Centro de Bachillerato Tecnológico industrial y de servicios 132
Biología
MADURACION Y ESTRUCTURA “ORIGEN, CRECIMIENTO , MADURACION OSEA”
Profesor: Gildardo Holguín
Equipo: Anguamea Herrera Vanessa Millanes Serrano Amy Tiznado Reyes Dalia
3º I
03 de diciembre de 2010
ÍNDICE
Introducción -------------------------------------------------------------------- 1 Estructura ósea ---------------------------------------------------------------- 2 Crecimiento óseo ------------------------------------------------------------- 8 Factores de crecimiento óseo ---------------------------------------------- 9 Desarrollo del tejido óseo ------------------------------------------------- 11 Maduración esquelética --------------------------------------------------- 11 Conclusión -------------------------------------------------------------------- 13 Bibliografía -------------------------------------------------------------------- 14
INTRODUCCIÓN En este trabajo abordaremos los temas acerca del crecimiento, la maduración, la estructura y el desarrollo óseo (esquelético). Además anexamos algunas imágenes para mejor comprensión de dichos temas, y algunos puntos extras importantes sobre algunos de estos temas como el de crecimiento y desarrollo óseo. Con este trabajo podremos comprender muchas cosas sobre el desarrollo y estructura del esqueleto humano, así como las partes de nuestro cuerpo que lo conforman. Añadimos información extra de otros temas que influyen directamente en la evolución de la estructura ósea.
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ESTRUCTURA ÓSEA CLASIFICACIÓN FUNCIONAL DE LA COLUMNA VERTEBRAL · PRIMER SECTOR: occipital, atlas y axis. Posibilita el movimiento de la cabeza. · SEGUNDO SECTOR: cervical; desde la 3ª cervical hasta la 2ª dorsal o torácica. Estructura la movilidad del miembro superior. · TERCER SECTOR: primovertebral; 3ª dorsal hasta la 8ª dorsal. · CUARTO SECTOR: resorte bípedo; 9ª dorsal hasta la 5ª lumbar. Está formado por el sacro, la pelvis y el miembro inferior. CLASIFICACIÓN POR CURVATURAS Curvatura cervical (7), dorsal (12), lumbar (5) y pélvica (sacro y cóccix). Mayor curvatura de lo normal en zona cervical y lumbar es lordosis, y en zona dorsal y pélvica, cifosis. VÉRTEBRA TIPO. DISCOS Entre una y otra vértebra se encuentra el disco intervertebral, que funciona como almohadilla y permite la articulación entre vértebras, y en su conjunto, de toda la columna. El disco es un tejido cartilaginoso y con fibras densas. Tiene dos partes: el núcleo pulposo, en el interior, más denso, y el anillo fibroso, más líquido, en el exterior. Si las vértebras no permanecen en paralelo cuando están sometidas a una presión grande, el disco tiende a ir hacia las apófisis, saliéndose de su membrana articular y presionando los nervios de la médula ósea. A eso se le llama hernia de disco. RODILLA Es una articulación de tipo troclear (tipo bisagra) que soporta la flexión y extensión del miembro inferior. Cuando ambas rodillas presentan una semejanza con una “X” se llama valgo anatómico-fisiológico; cuando es en forma de “0”, se denomina varo.
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El cartílago es un elemento avascular (no llega sangre) que funciona como almohadilla y evita la fricción entre las partes óseas, además de establecer estabilidad. Cuando un cartílago es dañado se realiza una condroplastia (reparación de tejido celular condrocitario), que consiste en retirar parte (o todo) del tejido dañado. Siempre hay que buscar la causa del desgaste del cartílago; en el caso del cartílago de la rótula, puede deberse a que uno de los dos músculos laterales de la pierna esté más desarrollado o tensionado que el otro, por lo que desplaza a la rótula hacia ese lado y roza con uno de los cóndilos del fémur. La corrección pasa por relajar el músculo y tendón hipertónicos y fortalecer el contrario para reestructurar la rótula. Para que se recomponga el cartílago se inyecta un compuesto de ácido hialurónico, entre otros, para garantizar la absorción de nutrientes del cartílago. LIGAMENTO: estructura semielástica que va de un hueso a otro/s para estabilizarlos en estático y limitar sus movimientos, evitando una ampliación articular peligrosa. Consta de dos elementos; el límite elástico y el límite de ruptura. MENISCOS: elemento fibrocartilaginoso, también avascular, es muy comprimible y sirve para incrementar la estabilidad. Hay dos por rodilla; el externo tiene forma de “0” y el interno de “C”, y esto es debido a la diferencia de alturas de los cóndilos. Sólo están fijados en los
extremos. ARTICULACIÓN DEL PIE Es una bóveda ósea con tres puntos de apoyo. Uno es el talón, otro, el arco interno y el último, el arco externo. Hay un tercer arco que es el transverso, y sirve como reparto de presiones. Se compone de calcáneo, astrágalo, cuboides, navicular y sus tres cuñas, los metatarsianos y las falanges. Fascia plantar: arco interno constituido por la distancia y zona desde el talón hasta la falange distal del primer dedo; el externo, desde el talón hasta la falange distal del quinto. ARTICULACIÓN DE LA MANO Forman el esqueleto de la mano; el carpo está constituido por dos hileras de huesos cortos, pequeños e irregulares. Estos huesos se articulan entre sí y con el radio cranealmente y con los metacarpianos caudalmente. Hilera proximal: de fuera a dentro, escafoides, piramidal, semilunar y pisiforme. Hilera distal: de fuera a dentro, trapecio, trapezoide, grande y ganchoso.
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TÓRAX Está formado por doce pares de costillas (10 fijas y dos móviles) con funciones protectoras y mecánicas. La movilización de las costillas favorece la movilidad de las vísceras. Entre las costillas y los pulmones se encuentra el líquido pleural, que circula constantemente en un espacio cerrado. De esta manera, el líquido recibe la presión de las costillas y la transmite a los pulmones. Este sistema de presiones repercute en la respiración, haciendo el líquido pleural algo así como el efecto vacío. CLASIFICACIÓN ARTICULAR EN FUNCIÓN DEL MOVIMIENTO · SINARTROSIS: la unión de los huesos está intermediada por tejido conectivo fibrótico. Hay tres subtipos:
Sindesmosis: formado por tejido fibrótico que aferra muy fuerte los huesos (tibia y peroné). Suturas: huesos del cráneo. Gonfosis: dientes con alveolos.
· ANFIARTROSIS: el tejido intermediario es cartilaginoso. Hay dos subtipos:
Sincondrosis: cartílago (costillas con esternón) Sínfisis: fibrocartílago (pubis y disco intervertebral).
· DIARTROSIS: no está unidas mediante ningún tejido; se les denomina por contigüidad. Todas las diartrosis presentan los mismos elementos, salvo el líquido sinovial y la membrana sinovial:
Cartílago articular: recubre las superficies articulares. Cápsula articular: tejido fibroso que salta entre ambos huesos, aislando la articulación del exterior. Membrana sinovial: reviste a la cápsula articular y a las porciones óseas no articulares. Líquido sinovial: líquido viscoso segregado por la membrana sinovial, que lubrica y favorece los movimientos articulares; también nutre al cartílago. Ligamentos: refuerzos fibrosos que impiden el desgarro de la cápsula o separación de los huesos, impidiendo la luxación.
En función de los ejes de movimiento, las diartrosis pueden ser: · Con un eje: pueden ser trócleas o guínglimos (rodilla) o trocoide (radiocubital superior e inferior). 4
· Con dos ejes: pueden ser condíleas (radiocarpiana), en silla de montar (calcaneocuboidea y trapeciometacarpiana). · Con tres ejes: esferoideas (hombro) y enartrosis (cadera). · Artrodias: acromioclavicular. TIPOS DE MIOFILAMENTOS GRUESOS: de miosina; forman una red hexagonal entre sí. Cada molécula de miosina se compone de dos hilos de proteínas unidas. Lo forman unas 200 o 300 moléculas de miosina, que se polimerizan para formar ese filamento grueso. DELGADO: de actina; se incluyen tres tipos de proteínas: actina, troponina y tropomiosina. Cada una es un polímero formado por dos cadenas, las cuales están formadas por muchas moléculas de actina G; en reposo está comprimido. Cada subunidad de actina tiene un sitio de unión a la miosina. La tropomiosina tiene forma de tubo y se dispone entre la doble hélice de actina. La troponina está unida a uno de los extremos de la tropomiosina; está formada por tres unidades de miosina. TEORÍA DE LOS FILAMENTOS DESLIZANTES Todos los sarcómeros de una fibra muscular se acortan al mismo tiempo por el deslizamiento de los filamentos entre sí. El número de filamentos que se contraen al mismo tiempo es lo que determina la fuerza de contracción del músculo entero. ETAPAS · EXCITACIÓN: el axón despliega la corriente hasta sus terminaciones axónicas; muchos axones forman una cadena sináptica. Cada terminación axónica acaba en una fibra muscular, que la inerva. Una neurona motora (tipo alfa = consciente) tiene una razón de inervación de 1 = “x”. A
la unión entre motoneurona y fibra se llama unión neuromuscular. La superficie de la terminación axónica se llama placa motora. Al conjunto de motoneuronas y fibras musculares que inervan se llama unidad motora. Razón de inervación = 1 (motoneurona)/ n (nº de fibras que inerva). Dentro de la terminación axónica se encuentran las vesículas de acetilcolina, que actúan de neurotransmisores; se rompen, la acetilcolina inunda el espacio intersináptico, activando los canales de sodio, incorporando iones de sodio a la membrana, o sarcolema, que circulan por ella, introduciéndose en los poros y en los tubos “T”. Ese tubo T se encuentra
próximo a retículos sarcoplásmicos, donde los iones de calcio, que también están cargados positivamente, al igual que los de sodio, salen repelidos y entran en el sarcoplasma, donde se encuentran los filamentos gruesos y delgados. A la corriente eléctrica a lo largo del sarcolema se llama onda de despolarización o potencial de acción muscular. 5
· ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-CONTRACCIÓN: los iones de calcio modifican la estructura del filamento delgado; la troponina se ve atraída por el calcio, se fija a él y deja al descubierto los puntos de anclaje de la actina. Esos puntos de anclaje van a ser fijados por las cabezas de miosina a modo de remos. · CONTRACCIÓN: el contacto de la miosina con la actina provoca la reacción de una molécula que estaba inactiva en el interior de la miosina; la molécula es el Miosín ATPasa, que es una enzima hidrolítica, que coge un ATP y una molécula de H2O, las combina y las separa de nuevo, rompiendo el ATP, liberando un radical libre de fósforo, libera también energía. Se usa para la contracción y arrastre de ambas fibras musculares. Cuando se gasta la energía del ATP, se desbloquea la cabeza de miosina de la parte activa de la actina, busca otro ATP y busca un nuevo punto de anclaje. Todo este proceso es asincrónico. · RELAJACIÓN: Se da cuando la motoneurona deja de transmitir impulso eléctrico; el proceso se revierte; el sarcoplasma bombea el calcio hacia el retículo sarcoplásmico. UMBRAL DE EXCITACIÓN Relación entre impulso eléctrico y fibra muscular. Hay diferentes tipos de fibra muscular que se inervan dependiendo de la carga eléctrica. Si la onda de impulso eléctrica es baja, se puede mantener mucho tiempo y afecta sólo a células, a fibras pequeñas; cuando la onda es alta, se mantiene poco tiempo y se solicita el trabajo de unidades motoras más fuertes. Sólo se usan ambos tipos de unidades motoras cuando se produce el efecto sumatorio, es decir, mismo ejercicio, se inicia débil y se termina fuerte. El tétanos es la concentración máxima muscular. Hay veces que hay máxima tensión sin impulso eléctrico, y es después de mucho trabajo muscular; el músculo en reposo se contrae varias veces. La onda es mantenida en el gráfico correspondiente, no habiendo puntos de inflexión. Estos “espasmos” se producen porque el sarcoplasma se ha vuelto más viscoso y resistente al
deslizamiento; los iones están más concentrados por deshidratación progresiva. TIPOS DE CONTRACCIONES MUSCULARES DINÁMICAS En función del avance de la carga pueden ser concéntricas o excéntricas, aunque hace más alusión a la longitud del músculo. Dentro del concéntrico se dan: agonistas, antagonistas, fijadores y sinergistas. En el excéntrico, el músculo agonista se elonga, y la carga avanza en sentido contrario a la gravedad. El antagonista realiza menos resistencia que en la concéntrica. 6
ESTÁTICAS Son las isométricas, donde no hay elongación del músculo y en donde es difícil distinguir entre función fijadora y agonista, porque el agonista no se contrae ni elonga, sino mantiene. TIPOS DE FIBRAS Fibra roja = lenta tipo I fibra intermedia = rápida tipo IIA fibra blanca = más rápida tipo IIB DETERMINANTES DE LA FUERZA · Características estructurales del músculo · Número y tipo de unidades motoras activadas · Frecuencia de estimulación del músculo · Sincronización entre agonista y antagonista · Longitud del músculo · Ángulo de articulación · Velocidad de contracción · Factores genéticos LA NUTRICIÓN DIFERENCIA ENTRE ALIMENTACIÓN Y NUTRICIÓN: la alimentación es la parte consciente que supone escoger un alimento, mientras que la nutrición es la parte inconsciente, involuntaria, en la cual se producen cambios en el interior del organismo. Proceso anabólico: formación de estructuras. Proceso catabólico: producción de energía degradativa = romper moléculas para liberar energía. Salud integral: bienestar físico, psíquico y social. Digestión Vs. Metabolismo:
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Digestión es el proceso fisiológico que se encarga única y exclusivamente de hacer recorrer el alimento por todo el sistema digestivo, poniendo en funcionamiento los órganos de cada tramo. El metabolismo es el conjunto de todos los demás procesos que asimilan, recogen, transportan, modifican, estru cturan… esos alimentos. Como definición es todo proceso involucrado en la conservación de la vida. La mayor parte de la energía se gasta en el proceso termorregulador, en mantenernos calientes. También para el transporte de moléculas, el trabajo muscular, el crecimiento. Los alimentos se componen de hidrógeno, carbono y oxígeno, y las proteínas además de nitrógeno, que hay que separar para utilizarlas como fuente de energía. El AMP es un indicador para activar otros procesos, como la degradación de ácidos g rasos como fuente de energía. La tasa máxima de extracción de oxígeno de los tejidos es la tasa máxima de uso de nuestros tejidos del oxígeno en sangre; es genético.
CRECIMIENTO OSEO
Consiste en la formación de tejido óseo nuevo, asociada a la reabsorción parcial Los huesos planos crecen por formación de tejido óseo por le periostio, situado entre las suturas y la cara externa del hueso; en la cara interna se produce la reabsorción El crecimiento de la epífisis de los hueso largos se produce por crecimiento radial del cartílago más osificación endocondral, produciendo se el hueso esponjoso epifisario. El crecimiento de la diáfisis, debido a que las epífisis crecen más rapidamente, hace que el hueso adopte una forma de dos embudos epifisarios separados por el cilindro diafisario El cilindro óseo crece en longitud por la actividad osteogénica del disco epifisario, y en espesor por la capacidad osteogénica del periostio en la superficie externa del cilindro, con reabsorción en la superficie interna, el conducto medular aumenta su diámetro. 8
FACTORES DE CRECIMIENTO ÓSEO Los factores de crecimiento óseo son polipéptidos que llegan a la matriz ósea, donde quedan retenidos y ejercen su acción biológica, por lo que se dice que son factores de acción local. Los polipéptidos pueden dividirse en factores exógenos o endógenos según se produzcan fuera del hueso o en el propio hueso, respectivamente. Los factores endógenos son secretados por los osteoblastos, células derivadas de las células osteoprogenitoras, cuya función principal es la síntesis de las fibras y sustancia fundamental del hueso.
TIPOS DE FACTORES Factores exógenos
Factor de crecimiento epitelial (EGF), que estimula la proliferación de derivados ectodérmicos y endodérmicos, pero también la de fibroblastos, condrocitos y osteoblastos. Factor de crecimiento de fibroblastos (FGF), que estimula la proliferación de células epiteliales, pero no de fibroblástos.
esta proteína tiene acción paracrina sobre células epiteliales, solo estas células poseen el receptor para este péptido.
Factor de crecimiento derivado de las plaquetas (PDGF), que estimula la proliferación de fibroblastos, células musculares lisas, condrocitos, osteoblastos y células gliales. Factor de crecimiento de tipo insulina (IGF-1 o somatomedina C), que estimula la proliferación de fibroblastos, condrocitos y osteoblastos. Factores de crecimiento transformadores a y b (TGF-a y b); mientras que el factor a tiene una acción similar al EGF, el factor b inhibe el desarrollo de células epiteliales y neuroectodérmicas y favorece el de las células de origen mesodérmico.
Además, los factores EGF y FGF reducen la formación de colágena, mientras que los factores PDGF y el IGF-1 estimulan dicha síntesis. Los factores EGF, PDGF y los TGF-a y b intervienen en la reabsorción ósea estimulando la liberación del calcio mediante un mecanismo mediado por prostanglandinas. Factores endógenos 9
Factor de crecimiento derivado del hueso (BDGF).
Factor de crecimiento transformador b (TGF-b).
Factor de crecimiento derivado del cartílago (CDF, similar al factor IGF-1).
Factor de crecimiento del esqueleto humano (hSGF).
Proteína morfogénica ósea (BMP).
Osteogenina.
Todos ellos estimulan la producción celular ósea, pero además ejercen acciones tanto sobre la síntesis de colágena y otras proteínas óseas, como sobre la reabsorción. Cabe mencionar que la distinción entre factores exógenos y endógenos no es del todo clara. Además, la mayoría de estos factores ejercen también su acción sobre muchos otros tipos celulares de origen mesenquimático, aunque no necesariamente sobre todos ellos. Así el hSGF estimula los osteoblastos y condroblastos, pero no los fibroblastos. Otros factores Adicionalmente, existen otros factores locales que no son considerados como factores de crecimiento, pero que intervienen igualmente en los procesos de formación y destrucción ósea. Los más conocidos son:
Prostanglandina E2, que estimula la absorción ósea. Aunque ésta es su acción más probable, la actividad de este factor parece ser ciertamente compleja, pues se ha descrito también que puede activar la formación de hueso y, a grandes concentraciones, inhibir la síntesis de colágena. Citoquinas. Es principalmente reconocido el efecto de la interleuquina 1 (IL-1) y de los factores de necrosis tumoral a y b (TNF-a y b) que estimulan la reabsorción ósea, mientras que el interferón t (INF-t) la inhibe. En determinadas condiciones la IL-1 puede estimular o inhibir la síntesis de colágena y de otras proteínas de la matriz ósea.
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DESARROLLO DEL TEJIDO ÓSEO El sistema esquelético está formado por un conjunto de huesos articulados entre sí que se forman a partir del mesenquima. 1.- Condrogenesis: Se incia en el embrión de 5 semanas en los llamados centros de condrificacion, puntos en donde las células mesenquimaticas proliferen y forman un tejido compacto rico en células llamado precartilago. 2.- Osteogenesis: Consiste en el proceso mediante el cual un grupo de células llamadas osteoblastos se ocupan de sustituir el cartílago por hueso. Estas células se concentran en sitios específicos llamados centros de osificación).
MADURACIÓN ESQUELÉTICA En relación a los procesos de osificación que experimenta un hueso existen modificaciones sucesivas en su densidad y forma que son reconocidos en las radiografías y que por producirse de una manera regular y en un orden definido, marcan su avance hacia la madurez". Se divide en estadíos de maduración. La madurez ósea se determina por el grado de mineralización de los huesos de la mano y muñeca. Primer estadio de maduración La diáfisis de la falange proximal del dedo índice, muestra la misma anchura que la epífisis. Este estadio comienza aproximadamente 3 años antes del brote de crecimiento puberal Segundo estadio de maduración La diáfisis de la segunda falange del dedo medio muestra la misma anchura que la epífisis. Tercer estadio de maduración Osificación visible del hueso pisiforme. •
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Osificación de la apófisis uniforme del ganchoso.(anchura equivalente de la diáfisis y epífisis ) Cuarto estadio de maduración Inicio de la mineralización del sesamoideo. Osificación avanzada de la apófisis uncinada del ganchoso. Este estadio se alcanza poco antes o al inicio del brote de crecimiento puberal. •
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Quinto estadio de maduración La diáfisis rodea a modo de capuchón a la epífisis, a nivel de la segunda falange del dedo medio, en la falange proximal del pulgar y el Radio. Este estadio de osificación coincide con el brote máximo de crecimiento puberal. •
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Sexto estadio de maduración Fusión visible de la diáfisis y epífisis de la falange distal del dedo medio. Al alcanzarse este estadio evolutivo, termina el brote de crecimiento puberal. Séptimo estadio de maduración Fusión visible de la diáfisis y epífisis de la falange proximal del dedo medio. Octavo estadio de maduración Fusión visible de la diáfisis y epífisis de la segunda falange del dedo medio. Noveno estadio de maduración Osificación completa de la diáfisis y epífisis del Radio. Al llegar a este estadío, termina la osificación de todos los huesos de la mano y, al mismo tiempo, el crecimiento óseo. •
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Cada individuo tiene su propio ritmo de maduración Teóricamente, cualquier parte del cuerpo puede usarse para determinar la edad ósea, pero en la práctica la mano y muñeca, son las más usadas, debido a que poseen un gran número de huesos y epífisis.
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CONCLUSIÓN Gracias a este trabajo, y al tema en específico, pudimos comprender mejor cómo es que funciona nuestra estructura ósea, y además; ahora sabemos cómo está conformado un esqueleto humano. No podemos olvidar que lo que más nos pareció interesante de este tema es el desarrollo óseo, porque este trabajo nos mostró paso a paso cómo éste crece y se fortalece. También comprendimos los factores de crecimiento óseo, y estos son de acción local, y cada uno ejerce su acción biológica independientemente.
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BIBLIOGRAFÍA
http://es.wikipedia.org/wiki/Factores_de_crecimiento_óseo http://html.rincondelvago.com/estructura-osea.html http://www.scielo.org.pe http://www.monografias.com/trabajos902/analisis-carpal
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