacenado. La sustancia fundamental del citoplasma se denomina citosol o matriz citoplasmática, esta constituida por moléculas de diferentes tamaños y tiene una estructura organizada. Las membranas intracelulares adoptan formas vesiculares, tubulares y muchas otras y esto hace que aumente mucho la superficie sobre la cual ocurren las reacciones bioquímicas y los procesos fisiológicos. Organelas Las organelas se clasifican en membranosas y no membranosas. Las membranosas con membrana plasmática que separa el medio interno de la organela del citoplasma y las no membranosas carecen de membrana plasmática. Organelas membranosas -Membrana plasmática: bicapa lipidica que forma el límite de la célula y el de muchas organelas. -Retículo endoplasmatico rugoso (rER): una región del retículo plasmático asociada con ribosomas, se produce la sistensis proteica y la modificación de las proteínas neosintetizadas -Retículo endoplasmatico liso: una región del retículo endoplasmatico que interviene en la síntesis de lípidos y esteroides. -Aparato de golgi: compuesta de cisternas aplanadas, se ocupa de modificar, clasificar y empaquetar proteínas y lípidos para su transporte intracelular y extracelular. -Endosomas: participan en la endocitosis, clasifica las proteínas que le son enviadas mediante las vesículas endociticas y las redirige a diferentes compartimentos que serán su destino final.
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-Lisosomas: contienen las enzimas digestivas. -Vesículas de trasporte: incluyen las vesículas pinosciticas, endociticas y las con cubierta y estas intervienen en la endocitosis y la exocitosis. -Mitocondrias: provén la mayor parte de energía de la célula al producir adenosintrifosfato (ATP). -Perixosomas: Participan en la producción y degradación de H2O2 y en la degradación de ácidos grasos. Organelas no membranosas -Microtubulos: Forman el citoesqueleto, tienen una estabilidad dinámica porque se alargan por adición de tubulina y se acortan por la extracción de tubulina. -Filamentos: también forman parte del citoesqueleto, estos se clasifican en microfilamentos o filamentos de actina y son cadenas de flexibles de actina globular y los filamentos intermedios que son muy resistentes. -Centríolos: estructuras cilíndricas que se ubican en el centrosoma. -Ribosomas: estructuras compuestas de RNA ribosómico, son indispensables para la síntesis proteica.
Organelas Membranosas Membrana plasmática Participa en procesos bioquímicos y fisiológicos para el funcionamiento y la supervivencia de la célula. Esta compuesta por lípidos anfipaticos y dos tipos de proteínas, fosfolipidos, colesterol y proteínas. Los lípidos forman la membrana de carácter anfipatico ya que la capa interna la hacen hidrófoba es decir sin afinidad al agua y la capa externa hidrófila con afinidad al agua. Las proteínas constituyen cerca de la mitad de la membrana. Hay dos tipos de proteínas que encontramos en la membrana. -Proteínas Integrales: son las que se encuentran dentro de la bicapa lipidica o la atraviesan por completo, estas proteínas se desplazan dentro de la membrana flotando. -Proteínas Periféricas: no están dentro de la bicapa sino que se asocian con fuertes interacciones iónicas con proteínas integrales en la superficie extracelular e intracelular. En la superficie extracelular se pueden unir carbohidratos a las proteínas y se forman las glucoproteinas o a los lípidos y se forman glucolipidos y estas moléculas asociadas forman en la superficie de la célula la cubierta celular o glucocaliz. Las proteínas integrales desempeñan funciones importantes en el metabolismo, la regulación y la integración de células. Hay seis categorías de proteínas según su función, pero una proteína puede tener al mismo tiempo varias de las funciones. -Bombas: transportan activamente ciertos iones de Na, también precursores metabólicos de macromoléculas como aminoácidos y monosacáridos. -Canales: permiten el paso de iones y moléculas pequeñas por difusión pasiva en las dos direcciones. -Proteínas Receptoras: permite el reconocimiento y la fijación localizada de ligandos. -Proteínas ligadoras: fijan el citoesqueleto intracelular a la matriz extracelular (integrinas).
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-Enzimas: la ATP bombea iones. -Proteínas estructurales: forma uniones con células vecinas. Las proteínas integrales se mueven dentro de la bicapa lipida de la membrana, pero en algunas puede esta restringido su movimiento por: -Algunas proteínas están asociadas con los filamentos del citoesqueleto. -Algunas proteínas periféricas están asociadas con proteínas integrales. Transporte de membrana y transporte vesicular. Las sustancias que entran a la célula o salen deben de atravesar la membrana plasmática. Algunas lo hacen por difusión simple a favor de su gradiente de concentración, las demás necesitan de la participación de proteínas de transporte de membrana para poder atravesar la membrana. Hay dos clases de proteínas: -Proteínas transportadoras: transfieren moléculas hidrosolubles muy pequeñas, una de estas proteínas es la bomba. -Proteínas de Canal: moléculas hidrosolubles muy pequeñas, forma un canal hidrófilo y son selectivas para lo iones, este transporte puede ser regulado canales iónicos activados por voltaje, por ligandos y por fuerza mecánica El principal mecanismo por el cual entran, salen y se mueven moléculas grandes se denomina brotación vesicular. -Endocitosis: transporte vesicular en el cual las sustancias entran a la célula. -Exocitosis: transporte vesicular en el cual las sustancias salen de la célula. Endocitosis La captación de líquidos y macromoléculas durante la endocitosis depende de tres mecanismos diferentes: Pinocitosis, Endocitosis mediada por receptores y fagocitosis. Algunos mecanismos de endocitosis necesitan de proteínas especiales durante la formación de vesículas, la más conocida es la clatrina, por lo tanto la endocitosis también puede clasificarse en clatrina dependendiente y clatrina independiente. -Pinocitosis: incorporación de liquido y pequeñas moléculas proteicas por invaginación, todas las células del organismo realizan pinocitosis. Es clatrina independiente. -Endocitosis mediada por receptores: receptores de carga se acumulan en ciertas regiones de la membrana que al final se convierten en fositas cubiertas. Los receptores reconocen y fijan moléculas específicas que entran en contacto con la membrana. Luego las moléculas de clatrina se agrupan para formar una jaula, que ayuda a que se haga la invaginación. La clatrina interactúa con el receptor de carga a través de otra proteína la adaptina. Luego una mecanoenzima llamada dinamina media la liberación de la vesícula cubierta. Clatrina dependiente. -Fagocitosis: incorporación de partículas grandes como bacterias, detritos celulares. Se forman vesículas grandes llamadas fagosomas. Este proceso es mediado por receptores F que reconoce los dominios no fijadores de antigeno y al final llega a un fagolisosoma, aquí participan anticuerpos, y con el material no biológico no se utilizan los receptores F no los anticuerpos. Como los fagosomas son muy grandes al final se necesita la
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reorganización del citoesqueleto. Este proceso es clatrina independiente, y actina dependiente. Exocitosis Gran variedad de moléculas producidas por la célula para exportación es enviada desde el sitio de su formación hacia el aparato de Golgi. Después se deben de clasificar y empaquetar en vesículas de transporte. Estas moléculas con frecuencia sufren modificaciones como glucolisacion y sulfatación. Hay dos mecanismos de endocitosis. -Mecanismo constitutivo: las sustancias se envian en forma continua hacia la membrana plasmática en vesículas de transporte. -Mecanismo de secreción regulada: se almacenan las proteínas temporalmente en las vesículas de transporte, tiene que producirse un fenómeno regulador. El estimulo o señal causa la entrada temporal de Ca en el citoplasma lo cual estimula a las vesículas para que liberen su contenido. Endosomas Los endosomas están relacionados con todos los mecanismos endociticos, los endosomas tempranos estan ubicados cerca de la membrana celular, y los endosomas tardías se encuentran mas profundas y es común que estas se conviertan en lisosomas. Los endosomas pueden considerarse organelas estables o estructuras temporales como consecuencia de la endocitosis y hay dos modelos que explican el origen y la formación de estas: -El modelo de comportamiento estable: los endosomas tempranos y tardías son organelas estables que estan en comunicación por transporte vesicular con el medio externo y el aparato de Golgi. -El modelo madurativo: las endosomas se forman a partir de vesículas endociticas. Los endosomas destinados a convertirse lisosomas reciben enzimas lisosomicas neosintetizadas que se orientan a través del receptor manosa-6-fosfato. El rER permite la entrega de las enzimas lisosomicas. Los endosomas tempranos tienen una estructura tubovesicular y los tardíos tienen una estructura mas compleja y con frecuencia tiene membranas internas. Las vesículas que transportan material del endosoma temprano al tardío se llaman cuerpos multivesiculares. Dentro de los endosomas tempranos se clasifican las proteínas que se van a reciclar y las que su destino son los endosomas tardíos. Por lo general la que se dirigen a los endosomas tardíos al final serán degradas en los lisosomas por eso se considera a los endosomas tardíos como prelisosomas. La función principal de los endosomas temprano es clasificar las proteínas por medio del pH. Este mecanismo consiste en la disociación de los ligandos de su proteína receptora. Hay cuatro tipos de clasificar: -El receptor se recicla y el ligando se degrada: el receptor se manda a la membrana a través de vesículas y los ligandos son llevados a los endosomas tardíos y de ahí a los lisosomas, se utiliza en lipoproteínas. -El receptor y el ligando se reciclan: se utiliza en moléculas de histocompatibilidad. -Tanto el receptor como el ligando se degradan: en los endosomas tempranos se clasifican y ambos son llevados en vesículas diferentes a los endosomas tardíos y de ahí a los lisosomas, se utiliza en el factor de crecimiento epidérmico.
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-El receptor y el ligando son transportados a través de la célula (transitocis): se utilaza en la secreción de inmunoglobulina. Lisosomas Organelas digestivas ricas en enzimas hidroliticas como proteasas y lipasas, participa en la degradación de macromoléculas derivadas de la endocitosis y en la autofagia que es la eliminación de componentes citoplasmáticos. Los lisosomas posen una membrana que es resistente a sus procesos hidroliticos que esta formada por proteínas, glucoproteinas y proteínas integrales, que son más del 50% del total de las proteínas de la membrana lisosomica. Las proteínas destinadas a los lisosomas primero pasan por el rER luego por el aparato de Golgi finalmente alcanzan su destino mediante uno de dos mecanismo: -El mecanismo de secreción constitutiva: la limp abandona el aparato de Golgi y se mandan fuera de la célula, después se incorporan mediante endocitosis, llegan a los ensosomas temprano y tardíos y después a los lisosomas. -El mecanismo de secreción de vesículas cubiertas derivadas del aparato de Golgi: las limp abandonan el aparto de Golgi a través de vesículas cubiertas llegan a los endosomas tempranos y tardíos y de ahí a los lisosomas, están necesitan de el mecanismo de manosa-6-fosfato. Tres mecanismos diferentes entregan material para la digestión intracelular en los lisosomas. -Las partículas extracelulares grandes: se introducen por la fagocitosis en fagosomas, después estos se fusionan con los lisosomas y forman un fagolisosoma. -Las partículas extracelulares pequeñas: se introducen por pinocitosis y endocitosis mediada por receptores, atraviesan por los endosomas y depuse llegan a los lisosomas. -Las partículas intracelulares: organelas, proteínas citoplasmáticas, son aisladas del citoplasma por membranas del retículo endoplasmatico y llevadas a los lisosomas, esto se llama autofagia. La autofagia se divide en tres mecanismos: -La macroautofagia: una parte del citoplasma o una organela se rodea por el sER y forma la autofagosoma, y cuando se fusiona con un lisosoma se le llama autofagolisosoma. -La microautofagia: las proteínas se introducen a los lisosomas mediante invaginación -Transporte directo mediado por chaperonas: las proteínas son orientadas por proteínas chaperonas hacia el lisosoma.
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Retículo endoplasmatico rugoso La síntesis de proteínas se lleva acabo el retículo endoplasmatico rugoso y los ribosomas. Los ribosomas se encuentran adheridos a la membrana de rER, cuando los ribosomas se unen es espiral se les llamas polirribosomas. El rER esta bien desarrollado en las células secretoras y en las células con gran cantidad de membrana plasmática. La síntesis proteica comprende los procesos de trascripción y traducción. Los polirriboisomas de rER sintetizan proteínas para la exportación desde la célula y proteínas integrales de la membrana plasmática. Los ribosomas del rER sintetizan proteínas que se convertirán en componentes permanentes del lisosoma, aparato de golgi, el rER o la envoltura nuclear. Las proteínas de secreción y las proteínas integrales tienen adheridos peptidos de señal. Cuando el ribosoma se una a la membrana de rER, el péptido de señal, indica al péptido recién formado que atraviese la membrana del rER. Para las proteínas de secreción el polipéptido continua introduciéndose en la luz para ser sintetizado, para las proteínas integrales, le indican al polipéptido que atraviese la membrana varias veces para crear los dominios que tendrá en su ubicación definitiva en la membrana. Las proteínas sintetizadas pasan al aparato de golgi por medio de vesículas cubiertas por coatomeros I y II. El transporte anterogrado es desde el rER hacia la cis-Golgi aquí se utiliza el cop II, y en el retrogado que es del cis-Golgi hacia el rER se utiliza la cop I. El transporte retrogrado sucede cuando se envian proteínas por error al cis-Golgi. Los ribosomas libres sintetizan proteínas que permaneceran en la célula como elementos citoplasmaticos estructurales o funcional. Retículo endoplasmatico liso Compuesto por tubulos anastomosados y no se asocia con ribosomas, puede estar separado del rER o ser una extensión de este. Participa en: -El metabolismo de los lípidos y esteroides. -Interviene en la desintoxicación y en la conjugación de sustancias. -Metabolismo de glucogeno -Formación y reciclaje de membranas.
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Aparato de Golgi Esta bien desarrollado en las células secretoras. Se divide en cis-Golgi que es el más cercano al rER y en trans-Golgi que es el más alejado al rER, y las cisternas ubicadas entre estas se llaman golgi intermedio. El aparato de Golgi actúa en la modificación postraduccional, la clasificación y el empaquetamiento de las proteínas. Las vesículas con las proteínas y lípidos brincan de cisterna a cisterna donde sufren modificaciones, las que van hacia los endosomas tardíos y lisosomas adquieren m-6-p. Cuatro mecanismos principales de secreción proteica desde el aparato de golgi dispersan las proteínas hacia los diversos destinos. -Membrana plasmática basolateral. (Vesículas de cubierta) -Membrana plasmática apical. (Vesículas de cubierta) -Endosomas o lisosomas. (Marcador m-6-p) -Citoplasma apical. (Se liberan por exocitosis) Mitocondrias Las mitocondrias generan ATP y por eso son más abundantes en las células que utilizan grandes cantidades de energía. Las mitocondrias se ubican en los sitios de la célula que necesiten más energía. Se cree que la mitocondrias evoluciono desde una bacteria ya que posee su propio genoma y aumenta su cantidad por división y sintetiza proteínas. Las mitocondrias estan en todas la células con excepción de los glóbulos rojos y lo queratinocitos. La mitocondrias tiene dos membranas que la rodean, una que esta en contacto con el citoplasma que es la externa, y otra que rodea el espacio llamando matriz, y el espacio que hay entre estas dos membranas se llama espacio intermembranoso. Los componentes de la mitocondrias tienen características específicas: -Membrana mitocondrial externa: contiene canales aniónicos dependientes de voltaje también llamados porinas mitocondriales y son permeables a moléculas sin carga, así moléculas pequeñas pueden introducirse al espacio intermembranoso pero no pueden atravesar la capa interna. También contiene receptores para proteínas y polipéptidos. -Membrana mitocondrial interna: es más delgada, las crestas aumentan su superficie, tiene una gran cantidad de cardiolipina que la hace impermeable a iones. La membrana que forma las crestas contiene proteínas con tres funciones principales:1) producir las reacciones de oxidación de la cadena respiratoria de transporte de electrones, 2) sintetizar ATP, 3) regular el transporte de metabolitos hacia adentro y fuera e la matriz. -Espacio intermembranoso: contiene enzimas que utilizan el ATP, entre ellas esta el citocromo, que es importante para el inicio de la apoptosis. -Matriz: contiene las enzimas solubles del ciclo de Krebs y las que participan en la oxidación. Contiene gránulos matriarciales que almacenan Ca. También pueden acumular iones cationes en contra de su gradiente de concentración.
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Las mitocondrias generan ATP por medio del ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa. Las mitocondrias sufren cambios morfológicos en relación con su estado funcional. Tiene dos configuraciones bien definidas: 1) Configuración ortodoxa: crestas prominentes y gran cantidad de matriz, tienen bajo nivel de fosforilación oxidativa. 2) Configuración condensada: gran espacio intermembranoso, matriz reducida y las crestas no se ven con facilidad, tiene un alto nivel de fosforilación oxidativa. La mitocondrias decide si la célula vive o muere. Esta percibe el estrés celular, y decide si vive o muere mediante el inicio de apoptosis, muerte celular programada, donde libera citocromo al citoplasma. Peroxisomas Los peroxisomas contienen enzimas oxidativas como la catalasa, estas enzimas generan peroxido de hidrogeno H2O2 como producto de la reacción oxidativa, esta sustancia es toxica y la cátalasa se encarga de degradarla. En las células hepáticas estas organelas realizan procesos diversos de desintoxicación. La oxidación de ácidos grasos es otra función importante de lo peroxisomas. Las proteínas que su destino es el peroxisoma deben de tener una señal de orientación proxisomica. La cantidad de peroxisomas depende de la dieta, fármacos y estimulación hermanal. Algunos trastornos metabólicos son causados por la incapacidad de importar proteínas peroxisomicas por una señal de orientación defectuosa.
Organelas no membranosas Microtubulos Son tubulos huecos proteicos que se pueden armar y desarmar. Crecen desde el centro organizador de microtubulos que esta cerca del núcleo. Hacen un sistema de conexiones dentro de la célula que sirven para guiar a las vesículas. Estan compuestas por partes iguales de a-tubuila y b-tubulina, los cuales conforman dimeros de tubulina. Los microtubulos crecen a partir de anillos de y-tubulina dentro del centro organizador de Microtubulos. Los dimeros de tubulina se añaden al anillo de y-tubulina. La polimerización de los dimeros de tubulina requiere la presencia de guanosina trifosfato (GTP) y Mg. Cada molécula de tubulina fija GTP antes de ser incorporada al microtubulo, después de que se polimeriza el GTP se hidroliza y se convierte en GDP. Como consecuencia de esto el microtubulo contiene un extremo (-) que no crece y uno (+) que si crece. Las proteínas asociadas con los microtubulos son las responsables de que los microtubulos de los cilios y los flagelos no se despolimericen. La longitud de los microtubulos cambia conforme se añaden o extraen dimeros de tubulina en el fenómeno denominado inestabilidad dinámica. Los microtubulos participan en el transporte intracelular y en el movimiento de células: -Transporte vesicular intracelular: vesículas de secreción, endosomas y lisosomas.
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-Movimiento de cilios y flagelos. -Fijación de los cromosomas al huso mitótico y su movimiento durante la mitosis y la meiosis. -Alargamiento y movimiento de las células. -Mantenimiento de la forma celular, en particular de su asimetría. El movimiento de las organelas intracelulares es mediante proteínas motoras que se unen a las organelas y las arrastran a lo largo de lo microtubulos, hay dos tipos de proteínas motoras con movimiento unidireccional: 1) Dineinas: se mueven hacia el extremo (-), mueven organelas de la periferia hacia el centro, también estan incluidas las dineinas axonemicas que se encuentran en los cilios y flagelos y permiten el movimiento de estos. 2) Cinesinas: se mueven hacia el extremo (+), mueven organelas desde el centro hacia la periferia. Microfilamentos (filamentos de actina) Las moléculas de actina se arman por polimerización en una estructura lineal helicoidal para formar filamento. Estos son cortos delgados y flexibles. Tienen su extremo plus o barbado de crecimiento rápido y su extremo minus o puntiagudo de crecimiento lento. Para la polimerización de la actina se necesita ATP que luego se hidroliza y se convierte en ADP, después de que cada molécula de actina globular se incorpore al filamento. La formación del filamento depende de las proteínas fijadores de actina, que pueden evitar o potenciar la formación. También pueden modificar a los filamentos para impartirles diversas características: -Proteínas formadoras de fascículos de actina: se forman enlaces cruzados para que se formen los fascículos, esto provee sostén y rigidez a las microvellosidades -Proteínas cortadoras de filamentos de actina: se utiliza la proteína gelsolina -Proteínas formadoras de casquetes en la actina: bloquean la adición de más moléculas de actina al filamento al unirse al extremos minus tropomodulina. -Proteínas formadoras de enlaces cruzados en la actina: se encuentran en el citoesqueleto, se usa varias proteínas. -Proteínas motoras de la actina: formar filamentos gruesos para las células musculares. (Miosina) Los filamentos de actina participan en diversas funciones celulares: 1) 2) 3) 4)
Anclaje y movimiento de proteínas de membrana. Formación del núcleo estructural de las microvellosidades. Locomoción celular. Emisión de prolongaciones celulares.
Los filamentos de actina también son indispensables para el flujo del citoplasma.
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Filamentos Intermedios Tienen una función de sostén o estructural general. Estan formados por subunidades proteicas, no poseen actividad enzimatica y son no polares. Las proteínas de los filamentos intermedios se caracterizan por tener un dominio bastoniforme o en varilla. Los filamentos intermedios se arman a partir de un par de monómeros que se enroscan entre si para formar dimeros superenrollados. Luego dos de estos dimeros se enroscan entres si y forman un tetrámero escalonado. Los filamentos intermedios son un grupo heterogéneo de elementos del citoesqueleto que se encuentran en diversos tipos celulares. Los filamentos intermedios estan agrupados según su composición proteica y si distribución celular: 1) Queratinas (citoqueratinas): se encuentra en las células epiteliales, las queratinas duras estan en los nexos cutáneos: como el pelo y las uñas. Se pueden conectar con filamentos de queratina de células vecinas. 2) Filamentos de vimentina y símil vimentina: en células del mesodermo. Presentes en los astrositos. 3) Neurofilamentos: formadas por tres proteínas, estan en las neuronas. 4) Laminas: estan en el nucleoplasma, formados por la lamina A y B. Las proteínas asociadas a los filamentos intermedios son indispensables para la integridad de uniones célula-célula, célula-matriz extracelular: -plectinas -desmoplaquinas -placoglobinas Centríolos Los centríolos son cilindros citoplasmaticos cortos en pares formados por nueve tripletes de microtubulos se encuentran en posición otorgonal en ángulo recto. Se encuentran cerca del núcleo. La región de la célula que contiene los centríolos se llama centro organizador de microtubulos (MTOC) o centrosoma. Esta región es donde se forman la mayoría de los microtubulos. El desarrollo del centro organizador depende de la presencia de centríolos. El MTOC contiene una matriz de más de 200 proteínas entre las que se encuentran la y-tubulinas. Las funciones de los centríolos: A) Formación de cuerpos basales: se forman por la replicación de los centríolos que da origen a procentríolos. Cada procentríolo migra al sitio adecuado de la superficie de la célula en donde se convierte en un cuerpo basal, este actúa como un centro organizador para el cilio, los microtubulos crecen desde el cuerpo basal y empujan la membrana para que así se forme el cilio. B) Formación de huso mitótico: durante la mitosis los centríolos son necesarios para la formación del MTOC y de los microtubulos astrales, estos se forman
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alrededor de cada centríolo individual. Son decisivos para establecer el eje del huso mitótico. Ante la división celular junto a cada centríolo se forma en ángulo recto un nuevo centríolo. Inclusiones Las inclusiones son componentes no vivos de la célula algunas de ellas como las vesículas de secreción y los gránulos de pigmento estan rodeadas por membrana plasmática. - Las vesículas de secreción y los lípidos neutros: constituyen la mayor parte del volumen citoplasmático. - Glucogeno. - Inclusiones lipidicas. - Inclusiones cristalinas. Matriz citoplasmática Es un gel acuoso concentrado compuesto por moléculas de diferentes formas y tamaños, tiene una red tridimensional compuesta por delgadas hebras microtrabeculares y vinculadores cruzados que provee un sustrato estructural. Núcleo El núcleo es un compartimiento limitado por membrana que contiene el genoma humano. El núcleo que no esta dividiéndose, también llamada célula en interfase tienen los siguientes componentes: -Cromatina: material nuclear organizado en eucromatina y heterocromatina, contiene DNA. -Nucleolo: contiene RNA y proteínas. -Envoltura nuclear: membrana que rodea al núcleo, esta formada por la externa y la interna y el espacio entre estas es la cisterna perinuclear y esta perforada por poros nucleares. -Nucleoplasma: el materia que no es cromatina ni nucleolo. Cromatina Es un complejo de DNA y proteínas. Entre las proteínas de la cromatina hay cinco básicas llamadas histonas y no histonas. La heterocromatina se distribuye en tres ubicaciones: 1) La cromatina marginal: en el perímetro del núcleo. 2) Los cariosomas: cuerpos definidos e irregulares que se encuentran en el nucleolo. 3) La cromatina asociada con el nucleolo: en relación con el nucleolo. La eucromatica indica cromatina activa, ya que esta extendida puede leerse la infamación genética y es prominente en las células metabolitamente activas. La heterocromatina es abundante en las células metabolitamente inactivas.
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Los nucleosomas se encuentran en la eucromatina y la heterocromatina, y en los cromosomas. Un nucleosoma es una partícula compuesta por ocho moléculas de histonas, la molécula de DNA le da dos vueltas al nucleosoma y se extiende entre cada histona como filamentos que une a los nucleosomas continuos. A esta subestructura con frecuencia se le describe como cuentas de un collar. Una larga cadena de nucleosomas se enrolla y forma una fibrilla cromatinica. Seis nucleosomas completan una vuelta de la fibrilla cromatinica. En la células en división, la cromatina esta condensada y organizada en cuerpos bien definidos llamados cromosomas. Los cromosomas se forman durante la mitosis por condensación de eucromatina y la heterocromatina. Cada cromosoma se compone de cromatides que estan unidas en un punto llamado centrómero. La naturaleza doble del cromosoma se produce en la fase sintética previa del ciclo celular. La región ubicada en cada extremo del cromosoma se llama telomero. Los telomeros se acortan con cada división celular. La células humanas con excepción del ovulo y el espermatozoide contienen 46 cromosomas organizados en 23 pares de homólogos, 22 pares poseen cromosomas idénticos y se les llama autosomas. El numero 23 esta formado por los cromosomas sexuales. Los 46 cromosomas de las células se les llaman cantidad diploide (2n). Los cromosomas diploides poseen la cantidad 2n de DNA justo después de la división celular, pero después de la fase S poseen 4n. Como consecuencia de la meiosis, los óvulos y los espermatozoides contienen solo 23 cromosomas, la cantidad haploide, lo mismo que la cantidad haploide de DNA. Estan se restablecen después de la fecundación por la fusión del núcleo del espermatozoide con el núcleo del ovulo. Los cariotipos se utilizan para detectar anomalías crónicas, los cromosomas se clasifican por su tamaño y forma. El corpúsculo de Barr puede utilizarse para identificar el sexo de un feto, ya que algunos cromosomas estan reprimidos en el núcleo en interfase y existen solo en la forma heterocromatica muy condensada. El cromosoma X de la mujer es uno de estos ejemplos. Nucleolo El nucleolo es el sitio donde se sintetiza el rRNA y se produce el armado inicial de los ribosomas, es una estructura intranuclear formada por material fibrilar y material granular. El nucleolo consiste principalmente en bucles de DNA de cromosomas diferentes con genes para rRNA agrupados, grandes cantidades de rRNA y proteínas. La red formada pro los materiales granular y fibrilar se denomina nucleolonema. El DNA con los genes para las subunidades ribosómicas se ubica en los intersitios de esta red. Los genes de rRNA son transcritos por la RNA polimerasa I y las subunidades ribosómicas se arman utilizando proteínas importadas desde el citoplasma. Las subunidades ribosómicas parcialmente ensambladas abandonan el núcleo a través de los poros nucleares para completar su armado final en el citoplasma.
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Envoltura Nuclear La envoltura nuclear, formadas por dos membranas con un espacio cisternal perinuclear entre estas, separa el nucleoplasma del citoplasma. Las dos membranas de la envoltura estan perforadas a intervalos por los poros nucleares que median el transporte activo de proteínas, ribonucleoproteínas y RNA entre el núcleo y el citoplasma. La membrana nuclear externa se parece mucho a la membrana del retículo endoplasmatico y en efecto es continua con la membrana de rER. Con frecuencia hay polirribosomas adheridos. La membrana nuclear interna esta sostenida por una rígida malla de filamentos proteicos unida a su superficie interna llamada lamina nuclear. La lámina nuclear tiene una función de sostén o nucleoesquelética. Los principales componentes de la lámina son las láminas nucleares y las proteínas asociadas con la lámina nuclear. La lámina nuclear parece servir como una armazón para la cromatina, las proteínas asociadas con la cromatina, los poros nucleares y las membranas de la envoltura nuclear. Esta membrana posee un conjunto de orificios llamados poros nucleares y estan formados por la fusión de las membranas interna y externa de la envoltura nuclear. El poro nuclear exhibe detalles estructurales muy finos, ocho subunidades proteicas de dominios múltiples dispuesta en una armazón central octagonal en la periferia de cada poro forman una estructura de tipo cilíndrico conocida como un complejo de poro nuclear (NPC). El NPC esta compuesto por alrededor de 50 proteínas; nucleoporinas. Esta armazón central esta insertada entre dos anillos citoplasmático y nuclear. Desde el anillo citoplasmático hace protrusión hacia el citoplasma ocho fibrillas proteicas cortas. El complejo anular nucleoplasmático sirve de sitio de fijación para una cesta formada por ocho delgados filamentos unidos en su extremo distal a un anillo. La armazón central cilíndrica circunda el poro central del NPC. El NPC media el transporte nucleocitoplasmático bidireccional. El transporte a través del NPC depende principalmente del tamaño de las moléculas: • Las moléculas grandes dependen para si paso de la presencia de una secuencia de señal adherida que se denomina secuencia de localización nuclear. Las proteínas marcadas cuyo destino es el núcleo se fijan entonces a un receptor citosólico soluble llamado receptor de importancia nuclear. Este transporte es de forma activa. • Los iones y las moléculas hidrosolubles pequeñas pueden atravesar los canales acuosos de NPC por difusión simple. Durante la división celular, la envoltura nuclear se desarma para permitir la separación de los cromosomas y luego se vuelve a armar al formarse las células hijas. La preconstitución de la envoltura nuclear comienza al final de la anafase. Al final de la telofase ya se ha completado la formación de una envoltura nuclear en cada célula hija.
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Nucleoplasma El nucleoplasma es el material encerrado por la envoltura nuclear con exclusión de la cromatina y el nucleolo. Algunas de las estructuras que se han identificado en el nucleoplasma son conjuntos ordenados de proteínas laminas intranucleares, los filamentos proteicos que emanan hacia el interior del núcleo desde los complejos de poros nucleares, al igual que la mismísima maquinaria de trascripción y procesamiento del RNA ligada a los genes activos.
Renovación Celular Las células somáticas en el organismo adulto pueden clasificarse de acuerdo con su actividad mitótica. Pueden clasificarse en estáticas, estables o renovables: • Las poblaciones celulares estáticas son células que ya no se dividen, como las células del sistema nervioso central, o que se dividen solo rara vez como las células musculares esqueléticas o cardiacas. • Las poblaciones celulares estables son células que se dividen de manera episódica y con lentitud para mantener la estructura normal de los tejidos y órganos. Las células del periostio y del pericondrio, las células musculares lisas y las células endoteliales de los vasos sanguíneos y los fibroblastos. • Las poblaciones celulares renovables pueden ser de renovación lenta o rápida pero exhiben actividad mitótica regular. Las poblaciones de renovación lentas incluyen células musculares lisas, los fibroblastos de la pared uterina y las células epiteliales del cristalino del ojo. Las poblaciones de renovación rápida comprenden las células sanguíneas, las células epiteliales y los fibroblastos dermicos de la piel y las células epiteliales y los fibroblastos subepiteliales del revestimiento mucoso del tubo digestivo.
Ciclo Celular La división de las células somáticas es un proceso cíclico dividido en dos fases: mitosis e interfase. Otras tres fases, gap1 (G1), fase de síntesis (S) y gap2 (G2) subdividen todavía más la interfase. La mitosis casi siempre incluye la cariocinesis (división del núcleo en dos núcleos hijos) y la citocinesis (división de la célula en dos células hijas) y dura alrededor de una hora. Suele ser seguida por G1, es un periodo en el que no se produce síntesis de DNA, por lo general, es un periodo de crecimiento celular. Una célula que abandona el ciclo G1 para comenzar la diferenciación terminar entra en la fase Go llamada así por estar fuera del ciclo. La fase S o de síntesis de DNA sigue a la fase G1 y suele durar una 7 horas, el DNA de la célula se duplica y se forman nuevas cromatides que se tornaran obvias en la profase o la metafase. La fase S también es seguida por un periodo en el que no hay de DNA, una segunda brecha o gap (fase G2). G2 puede ser tan corta como 1 hora.
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Las llamadas células precursoras de reserva pueden considerarse células en G o que pueden ser inducidas a reingresar en el ciclo celular. Mitosis La división celular es un proceso decisivo que aumenta la cantidad de células, permite la renovación de las poblaciones celulares y consigue la reparación de las heridas. La mitosis es un proceso de división celular que produce dos células hijas con la misma cantidad de cromosomas y contenido de DNA que la célula progenitora. El proceso de división celular suele incluir la división tanto del núcleo como del citoplasma. En el sentido mas escrito los términos mitosis y meiosis se utilizan para describir la duplicación y distribución de los cromosomas. Si la cariocinesis no es seguida por una citocinesis se forma una célula binucleada. Las células que no estan en proceso de división se denominan células en reposos o en interfase. Antes de entrar en la mitosis las células duplican su DNA, esta fase se llama fase S o de Síntesis. Al comienzo de esta fase la cantidad de cromosomas es de 2n y el contenido de DNA es 2n; al final, la cantidad de cromosomas es 4n y el contenido de DNA es 4n. La mitosis sigue a la fase S y se le separa en cuatro fases: • Profase. Comienza cuando los cromosomas de condensan y se torna visibles. Desaparece el nucleolo, reaparecen los centríolos y se desintegra la envoltura nuclear. • Metafase. El huso mitótico, compuesto por tres tipos de microtubulos, se organiza alrededor del centro organizador de microtubulos (MTOC). Se forman tres tipos de microtubulos: astrales, polares, cinetocóricos. Estos microtubulos y sus proteínas motoras asociadas dirigen los movimientos de los cromosomas hacia el plano medio de la célula, la placa ecuatorial o placa de metafase. • Anafase. Las cromatides se separan y son arrastradas hacia polos opuestos de la célula por los motores moleculares. • Telofase. Se reconstruye la envoltura nuclear alrededor de los cromosomas en cada polo. Los nucleolos reaparecen y el citoplasma se divide para formar dos células hijas. Las células hijas son 2n en lo que se refiere al contenido de DNA y ala cantidad de cromosomas. Meiosis La meiosis es un proceso que consiste en dos divisiones celulares secuenciales que producen gametos con la mitad de la cantidad de cromosomas y la mitad del contenido de DNA con respecto a las células somáticas. El cigoto y todas las células somáticas derivadas son diploides 2n en cuanto a cantidad de cromosomas; los gametos, que poseen solo un miembro de cada par cromosómico, se describen como haploides 1n. Durante la gametogénesis, la reducción de la cantidad de cromosomas hasta el estado haploide ocurre por medio de la meiosis, un proceso que comprende dos divisiones celulares sucesivas, de las cuales la segunda no esta predecida por una fase S.
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Durante la meiosis, los cromosomas se aparean e intercambian segmentos, con lo que se altera su composición genética. Este intercambio genético, llamado recombinación (crossing-over), y la distribución aleatoria de cada miembro de los pares cromosómicos es los gametos haploides dan origen a una diversidad genética infinita. Los acontecimientos citoplasmaticos asociados con la meiosis son diferentes en el varón y en la mujer. Los acontecimientos nucleares son iguales. Los fenómenos hasta la metafase I son iguales en ambos sexos. En los hombres, las divisiones meioticas de un espermatocito primario producen 4 esperamátides haploides, idénticas desde el punto de vista estructural, pero singulares desde el punto de vista genético. En las mujeres las dos divisiones meioticas de un occito primario producen un ovulo haploide y tres cuerpos polares haploides. El ovulo recibe la mayor parte del citoplasma y se convierte en el gameto funcional. Los cuerpos polares reciben muy escaso citoplasma y se degeneran. Los acontecimientos nucleares de la meiosis son semejantes en varones y mujeres. Durante la fase S que preceden a la meiosis los cromosomas se replican. El contenido de DNA se vuelve 4n y la cantidad de cromosomas aumenta a 4n. Las células sufren entonces una división reduccional (meiosis I) y una división ecuacional (meiosis II). Durante la meiosis I, los cromosomas maternos y paternos se aparean e intercambian segmentos. Luego se separan y al final de la meiosis I cada célula hija contiene un miembro de cada par de cromosomas y la cantidad de DNA esta reducida a 2n. En la meiosis II, las cromatides se separan unas de otras, con lo que se establece la cantidad haploide de cromosomas y se reduce el contenido de DNA a su valor haploide. Las fases en el proceso de la meiosis son similares a las fases de la mitosis PROFASE 1 La profase de la meiosis I es una fase extendida que se subdivide en cinco etapas. • Leptonema. Los cromosomas se tornan visibles. • Cigonema. Los cromosomas se aparean. • Paquinema. Conforme los cromosomas se condensan, las cromatides individuales se tornan visibles. • Diplonema. Los cromosomas siguen condensándose y aparecen los quiasmas. • Diacinesis. Los cromosomas alcanzan su espesor máximo, el núcleo desaparece y la envoltura nuclear se desintegra. METAFASE 1 Los cromosomas apareados se alinean en la placa ecuatorial, con un miembro hacia cada lado. En la anafase I y la telofase I los centrómeros no se dividen, y los cromosomas apareados, sostenidos por el centrómero, permanecen juntos. Un miembro paterno o materno de cada par de homólogos, ahora con segmentos intercambiados, se mueve hacia cada polo. Al final de la meiosis I o división reduccional se divide el citoplasma. Cada célula hija resultante (un esperamatocito secundario o un oocito 18
secundario) es haploide en cuanto a su cantidad de cromosomas, pero todavía es diploide en cuanto a su contenido de DNA. MEIOSIS II Después de la meiosis I, sin pasar por una fase S, la célula rápidamente entra en la meiosis II o división ecuacional, los centrómeros se dividen. Las cromatides se separan en la anafase II y se mueven hacia los polos opuestos de la célula. Durante la meiosis II las células atraviesan la profase II, la metafase II, la anafase II y la telofase II. Las células producidas por la meiosis son singulares desde el punto de vista genético.
Muerte Celular El equilibrio (homeostasis) entre producción celular y muerte celular debe mantenerse con precisión. La muerte celular puede ocurrir como consecuencia de una agresión celular aguda o de un programa de suicidio codificado internamente. Los dos mecanismos diferentes de muerte celular son: • Necrosis o muerte celular accidental. Ocurre cuando las células son expuestas a un medio ambiente físico o químico desfavorable. • Apoptosis o muerte celular programada. Las células que ya no se necesitan son eliminadas del organismo. La apoptosis se caracteriza por autodigestión controlada, que mantiene la integridad de la membrana celular; axial, la célula muere con dignidad sin derramar su contenido para no dañar a sus vecinas. La necrosis comienza con la perdida de la capacidad de la célula para mantener la homeostasis. Como consecuencia de la lesión celular, el daño de la membrana plasmática conduce a la entrada de agua e iones extracelulares. La apoptosis es un modo de muerte celular que ocurre en condiciones fisiológicas normales. Este proceso es activado por diversas señales extrínsecas e intrínsecas. • El DNA se fragmenta gracias a enzimas que lo cortan de forma selectiva para generar pequeños fragmentos oligonucleosómicos. • Se disminuye el volumen celular por la contracción del citoplasma. • Se pierde la función de las mitocondrias, el citocromo c se libera hacia el citoplasma para activar una cascada de enzimas proteolíticas llamadas caspasas, responsables del desmantelamiento de la célula. Las mitocondrias bajo la influencia de las proteínas Bcl-2, son las que toman la decisión de iniciar la apoptosis. • La vesiculación de la membrana es el producto de las alteraciones de la membrana celular. La membrana plasmática altera sus propiedades físicas y químicas y conduce ala formación de brotes sin perdida de la integridad de la membrana. La formación de los cuerpos apoptóticos es el último paso de la apoptosis, trae como consecuencia la rotura de la célula. Estos cuerpos son eliminados con rapidez por células fagocíticas. La eliminación de los cuerpos apoptóticos es tan eficaz que no se produce una respuesta inflamatoria. La apoptosis es regulada por estímulos externos e internos. El factor de necrosis tumoral al actuar sobre receptores de la membrana celular desencadena la apoptosis. La 19
apoptosis también puede ser inhibida por señales de otras células y del medio circundante a través de los llamados factores de supervivencia como hormonas.
2 Tejido Epitelial
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Tejido Epitelial Generalidades de la Estructura y Función Epiteliales El Epitelio es un tejido avascular compuesto de células que recubren las superficies externas del cuerpo y revisten las cavidades internas cerradas y los tubos que comunican con el exterior; forma la porción secretora (parénquima) de las glándulas y sus conductos excretores. Además células epiteliales especializadas, funcionan como receptores sensoriales. Las células que integran los epitelios poseen tres características principales: a) Están dispuestas muy cerca unas de otras y se adhieren entre sí por medio de moléculas de adhesión célula- célula específicas, que forman uniones intercelulares. b) Tienen polaridad morfológica y funcional; las diferentes funciones se asocian con tres regiones superficiales de morfología distinta: apical, lateral y basal. c) Su superficie basal está adherida a una membrana basal subyacente, que es una capa de material acelular, rico en proteínas y polisacáridos. En algunos sitios las células se agrupan muy juntas unas con respecto a otras, pero carecen de superficie libre, a este conjunto celular se le denomina tejido epitelioide, debido a que se parecen a células epiteliales, pero pertenecen al tejido conjuntivo. Los epitelios crean una barrera selectiva entre el medio externo y el tejido conjuntivo subyacente.
Clasificación de los Epitelios La clasificación tiene su fundamento en la cantidad de estratos celulares y la forma de las células más superficiales. El epitelio se describe: a) Simple b) Estratificado. Las células individuales que componen un epitelio se describen: a) Planas o escamosas. b) Cúbicas o cuboides. c) Cilíndricas o columnares. Las categorías especiales del epitelio son: a) Epitelio Seudoestratificado: Este epitelio parece estratificado porque algunas células no alcanzan la superficie libre, pero todas se apoyan sobre la membrana basal. En realidad es un epitelio simple.
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b) Epitelio de transición (urotelio): Designación aplicada al epitelio que reviste las vías urinarias y se extiende desde los cálices menores del riñón hasta el segmento proximal de la uretra. En ciertos sitios, los epitelios reciben nombres específicos: a) Endotelio: Revestimiento epitelial del aparato Cardiovascular. b) Mesotelio: Epitelio que tapiza las paredes y el contenido de las cavidades cerradas del cuerpo, abdominal, pericárdica y pleural. Un epitelio dado puede tener una función o más, según la actividad de los tipos celulares que contenga: a) Secreción. b) Absorción. c) Transporte. d) Protección. e) Función Receptora.
Polaridad Celular Las células epiteliales exhiben una polaridad bien definida; tienen una región apical, una región lateral y una región basal. La región apical siempre está orientada hacia la superficie externa o la luz de una cavidad; la región lateral está en contacto con las células contiguas y se caracteriza por tener adhesiones especializadas; la región basal se apoya sobre la membrana basal y fija la célula al tejido conjuntivo subyacente.
La Región Apical y sus Modificaciones La región apical puede contener enzimas, canales iónicos y proteínas transportadoras de carácter específico. Las modificaciones estructurales de la superficie son: - Microvellosidades: Prolongaciones citoplasmáticas que se extienden desde la superficie celular. - Estereocilios (Estereovellosidades): Microvellosidades de gran longitud. - Cilios: Prolongaciones citoplasmáticas móviles. Las células que principalmente transportan líquidos y absorben metabolitos poseen muchas microvellosidades altas muy juntas. En las células absortivas intestinales esta estructura es denominada chapa estriada, en las células de los túbulos renales se denominó ribete en cepillo. Los estereocilios son microvellosidades inmóviles de una longitud extraordinaria. No están muy difundidos en los epitelios; están sostenidos por fascículos internos de filamentos de actina que están vinculados por medio de fimbrina. Una molécula asociada con la membrana plasmática, la resina, fija los filamentos a la membrana de los estereocilios. Los pedúnculos de los estereocilios y las profusiones celulares apicales contienen la proteína formadora de puentes cruzados α-actinina.
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Los cilios son estructuras citoplasmáticas móviles capaces de mover líquido y partículas sobre las superficies epiteliales. Los cilios poseen un centro organizado de microtúbulos que se disponen en un modelo 9+2. Es decir, el corte transversal de los cilios poseen una configuración característica de nueve pares o dobletes de microtúbulos dispuestos en círculo alrededor de microtúbulos centrales. Los cilios se desarrollan a partir de procentríolos; el proceso de la formación ciliar en las células en diferenciación comprende la replicación del centríolo para originar múltiples procentríolos, uno para cada cilio. Los cilios realizan un movimiento ondulante sincrónico y uniforme. El cilio se mantiene rígido mientras realiza un movimiento anterógrado rápido llamado golpe efectivo; se torna flexible y se dobla durante movimiento de retorno más lento, el golpe de recuperación. Los cilios de hileras sucesivas comienzan a batir de manera que cada fila está apenas más avanzada en su ciclo que la hilera siguiente y así se crea una onda que barre a todo lo ancho y largo del epitelio; este ritmo mecatrónico es capaz de desplazar moco sobre las superficies epiteliales o de facilitar el flujo de líquidos y otras sustancias a través de órganos tubulares o conductos.
La Región Lateral y sus Especializaciones en la Adhesión CélulaCélula La región lateral de las células epiteliales está en íntimo contacto con las regiones laterales opuestas de las células vecinas y se caracteriza por la presencia de proteínas exclusivas, en este caso las de adhesión, son parte de las especializaciones de unión. a) Uniones Ocluyentes: Permiten que los epitelios actúen como una barrera. b) Uniones Adherentes: Proveen estabilidad mecánica a las células epiteliales mediante la vinculación del citoesqueleto de una célula al citoesqueleto de la célula contigua. c) Uniones Comunicantes: Permiten la comunicación directa entre células contiguas mediante la difusión de moléculas pequeñas. Uniones Ocluyentes La zonula occludens es el componente más apical del complejo de unión entre células epiteliales. Esta zona es creada por el sellado de membranas plasmáticas contiguas, es decir, por fusiones focales entre las células. Estas fusiones focales son creadas por proteínas transmembranosas específicas de células contiguas que atraviesan la membrana celular y se unen en el espacio intercelular. La proteína transmembranosa ocludina se ha identificado como la proteína selladora. La porción citoplasmática de la ocludina está asociada con las proteínas de zonula occludens ZO-1, ZO-2 y ZO-3.
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La zonula occludens desempeña un papel esencial en el paso selectivo de sustancias de un lado al otro del epitelio. Debido a que la difusión de agua y solutos entre las células está restringida por la zonula occludens, el transporte debe realizarse por medios activos. El transporte activo necesita proteínas transportadoras especializadas que mueven sustancias seleccionadas a través de la membrana plasmática apical hacia el citoplasma y luego a través de la membrana lateral por debajo del nivel de la unión. La zonula occludens restringe la difusión de moléculas dentro de la misma membrana plasmática. Uniones Adherentes Las uniones adherentes proveen adhesiones laterales entre células epiteliales a través de proteínas que vinculan el citoesqueleto de las células contiguas. En la superficie lateral se pueden identificar dos tipos de adhesiones célula-célula: a) Zonula Adherens: Interaccionan con la red de filamentos de actina dentro de la célula. b) Macula Adherens o Desmosoma: Interacciona con los filamentos intermedios. Pueden encontrarse otros dos tipos de uniones adherentes donde las células epiteliales se apoyan sobre la matriz del tejido conjuntivo: Contactos focales y Hemidesmosomas. La zonula adherens provee adhesión lateral entre células epiteliales. Este dispositivo de adhesión lateral se presenta en la forma de una banda continua o cinturón alrededor de la célula. Dentro de los confines de la zonula adherens, a lo largo del lado citoplasmático de la membrana de cada célula hay un material de electrodensidad moderada llamada placa filamentosa. Este material corresponde al componente citoplasmático de los complejos E-cadherina-catenina y a las proteínas asociadas (α-actinina y vinculina) a los que se fijan filamentos de actina. La fascia adherens es una unión laminar que estabiliza tejidos no epiteliales; dado que esta adhesión no es anular o zonular sino que tiene una superficie amplia se le denomina así. La Macula adherens es una estructura de adhesión célula-célula que proporciona una adherencia particularmente fuerte. Estas uniones están ubicadas en la región lateral de la célula, a manera de múltiples puntos de soldadura. A nivel molecular, cada placa de adhesión está compuesta por varias proteínas constitutivas, con desmoplaquinas y placoglobinas como principales exponentes, capaces de fijar filamentos intermedios. Uniones Comunicantes Las uniones comunicantes, también llamadas uniones de hendidura o nexos, son importantes en los tejidos en los cuales la actividad de las células contiguas debe estar coordinada. Una unión de hendidura consiste en una acumulación de poros o canales transmembranosos dispuestos muy juntos. Los poros en una membrana celular
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están alineados con precisión frente a los poros correspondientes en la membrana de una célula contigua y permiten así, la comunicación entre las células. Las uniones de hendidura permiten que las células intercambien iones, moléculas reguladoras y metabolitos pequeños a través de los poros. Concentraciones organizadas de proteínas integrales de la membrana forman las uniones de hendidura. Las células contiguas comparten canales de comunicación que permiten el paso directo de moléculas pequeñas e iones entre ellas sin introducirse en el espacio extracelular. Las uniones de hendidura reducen la resistencia al paso de corriente eléctrica entre células contiguas. Las células vecinas unidas por nexos poseen una resistencia eléctrica entre ellas escasa y un flujo de corriente alto. La baja resistencia es un reflejo de la continuidad citoplasmática directa entre las dos células que es el producto de la presencia de las uniones de hendidura. Por lo que este tipo de uniones también reciben el nombre de uniones de baja resistencia.
La Región Basal y su Especialización en la Adhesión Célula-Matriz Extracelular La región basal de las células epiteliales se caracteriza por varios elementos: a) Membrana Basal: Está ubicada junto a la superficie basal de las células epiteliales. b) Uniones Célula-Matriz extracelular: Fijan la célula a la matriz extracelular. c) Repliegues de la Membrana Plasmática: Aumentan la superficie y facilitan las interacciones morfológicas entre células contiguas. Estructura y Función de la Membrana Basal La membrana basal es una capa de espesor variable adosada a la superficie basal de los epitelios. La lámina basal es el sitio de adhesión estructural para las células que están encima y el tejido conjuntivo que está debajo. La lámina basal o lámina densa, es una capa bien definida de material de matriz electrodenso, de 40 a 60nm de espesor, entre el epitelio y el tejido conjuntivo subyacente. Entre la lámina basal y la célula hay un espacio que es relativamente claro o electronlúcido, la lámina lúcida. Este espacio contienen las porciones extracelulares de las moléculas de adhesión celular, en su mayoría receptores de fibronectina; estos receptores son miembros de la gran familia de proteínas transmembranosas conocidas como integrinas. Las integrinas están vinculadas al citoesqueleto dentro de la célula y poseen dominios extracelulares que se unen a las principales glucoproteínas de la matriz extracelular (colágeno, laminina y fibronectina). La lámina basal incluye por lo menos cuatro grupos de moléculas: a) Colágeno. b) Proteoglucanos. c) Laminina. d) Entactina y Fibronectina.
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En el lado opuesto de la lámina basal, el lado del tejido conjuntivo, varios mecanismos proveen la fijación de la lámina basal al tejido conjuntivo subyacente: - Fibrillas de Anclaje: Colágeno tipo VII. - Microfibrillas de fibrillina: Fijan la lámina densa a las fibras elásticas. - Proyecciones bien definidas de la lámina densa: Interaccionan de modo directo con la lámina reticular para formar un sitio de fijación adicional con el colágeno de tipo III. Se le atribuyen varias funciones a la lámina basal: a) Adhesión estructural: Sirve como una estructura intermediaria en la adhesión de ciertas células al tejido conjuntivo circundante. b) Compartimentalización: La lámina basal y externa separan y aíslan al tejido conjuntivo de los tejidos epitelial, nervioso y muscular. c) Filtración: El movimiento de sustancias desde el tejido conjuntivo y hacia él es regulado en parte por la membrana basal, en su mayoría por cargas iónicas y espacios integrales. d) Inducción de Polaridad: Las células epiteliales exhiben membranas con propiedades funcionales diferentes como consecuencia de la exposición de las superficies. e) Armazón Textural: La lámina basal sirve como guía o armazón durante la regeneración. Uniones célula-matriz extracelular La organización de las células en un epitelio depende del sostén provisto por la matriz extracelular, sobre la cual se apoya la superficie basal de cada célula. Las uniones adherentes mantienen integridad morfológica de la interfaz epitelio-tejido conjuntivo. Las dos principales uniones adherentes son: a) Adhesiones focales: Contactos focales que anclan los filamentos de actina del citoesqueleto a la membrana basal. b) Hemidesmosomas: Anclan los filamentos intermedios del citoesqueleto a la membrana basal. Las adhesiones focales son las responsables de fijar largos haces de filamentos de actina a la lámina basal. Desempeñan un papel prominente durante los cambios dinámicos que ocurren en las células epiteliales. Estos contactos focales forman adhesiones dinámicas al tejido conjuntivo subyacente mediante la vinculación de los filamentos de actina con proteínas de la matriz extracelular. En la cara citoplasmática, las integrinas interaccionan con proteínas fijadoras de actina (α-actinina, vinculina, talina, paxilina), lo mismo que con varias proteínas reguladoras, como la cinasa o tirosina cinasa de la adhesión focal. En el lado extracelular las integrinas se unen a glucoproteínas de la matriz extracelular, en general laminina y fibronectina. Los hemidesmosomas aparecen en los epitelios que necesitan una adhesión estable fuerte al tejido conjuntivo; se encuentran en la superficie celular basal, en donde proveen mayor adhesión a la lámina basal. El hemidesmosoma exhibe una placa de adhesión en el lado citoplasmático de la membrana plasmática basal. La composición proteica de esta estructura es similar a la de la placa desmosómica dado que contiene
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proteínas símil desmoplaquina capaces de anclar los filamentos intermedios del citoesqueleto. En los hemidesmosomas puede detectarse colágeno tipo XVII, una molécula transmembranosa.
Glándulas Las glándulas se clasifican típicamente en dos grupos principales según el destino de sus productos: a) Glándulas Exocrinas: Secretan sus productos hacia una superficie en forma directa o a través de tubos o conductos epiteliales que están comunicados con la superficie. b) Glándulas Endocrinas: Carecen de sistema d conductos excretores; secretan sus productos hacia el tejido conjuntivo, en donde se introducen en el torrente sanguíneo para alcanzar sus células diana. Los productos de las glándulas endocrinas las llamamos hormonas. Las células de las glándulas exocrinas tienen tres mecanismos básicos de liberación de sus productos de secreción: a) Secreción Merocrina: Las vesículas se fusionan con la membrana plasmática y vacían su contenido por exocitosis. b) Secreción Apocrina: El producto de secreción se libera en la porción apical de la célula dentro de una envoltura de membrana plasmática que está rodeada por una delgada capa de citoplasma. c) Secreción Holocrina: El producto de secreción se acumula dentro de la célula que madura y al mismo tiempo sufre una muerte celular programada. Las glándulas exocrinas se clasifican en: - Glándulas Unicelulares: Son las de estructura más sencilla. En las glándulas exocrinas unicelulares el componente secretor consiste en células individuales distribuidas entre otras células no secretoras. - Glándulas Multicelulares: Están compuestas por más de una célula y exhiben grados de complejidad variables. Su organización estructural permite subclasificarlas según la disposición de las células secretoras y según haya ramificación de los conductos excretores o no la haya.
Histogénesis de los Epitelios Las tres capas germinales del embrión en desarrollo contribuyen a la formación de los diversos epitelios. Derivados Ectodérmicos Los derivados del ectodermo pueden dividirse en dos clases principales: Los derivados del ectodermo de superficie y los derivados del neuroectodermo. El ectodermo de superficie da origen a: - La epidermis y sus anexos (Pelo, uñas, glándulas sudoríparas, glándulas sebáceas y el parénquima y los conductos de las glándulas mamarias). - Los epitelios de la córnea y del cristalino del ojo. - El órgano de esmalte y el esmalte dentario. 27
- Los componentes del oído interno. - La adenohipófisis. El neuroectodermo da origen a: - El tubo neural y sus derivados: SNC con el epéndimo, glándula pineal, neurohipófisis y el epitelio sensorial del ojo, el oído y la nariz. - La cresta neural y sus derivados: Componentes del SNP como ganglios, nervios y células gliales, células medulares de la glándula suprarrenal, células APUD del sistema endocrino difuso, melanoblastos. Derivados Mesodérmicos El mesodermo da origen a: - El epitelio del riñón, las vías urinarias y las gónadas. - El mesotelio que reviste las cavidades pericárdica, pleural y peritoneal. - El endotelio que reviste las cavidades del corazón y los vasos sanguíneos y linfáticos. - La corteza suprarrenal. - El epitelio seminífero y de las vías espermáticas y el epitelio de los conductos genitales femeninos. Derivados Endodérmicos El endodermo o entodermo da origen a: - El epitelio de las vías respiratorias. - El epitelio del tubo digestivo (Con excepción de la cavidad oral y la región anal). - El epitelio de las glándulas digestivas extramurales (Hígado, páncreas y vesícula biliar). - Los componentes epiteliales de las glándulas tiroides y paratiroides y del timo - El revestimiento epitelial de la cavidad timpánica y de la trompa auditiva (de Eustaquio). Renovación de las Células Epiteliales La mayoría de las células epiteliales tienen un tiempo de vida finito menor que el del organismo como un todo. Los epitelios de revestimiento y los epitelios de muchas glándulas simples pertenecen a una categoría de poblaciones celulares de renovación continua.
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3 Tejido Conjuntivo
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Tejido Conjuntivo Estructura y función general del tejido conjuntivo El tejido conjuntivo esta compuesto por células y una matriz extracelular que contiene fibras, sustancia fundamental y liquido tisular. Este separado por láminas basales por los diversos epitelios y por las láminas externas de las células musculares de las células de sostén del sistema nervioso periférico. Las funciones de los tejidos conjuntivos son un reflejo de los tipos de células y fibras que hay en el tejido y del carácter de la sustancia fundamental en la matriz extracelular. La clasificación del tejido conjuntivo esta fundamentada en la composición y la organización de sus componentes celulares y extracelulares y en sus f unciones. Tejido conjuntivo embrionario: -Tejido conjuntivo mesenquimático. -Tejido conjuntivo mucoso. Tejido conjuntivo del adulto: -Tejido conjuntivo laxo. -Tejido conjuntivo denso. Moldeado No moldeado Tejido conjuntivo especializado -Tejido conjuntivo adiposo. -Tejido conjuntivo cartilaginoso. -Tejido conjuntivo óseo. -Tejido conjuntivo sanguíneo. -Tejido conjuntivo hemopoyético -Tejido conjuntivo linfático. Tejido conjuntivo embrionario El mesénquima embrionario da origen a los diversos tejidos conjuntivos del organismo. El mesodermo da origen a casi todos los tejidos conjuntivos el organismo. La manera en que las células mesenquimáticas proliferan y se organizan determina el tipo de tejido conjuntivo maduro que se forma en un sitio dado. El tejido conjuntivo embrionario se clasifica en dos: -Tejido conjuntivo mesenquimático: este se encuentra en el embrión, las células tiene prolongaciones que entran en contacto con prolongaciones similares de células vecinas para formar una red tridimensional. El espacio extracelular esta ocupado por sustancia fundamental viscosa y hay fibras colágenas. -Tejido conjuntivo mucoso: este se encuentra en el cordón umbilical, tiene células fusiformes muy separadas, tiene fibras colágenas finas, tiene una matriz extracelular
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especializada gelatinosa cuya sustancia fundamental con frecuencia recibe el nombre de gelatina de Wharton.
Tejido conjuntivo del adulto -Tejido conjuntivo laxo: tiene fibras colágenas delgadas y escasas, la sustancia fundamental es abundante, y tiene abundantes células, tiene una consistencia de viscosa a gelatinosa y desempeña un papel importante en la difusión de oxigeno y nutrientes. Se encuentra debajo de los epitelios. En este tejido es donde los agentes patógenos pueden ser atacados y destruidos por células del sistema inmune, rodea a los vasos sanguíneos. La mayoría de las células de este tejido son transitorias. -Tejido conjuntivo denso no moldeado: tiene abundancia de fibras colágenas por lo que provee una gran resistencia y es típico que las fibras se disponen en haces orientados a varias direcciones, tiene escasez de células y la mayoría son de un solo tipo, el fibroblasto. También tiene escasez de sustancia fundamental. -Tejido conjuntivo denso moldeado: tiene fibras y células ordenadas en haces paralelos muy juntos para promover la máxima resistencia. Es el principal componente de los tendones, ligamentos y las aponeurosis -Tendones: son bandas conjuntivas que unen el músculo al hueso. Esta compuesto por haces paralelos de fibras colágenas entre los cuales se encuentran hileras de fibroblastos llamados tendinositos. La sustancia del tendón esta rodeada por una delgada capsula de tejido conjuntivo, el epitendon, y esta subdividido en fascículos por el endotendon. -Ligamentos: se componen por fibras y fibroblastos dispuestos en forma paralela. Los ligamentos unen a un hueso con otro, la fibra extracelular mas abundante es la colágena, algunos también contienen fibras elásticas y estos ligamentos se denominan ligamentos elásticos. -Aponeurosis: la fibras se organizan en capas múltiples se disponen en un ángulo de 90° con las fibras vecinas. Fibras del tejido conjuntivo Cada tipo de fibra es producida por fibroblastos y se compone por proteínas de cadena peptidica larga, los tipos de fibras de tejido conjuntivo son: -Fibras colágenas. -Fibras reticulares. -Fibras elásticas. Fibras y Fibrillas colágenas Las fibras colágenas son el tipo más abundante de fibras del tejido conjuntivo. Las fibras colágenas estan formadas por fibrillas colágenas de diferentes tamaños. La
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molécula de colágeno llamada también tropocolageno tiene una cabeza y una cola. Al formar la fibrilla, las moléculas de colágeno se alinean cabeza con cola de hileras. La molécula de colágeno esta formada por tres cadenas polipeptídicas llamadas cadenas alfa. Las cadenas alfa se enroscan entre si para formar una triple hélice dextrógira. Cada tercer aminoácido de la cadena es una molécula de glicina excepto en los extremos de las cadenas alfa. Una hidroxiprolina o una hidroxisilina con frecuencia precede a cada glicina de la cadena y una prolina a menudo sigue a cada glicina, la glicina es indispensable para la conformación en triple hélice. En asociación con la hélice hay grupos sacáridos que estan unidos a residuos hidroxilisilicos, es por eso que el colágeno se clasifica como una glucoproteina. Las cadenas alfa no son todas iguales, se han encontrado 27 tipos de cadenas alfa y se ha podido clasificar 19 tipos de colágeno. La síntesis del colágeno fibrilar comprende una serie de acontecimientos dentro del fibroblasto que conduce a la generación de procolageno, el precursor de la molécula de colágeno, la producción de la fibrilla ocurre fuera de la célula. La sistensis de colágeno comprende varios acontecimientos intracelulares: los polirribosomas del retículo endoplasmatico rugoso producen las cadenas polipeptídicas. Dentro de las cisternas de retículo endoplamastico rugoso y del aparato de golgi ocurren varias modificaciones postraduccionales de las cadenas polipeptídicas y la molécula resultante es el procolageno. El procolageno se mueve hacia el exterior de la célula por medio de exocitosis de vesículas de secreción. La síntesis del colágeno también comprende acontecimientos extracelulares: conforme es secretado por la célula el procolageno es convertido en una molécula de colágeno por la procolageno peptidasa asociada con la membrana celular. Las moléculas de colágeno aglomeradas entonces se alinean para formar las fibrillas colágenas definitivas en una superficie llamada bahía. Fibras reticulares Las fibras reticulares proveen una armazón de sostén para los constituyentes celulares de diversos tejidos y órganos. Estan formadas por fibrillas de colágeno tipo III. Las fibras reticulares se denominan así porque se organizan en redes o mallas. En el tejido conjuntivo laxo se encuentran redes de fibras reticulares en el límite del tejido epitelial, lo mismo que alrededor de los adipositos, los vasos sanguíneos, los nervios y las células musculares. La fibra reticular es producida por los fibroblastos, pero también es producida por las células Schwann y las células musculares lisas. Fibras elásticas Las fibras elásticas permiten que los tejidos respondan al estiramiento y la distensión. Son más delgadas que las fibras colágenas y se organizan en un modelo ramificado para formar una red tridimensional. Son producidas por las misma células que producen las fibras colágenas y reticulares, en particular los fibroblastos y las células musculares lisas. Las fibras elásticas estan formadas por dos componentes estructurales: un núcleo central de elastina y microfribillas de fibrillina periférica. -La elastina: es una proteína como el colágeno, es rica en prolina y glicina. Forma fibras de grosor variable o capas laminares.
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-La fibrillina: es una glucoproteina que forma microfibrillas finas. Durante las etapas iniciales de la elastogenesis estas microfibrillas se forman primero; la elastina se deposita luego sobre la superficie de las microfibrillas. Las microfibrillas de fibrillina asociadas con la elastina desempeñan un papel importante en la organización de elastina. El enrollamiento al azar de la molécula de elastina permite que la fibra elástica se estire y luego se traiga hacia su estado original. El material elástico es componente extracelular importante en los ligamentos vertebrales, la laringe y las arterias elásticas. La elastina se sintetiza por el mismo mecanismo que el colágeno. Sustancia fundamental La sustancia fundamental ocupa el espacio que hay entre las células y las fibras, es una sustancia viscosa y posee una gran cantidad de agua. Esta formada mayormente por proteoglucanos los cuales se unen de manera covalente a los glucosaminoglucanos. Los glucosaminaglucanos tienen cargas altamente negativas esto es lo que atrae el agua con lo que se forma el gel hidratado. Por medio de proteínas de enlace los proteoglucano se unen de forma indirecta al hialurano para formar macromoléculas que son las responsables de la capacidad del cartílago de resistir la compresión. Matriz extracelular Sistema dinámico en el que las fibras, los proteoglucanos y glucoproteinas como la fibronectina y la laminina interaccionan con los otros componentes. Estas sustancias forman la matriz extracelular. Los fibroblastos anclados a los elementos de la matriz intervienen en el movimiento celular. Células del Tejido Conjuntivo Las células del tejido conjuntivo pueden ser residentes o errantes. Entre las células residentes estan: -Fibroblastos y los miofibroblastos. -Macrófagos. -Adipocitos. -Mastocitos. (Célula cebada) -Células mesenquimáticas indiferenciadas. Las células errantes por lo general emigran de la sangre en respuesta de estímulos específicos: -Linfocitos. -Plasmocitos. -Neutrofilos. -Eusinofilos. -Basofilos. -Monocitos. Fibroblastos y miofibroblastos
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Los fibroblastos son las células principales del tejido conjuntivo, tienen a su cargo las síntesis de fibras colágenas, reticulares y elásticas. El miofibroblasto tiene propiedades tanto de los fibroblastos como de células musculares lisas. Ayuda en la contracción de las heridas y esta en contacto con otros miofibroblastos. Macrófagos Son células fagocíticas derivadas de los monocitos. Los macrófagos son conocidos también como histiocitos. El macrófago contiene una gran aparato de Golgi, rER, sER, mitocondrias, vesículas de secreción y lisosomas. Los macrófagos desempeñan un papel importante en la respuesta inmune. Cuando el macrófago fagocita una célula extraña le presenta los anfígenos de la célula a los linfocitos, si los linfocitos lo reconoce desencadena una respuesta inmune, por eso a los macrófagos se les llama: células presentadoras de anfígenos. Cuando entran cuerpos extraños grandes los macrófagos pueden fusionarse para formar una enorme célula de hasta 100 núcleos para fagocitar el material extraño. Mastocitos y basofilos Los mastocitos son células grandes y ovoides con un citoplasma repleto de gránulos, también tiene abundantes microvellosidades. En los gránulos de los mastocitos hay varias sustancias vasoactivas e inmunorreactivas. Los mastocitos liberan sus gránulos al ser estimulados en forma adecuada, como cuando una persona es expuesta a un antigeno para el cual ya esta sensibilizada. La sensibilización aparece después del encuentro inicial con el antigeno. En el primer encuentro los plasmocitos liberan inmunoglobulina que se une a receptores F de los mastocitos y esto hace que libere los gránulos. La secreción de los granulos de los mastocitos puede traer como consecuencia reacciones de hipersensibilidad inmediata, alergia y anafilaxia. La sustancia que hay dentro de los granulos de los mastocitos son varias: -Histamina y sustancia de reacción lenta de anafilaxia: aumenta la permeabilidad de los vasos sanguíneos de pequeño calibre y se causa un edema. Ambas sustancias aumentan la producción de moco en el árbol bronquial y desencadenan la contracción del músculo liso de las vías aéreas pulmonares para que ocurra el broncoespasmo. -Factor quimiotactico para eosinofilos y neutrofilos: atrae eosinofilos y neutrofilos hacia el ligar de inflamación. La secreción de eusinofilos contrarresta los efectos de la histamina la sustancia de reacción lenta de la anafilaxia. -Heparina: es in glocosaminoglucano anticoagulante. Los mastocitos abundan en los tejidos conjuntivos de la piel y las membranas mucosas, pero no se encuentran en el encefalo y en la medula espinal. Los basofilos son casi iguales a los mastocitos, en sus granulos liberan histamina, heparan sulfato, los factores quimiotacticos neutrofilos y eusinofilos y neutrofilos y perioxidasa. En las personas muy sensibles, el antigeno inyectado por un insecto puede desencadenar una liberación masiva de los granulos de los basofilos y esto causa un
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shock anafiláctico y se caracteriza por la disminución del volumen de la sangre circulante, la contracción de las células lisas de los vasos del árbol branquial, lo cual causa dificultada para respirar, puede sufrir un exantema (erupción cutánea), lo mismo que nauseas y vomito. Los síntomas aparecen de 1 a 3 minutos y necesitan vasoconstrictores como la epinefrina (adrenalina). Adipocitos Es una célula del tejido conjuntivo especializada para almacenar lípidos neutros, se encuentra en el tejido laxo. Células mesenquimáticas indiferenciadas por pericitos Dan origen a célula diferenciadas que actúan en la reparación y formación de tejido nuevo y en el desarrollo de nuevos vasos sanguíneos. Los pericitos se encuentran alrededor de los vasos capilares y las venulas y ayudan a la formación de nuevos vasos sanguíneos. Linfocitos, plasmocitos y otras células del sistema inmune Los linfocitos participan principalmente en las respuestas inmunes. Los linfocitos presentan proteínas de cúmulo diferenciado (CD) y debido a esto se clasifican los linfocitos en tres tipos: -Linfocitos T: tiene las proteínas CD2, CD3 y CD7 y los receptores de células T, tienen vida larga y son efectoras de inmunidad mediada por células. -Linfocitos B: proteínas CD9, CD19, CD20 y CD24 y también tiene inmunoglobulina, tiene vida de duración variable, y son efectoras de inmunidad mediada por antígenos. -Linfocitos NK: tienen proteínas CD16, CD56 y CD94 destruyen células infectadas por mecanismo citotóxico. Los linfocitos se pueden dividirse para producir clones de si mismos, y los clones de los linfocitos B maduran para convertirse en plasmocitos.
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4 Tejido Adiposo
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Tejido Adiposo Generalidades del Tejido Adiposo El tejido adiposo es un tejido conjuntivo especializado que tiene células almacenadoras de lípidos que tienen una irrigación sanguínea abundante. Los adipocitos se encuentran en el tejido conjuntivo laxo de manera individual o en grupos. En el tejido donde los adipocitos son el tipo de célula principal recibe en nombre de Tejido Adiposo. En los adipocitos se guarda en el exceso de grasas que consumimos. Hay dos tipos de tejido adiposo: unilocular (blanco) abunda en los adultos y multilocular (pardo) se encuentra en la vida fetal y disminuye en los próximos 10 años después del nacimiento.
Tejido adiposo unilocular Almacena energía, amortigua y aísla los órganos vitales. El tejido adiposo unilocular forma una capa llamada hipodermis en el tejido conjuntivo tiene una función aislante. Esta se encuentra bajo la piel del abdomen, los muslos, las axilas y los glúteos. Las locaciones internas del tejido adiposo esta el epiplón mayor, el mesenterio, el espacio retroperitoneal, este tejido adiposo no disminuye. El tejido adiposo unilocular produce la horma leptina la cual es la que se encarga de: inhibición de la ingesta de alimentos, disminución del peso corporal y estimulación del ritmo metabólico. Actúa sobre el sistema nervioso central al fijarse en receptores específicos en el hipotálamo. Los adipocitos son derivados de las células mesenquimáticas indiferenciadas. El tejido adiposo unilocular comienza a formarse a mitad de la vida intrauterina. Los lipoblastos iniciales se ven como fibroblastos pero adquieren pequeñas inclusiones lipidicas y una delgada lamina externa. Los lipoblastos intermedios se tornan ovoides conforme la acumulación de lípidos cambia las dimensiones celulares. Los adipocitos maduros se caracterizan por tener una sola inclusión lipidica muy grande rodeada por un delgado citoplasma. La cantidad de tejido adiposo en una persona esta determinada por la expresión del gen de la leptina. Una de las principales funciones metabólicas del tejido adiposo es la captación de ácidos grasos de la sangre y su conversión en triglicéridos dentro del adiposito. Cuando el tejido adiposo es estimulado por mecanismo nervioso u hormonal, los ácidos grasos del adiposito son enviados a otras células como combustible por medio de capilares. El depósito y la movilización de los lípidos son influidos por factores nerviosos y hormonales. La movilización nerviosa la liberación de noradrenalina inicia la activación
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de la lipasa. En la movilización hormonal participa la insulina que inhibe la acción de la lipasa y bloque la liberación de ácidos grasos.
Tejido Adiposo multilocular Los adipocitos contienen múltiples gotitas de lípidos. El metabolismo de los lípidos en el tejido adiposo multilocular genera calor. La cantidad de estas células disminuye conforme el cuerpo crece, pero su distribución es amplia durante los primeros 10 años de vida. Luego desaparece de casi todas partes, excepto alrededor de los riñones, las glándulas suprarrenales, el cuello y el mediastino. El sistema nervioso simpático estimula los adipocitos multiloculares para que se movilicen los lípidos y se genere calor. La actividad termogenica (generación de calor) del tejido adiposo multilocular es regulada por una proteína desacoplante exclusiva que hay en sus mitocondrias.
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Tejido Óseo Generalidades del Tejido Óseo El tejido óseo es un tejido conjuntivo que se caracteriza por tener una matriz extracelular mineralizada y es capaz de proveer sostén y protección. El mineral es fosfato de calcio en la forma de cristales de hidroxiapatia. El tejido óseo también sirve como sitio de depósito de fosfato y calcio. El hueso puede mandar calcio a la sangre para mantener la regulación homeostática de la calcemia (concentración de calcio en la sangre). El principal componente estructural de la matriz ósea es el colágeno de tipo I y, en menor medida el colágeno de tipo V. estos colágenos constituyen alrededor del 90% de la matriz ósea. La matriz también tiene sustancia fundamental en la forma de glucosaminoglucanos, pequeñas glucoproteinas y varias sialoproteínas. Las glucoproteínas y las sialoproteínas desempeñan un papel en la fijación del calcio durante el proceso de la mineralización. En la matriz ósea hay espacios llamados lagunas u osteoplastos, cada uno de los cuales contienen una célula ósea u osteocito. El osteocito extiende una gran cantidad de extensiones en estrechos túneles llamados canalículos. Además de los osteocitos, en el tejido óseo hay otros tres tipos celulares: • Células osteoprogenitoras. • Osteoblastos. • Osteoclastos. Las células osteoprogenitoras y los osteoblastos son precursoras del desarrollo de los osteocitos. Los osteoclastos son células fagocíticas derivadas de la medula ósea.
Huesos y Tejido Óseo Los huesos son los órganos del sistema esquelético y el tejido óseo es el componente estructural de los huesos. Un hueso está compuesto típicamente por tejido óseo y por otros tejidos conjuntivos, incluidos el tejido hemopoyético y el tejido adiposo junto con vasos sanguíneos y nervio. El tejido óseo se clasifica en compacto y esponjoso. Los espacios que hay en la malla están comunicados y en el ser vivo contienen medula y vaso sanguíneo. Los huesos se pueden clasificar en 4 grupos: • Huesos largos, tienen una longitud mayor que las otras dimensiones y se componen de una diáfisis y 2 epífisis.
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• Huesos cortos, sus tres dimensiones son casi iguales. • Huesos planos, son delgados y anchos. • Huesos irregulares, poseen la forma que no permiten clasificarlos dentro de ninguno de los grupos anteriores. Los huesos largos tienen un cuerpo llamado diáfisis y sus dos extremos dilatados reciben el nombre de epífisis. La superficie articular de la epífisis esta cubierta de cartílago hialino. La porción dilatada del hueso que esta entre diáfisis y la epífisis se denomina metáfisis. Una gran cavidad ocupada por la medula ósea recibe el nombre de cavidad medular.
Estructura General de los Huesos Superficie externa de los huesos Los huesos están cubiertos de periostio, una vaina de tejido conjuntivo denso que contiene células progenitoras. Los huesos que se articulan con huesos vecinos para permitir movimientos amplios lo hacen a través de articulaciones sinoviales. La superficies articulares están cubiertas de cartílago hialino, también llamado cartílago articular. Cavidades óseas Las cavidades óseas están revestidas por endostio, una capa de células de tejido conjuntivo que contiene células osteoprogenitoras. El endostio tiene una capa celular de espesor y sus células pueden diferenciarse en osteoblastos en respuesta a los estímulos adecuados. Estas células osteoprogenitoras, también se llaman células endosíticas. La cavidad medular y los espacios del hueso esponjoso contienen medula ósea. La medula ósea roja se compone de células de las progenies hemopoyeticas. A mayor edad y en el adulto, cuando el ritmo de producción de células sanguíneas disminuye, la cavidad medular esta ocupada en su mayor parte por tejido adiposo y se llama entonces medula ósea amarilla. Hueso maduro El hueso maduro está compuesto por unidades estructurales llamadas osteonas (sistemas de Havers), son unidades cilíndricas. Las osteonas consisten en laminillas concéntricas de matriz ósea alrededor de un conducto central, el conducto de Havers contiene vasos y nervios. El sistema de canalículos en el sistema de Havers sirve para el intercambio de sustancias entre los osteocitos y los vasos sanguíneos. El hueso maduro también se conoce como hueso laminillar. Los conductos de Bolkmann son túneles en el hueso laminillar a través de los cuales pasan vasos sanguíneos y nervios desde la superficies perióstica y endóstica para lanzar el conducto de Havers; también conectan los conductos de Havers entre si.
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El hueso esponjoso maduro es de estructura semejante a la del hueso compacto maduro excepto que el tejido se distribuye formando espículas o trabéculas entre las cuales hay abundantes espacios medulares intercomunicados. La irrigación sanguínea de la diáfisis de los huesos largos esta dada principalmente por arterias que entran en la cavidad medular a través de los agujeros nutricios. La sangre que cubre el tejido óseo sale de la cavidad medular, atraviesa el hueso y luego lo abandona a través de las venas periósticas; en consecuencia, el flujo es centrifugo. Hueso inmaduro • El hueso inmaduro no exhibe un aspecto laminillar organizado. • El hueso inmaduro contiene una cantidad mayor de células por unidad de volumen que el hueso maduro. • Las células del hueso inmaduro tienden a distribuirse al azar. • La matriz del hueso inmaduro posee mas sustancia fundamental que la del hueso maduro.
Células del Tejido Óseo Células osteoprogenitoras La célula osteoprogenitora es una célula en reposo que puede transformarse en un osteoblasto y secretar matriz ósea. Comprenden las células periósticas que forman la capa mas interna del pendiostio y las células endosíticas que tapizan las cavidades medulares. Las células de revestimiento óseo tapizan el tejido óseo que no esta sufriendo remodelado pero son análogas de las células osteoprogenitoras en los sitios de crecimiento óseo. Son análogas a las células osteoprogenitoras pero es probable que estén en un estado mas latente que las ubicadas en el sitio de crecimiento óseo. También se cree que intervienen en el mantenimiento y la nutrición de los osteocitos incluidos en la matriz ósea subyacente. Osteoblastos El osteoblasto es la célula osteoformadora diferenciada que secreta matriz ósea. Secreta tanto el colágeno como la sustancia fundamental que constituyen la matriz ósea no mineralizada inicial, llamada osteoide. El osteoblasto también tiene a su cargo la clasificación de la matriz. A medida que se depositan la matriz osteoide, el osteoblasto va quedando rodeado por esta. Cuando termina incluido por completo en el osteoide, entonces se convierte en osteocito. Osteocitos El osteocito es la célula ósea madura y esta encerrado en la matriz ósea que antes secreto como osteoblasto. La muerte de los osteocitos por traumatismo o envejecimiento celular trae como consecuencia la resorción de la matriz ósea por
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actividad de los osteoblastos, seguida por reparación o remodelado del tejido óseo por actividad de los osteoblastos. Cada osteocito ocupa un espacio, la laguna u osteoplasto. Los osteocitos extienden prolongaciones citoplasmáticas a través de los canalículos en la matriz para establecer contacto con las prolongaciones de células vecinas mediante nexos. Se han descrito tres estados funcionales para los osteocitos: • Osteocitos latentes. • Osteocitos formativos. • Osteocitos resortivos. La resorción ósea se le llama osteólisis osteocítica, permiten aumentar la calcemia para mantener la concentración cálcica adecuada. Osteoclastos La función del osteoclasto es la resorción ósea. Son células multinucleadas grandes que aparecen en los sitios donde aparece resorción ósea. Como consecuencia de su actividad, en el hueso justo por debajo del osteoclasto se forma una excavación poco profunda llamada bahía o laguna de resorción. La porción de la célula en contacto directo con el hueso se le llama borde festoneado. Los osteoclastos reabsorben el tejido óseo mediante la liberación de hidrolasas lisosomicas hacia el espacio extracelular. Los osteoclastos son fagocíticos. Los osteoclastos aparecen en los sitios en donde se produce remodelado óseo. Un aumento en la concentración de DTH promueve la resorción ósea. La calcitonina secretada por las células para folicular la glándula tiroides tienen un efecto opuesto compensador y reduce la actividad de los osteoclastos.
Osificación La formación del hueso tradicionalmente se clasifica en endocondral e intramembranosa. La distinción entre estas 2 radica en si un modelo cartilaginoso sirve como precursor óseo (osificación endocondral) o si el hueso se forma por un método mas simple en la intervención de un cartílago precursor (osificación intramembranosa). Osificación intramembranosa En la osificación intramembranosa el hueso se forma por la diferenciación de células mesenquimáticas en osteoblastos. El primer indicio de la osificación intramembranosa aparece alrededor de la octava semana de gestación. Algunas de las células mesenquimáticas migran y se acumulan en regiones específicas, que son el sitio donde se formara el tejido óseo. Esta condensación celular dentro del tejido mesenquimático es membrana. Los osteoblastos se separan cada vez más unos de otros conforme se produce la matriz ósea pero permanecen en contacto a través de delgadas prolongaciones citoplasmáticas. A causa del abundante contenido de colágeno, la matriz ósea se ve más densa que el mesénquima circundante que en cuyo espacio intercelular solo aparecen delicadas células del tejido conjuntivo. 43
La matriz ósea neoformada se presenta como pequeñas espículas o trabéculas de aspecto irregular. Osificación endocondral La osificación endocondral también comienza con la proliferación y la acumulación de células mesenquimáticas en el sitio donde se desarrollara el futuro hueso. En este caso las células mesenquimáticas se diferencian en condroblastos que a su vez producen matriz cartilaginosa. En un principio se forma un modelo de cartílago hialino con la forma general del futuro hueso, este experimenta crecimiento intersticial y por oposición. El primer signo de osificación es la aparición de un manguito o collarete óseo de tejido óseo alrededor del modelo cartilaginoso. Se deja de producir condroblastos, en su lugar se forman células de tejido óseo. Se forma una delgada capa de tejido óseo alrededor del modelo cartilaginoso. Con la formación del collarete óseo periostio, los condrocitos en la región media del modelo cartilaginoso se hipertrofian. La matriz cartilaginosa circundante se calcifica. La matriz cartilaginosa calcificada impide la difusión de las sustancias nutritivas y causa la muerte de los condrocitos en el modelo cartilaginoso. Mientras se producen estos fenómenos, un vaso sanguíneo o varios proliferan a través del delgado collarete óseo para vascularizar la cavidad. Algunas de las células periósticas primitivas migran junto con los brotes basculares invasores para convertirse en células osteoprogenitoras dentro de la cavidad. Crecimiento del hueso endocondral Se inicia en el segundo trimestre de la vida fetal y continua después del nacimiento hasta adultez temprana. El mecanismo por el cual crecen los huesos largos depende de la presencia de cartílago epifisario durante todo el periodo de crecimiento. Las zonas del cartílago epifisario, comenzando desde la más distal con respecto al centro de osificación epifisario y prosiguiendo hacia ese centro, son las siguientes: • Zona de cartílago de reserva. • Zona de proliferación. • Zona de hipertrofia. • Zona de calcificación del cartílago. • Zona de resorción. Conforme el tejido óseo se deposita sobre las espículas calcificadas, el cartílago es resorbido y al final queda hueso esponjoso primario. Poco después del nacimiento, en la epífisis proximal aparece un centro de osificación secundario. Los condrocitos se hipertrofian y se degeneran. Más tarde se forma un centro de osificación epifisario similar en el extremo distal del hueso. Con el desarrollo 44
de los centros de osificación secundarios, la única porción de tejido cartilaginoso que queda del modelo original corresponde al cartílago articular de los extremos del hueso y a una placa transversal, llamada disco epifisario. El cartílago del disco epifisario tiene la función de mantener el proceso de crecimiento. La zona de proliferación del disco genera el cartílago sobre el cual se depositara el tejido óseo. • El espesor del disco se mantiene constante durante el crecimiento. • La cantidad de nuevo cartílago producido es igual a la cantidad de cartílago resorbido. • El cartílago resorbido es reemplazado por hueso esponjoso. Conforme los huesos crecen en longitud es necesario un remodelado. Cuando una persona alcanza su crecimiento máximo, la proliferación de nuevo cartílago en disco finaliza, el disco desaparece por completo. La desaparición del disco epifisario se conoce como cierre epifisario. En el sitio donde estaba el fisco epifisario perdura la línea epifisaria. Desarrollo del sistema osteónico (de Havers) La osteona típicamente se forma en el hueso compacto preexistente. El proceso en el que se forman nuevas osteonas recibe el nombre de remodelado interno. En la formación de nuevas osteonas, los osteoblastos perforan un túnel a través de un hueso compacto. Vasos sanguíneos, hueso compacto y tejido conjuntivo ocupan la luz del túnel. Estos dos aspectos de actividad celular, ósea resorción osteoclástica y sentís osteoblástica, se organizan en una unidad de remodelado óseo. En el adulto, la formación ósea esta en equilibrio con la resorción. En el anciano, la resorción con frecuencia supera la formación. Si este desequilibrio se torna excesivo aparece el trastorno llamado osteoporosis.
Mineralización Biológica y Vesículas Matriciales La mineralización biológica es un fenómeno extracelular regulado por células. La mineralización ocurre en las matrices del hueso y cartílago y en la dentina, el cemento y el esmalte de los dientes. Las matrices de todas estas estructuras, excepto el esmalte, contiene fibrillas colágenas y sustancia fundamental y la mineralización se produce tanto dentro como fuera de las fibrillas colágenas. La mineralización comprende la liberación de vesículas matriciales hacia la matriz ósea. Las vesículas matriciales derivadas de los osteoblastos son los factores esenciales que controlan el sitio donde se inicia el depósito del mineral en el osteoide.
Aspectos Fisiológicos del Tejido Óseo El hueso sirve como reservorio temporal del calcio. El calcio puede ser llevado desde la matriz ósea hasta la sangre si la calcemia disminuye. Por el contrario, el exceso de calcio sanguíneo puede ser extraído de la sangre y almacenado en el hueso. 45
Estos procesos son regulados por la hormona paratiroidea (PTH) secretada por las glándulas paratiroides y la calcitonina. • La PTH actúa sobre el hueso para elevar una calcemia baja. • La calcitonina actúa para bajar una calcemia elevada.
Fracturas y Reparación Ósea Los neutrofilos son las primeras células en llegar a la escena seguidos por los macrófagos que comienzan a limpiar el sitio de la lesión. Se forma un tejido laxo nuevo, el tejido de granulación. El tejido conjuntivo denso y el cartílago formado proliferan, cubren el hueso en el sitio de la fractura y forman un callo. Este callo contribuye a estabilizar y unir los fragmentos del hueso fracturado. Mientras se esta formando el callo, las células osteoprogenitoras del periostio se dividen y se diferencian en osteoblastos. Los osteoblastos neo formados comienzan a sintetizar tejido óseo y forman una vaina ósea sobre el callo fibrocartilaginoso. Los brotes osteogenos de este nuevo hueso invaden el callo y se convierten en un callo óseo. El cartílago del callo original se calcifica y es remplazado por tejido óseo. Mientras se esta formando el hueso compacto, el callo óseo es eliminado por la acción de los osteoclastos y el remodelado gradual restaura la forma original del hueso. En los sujetos sanos este proceso suele tardar de 6 a 12 semanas, según la gravedad de la fractura y el hueso que se haya fracturado.
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6 Tejido Cartilaginoso
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Tejido Cartilaginoso Generalidades del Tejido Cartilaginoso El tejido cartilaginoso es una variedad de tejido conjuntivo compuesto por células llamadas condrocitos y una abundante matriz extracelular producida y mantenida por los condrocitos. La proporción de glucosaminoglucanos con respecto al colágeno II en la matriz permite la viabilidad del tejido. El hialurano en la matriz lo capacita para soportar peso en las articulaciones sinoviales. El tejido cartilaginoso es fundamental para la mayoría de los huesos en crecimiento. Según las características de la matriz se divide en: -Cartílago Hialino: tiene fibras colágenas tipo II, proteoglucanos e hialurano. -Cartílago elástico: tiene fibras elásticas y láminas elásticas y el material de matriz del cartílago hialino. -Cartílago fibroso: tiene fibras colágenas tipo I y el material del cartílago hialino.
Cartílago Hialino Tiene una matriz amorfa y homogénea. En toda la extensión de la matriz cartilaginosa has espacios, llamados lagunas o condroblastos que contienen a los condrocitos. Su capacidad de reparación es limitada, en circunstancias normales no exhibe indicios de desgaste abrasivo durante toda la vida. Las macromoléculas de la matriz del cartílago hialino son colágeno, proteoglucanos, proteínas no colagenazas y glucoproteinas. -Moléculas de colágeno: principal proteína de la matriz. Cuatro tipos de colágenos participan en la formación de fibrillas matriarciales: colágeno tipo II, XI, IX y X y se les llama colágenos condroespecificos. En la matriz también hay colágeno VI. -Proteoglucanos: hay tres clases de glucosaminoglucanos: hialurano, condroitinsulfato y queratansulfato. El queratansulfato y el condroitinsullfato se unen a una proteína central y forman un monómero de proteoglucano. Después cada molécula de hialurano se asocia con 80 monómeros de proteoglucano para formar grandes agregados de proteoglucanos de hialuronato. -Proteínas no colágenas: estas proteínas no forman agregados, pero tienen un valor clínico como marcadores del recambio y de la degeneración del cartílago. Estas proteínas son ancorita CII, tenascina y fibronectina, que ayudan a anclar a los condrocitos a la matriz. La matriz del cartílago hialino esta muy hidratada para permitir la difusión de metabolitos pequeños y la elasticidad. Del 60% a 80% del peso neto del cartílago hialino es agua. La mayor parte del agua esta unida fuertemente a los agregados de proteoglucano de hialuronato lo cual le da elasticidad al cartílago. A lo largo de la vida, el cartílago sufre un remoldeado interno continuo conforme las células reemplazan las moléculas de la matriz perdidas por degradación. El recambio depende de la capacidad de los condrocitos de detectar cambios en la composición matriarcial. El condorcito
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responde con la síntesis de los tipos de moléculas adecuados. Cuando el organismo envejece los condrocitos pierden su capacidad de responder. La mayor concentración de los proteoglucanos sulfatados se encuentra alrededor de las lagunas y a este anillo se le conoce como matriz territorial. La matriz mas alejada tiene una concentración menor de proteoglucanos y se le conoce como matriz interterritorial. Los condrocitos son células que mantienen y producen la matriz extracelular. En el cartílago hialino, los condrocitos se distribuyen solos o en cúmulos llamados grupos isógenos. Cuando los condrocitos estan en grupos isógenos significa que son células que acaban de dividirse. Conforme sintetizan matriz que los va rodeando los condrocitos se van separando. El cartílago hialino provee un molde para el esqueleto en desarrollo del feto. En las etapas iniciales del desarrollo fetal el cartílago hialino es el precursor del tejido óseo que se origina por el proceso de osificación endocondral. Durante el proceso de desarrollo, cuando gran parte del cartílago es reemplazado por hueso, un resto de tejido cartilaginoso perdura en el limite entre la diafisis y la epidisis para permitir que el hueso crezca a lo largo, es el disco epifisario. Este cartílago sigue siendo funcional mientras el hueso crezca en longitud. En el adulto, el único cartílago que queda del esqueleto cartilaginoso embrionario esta en las articulaciones, el cartílago articular, y en la caja torácica, los cartílagos costales. Un tejido conjuntivo adherido con firmeza, el pericondrio, rodea al cartílago hialino. El pericondrio es un tejido conjuntivo denso que rodea al cartílago, también funciona como fuente de nuevas células cartilaginosas. Cuando hay crecimiento activo el pericondrio se divide en una capa interna celular, que da origen a nuevas células cartilaginosas, y una capa externa fibrosa. Hay cartílagos que no estan cubiertas por pericondrio como en el cartílago articular, en donde esta en contacto directo con el hueso como los cartílagos costales, aquí lo producción de condrocitos es en las lagunas y a este crecimiento se le conoce como crecimiento intersticial.
Cartílago elástico El cartílago elástico se distingue por tener elastina en la matriz. Tiene en su matriz fibras elásticas y laminas que le brinda la propiedad elástica. Hay cartílago elástico en el conducto auditivo externo, en la trompa de Eustaquio y en la epligotis de la laringe. El cartílago de estas regiones esta rodeado por un pericondrio similar al del cartílago hialino. La matriz del cartílago elástico no se calcifica.
Cartílago fibroso El cartílago fibroso es una combinación de tejido conjuntivo o denso moldeado y cartílago hialino. Los condrocitos estan dispersos entre las fibras colágenas solos en hileras y formando grupos isógenos. El cartílago fibroso es típico de los discos intervertebrales, la sínfisis pubiana, los meniscos de las rodillas. La presencia de cartílago fibroso en estos sitios indica que el tejido debe soportar fuerzas de compresión y distensión.
Histogénesis, Crecimiento y Reparación del Cartílago Hialino 49
La mayoría de los cartílagos se originan a partir del mesénquima. El cartílago es capaz de realizar dos tipos de crecimiento: -Crecimiento por aposición: el nuevo cartílago se forma sobre la superficie de un cartílago preexistente. Este crecimiento se deriva de la capa interna del pericondrio. (Condroblastos) -Crecimiento intersticial: el nuevo cartílago se forma dentro de un cartílago existente. Este crecimiento se deriva de la división mitótica de los condrocitos. El cartílago tiene una capacidad limitada para repararse debido a la avascularizacion del cartílago, la inmovilidad de los condrocitos. Es posible cierto grado de reparación si el defecto comprende el pericondrio. El cartílago hialino tiene la tendencia a calcificarse, un proceso en el que cristales de fosfato de calcio se depositan en la matriz cartilaginosa. Se calcifica en tres situaciones: -La porción de cartílago articular que esta en contacto con el tejido óseo. -El cartílago que será remplazado por tejido óseo, durante el crecimiento. -El cartílago hialino en el adulto se calcifica con el tiempo como parte del proceso de la vejez.
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7 Tejido Muscular
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Tejido Muscular Generalidades y Clasificación del Tejido Muscular El tejido muscular tiene a su cargo el movimiento del cuerpo y de sus partes y el cambio de tamaño y forma de los órganos internos. Se caracteriza por tener conjuntos de largas células especializadas en haces paralelos, cuya función principal es la contracción. Dos tipos de filamentos estan asociados con la contracción celular: -Filamentos finos: compuestos principalmente por la proteína actina. Cada filamento de actina fibrilar es un polímetro formado por moléculas de actina globular. -Filamentos gruesos: compuesto de la proteína miosina II. Los dos tipos de miofilamentos ocupan la mayor parte del citoplasma, que en las células musculares también se conoce como sarcoplasma. El tejido muscular se clasifica según el aspecto de las células contráctiles: -Tejido muscular estriado, las células muestran estriaciones transversales. -Tejido muscular liso. El tejido muscular estriado se subclasifica según su ubicación: -Tejido muscular estriado esquelético: se fija a los huesos y esta encargado del movimiento del esqueleto y la postura. Y el músculo esquelético del ojo se encarga de los movimientos precisos del ojo. -Tejido muscular estriado visceral: en la lengua, la faringe, la porción lumbar del diafragma y el segmento superior del esófago. Cumple funciones de fonación, respiración y deglución. -Tejido muscular estriado cardíaco: esta en la pared del corazón y en la desembocadura de las grandes venas que llegan a este órgano. Las estriaciones en el músculo estriado son producidas por la organización de los miofilamentos finos y gruesos. La diferencia entre las células musculares esqueléticas y las cardiacas es el tamaño, la configuración y la manera de distribuirse. El músculo liso esta limitado a las vísceras y al sistema vascular, los músculos erectores del pelo y los músculos intrínsecos del ojo. Músculo esquelético En el músculo esquelético, cada célula muscular recibe el nombre de fibra muscular y es un sincitio multinucleado. La fibra muscular se forma por la fusión de células musculares individuales llamadas mioblastos. Los núcleos de la fibra muscular esquelética se encuentran debajo de la membrana plasmática, también llamada sarcolema. Un músculo estriado se compone por fibras musculares estriadas que se mantienen juntas por tejido conjuntivo. En el tejido conjuntivo hay un rico contenido de
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vasos sanguíneos y nervios. El tejido conjuntivo del músculo se designa según su relación con las fibras musculares: -Endomisio: capa de fibras reticulares que rodean las fibras musculares individualmente. Aquí solo hay capilares de pequeño calibre, y filetes nerviosos finos. -Permisio: capa que rodea un conjunto de fibras musculares para formar un fascículo. Aquí hay vasos sanguíneos de mayor calibre y nervios mas gruesos. -Epimisio: vaina de tejido conjuntivo denso que rodea todo el conjunto de fascículos que forman el músculo. Hay tres tipos de fibras musculares esqueléticas: rojas, blancas e intermedias. El tipo de fibra esta dado principalmente por el contenido de mioglobina y la cantidad de mitocondrias. La miogloblina es una proteína fijadora de oxigeno. -Fibras Rojas: fibras pequeñas con gran cantidad de mioglobina, complejo de citocromo y muchas mitocondrias. Unidades motoras de contracción lenta. Gran resistencia a la fatiga, menos tensión muscular. -Fibras Blancas: fibras grandes con menor cantidad de mioglobina, citocromo y mitocondrias. Unidades motoras de contracción rápida. Se fatigan pronto, tienen mucha tensión muscular. Para movimientos más finos. -Fibras intermedias: tamaño intermedio. La cantidad de mioglobina y mitocondrias es intermedia. Miofibrillas y Miofilamentos Los músculos esqueléticos estan formados por fascículos, que a su vez estan compuestos por fibras musculares individuales. La fibra muscular esta repleta de miofibrillas. Las miofibrillas estan compuestas por miofilamentos. Los miofilamentos son los polímetros filamentosos de miosina II en los filamentos gruesos y actina en los filamentos finos. Los miofilamentos son los verdaderos elementos contráctiles del músculo estriado. Los miofilamentos que forman la miofibrilla estan rodeados por un retículo endoplasmatico liso llamado retículo sarcoplasmático. Entre las miofibrillas también se pueden encontrar mitocondrias. Las estriaciones transversales son la principal característica del músculo estriado. En las fibras musculares se pueden observar bandas oscuras anisotropicas que son las bandas A y las bandas claras son isotropitas y se denominan bandas I. La banda I se divide por la línea Z, y la banda A se divide por la banda H. En la mitad de la banda H hay una línea densa llamada línea M o mesograma. Las estriaciones transversales del músculo estriado se deben a la manera en que se disponen los dos tipos de miofilamentos. La unidad funcional de la miofibrilla es el sarcómero, el segmento de la miofibrilla que será ubicado entre dos líneas Z. El sarcómero es la unidad contráctil básica del músculo estriado. La célula muscular completa exhibe estriaciones transversales a todo lo ancho. La disposición de los filamentos finos y gruesos origina diferencias de densidades que producen las estriaciones transversales de las miofibrillas. Los filamentos gruesos de miosina son la banda A. los filamentos finos se fijan a la línea Z y se extienden dentro de la banda A hasta el borde de la banda H.
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La actina F, la troponina y la tropomiosina de los filamentos finos y la miosina II de los filamentos gruesos son las proteínas primarias del aparato contráctil. Proteínas accesorias mantiene la alineación precisa de los filamentos finos y gruesos. Para revestir la eficacia y la rapidez de la contracción muscular. Estos componentes proteicos constituyen menos del 25 % de las proteínas: • Titina • Actina • Nebulina • Tropomodulina • Desmina • Miomesina • Proteína C • Distrofina, la falta de esta proteína se asocia con la debilidad muscular progresiva de un trastorno conocido como distrofia muscular de Duchenne. Cuando un músculo de contrae, cada sarcómero se acorta y aumenta de grosor, pero la longitud de los miofilamentos no se modifica. El acortamiento del sarcómero se debe a un aumento de la superposición de los filamentos finos y gruesos. Los filamentos finos se deslizan sobre los filamentos gruesos. El ciclo de la contracción El acortamiento de un músculo compre ciclos de contracción rápidos. Cada ciclo se compone de 5 etapas: adhesión, separación, flexión, generación de fuerza y readhesión. La adhesión es la etapa inicial del ciclo de contracción, en la cual la cabeza de la miosina esta fuertemente unida a la molécula de actina del filamento fino. La separación es la segunda etapa del ciclo, en la cual la cabeza de la miosina se desacopla del filamento fino. La flexión es la tercera etapa del ciclo en la cual la cabeza de la miosina, como consecuencia de la hidrólisis de ATP, avanza una distancia corta en relación con el filamento fino. La generación de fuerza es la cuarta etapa del ciclo en la cual la cabeza de la miosina libera el fosfato inorgánico y ocurre el golpe de fuerza. La readhesión es la quinta y ultima etapa del ciclo en la cual la cabeza de la miosina se une con firmeza a una nueva molécula de actina. En la regulación de la contracción interviene Ca 2+ el retículo sarcoplasmático y el sistema de tubulos transversos. Para la reacción entre la miosina y la actina tiene que haber Ca2+ disponible. Tras la contracción el Ca2+ debe ser eliminado. El retículo sarcoplasmático esta organizado como una serie de redes alrededor de las miofibrillas. Cada red del retículo se extiende desde una unión A-I hasta la siguiente dentro de un sarcómero. En donde las dos rede se encuentra se forma un conducto anular de configuración apenas regular llamado cisterna terminal. Las cisternas terminales sirven como reservorios de Ca2+.
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El sistema T o de tubulos transversos cosiste en numerosas invaginaciones tubulares de la membrana plasmática; cada una recibe el nombre de tubulo T. los tubulos T penetran en todos los niveles de la fibra muscular. El complejo formado por los tubulos T y las dos cisternas terminales adyacentes se denomina triada. Cuando llega un impulso nervioso a la unión neuromuscular, la liberación del neurotransmisor desde la terminación hace que se realicen una serie de pasos que inicia la contracción de las miofibrillas. En esta restauración de la concentración calcica de reposo cerca de los miofilamentos normalmente hace que la contracción cese. Sin embargo, la contracción continuara mientras los impulsos nerviosos sigan despolarizando la membrana plasmática de los tubulos T. Inervación motora Las fibras musculares esqueléticas estan ricamente inervadas por neuronas motoras que se ubican en la medula espinal o el tronco del encefalo. Los axones de las neuronas se ramifican conforme se acercan al músculo y dan origen a ramitos o ramificaciones terminales que finalizan sobre fibra musculares individuales. La liberación de acetilcolina en la hendidura sináptica inicia la despolarización de la membrana plasmática (sarcolema), lo cual conducen a la contracción muscular. Las vesículas sinápticas de la terminación axónica liberan acetilcolina hacia la hendidura, que entonces se fija a los receptores acetilcolinicos en el sarcolema. Una neurona junto con las fibras musculares específicas que inerva recibe el nombre de unidad motora. Una sola neurona puede inervar varias, un centenar o mas fibras musculares. La perdida de la inervación produce atrofia de las fibras musculares, así como la desaparición total de la función en el músculo desnervado. La inervación es necesaria para que las células musculares mantengan su integridad estructural. El signo mas obvio de atrofia es el adelgazamiento del músculo y de sus células. Si la inervación se restablece por medio de cirugía o por el proceso mas lento de la regeneración nerviosa natural, el músculo puede recuperar su forma y su fuerza normales. Los acontecimientos que conducen a la contracción del músculo esquelético pueden resumirse en una serie de pasos: • Un impulso nervioso llega a la unión neuromuscular. • El impulso nervioso desencadena la liberación de acetilcolina lo cual causa la despolarización del sarcolema. • Entran Na+ a la célula • La despolarización se generaliza por toda la membrana plasmática. • Las proteínas sensorias cambian la configuración de los canales para la liberación de Ca2+. • El Ca2+ se libera. • El Ca2+ se fija en la porción TnC. • Se inicia el ciclo de contracción.
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Inervación sensitiva Los receptores sensitivos encapsulados proveen información sobre el grado de tensión en un músculo y sobre su posición. El huso neuromuscular es un receptor de estiramiento especializado que esta en el músculo esquelético, esta compuesta por dos tipos de fibras musculares modificadas. En los tendones de los músculos hay receptores encapsulados similares, los órganos tendinosos de Golgi. Histogénesis, reparación, curación y renovación Los mioblastos derivan de una población autorrenovable de células precursoras miogenas multipotenciales que se originan en el embrión a la altura del mesodermo paraaxial no segmentado. El músculo en desarrollo contiene dos tipos de mioblastos: • Los mioblastos iniciales o tempranos • Los mioblastos avanzados o tardíos Las células satélites se interponen entre la membrana plasmática de la fibra muscular y su lámina externa. La capacidad de regeneración del músculo esquelético es limitada. Las células satélites actúan como células madre que después de una lesión proliferan para originar nuevos mioblastos.
Músculo Cardíaco El músculo cardíaco posee los mismos tipos de organizaciones de filamentos contráctiles que el músculo esquelético. Las fibras musculares cardíacas exhiben andas cruzadas llamadas discos intercalares. Los discos intercalares son sitios de adhesión muy especializados entre células contiguas. Las fibras musculares cardíacas estan compuestas por muchas célula cilíndricas unidas extremo con extremo. Estructura del músculo cardíaco El núcleo de la célula muscular cardiaca esta en el centro de la célula. Junto a cada miofibrilla hay abundantes mitocondrias grandes y depósitos de glucogeno. Estas mitocondrias grandes con frecuencia se extienden en toda la longitud de un sarcómero. Entre las miofibrillas también hay aglomeraciones de granulos de glucogeno. Los discos intercalares son uniones entre células musculares cardíacas: • Fascia adherens (unión adherente) • Maculae adherens (desmosomas) • Uniones de hendidura o nexos (uniones comunicantes) El sER en las células musculares cardíacas se origina en una sola red a lo lardo del sarcómero, que se extiende de línea Z a línea Z. En las células musculares cardíacas se comprueba una contracción rítmica espontánea. El latido cardíaco es iniciado, regulado y coordinado por células musculares cardíacas modificadas que estan especializadas y reciben el nombre de células de conducción cardiaca. Estas células se organizan en nódulos y fibras de conducción muy especializada en nódulos y fibras de conducción muy especializadas, fibras de Purkinje)
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que generan y transmiten con rapidez el impulso contráctil a las diversas partes del miocardio.
Lesión y reparación Las células musculares cardíacas maduras no se dividen en condiciones normales. Una lesión focalizada del tejido muscular cardíaco con muerte de las células se repara mediante la formación de tejido conjuntivo denso. Pero recientes estudios señalan la posibilidad de que se regeneren estas células.
Músculo Liso El músculo liso en general se presenta en la forma de haces o laminas de células fusiformes alargadas con finos extremos aguzados. Estructura del músculo liso Las células musculares lisas poseen un aparato contráctil de filamentos finos y gruesos y citoesqueleto de filamentos intermedios de desmina. El resto del sarcoplasma esta repleto de filamentos finos que forman una parte del aparato contráctil. Además el citoesqueleto forma densidades citoplasmáticas o cuerpos densos que se ven entre los filamentos. Los filamentos finos del aparato contráctil junto con los filamentos intermedios se fijan en los cuerpos densos. Los componentes del aparato contráctil de las células musculares lisas son: • Filamentos finos, actina, tropomiosina y caldesmona. • Filamentos gruesos, miosina II. Otras proteínas asociadas con el aparto contráctil son la cinasa de las cadenas livianas de la miosina, la actinina y la calmodulina. Los cuerpos densos proveen un sitio de fijación para los filamentos finos y los filamentos intermedios. Estos cuerpos contienen la actinina que fija los filamentos al sarcolema en forma directa o indirecta. Los cuerpos densos con frecuencia se ven como pequeños corpúsculos electrodensos irregulares y aislados, también pueden aparecer como estructuras lineales irregulares. Tiene un a configuración ramificada. La contracción del músculo liso esta regulada por el sistema de Ca2+ calmodulina/cinasa de las cadenas livianas de la miosina. La contracción se inicia por un aumento de la concentración de Ca2+ en el citosol, este estimula una cinasa de las cadenas livianas de la miosina para que fosforile una de las dos cadenas livianas de la miosina. La reacción de fosforilación esta regulada por un complejo Ca2+ calmodulina. Cuando la cadena liviana de la miosina se fosforila, la cabeza de la miosina se une a la actina y produce la contracción. La miosina de la célula muscular lisa hidroliza ATP en alrededor del 10% de la proporción que le corresponde al músculo esquelético cuya consecuencia es la contracción lenta de estas células. 57
Las células musculares lisas tienen un sistema membranoso de invaginaciones sarcolemicas, vesículas y sER pero carecen de un sistema T. Se cree que las invaginaciones de la membrana celular y las vesículas subyacentes junto con el sER funcionan de manera análoga a la del sistema T del músculo esquelético para entregar Ca2+ al citoplasma. Aspectos funcionales del músculo liso El músculo lisa esta especializado para la contracción lenta y prolongada. Se puede contraer a modo de onda y producir movimientos peristálticos como los del tubo digestivo, la contracción puede ocurrir en todo el músculo al mismo tiempo para producir movimientos expulsitos. El músculo liso tiene una actividad contráctil espontánea en ausencia de estímulos nerviosos. La contracción del músculo liso suele estar regulada por neuronas posganglionares del sistema nerviosos autónomo. La mayor parte del Ca2+ entra en el citoplasma durante la desporalización a través de canales de Ca2+ activados por voltaje, algunos canales de Ca2+, llamados canales de Ca2+ activados por ligandos, son activados por hormonas. En consecuencia, la contracción del músculo liso también puede ser iniciada por ciertas hormonas secretadas por el lóbulo posterior de la hipófisis como la oxitocina. Las células musculares lisas pueden ser estimuladas o inhibidas por hormonas secretadas por la medula suprarrenal como la adrenalina y la noradrenalina. El músculo liso, las terminaciones nerviosas solo se ven en el tejido conjuntivo contiguo a las células musculares. Las fibras nerviosas transcurren en el tejido conjuntivo dentro de los haces de las células musculares lisas; junto a las células musculares que son inervadas la fibra nerviosa exhibe engrosamientos llamados varicosidades. Las varicosidades contienen vesículas sinápticas con sustancias neurotransmisoras. La fibra nerviosa puede estar separada de la célula muscular lisa. Las células musculares lisas también secretan matriz de tejido conjuntivo. Renovación, reparación y diferenciación Las células musculares lisas pueden responder ante la lesión con el desarrollo de mitosis.
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8 Tejido Sanguíneo
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Tejido Sanguíneo Generalidades de la Sangre La sangre es un tejido conjuntivo líquido que circula a través del aparato cardiovascular, esta formada por células y un componente extracelular cuyo volumen supera al de las células. El volumen total de sangre en un adulto normal es alrededor de 6 litros lo cual equivale al 7% al 8% del peso corporal total. Entre sus muchas funciones se pueden mencionar las siguientes: •
Transporte de sustancias nutritivas y oxigeno hacia las células.
•
Transporte de desechos y dióxido de carbono desde las células.
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Distribución de hormonas y otras sustancias.
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Mantenimiento de las homeostasis para actuar como amortiguador y participar en la coagulación y termorregulación.
•
Transporte de células y agentes humorales del sistema inmune que protege el organismo de los agentes patógenos y células transformadas.
La sangre se compone de células y sus derivados y un líquido rico en proteínas llamado plasma. Las células sanguíneas y sus derivados incluyen: • Eritrocitos, hematíes o glóbulos rojos. • Leucocitos o glóbulos blancos. • Trombocitos o plaquetas. El plasma es el material extracelular líquido que le imparte a las células su fluidez. El volumen relativo de células y plasma es alrededor del 45% y 55%. El volumen de los eritrocitos compactados en una muestra de sangre recibe el nombre de hematocrito. Los valores normales de eritrocitos oscilan entre 39 y 50 en los varones y entre 35 y 45 en las mujeres. Los leucocitos y las plaquetas constituyen solo el 1% del volumen sanguíneo. Los leucocitos y las plaquetas están contenidos en una muy delgada capa en la parte superior de la fracción celular llamada tromboleucocítica.
Plasma Más del 90% del peso del plasma corresponde al agua que sirve como solvente para una gran variedad de solutos, entre estos: proteínas, gases disueltos, electrolitos, sustancias nutritivas, moléculas reguladoras y material de desecho.
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Las proteínas plasmáticas son principalmente albúmina, globulinas y fibrinógeno. La albúmina es el principal componente proteico del plasma y equivale más o menos la mitad de las proteínas plasmáticas totales. La albúmina es responsable de ejercer el gradiente de concentración entre la sangre y el líquido tisular extracelular. La presión coloidosmótica mantiene la proporción correcta de volumen sanguíneo con respecto al volumen del líquido tisular. Las globulinas y las globulinas no inmunes son anticuerpos. El fibrinógeno es la proteína más grande y produce coágulos insolubles que detienen la hemorragia en caso de lesión del vaso sanguíneo. El líquido intersticial de los tejidos conjuntivos deriva del plasma sanguíneo. La composición del liquido intersticial en los tejidos no conjuntivos esta sujeta a una modificación considerable por las actividades absortivas y secretoras de los epitelios.
Eritrocitos Los eritrocitos son discos di cóncavos enucleados, son productos carentes de las organelas típicas. Actúan solo dentro del torrente circulatorio, donde fijan oxigeno a la altura de los pulmones para entregarlo a los tejidos y fijan dióxido de carbono a la altura de los tejidos para llevarlo a los pulmones. Su forma le provee la mayor cantidad de superficie posible en relación con su volumen, un atributo importante para el intercambio de gases. La vida media de los eritrocitos es de 120 días, después la mayoría son fagocitados por los macrófagos del bazo, la medula ósea y el hígado. El resto de los eritrocitos envejecidos se desintegran dentro de los bazos con la liberación de la hemoglobina hacia la sangre. Los eritrocitos contienen hemoglobina, una proteína especializada en el trasporte de oxigeno y dióxido de carbono. Dentro de los eritrocitos hay una gran concentración de esta proteína. La forma de disco del eritrocito facilita el intercambio de gases porque mas moléculas de hemoglobina estan cerca de la membrana plasmática de las que lo estarían en una célula esferoidal. Así, los gases tienen una distancia menor para difundirse dentro de la célula para alcanzar un sitio de fijación en la hemoglobina.
Leucocitos Los leucocitos se subclasifican en 2 grupos generales. El fundamento para la división es la presencia o la ausencia de granulos específicos prominentes en el citoplasma. Las células que contienen granulos se clasifican como granulocitos (neutrofilos, eusinófilos y basofilos), mientras que las que carecen de estos se incluyen en el grupo de los agranulocitos (linfocitos y monocitos). Tanto los granulocitos como los agranulocitos poseen pequeños granulos inespecíficos azurófilos, que corresponden a los lisosomas.
Neutrofilos Los neutrofilos son los leucocitos más abundantes y también los granulocitos más comunes. Se identifican por las múltiples lobulaciones de su núcleo; a causa de esto
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reciben además el nombre de leucocitos poliformonucleares. Los neutrofilos maduros poseen un núcleo con 2 o 4 lóbulos unidos por finas hebras de material nuclear. En los neutrofilos vivos los lóbulos y sus hebras de conexión cambian de forma, posición y hasta cantidad. En las mujeres, el corpúsculo de Barr se ve como un apéndice con forma de palillo de tambor en uno de los lóbulos nucleares. Los neutrofilos tienen 3 tipos de gránulos: • Gránulos específicos (gránulos secundarios). • Gránulos azurófilos (gránulos primarios). • Gránulos terciarios. Los neutrofilos son células móviles; abandonan la circulación y migran hacia un sitio de acción en el tejido conjuntivo. La fase inicial de la migración neutrófila ocurre en las vénulas post capilares y está regulada por un mecanismo que comprende el reconocimiento neutrófilo-célula endotelial. Las selectinas en la superficie del neutrófilo circulante interaccionan con recetores en la superficie de las células endoteliales. Como consecuencia de esta interacción en neutrófilo se adhiere parcialmente a la célula endotelial, lo cual reduce la velocidad de circulación del leucocito y hace que ruede sobre la superficie del endotelio. En una segunda fase, otro grupo de moléculas de adhesión en la superficie del neutrófilo, llamadas integrinas, es activado por señales de quimosinas de las células endoteliales. En la tercera fase, las integrinas y otras moléculas de adhesión interaccionan con sus receptores específicos en las células endoteliales, lo cual fija el leucocito al endotelio. En neutrófilo extiende entonces un seudópodo hacia una unión intercelular. La histamina y la heparina liberadas en el sitio de la lesión por los mastocitos perivasculares abren la unión intercelular y en neutrófilo migra hacia el tejido conjuntivo. Una vez que el neutrófilo se ha introducido en el tejido conjuntivo, la migración adicional hacia el sitio de la lesión está dirigida por un proceso conocido como quimiotaxis. Los neutrofilos son fagocitos activos en los sitios de inflamación. Pueden reconocer algunas bacterias y gérmenes extraños luego del reconocimiento y de la acción, el antígeno es incorporado en el neutrófilo y forma un fagosoma. Luego los gránulos azurófilos se fusionan con la membrana del fagosoma y digieren al material extraño. La mayoría de los neutrofilos mueren en este proceso; la acumulación de bacterias y neutrofilos muertos constituye el espeso exudado amarillento llamado pus. Los neutrofilos también secretan pirógeno que induce la síntesis de prostaglandinas, las que a su vez actúan sobre el centro termorregulador del hipotálamo para producir el aumento de la temperatura corporal (hipertermia). En la inflamación y la curación de las heridas también participan monocitos, linfocitos, eosinofilos, basofilos y fibroblastos. Los monocitos también entran en el tejido conjuntivo como respuesta secundaria a la lesión texturas. En el mismo sitio de la lesión se transforman en macrófagos que fagocitan detritos celulares y tisulares, fibrina, bacterias restantes y neutrofilos muertos. La curación normal de las heridas depende de la participación de los macrófagos en la respuesta inflamatoria. Al mismo tiempo que los macrófagos se tornan activos en el sitio inflamado, los fibroblastos cercanos a este
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sitio acrecientan su actividad y secretan fibras y sustancias fundamentales para reparar la lesión. Los monocitos son atraídos hacia el sitio de la inflamación por el mecanismo de la quimiotaxis. Eosinofilos Los eosinofilos son un poco más grandes que los neutrofilos y su núcleo es típicamente bilobulado. El citoplasma contiene 2 tipos de gránulos: • Gránulos específicos (cuerpo cristaloide) • Gránulos azurófilos. Los eosinofilos se asocian con reacciones alérgicas, infecciones parasitarias e inflamación crónica. Basofilos Los basofilos son los menos abundantes de todos los leucocitos y representan menos del 0.5% del total. Tienen aproximadamente el mismo tamaño que los neutrofilos. El citoplasma del basófilo contiene 2 tipos de gránulos. Gránulos específicos y gránulos azurófilos inespecíficos. La función de los basofilos esta íntimamente relacionada con la de los mastocitos, fijan un anticuerpo secretado por los plasmocitos, la IgE. La exposición ulterior al antígeno especifico a la IgE desencadena la liberación de los agentes vasoactivos de los gránulos de los basofilos y los mastocitos. Estas sustancias causan las importantes alteraciones basculares que se asocian con la hipersensibilidad y la anafilaxia. Estas células derivan de la misma célula madre hemopoyetica. Linfocitos Los linfocitos son las principales células funcionales del sistema linfático inmune. Son los agranulocitos más comunes y constituyen alrededor del 30% del total de los leucocitos sanguíneos. La mayor parte de los linfocitos de la sangre representan células inmunocompentes. Se pueden identificar 3 grupos de linfocitos de acuerdo con su tamaño: linfocitos pequeños, medianos y grandes. Los linfocitos grandes o bien linfocitos NK. En la circulación casi todos los linfocitos son pequeños y medianos, pero su mayoría son pequeños. En el organismo hay tres tipos de linfocitos distintos desde el punto de vista funcional: linfocitos T, linfocitos B y linfocitos NK. Los linfocitos T se llaman así porque sufren diferenciación en el timo. Los linfocitos B se llaman así porque se identificaron como una población separada en la bolsa de Fabricio de las aves y luego en los órganos bursaequivalentes de los mamíferos y los linfocitos NK se llaman así porque vienen del ingles Natural Killer Cells. • Los linfocitos T tienen una vida prolongada y se subclasifican según tengan o no las proteínas CD4 y CD8. • Los linfocitos B tienen una vida variable.
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• Los linfocitos NK son programados durante su desarrollo para destruir ciertas células infectadas por virus y algunos tipos de células de tumores. Poseen un núcleo arriñonado. En la sangre humana, el 60% al 80% de los linfocitos corresponde al linfocito T, el 20% al 30% a linfocitos B y el 5% al 10% a los linfocitos NK. Se han identificado 3 tipos de linfocitos T: citotóxicos, coadyuvantes y supresores. • Linfocitos T CD8+ citotóxicos. • Linfocitos TCD4+ coadyuvantes. • Linfocitos T CD45RA+ supresores y/o CD8. Monocitos Los monocitos son los precursores de las células del sistema fagocítico mononuclear. Son los leucocitos más grandes, se movilizan desde la medula ósea hacia los demás tejidos. Los monocitos permanecen en la sangre por solo 3 días. En su citoplasma hay pequeños gránulos azurófilos. Los monocitos se transforman en macrófagos, que actúan como células presentadoras de antígenos en el sistema inmune. Durante la inflamación, el monocito abandona el bazo sanguíneo, en el sitio inflamado, se transforma en histiocito y fagocita bacterias.
Plaquetas Las plaquetas son pequeños fragmentos citoplasmáticos limitados por membrana y enucleados que provienen de los megacariocitos. Las plaquetas o trombocitos derivan de grandes células poliploides situadas en la medula ósea que se llaman megacariocitos. Durante la formación de las plaquetas aparecen múltiples canales de marcación plaquetaria en las regiones periféricas del megacariocito que separan pequeñas porciones de citoplasma. En la parte central se llama cromómero o granulómero y en la periferia se llama hialomero. La vida media de las plaquetas es alrededor de 10 días. Las plaquetas pueden dividirse en 4 zonas según su organización y función. • Zona periférica. • Zona estructural, compuesta por microtubulos, filamentos de actina, niosina y proteínas fijadoras de actina. • Zona de organelas. • Zona membranosa, esta zona se compone de 2 tipos de canales membranosos. El sistema canalicular abierto y el sistema tubular denso. Las plaquetas actúan en la vigilancia continua de los vasos sanguíneos, la formación de coágulos de sangre y la reparación del tejido lesionado. Las plaquetas intervienen en varios aspectos de la hemostasia. Inspeccionan el revestimiento endotelial de los bazos sanguíneos en busca de rupturas. Las plaquetas se adhieren al tejido conjuntivo
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expuesto en el sitio dañado. La adhesión de las plaquetas desencadena un proceso complejo cuyo resultado es un tapón hemostático primario. Las plaquetas activadas liberan sus gránulos que contienen factores de la coagulación y serotonina. La serotonina es un poderoso bazo constrictor que causa la contracción de las células musculares lisas de los bazos, lo cual reduce el flujo sanguíneo local en el sitio de la lesión. Además, factores tisulares secretados por las células de los bazos sanguíneos lesionados contribuyen a la formación de un coagulo definitivo llamado tapón hemostático secundario. Una función adicional de las plaquetas es la de contribuir a la reparación de los tejidos lesionados mas allá del vaso mismo.
Formación de las células de la sangre (hemopoyesis) La hemopoyesis comprende la eritropoyesis, la leucopoyesis y la trombopoyesis, las células y los elementos formes de la sangre tienen una vida limitada; se producen y se destruyen de manera continua. En el adulto, los eritrocitos, los granulocitos, los monocitos y las plaquetas se forman en la medula ósea roja; los linfocitos también se generan en la medula ósea roja y en los tejidos linfáticos. La hemopoyesis se inicia en las primeras semanas del desarrollo embrionario. Teoría monofilética de la hemopoyesis Según la teoría las células de la sangre derivan de una célula madre común, célula madre pluripotencial (PPSC). Una PPSC da origen a múltiples unidades formadoras de colonias (CFU). Las descendientes de esta célula se diferencian en la célula madre mieloide multipotencial (SFU-GEMM) y en la célula madre linfoide multipotencial (CFU-L). luego la CFU-G se diferencia en progenitores de linaje especificas: una célula que da origen al linaje eritrocítico (CFU-E), una célula que origina el linaje granulocítico neutrófilo y linaje monocítico (CFU-GM), una célula de la que derivan los eusinofilos (CFU-Eo), una célula precursora de los basofilos (CFUBa) una célula que da origen a los megacariocitos (CFU-Meg) Eritropoyesis (Formación de los eritrocitos) Los eritrocitos se desarrollan a partir de la célula madre mieloide multipotencial bajo la influencia de eritopoyetina. La célula progenitora eritrocítica da origen al proeritoblasto. El proeritoblasto es una célula grande con un núcleo esferoidal con uno o dos nucléolos visibles. El eritroblasto basófilo es más pequeño que el proeritroblasto del cual se origina por división mitótica. El eritoblasto policromatofico tiene un citoplasta que exhibe tanto acidofilia como basofília. La próxima etapa de la eritropoyesis es la que corresponde al eritroblasto ortocromático. En esta etapa el eritoblasto ortocromático ya no es capaz de dividirse. El eritrocito policromatófilo o reticulocito a expulsado su núcleo, una vez que ha ocurrido esto, el producto celular restante esta listo para pasar a un sinusoide bascular de la medula ósea.
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Cinética de la Eritropoyesis La mitosis ocurre en los proeritroblastos, los eritroblastos basofilos y los eritroblastos policromatofilos. La formación y la liberación de los eritrocitos esta regulada por la eritropoyetina. Cuando los eritrocitos se hacen viejos el sistema macrofágico del bazo, la medula ósea y el hígado los fagocita y degrada. El grupo hem y las globinas se disocian y reingresan en el fondo común metabólico para ser reutilizado. Granulopoyesis (formación de los granulositos) Los neutrofilos se originan a partir de la célula madre mieloide multipotencial. En el proceso de maduración el neutrófilo atraviesa 6 etapas identificables por la morfología: mieloblastos, promielositos, mielocitos, metamielocitos, célula en banda y neutrófilo maduro. Los eosinofilos y los basofilos sufren una maduración con etapas morfológicas similares a las de los neutrofilos. Los mieloblastos son las primeras células reconocibles que inician el proceso de la granulopoyesis. El mieloblasto se convierte en promielocito. Los promielositos son las únicas células que producen gránulos azurófilos. El promielocito se convierte en mielocito. Los mielocitos son los primeros en exhibir gránulos específicos. Los mielocitos dan origen a los metamielocitos. El metamielosito es la etapa en la cual se pueden identificar bien los linajes de neutrofilos, eosinofilos y basofilos por la presencia de abundantes gránulos específicos. En los neutrofilos la etapa de metamielosito de la granulopoyesis es seguida por la etapa de banda y la próxima etapa de desarrollo se reconoce con facilidad que es la de eusinófilo maduro y basófilo maduro respectivamente. En la serie neutrófila, la célula en banda es anterior al desarrollo de los primeros lóbulos nucleares discernibles. Mas tarde aparecen constricciones en el núcleo de estas células en banda y se tornan más prominentes hasta que se pueden reconocer 2 o 4 lóbulos nucleares; las células se consideran entonces un neutrófilo maduro, también denominado leucocito poliformonuclear neutrófilo o neutrófilo segmentado. El porcentaje de células en banda en la circulación pueden aumentar en las inflamaciones y en las infecciones agudas o crónicas. Cinética de la granulopoyesis La división celular en la granulopoyesis cesa al final del mielocito. Los neutrofilos salen de la sangre y puede circular durante escasos minutos o hasta 16 hrs. antes de introducirse en el tejido conjuntivo perivascular. Los neutrofilos viven de 1 a 2 días en el tejido conjuntivo tras lo cual son destruidos por apoptosis y luego fagocitados por macrófagos. Monocitopoyesis (formación de los monocitos) La célula madre mieloide multipotencial también da origen a las células que siguen la línea de desarrollo de monocito-macrófago. Los monocitos se producen en la
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medula ósea a partir de una célula madre bipotencial que puede madurar hacia monocitos o hacia neutrofilos. Los precursores monociticos en la medula ósea son los monoblastos y los promonocitos. Los monocitos permanecen en la circulación unas 16 hrs. antes de emigrar hacia los tejidos, en donde se diferencian en macrófagos. Trombocitopoyesis (formación de las plaquetas) Las plaquetas también derivan de la célula madre mieloide multipotencial, que se diferencia en la célula CFU-Meg predestinada en convertirse en un megacariocito. Las plaquetas se forman en la medula ósea como producto de una célula derivada de la misma célula madre multipotencial que da origen a las series eritrocítica y granulocitica. El megacarioblasto sufre endocitosis sucesivas; es decir que los cromosomas se duplican pero no ocurre cariocinesis ni citosinesis. Con la estimulación hormonal de la trombopoyetina las células se convierten entonces en un megacariocito formador de plaquetas. Linfopoyesis Las células madre linfoide multipotenciales también se originan en la medula ósea. Aunque los linfocitos proliferan en los órganos linfáticos periféricos, su fuente sigue siendo la medula ósea. La progenie de las células madre linfoides multipotenciales destinada a convertirse en linfocitos T abandonan la medula ósea y se traslada hacia el timo en donde completa su diferenciación y su educación de célula tímica. Luego vuelve a la circulación en forma de linfocito T pequeño. Los precursores de los linfocitos pequeños en la medula ósea se denominan células trasnsicionales.
Medula Ósea La medula ósea roja se haya enteramente dentro de los huesos tanto en la cavidad medular de los huesos largos jóvenes como en los espacios que hay entre las trabéculas del hueso esponjoso. La medula ósea está compuesta de bazos sanguíneas, estructuras basculares especializadas que reciben el nombre de sinusoides y una malla esponjosa de células hemopoyeticas. La sinusoide de la medula ósea roja esta interpuesto entre arterias y venas. El sistema de sinusoides de la medula ósea es una circulación cerrada; los elementos formes nuevos tienen que atravesar el endotelio para entrar en la circulación por un orificio o abertura transitoria. La célula migrante perfora la célula endotelial. Todo elemento forme debe deslizarse a través de una abertura para alcanzar la luz de un sinusoide. La medula ósea que no es activamente hemopoyetica contiene sobre todo adipositos, lo cual le da aspecto de tejido adiposo. La medula ósea inactiva recibe el nombre de medula ósea amarilla. La mitad del espacio medular está compuesto por tejido adiposo y la otra mitad contiene el tejido hemopoyético. La medula ósea amarilla retiene su potencialidad hemopoyetica y si es necesario como ocurre después de una hemorragia grave, puede volver a convertirse en medula ósea roja.
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9 Aparato Digestivo II: esófago, estomago e intestino
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Aparato digestivo II: esófago, estomago e intestino Generalidades del tubo digestivo La porción del tubo digestivo que se extiende desde el extremo proximal del esófago hasta el extremo distal del conducto anal esta compuesta por una serie de órganos tubulares. • Mucosa, epitelio de revestimiento, una capa subyacente de tejido conjuntivo denominada lámina propia y la muscular de la mucosa compuesta por músculo liso. • Submucosa, que esta compuesta por tejido conjuntivo denso no moldeado. • Muscular externa, dos capas de tejido muscular liso. • Serosa, epitelio simple plano. Donde la pared del tubo esta adherida directamente a las estructuras contiguas hay una adventicia compuesta por tejido conjuntivo. Mucosa El epitelio varía a todo lo largo del tubo digestivo y esta adaptado a las funciones específicas de cada uno de los órganos digestivos. La mucosa tiene 3 funciones principales: protección, absorción y secreción. El epitelio de la mucosa sirve como barrera que separa la luz del tubo digestivo del resto del organismo. La función absortiva de la mucosa permite que los alimentos digeridos, el agua y los electrolitos alcancen los vasos sanguíneos y linfáticos. • Pliegues circulares, que son pliegues de la submucosa con orientación circunferencial y están en casi toda la longitud del intestino delgado. • Vellosidades, son proyecciones digitiformes de la mucosa que cubre toda la superficie del intestino delgado. • Microvellosidades, son proyecciones microscópicas conjuntas de la superficie apical de las células. La función secretora de la mucosa proporciona lubricación, entrega de enzimas digestivas y anticuerpos a la luz del tubo digestivo y genera hormonas de acción local y regional. Los diversos productos de secreción consisten en moco para la lubricación protectora, enzimas, acido clorhídrico, hormonas peptídicas y agua. Las glándulas del 69
tubo digestivo son: • Glándulas mucosas. • Glándulas submucosas. • Glándulas extramurales. La lámina propia contiene glándulas, vasos que transportan sustancias absorbidas y componentes del sistema inmune. En los segmentos del tubo digestivo donde ocurre absorción, sobre todo en los intestinos delgado y grueso, los productos de la digestión absorbidos se difunden hacia los vasos sanguíneos y linfáticos de la lámina propia para su distribución. Los tejidos linfáticos en la lámina propia funcionan como una barrera inmunológica; • Tejido linfático difuso. • Nódulos linfáticos. • Eosinofilos, macrófagos y neutrofilos. La muscular de la mucosa forma el límite entre la mucosa y la submucosa, consiste en células musculares lisas dispuestas en una capa circular interna y una capa longitudinal externa. Submucosa La submucosa es una capa de tejido conjuntivo denso no moldeado que contiene vasos sanguíneos y linfáticos, un plexo nervioso y a veces glándulas. Muscular externa La mayoría de los órganos del tubo digestivo la muscular externa consiste en 2 capas de músculo liso grueso. Las células de la capa interna forman una espiral apretada que se denomina capa circular, mientras que las de la capa externa son una capa longitudinal. La contracción de la capa circular interna de la muscular externa comprime y mezcla el contenido del tubo digestivo mientras que la contracción de la longitudinal externa impulsa el contenido luminal por acortamiento del tubo. La contracción rítmica lenta de estas capas musculares produce la peristálsis. En varios puntos a lo largo del tejido digestivo, la capa muscular circular esta engrosada para formar esfínteres o válvulas. • Esfínter faringoesofágico. • Esfínter pilórico. • Válvula ileocecal. • Esfínter anal interno. Serosa y adventicia 70
La serosa es una membrana compuesta por una capa de epitelio simple plano llamado mesotelio y una pequeña cantidad de tejido conjuntivo. Hay partes del tubo digestivo que no poseen una serosa, estas estructuras poseen una adventicia que se mezcla con el tejido conjuntivo propio de la pared de la cavidad correspondiente.
Esófago El esófago es un tubo muscular liso que conduce alimentos y líquidos desde la faringe hasta el estomago. La mucosa que tapiza el esófago en toda su longitud posee un epitelio estratificado no queratinizado. La parte más periférica de la mucosa, corresponde a la muscular de la mucosa, esta compuesta por músculo liso de orientación longitudinal que comienza más o menos a la altura del cartílago cricoides. La submucosa consiste en tejido conjuntivo denso no moldeado que contiene vasos sanguíneos y linfáticos de mayor calibre, fibras nerviosas, células ganglionares. La muscular externa se divide en 2 estratos musculares: una capa circular interna y una capa longitudinal externa. Entre la muscular se encuentran los plexos nerviosos de Auerbach y de Meissner que estimulan la actividad peristáltica. Las glándulas mucosas y submucosas del esófago secretan moco para lubricar y proteger la superficie luminar. • Glándulas esofágicas propiamente dichas, están en la submucosa. • Glándulas esofágicas cardiales, están en la región del cardias. El moco producido por las glándulas esofágicas propiamente dichas es apenas acido y tiene la función de lubricar la superficie luminar. Las glándulas esofágicas cardiales producen moco neutro.
Estomago El estomago es una región dilatada del tubo digestivo que esta justo debajo del diafragma. Recibe el bolo de alimento macerado desde el esófago. La mezcla y la digestión parcial de los alimentos en el estomago por la acción de sus secreciones producen una mezcla liquida espesa llamada quimo. Desde el punto de vista histológico, el estomago se divide en tres regiones de acuerdo con el tipo de glándula que contiene cada una. • Región cardial (cardias), la parte cercana al orificio esofágico que contiene las glándulas cardiales. • Región pilórica (antro), la parte proximal con respecto al esfínter pilórico que contiene las glándulas pilóricas. • Región fúndica (fundus), la parte mas grande del estomago que esta situada entre el cardias y el antro pilórico contiene las glándulas fúndicas. Mucosa gástrica Los pliegues longitudinales de la submucosa permiten la distensión del estomago cuando se llena. Estos pliegues se les conoce como rugae. Cuando el estomago se distiende por completo, los pliegues prácticamente desaparecen. 71
El estomago tiene hendiduras poco profundas que dividen la mucosa en pequeñas regiones sobresalientes irregulares llamadas regiones mamiladas o mamelones. La mucosa también contiene gran cantidad de orificios llamados criptas gástricas. Las glándulas fúndicas desembocan en el fondo de estas fositas gástricas. El epitelio que reviste la superficie general de la mucosa del estomago y las fositas gástricas es simple cilíndrico. La secreción mucosa de las células mucosas superficiales se conoce como moco visible, forma una gruesa cubierta viscosa que de adhiere a la superficie epitelial y protege contra la abrasión de los componentes mas ásperos del tubo. Glándulas fúndicas de la mucosa del gástrica Las glándulas fúndicas producen el jugo gástrico, alrededor de 2 litros al día. Contienen varias sustancias además de agua y electrolitos el jugo gástrico contiene 4 componentes principales: • Acido clorhídrico (HCl). • Pepsina, una poderosa enzima proteolítica. • Moco. • Factor intrínseco, una glucoproteina que se fija a la vitamina B12. Las glándulas fúndicas están compuestas por 4 tipos celulares con funciones diferentes. • Células mucosas del cuello. • Células principales. • Células parietales. • Células eteroendocrinas. • Células indiferenciadas. Las células mucosas del cuello están situadas en la región del cuello en la glándula fúndica. Secretan un moco soluble liquido. Las células principales están ubicadas en la parte profunda de las glándulas fúndicas, secretan proteínas típicas, pepsinogeno y una lipasa débil. Las células parietales secretan HCl y factor intrínseco. Son células grandes a veces binucleadas y aparecen más o menos triangulares. Las células parietales exhiben un sistema de canalículos intracelulares extensos. El HCl es producido en la luz de los canalículos intracelulares. Las células parietales poseen tres tipos diferentes de receptores de membrana para sustancias que activan la secreción de HCl: receptores de gastrina, receptores histamínicos H2 y receptores acetilcolinicos M3. Las células eteroendocrinas secretan sus productos hacia la lamina propia. Se cree que estas células examinan el contenido de la luz glandular y liberan hormonas según la información obtenida en ese proceso.
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Glándulas cardiales de la mucosa gástrica Las glándulas cardiales están compuestas por glándulas secretoras de moco, están limitadas en una estrecha región del estomago (cardias) que rodea el orificio esofágico inferior. Su secreción combinadas con la de las glándulas esofágicas cardiales, contribuyen al jugo gástrico y también ayuda a proteger el epitelio esofágico contra el reflujo acido del estomago. Glándulas pilóricas de la mucosa gástrica Las células de las células pilóricas contribuyen a proteger la mucosa del antro pilórico. Están situadas en el antro pilórico. Renovación celular epitelial en el estomago Las células mucosas superficiales se renuevan cada 3 a 5 días. La vida media relativamente corta de las células mucosas superficiales es compensada por la actividad mitótica en el istmo, o sea el estrecho segmento que esta entre la fosita gástrica y la glándula fúndica. Las células de las glándulas fúndicas tienen una vida media bastante prolongada, viven más tiempo alrededor de 150 a 200 días. Se calcula que las células eteroendocrinas y las células principales viven entre 60 y 90 días antes de ser reemplazadas por células nuevas que emigran hacia abajo desde el istmo. Las células mucosas del cuello, en cambio, tienen una vida media mucho más corta, de alrededor de 6 días. Lamina propia y muscular de la mucosa La lamina propia del estomago es relativamente escasa. La muscular de la mucosa esta formada por 2 capas bastante delgadas, que en general son una circular interna y otra longitudinal externa. Submucosa gástrica La submucosa esta compuesta por tejido conjuntivo denso con cantidades variables de tejido adiposo y vasos sanguíneos así como fibras nerviosas. Muscular externa gástrica La muscular externa del estomago se describe tradicionalmente como compuesta por una capa longitudinal externa, una capa circular media y una capa oblicua interna. Serosa gástrica La serosa del estomago se continua con el peritoneo parietal de la cavidad abdominal a través del epiplón.
Intestino delgado El intestino delgado con sus más de 6 metros es el componente más largo del componente digestivo y esta dividido en 3 porciones anatómicas: • Duodeno (25cm de largo), comienza a la altura del píloro del estomago termina en ángulo duodenoyeyunal.
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• Yeyuno (2.5mts de largo), comienza en el ángulo duodenoyeyunal. • Ileon (3.5mts. de largo), la continuación del yeyuno y termina en la válvula ileocecal. El intestino delgado es el principal sitio para la digestión de los alimentos y para la absorción de los productos de la digestión. El quimo gástrico entra en el duodeno hacia donde las enzimas del páncreas y la secreción biliar hepática también son enviadas para continuar el proceso de solubilización y digestión. Los pliegues circulares, las vellosidades y las microvellosidades aumentan la extensión de la superficie absortiva del intestino delgado. Las vellosidades, las glándulas intestinales, la lámina propia y la muscular de la mucosa son las características esenciales de la mucosa del intestino delgado. Las glándulas intestinales son estructuras tubulares simples que se extienden desde la muscular de la mucosa y desembocan en la superficie luminal del intestino. La muscular de la mucosa consiste en 2 delgadas capas de células musculares lisas, una circular interna y una longitudinal externa. El epitelio de la mucosa del intestino delgado tiene por lo menos 5 tipos celulares. • Enterocitos, absorción. • Células calciformes, mucosecretantes. • Células de Paneth, inmunidad. • Células eteroendocrinas, producen hormonas. • Células M, cubren grandes nódulos linfáticos. Los enterocitos son células absortivas especializadas para el transporte de sustancias desde la luz del intestino hasta el torrente circulatorio. Las uniones estrechas establecen una barrera entre la luz intestinal y el compartimiento intercelular epitelial. Los enterocitos también son células secretoras que producen las enzimas necesarias para la digestión terminal y la absorción así como la secreción de agua y electrolitos. La función secretora de los enterocitos consiste en la síntesis de enzimas glucoprotéicas. El intestino delgado también secreta agua y electrolitos. Esta actividad ocurre principalmente en las células de las glándulas intestinales. Las células calciformes representan glándulas unicelulares que están dispersas entre las otras células del epitelio intestinal y producen moco. Las células de Paneth desempeñan un papel en la regulación de la flora bacteriana normal del intestino delgado y se encuentran en la base de las glándulas intestinales. Los gránulos de secreción tienen la enzima antibacteriana lisozima, defensinas, glucoproteinas, zinc. Esta acción antibacteriana y su capacidad de fagocitar varias bacterias protozoarios indican que las células de Paneth desempeñan un papel en la 74
regulación de la flora bacteriana del intestino. Las células eteroendocrinas del intestino delgado producen casi todas las mismas hormonas peptídicas que en el estomago como la CCK, las secretina, el GIP la motilina. Las células M conducen microorganismos y otras macromoléculas desde la luz intestinal hacia las placas de Peyer. Las células M poseen micropliegues en lugar de micro vellosidades en su superficie apical y captan microorganismos y macromoléculas de la luz en vesículas endociticas. Las células intermedias tienen características tanto de células calciformes como de células absortivas inmaduras. La lamina propia del tubo digestivo esta superpoblada de elementos del sistema inmune; alrededor de un cuarto de la mucosa consistente en una capa de organización laxa que contienen nódulos linfáticos, linfocitos, macrófagos, plasmocitos y eusinófilos en la lámina propia. Submucosa Una característica distintiva del duodeno es la presencia de glándulas submucosas o glándulas de Brunner, estas glándulas producen cimógeno, una secreción alcalina que sirve para proteger el intestino delgado al neutralizar el quimo acido. Muscular externa La muscular externa esta compuesta por una capa interna de células musculares lisas de disposición circular y una capa externa de disposición longitudinal. Entre estas 2 capas musculares están situados los componentes principales del plexo de Auerbach responsable de las contracciones de segmentación y contracciones peristálticas. Renovación celular epitelial en el intestino delgado Todas las células maduras del epitelio intestinal derivan de una sola población de células madre. Las células madre están situadas a base de las glándulas intestinales. El tiempo de renovación para las células absortivas y para las células calciformes en el intestino delgado es de 5 a 6 días.
Intestino grueso El intestino grueso comprende el ciego con su apéndice vermiforme, el colon, el recto y el conducto anal. El colon a su vez se subdivide de acuerdo con su función anatómica en: colon ascendente, colon transverso, colon descendente, y colon sigmoides. Mucosa Las funciones principales del intestino grueso son la de reabsorción de agua y electrolitos y la eliminación de los alimentos no digeridos y de desechos. La eliminación de materiales de desecho semisólidos o sólidos es facilitadas por la gran cantidad de moco secretado por las abundantes células calciformes de las glándulas intestinales. El epitelio de la mucosa del intestino grueso contiene los mismos tipos celulares que el intestino delgado excepto las células de Paneth que normalmente faltan en los humanos.
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Renovación celular epitelial en el intestino grueso Todas las células epiteliales del intestino grueso derivan de una sola población de células madre ubicadas en la base de las glándulas intestinales. Los tiempos de recambio de células epiteliales del intestino grueso son similares a los de las células del intestino delgado, es decir unos 6 días las células absortivas y 4 semanas para las células eteroendocrinas.
Lamina propia • La meseta colágena una gruesa capa de colágeno y proteglucano que está ubicada entre la lamina basal del epitelio de revestimiento. • Un GALD, grandes nódulos linfáticos. • Una vaina fibroblástica, población de fibroblastos. • Carencia de vasos linfáticos en la lámina propia.
Muscular externa En el ciego y el colon la capa externa de la muscular externa están parcialmente condensadas en bandeletas musculares longitudinales prominentes llamadas tenias del colon. Haces de músculos de las tenias del colon penetran la capa circular interna del muscular externa con intervalos irregulares en toda la longitud y la circunferencia del colon. Estas discontinuidades visibles de la muscular externa permiten que diferentes segmentos del colon se contraigan de forma independiente lo cual conduce a la formación de haustras. Ciego y apéndice El ciego es una expansión del intestino grueso, el apéndice es una evaginación digitiforme alargada, fina y más o menos flexible que tiene su origen en el ciego. La característica más notoria del apéndice es la gran cantidad de nódulos linfáticos que se extienden dentro de la submucosa. Recto y conducto anal El recto es la porción distal dilatada del tubo digestivo. La mucosa del recto es similar a la del resto del colon distal y posee glándulas intestinales tubulares rectas con muchas células calciformes. La porción más distal del tubo digestivo es el conducto anal. La parte superior del conducto anal posee pliegues longitudinales llamados columnas anales. Las depresiones que hay entre estas columnas se conocen como senos anales. El conducto esta dividido en 3 zonas de acuerdo con las características del revestimiento epitelial: • La zona color rectal, epitelio simple cilíndrico. • Zona de transición, transición entre el epitelio simple cilíndrico y el epitelio 76
estratificado plano. • Zona pavimentosa, epitelio estratificado plano. La submucosa de las zonas anales contiene las ramificaciones terminales de la arteria rectal superior y el plexo venoso rectal la dilatación de las venas de la submucosa constituye las hemorroides internas. El esfínter anal externo consiste en músculo estriado del periné.
10 Aparato Digestivo III Hígado, vesícula biliar y páncreas
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Aparato digestivo III: hígado, vesícula biliar y páncreas Hígado Generalidades El hígado es la más grande de las glándulas y la víscera más voluminosa del organismo. Pesa alrededor de 1.500g. Esta revestido por una capsula de tejido conjuntivo fibroso: Capsula de Glisson, y una capa serosa: peritoneo visceral. Esta dividido anatómicamente por surcos profundos en dos lóbulos grandes, derecho e izquierdo, y en otros dos más pequeños: lóbulo cuadrado y lóbulo caudado. Fisiología hepática Muchas proteínas plasmáticas circulantes son producidas y secretadas por el hígado. El hígado desempeña un papel importante en la captación, el almacenamiento y la distribución de las sustancias nutritivas y las vitaminas que circulan en la sangre. También mantiene la concentración sanguínea de la glucosa y regula las concentraciones de las lipoproteínas de muy baja densidad. El hígado degrada o conjuga muchos fármacos y sustancias toxicas pero puede ser abrumado por estas sustancias y sufrir lesiones. El hígado también es un órgano exocrino y produce la bilis que contiene sales biliares, fosfolipidos y colesterol. El hígado también tiene funciones importantes de tipo endocrino ya que produce la mayor parte de proteínas plasmáticas del organismo: • • • • •
Albúminas Lipoproteínas Glucoproteinas Protombina y fibrinogeno Globulinas no inmunes
El hígado almacena y convergerte varias vitaminas y hierro. Varias vitaminas son captadas desde la sangre y luego almacenadas en el hígado, donde se conservan inalteradas o sufren modificaciones bioquímicas, estas vitaminas son: •
Vitamina A (retinol) 78
• •
Vitamina D (colicalciferol) Vitamina K (menaquinona)
También el hígado participa en el almacenamiento, el metabolismo y la homeostasis del hierro. Sintetizan casi todas las proteínas que intervienen en el transporte y el metabolismo del hierro. El hierro se almacena en el citoplasma de los hepatocitos en la forma de ferritina. La sobrecarga de hierro produce hemocromatosis, una forma de lesión hepática que se caracteriza por la presencia de cantidades excesivas de hemosiderina en los hepatocitos. El hígado degrada fármacos y toxinas. Convierte estas sustancias en formas más solubles en agua. Este proceso lo realizan los hepatocitos en dos fases: • La fase 1, llamada oxidación, comprende la hidroxilación y carboxilación • La fase II, llamada conjugación. El hígado es importante en el metabolismo de los carbohidratos. La glucosa-6-fosfato se almacena en el hígado en forma de glucógeno. Durante el ayuno el glucógeno es degradado por glucogenolisis. Además el hígado también interviene en el metabolismo de los lípidos. Los ácidos grasos provenientes del plasma son consumidos por los hepatocitos para obtener energía. El hígado también produce cuerpos cetónicos que sirven como combustible en otros órganos. Otra función es el metabolismo del colesterol y sintetiza la mayor parte de la urea. El hígado participa en la síntesis y conversión de aminoácidos no esenciales en aminoácidos esenciales. La producción de bilis es una función exocrina del hígado. La bilis contiene productos de desecho conjugado y degradado que son devueltos al intestino para eliminación. La bilis sale del parénquima hepático atreves de los conductos biliares que se reúnen para formar los conductos derecho e izquierdo, los cuales se unen un conducto hepático común. Luego el conducto cístico lleva la bilis hacia la vesícula biliar donde ese concentra. La bilis retorna por el conducto cístico hacia el colédoco. El hígado modifica la acción de hormonas liberadas por otros órganos: • Vitamina D • Tiroxina • Hormona del crecimiento • Insulina y Glucagon
Irrigación Hepática En el hígado hay una irrigación doble que tiene un componente venoso dado por la vena porta y un componente arterial dado por la arteria hepática. Ambos vasos se introducen al hígado atreves del hilio o porta hepatis, el mismo sitio por el que salen las vías biliares y los vasos linfáticos. El hígado recibe sangre que primero irrigo los intestinos, el páncreas y el vaso. Recibe su irrigación principal (alrededor de 75% de la vena porta que conduce sangre 79
venosa con poca concentración de oxigeno.) la sangre proviene del tubo digestivo y de órganos abdominales importantes como el páncreas y el vaso. La sangre de la porta entra que entra en el hígado contiene: • Sustancias nutritivas y materiales tóxicos absorbidos en el intestino El hígado es el primer órgano en recibir sustratos metabólicos y sustancias nutritivas, también es el primero que está expuesto a los compuestos tóxicos que se han absorbido. La arteria hepática, que es una rama del tronco celiaco, lleva sangre oxigenada al hígado y provee el 25% restante de su irrigación. La sangre de las 2 fuentes se mezcla justo antes de perfundir los hepatocitos del parénquima hepático, estos nunca quedan expuestos a una sangre oxigenada por completo. Dentro del hígado, las ramas de distribución de la vena porta y de la arteria hepática y las ramas de drenaje de la vía biliar transcurren juntas en lo que se ha dado en llamar triada portal. Las sinusoides están en íntimo contacto con los hepatocitos y sirven para el intercambio de sustancias entre la sangre y las células hepáticas. Estos sinusoides desembocan en una vena central o centro lobulillar que a su vez drena en las venas supralobulillares. La sangre abandona al hígado atreves de las venas suprahepáticas que desembocan en la vena cava inferior. Organización estructural del Hígado • Parénquima, consiste en trabéculas de hepatocitos. • Estroma de tejido conjuntivo que se continua con la capsula fibrosa de Glisson. • Capilares sinusoidales (sinusoides), que son los vasos que hay entre las trabéculas hepatocíticas. • Espacios perisinusoidales (espacios de Disse), que están entre el endotelio sinusoidal y los hepatocitos. Lobulillos hepáticos Hay 3 maneras de describir la estructura del hígado en términos de una unidad funcional: el lobulillo clásico, el lobulillo portal y el ácino hepático. El lobulillo clásico es el método tradicional de considerar la organización del parénquima hepático. El lobulillo hepático clásico se ve como una masa de tejido más o menos hexagonal. Este lobulillo consiste en pilas de trabéculas hepatocíticas anastomosadas, de una célula de espesor, separadas por el sistema interconectado de sinusoides que irrigan las células con una mezcla de sangre venosa y arterial. En el centro hay una vénula de relativo gran tamaño, la llamada vena centro lobulillar. En los ángulos del hexágono están los espacios portales o espacios de Kiernan, que consiste en tejido conjuntivo laxo estromal caracterizado por la presencia de las triadas portales. En los bordes del espacio portal hay un pequeño intersticio denominado espacio de Mall. Se cree que este espacio es uno de los sitios donde se origina linfa en el hígado. El lobulillo portal pone de relieve las funciones exocrinas del hígado. La principal función exocrina del hígado es la secreción de bilis. El eje morfológico del lobulillo
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portal es el conducto biliar interlobulillar de la triada portal del lobulillo clásico. Sus bordes externos son líneas imaginarias trazadas entre las venas centrolobulillares mas cercanas a esta triada portal. El ácino hepático es la unidad estructural que provee la mejor concordancia entre conjunción sanguínea, actividad metabólica y patología hepática. El ácino hepático tiene forma romboidal y es la más pequeña unidad funcional del parénquima hepático. Los hepatocitos en cada ácino hepático se describen dispuestos en 3 zonas. •
La zona 1
•
La zona 3
•
La zona 2
A causa del flujo sanguíneo sinusoidal, en las 3 zonas varia el gradiente de oxigeno, la actividad metabólica de los hepatocitos y la distribución de las encimas hepáticas. Las células de la zona 1 son las primeras en recibir oxigeno, nutrientes y toxinas desde la sangre sinusoidal y son las primeras en exhibir alteraciones morfológicas tras la obstrucción de la vía biliar. Las células de la zona 3 son las primeras en sufrir necrosis isquémica. Son las ultimas en responder ante sustancias toxicas y a la estasis biliar. Vasos sanguíneos del parénquima Los vasos interlobulillares mayores se ramifican en vasos de distribución que están situados en la periferia del lobulillo. Estos vasos de distribución emiten vasos de entrada hacia los sinusoides. En los sinusoides la sangre fluye en forma centrípeta hacia la vena centrolobulillar. La vena centrolobulillar transcurre a lo largo del eje central del lobulillo hepático clásico, aumenta su calibre conforme avanza atreves del lobulillo y desemboca en una vena supralobulillar. Los sinusoides hepáticos están revestidos por un delgado endotelio discontinuo. La discontinuidad del endotelio es obvia por 2 razones: • Hay fenestraciones grandes. • Hay brechas amplias entre las células endoteliales contiguas. Algunos sinusoides hepáticos tienen un componente en su revestimiento bascular llamado macrófago sinusoidal estrellado o célula de Kupffer. Las células de Kupffer pertenecen al sistema fagocítico mono nuclear, estas células derivan de los monocitos. Las células de Kupffer participan en la degradación final de algunos eritrocitos dañados u envejecidos que llegan al hígado. Un poco del hierro ferritinico se puede convertir en granulo de hemosiderina y almacenarse en estas células. Esta función aumenta mucho luego de la esplenectomía y entonces se torna indispensable para la eliminación de los eritrocitos desgastados. Espacio perisinusoidal (espacio de Disse) El espacio peri sinusoidal es el sitio de intercambio de materiales entre la sangre 81
y los hepatocitos, está entre la superficies basales de los hepatocitos y las superficies basales de las células endoteliales y de las células de Kupffer que tapizan los sinusoides. Las células estrellada hepáticas (células de Ito) almacenan vitamina A, pero en situación patológicas se diferencian en miofibroblastos y sintetizan colágeno, también tienen inclusiones lipidicas citoplasmáticas. La vitamina A se libera de las células estrelladas hepáticas como retinol aun RBP. Vasos linfáticos La linfa del hígado se origina en el espacio perisinusoidal o espacio de Mall. La linfa circula en el mismo sentido que la bilis. Hepatocitos Los hepatocitos forman las trabéculas celulares anastomosadas del lobulillo hepático, constituyen el 80% de la población celular del hígado. La mayoría de los hepatocitos son tetraploides, es decir que contienen el doble de la cantidad de ADN normal. La vida media de esta célula es alrededor de 5 meses y tienen una capacidad de regeneración considerable. Los peroxisomas son abundantes en los hepatocitos, hay entre 200 y 300 peroxisomas por hepatocito. Tienen una gran cantidad de oxidasa que genera peróxido de hidrogeno. La encima catalasa, que también esta en los peroxisomas, degrada el peróxido de hidrogeno en oxigeno y agua. Estos tipos de reacciones participan en procesos de desintoxicación por ejemplo la desintoxicación del alcohol, también intervienen en la degradación de los ácidos grasos. El sER puede ser extenso en los hepatocitos contiene encimas que participan en la degradación y la conjugación de toxinas y fármacos, así como encimas encargadas de la síntesis del colesterol y del componente lipídico de las lipoproteínas. En condiciones de sobrecarga hepatocítica por fármacos, toxinas, o estimulantes metabólicos el sER puede convertirse en la organela predominante de la célula. La estimulación del sER por el etanol aumenta su capacidad para desintoxicar. El gran aparato de Golgi de los hepatocitos puede contener hasta 50 dictiosomas, cada uno compuesto por 3 a 5 cisternas apiladas que en realidad son componentes del tortuoso aparato de Golgi. Vías biliares Las vías biliares están formadas por un sistema de conductos calibre cada vez mayor por los que fluye la bilis desde los hepatocitos hacia la vesícula biliar y desde esta ultima hacia el intestino. Las ramas mas pequeñas de todo el sistema son los canalículos biliares hacia los cuales los hepatocitos secretan la bilis. El canalículo biliar es un pequeño conducto formado por surcos opuestos en la superficie de hepatocitos contiguos. Cerca del espacio portal los canalículos biliares se reúnen para formar los denominados conductillos biliares, colangiolos o conductos de Gering. La vía biliar intrahepática lleva la bilis hasta los conductos hepáticos. Los colangiolos conducen la bilis atreves de los límites del lobulillo hasta los conductos biliares interlobulillares que forman parte de la triada portal. Los conductos iterlobulillares se 82
reúnen para formar los conductos hepáticos derecho e izquierdo, que a su vez se unen para formar el conducto hepático común a la altura del hilio. La vía biliar extrahepática conduce la bilis hacia la vesícula biliar y el duodeno. El conducto cístico conecta el conducto hepático común con la vesícula biliar y permite la entrada de la bilis en esta, así como su salida otra vez a la vía biliar. Cuando el conducto cístico se une con el conducto hepático común este cambia de nombre a colédoco y se extiende hasta la pared del duodeno para terminar en la ampolla de Vater. Un engrosamiento de la musculatura externa duodenal a la altura de la ampolla forma el esfínter de Oddi y actúa como válvula para regular el flujo de la bilis y el jugo pancreático hacia el duodeno. El hígado adulto secreta un promedio de alrededor de 1 litro de bilis al día. Muchos componentes de la bilis participan en la llamada circulación enterohepática que sirven para reciclarlos. • Alrededor del 90% de las sales biliares se reabsorben y retornan al hígado con la sangre de la vena porta. Los hepatocitos reabsorben las sales biliares y vuelven a secretarlas. Los hepatocitos también sintetizan nuevas sales biliares para remplazar las que se pierden. • El colesterol y el fosfolípido lecitina y los electrolitos también son absorbidos y reciclados. El glucoronido de bilirrubina, el producto desintoxicado final de la degradación de la hemoglobina, no se recicla. En última instancia se excreta con la materia fecal y le da su color a esta. Una falla en la absorción de la bilirrubina puede causar ictericia.
Vesícula biliar Es un saco con forma de pera que contiene un volumen de alrededor de 50ml de bilis. La vesícula biliar concentra y almacena la bilis, es un saco ciego que desde su región denominada cuello se continúa con el conducto cístico. Atreves de este conducto recibe bilis del conducto hepático común. Ciertas hormonas secretadas por las células eteroendocrinas del intestino delgado en respuesta a la presencia de grasas en la región proximal del duodeno estimulan las contracciones del músculo liso vesicular. Como consecuencia de estas contracciones la bilis se expulsa hacia el colédoco que la conduce hasta el duodeno. La mucosa de la vesícula biliar tiene varias características distintivas. Tiene abundantes pliegues profundos. La superficie de la mucosa consiste en un epitelio simple cilíndrico. Las células epiteliales poseen: • Microvellosidades apicales. • Complejos de unión apicales. • Concentración de mitocondrias. • Pliegues laterales. Estas células se parecen mucho a las células absortivas intestinales. La pared de la vesícula biliar carece de muscular de la mucosa y de submucosa. Por fuera de la lamina
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propia esta la muscular externa. La contracción del músculo liso reduce el volumen vesicular que forsa la expulsión de su contenido hacia el conducto cístico. También hay divertículos o invaginaciones de la mucosa, los llamados senos de Rokitanky-Aschoff, a veces se extienden a través de todo el espesor de la muscular externa. Se cree que son presagio de futuras alteraciones patológicas, dado que en estos senos pueden acumularse bacterias causantes de inflamación crónica.
Páncreas Generalidades El páncreas es una glándula alargada. La cabeza es una porción expandida que esta ubicada en la curva con forma de “C” que describe el duodeno. El cuerpo del páncreas, cruza la línea media del organismo humano y la cola se extiende hacia el hilio del vaso. El conducto pancreático principal (Wirsung) recorre toda la longitud de la glándula y desemboca en la segunda porción del duodeno den la ampolla de Vater. En algunos individuos hay un conducto pancreático accesorio (De Santorini). Desde la capsula de tejido conjuntivo laxo que rodea el páncreas se emiten tabiques incompletos que dividen el parénquima glandular en lobulillos mal definidos. El páncreas es una glándula exocrina y endocrina. • El componente exocrino sintetiza y secreta encimas hacia el duodeno que son indispensables para la digestión en el intestino. • El componente endocrino sintetiza las hormonas insulina y glucagon y las secreta hacia la sangre. Estas regulan el metabolismo de glucosa, los lípidos y las proteínas. El componente exocrino esta en toda la extensión de la glándula, y el componente esta solo en algunas porciones llamados islotes de Langerhans. Páncreas exocrino El páncreas exocrino es una glándula cerosa. Las células secretoras cerosas del ácino pancreático producen los precursores de las encimas digestivas del páncreas. Son singulares entre las unidades secretoras glandulares por que el conducto inicial que parte del ácino, es el conducto intercalar. Las células de los ácinos exhiben granulos de cimógeno estos granulos son muy abundantes en los individuos que están en ayuno. Los granulos de cimógeno contienen varias encimas digestivas en una forma inactiva. Las encimas pancreáticas pueden digerir la mayoría de los alimentos. •
Endopeptidasas proteolíticas que digieren las proteínas.
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Encimas amiloliticas que digieren los carbohidratos.
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Lipasas que digieren los lípidos.
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Encimas nucleoliticas que digieren los ácidos nucleicos.
Las encimas digestivas pancreáticas solo se activan después de alcanzar la luz del intestino delgado. 84
Sistema de conductos excretores del páncreas exocrino Las células centroacinosas están en el comienzo del sistema de conductos excretores del páncreas exocrino. Las células centroacinosas son células de conductos intercalares dentro del ácino. Los conductos intercalares son cortos y drenan en conductos colectores intralobulillares. Los conductos intralobulillares drenan en los conductos interlobulillares y los conductos interlobulillares drenan en el conducto de Wirsung. El páncreas secreta alrededor de un litro de líquido al día. Los conductos intercalares añaden bicarbonato a la secreción para regular el pH para la actividad de las encimas. Páncreas endocrino El páncreas endocrino es un órgano difuso que secreta hormonas que regulan la concentración de la glucosa en la sangre. Los islotes de Langerhans están dispersos por todo el órgano en forma de agrupaciones celulares pequeñas, estas agrupaciones constituyen alrededor del 1% al 2% del volumen del páncreas. Se identifican 3 tipos principales de células: A (alfa), B (beta) y D (delta), estas células se les conoce como células insulares. Las células B forman cerca del 70% del total de las células insulares, están ubicadas en el centro del islote y secretan insulina. Las células A constituyen entre el 15% y 20% se encuentran en la periferia y secretan glucagon. Las células D son entre el 5% y 10% y se encuentran en la periferia y secretan somatostatina. La gastrina también podría ser secretada por una o más de las células insulares. Ciertos tumores de células insulares pancreáticas secretan gran cantidad de gastrina, por lo que producen una secreción excesiva de acido en el estomago, (síndrome de ZollingerEllison). Funciones de las hormonas pancreáticas La insulina es la principal hormona secretada y disminuye la concentración de glucosa en la sangre, sus principales efectos se ejercen en el hígado, el músculo esquelético y el tejido adiposo. En general la insulina estimula: • La captación de la glucosa. • El almacenamiento de la glucosa. • La fosforilación y utilización de la glucosa. La falta o las cantidades insuficientes de insulina conducen a la hiperglucemia y la glucosuria, un trastorno conocido como diabetes mellitus. El glucagon que se secreta en cantidades altas como la insulina aumenta la concentración sanguínea de glucosa. Estimula la liberación de glucosa hacia la sangre y estimula la gluconeogénesis y la glucogenolisis. La somatostania inhibe la secreción de insulina y de glucagon.
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El aumento de la concentración de ácidos grasos en la sangre también estimula la liberación de insulina. Las glucemias inferiores a 70mg. / 100ml. Estimulan la liberación de glucagon; y las glucemias muy superiores a este valor inhiben la secreción del glucagon. El glucagon también se libera en respuesta a una concentración de ácidos grasos en la sangre. Los islotes tienen inervación simpática y parasimpática. La estimulación parasimpática “colinérgica” aumenta la secreción tanto de insulina como de glucagon, mientras que la estimulación simpática (adrenérgica) aumenta la secreción del glucagon pero inhibe la secreción de la insulina.
11 Aparato Respiratorio
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Aparato Respiratorio Generalidades del aparato respiratorio El aparato respiratorio esta compuesto por dos pulmones y una serie de vías aéreas que los comunican con el exterior. Dentro de los pulmones, las vías aéreas se ramifican en conductos cada vez menores hasta alcanzar los espacios aéreos más pequeños llamados alvéolos. Este aparato cumple 3 funciones principales: conducción de aire, filtración del aire e intercambio de gases. Esta última ocurre en los alvéolos. El aire que atraviesa la laringe sirve para generar los sonidos del habla y el aire que pasa por la mucosa olfatoria de las cavidades nasales transporte partículas que estimulan los receptores del olfato. Las vías aéreas del aparato respiratorio estan divididas en una porción conductora y una porción respiratoria. La porción conductora del aparato respiratorio esta formada por las vías áreas que conducen a los sitios de respiración dentro de los pulmones. Comprenden tanto las que estan afuera como las que estan dentro de los pulmones. Las que estan dentro son: • Cavidades Nasales y a veces cavidad oral • Rinofaringe y orofaringe • Laringe • Traquea • Bronquios principales Dentro de los pulmones, los bronquiolos principales, también llamados bronquios fuente, sufren una extensa ramificación para finalmente dar origen a los bronquiolos de distribución. Los bronquiolos son la final de la porción conductora. Los bronquios intrapulmonares y los bronquiolos forman el árbol bronquial. La porción respiratoria es la parte de la vía aérea en la cual se produce el intercambio gaseoso. • Bronquiolos respiratorios • Conductos alveolares • Sacos alveolares • Alvéolos 87
Los vasos sanguíneos entran en los pulmones junto con los bronquios. Las arterias se ramifican en vasos mas pequeños mientras siguen el árbol bronquial dentro del parénquima pulmonar. Los capilares establecen un contacto íntimo con los alvéolos. Esta relación estrecha es el fundamento estructural para el intercambio de gases dentro del los pulmones. El aire que pasa a través de las vías aéreas tiene que ser acondicionado antes de que alcance las unidades respiratorias terminales. El acondicionamiento ocurre en la porción conductora del aparato respiratorio y comprende el calentamiento, la humectación y la eliminación de partículas. El moco impide la deshidratación del epitelio subyacente por el aire en movimiento, este moco es producido por las células calciformes y las gandulas mucosecretantes de las paredes de estas vías.
Cavidades Nasales Las cavidades nasales sin fosas o cámaras pares separadas por un tabique óseo y cartilaginoso. Cada cavidad esta comunicada por delante con el exterior a través de las narinas y por detrás con la rinofaringe a través de las coanas. Las cavidades nasales estan divididas en tres regiones: • Vestíbulo • Segmento respiratorio • Segmento olfatorio Vestíbulo de la cavidad nasal El vestíbulo esta comunicado por delante con el exterior. Posee epitelio estratificado plano y contiene una cantidad visible de pelos rígidos (vibrisas) que atrapan partículas grandes. Hacia atrás se convierte en epitelio seudoestratificado cilíndrico que caracteriza el segmento respiratorio. Segmento respiratorio de la cavidad nasal Esta tapizado por un epitelio seudoestratificado cilíndrico ciliado y la lámina propia subyacente se adhiere al periostio del hueso contiguo. La pared medial del segmento respiratorio se cada cavidad (tabique nasal) es lisa pero las paredes laterales son irregulares porque tienen repliegues con forma de crestas llamados cornetes. Los cornetes nasales desempeñan una doble función: aumenta la extensión de la superficie de la mucosa respiratoria y causan turbulencia en el flujo aéreo para permitir un acondicionamiento más eficaz del aire inspirado. El epitelio seudoestratificado cilíndrico ciliado esta compuesto por cinco tipos celulares: • Células ciliadas • Células calciformes • Célula en cepillo • Célula de granulos pequeños • Células basales La mucosa del segmento respiratoria calienta, humedece y filtra el aire inspirado. La disposición de los vasos permite que e aire inhalado se caliente por la sangre que fluye a través de la parte del asa mas cercana a la superficie.
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Segmento olfatorio de la cavidad nasal Esta situado en parte del techo de la cavidad nasal, y en una porción en las paredes laterales. Esta tapizada por una mucosa olfatoria especializada. En los seres humanos la extensión total de la mucosa olfatoria es de solo unos pocos centímetros cuadrados. La lamina propia de la mucosa olfatoria esta en contigüidad directa con el periostio del hueso subyacente. Este tejido conjuntivo contiene abundantes vasos sanguíneos y linfáticos, nerviosos y olfatorios amielínicos, nervios mielínicos y glándulas olfatorias. El epitelio olfatorio esta compuesto por los siguientes tipos de células: • Células olfatorias (neuronas) • Células de sostén (mas abundantes) • Células basales (progenitores) • Células en cepillo Las células olfatorias son neuronas bipolares que poseen una prolongación apical con cilios. La membrana plasmática de los cilios posee proteínas fijadoras de sustancias odoríferas que actúan como receptoras olfatorias. Las células olfatorias viven alrededor de un mes. Si sufren lesión, se remplazan con rapidez. Las células olfatorias parecen ser las únicas neuronas que se reemplazan con facilidad durante la vida postnatal. Las glándulas olfatorias o glándulas de Bowman envía sus secreciones proteicas hacia la superficie olfatoria a través de conductos. La secreción serosa de las glándulas olfatorias actúa como trampa y solvente para las sustancias odoríferas. Senos paranasales Son espacios llenos de aire en el hueso de las paredes de la cavidad nasal. Son extensiones del segmento respiratorio de la cavidad nasal y estan tapizados por epitelio seudoestratificado cilíndrico ciliado. Existen los senos etmoidales, seno frontal, seno esfenoidal y senos maxilares. El moco también es producido en estos senos.
Faringe La faringe comunica las cavidades nasal y oral con la laringe y el estomago. Permite el paso de aire y alimentos y actúa como cámara de resonancia por la fonación. Se divide en tres regiones: rinofaringe, orofaringe y laringofaringe. Las trompas auditivas de Eustaquio comunican la rinofaringe con ambos odios medios. En la pared de la rinofaringe hay tejido linfático difuso y nódulos linfáticos. La concentración de nódulos linfáticos en el límite entre las paredes superior y posterior de la rinofaringe recibe en nombre e amígdala faríngea.
Laringe
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La parte de la vía aérea que esta entre la orofaringe y la traquea es el órgano llamado laringe y esta formado por placas irregulares de cartílago hialino y elástico. La laringe es el órgano de la fonación. Los pliegues vocales controlan el flujo de aire a través de la laringe y vibran para producir sonido. Los pliegues vocales, también conocidos como cuerdas vocales verdaderas, son dos repliegues de la mucosa que se proyectan dentro de la luz de la faringe y definen los límites laterales del orificio glótico. El aire expulsado a través de la glotis puede hacer que los pliegues vocales vibren. Las vibraciones cambian al modificarse la tensión aplicada a los pliegues vocales y el diámetro del orificio glótico. Esta modificación de las vibraciones hace que se produzcan sonidos de diferentes tonos. Los pliegues ventriculares ubicados por arriba de los pliegues vocales son las cuerdas falsas. Estos pliegues no tienen tejido muscular y por lo tanto no modulan la fonación, son importantes para crear resonancia. La laringe tiene revestimiento de epitelio seudoestratificado cilíndrico ciliado y epitelio estratificado plano. La superficie luminar de las cuerdas vocales verdaderas esta cubierta por un epitelio estratificado plano para proteger la mucosa de la abrasión causada por la corriente de aire en movimiento rápido.
Tráquea La tráquea es un tubo corto y flexible, de unos 2,5 cm. de diámetro y mas o menos 10 cm. de longitud que permite el paso del aire. Su pared contribuye al acondicionamiento del aire. La luz de la traquea se mantiene abierta a causa de la disposición de sus anillos cartilaginosos incompletos. La pared de la traquea esta compuesta por cuatro capas bien definidas: • Mucosa, epitelio seudoestratificado cilíndrico ciliado y una lamina propia rica en fibras elásticas. • Submucosa, tejido conjuntivo. • Capa cartilaginosa, cartílagos hialinos en forma de C. • Adventicia, tejido conjuntivo que adhiere la traquea a las estructuras contiguas. Los cartílagos hialinos en forma de C impiden el colapso de la luz traqueal. Tejido fibroelastico y músculo liso cierran la brecha entre los extremos libres de los cartílagos con forma de C en la cara posterior de la tráquea contigua con el esófago. Epitelio traqueal • Células ciliadas, actúan en la forma de barredora mucociliar para la eliminación de las pequeñas partículas inhaladas de los pulmones. • Las células de las mucosas, acumulan granulos de mucinogeno. • Las células en cepillos, con microvellosidades romas. • Las células de granulos pequeños, secretan catecolaminas. • Las células basales, población de reserva.
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Membrana basal y lámina propia El epitelio traqueal se caracteriza por una membrana basal gruesa, contiene fibras colágenas. En los fumadores, en particular en los que padecen tos crónica, esta capa puede ser considerablemente gruesa, lo cual es una respuesta a la irritación de la mucosa. La lamina propia esta compuesta por tejido conjuntivo laxo típico y contiene abundantes linfocitos. Los otros tipos celulares que se ven en esta capa son plasmocitos, mastocitos, eosinofilos y fibroblastos. El limite entre la mucosa y la submucosa esta definido por una membrana elástica. El tejido de la submucosa es típicamente denso. La submucosa contiene vasos sanguíneos de distribución y los vasos linfáticos mayores de la pared traqueal. Los cartílagos traqueales y el músculo traqueal separan la submucosa de la adventicia. Los cartílagos traqueales, que son de alrededor de 16 a 20 constituyen la siguiente capa de la pared de la tráquea. Con el paso de los años el cartílago hialino puede remplazarse por tejido óseo. La adventicia que es la capa más externa, esta por fuera de los anillos traqueales y del músculo traqueal. Fija la traquea a las estructuras contiguas.
Bronquios La tráquea se divide en dos ramas que forman los bronquios principales, bronquios de fuente derecho e izquierdo. El bronquio derecho es más amplio y mucho más corto que el izquierdo. Al introducirse en el hilio pulmonar, cada bronquio principal se divide en los bronquios lobares o secundarios. El pulmón izquierdo esta dividido en dos lóbulos, mientras que el derecho en tres. Por lo tanto el bronquio derecho se divide en tres ramas bronquiales lobares y el izquierdo en dos. El pulmón izquierdo a su vez esta subdividido en 8 segmentos broncopulmonares y el pulmón derecho en 10 segmentos. En el pulmón derecho los bronquios lobares dan origen a 10 bronquios segmentarios o terciarios y los 8 bronquios lobares del pulmón izquierdo dan origen a 8 bronquios segmentarios. Un bronquio segmentario y el parénquima pulmonar constituyen un segmento broncopulmonar. La importancia del segmento broncopulmonar en el pulmón humano se torna evidente cuando se considera la necesidad de una extirpación quirúrgica. Los bronquios pueden identificarse por sus placas de cartílago y una capa circular de músculo liso. La pared del bronquio tiene 5 capas: • Mucosa, epitelio seudoestratificado cilíndrico. • Muscular liso. • Submucosa, tejido laxo. En los bronquios mayores hay glándulas y tejido adiposo. • Capa cartilaginosa • Adventicia, tejido conjuntivo de densidad moderada.
Bronquíolos
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Los segmentos broncopulmonares se subdividen a su vez en lobulillos pulmonares, a cada lobulillo le llega un bronquíolo. Los ácinos pulmonares son unidades estructurales más pequeñas que forman los lobulillos. Cada ácino consiste en un bronquíolo terminal y los alvéolos que reciben aire de este. La unida funcional mas pequeña de la estructura pulmonar es la unidad bronquiolar respiratoria que consiste en un solo bronquíolo respiratorio y los alvéolos a los que les envía aire. Estructura broquiolar Los bronquíolos son vías áreas de conducción que miden 1mm de diámetro o menos. Estos conductos surgen ramificaciones consecutivas para dar origen a los bronquíolos terminales, que son más pequeños y también se ramifican. Los bronquiolos terminales dan origen a los bronquiolos respiratorios. En los bronquíolos no hay placas cartilaginosas ni glándulas. En la pared de todos los bronquíolos hay una capa de músculo liso de relativo gran espesor, músculo de Reisseisen. Los bronquiolos terminales estan revestidos por un epitelio simple cúbico en el cual hay dispersas células de Clara, estas aumenta en cantidad mientras que las células ciliadas disminuyen a lo largo del bronquíolo. De vez en cuando también aparecen células en cepillo y células de granulos pequeños. Bajo el epitelio hay una pequeña cantidad de tejido conjuntivo y debajo de este en las porciones conductoras se halla una capa circunferencial de músculo liso. Las células de clara exhiben una prominencia característica redondeada o con forma de cúpula. Estas células secretan un agente tensioactivo, una lipoproteína que impide la adhesión luminar si la pared si la vía aérea se colapsa. Función bronquiolar Los bronquíolos respiratorios son la primera parte del árbol bronquial que permite el intercambio gaseoso. Los bronquíolos respiratorios tienen un diámetro reducido y esta tapizado por un epitelio simple cúbico. El epitelio de los segmentos iniciales de los bronquíolos respiratorios contienen células ciliadas y células de Clara. Hacia distal predominan las células de Clara. La pared del bronquiolo respiratorio tiene evaginaciones de paredes delgadas llamadas alvéolos. En los alvéolos ocurre el intercambio de gases entre el aire y la sangre.
Alvéolos Los alvéolos son el sitio donde ocurre el intercambio gaseoso, son los espacios aéreos terminales del aparato respiratorio. Cada alveolo esta rodeado por una red de capilares que ponen la sangre en proximidad estrecha al aire inspirado que esta en la luz alveolar. En cada pulmón del adulto hay ente 150 y 250 millones de alvéolos. Cada alvéolo confluye en un saco alveolar. • Los conductos alveolares son vías aéreas alargadas que casi no tiene paredes, si no solo alvéolos. En los tabiques interalveolares con aspecto de rodetes hay anillos de músculo liso. • Los sacos alveolares son espacios rodeados por cúmulos de alvéolos. Los alvéolos circundantes se abren hacia estos espacios.
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Los alvéolos estan separados unos de otros por una finísima capa de tejido conjuntivo que contiene capilares sanguíneos. El tejido entre los espacios alveolares contiguos recibe el nombre de tabique alveolar o pared septal. El epitelio alveolar esta compuesto por células alveolares tipo I y II y alguna que otra célula en cepillo. • Las células alveolares de tipo I o neumocitos tipo I, son células pavimentosas o planas muy delgadas que revisten la mayor parte (95%) de la superficie de los alvéolos. Estas células no se dividen. • Las células alveolares tipo II o neumocitos tipo II, son células secretoras. Estas células cúbicas estan dispersas entre las células de tipo I pero tienden a congregarse en las uniones septales. Solo cubren alrededor del %% de la superficie alveolar. Secretan el agente tensioactivo surfactante, y son las progenitoras de las células tipo I. • Las células en cepillo, receptores que verifican la calidad del aire en los pulmones. El surfactante disminuye la tensión superficial alveolar y participa activamente en la eliminación del material extraño. Si la secreción adecuada de surfactante los alvéolos se colapsarían en cada espiración sucesiva. El tabique alveolar es el sitio donde esta la barrera hematogaseosa. Esta barrera esta formada por células y los productos celulares a través de los cuales tiene que difundirse los gases ente los compartimentos alveolar y capilar. La barrera hematogaseosa más delgada consiste en una fina capa de surfactante una célula epitelial tipo I y su lámina basal y una célula endotelial capilar y su lámina basal. Los macrófagos alveolares eliminan partículas inhaladas de los espacios aéreos y eritrocitos del tabique. En los espacios aéreos barren la superficie para eliminar las partículas inhaladas. Fagocitan los eritrocitos que puedan introducirse en los alvéolos en la insuficiencia cardiaca.
Irrigación sanguínea Los pulmones tienen circulación tanto pulmonar como bronquial. La circulación pulmonar irriga los capilares del tabique alveolar y deriva de la arteria pulmonar que sale del ventrículo derecho del corazón. Las ramas de la arteria pulmonar transcurren con los bronquios u bronquíolos y llevan la sangre hasta los lechos capilares de los alvéolos. Esta sangre se oxigena y es recogida por los capilares venosos pulmonares que se reúnen para formar vendal. Al final forman las cuatro venas pulmonares que devuelven la sangre a la aurícula izquierda del corazón. La circulación bronquial a través de las arterias bronquiales que son ramas de la aorta, irrigan todo el tejido pulmonar excepto los alvéolos, o sea las paredes de los bronquios y los bronquíolos y el tejido conjuntivo pulmonar excepto el de los tabiques alveolares.
Vasos Linfáticos
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Un grupo de vasos linfáticos drena el parénquima pulmonar y sigue las vías áreas hasta el hilio. Un segundo grupo drena la superficie pulmonar y transcurre en el tejido conjuntivo de la pleura visceral.
Inervación La mayoría de los nervios son componentes de las divisiones simpática y parasimpática del sistema nervioso autónomo.
12 Sistema Linfático
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Sistema Linfático Generalidades del Sistema Linfático El sistema linfático consiste en un grupo de células, tejidos y órganos que vigilan las superficies corporales y los compartimiento líquidos internos y reacción ante de la presencia de sustancias potencialmente nocivas. Los linfocitos son el tipo celular que define el sistema linfático y son las células efectoras en la respuesta del sistema inmune a las sustancias nocivas. Este sistema comprende el tejido el tejido linfático difuso, los nódulos linfáticos, los ganglios linfáticos, el bazo, la medula ósea y el timo. Los vasos linfáticos comunican partes con el sistema bascular sanguíneo. Los tejidos linfáticos son los sitios donde los linfocitos proliferan, se diferencias y maduran. El timo, la medula ósea y el tejido linfático asociado con el intestino (GALT) los linfocitos son educados para reconocer y destruir antígenos específicos. Estos que ahora son células inmunocompetentes pueden distinguir entre lo propio y lo no propio. Un antígeno es cualquier sustancia que puede inducir una respuesta inmune específica. El cuerpo humano esta expuesto de manera constante a organismos patógenos y agentes nocivos del medio ambiente. En las células pueden ocurrir cambios que les imparten características de células extrañas. Una respuesta inmune se genera contra un antígeno específico, que puede ser una sustancia soluble o un microorganismo infeccioso, un tejido extraño o un tejido transformado. La mayoría de los antígenos tienen que ser procesados por las células del sistema inmune antes de que otras células puedan establecer respuesta inmune. La respuesta inmune puede dividirse en defensas inespecíficas y especificas. El organismo posee dos líneas de defensa inmunes contra los invasores extraños y las células transformadas. Las defensas inespecíficas consisten en barreras físicas (piel y las membranas mucosas) impiden que las células extrañas invadas los tejidos, así como en diversas sustancias químicas que neutralizan las células extrañas. Si estas defensas fallan, el sistema inmune pone en marcha defensas especificas orientas contra los 95
invasores individuales. Se han identificados dos tipos de defensas especificas: la respuesta de anticuerpos (o humoral) cuya consecuencia es la producción de proteínas que marcan a los invasores para su destrucción por otras células inmunes y la respuesta inmune celular que esta dirigida contra células transformadas e infectadas por virus serán destruidas por linfocitos.
Células Linfáticas Generalidades Entre las células del sistema inmune se encuentran los linfocitos y diversas células de sostén. Se describen tres tipos de linfocitos: linfocitos b (de bolsa de Fabricio), linfocitos T (de Timo) y los linfocitos NK (ingles natural killer, destructoras o asesinas naturales). Las células de sostén comprenden las células reticulares, los macrófagos, las células foliculares dendríticas, las células de Langerhans y las células epiteliorreticulares. Las células de sostén en los órganos linfáticos están organizadas en mallas laxas. Los diferentes tipos celulares de tejido linfático se identifican por los marcadores de cúmulo de diferenciación (CD) especifico que hay en su superficie. Se designan con números de acuerdo con un sistema internacional que los relaciona con anfígenos expresados en diferentes etapas de su diferenciación Linfocitos Los linfocitos circulantes son el componente celular principal del tejido linfático. Son alrededor del 70% y constituyen un fondo común circulante de células inmunocompetentes. Estos linfocitos participan en un ciclo en el cual abandonan la circulación sistémica para introducirse en el tejido linfático. Mientras están en el tejido linfático tienen a cargo la vigilancia inmunológica de los tejidos vecinos. El 30% restante de los linfocitos su destino es un tejido especifico. Estos linfocitos abandonan los capilares y migran directamente hacia los tejidos, en especial hacia el tejido conjuntivo subyacente al epitelio de revestimiento de las mucosas. Desde el punto de vista funcional, en el organismo hay tres tipos de linfocitos: • Linfocitos T, se encuentran en el timo. Tienen una vida larga e intervienen en la inmunidad mediada por células. Son el del 60 al 80% de los linfocitos circulantes. • Linfocitos B, estos linfocitos tienen una vida de duración variable y participan en la síntesis y la secreción de los diversos anticuerpos circulantes, también llamados inmunoglobulinas, que son las inmunoproteínas asociadas con la inmunidad humoral. Son del 20 al 30% de los linfocitos circulantes. • Linfocitos NK, tienen la capacidad de destruir ciertos tipos de células transformadas. Son alrededor del 5 al 10% de los linfocitos circulantes. Son programados genéticamente para reconocer células transformadas. Después de que las reconocen los linfocitos NK liberan perforinas y fragementinas, sustancias que crean canales en la membrana plasmática y en el citoplasma celular que inducen la apoptosis y su lisis. 96
Desarrollo y diferenciación de los Linfocitos Los linfocitos sufren diferenciación antígeno-independiente en los órganos linfáticos primarios como la medula ósea y en GALT, que se han identificado como órganos linfáticos primarios o centrales. Los linfocitos se diferencian en células inmunocompetentes en estos órganos. Los linfocitos sufren activación antígeno-dependiente en los órganos linfáticos secundarios. Los linfocitos inmunocompetentes se organizan alrededor de células reticulares y sus fibras reticulares para formar los tejidos y órganos linfáticos efectores, o sea los nódulos linfáticos, los ganglios linfáticos, las amígdalas y el bazo. Los linfocitos TB se convierten en linfocitos efectores y linfocitos con memoria en estos órganos.
Respuestas Inmunes frente a Antígenos La inflamación es la respuesta inicial frente a un antígeno. Esta respuesta puede secuestrar el antígeno, digerirlo o fagocitarlo. La degradación de los antígenos por los macrógrafos puede conducir a la presentación ulterior de una porción del antígeno a los linfocitos inmunocompetentes para esperar la respuesta inmune específica. Las respuestas inmunes específicas pueden ser primarias o secundarias. Cuando las células inmunocompetentes encuentran un antígeno extraño se genera una respuesta inmune específica. La respuesta inmune primaria ocurre en el primer encuentro del organismo con un antígeno. La respuesta inmune secundaria suele ser más rápida y más intensa porque ya hay linfocitos B con memoria que están programados para responder ante el antígeno específico. Algunos antígenos pueden desencadenar una respuesta inmune intensa secundaria que produce una reacción de hipersensibilidad o incluso un shock anafiláctico. Los dos tipos de respuestas inmunes específicas son la respuesta humoral (mediada por anticuerpos) y la respuesta celular (mediada por células). • La inmunidad humoral esta mediada por anticuerpos que actúan en forma directa sobre el agente invasor. Estos anticuerpos son producidos por los linfocitos B y por los plasmocitos. • La inmunidad celular esta mediada por linfocitos T específicos que atacan y destruyen las células propias infectadas por virus o las células extrañas. Esta inmunidad es la responsable del rechazo de los transplantes. Los linfocitos T coadyuvantes y citotóxicos reconocen y fijan a antígenos que están unidos a moléculas MHC. Estos linfocitos actúan como las patrullas del sistema inmune. Ambas clases de linfocitos poseen el receptor de célula T (TCR). El TCR reconoce antígeno solo cuando este se haya adherido a moléculas de identificación, las moléculas MHC. Además los linfocitos solo pueden reconocer un antígeno cuando se lo presentan las llamadas células presentadoras de antígenos (APC). Los linfocitos T
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citotóxicos solo pueden reconocer antígeno en otras células del organismo. Cuando un linfocito T coadyuvante reconoce un antígeno hace que los linfocitos T coadyuvantes liberen citocinas. Los linfocitos T CD8+ están restringidos al MHCI y los linfocitos T CD4+ están restringidos al MHCII. La respuesta inmune mediada por anticuerpos: los linfocitos B activados se diferencian en plasmocitos que producen anticuerpos o células B con memoria. La reacción de un linfocito B con un complejo TCR-MHC-antígeno activa la célula. Los linfocitos B activados se transforman en plasmoblastos que proliferan y luego se diferencian en: • Plasmocitos, sintetizan y secretan un anticuerpo especifico. • Linfocitos B con memoria, que responden con mayor rapidez ante el próximo encuentro con el mismo antígeno. El anticuerpo específico producido por el plasmocito se une al antígeno estimulador para formar un complejo antígeno-anticuerpo. Estos complejos son eliminados de varias maneras. Cuando el TCR de un linfocito T citotóxico reconoce y se une a un complejo antígeno-MCHI, el linfocito libera cotocinas que estimulan su proliferación. Los linfocitos T CD45RA+ supresores/CD8+ citotóxicos disminuyen o suprimen la formación de anticuerpos por los linfocitos B. también inhiben la capacidad los linfocitos T citotóxicos para iniciar una respuesta inmune. Los linfocitos T activados sintetizan varias citocinas que afectan la función de otras células del sistema inmune. Células presentadores de Antígenos Para que ocurra estimulación de linfocitos B el antígeno tiene que ser fragmentado en peptidos pequeños y presentados por las APC en conjunto con las moléculas MHCII. Entre las APC se encuentran los macrófagos, las células KUPFFER del hígado, las células de Langerhans de la epidermis y las células reticulares dendríticas del bazo y los ganglios linfáticos. Dos APC que no pertenecen al MPS son los linfocitos B y las células epiteliorreticulares tipos II y III del Timo.
Tejidos y órganos linfáticos Vasos linfáticos Los vasos linfáticos son la vía por la cual células y moléculas grandes retornan a la sangre desde los espacios del tejido. Los vasos linfáticos comienzan como redes de capilares ciegos en el tejido conjuntivo laxo. Estos vasos extraen sustancias y liquido de los espacios extracelulares del tejido conjuntivo para formar la linfa. Dentro de los ganglios, las sustancias extrañas transportadas en la linfa son atrapadas por las células foliculares y eliminadas. Los linfocitos circulan tanto en los vasos linfáticos como en los vasos sanguíneos para alcanzar los sitios del cuerpo donde se necesiten. Algunos linfocitos atraviesan el parénquima ganglionar y lo abandonan a través de los vasos linfáticos deferentes, que se reúnen con muchos otros mas para finalmente formar la gran vena linfática y el 98
conducto torácico. Estos dos conductos terminan por desembocar en la circulación sanguínea. Tejido linfático Difuso y Nódulos linfáticos Son el sitio de la respuesta inmune inicial. El tubo digestivo, las vías respiratorias y el aparato urogenital se hayan protegidos por acumulaciones de tejido linfático no esta encerrado por una capsula. Los linfocitos y otras células libres de este tejido se sitúan en la lámina propia. Esta forma de tejido de tejido linfático recibe el nombre de tejido linfático difuso o tejido linfático asociado con las mucosas (MALT). Los nódulos linfáticos son acumulaciones bien definidas de linfocitos contenidas en una malla de células reticulares. Un nódulo linfático que consiste sobre todo en linfocitos pequeños se denomina nódulo o folículo primario. La mayoría de los nódulos se clasificas como nódulos o folículos secundarios, los cuales poseen características distintivas que comprenden: • Un centro germinativo, que es la acumulación de linfocitos grandes. El centro germinativo es una indicación morfológica de respuesta ante un antígeno. • Una zona del manto o corona, que es un anillo externo de linfocitos pequeños. Los nódulos están dispersos individualmente de manera aleatoria. En el tubo digestivo, algunas acumulaciones de nódulos linfáticos aparecen en sitios específicos. Estas acumulaciones están en: • Las amígdalas • Las placas de Peyer, que están situadas en el ileon • El apéndice vermiforme Ganglios linfáticos Los ganglios linfáticos son órganos encapsulados pequeños que están en el trayecto de los vasos linfáticos. Sirven como filtros por los cuales es colada la linfa en su camino hacia el sistema bascular sanguíneo. Los ganglios linfáticos se concentran en sitios como la axila, la región inguinal y los mesenterios. En relación con el ganglio linfático hay dos tipos de vasos linfáticos: • Vasos linfáticos aferentes, que transportan la linfa hacia el ganglio. • Vasos linfáticos eferentes, que extraen la linfa del ganglio Los elementos de sostén del ganglio linfático son: • Capsula, tejido conjuntivo denso que rodea el ganglio. • Trabéculas, tejido conjuntivo denso que se extiende desde la capsula hacia el interior del ganglio. • Tejido reticular, compuesto de células reticulares y fibras reticulares que forman una malla de sostén en todo el órgano Las células de la malla reticular son: • células reticulares, estas células sintetizan y secretan el colágeno y las sustancias fundamentales asociadas forman la estroma.
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•
células foliculares citoplasmáticas.
dendríticas,
tienen
múltiples
prolongaciones
El parénquima del ganglio linfático esta dividido en una corteza y una medula. Los linfocitos de la corteza superficial están organizados en nódulos. La parte de la corteza que esta entre la medula y la corteza superficial carece de nódulos y se denomina corteza profunda o paracorteza. Esta región contiene la mayoría de los linfocitos T del ganglio linfático. La medula ganglio linfático se compone de cordones medulares y senos medulares. La filtración de la linfa en el ganglio linfático ocurre dentro de una red de conductos linfáticos interconectados que reciben el nombre de senos linfáticos. Los sitios para la entrada de los linfocitos circulantes en el gangliolinfático son la venulas de endotelio alto especializadas revestidas por células endoteliales cúbicas. Estas células cúbicas poseen receptores para linfocitos que han sido estimulados por antígenos. Le dan la señal a los linfocitos para que abandonen la circulación y emigren hacia el parénquima ganglionar. El ganglio linfático es un sitio importante de fagocitosis e iniciación de respuestas inmunes. Los antígenos que transportan la linfa se filtran a través de los senos y penetran en los nódulos linfáticos para iniciar una respuesta inmune. En los nódulos linfáticos en reposo los plasmocitos constituyen el 1 al 3% de las células. Su cantidad aumenta de manera espectacular durante una respuesta inmune. Los ganglios linfáticos en los que los linfocitos están respondiendo a antígenos con frecuencia aumentan de tamaño. Timo El Timo es un órgano linfoepitelial situado en el mediastino antero superior. Es un órgano bilobulado. Células madre linfoides multipotenciales de la medula ósea cuyo destino es convertirse en linfocitos T inmunocompetentes invaden el rudimento epitelial y ocupan los espacios entre las células epiteliales de manera que el Timo se transforma en un órgano linfoepitelial. El Timo esta rodeado por tejido conjuntivo desde la cual se extienden tabiques o trabéculas hacia el interior del parénquima del órgano. Se reconocen seis tipos de células epiteliorreticulares según su función: tres tipos en la corteza y tres en la medula. En la corteza están los siguientes tipos: • células epiteliorreticulares tipo I, sirven para separar el parénquima tímico del tejido conjuntivo del órgano. • células epiteliorreticulares tipo II, compartí mentalizan la corteza en regiones aisladas para los linfocitos T en desarrollo. • células epiteliorreticulares tipo III, crean una barrera funcional entre la corteza y la medula • Macrófagos, tienen a su cargo la fagocitosis de los linfocitos T que no cumplen con las exigencias de la educación tímica.
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Los corpúsculos tímicos o de Hassall son una característica distintiva de la medula del timo. La medula posee tres tipos de células epiteliorreticulares: • células epiteliorreticulares tipo IV. • células epiteliorreticulares tipo V. • células epiteliorreticulares tipo VI, que forman los corpúsculos de Hassall. La barrera hematotímica protege los linfocitos del Timo de la exposición a los antígenos. Los componentes que forman la barrera hematotímica entre los linfocitos T y la luz de los vasos sanguíneos corticales son: • El endotelio de revestimiento de la pared capilar. • Los macrófagos. • células epiteliorreticulares tipo I. El Timo es el sitio de la educación de los linfocitos T. La maduración y diferenciación de las células madre en linfocitos T inmuncompetentes se denomina educación timocítica. Este proceso se caracteriza por la expresión y la desaparición de antígenos CD superficiales específicos. Bazo El baso de tiene el tamaño aproximado de un puño cerrado y es el órgano linfático de mayor tamaño con una irrigación abundante. El bazo filtra la sangre y reacciona inmunológicamente ante los antígenos transportados por esta. Además de una gran cantidad de linfocitos el bazo contiene espacios o conductos vasculares especializados, una malla de células reticulares y fibras reticulares y una rica provisión de macrófagos. La sustancia del bazo se llama pulpa esplénica, puede dividirse en dos regiones: pulpa blanca y pulpa roja, la pulpa blanca esta rodeada por la pulpa roja. El bazo esta rodeado por una capsula de tejido conjuntivo denso desde la cual parten trabéculas hacia el parénquima del órgano. El hilio, ubicado en la superficie medial del bazo, es el sitio por donde pasan la arteria y la vena esplénicas, los nervios que inervan el órgano y los vasos linfáticos que lo drenan. La pulpa blanca consiste en una acumulación gruesa de linfocitos alrededor de una arteria. Las ramas de la arteria esplénica atraviesan la capsula y las trabéculas y luego se introducen en la pulpa blanca. Dentro de la pulpa blanca, la rama de la arteria esplénica recibe el nombre de arteria central. Los linfocitos que se aglomeran alrededor de la arteria central forman la vaina linfática peri arterial. La pulpa roja contiene una gran cantidad de eritrocitos que filtra y degrada. La pulpa roja consiste en los sinusoides esplénicos separados por los cordones esplénicos. Los macrófagos esplénicos fagocitan y degradan los eritrocitos dañados y el hierro de la hemoglobina que contenían se utiliza en la formación de nuevos eritrocitos. Los sinusoides venosos esplénicos son capilares especiales revestidos por células endoteliales bastoniformes. Las células endoteliales son muy largas y entre ellas hay 101
pocos puntos de contacto y por lo tanto se producen espacios intercelulares prominentes. Estos espacios permiten que los eritrocitos entren en los sinusoides y salgan de estos con gran facilidad. Las prolongaciones de los macrófagos se insinúan entre las células endoteliales y dentro de la luz sinusoidal para tratar de detectar antígenos extraños en la sangre circulante. La función del bazo en el sistema inmune comprende: • Presentación de antígenos por los APC e iniciación de la respuesta inmune. • Activación y proliferación de los linfocitos B y T. • Producción de anticuerpos contra antígenos presentes en la sangre circulante. • Eliminación de antígenos macromoleculares de la sangre. • Proliferación de los linfocitos y diferenciación de los linfocitos B.
Las funciones hemopoyeticas del bazo comprenden: • Captación y destrucción de eritrocitos y trombocitos viejos, dañados y anormales. • Recuperación del hierro de la hemoglobina de los eritrocitos. • Formación de eritrocitos durante cierta etapa de la vida fetal. • Almacenamiento de sangre, en especial de eritrocitos de algunas especies
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13 Sistema Endocrino
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Sistema Endocrino Generalidades del Sistema Endocrino El sistema endocrino produce diversas secreciones denominadas hormonas que regulan las actividades de diversas células, tejidos y órganos de la economía. Sus funciones son indispensables para mantener la homeostasis y coordinar el crecimiento y el desarrollo corporales. La comunicación en el sistema endocrino es por medio de hormonas, que son transportadas a su destino a través de los espacios del tejido conjuntivo y de los vasos sanguíneos. El hipotálamo, que es una parte del diencéfalo, coordina la mayoría de las funciones endocrinas del organismo y sirve como uno de los principales centros de control del sistema nervioso autónomo. En general, una hormona se describe como una sustancia con actividad biológica que actúa sobre células diana o blanco específicas En general, una hormona se describe como una sustancia con actividad biológica que actúa sobre células diana o blanco específicas En la definición clásica, una hormona es un producto e secreción de células y órganos endocrino s que pasa al si tema circulatorio (torrente sanguíneo) para ser transportado hasta sus dianas celulares. Las hormonas comprenden tres clases de compuestos. Las células del sistema endocrino liberan más de 100 hormonas y sustancias con actividad hormonal que desde el punto de vista químico se dividen en tres clases de compuestos: • Esteroides, compuestos derivados del colesterol que son sintetizados y secretados por células de los ovarios, e los testículos y de la corteza suprarrenal. Estas hormonas son liberadas en el torrente sanguíneo y transportadas hasta sus dianas celulares con la ayuda de proteínas plasmáticas o proteínas transportadoras especializadas como la proteína fijadora de andrógenos. • Glucoproteínas, proteínas y péptidos pequeños, que son sintetizados y secretados por células del hipotálamo, la hipófisis, la glándula tiroides, la paratiroides y el páncreas y 104
por células endocrinas diseminadas en los aparatos digestivo y respiratorio. Análogos y derivados de aminoácidos, incluidas las catecolaminas (noradrenalina y adrenalina), que son sintetizados y secretados por muchas neuronas, así como por células de la médula suprarrenal. También forman parte de este grupo de compuestos las hormonas Al sercélulas liberadas la las circulación, las catecolaminas se alterar disuelven fácilmente la sangre, proteína a transportadora diferencia de especial hormonas llamada tiroideas, proteína que fijadora separa unen adeproteínas tiroxina.Las séricas hormonas y aenuna interaccionan de las diana con en receptores hormonales específicos la actividad biológica El primer paso en la acción de una hormona sobre una diana celular es su unión a un receptor hormonal específico. Se han identificado dos grupos de receptores hormonales: • Receptores de la superficie celular. • Receptores intracelulares. En muchos órganos hay células secreto ras de hormonas para regular su actividad.
GLÁNDULA PITUITARIA (HIPÓFISIS) La glándula pituitaria o hipófisis y el hipotálamo (la porción del diencéfalo a la que está unida la hipófisis) están vinculados morfológica y funcionalmente en el control endocrino y neuroendocrino de otras glándulas endocrinas. Como desempeñan papeles centrales en varios sistemas reguladores de retrocontrol (feedback), con frecuencia se los llama los "órganos maestros" del sistema endocrino. Estructura macroscópica y desarrollo La hipófisis está compuesta por tejido epitelial glandular y tejido nervioso (secretor) La hipófisis es una glándula endocrina compuesta, del tamaño de un guisante, que pesa 0,5 g en los varones y 1,5 g en las mujeres multíparas. Está situada centralmente en la base delycerebro ocupa una depresión con forma de infund{bulo) una redyvascular conectan la glándula pituitaria al hipotálamo. La hipófisis tiene dos componentes funcionales (fIg. 20-2): • Lóbulo anterior (adenohipójisis), que es el tejido epitelial glandular • Lóbulo posterior (neurohipójisis), que es el tejido nervioso secretor El lóbulo anterior de la hipófisis está compuesto por tres derivados de la bolsa de Rathke: • Pars distalis, que forma la mayor parte del lóbulo anterior de la hipófisis y surge de la pared anterior engrosada de la bolsa de Rathke • Pars intermedia, que es un resto adelgazado de la pared posterior de la bolsa que linda con la pars distalis • Pars tuberalis, que deriva de las paredes laterales engrosadas de la bolsa de Rathke y forma un collar o vaina alrededor del infundíbulo El infundíbulo embrionario da origen al lóbulo posterior de la hipófisis que consiste en las siguientes porciones • Pars nervosa, que contiene axones neurosecretores y sus terminaciones • Infundíbulo, que es continuo con la eminencia media y contiene los axones neurosecretores que forman los haces hipotalamohipojisarios. Irrigación
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Para comprender las funciones de la hipófisis es importante el conocimiento de su irrigación poco habitual. La hipáfisis está irrigada por dos grupos de vasos (fig. 20-4): Las arterias hipfjisarias superiores irrigan la pars tuberalis, la eminencia media y el tallo infundibular. Estos vasos son ramas de las arterias carótidas internas y de las comunicantes posteriores del polígono arterial de Willis. E lsistema porta hipotalamohipofisario provee el enlace crucial entre el hipotálamo y la hipófisis. La mayor parte de la sangre de la glándula pituitaria drena en el seno cavernoso de la base del diencéfalo que está comunicado con la circulación sistémica. Sin embargo, algunos datos indican que la sangre puede fluir a través de venas porta breves desde la pars distalis hacia la pars nervosa y esa sangre desde la pars nervosa puede continuar hacia el hipotálamo. Estas comunicaciones cortas proveen una vía por la cual las hormonas del lóbulo anterior de la glándula pituitaria podrían ejercer un retrocontrol (feedback) directo sobre el encéfalo sin tener que completar todo el circuito de la circulación sistémica.
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son ramas exclusivamente las arterias carótidas internas. Una observación funcional arterial importante directa. es que la mayordeparte del lóbulo anterior de la hipójisis no tiene irrigación Inervación Los nervios que se introducen en el lóbulo anterior son fibras posganglionares del sistema nervioso autónomo y tienen función vasomotora Estructura y función de los lóbulos pituitarios LÓBULO ANTERIOR (ADENOHIPÓFISIS)
DE
LA
GLÁNDULA
PITUITARIA
La mayor parte del lóbulo anterior de la hipófisis tiene la organización típica del tejido endocrino. Las células se distribuyen en cúmulos y cordones separados por capilares sinusoides fenestrados de diámetro relativamente grande. Estas células responden a señales del hipotálamo y sintetizan y secretan varias hormonas hipofisarias. Cuatro hormonas del lóbulo anterior -la hormona adrenocorticotrófica (ACTH), la hormona tiroestimlJlante o tirotrófica (TSH, tirotrofina), la hormona foliculoestimulante (FSH) y la hormona luteinizante (LH)--- se denominan hormonas trófieas porque regulan la actividad de células en otras glándulas endocrinas del organismo (fig. 20-5). Las dos hormonas restantes del lóbulo anterior -la hormona del crecimiento o somatotrofina (GH o STH) y la prolactina (PRL)--- no se consideran tróficas porque actúan directamente sobre órganos diana que no son de índole endocrina. Las características generales y los efectos de las hormonas adenohipofisarias se reseñan en el cuadro 20-1. En la pars dista lis, mediante reacciones inmunocitoquímicas, se identifican cinco tipos celulares funcionales Todas las hormonas adenohipofisarias conocidas son glucoproteínas y proteínas pequeñas. • Somatotrofas (células GH). • Lactotrofas (mamotrofas, células PRL). • CoTticotrofas(células (célulasFSH ACTH). Gonadotrofas y LH) • Tirotrofas (células TSH). Pars intermedia La pars intermedia rodea una serie de pequeñas cavidades quísticas que son restos de la luz de la bolsa de Rathke. Las células parenquimatosas de la pars intermedia rodean folículos llenos de coloide. Pars tuberalís La pars tuberalis es una extensión del lóbulo anterior a lo largo del tallo pituitario. Es una región muy vascularizada que contiene las venas del sistema porta hipotalamohipofisario. LÓBULO POSTERIOR (NEUROHIPÓFISIS)
DE
LA
GLÁNDULA
PITUITARIA
El lóbulo posterior de la glándula pituitaria es una extensión del sistema nervioso central (CNS) que almacena y libera productos de secreción sintetizados en el hipotálamo El lóbulo posterior de la glándula pituitaria, también conocido como neurohipófisis, consiste en la pars nervosa nervioso de la hipófisis, los axones amielínicos yen los teledendrones de dey 100.000 paraventricular neuronas del neurosecretoras hipotálamo. Los cuyos forman están elespecífica, haz hipotalamohipojisario los núcleos supraóptico ydecir son singulares diana sino en que dos aspectos. hacen muy En cerca primer de lugar, la red no capilar fenestrada sobre otras la neuronas pars nervosa. ocerca células En segundo en el soma, lugar, los las axones neuronas ycontiene tienen teledendrones. vesículas Estas de secreción vesículas en pueden todas sus teñirse de es manera específica crómica. Pueden con las identificarse técnicas de por laprocedimientos aldehídofucsina, específicos aldehído-tionina para detectar ypartes, los grupos disulfuro inmunoquímicas. de cistinas A causa y,los de de manera su intensa todavía actividad más secretora, ade las través neuronas de reacciones tienen corpúsculos ganglionares de ylas alo Nissl las células bien del desarrollados asta anterior ysornas de en laterminan este médula aspecto espinal. se parecen ahematoxilina las El lóbulo posterior de la hipófisis no es una glándula endocrina. En cambio, es un sitio de almacenamiento para las neurosecreciones de las neuronas de los núcleos 5upraóptico y paraventricular del hipotálamo. En la pars nervosa hay vesículas limitadas por membrana que son de tres tamaños: • En las terminaciones axónicas se acumulan vesículas de neurosecreción con 107
diámetros que van de lOa 30 nm. También forman acumulaciones que dilatan segmentos axónicos cercanos al teledendrón. Estas dilataciones, llamadas cuerpos de Herring, se ven con el microscopio óptico • Las terminaciones nerviosas también contienen vesículas de 30 nm con acetilcolina. Estas vesículas desempeñarían un papel específico en la liberación de las vesículas de neurosecreción. • En la misma terminación nerviosa que contiene las otras vesículas limitadas por membrana hay vesículas más grandes, de 50 a 80 nm de diámetro, que se parecen a las vesículas de centro denso de la médula suprarrenal y de las terminaciones nerviosas adrenérglcas. Las vesículas de neurosecreción limitadas por membrana que se aglomeran para formar los cuerpos de Herring contienen oxitocina o bien hormona antidiurética (ADH, vasopresina) La ADH controla la tensión arterial al alterar la permeabilidad de los túbulos colectores del riñón El nombre original de la ADH, vasopresina, aumentan la tensión arterial porque promueven la contracción del músculo liso en las arterias pequeñas y en las arteriolas. El efecto fisiológico primario de la ADH es aumentar la permeabilidad de las porciones distales de la nefrona. En ausencia de ADH o cuando su síntesis disminuye, con mucha frecuencia a causa de lesiones del hipotálamo o del lóbulo posterior de la hipófisis, se produce un gran volumen de orina diluida. Los sujetos con este trastorno, llamado diabetes insípida, producen hasta 20 L de orina por día y tienen mucha sed. . El dolor, los traumatismos, la tensión emocional y compuestos químicos como la nicotina también estimulan la liberación de ADH. La oxitocina promueve la contracción del músculo liso uterino y de las células mioepiteliales mamarias La oxitocina es un promotor de la contracción muscular lisa más poderoso que la ADH. Su efecto primario consiste en promover la contracción de: • El músculo liso uterino durante el orgasmo, la menstruación y el parto, • Las células mioepiteliales de los alvéolos secretores y de los conductos excretores de la glándula mamaria
G L Á N D U L A PIN E A L La glándula pineal (cuerpo pineal o epífisis cerebral) es una glándula endocrina o neuroendocrina que regula el ritmo circadiano. En los seres humanos está ubicada en la pared posterior del tercer ventrículo cerca del centro del cerebro. La glándula pineal tiene dos tipos de células parenquimatosas: los pinealocitos y las células intersticiales (gliales) Los pinealocitos son las células principales de la glándula pineal. Están distribuidas en cúmulos o cordones dentro de lobulillos formados por tabiques de tejido conjuntivo que penetran la glándula desde la piamadre que cubre su superficie. Las células intersticiales (gli,ales) constituyen alrededor del 5% del total de la población celular de la glándula. Además de los dos tipos celulares, la glándula pineal humana se caracteriza por tener concreciones calcáreas conocidas como acérvulos cerebrales o arenilla cerebral. La glándula pineal humana relaciona la intensidad y la duración de la luz con la actividad endocrina. La gándula pineal es un órgano fotosensible y un croómetro y regulador importante del ciclo día/noche (ritmo circadiano). Obtiene información acerca de los ciclos luz y oscuridad desde la retina a través de haz retinohipotalámico, que se comunica en el 108
núcleo supraquiasmático con haces nerviosos simpáticos que llegan hasta la glándula pineal. Durante el día, los impulsos luminos inhiben la producción de la principal hormona de la ~ ándula pineal, la melatonina. Dado que la melatonina se libera en la oscuridad, regula función reproductora en los Lmamíferos al inhibir la actividad esteroidogénica de las gónadas.
LA GLÁNDULA TIROIDES La glándula tiroides es una glándula endocrina bilobulada que está en la región anterior del cuello y se compone de dos lóbulos laterales grandes unidos por un istmo, que es una delgada banda de tejido tiroideo. Los dos lóbulos, cada uno de -5 cm de longitud, 2,5 cm de ancho y 20 a 30 g de peso, están situados a ambos lados de la laringe y la porción proximal de la tráquea. El istmo cruza la línea media por delante del extremo proximal de la tráquea. Con frecuencia desde el istmo se extiende hacia arriba un lóbulo piramidal. La glándula está rodeada por una fina cápsula de tejido conjuntivo que envía tabiques hacia el interior del parénquima para delimitar parcialmente lobulillos irregulares. Las unidades funcionales de la glándula son losfolículos secretores. E lfolículo tiroideo es la unidad estructural de la glándula tiroides Un folículo tiroideo es un compartimiento de aspecto quÍstico más o menos esferoidal que tiene una pared formada por un epitelio simple cúbico o cilíndrico bajo, el epitelio folicular. Centenares de miles de folículos cuyo diámetro varía de 0,2 a l mm forman casi toda la masa de la glándula tiroides humana. Los folículos contienen un material gelatinoso denominado coloide. E l epitelio folicular contiene dos tipos celulares: células foliculares y células parafoliculares El parénquima de la glándula tiroides está compuesto por un tejido epitelial que posee dos tipos de células: • Células foliculares (células principales). Tienen a su cargo la producción de las hormonas tiroideas T} y T4. • Células parafoliculares(células C). Están situadas en la periferia del epitelio folicular y por dentro de la lámina basal del folículo. La glándula tiroides produce tres hormonas, cada una ~ las cuales es indispensable para el metabolismo normal y la homeostasis: • Tiroxina (tetrayodotironina, T) Y triyodotironina (T ), que son sintetizadas y secretadas por las células foliculares. Ambas hormonas regulan el metabolismo basal y la producción de calor de las células y los tejidos e influyen sobre el crecimiento y el desarrollo corporales. La secreción de estas hormonas es regulada por la TSH liberada desde el lóbulo anterior de la hipófisis. • Calcitonina (tirocalcitonina), que es sintetizada por las células parafoliculares (células C) y es un antagonista fisiológico de la hormona paratiroidea (PTH). La calcitonina disminuye la calcemia (concentración del calcio en la sangre) al suprimir la acción reabsortiva de los osteoclastos y promueve el depósito del calcio en los huesos al acrecentar el ritmo de calcificación del osteoide. La secreción de la calcitonina está regulada directamente por la concentración del calcio en la sangre. E l componente principal del coloide es la tiroglobulina, una forma inactiva de almacenamiento de las hormonas tiroideas Las hormonas tiroideas activas se extraen de la tiroglobulina y son liberadas hacia los capilares sanguíneos fenestrados que rodean los folículos sólo después de haber sido
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procesadas adicionalmente dentro de las células foliculares. El tiroides es singular entre las glándulas endocrinas porque almacena en forma extracelular grandes cantidades de su producto de secreción. La síntesis de las hormonas tiroideas comprende varios pasos: 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Síntesis de tiroglobulina. Reabsorción, difusión y oxidación de yodo. Yodación de la tiroglobulina. Formación de T3 y T4 por reacciones de acoplamiento oxidativo. Reabsorción del coloide. Liberación de T3 y T4 en la sangre y proceso de reciclaje.
GLÁNDULAS PARATIROIDES Las glándulas paratiroides son glándulas endocrinas pequeñas que están en íntima asociación con el tiroides. Son ovoides, tienen unos pocos milímetros de diámetro y están distribuidas en dos pares que forman las glándulas paratiroides superiores y las glándulas paratiroides inferiores. En el 2 a 10% de las personas hay glándulas adicionales asociadas con el timo. Las células principales y las células oxífilas son las células epiteliales de la glándula paratiroides • Las células principales, las más abundantes de las células parenquimatosas de la paratiroides (fig. 20-15), tienen a su cargo la secreción de PTH. • Las células oxífilas constituyen una porción menor de las células parenquimatosas y no se conoce que tengan ninguna función secretora. La PTH regula la concentración de calcio y de fosfato en la sangre Las paratiroides actúan en la regulación de las concentraciones de calcio y de fosfato. La hormona paratiroidea o parathormona (PTH) es indispensable para la vida. Por lo tanto, durante la tiroidectomía se debe tener cuidado de dejar un poco de tejido paratiroideo funcionante. Si las glándulas se extirpan por completo sobreviene la muerte porque los músculos, incluidos los laríngeos y otros músculos respiratorios, entran en contracción tetánica conforme disminuye la calcemia. La liberación de PTH causa un aumento de la concentración del calcio en la sangre (calcemia) y al mismo tiempo reduce la concentración de fosfato sérico. La secreción de PTH está regulada por la calcemia a través de un sistema de retrocontrol simple. La calcemia baja estimula la secreción de PTH, mientras que la calcemia alta inhibe la secreción • hormonal. La PTH actúa en varios sitios: • La reabsorción ósea. • La excreción renal de calcio. • La excreción urinaria de fosfato. • La conversión renal de 25-0H vitamina D. • La absorción intestinal de calcio. La PTH Y la calcitonina tienen efectos opuestos en la regulación de la concentración sanguínea del calcio
G L ÁN D U LA S SU PRA R R EN A LE S
Las glándulas suprarrenales (o adrenales) secretan tanto hormonas esteroides como catecolaminas. El tejido parenquimatoso secretar está organizado en las regiones cortical y medular: • La corteza es la porción secretora de esteroides. Está situada bajo la cápsula y
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constituye cerca del 90% del peso de la glándula. • La médula. es la porción secretora de catecolaminas. Está más profunda que la corteza y forma el centro de la glándula. Las
células parenquimatosas de la corteza y la médula son de origen embriológico diferente. Desde el punto de vista embriológico, las células corticales se originan en el mesénquima mesodérmico, mientras que la médula deriva de células de las crestas neurales. Irrigación Las glándulas suprarrenales están irrigadas por las arterias suprarrenales superior, media e inferior. Estos vasos se ramifican antes de penetrar la cápsula para formar múltiples arterias pequeñas que la perforan. En la cápsula, estas arterias se ramifican para dar origen a tres modelos principales de distribución sanguínea. Los vasos forman un sistema que consiste en: • Capilares capsulares que irrigan la cápsula. • Capilares sinusoidales corticalesjenestrados que irrigan la corteza y luego drenan en los sinusoides capilares medulares fenestrados. • Arteriolas medulares que atraviesan la corteza dentro de los tabiques conjuntivos y llevan sangre arterial a los sinusoides capilares medulares Las vénulas que surgen de los sinusoides corticales y medulares drenan en las pequeñas venas colectoras medulosuprarrenales que se reúnen para formar la gran vena medulosuprarrenal central. La contracción sincrónica de los haces musculares lisos longitudinales a lo largo de la vena medulosuprarrenal central y sus tributarías hace que disminuya el volumen de la glándula suprarrenal. Esta disminución del volumen acrecienta la salida de hormonas de la médula suprarrenal hacia la circulación en un fenómeno que puede compararse con el acto de exprimir una esponja empapada de líquido. En la cápsula y en el tejido conjuntiva que rodea los vasos sanguíneos corticales de mayor calibre hay vasos linfáticos. Células de la médula suprarrenal Las células cromafines ubicadas en la médula suprarrenal están inervadas por neuronas simpáticas preganglionares. Las células cromafines son, en efecto, neuronas modificadas. Muchas fibras nerviosas simpáticas preganglionares mielínicas llegan directamente a las células cromafines de la médula. Cuando los impulsos nerviosos transmitidos por las fibras simpáticas alcaÁzan las células cromafines secretoras de catecolaminas, éstas liberan sus productos de secreción. En consecuencia, las células cromafines se consideran como el equivalente de neuronas posganglionares. En la médula también hay células ganglionares. Sus axones se extienden periféricamente hacia el parénquima de la corteza suprarrenal para modular su actividad secretora e inervar los vasos sanguíneos y continúan fuera de la glándula hasta los nervios esplácnicos que inervan las vísceras abdominales. Las células cromafines de la médula suprarrenal tienen una función secretora Las células cromafines están organizadas en cúmulos ovoides y cordones anastomosados breves. Desde el punto de vista estructural, las células cromafines se caracterizan por tener muchas vesículas de secreción. Hay dos poblaciones de células cromafines distinguibles por la índole de sus vesículas limitadas por membrana: • Las células de una de las poblaciones contienen sólo vesículas de centro denso, que son de gran tamaño. Estas células secretan noradrenalina. 111
• Las células de la otra población contienen vesículas que son más pequeñas, más homogéneas y menos densas. Estas células secretan adrenalina. La exocitosis de las vesículas de secreción se desencadena por la liberación de acetilcolina desde los axones simpáticos preganglionares que hacen sinapsis con cada célula cromafín Los glucocorticoides secretados en la corteza inducen la conversión de noradrenalina en adrenalina en las células cromafines Las catecolaminas, en cooperación con los glucocorticoides, preparan el organismo para la respuesta de "Iucha o huida" La liberación súbita de catecolarninas establece las condiciones para la utilización máxima de la energía y, por ende, para el esfuerzo físico máximo. Subdivisión de la corteza suprarrenal La corteza suprarrenal se subdivide en tres zonas de acuerdo con la distribución de sus células: • Zona glomerular. Es la zona externa (superficial) angosta que forma hasta el 15% del volumen cortical • Zona fasciculada. Es la zona media gruesa que forma casi el 80% del volumen cortical • Zona reticular. Es la zona interna (profunda) que forma sólo el 5 a 7% del volumen cortical, pero es más gruesa que la zona glomerular a causa de su ubicación más central ZONA GLOMERULAR Las células de la zona glomerular están organizadas muy juntas en cúmulos ovoides y columnas curvas que se continúan con los cordones celulares de la zona fasciculada. Las células de la zona glomerular son relativamente pequeñas y cilíndricas o piramidales. Sus núcleos esferoidales aparecen muy apiñados y son hipercromáticoso En los seres humanos, algunas regiones de la corteza pueden no tener una zona glomerular reconocible. Una rica red de capilares sinusoides fenestrados rodea cada cúmulo celular. Las células tienen un retículo endoplasmático liso (sER) abundante, complejos de Golgi múltiples, mitocondrias grandes con crestas transversales, ribosomas libres y un poco de rER. Las inclusiones lipídicas son escasas. La zona glomerular secreta la aldosterona que actúa en el control de la tensión arterial. La zona glomerular está bajo el retrocontrol del sistema renina-angiotensinaaldosterona. ZONA FASCICULADA La secreción principal de la zona fasciculada consiste en regulan el metabolismo de glucosa y los ácidos grasos.
glucocorticoides
que
En el hígado, los glucocorticoides estimulan la conversión de aminoácidos en glucosa, estimulan la polimerización de la glucosa en glucógeno y promueven la captación aminoácidos y ácidos grasos. En el tejido adiposo, los glucocorticoides estimulan los lípidos en glicerol y ácidos grasos libres. En otros tejidos reducen el ritmo de utilización de la glucosa y promueven la oxidación de los ácidos grasoso. En células como los fibroblastos inhiben la síntesis de remas e incluso promueven el catabolismo proteico para proveer aminoácidos con el fin de convertirlos en glucosa en el hígado.
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ZONA RETICULAR La zona reticular produce glucocorticoides y andrógenos Las células de la zona reticular son notablemente más pequeñas que las de la zona fasciculada y sus núcleos son más hipercromáticos. Se disponen en cordones anastomosados que están separados por capilares fenestrados. Las células tienen una cantidad relativamente escasa de inclusiones lipídicas. Hay tanto células claras como células oscuras. Las células oscuras poseen muchos gránulos grandes de pigmento lipofuscínico y -un núcleo hipercromático. Las células de esta zona son pequeñas porque tienen menos citoplasma que las células de la zona fasciculada; en consecuencia, los núcleos aparecen más apiñados. Exhiben características de células secretoras de esteroides, a saber: un sER bien desarrollado y muchas mitocondrias alargadas con crestas tubulares. Estas células tienen poco rER. La secreción principal de la zona reticular son los andrógenos débiles La secreción principal de las células de la zona reticular consiste en andrógenos débiles, sobre todo dehidroepiandrosterona (DHEA). Estas células además secretan un poco de glucocorticoides, pero en una cantidad mucho menor que las células de la zona fasciculada. Aquí también el glucocorticoide secretado en mayor proporción es el cortisol. La zona reticular también está bajo el retrocontrol del sistema CRH-ACTH y se atrofia luego de la hipofisectomía. La ACTH exógena mantiene la estructura y la función de la zona reticular después de la hipofisectomía.
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14 Aparato Masculino
Genital
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Aparato genital masculino Generalidades del aparato reproductor masculino Está formado por los testículos, las vías espermáticas, las glándulas sexuales anexas y el pene. Las glándulas sexuales anexas comprenden las vesículas seminales, la próstata y las glándulas bulbouretrales. Las 2 funciones primarias de los testículos son la producción de gametos masculinos (espermatogénesis) y la síntesis de hormonas sexuales masculinas o andrógenos (esteroidogénesis). Los andrógenos, sobre todo la testosterona son indispensables para la espermatogénesis, cumplen una función importante en el desarrollo del embrión XY para que el feto adquiera el fenotipo masculino.
Testículo Los testículos adultos son órganos ovoides pares que están dentro del escroto fuera de la cavidad abdominal. Los testículos están suspendidos de los cordones espermáticos y adheridos al escroto por los ligamentos escrotales. Desarrollo del testículo Los testículos se desarrollan en la parte posterior del abdomen y luego descienden hasta el escroto. Los testículos se forman hasta la séptima semana de desarrollo y tienen los siguientes orígenes; • Mesodermo intermedio. • Epitelio mesodérmico. • Células germinativas primordiales. La migración de las células germinativas primordiales hasta el sitio de formación de las gónadas induce la formación de las células mesodérmicas de las crestas urogenitales y las células del mesotelio celómico para que se desarrollen los cordones sexuales primitivos. Estos cordones se diferencian en los cordones testiculares que dan origen a los tubulos seminíferos los tubulos rectos y la rete testis o red de Hallerr. En la primera etapa del desarrollo los testículos aparecen en la pared abdominal posterior como primordios indiferenciados de las crestas que urogenitales. Durante esta etapa indiferente el embrión tiene la potencialidad de convertirse en un varón o una mujer. Al principio de la embriogénesis masculina, el mesénquima que separa los cordones testiculares da origen a células de Leydig que producen testosterona para estimular el desarrollo del primordio indiferente en un testículo. La testosterona causa la proliferación y la diferenciación de los conductos mesonéfricos de los que derivan las vías espermáticas. También en esta etapa inicial las células de Sertoli que se desarrollan dentro de los cordones testiculares producen otra sustancia hormonal llamada factor inhibidor mulleriano que inhibe el desarrollo de los órganos genitales femeninos. El desarrollo y la diferenciación de los genitales externos ocurren al mismo tiempo y son causados por la acción de la dihidrostestosterona. Si no hay esto sin importar el sexo genético los genitales externos seguirán el modelo femenino. La aparición de
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testosterona en el embrión masculino en desarrollo determina su sexo hormonal en la semana 26 los testículos descienden desde el abdomen hasta el escroto a través del conducto inguinal. El descenso testicular a veces esta obstruido y esto conduce a la patología conocida como criptorquidia o testículo no descendido. La espermatogénesis necesita que los testículos se mantengan por debajo de la temperatura normal. Conforme descienden de la cavidad abdominal hacia el escroto, los testículos llevan consigo vasos sanguíneos, vasos linfáticos, nervios y una extensión del peritoneo abdominal llamada túnica vaginal. Dentro de las bolsas la temperatura de los testículos es 2 a 3°C mas baja que la temperatura corporal. Cada testículo recibe sangre a través de la arteria espermática o arteria testicular que esta rodeada por el plexo venoso pampiniforme. La sangre venosa mas fresca proveniente del testículo enfría un poco la sangre arterial antes de que entre en el órgano por un mecanismo de contracorriente intercambiador de calor. El músculo cremaster se contrae para acercar los testículos a la pared abdominal se relaja para descender el escroto. Estructura del testículo Los testículos tienen una capsula de tejido conjuntivo de espesor poco habitual llamada túnica albugínea. Esta capsula es muy gruesa y cubre a cada testículo. La parte interna de esta capsula o túnica vasculosa es una lámina de tejido conjuntivo laxo que contiene vasos sanguíneos. Cada testículo esta dividido en alrededor de 250 lobulillos por tabiques incompletos de tejido conjuntivo. La túnica albugínea aumenta en su espesor y hace protrusión dentro del órgano para formar el mediastino testicular. Cada lobulillo esta compuesto por varios tubulos seminíferos muy contorneados. Cada tubulo dentro del lobulillo describe un asa. Los extremos del asa están cerca del mediastino testicular, donde adoptan un curso recto que se extiende por una distancia corta. Este segmento de tubulo recibe el nombre de tubulo recto y se continúa con la red testicular, que es un sistema de conductos anastomosados dentro del mediastino. Los tubulos seminíferos están compuestos por un epitelio seminífero rodeado por una lámina propia. Cada tubulo tiene una longitud de 50cm. El epitelio seminífero es un epitelio estratificado que esta compuesto por 2 poblaciones celulares básicas: • Células de Sertoli, estas células cilíndricas tienen prolongaciones apicales y laterales que rodean las células espermatogénicas y ocupan los espacios entre estas. • Células espermatogénicas, con regularidad se dividen y se diferencian en espermatozoides maduros. Estas células se organizan en capas mas definidas. Las más inmaduras de todas se llaman espermatogonias y están apoyadas sobre la lámina basal y las más maduras se llaman espermátides y están adheridas a la porción apical de la célula de Sertoli en contacto con la luz del tubulo. La lamina propia también llamada tejido peritubular en los seres humanos esta compuesto de 3 a 5 capas de células mioides. Las contracciones rítmicas de las células mioides crean ondas peristálticas que contribuyen a mover los espermatozoides y el líquido testicular a lo largo de los tubulos seminíferos hacia las vías espermáticas. Por 116
fuera de la capa mioide hay están las células de Leydig. Como consecuencia normal del envejecimiento, la túnica propia aumenta de espesor. Este engrosamiento esta acompañado de una disminución del ritmo de producción de espermatozoides y una reducción general del tamaño de los tubulos seminíferos. En engrosamiento de la túnica propia en la juventud se asocia con infertilidad. Células de Leydig Las células de Leydig con frecuencia tienen un pigmento lipofuscínico y cristales citoplasmáticos llamados cristales de Reinke. Las células de Leydig secretan testosterona durante las primeras etapas de la vida fetal. • En el embrión la secreción de testosterona y otros andrógenos es indispensable para el desarrollo normal de las gónadas en el feto masculino. • En la pubertad la secreción de testosterona inicia la producción de espermatozoides, la secreción de las glándulas sexuales anexas y el desarrollo de las características sexuales secundarias. • En el adulto mantiene la espermatogénesis y las características sexuales secundarias. Las células de Leydig son activas en la diferenciación inicial del feto masculino y luego sufren un periodo de inactividad que empieza más o menos a los 5 meses. Cuando las células de Leydig son expuestas a la estimulación gonadotrófica en la pubertad otra vez se convierten en células secretoras de andrógenos, permanecen activas durante toda la vida.
Espermatogénesis La espermatogénesis es el proceso mediante el cual las espermatogonias dan origen a los espermatozoides. Comienza poco antes de la pubertad bajo la influencia de las concentraciones cada vez mayores de gonadotrofinas hipofisiarias y continúan durante toda la vida. La espermatogénesis se divide en 3 fases: • Fase espermatogónica, en la cual se dividen por mitosis que al final se diferenciaran en esperamatocitos primarios. • Fase espermatocítica, los espermatocitos primarios sufren las 2 divisiones meioticas que reducen la cantidad de cromosomas y el contenido de DNA para producir células haploides llamadas espermátides. • Fase de espermátide, en la cual las espermátides se diferencian en espermatozoides maduros. Fase espermatogónica Las células madre espermatogónicas sufren múltiples divisiones y generan una progenie espermatogónica. Las espermatogonias humanas se clasifican en 3 tipos: • Espermatogonias de tipo A oscuras. Se cree que estas espermatogonias son las células madre del epitelio seminífero. 117
• Espermatogonias de tipo A claras. • Espermatogonias de tipo B. Fase espermatocítica (Meiosis) En la fase espermatocítica, los espermatocitos primarios sufren meiosis para reducir la cantidad de cromosomas y el contenido de DNA. La división mitótica de las espermatagononias de tipo B produce los espermatocitos primarios. La profase de la primera división meiotica dura 22 días en los espermatocitos primarios humanos. Al final de la profase se pueden identificar 44 autosomas y un cromosoma X y otro Y. Los cromosomas homólogos se aparean conforme se alinean en la placa ecuatorial de la metafase Los cromosomas homólogos apareados, que reciben el nombre de tétradas por que están compuestos por 4 cromátides, intercambian material genético en un proceso conocido como combinación (Crossing over). Después de que se ha completado la recombinación genética, los cromosomas se separan y avanzan hacia los polos opuestos del huso meiotico. Las células derivadas de la primera división meiotica reciben en nombre de espermatocitos secundarios. Estas células entran de inmediato en la profase de la segunda división meiotica. Cada espermatocito secundario tiene 22 autosomas y un cromosoma X o una Y. durante la metafase de la segunda división meiotica, los cromosomas se alinean sobre la placa ecuatorial y las cromatides hermanas se separan y avanzan hacia los polos opuestos del huso. En la segunda división meiotica se forman 2 espermátides haploides. Fase de espermátides (espermiogénesis) En la fase de espermátides, las espermátides sufren una remodelación celular extensa conforme se diferencian en espermatozoides maduros. La remodelación celular extensa que ocurre durante la diferenciación de las espermátides en espermatozoides maduros consiste en 4 fases: • Fase de Golgi. • Fase de casquete. • Fase de acrosoma. • Fase de maduración. Estructura del espermatozoide maduro Los acontecimientos de la espermiogénesis dan origen a una célula de estructura singular el espermatozoide. Su cabeza es aplanada y puntiaguda, el casquete acrosomico que cubre los 2 tercios anteriores del núcleo contiene hialuronidasa, neuraminidasa, fosfatasa ácida y una proteasa llamada acrosina. Estas encimas son indispensables para la penetración de la membrana pelúcida del óvulo. La liberación de las encimas cuando el espermatozoide entra en contacto con el oocito es el primer paso de la reacción acrosomica. 118
La cola del espermatozoide esta dividida en el cuello, la pieza intermedia, la pieza principal y la pieza terminal. Los espermatozoides recién liberados son inmóviles. Los espermatozoides son transportados desde los tubulos seminíferos en un líquido secretado por las células de Sertoli. En líquido y los espermatozoides fluyen a lo largo del tubulo seminífero ayudados por las contracciones peristálticas de las células peritubulares. Luego entran a los tubulos rectos y después a la rete testis. Desde la rete testis se desplazan hacia la porción extra testicular de los conductillos eferentes y luego hacia el segmento proximal del conducto del epidídimo. Conforme atraviesan los 4 o 5cm de longitud del conducto del epidídimo los espermatozoides adquieren movilidad. Los espermatozoides pueden vivir varias semanas en la vía espermática del varón pero sobreviven solo 2 o 3 días dentro del aparato genital femenino.
Tubulos Seminíferos Ciclo del epitelio seminífero Las células espermatogénicas en diferenciación están distribuidas al azar en el epitelio seminífero; tipos celulares específicos se agrupan juntos porque pasan tiempos específicos en cada etapa de la maduración. Cada agrupamiento reconocible o asociación celular se considera una etapa de un proceso cíclico. El ciclo del epitelio seminífero humano tiene 6 estadios. La duración de la espermatogénesis dura alrededor de 74 días. La duración del ciclo del epitelio seminífero tarda alrededor de 16 días. Luego se necesitaran alrededor de 12 días más para que el espermatozoide atraviese el epidídimo. En el testículo humano se producen aproximadamente 300 millones de espermatozoides por día. La duración del ciclo y el tiempo necesario para la espermatogénesis son constantes y específicos de cada especie. Ondas del epitelio seminífero La onda del epitelio seminífero describe la distribución de los patrones de asociación celular en toda la longitud del tubulo. En el epitelio seminífero humano no hay ondas. Cada patrón de asociaciones celulares tiene una distribución en parcelas en el epitelio del tubulo seminífero. Células de Sertoli Las células de Sertoli constituyen el verdadero epitelio del tubulo seminífero. Son células epiteliales cilíndricas altas y no se dividen y están apoyadas sobre la lámina basal del epitelio seminífero. En el citoplasma basal de las células de Sertoli hay cuerpos de inclusión llamados cristaloides de Charcop-Bottcher. Las células de Sertoli están unidas entre si por un complejo de unión poco habitual. Este complejo se caracteriza en parte por una unión muy hermética que comprende más de 50 líneas de fusión paralelas a las membranas celulares contiguas. El complejo de unión célula de Sertoli-célula de Sertoli divide el epitelio seminífero en 119
un compartimiento basal en un compartimiento adluminal. Las espermatogonias y los espermatocitos primarios están restringidos en el compartimiento basal o sea entre las uniones célula de Sertoli-célula de Sertoli y la lamina basal. Los espermatocitos más maduros y las espermátides están restringidos al lado Adluminal de las uniones célula de Sertoli- célula de Sertoli. Las células de sertoli fagocitan y degradan los cuerpos residuales formados en la ultima etapa de la espermatogénesis, también fagocitan cualquier célula espermatogenica que no se diferencie por completo. El complejo de unión célula de Sertoli-célula de Sertoli forma la barrera hematotesticular. Esta barrera es indispensable para crear una compartimentalización fisiológica dentro del epitelio seminífero en lo que se refiere a la composición de iones aminoácidos, carbohidratos y proteínas. Las células de Sertoli tienen funciones secretoras exocrinas y endocrinas. Las células de sertoli secretan ABP. La célula ABP concentra la testosterona en la luz del tubulo en donde la concentración elevada de este andrógeno es indispensable para la maduración normal de los espermatozoides.
Conductos intratesticulares Al final de cada túbulo seminífero hay una transición brusca hacia los tubulos rectos. Este segmento esta tapizado solo por células de sertoli. Los tubulos rectos desembocan en la rete testis. Los conductos de la rete testis están revestidos por un epitelio simple cúbico o cilíndrico bajo. Sus células poseen un solo cilio apical.
Vías espermáticas Las vías espermáticas derivan del conducto mesonéfrico y de los tubulos excretores mesonéfricos. En el hombre unos 20 conductillos eferentes conectan los conductos de la rete tesis con el epidídimo. Conforme los conductillos eferentes abandonan el testículo sufren un enrollamiento. Los conductillos eferentes desembocan en un conducto único, el conducto del epidídimo. Estos conductillos están tapizados por epitelio seudo estratificado cilíndrico. El primer sitio de la vía espermática en que aparece una capa de músculo liso es el inicio de los conductillos eferentes. El transporte de los espermatozoides en los conductillos eferentes te realiza principalmente por la acción ciliar y la contracción de la capa muscular. Epidídimo El epidídimo es un órgano que contiene los conductillos eferentes y el conducto del epidídimo. Es una estructura con forma de semiluna apoyada sobre el testículo. Mide de 4 a 6mts. De longitud y tiene una cabeza un cuerpo y una cola. Los espermatozoides maduran durante el paso a lo largo del conducto eferente donde adquieren movilidad y la capacidad de fecundar al oocito. El espermatozoide sufre el proceso denominado discapacitación, donde se inhibe de manera reversible la capacidad fecundante del espermatozoide. La capacitación ocurre en el aparato genital femenino antes de la fecundación. Los linfocitos intraepiteliales del epidídimo reciben el nombre de células de Halo.
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Conducto deferente El conducto deferente es el segmento mas largo de la vía espermática. Es una continuación directa de la cola del epidídimo, se introduce en el abdomen por el cordón espermático. Además del conducto deferente, el cordón espermático contiene la arteria espermática el músculo cremaster, el plexo pampiniforme y la rama genital del nervio genitocrural. Todas estas estructuras están rodeadas por fascias derivadas de la pared abdominal anterior. El conducto deferente en su extremo distal se dilata para formar la ampolla. Esta ampolla recibe el conducto de la vesícula seminal y continua hasta la uretra a través de la próstata con el nombre de conducto eyaculador.
Glándulas sexuales anexas Las 2 vesículas seminales excretan un líquido rico en fructuosa. Son 2 glándulas tubulares alargadas y muy tortuosas que están situadas contra la pared posterior de la vejiga urinaria. La secreción de las vesículas seminales es un material viscoso blanco amarillento. Contiene fructuosa junto con otros sacáridos simples, aminoácidos y prostaglandinas. La contracción de la cubierta muscular lisa de las vesículas seminales durante la eyaculación expulsa su secreción hacia los conductos eyaculadores y contribuye a evacuar a los espermatozoides de la uretra. Próstata La próstata es la mas grande de las glándulas anexas y esta dividida en varias zonas morfologías y funcionales. La glándula esta ubicada por debajo de la vejiga, donde rodea el segmento prostático de la uretra. Esta compuesta por 30 a 50 glándulas tubuloalveolares dispuestas en 3 capas concéntricas: una capa mucosa intermedia, una capa submucosa intermedia y una capa periférica que contiene las glándulas prostáticas principales. La parénquima de la próstata del adulto esta dividido en 4 zonas. • La zona periférica corresponde a las glándulas prostáticas principales y constituye el 70% del tejido glandular de la próstata. Esta zona es la más susceptible a la inflamación y también es el sitio de la mayoría de los carcinomas prostáticos. La zona periférica se puede palpar mediante el examen digital del recto. • La zona central, 25% del tejido glandular. • La zona transicional. • La zona peri-uretral. Glándulas bulbouretrales Las glándulas bulbo uretrales secretan el liquido preseminal, están ubicadas en el diafragma urogenital. La secreción glandular clara, de tipo mucoso, contiene gran cantidad de galactosa y galactosamina, acido galacturónico, ácido siálico y metilpentosa. La estimulación sexual hace que se libere la secreción, que constituye la porción principal del líquido seminal y es probable que sirva para lubricar la uretra
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esponjosa.
Semen El semen contiene líquido y espermatozoides del testículo y productos de secreción del epidídimo, del conducto deferente, de la próstata, de las vesículas seminales y de las glándulas bulbouretrales. Este alcalino contribuye a neutralizar el medio ácido de la uretra y la vagina. El promedio del volumen de semen emitido en una eyaculación es de unos 3 mililitros. Cada mililitro de semen contiene hasta 100 millones de espermatozoides. Se calcula que el 20% de los espermatozoides en cualquier eyaculación es morfológicamente anormal y casi el 25% carece de movilidad.
Pene La erección del pene comprende el llenado de los espacios vasculares de los cuerpos cavernosos y del cuerpo esponjoso. La túnica albugínea enlaza a los 2 cuerpos. Los cuerpos cavernosos contienen abundantes espacios vasculares amplios. El tejido conjuntivo intersticial contiene muchas terminaciones nerviosas y vasos linfáticos. Los espacios basculares aumentan de tamaño y adquieren mayor rigidez al llenarse de sangre, que proviene sobre todo de las arterias helicinas. La piel del pene es fina y esta poco adherida al tejido conjuntivo laxo subyacente excepto a la altura del glande. El pene esta inervado por nervios somáticos, simpáticos y parasimpáticos. Distribuidas por todos los tejidos peneanos hay una gran cantidad de terminaciones nerviosas sensitivas.
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15 Aparato Femenino
Genital
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Aparato genital femenino Generalidades del aparato genital femenino El aparato genital femenino consiste en órganos genitales internos y estructuras genitales externas. Los órganos internos están ubicados en la pelvis, y los externos están en la parte anterior del periné y en conjunto reciben el nombre de vulva. • Los órganos internos son los ovarios, las trompas uterinas, útero y la vagina. • La vulva comprende el monte de venus, los labios mayores, clítoris, el vestíbulo y el orificio de la vagina y el orificio uretral externo, Las glándulas mamarias se incluyen en este capítulo porque su desarrollo y estado funcional están directamente relacionados con la actividad hormonal del aparato genital femenino. Del mismo modo la placenta se comenta aquí por su relación física y funcional con el útero durante el embarazo. Los órganos sexuales femeninos sufren cambios cíclicos regulares desde la pubertad hasta la menopausia. Los ovarios las trompas y el útero sufren cambios estructurales y funcionales marcados que tienen relación con la actividad nerviosa y las modificaciones de la concentración de las hormonas. El inicio del ciclo menstrual, denominado menarca, ocurre entre los 9 y los 14 años y señala el final de la pubertad y el inicio de la vida fértil. Durante esta fase de la vida el ciclo menstrual es de 28 a 30 días en promedio. Entre los 45 y 55 años el ciclo menstrual se torna mas frecuente hasta que desaparece. A esto se le conoce como menopausia o climaterio. Los ovarios dejan de producir oocitos y detiene su función endocrina de producción de hormonas que regulan la actividad reproductora.
Ovario Las dos funciones principales del ovario son la producción de gametos (gametogénesis) y la síntesis de hormonas esteroideas (esteroidogénesis). Los gametos en desarrollo se llaman oocitos; los gametos maduros se conocen como óvulos. Los ovarios secretan 2 grupos principales de hormonas esteroideas: • Los estrógenos promueven el crecimiento y la maduración de los órganos sexuales internos y externos. Los estrógenos también actúan sobre las glándulas mamarias en las que simulan el crecimiento de los conductos y la estroma y la acumulación del tejido adiposo. • Los progestágenos preparan los órganos sexuales internos, sobre todo el útero, para el embarazo al promover cambios secretores en el endometrio. Los progestágenos también preparan las glándulas mamarias para la lactancia. Estructura ovárica En las multíparas los ovarios son estructuras pares de color blanco rosado con forma de almendra que mide unos 3 cm. de largo 1.5 de ancho y 1cm de espesor. Cada ovario esta fijado a la superficie superior del ligamento ancho del útero a través de un
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pliegue peritoneal llamado mesoovario. Antes de la pubertad la superficie del ovario es lisa pero durante la vida fértil adquiere cada vez mayor cantidad de cicatrices y se torna irregular a causa de las ovulaciones consecutivas. En la mujer postmenopáusica los ovarios tienen una cuarta parte del tamaño normal del periodo fértil. El ovario esta compuesto por una corteza y una médula. • La médula esta en el centro del ovario y contiene tejido conjuntivo laxo. • La corteza esta en la periferia del ovario y contiene los folículos ováricos. En la estroma que rodea los folículos hay células musculares lisas dispersas. El ovario esta cubierto por epitelio germinativo en lugar de mesotelio. Este epitelio simple esta formado por células cúbicas que en algunas partes son casi planas. Dejo de este epitelio hay una capa de tejido conjuntivo denso, la túnica albugínea que lo separa de la corteza. Los folículos ováricos proveen un microambiente para el desarrollo del oocito. En la estroma de la corteza están distribuidos los folículos ováricos, cada uno con un solo oocito. El tamaño de un folículo indica el estado de desarrollo del oocito. Las etapas iniciales de la ovogénesis ocurren durante la vida fetal. Los oocitos presentes en el nacimiento permaneces detenidos en su desarrollo en su primera división meiotica. Durante la pubertad grupos pequeños de folículos experimentan un crecimiento y una maduración. Por general la primera ovulación no ocurre hasta después de pasado 1 año de la menarca o incluso más tiempo. Luego se establece un patrón cíclico de maduración folicular y ovulación que continua en paralelo al ciclo menstrual. Durante la vida fértil una mujer produce solo unos 400 óvulos maduros. Desarrollo folicular Desde el punto de vista histológico, los 3 tipos básicos de folículos ováricos pueden identificarse de acuerdo a su estado de desarrollo: • Folículos primordiales. • Folículos en crecimiento. • Folículos maduros o de Graaf. Los folículos en crecimiento se subdividen en folículos primarios y secundarios (o antrales). El folículo primordial es la etapa inicial del desarrollo folicular. En el ovario maduro los folículos maduros están en la corteza. Una sola capa de las células foliculares planas rodean el oocito. El oocito posee un núcleo excéntrico voluminoso. El citoplasma del oocito contiene un cuerpo de Balbiani. El folículo primario es la primera etapa del folículo en crecimiento. Al principio el oocito aumenta de tamaño y las células foliculares aplanadas circundantes proliferan y se tornan cúbicas. Aparece la zona pelúcida. Las células foliculares sufren estratificación para formar la capa granulosa del folículo primario. La capa simple de células foliculares da origen a un epitelio estratificado, la capa granulosa, que rodea al oocito. Las células foliculares ahora reciben el nombre de células de la granulosa. El movimiento de las sustancias nutritivas y las moléculas de
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información desde la sangre hacia el líquido folicular es indispensable para el desarrollo normal del óvulo y del folículo. Células de tejido conjuntivo forman las capas de la teca del folículo primario. Las células estromales perifoliculares forman una vaina de células conjuntivas conocida como teca folicular, justo por fuera de la lamina basal. La teca folicular se diferencia en 2 capas. • Teca interna, es la capa de las células secretoras cúbicas muy vascularizada y mas profunda. Estas células tienen una gran cantidad de receptores de hormona luteinizante, sintetizan y secretan los andrógenos que son los secretores de los andrógenos. • Teca externa, contiene células musculares lisas y fibras de colágeno. En el folículo primario ocurre la maduración del oocito. El folículo secundario se caracteriza por tener un antro lleno de líquido. Los factores necesarios para el crecimiento oocítico y folicular son varios: • Hormona folículo estimulante (FHS). • Factores de crecimiento. • Iones de calcio. Cuando la capa granulosa alcanza un espesor de 6 a 12 estratos celulares, entre las células de la granulosa aparecen cavidades con contenido líquido. Este líquido es llamado líquido folicular que se encuentra dentro de una cavidad llamada antro. Este folículo ahora se designa con el nombre de folículo secundario o folículo antral. Las células del disco proligero (cúmulo ooforo) forman una corona radiante alrededor del folículo secretor. La capa granulosa tiene un espesor que es relativamente uniforme excepto en la región asociada con el oocito. Aquí las células de la granulosa arman un montículo abultado, el disco proligero, que se proyecta dentro del antro. Las células del disco proligero que rodean inmediatamente el oocito y permanecen con este en la ovulación formando la corona radiante. Entre las células de la granulosa pueden verse los llamados cuerpos Call-Exner. El folículo maduro contiene el oocito secundario maduro, tiene un diámetro de 1 cm. o más y hace protrusión en la superficie del ovario. La capa granulosa parece formarse mas fina conforme el antro aumenta de tamaño. Las células del cúmulo adheridas permanecen con el oocito durante la ovulación. Durante este periodo de maduración folicular las capas tecales se tornan más prominentes. En respuesta a la FSH, las células de la granulosa catalizan la conversión de los andrógenos en estrógenos, que a su vez, las estimulan para que proliferen y así aumente el tamaño del folículo. Unas 24 horas antes de la ovulación, en la adenohiposis se induce una liberación masiva de FSH, LH o ambas. En respuesta al aumento de LH los receptores de LH en las células de la granulosa son inhibidos y estas células dejan de producir estrógenos ante la estimulación por la LH. Se reanuda la primera división meiotica del oocito primario y causa la formación del oocito secundario y del primer cuerpo polar. Luego las células de la granulosa y de la teca sufren luteinización y producen progesterona.
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Ovulación La ovulación es un proceso mediado por hormonas cuya consecuencia es la liberación del oocito secundario. Una combinación de cambios hormonales y efectos enzimáticos producen la liberación del oocito secundario en la mitad del ciclo menstrual, es decir en el día 14 de un ciclo de 28 días. Los factores que intervienen son los siguientes: • Aumento del volumen y de la presión del líquido folicular. • Contracción de las fibras musculares lisas en la teca externa. Justo antes de la ovulación, el flujo sanguíneo se detiene en una pequeña región de la superficie ovárica sobre el folículo que hace protrusión. Esta región del epitelio superficial se conoce como estigma. El oocito se introduce en la trompa uterina por su orificio lateral. El oocito secundario permanece viable durante 24 horas si en este periodo no ocurre la fecundación el oocito secundario se degenera mientras atraviesa la trompa uterina. Lo normal es que un solo folículo complemente la maduración en cada ciclo. En raras ocasiones otros oocitos son expulsados de otros folículos que han alcanzado la madures lo cual conlleva a la posibilidad de que se formen cigotos múltiples. El oocito primario queda detenido por 12 a 50 años en la etapa de diplonema de la profase de la primera división meiotica. Los oocitos primarios dentro de los folículos primordiales comienzan la primera división meiotica durante la vida embrionaria, pero el proceso se detiene en la etapa de diplonema de la profase meiotica. La primera profase meiotica no se complementa hasta justo antes de la ovulación. Los oocitos primarios permanecen detenidos en la primera fase meiotica por un periodo de entre 12 y 50 años. Este largo periodo expone al oocito a influencias ambientales que pueden contribuir a errores de la meiosis. Una vez que se completa la división meiotica en el folículo maduro cada célula hija del oocito primario recibe una cantidad igual de cromosomas pero una de estas recibe la mayor parte del citoplasma y se convierte en el oocito secundario. La otra célula hija se convierte en el primer cuerpo polar. El oocito secundario queda detenido en la metafase de la segunda división meiotica justo antes de la ovulación. Esta división solo se completa si el oocito es fecundado y formara un ovulo maduro con el pronúcleo femenino que contienen un juego de 23 cromosomas. Cuerpo lúteo Después de la ovulación el folículo colapsado se reorganiza en un cuerpo lúteo. Al principio la hemorragia de los capilares de la teca interna hacia la luz folicular conduce a la formación del llamado cuerpo hemorrágico con un coagulo central. Luego el tejido conjuntivo del estroma invade la antigua cavidad folicular. Las células de la capa granulosa o de la teca interna sufren cambios morfológicos notorios. Estas células luteínicas aumentan de tamaño y se llenan de inclusiones lipidicas. Hay 2 tipos de células luteínicas:
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• Células luteínicas de la granulosa. • Células luteínicas de la teca. Dentro del cuerpo lúteo se forma una red bascular extensa. Esta estructura muy vascularizada de la corteza ovárica secreta progesterona y estrógeno. Estas hormonas estimulan el crecimiento y la actividad secretora de la mucosa uterina con el fin de prepararla para la implantación del cigoto. El cuerpo lúteo de la menstruación de forma cuando no hay fecundación. Permanece activo solo 14 días. El ritmo de secreción de progestágenos y de estrógenos declina y el cuerpo lúteo comienza a degenerarse. Una cicatriz blanquecina, el cuerpo albicans aparece. El cuerpo albicans se hace cada vez mas profundo en la corteza ovárica y desaparece lentamente en un periodo de varios meses. Fecundación La fecundación ocurre normalmente en la ampolla de la trompa uterina. El espermatozoide penetra la corona radiante, donde ocurren los pasos finales de la capacitación. El espermatozoide penetrara la membrana pelúcida. El núcleo en la cabeza del espermatozoide forma el pronúcleo masculino, que contiene los 23 cromosomas paternos. Después de la fusión de los dos pronúcleos, el cigoto resultante, con su complemento diploide de 46 cromosomas, sufre una división mitótica o primera segmentación. Esta etapa de dos células señala en comienzo del desarrollo embrionario. Varios espermatozoides pueden penetrar la membrana pelúcida pero solo uno completa el proceso de fecundación. Una vez que el espermatozoide fecundante penetra el ooplasma ocurren reacciones para impedir que otros espermatozoides entren el occito secundario. • Bloqueo rápido de la polispérmia • Reacción cortical • Reacción de zona El cuerpo lúteo del embarazo se forma después de la fecundación y la implantación, este secreta luteotrofinas. Las concentraciones elevadas de progesterona, producida a partir del colesterol por el cuerpo lúteo bloquean el desarrollo cíclico de los folículos ováricos. En las etapas iniciales del embarazo, el cuerpo lúteo mide 2 a 3 cm. Su función empieza a declinar después de 8 semanas. La placenta se hace cargo de la función de cuerpo lúteo después de 6 semanas. Atresia La mayoría de los folículos ováricos se pierden a través de la atresia mediada por la apoptosis de las células de la granulosa. La atresia de los folículos primordiales y de los folículos pequeños en crecimiento, el occito inmaduro reduce su tamaño y se degenera. En la atresia de los folículos grandes en crecimiento, la degeneración de l oocito maduro se retrasa y parece ocurrir secundariamente a alteraciones degenerativas de la pared folicular.
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La glándula intersticial surge de la teca interna del folículo atresico. Conforme los folículos atresicos continúan su degeneración en el centro de la masa celular aparece una cicatriz con estrías hialinas. Las células intersticiales son una fuente importante de estrógenos que influyen sobre el crecimiento y el desarrollo de los órganos sexuales secundarios en los comienzos de la pubertad. En el hilio del ovario humano estan las llamadas células hiliares ováricas. Estas células que parecen estructuralmente relacionadas con las células intersticiales de los testículos, contienen cristales de Reinke. Al parecer estas células responden a los cambios hormonales durante el embarazo y en los comienzo de la menopausia.
Irrigación sanguínea y drenaje linfático La irrigación sanguínea de los ovarios tiene dos orígenes diferentes: las arterias ováricas y las arterias uterinas. Las arterias ováricas son ramas de la aorta abdominal y constituyen la principal fuente de sangre oxigenada para los ovarios y las trompas uterinas. Las arterias estan acompañadas por venas que forman en plexo, denominado plexo panpiniforme. Los componentes del plexo reúnen para formar la vena ovárica. Las redes de vasos linfáticos de las capas tecales rodean los folículos en desarrollo grandes y los folículos atresicos, así como los cuerpos lúteos Inervación Los ovarios estan inervados por el plexo ovárico autónomo. Las fibras nerviosas siguen las arterias en su paso por la medula y la corteza ováricas e inervan el músculo luso de las paredes vasculares. Durante la ovulación, alrededor de 45% de las mujeres padecen dolor a la mitad del ciclo. Se cree que este dolor esta relacionado con la contracción de las células musculares lisas en el ovario y en sus ligamentos.
Trompas Uterinas Las trompas uterinas u oviductos son órganos pares con forma de tubo que se extiende bilateralmente desde el útero hasta los ovarios. Estos órganos transportan al ovulo desde el ovario hasta el útero y proveen el medio ambiente necesario para la fecundación. Cada trompa uterina mide aproximadamente de 10 a 12 cm. puede dividirse en cuatro segmentos: • El infundíbulo o pabellón • La ampolla • El istmo • La porción intramural o uterina. 129
La pared de la trompa uterina esta compuesta por tres capas: • La serosa o peritoneo visceral • La muscular, circular interna y longitudinal externa • La mucosa El revestimiento epitelial de la mucosa consiste en epitelio simple cilíndrico compuesto por dos tipos de células: ciliadas y no ciliadas. En la trompa uterina ocurre transporte bidireccional. Las fimbrinas entran en contacto íntimo con el ovario y se ubican en la región de la superficie donde ocurrirá la rotura para la expulsión del oocito. Una vez que este es liberado las células ciliadas del infundíbulo lo barren hacia el orificio tubárico. El oocito se desplaza a lo largo de la trompa impulsado por las contracciones peristálticas de esta. El huevo permanece en la trompa por unos 3 días antes e pasar por el útero.
Útero El útero recibe la mórula. Todo crecimiento embrionario y fetal ocurre en el útero. El útero humano es un órgano hueco con forma de pera que esta ubicado en la pelvis entre la vejiga y el recto. En la mujer nulípara pesa de 30 a 40 gr. y mide 7.5 cm. de largo, 5 cm. de ancho y 2.5 cm. de espesor. Se divide en 2 regiones: • El cuerpo • El cuello o cerviz La pared uterina esta compuesta por 3 capas: • Endometrio, que es la mucosa del útero • Miometrio, capa muscular gruesa • Perimetrio, que es la capa serosa El miometrio forma un sincitio estructural y funcional. Es el estrato mas grueso de la pared uterina y esta compuesto por 3 capas de músculo lisa: • La capa muscular media • Los haces musculares lisos de las capas internas y externa, dispuestos al azar. Durante el ciclo menstrual el endometrio prolifera y luego se degenera. A lo largo de toda la vida fértil, el endometrio sufre cambios cíclicos cada mes que lo preparan para la implantación del producto de la concepción. En final de cada ciclo se caracteriza por la destrucción y el esfacelamiento desde los vasos de la mucosa. La eliminación de sangre y restos de tejido por la vagina, que suele durar de 3 a 5 días, se conoce como menstruación. Se considera que el ciclo menstrual comienza el día que aparece la menstruación. Durante la vida fértil, el endometrio esta compuesto por dos capas o estratos que tiene estructura y función diferentes: • Capa funcional, se desprende durante la menstruación • Capa basal, es el origen de la regeneración de la capa funcional La capa funcional es el estrato que prolifera y se degenera durante el ciclo menstrual. El epitelio superficial se invagina en la lámina propia subyacente para formar las glándulas endometriales. 130
La vasculatura del endometrio también prolifera y se degenera en cada ciclo menstrual. Cambios cíclicos durante el ciclo menstrual Los cambios cíclicos del endometrio durante el ciclo menstrual están representados por las fases proliferativa, secretora y menstrual. Este ciclo es controlado por las gonadotropinas secretadas por la pars distalis de la hipófisis. El ciclo se repite normalmente cada 28 días. Se divide en tres fases: - Fase proliferativa - Fase secretora - Fase menstrual La fase proliferativa del ciclo menstrual está regulada por los estrógenos. Las células epiteliales, estromales y endoteliales de la capa basal proliferan con rapidez. Esta fase continúa hasta 1 día después de la ovulación. Al final de esta fase, el endometrio ha alcanzado un espesor de unos 3 mm. La fase secretora del ciclo menstrual esta regulada por la progesterona. Uno o dos días después de la ovulación el endometrio se edematiza y puede llegar a medir 5 a 6 mm. La fase menstrual es causada por la disminución de la secreción ovárica de progesterona y estrógenos. Después de unos 2 días, los periodos prolongados de contracción arterial provocan la destrucción de del epitelio de revestimiento superficial y la rotura de los vasos sanguíneos. El flujo menstrual está formado por sangre, líquido uterino y células epiteliales y estromales. La hemorragia durante la fase menstrual es, un promedio, de 35 a 50 ml. Implantación Si ocurre fecundación e implantación, una fase grávida remplaza a la fase menstrual del ciclo. Cuando el blastocisto se implanta en la mucosa uterina al principio de la segunda semana, las células del corion de la placenta es desarrollo comienzan a secretar hCG. Estas hormonas mantienen el cuerpo lúteo y lo estimula. La implantación es el proceso por el cual un blastocisto se instala en el endometrio. El conglomerado celular producto de la serie de divisiones mitóticas se conoce como mórula y las células individuales son los blastomeros. Unos tres días después de la fecundación, la mórula se introduce en la cavidad uterina. La mórula permanece libre en el útero alrededor de 1 día mientras continúan. Al cavitarse la mórula se forma el blastocisto, una esfera celular hueca con un cúmulo de células contra uno de sus polos. Durante este proceso esta líquido y se acumula en la cavidad central del blastocisto o blastocele. El macizo celular externo se llama ahora trofoblasto y el macizo celular interno se denomina embrioblasto.
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La implantación ocurre durante un período breve conocido como una ventana de implantación. La ventana de implantación comienza el día 6 después de la secreción masiva de LH y finaliza el día 10. Al entrar en contacto con el endometrio, las células trofoblasticas del polo embrionario proliferan rápidamente y comienzan la invasión. El trofoblasto invasor se diferencia en un citiotrofoblasto y sincitiotrofoblasto. Por la actividad del trofoblasto, el blastocisto queda completamente sumergido en el endometrio. Después de la implantación, el endometrio sufre decidualización. La parte del endometrio que sufre cambios morfológicos durante el embarazo se llama caduca o decidua. Esta capa se desprende con la placenta en el momento del parto. Comprende todo el endometrio salvo por su capa mas profunda. En la decidua se identifican tres regiones: - La decidua basal - La decidua capsular - La decidua parietal Para el decimotercer día ya ha aparecido un espacio extraembrionario adicional, la cavidad coriónica. Las capas celulares que forman el límite externo de esta cavidad reciben la denominación colectiva de corion. La membrana mas interna que envuelve el embrión se llama amnios. Cérvix La mucosa del cérvix es diferente de la del resto del útero porque contiene glándulas ramificadas grandes y carece de arterias espiraladas. El bloqueo de los orificios de la salida de las glándulas mucosas causa la retención de las secreciones y la formación de dilataciones quísticas en la mucosa cervical llamadas quistes de Naboth. La zona de transformación es el sitio de transición entre el epitelio estratificado plano vaginal y el epitelio simple cilíndrico cervical. La parte del cuello uterino que se proyecta dentro de la vagina esta tapizada por epitelio estratificado plano. En la zona de transformación, que en las mujeres en edad fértil esta situada justo por fuera del orificio cervical externo. Antes de la pubertad y después de la menopausia, la zona de transformación está dentro del conducto endocervical. Las alteraciones metaplásticas en esta zona de transformación constituyen las lesiones precancerosas del cuello uterino.
Placenta El feto en desarrollo es mantenido por la placenta, que deriva de tejidos fetales y maternos. Está compuesto por una porción fetal y una porción materna.
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El sistema circulatorio uteroplacentario comienza a desarrollarse alrededor del día 9 con la aparición de espacios vasculares llamados lagunas trofoblasticas dentro del sincitiotrofoblasto. La proliferación del citotrofoblasto, el crecimiento del mesodermo coriónico y el desarrollo de los vasos sanguíneos dan origen sucesivamente a las siguientes estructuras: - Vellosidades coriónicas primarias - Vellosidades coriónicas secundarias - Vellosidades coriónicas terciarias. En los comienzos del desarrollo, los vasos sanguíneos de las vellosidades establecen comunicación con los vasos del embrión. La sangre comienza a circular a través del aparato cardiovascular embrionario y las vellosidades a los 21 días. Los espacios intervellosos son el sitio de intercambio de las sustancias nutritivas, los metabolitos intermedios y los productos de desecho entre las circulaciones materna y fértil. Las vellosidades sobre la decidua capsular comienzan a degenerarse y dejan una superficie lisa que es relativamente se degeneran y dejan una superficie lisa que es relativamente avascular y recibe el nombre de corion leve. Las vellosidades contiguas a la decidua basal aumenta en cantidad se denomina corion frondoso. Durante el periodo de crecimiento rápido del corion frondoso, entre el cuarto y el quinto mes de la gestación, la parte detal de la placenta se divide por acción de los tabiques placentarios en cotiledones. La sangre fetal y materna esta separadas por la barrera placentaria. En su estado delgado la barrera placentaria consiste en lo siguiente: • Sincitio trofoblasto • Capa citotrofoblástica interna discontinua • Lamina basal del trofoblasto • Tejido conjuntivo • Lamina basal del endotelio • Endotelio de los capilares La placenta es el sitio de intercambio de gases y metabolitos entre las circulaciones materna y fetal. La sangre fetal llega a la placenta a través de un par de arterias umbilicales. El intercambio de gases y productos metabólicos ocurre a través de las capas fetales delgadas que separan los dos torrentes sanguíneos a este nivel. Los anticuerpos también pueden cruzar esta barrera y entrar en la circulación fetal para proveer inmunidad pasiva contra una gran variedad de agentes. La sangre fetal retorna por un sistema de venas que son paralelas a las arterias y que convergen en una sola vena umbilical. De la sangre fetal la materna normalmente pasan agua, dióxido de carbono, productos de desecho metabólico y hormonas, mientras que de la madre al feto pasan agua, oxigeno, metabolitos, electrolitos, vitaminas, hormonas y algunos anticuerpos. La 133
barrera placentaria no excluye muchos de los agentes potencialmente peligrosos como el alcohol, la nicotina, los virus, las drogas, las hormonas exógenas y los metales pesados. La placenta es un órgano endocrino importante que produce hormonas esteroideas y proteicas. Las prostaglandinas desempeñan un papel importante en el inicio del parto. Las hormonas esteroideas son esenciales para mantener el embarazo. A medida que la gestación progresa, la placenta reemplaza el cuerpo lúteo en su papel secretor principal de hormonas. La placenta secreta las siguientes hormonas peptídicas: • hCG, gonadotrofina coriónica humana. • hCS, somatomamotrofina coriónica humana. • IGF e IGF-II, factores símil insulina I y II. • EGF, factor de crecimiento epitelial. • Relaxina • Leptina
Vagina La vagina es un tubo fibromuscular que comunica los órganos genitales internos con el medio externo. Se extiende desde el cuello del útero hasta el vestíbulo vaginal. En las vírgenes, el orificio de entrada a la vagina puede estar ocluido por el himen, que es un repliegue de la mucosa que se proyecta dentro de la luz vaginal. La pared vaginal consiste en: • Una capa mucosa, revestida por epitelio estratificado plano. • Una capa muscular con dos estratos de músculo liso. • Una capa de adventicia. La lubricación de la pared vaginal depende del moco producido por las glándulas cervicales. Las glándulas vestibulares mayores y menores ubicadas en la pared del vestíbulo vaginal producen mas moco para lubricar este órgano. La vagina tiene pocas terminaciones nerviosas de la sensibilidad general. Es probable que las terminaciones sensitivas que son mas abundantes en el tercio inferior de la vagina este asociadas principalmente con el dolor y la distensión.
Genitales Externos Los genitales externos en conjunto reciben el nombre de vulva, y tiene revestimiento de epitelio estratificado plano: • Monte de Venus, es una prominencia redondeada sobre la sínfisis del pubis que esta formada por tejido adiposo subcutáneo. • Labios mayores, dos pliegues cutáneos longitudinales grandes, gran cantidad de tejido adiposos subcutáneo. La superficie externa, así como el monte de venus, esta cubierta de vello púbico. • Labios menores, pliegues cutáneos pares. • Clítoris, su cuerpo esta compuesto por dos pequeñas formaciones eréctiles, los cuerpos cavernosos del clítoris. La piel que cubre el glande del clítoris es muy fina y contiene terminaciones nerviosas abundantes. • Vestíbulo vaginal, gran cantidad de glándulas mucosas: glándulas vestibulares menores y glándulas de Bartholin. Su producto de secreción es 134
una sustancia mucosa lubricante y los conductos de estas glándulas desembocan cerca del orificio vaginal. En los genitales externos hay una gran cantidad de terminaciones nerviosas sensitivas: • Los corpúsculos de Meissner son abundantes en la piel del monte de Venus y los labios mayores. • Los corpúsculos de Pacini. • Las terminaciones nerviosas libres, distribuidas equitativamente por toda la piel de los genitales externos.
Glándulas Mamarias El comienzo de la secreción láctea es inducido por la prolactina secretada por la adenohiposis. Con el cambio en el entorno hormonal que ocurre en la menopausia, el componente glandular de las mamas involuciona y es reemplazado por tejido conjuntivo y adiposo. Las glándulas mamarias son glándulas sudoríparas apócrinas modificadas que se desarrollan por la acción de las hormonas sexuales. La mama adulta inactiva esta compuesta por 15 a 20 lóbulos irregulares de glándulas tuboalveolares ramificadas. Los lóbulos, que estan separados por bandas de tejido conjuntivo fibroso, adoptan una disposición radial desde el pezón y se subdivide en numeroso lobulillos. La epidermis del pezón y de la areola del adulto esta muy pigmentada y tanto arrugada. La pigmentación del pezón aumenta en la pubertad. Durante el embarazo, la areola crece y el grado de pigmentación aumenta mas, en la profundidad de la areola y el pezón hay haces de fibras musculares lisas. Estas fibras permiten a erección del pezón en respuesta a diversos estímulos. El pezón contiene glándulas sebáceas, glándulas sudoríparas y glándulas mamarias modificadas. En el pezón hay muchas terminaciones nerviosas sensitivas; en la areola, la cantidad es menor. Las glándulas tuboalveolares terminan en un conducto galactáforo que desemboca en el pezón a través de un orificio estrecho. La morfología de la porción secretora de la glándula mamaria varía con el ciclo menstrual. Las glándulas mamarias sufren una proliferación y un desarrollo notorio durante el embarazo. En la producción de la leche interviene procesos de secreción merócrina y apócrina. • Secreción merócrina. El componente proteico de la leche se sintetiza en el rER. • Secreción apócrina. El componente graso de la leche se origina como inclusiones lipídicas. La secreción láctea liberada en los primeros días después del parto se conoce como calostro. Esta preleche es una secreción amarillenta alcalina que tiene más proteínas, vitamina A, sodio y cloro y menos lípidos, carbohidratos y potasio que la leche definitiva.
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Regulación hormonal de la glándula mamaria El crecimiento y desarrollo iniciales de la glándula mamaria en la pubertad ocurren bajo la acción de los estrógenos y la progesterona producidos por el ovario en proceso de maduración. La lactación esta abajo el control neurohormonal de la adenohipófisis y el hipotálamo. Para la producción de leche también hace falta la secreción adecuada de hormona del crecimiento, glucocorticoides suprarrenales y hormona paratiroidea. La succión durante el amamantamiento inicia impulsos sensitivos que desde los receptores del pezón llegan al hipotálamo. Involución de la glándula mamaria Después de la menopausia, la glándulas mamarias se atrofian o involucionan. Irrigación sanguínea y drenaje linfático La sangre que irriga la mama proviene de las ramas torácicas de la arteria axilar, de la arteria mamaria interna y de arterias intercostales anteriores. Los capilares linfáticos estan situados en el tejido conjuntivo que rodea los alvéolos. Inervación Ramas cutáneas anteriores y laterales de los nervios intercostales segundo a sexto.
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16 Aparato Urinario
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Aparato Urinario Generalidades del Aparato Urinario El aparato urinario esta compuesto por los dos riñones, los dos uréteres, la vejiga urinaria y la uretra. Los riñones conservan líquido corporal y electrolitos y eliminan desechos metabólicos. Estos desempeñan un papel importante en la regulación y el mantenimiento de la composición y el volumen liquido extracelular, mantienen el equilibrio acido-base. Los riñones son órganos muy vascularizados, reciben aproximadamente el 25 % del volumen minuto cardiaco. Producen la orina que en un principio es un ultrafiltrlado de la sangre que luego las células renales modifican por reabsorción selectiva y secreción especifica. La orina definitiva es conducida por los uréteres hacia la vejiga urinaria, donde se almacena hasta que se elimina a través de la uretra. La orina definitiva contiene agua, electrolitos, así como productos de desecho como urea, acido úrico y creatinina y productos de la degradación de ciertas sustancias. El riñón también funciona como un órgano endocrino -Síntesis y secreción de la hormona glocuproteica eritropoyetina, que regula la formación de los eritrocitos en respuesta a la disminución de las concentraciones de oxigeno en la sangre. -Síntesis y secreción de la proteasa acida renina, una enzima que participa en el control de la tensión arterial y del volumen sanguíneo. -Hidroxilación de 25-OH vitamina D hacia su forma hormonal activa 1,25-(OH)2 vitamina D. Estructura General del Riñón Los riñones son órganos grandes, rojizos, con forma de habichuela que estan situados en el retroperitoneo a ambos lados de la columna vertebral, el riñón derecho esta ubicado un poco más alto que el izquierdo. Cada riñón mide mas o menos 12 cm. de largo x 6 cm. de ancho x 3cm de espesor. En el polo superior de cada riñón se encuentra la glándula suprarrenal. El borde medio del riñón es cóncavo y posee una incisura vertical profunda denominado hilio, este contiene el segmento inicial del uréter y se llama pelvis renal. El espacio dentro del hilio donde se encuentran estas estructuras se le conoce como seno renal, a su vez esta lleno de tejido conjuntivo laxo y tejido adiposos. Cápsula La superficie del riñón esta cubierta por una capsula de tejido conjuntivo. La capsula posee dos capas bien definidas: una capa externa de fibroblastos y fibras colágenas y una capa interna con un componente celular de miofibroblastos. La capsula se introduce a la altura del hilio para formar la cubierta de tejido conjuntivo del seno y se continua con el conjuntivo que forma las paredes de los cálices renales y la pelvis renal.
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Corteza y medula La sustancia del riñón esta dividida en dos regiones bien definidas: -Corteza, es la parte más externa pardo rojiza. -Medula, es la parte interna mucho más pálida Mas o menos el 90 a 95 % de la sangre que pasa por los riñones esta en la corteza y solo el 5 a 10% esta en la medula. La corteza se caracteriza por tener corpúsculos renales y sus tubulos asociados La corteza esta compuesta por los corpúsculos renales, junto con los tubulos contorneados y rectos de la neurona, los conductos colectores y una extensa red vascular. La nefrona es la unidad funcional básica del riñón. Los corpúsculos renales son estructuras esferoidales, constituyen el segmento inicial de la nefrona y poseen una red capilar singular denominada glomérulo. Una serie de de estriaciones verticales que parecen irradiarse desde la medula son los rayos medulares (de Ferrini), desde la medula hacia la corteza se proyectan unos 400 a 500 rayos medulares. Cada rayo medular es una aglomeración de tubulos rectos y de conductos colectores. Las regiones situadas entre los rayos medulares contienen los corpúsculos renales, los tubulos contorneados de las nefronas y los tubulos colectores. Estas regiones se conocen como laberintos corticales. Cada nefrona con su túbulo colector forma un túbulo urinífero. La medula se caracteriza por tener tubulos rectos, conductos colectores y una red capilar especial, los vasos rectos. Los tubulos rectos de las nefronas y los conductos colectores continúan de la corteza a la medula, los vasos rectos estan en disposición paralela a los diversos tubulos. Estos vasos forman la parte vascular del sistema intercambiador de contracorriente que regula la concentración de la orina. Los tubulos de la medula a causa de su distribución forman varias pirámides renales o medulares (de Malpighi). En el riñón humano hay entre 8 y 12 pirámides, pero puede haber hasta 18. Las bases de las pirámides estan orientadas hacia la corteza y el vértice hacia el seno renal. Cada pirámide esta divida en una zona externa o medula externa y una zona interna o medula interna. La medula externa se divide a su vez en franja externa y franja interna. Las columnas renales son tejido cortical situado dentro de la medula. Los casquetes de tejido cortical que hay sobre las pirámides se extienden alrededor de las caras laterales de estas para formar las columnas renales (de Bertin). El vértice de cada pirámide, llamado papila, se proyecta dentro de cada cáliz menor, que es una extensión con forma de copa de la pelvis renal. La punta de la papila, también conocida como área cribosa, esta perforada por los orificios de desembocadura de los conductos colectores. Los cálices menores son ramificaciones de los dos o tres cálices mayores, que a su vez son las divisiones principales de la pelvis renal. Lóbulos y lobulillos renales
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La cantidad de lóbulos en un riñón es igual a la cantidad de pirámides medulares. Cada pirámide medular y el tejido cortical asociado con su base y lados (la mitad de cada columna renal contigua) constituyen un lóbulo del riñón. El riñón humano tiene de 8 a 18 lóbulos. Un lobulillo consiste en un conducto colector y todas las nefronas que drena. Los lóbulos renales se subdividen en lobulillos que estan formados por un rayo medular central y el tejido cortical circundante. El lobulillo es la unidad secretora renal. La nefrona La nefrona es la unidad estructural y funcional del riñón. Cada riñón humano contiene alrededor de 2 millones de nefronas. Las nefronas tienen a su cargo la producción de orina y son el equivalente de la porción secretora de otras glándulas. Los conductos colectores realizan la concentración definitiva de la orina. Organización general de la nefrona La nefrona consiste en el corpúsculo renal y un sistema de tubulos. El corpúsculo renal esta compuesto por un glomérulo, que es un ovillejo capilar formado por 10 a 20 asas capilares, rodeado por una estructura epitelial bilaminar calciforme llamada capsula renal o capsula de Bowman. Las capsula de Bowman es la porción inicial de la neurona donde la sangre que fluye a través de los capilares glomerulares se filtra para producir el ultrafiltrado glomerular. Los capilares glomerulares reciben la sangre desde una arteriola aferente y la envian a una arteriola eferente que luego se ramifica para formar una nueva red capilar que irriga los tubulos renales. El sitio donde la arteriola aferente entra y la arteriola eferente sale es el polo vascular. El lado opuesto del corpúsculo renal esta el polo urinario, donde comienza el tubulo contorneado proximal. Las demás partes de la nefrona (partes tubulares) son: • Segmento grueso proximal, compuesto por el tubulo contorneado proximal y el tubulo recto proximal. • Segmento delgado, que forma la parte delgada del asa de Henle. • Segmento grueso distal, compuesto por el tubulo recto distal y el tubulo contorneado distal. El tubulo contorneado distal se comunica con el tubulo colector, con frecuencia a través de un tubulo de conexión, para formar el túbulo urinífero, o sea la nefrona más el tubulo colector. Túbulos de la nefrona Los segmentos tubulares de la nefrona se designan según el trayecto que adoptan, según la ubicación y según el espesor de la pared. A partir de la capsula de Bowman, los segmentos secuenciales de la nefrona consisten en los siguientes tubulos:
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• Tubulo contorneado proximal, que se origina en el polo urinario de la capsula de Bowman. Sigue un curso muy tortuoso o contorneado y luego entra en el rayo medular para continuar como un tubulo recto proximal. • Tubulo recto proximal • Rama descendente delgada del asa de Henle • Rama ascendente delgada del asa de Henle • Túbulo recto distal, asciende a través de la medula y entra en la corteza en el rayo medular para alcanzar la vecindad de su corpúsculo renal e origen. Después abandona el rayo medular y entra en contacto con el polo vascular del corpúsculo renal del cual es originario. En este sitio las células epiteliales tubulares contiguas a la arteriola aferente del glomérulo se modifican para formar la macula densa. • Túbulo contorneado distal, desemboca en con conducto colector de un rayo medular a través de un tubulo colector arciforme o túbulo de conexión. El asa de Henle constituye toda la porción con forma de U de una nefrona. El tubulo recto proximal, la rama descendente delgada con su asa, la rama ascendente delgada y el tubulo recto distal en conjunto reciben el nombre de asa de Henle. Tipos de nefronas De acuerdo con la ubicación de sus corpúsculos renales en la corteza, se describen varios tipos de nefronas: • Nefronas subcapsulares o corticales, sus corpúsculos renales estan en la parte externa de la corteza. Poseen asas de Henle cortas que se extienden solo hasta la zona externa de la medula. Son las nefronas típicas. • Nefronas yuxtamedulares, que son mas o menos un octavo de la cantidad total de las nefronas. Sus corpúsculos renales estan cercanos a la base de una pirámide medular. Tiene sus asas de Henle largas que se extienden profundamente en la región interna de la pirámide. • Nefronas intermedias o medio corticales, que tienen sus corpúsculos renales en la región media de la corteza. Sus asas de Henle son de longitud intermedia. Túbulos y conductos colectores Los túbulos colectores comienzan en el laberinto cortical en la forma de túbulos de conexión o de túbulos colectores arciformes y siguen hasta el rayo medular donde se unen a los conductos colectores. Los conductos colectores de la corteza reciben el nombre de conductos colectores corticales. Cuando estos alcanzan la medula cambian su designación a conductos colectores medulares. Estos conductos continúan su trayecto hacia el vértice de la pirámide donde confluyen en conductos colectores más grandes llamados conductos papilares (conductos de Bellini), que se abren en un cáliz menor. La región de la papila que contienen los orificios de desembocadura de estos conductos colectores se conoce como área cribosa. Aparato de filtración del riñón El corpúsculo renal contiene el aparato de filtración del riñón. Consiste en un ovillejo capilar glomerular y las hojas epiteliales visceral y parietal de la capsula de
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Bowman circundante. El aparato de filtración, encerrado por la hoja parietal de la capsula de Bowman, tiene tres componentes: • Endotelio de los capilares glomerulares, que posee numerosas fenestraciones. Las células endoteliales de los capilares glomerulares poseen una gran cantidad de canales acuosos de acuoporina 1 que permite el movimiento rápido del agua a través del epitelio. • Membrana basal glomerular (GBM), que es el producto conjunto del endotelio y los podocitos, que son las célula de la hoja visceral de la capsula de Bowman. La GBM es el principal componente de la barrera de filtración. • Hoja visceral de la capsula de Bowman, que contiene células especializadas llamadas células epiteliales viscerales o podocitos. Estas células emiten prolongaciones alrededor de los capilares glomerulares. La capa celular interna, es decir la capa celular visceral, esta yuxtapuesta a la red capilar. La capa externa de estas células, o sea la capa parietal, da origen al epitelio simple plano de la capsula de Bowman. Conforme se diferencian, los podocitos extiende prolongaciones alrededor de los capilares de las que surgen abundantes prolongaciones secundarias y terciarias, denominadas pedicelos. Los pedicelos se interdigital con los pedicelos de podocitos vecinos. Los espacios alargados entre los pedicelos interdigitados, que se conocen como ranuras de filtración permiten que el ultrafiltrado de la sangre se introduzca en el espacio de Bowman. Los pedicelos poseen abundantes filamentos de actina. Un factor adicional que puede tener influencia sobre el paso de sustancias a través de las ranuras de filtración es la presencia de una membrana delgada semejante al diafragma de las fenestraciones capilares. Esta membrana llamada membrana de la ranura de filtración se extienden de un borde a otro de las ranuras. La membrana basal glomerular actúa como una barrera física y un filtro iónico selectivo. Los sitios particulares de la membrana basal glomerular son: • La lamina rara externa, contigua a los pedicelos de los pocitos. Es particularmente rica en polianiones, como el heparan sulfato, que impiden de manera específica el paso de moléculas con carga negativa. • La lamina rara interna, contigua con el endotelio capilar. Sus características moleculares son semejantes a las de la lámina rara externa. • La lamina densa, la porción superpuesta de las dos laminas basales, emparedada entre las láminas raras. Contiene colágeno tipo IV organizado en una red que actúa como filtro físico. La laminina y otras proteínas que hay en las láminas raras interna y externa participan en la adhesión de las células endoteliales y los podocitos a la GMB. La GBM restringe el movimiento de partículas, por lo general proteínas. A pesar de la capacidad de restricción proteica que tiene la barrera de filtración, varios gramos de proteínas la atraviesan a diario. Estas proteínas son reabsorbidas por endocitosis en el tubulo contorneado proximal. La presencia de cantidades significativas de albúmina o hemoglobina en la orina indica una lesión física o funcional de la GBM. Las fenestraciones del endotelio capilar restringen la salida desde los capilares de las células sanguíneas y de los otros elementos figurados de la sangre. La velocidad del flujo y la presión de la sangre en los capilares glomerulares también ejercen un efecto sobre la función de filtración del corpúsculo renal.
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La hoja parietal de la capsula de Bowman esta formada por epitelio simple plano. En el polo urinario del corpúsculo renal, se continúa con el epitelio cúbico del tubulo contorneado proximal. El espacio entre las hojas visceral y parietal de la capsula de Bowman recibe el nombre de espacio urinario o espacio de Bowman. A la altura del polo urinario del corpúsculo renal, el espacio urinario esta en continuidad con la luz del tubulo contorneado proximal. Mesangio El corpúsculo renal contiene un grupo celular adicional que consiste en las células mensagiales. Estas células y su matriz extracelular constituyen el mesangio. Es muy obvio en el pediculo vascular del glomérulo y en los intersitios que hay entre los capilares glomerulares contiguos. Las células mesangiales estan encerradas por la lamina basal de los capilares glomerulares. Las células mesangiales no estan confinadas enteramente dentro del corpúsculo renal; algunas estan fuera del corpúsculo a lo largo del polo vascular, donde también reciben el nombre de células mesangiales extraglomerulares o células lacis y forman parte del dominio aparato yuxtaglomerular. Las funciones de las células mesangiales son: • Fagocitosis, elimina del GBM residuos atrapados y proteínas. • Sostén estructural, proveen sostén a los podocitos en las regiones donde la membrana basal epitelial falta o es incompleta. • Secreción, sintetizan y secretan una variedad de moléculas. Se cree que la función primaria de las células mesangiales es limpiar la GBM. Las células mesangiales son contráctiles, por lo que también desempeñan algún papel en la regulación del flujo sanguíneo glomerular. Estas células junto con las yuxtaglomerulares derivan de células musculares lisas. Aparato yuxtaglomerular El aparato yuxtaglomerular comprende la macula densa, las células yuxtaglomerulares y las células mensagiales extraglomerulares. En contigüidad directa con las arteriolas aferente y eferente y junto con algunas células mesangiales extraglomerulares en el polo vascular del corpúsculo renal esta la porción terminal del tubulo recto distal de la nefrona. En este sitio, la pared del tubulo contiene células que forman la denominada macula densa. Las células de esta macula se distinguen porque son mas estrechas y por lo general mas altas que las otras células del tubulo distal. Los núcleos de estas células estan muy juntos. En esta misma región, las células musculares lisas de la arteriola aferente contiguas estan modificadas. Contienen granulos de secreción y sus núcleos son esferoidales, y a estas se les denomina células yuxtaglomerulares. El aparato yuxtaglomerular regula la tensión arterial mediante la activación del sistema renina-angiotensina aldosterona. En algunas situaciones fisiológicas (ingesta reducida de sodio) o patológicas (disminución del volumen sanguíneo circulante por hemorragia o baja percusión renal por compresión de las arterias renales), las células yuxtaglomerulares activan el sistema renina-angiotensina aldosterona. Este sistema 143
desempeña un papel importante en el mantenimiento de la homeostasis del sodio y la hemodinámica renal. Los granulos de las células yuxtaglomerulares contienen un aspartil proteasa, llamada renina. Un aumento del volumen sanguíneo suficiente como para causar el estiramiento de las células yuxtaglomerulares en la arteriola aferente seria el estimulo que cierra el circuito de retrocontrol y detiene la secreción de renina.
Función Tubular Renal A medida que atraviesa los tubulos uriníferos y colectores del riñón, el utrafiltrado glomerular sufre cambios que comprenden absorción tanto activa como pasiva, así como secreción. • Ciertas sustancias del ultrafiltrado son reabsorbidas, algunas de manera parcial y otras por completo (glucosa). • Otras sustancias como la creatinina se añaden al ultrafiltrado por actividad secretora de las células tubulares. En consecuencia, el volumen del ultrafiltrado se reduce de modo sustancial y la orina se torna hiperosmótica. Las asas de Henle largas y los tubulos colectores que transcurren paralelos a vasos sanguíneos de disposición similar, los vasos rectos, son el fundamento del mecanismo multiplicador de contracorriente que contribuye a concentrar la orina para tornarla hiperosmótica. Túbulo contorneado proximal El túbulo contorneado proximal es el sitio inicial principal de reabsorción, este recibe el ultrafiltrado desde es el espacio urinario de la capsula de Bowman. Las células cúbicas del tubulo contorneado proximal poseen las complejas especializaciones superficiales asociadas con las células que se dedican a la absorción y el transporte de líquidos. Exhiben las siguientes características: • Un ribete en cepillo, compuesto por microvellosidades. • Un complejo de unión, zonula ocludens y una zonula adeherens. • Pliegues o plegamientos. • Interdigitacion de las prolongaciones basales. • Estriaciones basales, que son mitocondrias alargadas concentradas en las prolongaciones basales. Los túbulos contorneados proximales reabsorben alrededor de 150L de líquido por día, que más o menos equivale al 80% del ultrafiltrado. Dos proteínas principales tienen a su cargo la reabsorción de líquido en este sitio: • •
Bomba de sodio. AQP-1 canal molecular para el agua.
La presión hidrostática impulsa un liquido en esencia isoosmótico a través de la membrana basal del tubulo hacia el tejido conjuntivo renal. Aquí el líquido es reabsorbido en los vasos de la red capilar peritubular.
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El túbulo contorneado proximal también reabsorbe aminoácidos, monosacáridos y polipéptidos. Las células del tubulo contorneado proximal estan cubiertas por un glucocaliz bien desarrollado que contiene varias ATPasas, peptidasas y concentraciones altas de disacaridasas. Las proteínas y los peptidos grandes sufren endocitosis en el tubulo contorneado proximal. Los aminoácidos producidos en la degradación lisosomica son reciclados y devueltos a la circulación a través del compartimiento intercelular y del tejido conjuntivo intersticial. Además el pH del ultrafiltrado se modifica en el tubulo contorneado proximal por la reabsorción de bicarbonato y por la secreción especifica hacia la luz de ácidos orgánicos exógenos y bases orgánicas derivadas de la circulación capilar peritubular. Túbulo recto proximal Las células del túbulo recto proximal no son tan especializadas para la absorción como las del tubulo contorneado proximal. Segmento delgado del asa de Henle La longitud del segmento delgado varía según la ubicación de la nefrona en la corteza. Las nefronas yuxtamedulares tienen las ramas mas largas, mientras que las nefronas corticales tienen las más cortas. En el segmento delgado hay diversos tipos celulares. Se han detectados dos clases de tubulos de segmento delgado, uno con epitelio mas plano que otro. Existen 4 tipos de células epiteliales: • Células tipo I. Estan en las ramas mas delgadas descendente y ascendente de las asas de Henle de las nefronas de asa corta. Forman un epitelio simple delgado. • Células tipo II. Estan en la rama delgada descendente de las nefronas de asa larga y forman un epitelio más alto. • Células tipo III. Estan en la rama descendente delgada en la medula interna y forma un epitelio mas fino. • Células tipo IV. Estan en la curvatura de las nefronas de asa larga y en toda la rama delgada ascendente. Este sistema es parte del sistema intercambiador de contracorriente que actúa para concentrar la orina. Las ramas delgadas descendentes y ascendentes del asa de Henle difieren en cuanto a propiedades estructurales y funcionales. El ultrafiltrado que entra en la rama delgada descendente es isoosmótico mientras que el que sale de la rama delgada ascendente es hipoosmótico con respecto al plasma. Las dos ramas del asa de Henle tienen permeabilidades diferentes y, en consecuencia, funciones diferentes: • La rama delgada descendente del asa de Henle es permeable, lo cual permite el libre paso o equilibrio de la sal y el agua entre la luz de la nefrona y el tejido conjuntivo peritubular. Como el líquido intersticial en la medula es hiperosmótico, en este sitio el agua se difunde hacia fuera de la nefrona y la sal lo hace hacia adentro de esta. • La rama delgada ascendente permite la difusión pasiva del NaCl hacia el intersticio. 145
Túbulo recto distal El túbulo recto distal es una parte de la rama ascendente de asa de Henle, incluye porciones medulares y corticales, con las últimas ubicadas en los rayos medulares. El tubulo recto distal, al igual que la rama ascendente delgada, transporta iones desde la luz tubular hacia el intersticio. La membrana celular apical en este segmento tiene transportadores electroneutros que permiten la entrada a la célula de Cl, Na y K desde la luz. Túbulo contorneado distal El túbulo contorneado distal intercambia Na por K bajo la regulación de la aldosterona. Tiene más o menos un tercio de la longitud del tubulo contorneado proximal. Este corto tubulo tiene a su cargo las siguientes funciones: • • •
Reabsorción de Na y secreción de K Reabsorción de ion bicarbonato Conversión de amoniaco a ion amonio
La aldosterona aumenta la reabsorción de Na y la secreción de K. Estos efectos acrecientan el volumen sanguíneo y elevan la tensión arterial en respuesta a la mayor concentración de Na en la sangre. Túbulos colectores y conductos colectores Los tubulos colectores, así como los conductos colectores corticales y medulares, estan compuestos por epitelio simple. Los tubulos colectores y los conductos colectores corticales poseen células aplanadas, de forma pavimentosa y cúbica. Los conductos colectores medulares tienen células cúbicas, con una transición hacia células cilíndricas conforme el conducto aumenta de tamaño. En estos tubulos y conductos hay dos tipos celulares: • Células claras, son las células principales del sistema. Tienen un solo cilio y pocas microvellosidades. • Células oscuras, aparecen en menos cantidad. Las células de los conductos colectores en forma gradual se tornan mas altas confirme los conductos pasan de la medula externa a la medula interna y se convierten en cilíndricas en la región de la papila renal. La cantidad de células oscuras disminuye progresivamente hasta que estan desaparecen de los conductos cuando se aproximan a la papila.
Células Intersticiales El tejido conjuntivo de la parénquima renal, llamado tejido intersticial, rodea las nefronas, los conductos y los vasos sanguíneos y linfáticos. La cantidad de este tejido 146
aumenta de manera considerable desde la corteza hasta la región interna de la medula y la papila. En la corteza se reconocen dos tipos celulares intersticiales: células que se parecen a fibroblastos y algún otro macrófago. Estas células sintetizan y secretan el colágeno y los glucosaminoglucanos de la matriz extracelular del intersticio. En la medula, las células intersticiales principales se parecen a miofibroblastos. Se orientan paralelas a los ejes longitudinales de las estructuras tubulares y desempeñarían algún papel en la compactación de estas estructuras. Además, en el intersticio también se sintetizan prostaglandinas y prostaciclina.
Histofisiología del Riñón El sistema multiplicador de contracorriente genera una orina hiperosmótica. El termino contracorriente indica un flujo de liquido en estructuras contiguas en sentidos opuestos. La capacidad del excretar orina hiperosmótica depende del sistema multiplicador de contracorriente que comprende tres estructuras: • Asa de Henle, que actúa como un multiplicador de contracorriente. El ultrafiltrado avanza dentro de la rama descendente del segmento delgado del asa hacia la papila renal y retorna hacia el limite corticomedular dentro de la rama ascendente del segmento delgado. • Vasos rectos, que forman asas paralelas a las asas de Henle. Actúan como intercambiadores de contracorriente de agua y solutos entre la parte descendente de los vasos rectos. • Conducto colector, que en la medula actúa como un dispositivo equilibrador osmótico. Un gradiente permanente de concentración iónica produce orina hiperosmótica por un efecto multiplicador de contracorriente. El asa de Henle crea y mantiene un gradiente de concentración iónica en el intersticio medular que aumenta desde el limite corticomedular hasta la papila renal. Como el agua no puede abandonar la rama delgada ascendente, el intersticio se torna hiperosmótico en la relación con el contenido luminar. Aunque un poco de Cl y del Na del intersticio vuelve a difundirse hacia el interior de la nefrona en la rama delgada descendente, los iones son transportados de nuevo hacia fuera en la rama delgada ascendente y en el tubulo recto distal. Esto produce el efecto multiplicador de contracorriente. Vasos rectos con arteriolas descendentes y venulas ascendentes actúan como intercambiadores de contracorriente. Las arteriolas eferentes de los corpúsculos renales de la mayor parte de la corteza se ramifican para formar la red capilar que rodea las porciones tubulares de la nefrona en la corteza, es decir, la red capilar peritubular. Las arteriolas eferentes de los corpúsculos renales yuxtamedulares emiten varias arteriolas no ramificadas que descienden dentro de la pirámide medular. Estas arteriolas rectas describen un asa en la profundidad de la pirámide medular y ascienden en la forma de venulas rectas. En conjunto, las arteriolas descendentes y las venulas ascendentes reciben en nombre de vasos rectos. Las arteriolas rectas forman plexos capilares de endotelio fenestrado que irrigan las estructuras tubulares a las diversas alturas de la pirámide medular.
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Para la concentración de la orina por el mecanismo intercambiador de contracorriente es necesaria la interacción entre conductos colectores, asas de Henle y vasos rectos. Los vasos rectos forman un sistema intercambiador de contracorriente de la siguiente manera: tanto el lado arterial como el lado venoso del asa consisten en vasos de paredes delgadas que forman plexos de capilares fenestrados en todos los niveles de la medula. Conforme los vasos arteriales descienden a través de la medula, la sangre pierde agua hacia el intersticio y gana sala desde este de manera, que en la punta del asa, que esta profunda en la medula, la sangre esencialmente esta en equilibrio con el líquido intersticial hiperosmótico. A medida que los vasos venosos ascienden hacia el limite corticomedular, el procesos se invierte, ósea que la sangre hiperosmótica pierde sal hacia el intersticio y gana agua desde este. Este intercambia ocurre sin consumo de energía.
Irrigación Sanguínea Cada riñón recibe una rama colateral de la aorta abdominal que recibe el nombre de arteria renal. La arteria renal se ramifica dentro del seno renal en las arterias interlobulares, que se introducen en la parénquima del riñón. Las arterias interlobulares transcurren entre las pirámides hasta la corteza y luego se curvan para seguir un trayecto arqueado a lo largo de la base de la pirámide entre la medula y la corteza. En consecuencia, estas arterias interlobulares se designan arterias arciformes. Las arterias interlobulillares son ramificaciones de las arterias arciformes que ascienden a través de la corteza hacia la capsula. A medida que atraviesan la corteza hacia la capsula, las arterias interlobulillares emiten ramas llamadas arteriolas afrentes, una para cada glomérulo. Las arteriolas aferentes dan origen a los capilares que forman el glomérulo. Los capilares glomerulares se reúnen para formar una arteriola eferente que a su vez da origen a una segunda red capilar, los capilares peritubulares. La distribución de estos capilares es diferente en los glomérulos corticales y en los yuxtamedulares. • Las arteriolas eferentes de los glomérulos corticales dan origen a una red capilar peritubular que rodea los tubulos uraníferos locales. • Las arteriolas eferentes de los glomérulos yuxtamedulares descienden hacia el interior de la medula a lo largo del asa de Henle y se subdividen en vasos más pequeños. Las arteriolas eferentes de los glomérulos yuxtamedulares dan origen a los vasos rectos que participan en el sistema intercambiador de contracorriente.
Vasos linfáticos Los riñones poseen dos redes principales de vasos linfáticos. Una red esta situada en las regiones externas de la corteza y drena en vasos linfáticos mayores que hay en la capsula. La otra red es mas profunda dentro del parénquima y desemboca en los vasos linfáticos grandes del seno renal. Entre las dos redes linfáticas hay una gran cantidad de anastomosis.
Inervación
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Las fibras que forman el plexo renal provienen sobre todo de la división simpática del sistema nervioso autónomo. Causan la contracción del músculo liso vascular y por lo tanto, vasoconstricción. • La constricción de las arteriolas aferentes a los glomérulos reduce la velocidad de filtración y disminuye la producción de orina. • La constricción de las arteriolas eferentes de los glomérulos aumenta la velocidad de filtración y acrecienta la producción de orina. • La perdida de la innervación simpática conduce a un aumento de la producción urinaria total.
Uréter, Vejiga Urinaria y Uretra Toda la vía urinaria, excepto la uretra, tienen la misma organización general, una mucosa (epitelio de transición) una muscular y una adventicia. Al abandonar los conductos colectores en el área cribosa, la orina se introduce en una serie de estructuras que no la modifican sino que estan especializadas para su almacenamiento y conducción hacia el exterior de cuerpo. La orina fluye secuencialmente hacia un cáliz menor, un cáliz mayor y la pelvis renal y abandona cada riñón a través del uréter que la conduce hasta la vejiga urinaria, donde se almacena por fin la orina se elimina a través de la uretra. Los cálices y la pelvis renal, los uréteres, la vejiga y el segmento inicial de la uretra estan tapizados por epitelio de transición. El epitelio de transición urotelio es un epitelio estratificado, fundamentalmente impermeable a sales y agua. El urotelio comienza en los cálices menores con dos capas celulares que aumenta hasta cuatro o cinco aparentes en el uréter y hasta seis o más en la vejiga vacía. Sin embargo, cuando la vejiga se distiende se ven unas 3 capas. Las células epiteliales superficiales suelen ser cuboides y hacen protrusión dentro de la luz. Con frecuencia se describen como abombadas o en cúpula por la curvatura de su superficie apical. El músculo liso de las vías urinarias estan organizado en haces. En toda la vía urinaria bajo el urotelio hay una lámina propia de colágeno denso. En las porciones tubulares suele haber dos capas de músculo liso bajo la lámina propia: • La capa interna esta dispuesta en una espiral laxa y se describe como capa longitudinal. • La capa externa esta organizada en una espiral apretada y se describe como capa circular. El músculo liso de las vías urinarias esta mezclado con tejido conjuntivo de modo que forma haces paralelos en lugar de láminas musculares puras. Las contracciones peristálticas del músculo liso mueven la orina desde los cálices menores a través del uréter hasta la vejiga. Uréteres Cada uréter conduce la orina desde la pelvis renal hasta la vejiga urinaria y tiene 24 a 34 cm. de longitud. La porción distal de uréter se introduce en la vejiga y sigue un trayecto oblicuo a través de la pared vesical. La superficie luminar de la pared del uréter 149
esta revestida por epitelio de transición. El resto de la pared esta compuesto por músculo liso y tejido conjuntivo. El músculo liso esta organizado en tres capas: una longitudinal interna, una circular media y una longitudinal externa. Sin embargo la capa longitudinal externa solo esta en el extremo distal del uréter. Vejiga urinaria La vejiga es un receptáculo distensible par la orina situado en la pelvis, detrás de la sínfisis pubiana, su forma y tamaño cambia a medida que se llena. Tiene tres orificios: dos para los uréteres y uno para la uretra. La región triangular definida por estos tres orificios, el trígono, es relativamente lisa y tiene un espesor constante, mientras que el resto de la pared vesical es grueso y con pliegues cuando la vejiga esta vacía y delgado y liso cuando la vejiga esta distendida. El músculo liso de la pared vesical forma el músculo detrusor. Hacia el orificio uretral, las fibras musculares forman el esfínter interno de la uretra. La contracción del músculo detrusor de la vejiga comprime todo el órgano y expulsa la orina hacia la uretra. La vejiga esta inervada por las divisiones simpática y parasimpática del sistema nervioso autónomo: • • •
Las fibras simpáticas forman un plexo en la adventicia de la pared vesical. Las fibras parasimpáticas son las fibras eferentes del reflejo de la micción. Las fibras sensitivas son las fibras aferentes del reflejo de la micción.
Uretra La uretra es un tubo fibromuscular que conduce la orina desde la vejiga hasta el exterior a través del orificio uretral externo. El tamaño, la estructura y las funciones de la uretra son diferentes en los varones y en las mujeres. En el varón, la uretra sirve como segmento terminal tanto de la vía urinaria como de la vía espermática. Tiene unos 20 cms de longitud y se divide en tres porciones bien definidas: • • •
Uretra prostática Uretra membranosa Uretra esponjosa
En la mujer, la uretra es corta y mide 3 a 5 cm. de longitud desde la vejiga hasta el vestíbulo de la vagina, donde normalmente termina justo detrás del clítoris. Una gran cantidad de glándulas uretrales pequeñas, en particular en la parte proximal de la uretra, vierte sus secreciones hacia la luz uretral. Otras glándulas, las glándulas para uretrales, envian su secreción a conductos parauretrales comunes. El músculo estriado de esta estructura forma el esfínter uretral externo (voluntario).
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Tejido Nervioso Generalidades del Sistema Nervioso El sistema nervioso permite que el organismo responda a los cambios continuos de su medio externo e interno y controla e integra las actividades funcionales de los órganos y aparatos. Desde el punto de vista anatómico se clasifica en: • Sistema nervioso central (SNC), consiste en el encefalo y la medula. • Sistema nervioso periférico (SNP), compuesto por nervios craneanos, raquídeos y periféricos que conducen impulsos desde el SNC y hacia este, conjuntos de somas neuronales fuera del SNC llamados ganglios y terminaciones nerviosas especializadas. Desde el punto de vista funcional: • Sistema nervioso somático (SNS) o de la vida de relación, que consiste en las partes somáticas del SNC y SNP. Provee inervación motora y sensitiva a todo el organismo excepto las vísceras, el músculo liso y las glándulas. • Sistema nervioso autónomo (SNA) o vegetativo, formado por las partes autónomas del SNC y el SNP. Provee inervación motora involuntaria al músculo liso, al sistema de conducción del corazón y a las glándulas. También provee inervación aferente sensitiva desde las vísceras.
Composición del Tejido Nervioso El tejido nervioso se compone de dos tipos principales de células: las neuronas y las células de sostén. La neurona o célula nerviosa es la unidad funcional del tejido nervioso y se compone de un cuerpo celular o soma y muchas prolongaciones. Estas estan especializadas para recibir estímulos de otras neuronas y conducir los impulsos eléctricos a otras partes del tejido a través de sus prolongaciones. Los contactos especializados entre las neuronas que permiten la transmisión de la información desde una célula nerviosa hasta la siguiente recibe el nombre de sinapsis. Las células de sostén son células no conductoras que estan en íntimo contacto con las neuronas. En el SNC se llaman neuroglia o glía. En el SNP son las células de Schwann o lemocitos y células satélite o anficitos. Las células de Schwann rodean las prolongaciones axónicas. Las células satélite rodean a los somas neuronales. Las células de sostén proveen: • Sostén físico para las prolongaciones neuronales. • Aislamiento eléctrico. • Mecanismo de intercambio metabólico entre los vasos sanguíneos y las neuronas También hay un abundante componente vascular. Los vasos sanguíneos estan separados del tejido nervioso por las láminas basales y tejido conjuntivo, a esto se le llama barrera hematoencefalica.
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El sistema nervioso permite responder con rapidez a los estímulos externos a través de la acción de células efectoras. La parte autónoma del sistema nervioso regula la función de los órganos internos. Los efectores que responden son: • Músculo liso, cuya contracción modifica el diámetro o la forma de las estructuras tubulares o vísceras huecas. • Células del sistema de conducción del corazón (fibras de Purkinje), regula el ritmo de contracción del músculo cardiaco. • Epitelio glandular, modifica la síntesis, la composición y la liberación de las secreciones. Neuronas en varias partes del encefalo y en otros sitios se comportan como células secretoras y en conjunto se denominan tejido neuroendocrino.
La Neurona La neurona es la unidad estructural y funcional de l tejido nervioso. El sistema nervioso humano contiene más de 10 mil millones de neuronas. Se clasifican dentro de tres categorías: • Neuronas sensitivas, que transmiten los impulsos desde los receptores hasta el SNC. Las prolongaciones de estas neuronas estan incluidas en las fibras nerviosas aferentes somáticas que transmiten las sensaciones de dolor, temperatura y presión desde la superficie corporal, y aferentes viscerales transmiten los impulsos de dolor y otras sensaciones desde las membranas mucosas, las glándulas y los vasos sanguíneos. • Neuronas motoras, que transmiten impulsos desde el SNC o los ganglios hacia células efectoras. Las prolongaciones de estas neuronas estan incluidas en las fibras nerviosas eferentes somáticas y eferentes viscerales. Las somáticas envian impulsos voluntarios a los músculos esqueléticos y las viscerales impulsos involuntarios al músculo liso. • Interneuronas, o neuronas intercalares, que forman una red integrada de comunicación entre las neuronas sensitivas y las neuronas motoras. Mas del 99.9% de todas la neuronas pertenece a esta red de integración. Los componentes funcionales de una neurona comprenden el cuerpo células o soma, el axón, las dendritas y los conductos sinápticos. El soma de una neurona contiene el núcleo y las organelas que mantiene la célula. La mayoría de las neuronas tiene un solo axón, la prolongación mas larga, que transmite los impulsos desde el soma neuronal hacia una terminación especializada que entra en contacto con otra neurona o una célula efectora. Una neurona suele tener muchas dendritas, prolongaciones más cortas que transmiten impulsos desde la periferia hacia el soma neuronal. Las neuronas se pueden clasificar según la cantidad de prolongaciones que se extienden desde el cuerpo neuronal: • Neuronas multipolares son las que tienen un axón y dos dendritas o más. • Neuronas bipolares son las que poseen un axón y una dendrita. • Neuronas unipolares (seudounipolares) son las que tienen una prolongación, el axón que se divide cerca del soma neuronal en dos largas prolongaciones. Las neuronas motoras y las interneuronas son multipolares. La dirección de los impulsos es desde las dentritas hacia el soma y desde este hacia el axón. La porción
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final del axón, la terminación sináptica, contiene diversos neurotransmisores cuya liberación afecta otras neuronas, células musculares y células epiteliales glandulares. Las neuronas sensitivas son unipolares. El soma de esta neurona esta situado en un ganglio raquídeo cerca del SNC, una rama axónica se extiende hacia la periferia y otra hacia el SNC. Las neuronas bipolares verdaderas estan limitadas a la retina del ojo y los ganglios del nervio vestibulococlear o auditivo. Soma neuronal El cuerpo celular, soma o pericarión es la región dilatada de la neurona que contiene un núcleo eucromático grande con un nucleolo prominente y el citoplasma perinuclear. El contenido ribosómico de estas células se les conoce como corpúsculos de Nissl, cada corpúsculo corresponde a un rimero de rER. El cono axónico, una región del soma carece de organelas citoplasmáticas grandes y sirve como hito para distinguir los axones de las dendritas. Las neuronas no se dividen; tienen que durar toda la vida. Aunque las neuronas no se duplican, sus componentes subcelulares se recambian son regularidad. La necesidad constante de reemplazar explica los rasgos morfológicos característicos de un alto nivel de actividad sintética. Las moléculas proteicas neosintetizadas se transportan a sitios distantes dentro de una neurona en un proceso llamado transporte axónico. Dendritas y axones Las dendritas son prolongaciones receptoras que reciben estímulos de otras neuronas o del medio externo para transmitirlas al soma neuronal. Tienen un diámetro mayor que los axones, no estan mielinizadas y tienen extensas ramificaciones llamadas arborizaciones dendríticas que aumentan la superficie receptora de una neurona. El contenido del soma neuronal y las dendritas es similar con la excepción del aparato de Golgi. Los axones son prolongaciones efectoras que transmiten estímulos a otras neuronas o células efectoras. Cada neurona tiene un solo axón. Los axones provenientes de neuronas ubicadas en los núcleos motores del SNC (neuronas Golgi tipo I) pueden tener que extenderse mas de un metro para alcanzar sus dianas efectoras, los músculos esqueléticos. Las interneuronas del SNC (neuronas de Golgi tipo II) poseen un axón mas corto. Un axón puede dar origen a una ramificación recurrente. El axón tiene su origen en el cono axónico. La región del axón entre el vértice del cono axónico y el comienzo de la vaina de mielina se denomina se denomina segmento inicial. El segmento inicial es el sitio donde se genera un potencial de acción en el axón. Algunas terminaciones axónicas grandes son capaces de sintetizar localmente proteínas que participan en procesos de memoria aunque casi todas las moléculas proteicas se sintetizan en el pericarion. Estas regiones bien definidas dentro de las terminaciones axónicas, llamadas placas periaxoplasmáticas poseen las caracteristicas bioquímicas y moleculares de la síntesis proteica activa.
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Sinapsis Las neuronas se comunican con otras neuronas y con células efectoras por medio de sinapsis. Las sinapsis son relaciones de contigüidad especializadas entre neuronas que facilitan la transmisión de los impulsos desde una neurona hacia otra. La sinapsis también se produce entre axones y células efectoras. La sinapsis entre neuronas se clasifica: • Axodendríticas • Axosomáticas • Axoaxónicas • Dendrodendríticas La sinapsis se clasifica en químicas y eléctricas dependiendo del mecanismo de conducción de los impulsos nerviosos y de la manera en que se genera el potencial de acción en las células diana. • Sinapsis química, la conducción de los impulsos se consigue con la liberación de sustancias químicas (neurotransmisores) desde la neurona presináptica. • Sinapsis eléctricas, contiene uniones de hendidura que permiten el movimiento de iones entre la células y en consecuencia permiten la diseminación directa de una corriente eléctrica de una célula con otra. Una sinapsis química típica contiene un botón presinaptico, una hendidura sináptica y una membrana postsináptica. • Botón presináptica, el extremo de la prolongación neuronal desde el que se liberan los neurotransmisores. Contiene vesículas sinápticas en cuyo interior se almacenan los neurotransmisores. • Hendidura sináptica, el espacio que separa la neurona presináptica de la neurona postsináptica o de la célula diana. • Membrana postsináptica, contiene sitios receptores con los que interacciona el neurotransmisor. Canales de Ca 2+ activados por voltaje en la membrana del botón regulan la liberación de neurotransmisor. La naturaleza química del neurotransmisor determina el tipo de respuesta en esa sinapsis en la generación de impulsos nerviosos. La liberación de neurotransmisor por el componente presinaptico puede causar excitación o inhibición en la membrana plasmática. • En las sinapsis excitatorias se liberan neurotransmisores como acetilcolina, glutamina o serotonina. • En las sinapsis inhibitorias se liberan neurotransmisores como acido aminobutírico o glicina. La generación definitiva de un impulso nervioso en una neurona postsináptica depende de la suma de los impulsos excitatorios e inhibitorios que llegan a la neurona. Las sinapsis permiten el procesamiento de los impulsos recibidos por las neuronas. El impulso que pasa de la neurona presináptica a la célula postsináptica típicamente es modificado en la sinapsis por otras neuronas que, aunque no forman parte de la vía directa tienen acceso a la sinapsis. Neurotransmisores
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• Acetilcolina (ACh), las neuronas que utilizan este neurotransmisor reciben el nombre de neuronas colinérgicas. • Catecolaminas como la noradrenalina (NE), la adrenalina (EPI) y la dopamina (DA). Las neuronas que utilizan este neurotransmisor se denominan neuronas adrenérgicas. • Serotonina, glutamato, aspartato y glicina. También se ha demostrado que varios peptidos pequeños actúan como transmisores sinápticos como la sustancia P, las hormonas liberadoras hipotalámicas, las encefalinas, el péptido intestinal vasoactivo, la colecistocinica y la neurtensina y el oxido nítrico que se sintetiza dentro de la sinapsis y se usa de inmediato. Los neurotransmisores liberados hacia la hendidura sináptica pueden ser degradados o recapturados. El proceso más común para eliminar un neurotransmisor después de que sido liberado hacia la hendidura sináptica se denomina recaptación de alta afinidad. Alrededor del 80% de los neurotransmisores liberados se eliminan por este mecanismo. Estos y otros transmisores son reincorporados en vesículas en el componente presinaptico por endocitosis y quedan disponibles para su reciclaje. Enzimas asociadas con la membrana postsináptica degradan el 20% restante de los neurotransmisores. Sistema de transporte axónico Las sustancias necesarias en el axón y las dentritas se sintetizan en el soma neuronal y tienen que ser transportadas hacia esos sitios. La actividad sintética de la neurona esta concentrada en el pericarion, para evitar el material neosintetizado hacia el telendron se necesita del transporte axónico. Este transporte es un mecanismo bidireccional que sirve como un modo de comunicación intercelular. El transporte axónico puede ser de dos tipos. • Transporte anterogrado, material desde el pericarion hacia la periferia neuronal. • Transporte retrogado, material desde la terminación axónica (y las dentritas) hacia el pericarion. Los sistemas de transporte también pueden clasificarse según la velocidad. • Un sistema de transporte lento lleva las sustancias desde el soma neuronal hacia el botón terminal. • Un sistema de transporte rápido lleva sustancias en ambas direcciones a una velocidad que oscila entre 20 y 400 mm/día y para este transporta se necesita ATP. El transporte dendrítico parece que tiene las mismas caracteristicas y las funciones que cumple en la dentritas serian las mismas que las del transporte axónico.
Células de Sostén del Tejido Nervioso Células de Schwann y vaina de mielina Los axones del sistema nervioso periférico se describen como mielínicos o amielínicos. Los axones mielínicos estan rodeados por una cubierta rica en lípidos llamada vaina de mielina. Por fuera de la vaina de mielina hay una delgada capa de
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citoplasma de célula de sostén llamada vaina de Shwann o neurilema. Alrededor de la célula de Schwann hay una lámina basal. Desde el punto de vista funcional, la vaina de mielina y la neurilema con su lámina externa aíslan el axón del compartimiento extracelular circundante. El cono axónico y las arborizaciones terminales donde el axón establece sinapsis con sus células diana carecen de vaina de mielina. La vaina de mielina esta compuesta por múltiples capas de membrana de célula de Shwann enrolladas concentricamente alrededor del axón. Para producir la vaina de mielina, cada célula de Schwann se enrolla en espiral alrededor de un corto segmento del axón. Mientras se enrosca el citoplasma es exprimido de entre las membranas de las capas concéntricas de la célula de Shwann. La vaina de mielina esta segmentada porque la forman muchas células de Shwann dispuesta secuencialmente a lo largo del axón. La región en donde se encuentran dos células de Shwann contiguas carece de mielina y este sitio se denomina nódulo de Ranvier. La fusión de los bordes del surco para encerrar el axón produce el mesaxón interno, el estrecho espacio intercelular de los anillos más internos. La yuxtaposición de la membrana plasmática de la última capa sobre si misma conforme cierra el anillo produce el mesaxón interno. Es típico que se vean pequeñas cantidades de citoplasma en varios sitios: collarete citoplasmático interno de la célula de Shwann entre el axón y la mielina, las incisuras de Shmidt-Laternam etc. La cantidad de incisuras de Shmidt-Laternam se correlaciona con el diámetro del axón; los axones más gruesos poseen más incisuras. Los axones amielínicos del sistema nervioso periférico estan en vueltos por células de Shwann y sus láminas externas. Se sitúan en surcos en la superficie de la célula de Shwann. Los labios o bordes pueden estar separados y exponer una porción del axolema a la lámina externa contigua de la célula de Shwann o pueden entrar en contacto y formar un mesaxón. En una sola invaginación de la superficie de la célula de Shwann pueden quedar incluidos un solo axón o un grupo de axones. En el SNA es común que haces de axones amielínicos ocupen un solo surco. Células satélite Los somas neuronales en los ganglios estan rodeados por una capa de células pequeñas llamadas células satélite. Estas células contribuyen a establecer y mantener un microambiente controlado alrededor del cuerpo neuronal en el ganglio, con lo que provee aislamiento eléctrico, así como una vía para el intercambio metabólico. Neuroglia Dentro del SNC las células de sostén reciben el nombre de neuroglia o células gliales. Los cuatro tipos de células gliales son las siguientes: • Oligodendrocitos, activas en la formación y mantenimiento de la mielina e SNC. • Astrositos, proveen sostén físico y metabólico para las neuronas del SNC. • Microgliocitos, poseen propiedades fagocíticas. • Ependimocitos, células cilíndricas que revisten los ventrículos del encefalo y el conducto central de la medula espinal. La microglia posee propiedades fagocíticas. Los microgliocitos son fagocíticos. Se encuentran normalmente en poca cantidad, pero proliferan y se tornan muy fagocíticas 157
en las regiones lesionadas o enfermas. Se cree que se derivan de la medula ósea. Son las células más pequeñas de las células neurogliales y poseen núcleos alargados y estan cubiertos por abundantes púas. Los astrositos son de dos tipos: protoplasmáticos y fibrosos, son las células más grandes. • Astrositos protoplasmáticos, que prevalecen en la sustancia gris. Poseen abundantes prolongaciones citoplasmáticas cortas y ramificadas. • Astrositos fibrosos, que son más comunes en la sustancia blanca. Tiene menos prolongaciones, bien rectas. Alrededor del 80% de todos tumores encefálicos primarios del adulto corresponden a tumores encefálicos primarios del adulto corresponden a tumores derivados de astrositos fibrosos. Las prolongaciones de los astrositos se extienden entre los vasos sanguíneos y las neuronas. Los extremos de las prolongaciones se expanden para formar pies terminales que cubren grandes porciones de la superficie externa del vaso o del axolema. Los astrositos proveen una cubierta para las regiones desnudas de los axones mielínicos. Los astrositos protoplasmáticos en la superficie del encefalo y la medula espinal extienden sus prolongaciones hacia la lamina basar de la piamadre para formar la membrana limitante glial, una barrera de impermeabilidad relativa que rodea el SNC. Los oligodendrocitos producen y mantienen la vaina de mielina en el SNC. El oligodendrocito es la célula encargada de producir la mielina en el SNC. Con frecuencia se alinean en hileras entre los axones. Cada oligodendrocito emite varias prolongaciones a manera de lengüetas que llegan hasta los axones y cada una se enrosca alrededor de un segmento de axón para formar un segmento internodal de mielina. Las múltiples prolongaciones de un solo oligodendrocito pueden mielinizar un axón o varios axones cercanos. La vaina de mielina en el SNC es diferente de la del SNP. La mielina en el SNC tiene menos incisuras de Shmidt-Laternam los oligodendrocitos no poseen una lamina externa los nódulos de Ranvier en el SNC son mas grandes que los del SNP y las fibras amielinicas del SNC estan verdaderamente desnudas. Las células ependimarias forman el revestimiento epitelial de los ventrículos del encefalo y del conducto central de la medula espinal. Las células ependimarias o ependimocitos forman el revestimiento epitelial simple de las cavidades ocupadas por el líquido cefalorraquídeo dentro del SNC. Son células entre cúbicas y cilíndricas que poseen las características morfológicas y funcionales de células transportadoras de líquidos, estan estrechamente unidas por complejos de unión ubicados a la altura de sus superficies apicales. A diferencia de lo que ocurre en un epitelio típico, las células ependimarias carecen de lámina basal, la superficie celular basal posee abundantes repliegues que interdigital con las prolongaciones de los astrositos contiguos. En vatios sitios del sistema ventricular encefálico este revestimiento ependimario sufre una modificación para producir el líquido cefalorraquídeo. Las células ependimarias modificadas y los capilares asociados forman en conjunto los llamados plexos coroideos.
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Una sola neurona transmite impulsos desde el SNC hacia el órgano efector. En el SNA, una cadena de dos neuronas conectan el SNC con el músculo liso, el músculo cardiaco y las glándulas. Los somas de las neuronas sensitivas estan situados en ganglios que estan fuera del SNC pero cerca de este. En el sistema sensitivo una sola neurona conecta el receptor, a través de un ganglio sensitivo, con la medula espinal o el tronco del encefalo. Los ganglios sensitivos estan ubicados en las raíces dorsales de los nervios raquídeos y en asociación con los nervios craneanos V, VII, VIII, IX y X. Componentes de tejido conjuntivo de un nervio periférico La mayor parte de un nervio periférico consiste en las fibras nerviosas y sus células de sostén. Las fibras nerviosas se mantienen juntas por la acción de un tejido conjuntivo. Estos componentes son los siguientes: • Endoneuro, el tejido conjuntivo que rodea cada fibra nerviosa individual. • Perineuro, tejido conjuntivo especializado que rodea cada fascículo de fibras nerviosas, ayuda a la formación hematoneural. • Epineuro, el tejido conjuntivo denso no moldeado que rodea todo un nervio periférico y llena los espacios entre los fascículos nerviosos. Organización de la medula espinal Se divide en 31 segmentos: 8 cervicales, 12 torácicos, 5 lumbares, 5 sacros, 1 coccígeo y en conexión con cada uno de estos hay un par de nervios raquídeos. Cada nervio raquídeo esta unido a su segmento, raíces anteriores y raíces posteriores. La medula espinal exhibe una porción interna con la forma de una mariposa de color gris, que es la sustancia gris que rodea el conducto central, llamado conducto del epéndimo y una porción periférica, la sustancia blanca, que solo contiene axones mielínicos y amielínicos (haces).La sustancia gris contiene los somas neuronales y la dentritas junto con axones y células neurogliales (núcleos). La sinapsis solo ocurre en la sustancia gris. Los somas de las neuronas motoras que inervan el músculo estriado estan situados en las astas anteriores de la sustancia gris medular. Las neuronas del asta anterior, también llamadas motoneuronas inferiores. Los somas de las neuronas sensitivas estan ubicados en los ganglios que hay en las raíces posteriores de los nervios raquídeos. Receptores aferentes (sensitivos) Los receptores aferentes son estructuras especializadas ubicadas en los extremos distales de las prolongaciones periféricas de las neuronas sensitivas. Pueden iniciar un impulso nervioso en respuesta a un estimulo. Los receptores se clasifican en: • Esteroceptores, que reaccionan ante estímulos del medio externo, térmicos, táctiles, olfatorios, auditivos o visuales. • Intraceptores, reaccionan ante estímulos provenientes del interior del cuerpo, como el grado de llenado o distensión del tubo digestivo, la vejiga urinaria y los vasos sanguíneos. 159
• Propioceptores, reaccionan ante estímulos internos y perciben la posición corporal y el tono y el movimiento de los músculos. El receptor mas simple consiste en un axón desnudo, a esto se le llama terminación no capsulada. Estas terminaciones se hallan en los epitelios. La mayoría de las terminaciones nerviosas sensitivas adquieren un vaina o capsula de tejido conjuntivo de complejidad variable. Las terminaciones nerviosas sensitivas con vainas de tejido conjuntivo reciben el nombre de terminaciones encapsuladas. Los husos neuromusculares son terminaciones sensitivas encapsuladas que estan en el músculo esquelético. Sistema nervioso autónomo • • •
El SNA se clasifica en 3 divisiones: División simpática División parasimpática División entérica
El SNA envía impulsos hacia el músculo liso, el músculo cardiaco y el epitelio glandular. La principal diferencia de organización entre el flujo eferente de impulsos hacia el músculo esquelético y el flujo eferente hacia el músculo liso es que una neurona transmite los impulsos desde el SNC hasta los efectores somáticos, mientras que una secuencia de dos neuronas transmite los impulsos desde el SNC hasta los efectores viscerales. Las neuronas presinapticas de la división simpática estan ubicadas en las porciones torácica y lumbar alta de la medula espinal. Las neuronas presinapticas envian axones desde la medula espinal torácica y lumbar alta hacia los ganglios prevertebrales y paravertebrales. Los ganglios prevertebrales y de la cadena ganglionar simpática paravertebral contienen los somas de las neuronas efectoras postsinapticas de la división simpática. Las neuronas presinapticas de la división parasimpática estan situadas en el tronco del encefalo y en la porción sacra e la medula espinal. Las divisiones simpática y parasimpática del SNA con frecuencia inervan los mismos órganos. En estos casos las acciones de ambas divisiones suelen ser antagónicas. La división entérica de SNA esta formada por los ganglios y redes neuronales postsinapticas del tubo digestivo.
Organización del Sistema Nervioso Central En el encefalo, la sustancia gris forma una cubierta externa denominada corteza, mientras que la sustancia blanca forma una parte interna mas profunda llamada centro oval. La corteza de sustancia gris en el encefalo contiene somas neuronales, axones,
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dentritas y células de la neuroglia y el sitio donde se produce la sinapsis. La sustancia gris también esta en la forma de islotes, llamados núcleos. La sustancia blanca contiene solo axones de neuronas más las células gliales y vasos sanguíneos asociados.
Células de la sustancia gris Los tipos de somas neuronales que hay en la sustancia gris varían. Cada región funcional de la sustancia gris tiene una variedad característica de somas neuronales asociados con una red de prolongaciones axónicas, dendríticas y gliales. La red de prolongaciones axónicas dendríticas y gliales asociadas con la sustancia gris recibe el nombre de neuropilo. El tronco del encefalo no tiene una separación nítida en regiones de sustancia gris y sustancia blanca. Los núcleos de los nervios craneanos situados en el tronco del encefalo, aparecen como islotes rodeados por haces de sustancia blanca mas o menos definidos. Estos núcleos contienen los somas de las neuronas motoras de los nervios craneanos. Tejido conjuntivo del sistema nervioso central Tres membranas secuenciales del tejido conjuntivo, las meninges, revisten el encefalo y la medula espinal: • La duramadre es la cubierta más externa. • La aracnoides esta debajo de la duramadre. • La piamadre es una delicada capa de esta en contacto directo con la superficie del encefalo de la medula espinal. La aracnoides y la piamadre en conjunto se le llama piaracnoides. La duramadre es una lamina relativamente gruesa de tejido conjuntivo denso es continua su superficie externa con el periostio de los huesos de cráneo. La aracnoides es una delicada lámina de tejido conjuntivo adosada a la superficie interna e la duramadre, envía delicadas trabéculas aracnoides hacia la piamadre. El espacio que cruzan estas trabéculas es el espacio subaracnoideo, que contiene liquido cefalorraquídeo. Barrera hematoencefalica La barrera hematoencefalica restringe el paso de ciertas sustancias desde la sangre hacia los tejidos del SNC. La barrera es creada principalmente por las intrincadas uniones estrechas entre las células endoteliales. La zonula occludents elimina brechas entre las células endoteliales e impide la sencilla difusión de líquido y solutos hacia el tejido nervioso. La barrera es ineficaz o inexistente en la neurohipófisis, la sustancia negra (locus Níger) y en el locus cerebeleus.
Respuesta de las Neuronas a la Agresión 161
Degeneración La porción de una fibra nerviosa distal al sitio de lesión se degenera por la interrupción del transporte axónico esto se le conoce como degeneración anterograda o walleriana. En el SNP, el segmento axónico distal a la lesión adquiere una serie de estrangulaciones y se fragmenta en segmentos discontinuos a los pocos días. En el SNC, la degradación de los segmentos axónicos asilados tarda varias semanas. Las vainas de muelita también se fragmentan y los fragmentos de mielina encierran los fragmentos axónicos. El soma de una neurona cuyo axón se ha lesionado sufre tumefacción, su núcleo se desplaza hacia la periferia y la sustancia de Nissl desaparece, a esto se le llama cromatolisis. Una perdida de axoplasma significativo puede hacer que la neurona muera. Cicatrización En el SNP el tejido conjuntivo y las células de Shwann forman tejido cicatrizal en la brecha que hay entre los extremos de un nervio seccionado o aplastado. Si la cantidad de tejido cicatrizal no es demasiado grande o si se puede lograr la aproximación quirúrgica de los extremos de corte, es probable que el nervio seccionado se regenere. Regeneración En el SNP las células de Shwann se dividen y forman bandas celulares que atraviesan la cicatriz neoformada. La división es el primer paso en la regeneración. Estas células forman puentes a través de la cicatriz. Después una gran cantidad de prolongaciones nerviosas nuevas (neuritas) brotan del munón proximal. Los puentes de células Shwann sirven como guías para que los axones en proceso de regeneración proliferan a través de la cicatriz mantengan así sus trayectos normales. Si se restablece el contacto físico entre una neurona motora y su músculo, la función suele recuperarse. Si no se restablecen contacto con el puente de células de Shwann, los brotes axónicos crecen en forma desordenada y el músculo permanece atrófico.
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Practicas de Laboratorio
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Índice 1. Citología Vaginal…………………………………………………164 2. Epitelio Estratificado Plano……………………………………....165 3. Tejido Conectivo Areolar…………………………………………166 4. Tejido Cartilaginoso………………………………………………167 5. Miocardio...……………………………………………………….168 6. Lengua…………………………………………………………….169 7. Intestino Delgado…………………………………………………170 8. Tejido Sanguíneo…………………………………………………171 9. Pulmón……………………………………………………………172 10. 10.Epitelio Estratificado Plano………………………………………173 11. 11.Hígado……….……………………………………………………174 12. 12.Testículo…….……………………………………………………175 13. 13.Próstata……..…………………………………………………….176 14. 14.Ovario…………………………………………………………….177 15. 15.Oviducto………………………………………………………….178 16. 16.Bazo………………………………………………………………179 17. 17.Timo……………………………………………………………...180 18. 18.Tiroides………………………………………………….…….….181 19. 19.Hipófisis……………………………………………………….….182 20. 20.Riñón…………………………………………………….…….….183 21. 21.Cerebelo…………………………………………………………..184 22. 22.Medula Espinal…………………………………………………...185
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LA CÉLULA CITOLOGÍA VAGINAL
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TEJIDO EPITELIAL PITELIO ESTRATIFICADO PLANO
166
TEJIDO CONJUNTIVO TEJIDO CONECTIVO AREOLAR
167
TEJIDO CARTILAGINOSO CARTÍLAGO
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TEJIDO MUSCULAR MIOCARDIO
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TEJIDO MUSCULAR LENGUA (MÚSCULO ESTRIADO)
170
TEJIDO MUSCULAR INTESTINO DELGADO (MÚSCULO LISO)
171
TEJIDO SANGUÍNEO SANGRE
172
APARATO RESPIRATORIO PULMÓN
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APARATO RESPIRATORIO EPITELIO SEUDOESTRATIFICADO (TRÁQUEA)
174
APARATO DIGESTIVO HÍGADO
175
APARATO GENITAL MASCULINO TESTÍCULO
176
APARATO GENITAL MASCULINO PRÓSTATA
177
APARATO GENITAL FEMENINO OVARIO
178
APARATO GENITAL FEMENINO OVIDUCTO
179
SISTEMA LINFÁTICO BAZO
180
SISTEMA LINFÁTICO TIMO
181
SISTEMA ENDOCRINO TIROIDES
182
SISTEMA ENDOCRINO HIPÓFISIS
183
APARATO URINARIO RIÑÓN
184
SISTEMA NERVIOSO CEREBELO
185
SISTEMA NERVIOSO MEDULA ESPINAL
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