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I.E. CÁRDENAS CENTRO
MÓDULO DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCCIÓN AMBIENTAL CICLO V GRADO DÉCIMO
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I.E. CÁRDENAS CENTRO
MÓDULO DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCCIÓN AMBIENTAL CICLO V GRADO DÉCIMO
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TABLA DE CONTENIDO pág.
1.
BIOELEMENTOS O ELEMENTOS BIOGÉNICOS Y BIOCOMPUESTOS PRESENTES EN LOS SERES VIVOS 1.1. LOS BIOELEMENTOS: CONCEPTO Y CLASES 1.1.1. Principales características de los bioelementos primarios 1.1.2. Las biomoléculas: clasificación 1.2. LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS (BIOCOMPUESTOS) DE LOS SERES VIVOS 1.2.1. Biomoléculas: carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos, vitaminas 1.2.1.1. Carbohidratos 1.2.1.2. Lípidos 1.2.1.3. Proteínas 1.2.1.4. Ácidos nucleicos 1.2.1.5. Vitaminas 2. LA DINÁMICA DEL CUERPO HUMANO 2.1. FUNCIONES DE MANTENIMIENTO 2.1.1. NUTRICIÓN 2.1.1.1. Digestión bucal 2.1.1.2. Digestión gástrica 2.1.1.3. Digestión intestinal 2.1.2. CIRCULACIÓN 2.1.2.1. La Sangre 2.1.2.2. El corazón 2.1.2.3. Vasos sanguíneos 2.1.3. RESPIRACIÓN 2.1.3.1. Las vías respiratorias 2.1.3.2. Los pulmones 2.1.3.3. Proceso de inspiración y exhalación del aire 2.1.4. EXCRECIÓN 2.1.4.1. Los riñones 2.1.4.2. Las vías urinarias 2.1.4.3. Los pulmones 2.1.4.4. La piel 2.1.4.5. La función excretora del sistema digestivo 2.1.4.6. El hígado 2.1.4.7. Sistema excretor como regulador 2.2. REGULACIÓN Y COORDINACIÓN 2.2.1. Sistema Óseo 2.2.1.1. Huesos de la cabeza 2.2.1.2. Huesos del Tronco 2.2.1.3. Extremidades 2.2.1.4. Algunas características de los huesos 2.2.2. Sistema Muscular 2.2.2.1. Funciones del sistema muscular 2.2.2.2. Tipos de músculos 2.2.2.3. Estructura de un músculo esquelético 2.2.2.4. Contracción muscular 2.2.2.5. Principales músculos del cuerpo humano 2.2.3. Sistema Endocrino 2.2.3.1. Mecanismos bioquímicos de acción hormonal
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5 5 6 6 7 8 8 9 10 13 19 28 28 28 28 29 30 32 32 33 33 34 34 34 35 36 36 36 38 38 39 39 40 40 40 41 42 44 45 46 46 46 47 47 47 49 50
2.2.3.2. Control hormonal 2.2.3.3. Metabolismo hormonal 2.2.3.4. Ciclos endocrinos 2.2.4. Sistema Nervioso 2.2.4.1. Sistema Nervioso Central (SNC) 2.2.4.2. Sistema Nervioso Periférico (SNP)
51 57 58 59 60 64
PRUEBA SABER
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¿QUÉ HACE EL SER HUMANO POR EL BIENESTAR DE SU ENTORNO?
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3. 3.1. 3.2. 3.3.
CONTAMINACIÓN DEL AIRE EL AIRE Y SU COMPOSICIÓN CONTAMINACIÓN DEL AIRE POR PARTÍCULAS EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE
72 72 73 75
4. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5.
SITUACIONES AMBIENTALES GLOBALES LOS RESIDUOS PRODUCIDOS POR EL SER HUMANO EFECTO INVERNADERO LA LLUVIA ACIDA DESTRUCCIÓN DE LA CAPA DE OZONO EL CALENTAMIENTO GLOBAL Y CAMBIOS CLIMÁTICOS
75 75 76 77 78 80
5. 5.1. 5.1.1. 5.1.2. 5.1.3. 5.2. 5.2.1. 5.2.2. 5.3. 5.3.1. 5.3.2. 5.3.3. 5.3.4. 5.3.5.
LAS BASURAS CLASES Y CARACTERÍSTICAS Basura orgánica Basura inorgánica Basura sanitaria APROVECHAMIENTO DE LAS BASURAS Los objetivos del reciclaje son los siguientes La cadena de reciclado posee varios eslabones DESVENTAJAS DEL MAL USO DE LAS BASURAS Efectos de la basura en el aire Consecuencias del aumento de la temperatura de la Tierra Efecto de la basura en el agua Efectos de la basura en el suelo La basura en la ciudad
82 83 83 83 83 85 85 86 86 86 87 87 88 89
PARA RECORDAR
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PRUEBA TIPO ICFES
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BIBLIOGRAFÍA
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1. BIOELEMENTOS O ELEMENTOS BIOGÉNICOS Y BIOCOMPUESTOS PRESENTES EN LOS SERES VIVOS 1.1. LOS BIOELEMENTOS: BIOELEMENTOS: CONCEPTO Y CLASES
Los bioelementos son los elementos químicos que constituyen los seres vivos. De los aproximadamente 100 elementos químicos que existen en la naturaleza, unos 70 se encuentran en los seres vivos. De éstos, sólo unos 22 se encuentran en todos en cierta abundancia y cumplen una cierta función. Clasificaremos los bioelementos en: Bioelementos primarios: son los elementos indispensables para formar las biomoléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos); Constituyen el 96% de la materia viva seca. Son el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre (C, H, O, N, P, S, respectivamente). Bioelementos secundarios: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-. Aunque se encuentran en menor proporción que los primarios, son también imprescindibles para los seres vivos. En medio acuoso se encuentran siempre ionizados. Oligoelementos o elementos vestigiales: Son aquellos bioelementos que se encuentran en los seres vivos en un porcentaje menor del 0.1%. Algunos, los indispensables, se encuentran en todos los seres vivos, mientras que otros, variables, solamente los necesitan algunos organismos.
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1.1.1. Principales características de los bioelementos primarios. El hecho de que los bioelementos primarios sean tan abundantes en los seres vivos se debe a que presentan ciertas características que los hacen idóneos para formar las moléculas de los seres vivos. Así:
* Aunque no son de los más abundantes, todos ellos se encuentran con cierta facilidad en las capas más externas de la Tierra Ti erra (corteza, atmósfera e hidrosfera). Los elementos químicos más abundantes en la corteza terrestre y en los seres vivos (en % en peso).
* Sus compuestos presentan polaridad por lo que fácilmente se disuelven en el agua, lo que facilita su incorporación y eliminación. * El C y el N presentan la misma afinidad para unirse al oxígeno o al hidrógeno, por lo que pasan con la misma facilidad del estado oxidado al reducido. Esto es de gran importancia, pues los procesos de oxidación-reducción son la base de muchos procesos químicos muy importantes y en particular de los relacionados con la obtención de energía como la fotosíntesis y la respiración celular. * El C, el H, el O y el N son elementos de pequeña masa atómica y tienen tiene n variabilidad de valencias, por lo que pueden formar entre sí enlaces covalentes fuertes y estables. Debido a esto dan lugar a una gran variedad de moléculas y de gran tamaño. De todos ellos el carbono es el más importante. Este átomo es la base de la química orgánica y de la química de los seres vivos. 1.1.2. Las biomoléculas: clasificación. Los bioelementos se unen entre sí para formar moléculas que llamaremos biomoléculas: Las moléculas que constituyen los seres vivos. Estas moléculas se han clasificado tradicionalmente en los diferentes principios inmediatos, llamados así porque podían extraerse de la materia viva con cierta facilidad, inmediatamente, por métodos físicos sencillos, como: evaporación, filtración, destilación, disolución, etc.
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Los diferentes grupos de principios inmediatos son:
1.2. LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS (BIOCOMPUESTOS) DE LOS SERES VIVOS
Son compuestos orgánicos los compuestos de carbono. Esto es, aquellos en los que el átomo de carbono es un elemento esencial en la molécula y forma en ella la cadena básica a la que están unidos los demás elementos químicos.
- Prótidos (proteínas) - Ácidos nucleicos Las funciones que cumplen estos compuestos en los seres vivos son muy variadas, así: -Glúcidos y lípidos tienen esencialmente funciones energéticas y estructurales. -Las proteínas: enzimáticas y estructurales. -Los ácidos nucleicos son los responsables de la información genética.
Los seres vivos contienen compuestos orgánicos. Son éstos los que caracterizan a la materia viva y la causa de las peculiares funciones que realiza. La gran variedad de compuestos orgánicos que contienen los seres vivos no se clasifican desde un punto de vista químico, sino a partir de criterios muy simples, tales como su solubilidad o no en agua, u otros. Siguiendo estos criterios se clasifican en:
Algunas sustancias son de gran importancia para los seres vivos pero estos las necesitan en muy pequeña cantidad y nunca tienen funciones energéticas ni estructurales. Por esta causa reciben el nombre de biocatalizadores. Son biocatalizadores las vitaminas, las enzimas y las hormonas.
- Glúcidos o hidratos de carbono - Lípidos
REPARTICIÓN DE LOS COMPONENTES MOLECULARES DE LA CÉLULA (en % sobre masa total)
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1.2.1. Biomoléculas: carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos, vitaminas 1.2.1.1. Carbohidratos. Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos son moléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Son solubles en agua y se clasifican de acuerdo a la cantidad de carbonos o por el grupo funcional aldehído. El metabolismo de los carbohidratos. Los carbohidratos son la principal fuente de alimento en la mayoría de seres vivos. Su función primordial es la producción de energía en forma de ATP, que las células pueden utilizar. La digestión final de los carbohidratos origina un azúcar simple llamado glucosa, que es el carbohidrato más ampliamente utilizado por las células para producir energía. Veamos cómo son utilizados los carbohidratos en el mundo celular. El anabolismo de los carbohidratos. Como recordarás, las plantas fabrican glucosa por medio de la fotosíntesis. Aquella glucosa que no es utilizada de inmediato por las plantas se almacena formando dos tipos de moléculas complejas: el almidón y la celulosa.
En los hongos y en los animales la glucosa que no se utiliza de inmediato se almacena en forma de una sustancia llamada glucógeno. En los animales el glucógeno se acumula en los músculos y en el hígado y al proceso de formación del mismo se le denomina glucogénesis. El glucógeno se convierte nuevamente en glucosa, cuando la concentración de ésta disminuye al interior del cuerpo. Cuando la ingesta de carbohidratos excede a las necesidades del organismo, estas sustancias se convierten en grasas. En los seres humanos este proceso ocurre en el hígado y el almacenamiento de las grasas ocurre en las células adiposas, que se distribuyen especialmente alrededor de la cintura y la cadera. Algunas células del cerebro, del hígado y de los testículos pueden fabricar glucosa cuando se agotan sus reservas. Este proceso se conoce con el nombre de gluconeogénesis. El catabolismo de los carbohidratos. En presencia de oxígeno la glucosa puede fragmentarse liberando un total de 686 kilo-calorías por mol (686 kcal/mol), además de agua y dióxido de carbono. En las aves y los mamíferos gran parte de la energía liberada por el fraccionamiento de la glucosa se invierte automáticamente en calor que les permite a estos organismos mantener relativamente constante su temperatura corporal.
La vía metabólica para degradar la glucosa hasta dióxido de carbono y agua consta de dos etapas: la primera se denomina glucólisis y consiste en la degradación o fraccionamiento de la glucosa en dos moléculas de ácido pirúvico. Esta etapa se lleva a cabo en ausencia de oxígeno y ocurren en el citoplasma celular. La glucólisis se efectúa de igual manera en organismos aeróbicos y en organismos anaeróbicos.
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La segunda etapa en organismos anaeróbicos consiste en la obtención de ácido láctico o etanol, proceso conocido como fermentación. En organismos aeróbicos consiste en la fragmentación de cada una de las moléculas de ácido pirúvico hasta dióxido de carbono y agua, en presencia de oxígeno. A esta vía metabólica los científicos la denominan ciclo de Krebs o ciclo del ácido cítrico. Este proceso se lleva a cabo en presencia del oxígeno y en los organismos formados por células eucarióticas ocurre en las mitocondrias de sus células. A todo el proceso de descomposición de la glucosa hasta la liberación de la energía, dióxido de carbono y agua en organismos aeróbicos es a lo que se denomina respiración celular. 1.2.1.2. Lípidos. Son un conjunto de moléculas orgánicas, la mayoría son biomoléculas, compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida oxígeno, aunque también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno, tienen como característica principal el ser hidrofóbicas o insolubles en agua y sí en solventes orgánicos como la bencina, el benceno y el cloroformo. En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, ya que las grasas son sólo un tipo de lípidos procedentes de animales. Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energética (triglicéridos), la estructural (fosfolípidos de las bicapas) y la reguladora (esteroides).
Los Lípidos también funcionan para el desarrollo del cerebro, el metabolismo y el crecimiento. Funciones de los lípidos. Los lípidos desempeñan cuatro tipos de funciones: 1. Son la principal reserva energética del organismo. Un gramo de grasa produce 9,4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que proteínas y glúcidos sólo producen 4,1 kilocaloría/gr. 2. Función estructural. Forman las bicapas lipídicas de las membranas. Recubren órganos y le dan consistencia, o protegen mecánicamente como el tejido adiposo de pies y manos. 3. Función biocatalizadora. En este papel los lípidos favorecen o facilitan las reacciones químicas que se producen en los seres vivos. Cumplen esta función las vitaminas lipídicas, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas. 4. Función transportadora. El transporte de lípidos desde el intestino hasta su lugar de destino se realiza mediante su emulsión gracias a los ácidos biliares y a los proteolípidos. El metabolismo de los lípidos. Los procesos digestivos convierten las grasas en dos partes llamadas glicerol y ácidos grasos. Estudiemos qué hacen las células con estas sustancias. El catabolismo de los lípidos. Aproximadamente del 30% al 40% de los carbohidratos que las personas consumen se convierten en lípidos; ello significa que gran parte de la energía obtenida proviene grasas.
Como en el caso de los carbohidratos, la oxidación de las grasas ocurre en las mitocondrias, dando como resultado grandes cantidades de energía en forma de ATP, dióxido de carbono y
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agua. El anabolismo de los lípidos. Con los ácidos grasos y el glicerol, las células fabrican diversas sustancias que necesitan, como los fosofolípidos, que utilizan en la reconstrucción de sus membranas celulares; el colesterol, que viaja por el torrente circulatorio hasta donde se necesita y las lipoproteínas, que se sintetizan principalmente en el hígado. Cuando existen grasas en exceso, estas son almacenadas en el tejido adiposo, en grandes células llamadas adipocitos. Una parte de las grasas también es almacenada en el hígado. Estas reservas pueden ser utilizadas a medida que el organismo las necesita. En los seres humanos existen pequeñas gotas de grasa en las fibras del músculo cardiaco, que son utilizadas por este tejido como fuentes de energía. Necesidades diarias de lípidos
Se recomienda que las grasas de la dieta aporten entre el veinte y el treinta por ciento de las necesidades energéticas diarias. Pero nuestro organismo no hace el mismo uso de los diferentes tipos de grasa, por lo que este treinta por ciento deberá estar compuesto por diez por ciento de grasas saturadas (grasa de origen animal), cinco por ciento de grasas insaturadas (aceite de oliva) y cinco por ciento de grasas poliinsaturadas (aceites de semillas y frutos secos). demás, hay ciertos lípidos que se consideran esenciales para el organismo, como el ácido linoleico o el linolénico, que si no están presentes en la dieta en pequeñas cantidades se producen enfermedades y deficiencias hormonales. Estos son los llamados ácidos grasos esenciales o vitamina F. Si consumimos una cantidad de grasas mayor de la recomendada, el incremento de calorías en la dieta que esto supone nos impedirá tener un aporte adecuado del resto de nutrientes energéticos sin sobrepasar el límite de calorías aconsejable. En el caso de que este exceso de grasas esté formado mayoritariamente por ácidos grasos saturados (como suele ser el caso, si consumimos grandes cantidades de grasa de origen animal), aumentamos el riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares como la arteriosclerosis, los infartos de miocardio o las embolias. Sin duda el uso industrial de los lípidos es en la fabricación de aceites, lubricantes, grasas, ceras, etc., ya sean para consumo humano o bien para uso industrial. También, a nivel de consumo humano se les utilizan en la fabricación de medicamentos y complementos vitamínicos: los aceites vegetales son ricos en vitamina E. 1.2.1.3. Proteínas. Son biomoléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos. Por sus propiedades físico-químicas, las proteínas se pueden clasificar en proteínas simples (holoproteidos), que por hidrólisis dan solo aminoácidos o sus derivados; proteínas conjugadas (heteroproteidos), que por hidrólisis dan aminoácidos acompañados de sustancias diversas, y proteínas derivadas, sustancias formadas por desnaturalización y desdoblamiento de las anteriores. Las proteínas son indispensables para la vida, sobre todo por su función plástica (constituyen el 80% del protoplasma deshidratado de toda célula), pero también por
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sus funciones biorreguladoras (forma parte de las enzimas) y de defensa (los anticuerpos son proteínas). Las proteínas desempeñan un papel fundamental para la vida y son las biomoléculas más versátiles y más diversas. Son imprescindibles para el crecimiento del organismo. Realizan una enorme cantidad de funciones diferentes, entre las que destacan: Estructural. Esta es la función más importante de una proteína (Ej: colágeno), Inmunológica (anticuerpos), Enzimática (Ej: sacarasa y pepsina), Contráctil (actina y miosina). Homeostática: colaboran en el mantenimiento del pH (ya que actúan como un tampón químico), Transducción de señales (Ej: rodopsina) Protectora o defensiva (Ej: trombina y fibrinógeno) Las proteínas están formadas por aminoácidos los cuales a su vez están formados por enlaces peptídicos para formar esfingocinas.
Las proteínas de todos los seres vivos están determinadas mayoritariamente por su genética (con excepción de algunos péptidos antimicrobianos de síntesis no ribosomal), es decir, la información genética determina en gran medida qué proteínas tiene una célula, untejido y un organismo. Las proteínas se sintetizan dependiendo de cómo se encuentren regulados los genes que las codifican. Por lo tanto, son susceptibles a señales o factores externos. El conjunto de las proteínas expresadas en una circunstancia determinada es denominado proteoma. Por su gran tamaño molecular, las proteínas aportadas por la dieta no pueden ser absorbidas directamente en el proceso de la digestión. Para hacerlo, deben ser descompuestas en sus amioácidos constituyentes, tarea que realizan las enzimas proteolíticas (que degradan proteínas) producidas en el estómago, en el páncreas y en el intestino delgado. El metabolismo de las proteínas. Las proteínas son sustancias que llevan a cabo todo tipo de funciones en los seres vivos: son los bloques de construcción de las células, participan en procesos de transporte y almacenamiento, ayudan a acelerar las reacciones químicas, participan en el movimiento coordinado. En conclusión, en todas y cada una de las actividades que realizan las células están siempre presentes las proteínas.
El metabolismo de las proteínas es un proceso más complejo que el de los carbohidratos y el de los lípidos, debido a que están formadas por 21 aminoácidos diferentes, cada uno con una estructura química característica. Esto implica que deben existir diversas vías metabólicas tanto para su construcción, como para su degradación. El anabolismo de las proteínas. La utilidad que prestan las proteínas te da una idea de lo rápido que se gastan o utilizan estas sustancias en tu cuerpo y también de la necesidad que tienen las células de garantizar la permanente síntesis de las mismas. Por esta razón, las células cuentan con organelos que funcionan como fábricas microscópicas en las que permanentemente se sintetizan proteínas, éstas son los ribosomas.
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Además de los ribosomas, en la síntesis de proteínas, participan el ADN de la célula que permite hacer una copia exacta de aquella proteína que se va a elaborar, el ARN mensajero que transcribe la información y la lleva desde el núcleo hasta los ribosomas y el ARN de transferencia que captura los aminoácidos específicos y los lleva hasta los ribosomas donde se van uniendo uno a uno, hasta formar la proteína determinada. Los aminoácidos no se almacenan como tales al interior de las células, sino en forma de proteínas y en los mamíferos ello ocurre principalmente en el hígado. Si se requieren aminoácidos específicos, las proteínas son fragmentadas para suplir estas necesidades. En algunos casos, a partir de los aminoácidos se pueden sintetizar carbohidratos o lípidos, de acuerdo con los requerimientos celulares. También en los animales a partir de los aminoácidos se pueden fabricar sustancias especiales llamadas hormonas que inhiben o promueven muchos procesos en las células o se convierten en enzimas que promueven cambios químicos en muchas sustancias. Las células del cuerpo de los seres humanos no logran sintetizar todos los 21 aminoácidos. Existen 10 aminoácidos, llamados esenciales, que deben suministrarse en la dieta. Es-tos se encuentran principalmente en los alimentos de origen animal. En la tabla 4.1 se menciona los aminoácidos esenciales. El catabolismo de las proteínas. El principal elemento que forma a los aminoácidos es el nitrógeno. Cuando los aminoácidos se catabolizan, el nitrógeno es retirado de los aminoácidos y se une a otros elementos químicos, originando urea, amoniaco y ácido úrico. La otra parte, puede ingresar a una ruta metabólica similar a la de la glucosa, de manera que liberan energía cuando se oxidan.
Aminoácidos esenciales Treonina Usina Mecionina Arginina Valina Fenilalanina Leucina Triptofano Isoleucina Histidina
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RESPONDE…… Algunos alimentos como los ajos y las cebollas son ricos en azufre que evita lesiones en las articulaciones. De igual manera, los pescados ricos en ácidos grasos omega-3 aceleran la c uración de los ligamentos dañados debido a que aumentan la entrada de nuevas células en la zona lesionada y aceleran la síntesis de colágeno. Además, los pescados contienen vitamina D, que es necesaria para la formación normal de los huesos y permite una mejor utilización del calcio y el fósforo. Los pescados más ricos en omega-3 son los de aguas frías como el salmón, atún, caballa, arenques y las sardinas. 1. De acuerdo con el texto se puede inferir que:
a) Una persona que consume una dieta rica en pescado es más propensa a sufrir problemas de lesiones en las articulaciones. b) Una persona que consume una dieta rica en pescado es menos propensa a sufrir problemas de lesiones en las articulaciones. c) Una persona que consume una dieta rica en ajos y cebolla es más propensa a sufrir problemas de lesiones en las articulaciones. d) Una persona que consume una dieta rica en ajos y cebolla es menos propensa a sufrir problemas de lesiones en las articulaciones. 2. En caso de que una persona presente daños en ligamentos es recomendable suministrarle:
a) b) c) d)
Una dieta rica en pescado. Una dieta rica en cebolla. Una dieta rica en ajos. Una dieta rica en colágeno.
3. Es de esperarse que un niño que tenga carencias en el consumo de vitamina D:
a) Sea propenso a sufrir problemas de lesiones en las articulaciones. b) Presente una deficiente utilización del calcio y del fósforo. c) Pueda presentar problemas de deformaciones en los huesos. d) Todas son ciertas. 1.2.1.4. Ácidos nucleicos. Los ácidos nucleicos (AN) fueron descubiertos por Freidrich Miescher en 1869.
En la naturaleza existen solo dos tipos de ácidos nucleicos: El ADN (ácido desoxirribonucleico) y el ARN (ácido ribonucleico) y están presentes en todas las células. Su función biológica no quedó plenamente confirmada hasta que Avery y sus colaboradores demostraron en 1944 que el ADN era la molécula portadora de la información genética. Los ácidos nucleicos tienen al menos dos funciones: trasmitir las características hereditarias de una generación a la siguiente y dirigir la síntesis de proteínas específicas. Tanto la molécula de ARN como la molécula de ADN tienen una estructura de forma helicoidal. Freidrich Miescher Químicamente, estos ácidos están formados, como dijimos, por unidades llamadas nucleótidos: cada nucleótido a su vez, está formado por tres tipos de compuestos:
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1. Una pentosa o azúcar de cinco carbonos: se conocen dos tipos de pentosas que forman parte de los nucleótidos, la ribosa y la desoxirribosa, esta última se diferencia de la primera por que le falta un oxígeno y de allí su nombre. El ADN sólo tiene desoxirribosa y el ARN tiene sólo ribosa, y de la pentosa que llevan se ha derivado su nombre, ácido desoxirribonucleico y ácido ribonucleico, respectivamente.
2. Una base nitrogenada: que son compuestos anillados que contienen nitrógeno. Se pueden identificar cinco de ellas: adenina, guanina, citosina, uracilo y timina.
Las cinco bases nitrogenadas
3. Un radical fosfato: es derivado del ácido fosfórico (H 3PO4-). Los AN son polímeros lineales en los que la unidad repetitiva, llamadanucleótido (figura de la izquierda), está constituida por: (1) una pentosa (la ribosa o la desoxirribosa), (2) ácido fosfórico y (3) una base nitrogenada (purina o pirimidina). La unión de la pentosa con una base constituye un nucleósido (zona coloreada de la figura). La unión mediante un enlace éster entre el nucleósido y el ácido fosfórico da lugar al nucleótido.
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La secuencia de los nucleótidos determina el código de cada ácido nucleico particular. A su vez, este código indica a la célula cómo reproducir un duplicado de sí misma o las proteínas que necesita para su supervivencia.
El ADN y el ARN se diferencian porque:
- el peso molecular del ADN es generalmente mayor que el del ARN - el azúcar del ARN es ribosa, y el del ADN es desoxirribosa - el ARN contiene la base nitrogenada uracilo, mientras que el ADN presenta timina La configuración espacial del ADN es la de un doble helicoide, mientras que el ARN es un polinucleótido lineal, que ocasionalmente puede presentar apareamientos intracatenarios Ácido Desoxirribonucleico (ADN). El Ácido Desoxirribonucleico o ADN (en inglés DNA) contiene la información genética de todos los seres vivos.
Cada especie viviente tiene su propio ADN y en los humanos es esta cadena la que determina las características individuales, desde el color de los ojos y el talento musical hasta la propensión a determinadas enfermedades. Es como el código de barra de todos los organismos vivos que existen en la tierra, que está formado por segmentos llamados genes. La combinación de genes es específica para cada organismo y permite individualizarnos. Estos genes provienen de la herencia de nuestros padres y por ello se utiliza los tests de ADN para determinar el parentesco de alguna persona. Además, se utiliza el ADN para identificar a sospechosos en crímenes (siempre y cuando se cuente con una muestra que los relacione). Actualmente se ha determinado la composición del genoma humano que permite identificar y hacer terapias para las enfermedades que se trasmiten genéticamente como: enanismo, albinismo, hemofilia, daltonismo, sordera, fibrosis quística, etc. Molécula de ADN con su Agentes mutagénicos y las diferentes alteraciones que pueden estructura helicoidal producir en el ADN Las mutaciones pueden surgir de forma espontánea (mutaciones naturales) o ser inducidas de manera artificial (mutaciones inducidas) mediante radiaciones y determinadas sustancias químicas a las que llamamos agentes mutágenos. Estos agentes aumentan significativamente la frecuencia normal de mutación. Así pues, distinguimos:
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1) Radiaciones, que, según sus efectos, pueden ser: a) No ionizantes, como los rayos ultravioleta (UV) que son muy absorbidas por el ADN y favorecen la formación de enlaces covalentes entre pirimidinas contiguas (dímeros de timina, por ejemplo) y la aparición de formas tautómeras que originan mutaciones génicas. b) Ionizantes, como los rayos X y los rayos gamma, que son mucho más energéticos que los UV; pueden originar formas tautoméricas, romper los anillos de las bases nitrogenadas o los enlaces fosfodiéster con la correspondiente rotura del ADN y, por consiguiente, de los cromosomas. 2) Sustancias químicas que reaccionan con el ADN y que pueden provocar las alteraciones siguientes: a) Modificación de bases nitrogenadas. Así, el HNO 2 las desamina, la hidroxilamina les adiciona grupos hidroxilo, el gas mostaza añade grupos metilo, etilo, ... b) Sustitución de una base por otra análoga. Esto provoca emparejamientos entre bases distintas de las complementarias. Otra imagen para la molécula de c) Intercalación de moléculas. Se trata de moléculas parecidas a un ADN par de bases enlazadas, capaces de alojarse entre los pares de bases del ADN. Cuando se produce la duplicación pueden surgir inserciones o deleciones de un par de bases con el correspondiente desplazamiento en la pauta de lectura. Ácido Ribonucleico (ARN): El “ayudante” del ADN. Ácido nucleico formado por nucleótidos en los que el azúcar es ribosa, y las bases nitrogenadas son adenina, uracilo, citosina y guanina. Actúa como intermediario y complemento de las instrucciones genéticas codificadas en el ADN.
el dogma central de la biología molecular, podríamos graficarlo así: ADN --------> ARN ----------------> PROTEINAS replicación --> transcripción --> traducción
La información genética está, de alguna manera, escrita en la molécula del ADN, por ello se le conoce como “material genético”. Por esto, junto con el ácido ribonucleico (ARN) son indispensables para los seres vivos. El ARN hace de ayudante del ADN en la utilización de esta información. Por eso en una célula eucariótica (que contiene membrana nuclear) al ADN se lo encuentra sólo en el núcleo, ya sea formando a los genes, en cambio, al ARN se lo puede encontrar tanto en el núcleo como en el citoplasma.
Descriptivamente, diremos que el ADN dirige su propia replicación y su transcripción o síntesis a ARN (reacción anabólica), el cual a su vez dirige su traducción (reacción anabólica) a proteínas. De lo anterior se desprende que la transcripción (o trascripción) es el proceso a través del cual se forma el ARN a partir de la información del ADN con la finalidad de sintetizar proteínas (traducción). Para mayor comprensión, el proceso de síntesis de ARN o transcripción, consiste en hacer una copia complementaria de un trozo de ADN. El ARN se diferencia estructuralmente del ADN en el azúcar, que es la ribosa y en una base, el uracilo, que reemplaza a la timina. Además el ARN es una cadena sencilla.
Transcripción o síntesis a ARN
Básicamente, la relación entre el ADN, el ARN y las proteínas se desarrolla como un flujo de actividad celular. Dicho flujo, que hoy constituye
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El ADN, por tanto, sería la " copia maestra" de la información genética, que permanece en "reserva" dentro del núcleo. El ARN, en cambio, sería la " copia de trabajo" de la información genética. Este ARN que lleva las instrucciones (traducción) para la síntesis de proteínas se denomina ARN mensajero (ARNm).
ARNm
Con pocas excepciones el ARNm posee una secuencia de cerca de 200 adeninas (cola de poli A), unida a su extremo 3' que no es codificada por el ADN. Codones y aminoácidos. La información para la síntesis de aminoácidos está codificada en forma de tripletes, cada tres bases constituyen un codón que determina un aminoácido. Las reglas de correspondencia entre codones y aminoácidos constituyen el código genético. La síntesis de proteínas o traducción tiene lugar en los ribosomas del citoplasma. Los
La replicación y la transcripción difieren en un aspecto muy importante, durante la replicación se copia el cromosoma de ADN completo, pero la transcripción es selectiva, se puede regular. El ARNm ARN mensajero: molécula de ARN que representa una copia en negativo de las secuencias de aminoácidos de un gen. Las secuencias no codificantes (intrones) han sido ya extraídas. El ARNm es un completo reflejo de las bases del ADN, es muy heterogéneo con respecto al tamaño, ya que las proteínas varían mucho en sus pesos moleculares. Es capaz de asociarse con ribosomas para la síntesis de proteínas y poseen una alta velocidad de recambio. El ARN mensajero es una cadena simple, muy similar a la del ADN, pero difiere en que el azúcar que la constituye es ligeramente diferente (se llama Ribosa, mientras que la que integra el ADN es Desoxi Ribosa). Una de las bases nitrogenadas difiere en el ARN y se llama Uracilo, sustituyendo a la Timina. Tipos de ARN
aminoácidos son transportados por el ARN de transferencia , específico para cada uno de ellos, y son llevados hasta el ARN mensajero, dónde se aparean el codón de éste y el anticodón del ARN de transferencia, por complementariedad de bases, y de ésta forma se sitúan en la posición que les corresponde. Una vez finalizada la síntesis de una proteína, el ARN mensajero queda libre y puede ser leído de nuevo. De hecho, es muy frecuente que antes de que finalice una proteína ya está comenzando otra, con lo cual, una misma molécula de ARN mensajero, está siendo ribosomas utilizada por varios simultáneamente.
Los productos de la transcripción no son sólo ARNm. Existen varios tipos diferentes de ARN, relacionados con la síntesis de proteínas. Así, existe ARN mensajero (ARNm), ARN ribosómico (ARNr), ARN traductor (ARNt) y un ARN heterogéneo nuclear (ARN Hn). Dentro del ADN hay genes que codifican para ARNt y ARNr. ARNHn ARN heterogéneo nuclear = ARNm primario: localizado en el núcleo y de tamaño variable. Precursor del ARN mensajero, se transforma en él tras la eliminación de los intrones, las secuencias que no codifican genes.
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RESPONDE…… 1. Si en una célula se inhibe la transcripción y, al cabo de unas horas, sus componentes moleculares se comparan con los de una célula intacta, se constatará que la primera tendrá una menor cantidad de:
I) ARNt. II) ARNm. III) Proteínas. Alternativas A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo II y III E) I, II y III 2. ¿Cuál(es) de los siguientes procesos es(son) ejemplo(s) de reacciones anabólicas?
I) Transcripción II) Traducción. III) Glicólisis. Alternativas: A) B) C) D) E)
Sólo I Sólo II Sólo III Sólo I y II I, II y III
3. Un investigador purifica una molécula de ARN y lleva a cabo algunas pruebas para saber si éste corresponde a un ARN mensajero (ARNm). ¿Cuál(es) de los siguientes resultados de procedimientos experimentales le permiten al investigador dilucidar, inequívocamente, la identidad funcional de este ARN?
I) Introducirlo en una célula y constatar la aparición de una nueva proteína II) Secuenciarlo y constatar que el número de sus nucleótidos es múltiplo de tres. III) Secuenciarlo y constatar la presencia de un codón de inicio y uno de término cercanos a cada uno de los extremos, respectivamente. Alternativas
A) B) C) D) E)
Sólo I Sólo II Sólo III Sólo I y III Sólo II y III
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1.2.1.5. Vitaminas. Las vitaminas son sustancias orgánicas imprescindibles en los procesos metabólicos que tienen lugar en la nutrición de los seres vivos. No aportan energía, puesto que no se utilizan como combustible, pero sin ellas el organismo no es capaz de aprovechar los elementos constructivos y energéticos suministrados por la alimentación. Normalmente se utilizan en el interior de las células como precursoras de las coenzimas, a partir de las cuales se elaboran las miles de enzimas que regulan las reacciones químicas de las que viven las células.
moléculas de las vitaminas de síntesis tengan los mismos elementos estructurales que las orgánicas, en muchos casos no tienen la misma configuración espacial, por lo que cambian sus propiedades. Existen dos tipos de vitaminas: las liposolubles (A, D, E, K), que se disuelven en grasas y aceites, y las hidrosolubles (C y complejo B), que se disuelven en agua. Vamos a ver las características generales de cada grupo y los rasgos principales de las vitaminas más importantes. Se incluyen cuadros con los alimentos ricos en cada vitamina y la cantidad que se necesita por día, según las Raciones Dietéticas Recomendadas (RDA) del Consejo Nacional de Investigación de los Estados Unidos (NRC USA). También se ha incluido una tabla con los requerimientos mínimos diarios de las vitaminas más importantes en diferentes etapas y situaciones de la vida, según las mismas recomendaciones. En aquellos casos en que el aporte puede ser crítico, debemos asegurarnos que nuestra alimentación las incluye para evitar carencias.
Las vitaminas deben ser aportadas a través de la alimentación, puesto que el cuerpo humano no puede sintetizarlas. Una excepción es la vitamina D, que se puede formar en la piel con la exposición al sol, y las vitaminas K, B1, B12 y ácido fólico, que se forman en pequeñas cantidades en la flora intestinal. Con una dieta equilibrada y abundante en productos frescos y naturales, dispondremos de todas las vitaminas necesarias y no se requerirá aporte adicional en forma de suplementos de farmacia o herbolario. Un aumento de las necesidades biológicas requiere un incremento de estas sustancias, como sucede en determinadas etapas de la infancia, el embarazo, la lactancia y durante la tercera edad.
Vitaminas liposolubles
El consumo de tabaco, alcohol o drogas en general provoca un mayor gasto de algunas vitaminas, por lo que en estos casos puede ser necesario un aporte suplementario. Debemos tener en cuenta que la mayor parte de las vitaminas sintéticas no pueden sustituir a las orgánicas; es decir, a las contenidas en los alimentos o extraídas de productos naturales (levaduras, germen de trigo, etc.). Aunque las
Son las que se disuelven en disolventes orgánicos, grasas y aceites. Se almacenan en el hígado y tejidos adiposos, por lo que es posible, tras un aprovisionamiento suficiente, subsistir una época sin su aporte. Si se consumen en exceso (más de 10 veces las cantidades recomendadas) pueden resultar tóxicas. Esto les puede ocurrir sobre todo a
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deportistas, que aunque mantienen una dieta equilibrada recurren a suplementos vitamínicos en dosis elevadas, con la idea de que así pueden aumentar su rendimiento físico. Esto es totalmente falso, así como la creencia de que los niños van a crecer más cuantas más vitaminas les hagamos tomar. Vitamina A - (Retinol). La vitamina A sólo está presente como tal en los alimentos de origen animal, aunque en los vegetales se encuentra como pro vitamina A, en forma de carotenos. Los diferentes carotenos se transforman en vitamina A en el cuerpo humano. Se almacena en el hígado en grandes cantidades y también en el tejido graso de la piel (palmas de las manos y pies principalmente), por lo que podemos subsistir largos períodos sin su aporte. Se destruye muy fácilmente con la luz, con la temperatura elevada y con los utensilios de cocina de hierro o cobre.
proceso de visión de la retina. También participa en la elaboración de enzimas en el hígado y de hormonas sexuales y suprarrenales. El déficit de vitamina A produce ceguera nocturna, sequedad en los ojos (membrana conjuntiva) y en la piel y afecciones diversas de las mucosas. En cambio, el exceso de esta vitamina produce trastornos, como alteraciones óseas, o incluso inflamaciones y hemorragias en diversos tejidos. El consumo de alimentos ricos en vitamina A es recomendable en personas propensas a padecer infecciones respiratorias (gripes, faringitis o bronquitis), problemas oculares (fotofobia, sequedad o ceguera nocturna) o con la piel seca y escamosa (acné incluido).
La función principal de la vitamina A es la protección de la piel y su intervención en el Alimentos ricos en vitamina A Cantidad recomendada por día: 800-1000 µg (como retinol) Vísceras de animales
5800
Acedera
2100
Zanahorias
2000
Espinacas (cocidas)
1000
Perejil
1160
Mantequilla
970
Boniatos
670
Aceite de soja
583
Atún y bonito frescos o congelados
450
Quesos
240
Huevos
220
Otras verduras (tomates, lechugas, etc.)
130
Cantidades expresadas en µg/100 gr. (equivalentes de retinol).
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Vitamina D - (calciferol). La vitamina D es fundamental para la absorción del calcio y del fósforo. Se forma en la piel con la acción de los rayos ultravioleta en cantidad suficiente para cubrir las necesidades diarias. Si tomamos el sol de vez en cuando, no tendremos necesidad de buscarla en la dieta.
En países no soleados o en bebés a los que no se les expone nunca al sol, el déficit de vitamina D puede producir descalcificación de los huesos (osteoporosis), caries dentales graves o incluso raquitismo. Alimentos ricos en vitamina D
Cantidad recomendada por día: 5-10 µg Sardinas y boquerones
7,5
Atún y bonito frescos o congelados
5,4
Quesos grasos
3,1
Margarina
2,5
Champiñones
1,9
Huevos
1,7
Otros pescados frescos o congelados
1,1
Quesos curados y semicurados
0,3
Quesos frescos
0,8
Leche y yogur
0,6
Cantidades expresadas en µg/100 gr. Vitamina E - (tocoferol). El papel de la vitamina E en el hombre no está del todo definido, pero se ha observado que es indispensable en la reproducción de algunos animales y previene el aborto espontáneo. Gracias a su capacidad para captar el oxígeno, actúa como antioxidante en las células frente a los radicales libres presentes en nuestro organismo. Al impedir la oxidación de las membranas celulares, permite una buena nutrición y regeneración de los tejidos. Debemos asegurarnos un aporte suficiente de vitamina E si queremos mantenernos jóvenes y saludables.
El déficit de vitamina E puede ocasionar anemia, destrucción de los glóbulos rojos de la sangre, degeneración muscular y desordenes en la reproducción. Un exceso de vitamina E puede dar lugar a trastornos metabólicos, por lo que debemos limitarnos a consumirla en los alimentos de la dieta (cereales integrales, germinados, aceites vegetales, etc). Hay que tener en cuenta que con la cocción de los alimentos se destruye gran parte de esta vitamina. No se debe tomar a la vez que los suplementos de hierro, puesto que ambos interactúan y se destruyen.
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Alimentos ricos en vitamina E
Cantidad recomendada por día: 8-10 mg. Aceite de maravillal
55
Aceite de maíz
31
Germen de trigo
30
Avellanas
26
Almendras
25
Coco
17
Germen de maíz
16
Aceite de soja
14
Soja germinada
13
Aceite de oliva
12
Margarina
10
Cacahuetes y nueces
9
Cantidades expresadas en mg/100 gr. Vitamina K - (anti-hemorrágica). Se la llama anti-hemorrágica porque es fundamental en los procesos de coagulación de la sangre. Se encuentra en las hojas de los vegetales verdes y en el hígado de bacalao, pero normalmente se sintetiza en las bacterias de la flora intestinal. Es muy difícil que se produzcan carencias en los adultos, pero puede darse el caso si nos sometemos a un tratamiento con antibióticos durante un período prolongado. En caso de déficit de vitamina K pueden producirse hemorragias nasales, en el aparato digestivo o el genito-urinario. Las necesidades del adulto medio son de unos 80 µg al día para los varones, y unos 65 µg para las mujeres (RDA USA). Vitaminas hidrosolubles. Se caracterizan porque se disuelven en agua, por lo que pueden pasarse al agua del lavado o de la cocción de los alimentos. Muchos alimentos ricos en este tipo de vitaminas no nos aportan al final de prepararlos la misma cantidad que contenían inicialmente. Para recuperar parte de estas vitaminas (algunas se destruyen con el calor) se puede aprovechar el agua de cocción de las verduras para preparar caldos o sopas.
A diferencia de las vitaminas liposolubles no se almacenan en el organismo. Esto hace que deban aportarse regularmente y sólo puede prescindirse de ellas durante algunos días. El exceso de vitaminas hidrosolubles se excreta por la orina, por lo que no tienen efecto tóxico por elevada que sea su ingesta. Vitamina C - (ácido ascórbico). Esta vitamina se encuentra casi exclusivamente en los vegetales frescos. Su carencia produce el escorbuto, pero es muy poco frecuente en la actualidad, ya que las
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necesidades diarias se cubren con un mínimo de vegetales crudos que consumamos. Por ser una vitamina soluble en agua apenas se acumula en el organismo, por lo que es importante un aporte diario. Actúa en el organismo como transportadora de oxígeno e hidrógeno, pero también interviene en la asimilación de ciertos aminoácidos, del ácido fólico y del hierro. Al igual que la vitamina E, tiene efectos antioxidantes. La vitamina C participa también de forma decisiva en los procesos de desintoxicación que se producen en el hígado y contrarresta los efectos de los nitratos (pesticidas) en el estómago. Es muy sensible a la luz, a la temperatura y al oxígeno del aire. Un zumo de naranja natural pierde su contenido de vitamina C a los 15 0 20 minutos de haberlo preparado, y también se pierde en las verduras cuando las cocinamos. Cuando falta vitamina C, nos sentimos cansados, irritables y con dolores en las articulaciones. Las necesidades de ácido ascórbico aumentan durante el embarazo, la lactancia, en fumadores y en personas sometidas a situaciones de estrés. Alimentos ricos en vitamina C
Cantidad recomendada por día: 50-60 mg. Kiwi
500
Guayaba
480
Pimiento rojo
204
Grosella negra
200
Perejil
150
Caqui
130
Col de bruselas
100
Limón
80
Coliflor
70
Espinaca
60
Fresa
60
Naranja
50
Cantidades expresadas en mg/100 gr. Vitamina B1 - (tiamina). Es necesaria para desintegrar los hidratos de carbono y poder aprovechar sus principios nutritivos. La principal fuente de vitamina B1 (y de la mayoría de las del grupo B) deberían ser los cereales y granos integrales, pero el empleo generalizado de la harina blanca y cereales refinados ha dado lugar a que exista un cierto déficit entre la población de los países industrializados.
Una carencia importante de esta vitamina puede dar lugar al beriberi, enfermedad que es frecuente en ciertos países asiáticos, donde el único alimento disponible para los más pobres es el arroz blanco. Si la carencia no es tan radical, se manifiesta en forma de trastornos cardiovasculares (brazos y piernas
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"dormidos", sensación de opresión en el pecho, etc.), alteraciones neurológicas o síquicas (cansancio, pérdida de concentración, irritabilidad o depresión). El tabaco y el alcohol reducen la capacidad de asimilación de esta vitamina, por lo que las personas que beben, fuman o consumen mucho azúcar necesitan más vitamina B 1. Alimentos ricos en vitamina B1 / Tiamina
Cantidad recomendada por día: 1100-1500 µg Levadura de cerveza (extracto seco)
3100
Huevos enteros
2500
Maní (Cacahuetes)
900
Otros frutos secos
690
Carnes de cerdo o de vaca
650
Garbanzos
480
Lentejas
430
Avellanas y nueces
350
Vísceras y despojos cárnicos
310
Ajos
200
Cantidades expresadas en µg/100 gr. Vitamina B2 - (riboflavina). La vitamina B2 participa en los procesos de respiración celular, desintoxicación hepática, desarrollo del embrión y mantenimiento de la envoltura de los nervios. También ayuda al crecimiento y la reproducción, y mejora el estado de la piel, las uñas y el cabello.
Se encuentra principalmente en las carnes, pescados y alimentos ricos en proteínas en general. Su carencia se manifiesta como lesiones en la piel, las mucosas y los ojos. Suelen ser deficitarios los bebedores o fumadores crónicos y las personas que siguen una dieta vegetariana estricta (sin huevos ni leche) y no toman suplementos de levadura de cerveza o germen de trigo. Alimentos ricos en vitamina B2 / Riboflavina
Cantidad recomendada por día: 1300-1800 µg Vísceras y despojos cárnicos
3170
Levadura de cerveza
2070
Germen de trigo
810
Almendras
700
24
Coco
600
Quesos grasos
550
Champiñones
440
Mijo
380
Quesos curados y semicurados
370
Salvado
360
Huevos
310
Lentejas
260
Cantidades expresadas en µg/100 gr. Vitamina B3 - (niacina). Interviene en el metabolismo de los hidratos de carbono, las grasas y las proteínas. Es poco frecuente encontrarnos con estados carenciales, ya que nuestro organismo es capaz de producir una cierta cantidad de niacina a partir del triptófano, aminoácido que forma parte de muchas proteínas que tomamos en una alimentación mixta. Sin embargo, en países del Tercer Mundo, que se alimentan a base de maíz o de sorgo, aparece la pelagra, enfermedad caracterizada por dermatitis, diarrea y demencia (las tres D de la pelagra).
Los preparados a base de niacina no suelen tolerarse bien, ya que producen enrojecimiento y picores en la piel. Alimentos ricos en vitamina B3 / Niacina
Cantidad recomendada por día: 15-20 mg. Levadura de cerveza
58
Salvado de trigo
29,6
Maní (cacahuete) tostado
16
Hígado de ternera
15
Almendras
6,5
Germen de trigo
5,8
Harina integral de trigo
5,6
Orejones de damasco
5,3
Arroz integral
4,6
Setas
4,9
Pan de trigo integral
3,9
Cantidades expresadas en mg/100 gr.
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Vitamina B6 - (piridoxina). Es imprescindible en el metabolismo de las proteínas. Se halla en casi todos los alimentos tanto de origen animal como vegetal, por lo que es muy raro encontrarse con estados deficitarios.
A veces se prescribe para mejorar la capacidad de regeneración del tejido nervioso, para contrarrestar los efectos negativos de la radioterapia y contra el mareo en los viajes. Alimentos ricos en vitamina B6
Cantidad recomendada por día: 1.600-2.000 µg Sardinas y boquerones frescos
960
Nueces
870
Lentejas
600
Vísceras y despojos cárnicos
590
Garbanzos
540
Carne de pollo
500
Atún y bonito frescos o congelados
460
Avellanas
450
Carne de ternera o cerdo
400
Plátanos
370
Cantidades expresadas en µg/100 gr. Vitamina B12 (cobalamina). Resulta indispensable para la formación de glóbulos rojos y para el crecimiento corporal y regeneración de los tejidos. El déficit de esta vitamina da lugar a la llamada "anemia perniciosa" (palidez, cansancio, etc.), pero a diferencia de otras vitaminas hidrosolubles se acumula en el hígado, por lo que hay que estar períodos muy prolongados sin su aporte en la dieta para que se produzcan estados carenciales. Los requerimientos mínimos de vitamina B12 , según las RDA USA, son de 2 µg para el adulto. Durante la gestación y la lactancia las necesidades aumentan en unos 2,2-2,6 µg.
cantidades suficientes. En realidad, sólo se ha detectado esta carencia en vegetarianos estrictos que no consumen ni huevos ni lácteos y que padecen algún tipo de trastorno intestinal. El consumo de alcohol hace aumentar las necesidades de esta vitamina. La vitamina B12 procedente de la dieta precisa un mecanismo complicado para su absorción. Se debe unir a una proteína segregada por el estómago (factor intrínseco) que permite su absorción en el intestino. Por causas genéticas, algunas personas pueden tener problemas para producir este factor intrínseco y padecer síntomas de deficiencia. Muchos preparados farmacéuticos para el tratamiento de dolores o inflamaciones de los nervios (ciática y lumbalgias) contienen vitamina B12, normalmente asociada a la B 1 y B6 .
Las fuentes más importantes de esta vitamina son los alimentos de origen animal, por eso en muchas ocasiones se afirma que una dieta vegetariana puede provocar su carencia. Actualmente, se afirma que la flora bacteriana de nuestro intestino grueso puede producirla en
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Vitamina B9 más conocida como ácido fólico.
Deficiencia. Su déficit provoca anemia megaloblástica, mala absorción de los nutrimentos debido a un desgaste del intestino. Está asociada, en el caso de dietas inadecuadas, con malformaciones en los fetos, dada la mayor necesidad durante la formación del feto de ácido fólico. Es recomendable también un especial cuidado para quien consuma grandes cantidades de alcohol y quien tome mucha vitamina C. Fuentes alimentarias. Vegetales verdes, champiñones, hígado, naranjas, nueces, legumbres, yema de huevo y cereales para el desayuno enriquecidos. Diariamente una fruta fresca o un buen zumo de frutas es un complemento perfecto.
Función. Junto con la B12 participa en la síntesis del ADN, la proteína que compone los cromosomas y que recoge el código genético que gobierna el metabolismo de las células, por lo tanto es vital durante el crecimiento. Previene la aparición de úlceras bucales y favorece el buen estado del cutis. También retarda la aparición de las canas, ayuda a aumentar la leche materna, protege contra los parásitos intestinales y la intoxicación de comidas en mal estado.
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2. LA DINÁMICA DEL CUERPO HUMANO 2.1. FUNCIONES DE MANTENIMIENTO
cuerpo crezca y se desarrolle desde su nacimiento.
El organismo humano requiere de un constante aporte de alimentos y de oxígeno y que además está en una permanente eliminación de productos de desecho.
2.1.1. NUTRICIÓN
Para que una locomotora cumpla su trabajo en forma eficiente debe ser alimentada con combustible. Una locomotora a vapor necesitará carbón, una eléctrica deberá estar consumiendo energía eléctrica.
Las sustancias que emplea el organismo para su nutrición se encuentran contenidas en los alimentos, generalmente formando compuestos que no se asimilan y que han de transformarse en cuerpos solubles en el agua, capaces de ser absorbidos en el tubo digestivo.
Nuestro cuerpo también es una máquina y, como tal, necesita combustible para trabajar y para desarrollar todas sus actividades: correr, saltar, caminar, jugar, pensar y todo aquello que es capaz de realizar el hombre. Además, en cada acción y con el paso de los años las células del cuerpo y los tejidos se van gastando y deben ser repuestos. También deben fabricarse las células y tejidos para que el
Esta transformación se consigue mediante una serie de procesos mecánicos y químicos que se desarrollan en el seno de las vísceras que constituyen el aparato digestivo. En realidad, el proceso de la digestión empieza en el cerebro el cual envía la orden de puesta en marcha al estómago en el mismo instante en que la vista o el olfato son estimulados e incluso cuando se produce cualquier pensamiento referente a la comida.
2.1.1.1. Digestión bucal. Llegada la comida a la boca, los dientes rompen los alimentos por fuera y la saliva los rompe por dentro.
Primera etapa de la digestión comienza en la boca.
Los alimentos, que han sido cortados y triturados por las piezas dentarias, se mezclan, durante el tiempo que dura la masticación, con la saliva, que es el producto de la secreción de las diversas glándulas salivales. La composición de la saliva varía en relación con el tipo de los alimentos ingeridos. Su reacción es alcalina y contiene algunos fermentos, de los cuales el más importante es la ptialina, que tiene la propiedad de producir el desdoblamiento de los hidratos de carbono, transformando los que tienen una composición más compleja, como el almidón, en cuerpos más sencillos, como la dextrina y la maltosa.
Este proceso se realiza en la boca durante la masticación; pero, como la permanencia del alimento en la cavidad bucal es tan corta, no da tiempo a que se realice por completo la digestión de los carbohidratos, por lo que ha de terminarse en el estómago e intestino. Las grasas y las albúminas no son atacadas por la saliva, pasando incólumes al estómago al ser deglutidas.
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Además de la ptialina y otros fermentos menos importantes, la saliva contiene también una cantidad de mucina, que tiene gran importancia en la digestión, pues actúa posteriormente en procesos químicos que se realizan en el estómago. La función digestiva de la boca comprende, además, otros aspectos, pues la saliva diluye ciertas sustancias agradables al paladar que actúan sobre determinadas terminaciones nerviosas, estimulando el apetito. La boca interviene, asimismo, en la regulación del equilibrio hídrico, pues al secarse su mucosa se origina la sensación de sed. Como resultado de este proceso de masticación, se obtiene el bolo alimenticio, que pasa en seguida al estómago. Productoras de algunas enzimas digestivas. Ver: Enzimas digestivas, en Metabolismo y enzimas 2.1.1.2. Digestión gástrica. El estómago es la bolsa donde van a parar los alimentos una vez masticados entrando en contacto con el ácido clorhídrico, uno de los componentes del jugo gástrico.
El ácido clorhídrico es un líquido de gran poder abrasivo, cuya función es deshacer las proteínas (carne, pescado, legumbres, frutos oleaginosos, etc.) Si nuestra dieta es muy rica en estos alimentos producimos mayor cantidad de ácido clorhídrico y si fuera excesivamente abundante en proteínas se podrían llegar a agredir las paredes del estómago. El bolo alimenticio, que así se denomina el alimento después de haber sufrido la fase de digestión bucal, obstruye a su paso el conducto respiratorio, haciendo que la epiglotis cierre la laringe para impedir su penetración en la tráquea, episodio que podría acarrear la asfixia. Al penetrar el alimento en el esófago, éste se contrae en forma de una onda que lo recorre de arriba abajo, contracción que empuja el bolo alimenticio, haciéndolo descender a lo largo del tubo. Así llega al cardias, válvula de entrada al estómago. Esta se abre y permite la entrada del alimento en la víscera por su parte superior, llenándola. Al aumentar la cantidad de alimento, el estómago se dilata, poniéndose los alimentos ingeridos en contacto con los jugos del estómago e iniciándose la segunda fase del proceso digestivo. Mientras los alimentos que se han colocado en la periferia, que son los que primero han penetrado en la víscera, se ponen en contacto con las paredes que segregan el jugo gástrico, los que han penetrado después permanecen en el centro de la masa sin que penetre en ellos el jugo ácido, por lo que continúan sufriendo la acción de la ptialina. Pero lentamente los zumos van actuando dentro de la masa que, sometida a los movimientos del estómago, va macerándose y mezclándose conforme avanza hacia el antro pilórico. El jugo gástrico es el producto de la secreción de las glándulas de la mucosa gástrica y contiene determinados fermentos digestivos de los cuales el primer lugar en importancia lo ocupa la pepsina, que actúa provocando la desintegración de las proteínas, proceso que solamente se realiza en un medio
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ácido lo que explica la necesidad del ácido clorhídrico que en estado libre se encuentra también en el jugo gástrico. Asimismo, son importantes fermentos existentes en el estómago como la renina, que cuaja la leche, y la lipasa gástrica, que actúa débilmente sobre las grasas. La mucina (o mucus) cubre el interior del estómago, y por su poder para combinarse con los ácidos protege la mucosa de la acción digestiva de los jugos. La secreción de jugo en el estómago no es constante ya que, según se ha demostrado por numerosos experimentos, se inicia al comenzar a comer por la acción de un mecanismo reflejo, condicionado por estímulos síquicos y gástricos. La digestión gástrica no se reduce a una permanencia inerte de los alimentos en el estómago, sino que contribuye a ella de un modo importante la motilidad gástrica, que hace posible se realice de un modo perfecto la mezcla de alimentos con el jugo segregado. La permanencia en el seno del estómago es muy variable, y depende, sobre todo, de la composición de la comida, pues mientras que la leche ha pasado casi totalmente al intestino al cabo de una o dos horas, una comida mixta corriente puede encontrarse en él pasadas cuatro horas, y si es rica en grasas, hasta después de las cinco horas. 2.1.1.3. Digestión intestinal. Una vez batidos y mezclados los alimentos en el estómago se abre la válvula pilórica, que franquea el paso al duodeno, primera porción del intestino delgado, donde comienzan a actuar sobre el alimento las secreciones del páncreas, de las glándulas intestinales y la Estómago e intestinos, siguientes etapas del hígado o bilis, que contribuyen a que termine de realizarse la fase más importante de la digestión: el de la digestión. desdoblamiento de los carbohidratos, las grasas y las proteínas en sustancias solubles en el agua y capaces de ser absorbidas por la mucosa intestinal.
Todos los jugos que se vierten en el duodeno tienen una reacción alcalina, por lo que neutralizan el ácido clorhídrico que, procedente del estómago, contiene el quimo, transformándolo en cloruros. El jugo pancreático contiene diversos fermentos, siendo los más importantes: la tripsina, que está constituida por un conglomerado de fermentos que actúan sobre las proteínas; la lipasa pancreática, que ejerce su acción sobre las grasas, y la amilasa, que lo hace sobre los polisacáridos. Los dos primeros fermentos se segregan en forma inactiva y son activados por otros fermentos procedentes del jugo intestinal o de la bilis. Las glándulas intestinales segregan el jugo intestinal, que contiene también diversos fermentos que complementan la actuación del jugo pancreático. Entre ellos se encuentran: la enterocinasa, que obra sobre la tripsina pancreática, activándola; la erepsina, que contribuye al desdoblamiento de las proteínas; la lipasa intestinal que actúa sobre las grasas, y la amilasa, que lo hace sobre los carbohidratos. En el duodeno se derrama también la bilis, que es la secreción del hígado, y que, al contrario de los restantes jugos digestivos, no contiene ningún fermento, a pesar de lo cual es indispensable para el proceso de la digestión en el intestino, ya que activa la lipasa pancreática y hace posible la absorción de la grasa en el mismo.
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Sus constituyentes funcionales más importantes son los ácidos biliares, que transforman las grasas en jabones fácilmente asimilables. Además, por la bilis se vierten productos como la colesterina, la lecítina y los pigmentos biliares, que pueden considerarse como escorias del organismo. El intestino delgado posee una movilidad característica que, además de hacer más completa la mezcla de los alimentos con los jugos digestivos, permite su progresión a lo largo del trayecto intestinal. El último eslabón de la digestión es la deshidratación de la materia fecal , para ser posteriormente eliminada. Esta tarea la realiza el intestino grueso o colon de dos metros de largo aproximadamente. El intestino grueso funciona gracias a unos movimientos llamados peristálticos los cuales se ven estimulados por la presencia de fibra vegetal que aporta volumen y presiona los intestinos para que se muevan y permita avanzar las heces hasta su eliminación. Cuatro o cinco horas después de su ingestión, la comida penetra en el intestino grueso a través de la válvula ileocecal, encontrándose entonces el alimento desprovisto de sustancias digeribles, pues éstas han sido absorbidas en su totalidad en el intestino delgado. El intestino grueso no segrega fermentos digestivos propios y su capacidad de absorción es muy limitada siendo solamente importante la absorción de agua. Sin embargo, en este segmento del intestino el alimento es sometido a la acción de la flora bacteriana intestinal, produce procesos de fermentación y putrefacción. Los alimentos permanecen en el intestino grueso de ocho a diez horas, contribuyendo a la formación de las heces fecales, que penetran en el recto y son expulsadas, al exterior como productos de desecho del organismo. Es creencia popular que las heces son residuos alimenticios no absorbidos, pero este concepto está lejos de la realidad, pues la base de su constitución son las secreciones intestinales, excreciones de materia celular, bacterias y sólo una pequeña parte de residuos de alimentos. Los alimentos concentrados, como el queso, huevos y carne, son digeridos y absorbidos casi en su totalidad, dejando un escaso residuo. La leche y el pan dejan abundante resto, y cuando se comen frutas y verduras llega al intestino grueso una gran cantidad de celulosa no digerible que fermenta y que por la absorción de agua adquiera una adecuada consistencia. Así pues las características físicas y el grado de descomposición de los excrementos están determinados por la composición de la dieta. El proceso de una digestión completa puede durar de 24 a 48 horas. Paralelamente están funcionando todas sus fases ya que comemos de tres a cinco veces al día en menor o mayor cantidad. La salud del mecanismo y por lo tanto de la nuestra, depende del equilibrio entre lo que entra y lo que se elimina, y más propiamente entre lo que verdaderamente se digiere y asimila que es lo que de verdad nos nutre. No es sólo qué comemos sino también cómo, cuándo y hasta con quién, lo que influye y determina a la larga nuestro estado general de salud.
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2.1.2. CIRCULACIÓN
Corazón, vasos sanguíneos y células sanguíneas. Sirve para llevar los alimentos y el oxígeno a las células, y para recoger los desechos metabólicos que se han de eliminar después por los riñones, en la orina, y por el aire exhalado en los pulmones, rico en dióxido de carbono. El cuerpo humano es recorrido interiormente, desde la punta de los pies hasta la cabeza, por un líquido rojizo y espeso llamado sangre. La sangre hace este recorrido a través de un sistema de verdaderas “cañerías”, de distinto grosor, que se comunican por todo el cuerpo. La fuerza que necesita la sangre para circular se la entrega un motor que está ubicado casi en el centro del pecho: el corazón, que es una bomba
que funciona sin parar un solo segundo. Estos elementos, junto a otros que apoyan la labor sanguínea, conforman el Sistema o Aparato circulatorio El sistema o aparato circulatorio es el encargado de transportar, llevándolas en la sangre, las sustancias nutritivas y el oxígeno por todo el cuerpo, para que, finalmente, estas sustancias lleguen a las c élulas. También tiene la misión de transportar ciertas sustancias de desecho desde las células hasta los pulmones o riñones, para luego ser eliminadas del cuerpo. El sistema o aparato circulatorio está formado, entonces, por la sangre, el corazón y los vasos sanguíneos. 2.1.2.1. La Sangre. La sangre es una compleja mezcla de partículas sólidas que flotan en un líquido. Ese líquido, amarillento y transparente, se llama plasma, y las partículas sólidas que flotan en él son los llamados elementos figurados.
Esta parte sólida es roja y está formada por glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas. Glóbulos rojos: Son células que le dan el color rojo a la sangre y, a la vez, llevan el oxígeno desde los pulmones a todas las células del cuerpo, y el anhídrido carbónico desde las células hacia los pulmones. Intercambio de oxígeno: Todas las células y tejidos del cuerpo necesitan recibir constantemente oxígeno para mantenerse vivos. Ese oxígeno lo extrae la sangre desde los pulmones (donde se acumula cuando inspiramos) y los glóbulos rojos lo distribuyen por todo el cuerpo. Al mismo tiempo, dejan el oxígeno y sacan de los tejidos el productos de desecho llamado anhídrido carbónico (o dióxido de carbono) para llevarlo a los pulmones y desde allí botarlo al exterior cuando expiramos. Glóbulos blancos: Son células que pueden alterar su forma para desplazarse fuera del torrente sanguíneo y capturar los microbios.
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Plaquetas: Son partes de células que intervienen en la coagulación de la sangre.
La cantidad de sangre en el cuerpo debe mantenerse constante para que ésta realice su tarea con eficacia. Como las venas, arterias y capilares están por todo el cuerpo, también están expuestas a los accidentes que provocan sangramiento. Cuando la cantidad de sangre que sale por alguna herida es muy grande, hablamos de una hemorragia. En esos casos, como en las operaciones donde se requiere restablecer la cantidad de sangre, se recurre a las transfusiones, que consisten en inyectarle sangre a los heridos o pacientes directamente al organismo. 2.1.2.2. El corazón. Es un órgano o bomba muscular hueca, del tamaño de un puño. Se aloja en el centro del tórax. Su única función es bombear la sangre hacia todo el cuerpo.
Interiormente, el corazón está dividido en cuatro cavidades: las superiores se llaman aurículas, y las inferiores, ventrículos. La aurícula y el ventrículo derechos están separados de la aurícula y ventrículo izquierdos por una membrana llamada tabique. Las aurículas se comunican con sus respectivos ventrículos por medio de las válvulas. Trabajo del corazón y recorrido de la sangre. El corazón está trabajando desde que comienza la vida en el vientre materno, y lo sigue haciendo por mucho tiempo más, hasta el último día.
volver a comenzar el ciclo.
Para que bombee sangre hacia todo el cuerpo, el corazón debe contraerse y relajarse rítmicamente. Los movimientos de contracción se llaman movimientos sistólicos, y los de relajación, movimientos diastólicos. La sangre sale del corazón a través de las arterias y se dirige hacia los pulmones. Allí recoge el oxígeno y regresa al corazón a través de las venas. El corazón la bombea hacia el resto del cuerpo, para llegar otra vez hasta él cargada de anhídrido carbónico y, así, ir nuevamente a los pulmones y
2.1.2.3. Vasos sanguíneos. Son las arterias, venas y capilares; es decir, los conductos por donde circula la sangre. Arterias: Son vasos de paredes gruesas. Nacen de los ventrículos y llevan sangre desde el corazón al resto del cuerpo. Del ventrículo izquierdo nace la arteria aorta, que se ramifica en dos coronarias, y del derecho nace la pulmonar. Venas: Son vasos de paredes delgadas. Nacen en las aurículas y llevan sangre del cuerpo hacia el corazón. Capilares: Son vasos muy finos y de paredes muy delgadas, que unen venas con arterias. Su única función es la de favorecer el intercambio gaseoso.
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2.1.3. RESPIRACIÓN
La respiración es el proceso por el cual ingresamos aire (que contiene oxígeno) a nuestro organismo y sacamos de él aire rico en dióxido de carbono. Un ser vivo puede estar varias horas sin comer, dormir o tomar agua, pero no puede dejar de respirar más de tres minutos. Esto grafica la importancia de la respiración para nuestra vida. El sistema respiratorio de los seres humanos está formado por: 2.1.3.1. Las vías respiratorias: son las fosas nasales, la faringe, la laringe, la tráquea, los bronquios y los bronquíolos. La boca también es, un órgano por donde entra y sale el aire durante la respiración. Las fosas nasales son dos cavidades situadas encima de la boca. Se abren al exterior por los orificios de la nariz (donde reside el sentido del olfato) y se comunican con la faringe por la parte posterior. En el interior de las fosas nasales se encuentra la membrana pituitaria, que calienta y humedece el aire que inspiramos. De este modo, se evita que el aire reseque la garganta, o que llegue muy frío hasta los pulmones, lo que podría producir enfermedades. No confundir esta membrana pituitaria con la glándula pituitaria o hipófisis. La faringe se encuentra a continuación de las fosas nasales y de la boca. Forma parte también del sistema digestivo. A través de ella pasan el alimento que ingerimos y el aire que respiramos. La laringe está situada en el comienzo de la tráquea. Es una cavidad formada por cartílagos que presenta una saliente llamada comúnmente nuez. En la laringe se encuentran las cuerdas vocales que, al vibrar, producen la voz. La tráquea es un conducto de unos doce centímetros de longitud. Está situada delante del esófago. Los bronquios son los dos tubos en que se divide la tráquea. Penetran en los pulmones, donde se ramifican una multitud de veces, hasta llegar a formar los bronquiolos. 2.1.3.2. Los pulmones. Son dos órganos esponjosos de color rosado que están protegidos por las costillas. Mientras que el pulmón derecho tiene tres lóbulos, el pulmón izquierdo sólo tiene dos, con un hueco para acomodar el corazón. Los bronquios se subdividen dentro de los lóbulos en otros más pequeños y éstos a su vez en conductos aún más pequeños. Terminan en minúsculos saquitos de aire, o alvéolos, rodeados de capilares. Una membrana llamada pleura rodea los pulmones y los protege del roce con las costillas.
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En los alvéolos se realiza el intercambio gaseoso: cuando los alvéolos se llenan con el aire inhalado, el oxígeno se difunde hacia la sangre de los capilares, que es bombeada por el corazón hasta los tejidos del cuerpo. El dióxido de carbono se difunde desde la sangre a los pulmones, desde donde es exhalado. El transporte de oxígeno en la sangre es realizado por los glóbulos rojos, quienes son los encargados de llevarlo a cada célula, de nuestro organismo, que lo requiera. Al no respirar no llegaría oxigeno a nuestras células y por lo tanto no podrían realizarse todos los procesos metabólicos que nuestro organismo requiere para subsistir, esto traería como consecuencia una muerte súbita por asfixia (si no llega oxígeno a los pulmones) o una muerte cerebral (si no llega oxígeno al cerebro. 2.1.3.3. Proceso de inspiración y exhalación del aire. Inspiración. Cuando el diafragma se contrae y se mueve hacia abajo, los músculos pectorales menores y los intercostales presionan las costillas hacia fuera. La cavidad torácica se expande y el aire entra con rapidez en los pulmones a través de la tráquea para llenar el vacío resultante.
Espiración. Cuando el diafragma se relaja, adopta su posición normal, curvado hacia arriba; entonces los pulmones se contraen y el aire se expele.
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2.1.4. EXCRECIÓN
El sistema o aparato excretor es el encargado de eliminar las sustancias tóxicas y los desechos de nuestro organismo. El sistema excretor está formado por el aparato urinario, los pulmones y la piel. El aparato unitario lo forman los riñones y las vías urinarias. Al sistema excretor debe añadirse el intestino grueso o colon, que acumula desechos en forma de heces para ser excretadas por el ano. 2.1.4.1. Los riñones. Son dos órganos con forma de poroto, de color café, del tamaño de tu puño, situados a ambos lados del cuerpo por debajo de la cintura. El riñón derecho se encuentra debajo del hígado y por ello queda un poco más abajo que el izquierdo. En un adulto cada riñón mide aproximadamente 13 cm de longitud, 8 cm de ancho, 2,5 cm de grosor y pesa unos 150 gramos.
Los riñones se encuentran sostenidos por la arteria renal y la vena renal y por una membrana llamada peritoneo, que recubre toda la cavidad abdominal. A través de la arteria renal, llega a los riñones la sangre cargada de sustancias tóxicas. Dentro de los riñones, la sangre recorre una extensa red de pequeños capilares que funcionan como filtros. De esta forma, los desechos que transporta la sangre quedan retenidos en el riñón y se forma la orina. La orina es un líquido amarillento compuesto por agua, sales minerales y sustancias tóxicas para el organismo como la urea y el ácido úrico. Luego la orina pasa a través de las vías urinarias. 2.1.4.2. Las vías urinarias. Están formadas por los uréteres, la vejiga y la uretra. Los uréteres son dos tubos que salen uno de cada riñón y van a parar a la vejiga urinaria. Por ellos circula la orina formada en los riñones.
En los adultos los uréteres tienen un diámetro de unos 5 milímetros y una longitud de 28 a 30 cm. La pared de los uréteres está constituida por tres capas: interna, media y externa. La capa interna es un epitelio de aspecto mucoso, que también tapiza la pelvis renal y la vejiga urinaria. La capa media está constituida por fibras musculares lisas que transportan la orina mediante ondas peristálticas, que se producen cuando aumenta el contenido de orina. Estas ondas hacen que la orina fluya por los uréteres en forma de chorro. La capa externa está formada por tejido conjuntivo fibroso que proporciona sostén al uréter. Los uréteres se ensanchan formando un saco denominado pelvis renal.
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La vejiga urinaria es una bolsa de paredes elásticas, de forma ovoide que almacena la orina hasta el momento de la expulsión. Para que la orina no salga continuamente, existe un músculo llamado esfínter, que cierra la vejiga.
En los hombres se sitúa en la parte anterior del recto, mientras que en las mujeres se encuentra ubicada contra la pared del útero y de la vagina. Su capacidad de almacenamiento depende mucho de los individuos, pero en promedio es de unos 300 mililitros, aunque puede albergar el doble de esa cantidad. La vejiga se expande a medida que se llena de orina y cuando ello ocurre, puede llegar hasta el ombligo. El deseo de orinar generalmente aparece cuando la vejiga contiene de 150 mililitros a 200 mililitros en los adultos y de 50 mililitros a 200 mililitros en los niños. Si se practica un corte longitudinal de la vejiga es posible distinguir tres túnicas: una externa, una media y una interna. La túnica externa está formada por tejido conectivo. La túnica media está constituida por fibras musculares lisas que se encuentran organizadas en tres capas dispuestas en forma diversa. Guando estas fibras se contraen, la orina es expulsada hacia la uretra. La túnica interna es un epitelio de aspecto mucoso. La parte inferior de la vejiga posee tres orificios que forman el trígono vesical. Los dos posteriores comunican con los uréteres y el anterior con la uretra. En el punto donde la vejiga se une a la uretra existe un anillo muscular que es el esfínter uretral, que evita que la orina escape y es controlado voluntariamente. La uretra. Es un conducto por el cual la orina es vertida desde la vejiga al exterior. En las mujeres tienen una longitud de 4 cm, partiendo de la vejiga y culminando muy cerca de la pared anterior de la vagina. Hacia la mitad de la uretra se encuentra el esfínter uretral externo, que permite el flujo voluntario de orina. La corta longitud de la uretra en las mujeres las hace más propensas a adquirir infecciones bacterianas en las vías urinarias. En los hombres la uretra mide unos 20 cm de longitud y a través de ella son vertidas al exterior la orina y las secreciones provenientes de los órganos reproductores.
La parte final de la uretra se denomina meato urinario y es por allí que la orina es vertida al exterior. En las mujeres está situado entre los labios menores, por encima de la vagina y debajo del clítoris. En los hombres el meato se localiza en la parte final del pene. En las mujeres la uretra es muy corta y por ello son más propensas a adquirir infecciones bacterianas en las vías urinarias. La sangre sale del riñón mediante la vena renal. Ya no contiene urea ni ácido úrico, pero todavía tiene dióxido de carbono. Por ello pasa a la vena cava y de ahí al corazón para dirigirse finalmente a los pulmones.
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2.1.4.3. Los pulmones. Su función es poner el oxigeno aspirado, a través de la nariz, en contacto con la sangre y a través de ella con los tejidos. El dióxido de carbono producido, como desecho metabólico, se elimina de la sangre en los pulmones y sale al exterior a través de las fosas nasales o la boca. Los pulmones como órganos excretores. L os pulmones son dos órganos voluminosos ubicados en la cavidad toráxica que participan activamente en la respiración. Durante este proceso tu cuerpo toma oxígeno y libera dióxido de carbono. Éste último es un gas de desecho que se produce permanentemente a causa de la respiración celular, que ocurre en las mitocondrias de tus células. El dióxido de carbono se difunde 20 veces más fácilmente que el oxígeno, de manera que pasa rápidamente de las células al líquido intersticial y de allí a los capilares sanguíneos que lo transportan hasta los pulmones. Estos órganos se encargan de excretarlo o expulsarlo al exterior durante la espiración.
En condiciones normales, por cada 100 mililitros de sangre transportada de los tejidos a los pulmones son transportados, también, 4 mililitros de dióxido de carbono. Además del dióxido de carbono, tus pulmones excretan diariamente unos 240 centímetros cúbicos de agua en forma de vapor. 2.1.4.4. La piel. Cuando hace mucho calor, sudamos para enfriar el cuerpo y eliminar las sustancias tóxicas. La cantidad de sudor que excretamos en un día es variable, aunque normalmente la cantidad aproximada es de medio litro.
El sudor es un líquido claro, de gusto salado, compuesto por agua y sales minerales. La cantidad y composición del sudor no siempre es la misma ya que está regulado por el sistema nervioso. El sudor se produce en las glándulas sudoríparas, que están situadas en la piel de todo el cuerpo, especialmente en la frente, en la palma de las manos, en la planta de los pies, en las axilas... Luego, sale al exterior a través de unos orificios de la piel llamados poros. La piel como órgano excretor. Tu piel, que es el órgano que cubre todo tu cuerpo, forma una barrera protectora contra la acción de agentes físicos, químicos o bacterianos. Está constituida por tres capas superpuestas: la epidermis, la dermis y el tejido subcutáneo.
La dermis es la capa más gruesa. En ella se localizan gran cantidad de glándulas sudoríparas, que excretan agua, junto con otras sustancias de desecho, como sales y algunos compuestos nitrogenados. A este proceso de excreción de sustancias de desecho a través de la piel se le conoce como sudoración. A pesar de esta acción excretora, es importante aclarar que la función principal de la sudoración es regular la temperatura del cuerpo. De esta manera, cuando se eleva la temperatura corporal, que normalmente debe encontrarse a 37,6 °C, se inicia e l proceso de sudoración. La pérdida de agua por
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sudoración suele ser pequeña; sin embargo, cuando una persona suda intensamente puede llegar a perder unos 14 litros de agua en un día. También se produce sudoración a consecuencia de emociones muy fuertes. En estos casos el sudor se produce principalmente en las axilas y en las palmas de las l as manos y los pies. 2.1.4.5. La función excretora del sistema digestivo. Algunos productos de excreción son eliminados con las heces a través del sistema digestivo. Entre ellos se encuentran agua, pigmentos biliares excretados por el hígado y desechos de metales pesados, como el hierro y el calcio.
Es conveniente aclarar que en el intestino grueso se presentan dos procesos que son diferentes y que solemos confundir con facilidad. Estos procesos son la eliminación y la excreción. La eliminación es la expulsión de heces o materia fecal. Las heces son sustancias de desecho y no de excreción, ya que nunca participaron del metabolismo, sino que se formaron a partir de los residuos de la digestión de los alimentos. La excreción, por su parte, es la liberación o expulsión de las sustancias de desecho que se producen como consecuencia del metabolismo celular. 2.1.4.6. El hígado. El hígado participa del sistema excretor ya que sus células hepáticas representan sistemas químicos complejos que ayudan a la función de todo el organismo, como la síntesis de proteínas, modificación de la composición de las grasas, transformación de las proteínas y grasas en carbohidratos y de productos de desecho nitrogenados como la urea.
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2.1.4.7. Sistema excretor como regulador. Cuando hablamos de excreción, siempre pensamos en la eliminación de productos de desecho. Esta sin embargo, es sólo una de sus funciones. La excreción es además, un sistema regulador del medio interno; es decir, determina la cantidad de agua y de sales que hay en el organismo en cada momento, y expulsa el exceso de ellas ell as de modo que se mantenga constante la composición química y el volumen del medio interno (homeostasis). Así es como los organismos vivos aseguran su supervivencia frente a las variaciones ambientales.
Se puede decir, que la excreción llevada a cabo por los aparatos excretores implica varios procesos: - La excreción de los productos de desecho del metabolismo celular. - La osmorregulación o regulación de la presión osmótica. - La ionoregulación o regulación de los iones del medio interno. RGANOS IMPLICADOS IMPLICADOS EN EN LA EXCRECI N EN LOS VERTEBRA VERTEBRADOS DOS Productos de desecho
Origen del producto
Órgano productor
rgano de excreción
Medio excretor
Urea
Por la degradación de aminoácidos
Hígado
Riñones
Orina
Ácido úrico
Por la degradación de purinas
Hígado
Hígado
Orina
Pigmentos biliares
Por la degradación dehemoglobina
Hígado
A. digestivo
Heces
Agua
Respiración celular
Conjunto de células del organismo
Riñones Piel Pulmones
Orina Sudor Vapor de agua
CO2
Respiración celular
Conjunto de células del organismo
Pulmones
Aire espirado
2.2. REGULACIÓN Y COORDINACIÓN 2.2.1. Sistema Óseo. El número total de huesos que posee un determinado animal varía con su edad porque muchos huesos se fusionan entre sí durante el proceso de osificación.
El número de estructuras esqueléticas diferentes en una persona es de 208 huesos cuyos tamaños oscilan desde el fémur (el hueso más largo del esqueleto) a los diminutos huesos del interior del oído (donde se halla el hueso más pequeño del esqueleto, que es el estribo en el oído medio). Como vemos, hay varios tipos de huesos: Largos, como los del brazo o la pierna Cortos, como los de la muñeca o las vértebras Planos, como los de la cabeza.
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El cuerpo humano es una maravillosa y compleja estructura formada por varios sistemas funcionales, sostenidos o protegidos por una armazón dura compuesta de más de doscientos huesos, un centenar de articulaciones y más de 650 músculos, todo actuando coordinadamente. Gracias a la colaboración entre huesos y músculos, el cuerpo humano mantiene su postura, puede desplazarse y realizar múltiples acciones.
14 en la cara 8 en el oído 1 hueso Hioides 25 en el tórax 64 en los miembros superiores 62 en los miembros inferiores
El conjunto de huesos y cartílagos forma el Esqueleto. El hueso es un tejido sorprendente, ya que combina células vivas (osteocitos) y materiales inertes (sales de calcio). De esta unión, surge la fuerza, pero también la ligereza y la resistencia de los huesos. Los huesos se están renovando constantemente.
2.2.1.1. Huesos de la cabeza. La cabeza se une a la parte superior de la columna vertebral. Los huesos del cráneo son anchos curvos. Forman una fuerte bóveda que protege al cerebro.
La cabeza está constituida por el cráneo y la cara. Es una sucesión compleja de huesos que protegen el encéfalo y a otros órganos del sistema nervioso central. También da protección a los órganos de los sentidos, a excepción del tacto que se encuentra repartido por toda la superficie de la piel. Los huesos del cráneo son 8 y forman una caja resistente para proteger el cerebro. Los huesos de la cara son 14. Entre ellos los más importantes son los maxilares (superior e inferior) que se utilizan en la masticación.
División del Sistema Óseo
Para hacer más comprensible el estudio del cuerpo humano, éste se ha dividido en: Cabeza, Tronco y Extremidades. En el cuerpo humano existen 208 huesos: 26 en la columna vertebral 8 en el cráneo
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Huesos de la cabeza (de frente)
Huesos de la cabeza (de lado)
2.2.1.2. Huesos del Tronco. A la cabeza le sigue el tórax. Éste está formado por veinticuatro costillas.
Las costillas se unen todas por detrás a la columna vertebral. Por delante, se unen al esternón solamente veinte de ellas, mediante un tejido especial que es más blando que los huesos y que recibe el nombre de cartílago. Unidas de esta manera, las costillas forman una jaula protectora para el corazón y los pulmones. En la parte superior del tórax, a ambos lados, se encuentran las clavículas por delante y los omóplatos por detrás. Las clavículas se unen a la parte de arriba del esternón por uno de sus extremos. Sus otros extremos se unen a los omóplatos, formando los hombros, donde nacen los brazos. La clavícula y el omóplato, que sirven para el apoyo de las extremidades superiores. Las costillas protegen a los pulmones, formando la caja torácica. Los huesos de la cadera: Un conjunto de huesos que forma la pelvis (ilion, isquión y pubis), se une a la parte inferior de la columna vertebral. La pelvis sostiene los intestinos y otros órganos internos del abdomen. La parte superior de la pelvis es lo que comúnmente llamamos caderas. A ambos lados de la parte inferior de aquella nacen las piernas.
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Caja Torácica
La columna vertebral es el eje del esqueleto, es un pilar recio, pero flexible. Todos los huesos están unidos a ella directa o indirectamente. La columna vertebral está formada por huesos pequeños, que reciben el nombre de vértebras. En el ser humano la columna vertebral está constituida por 33 vértebras, que son, según su número y localización: 7 cervicales (la 1ª llamada Atlas y la 2ª Axis) 12 dorsales o torácicas 5 lumbares 5 sacras (sin articulación entre ellas pues están fundidas y componen el hueso llamado Sacro) 4 coccígeas (sin articulación entre ellas pues están fundidas y componen el hueso llamado cóccix. Tampoco existe articulación entre el sacro y el cóccix; según teorías evolutivas sería la reminiscencia del rabo o cola correspondiente a otras especies animales). Esta distribución siempre es así, salvo en las anomalías denominadas lumbarización y sacralización. Las vértebras están perforadas en el centro, y todas juntas forman un canal protector, donde se aloja la médula espinal, que forma parte del sistema nervioso.
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Huesos de la cadera
2.2.1.3. Extremidades. Los huesos de las extremidades son largos. Son órganos de sostén. - Extremidades Superiores. Clavícula, omóplato y húmero formando la articulación del hombro. El húmero, en el brazo. El cúbito y el radio en el antebrazo.
Los huesos de la mano son: El carpo, formado por 8 huesecillos de la muñeca. Los metacarpianos en la mano. Las falanges en los dedos.
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- Extremidades Inferiores. El hueso de cada muslo es el fémur. Esos dos huesos son los más largos del cuerpo. La pelvis y el fémur, formando la articulación de la cadera. La rótula en la rodilla. La tibia y el peroné, en la pierna. El tarso, formado por 7 huesecillos del talón. El metatarso en el pie. Las falanges en los dedos. 2.2.1.4. Algunas características de los huesos. La dureza de los huesos se debe a que contienen gran cantidad de calcio. Este es proporcionado a los huesos por las células vivas que hay en el interior de ellos.
Las células que forman el tejido de los huesos obtienen el calcio de la leche y de otros alimentos, ricos en este mineral. Los huesos están cubiertos por una sustancia mineral, pero no por eso son partes sin vida del cuerpo. Los huesos viven porque crecen. La parte viva está constituida por las células. Los huesos nos sostienen. La estructura de un edificio sostiene paredes y techos y protege lo que se guarda en su interior. Del mismo modo, las funciones de los huesos en el esqueleto son múltiples: Sostienen al organismo y protegen a los órganos delicados, a la vez que sirven de punto de inserción a los tendones de los músculos. El interior de los huesos largos aloja la medula ósea, un tejido noble que fabrica glóbulos rojos y blancos. Sostienen las partes blandas del cuerpo y le dan consistencia a éste. Son el apoyo de los músculos y permiten producir los movimientos. El esqueleto humano es, por lo tanto, la estructura o el armazón que sostiene y protege el edificio de nuestro cuerpo. Las articulaciones. Los huesos se mantienen unidos por medio de las articulaciones o coyunturas. Hay articulaciones fijas, como las de los huesos del cráneo y de la cara, exceptuando la mandíbula inferior, que necesita moverse para masticar los alimentos. Las vértebras, los huesos de las piernas y brazos están unidos mediante articulaciones movibles. Los huesos se mantienen unidos por ligamentos. Además, hay unas glándulas que segregan un líquido parecido a la clara de huevo, que evita el roce de un hueso con otro. Ese líquido se llama sinovial, y las glándulas, bolsas sinoviales.
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2.2.2. Sistema Muscular. El sistema muscular está formado por el conjunto de músculos esqueléticos, cuya misión es el movimiento del cuerpo. Junto con los huesos constituye el aparato locomotor, del cual es la parte activa, puesto que los músculos son los responsables de los movimientos de los huesos.
Los músculos esqueléticos se contraen como respuesta a impulsos nerviosos. Estos impulsos viajan por nervios motores que terminan en los músculos. La zona de contacto entre un nervio y una fibra muscular estriada esquelética se conoce como unión neuromuscular o placa motora. El cuerpo humano tiene más de 600 músculos. Estos músculos se unen directa o indirectamente (mediante tendones) a los huesos y generalmente trabajan en pares antagónicos, cuando uno se contrae el otro se relaja. 2.2.2.1. Funciones del sistema muscular. Las principales funciones del sistema muscular son: El movimiento del cuerpo (locomoción) o de alguna de sus partes. Producción de calor. Los músculos producen un 40% del calor corporal en reposo y hasta un 80% durante el ejercicio. El mantenimiento de la postura. La mímica: por acción de ciertos músculos, especialmente de la cara, se pueden adoptar determinados gestos que sirven para expresar sentimientos. 2.2.2.2. Tipos de músculos. Según el tipo de movimiento que realizan, se pueden distinguir los siguientes tipos de músculos: Flexores y extensores: acercan o separan, respectivamente, dos partes de un miembro. La aplicación de estos términos en relación con la cadera y el hombro requiere una definición especial. La flexión en estas estructuras constituye un movimiento por el cual el muslo y el brazo son desplazados hacia delante; mediante la extensión, el muslo y el brazo se desplazan hacia atrás. Abductores y aductores : alejan o acercan partes móviles hacia un eje central. Rotadores: hacen girar un hueso alrededor de un eje longitudinal. La pronación y la supinación constituyen dos formas especiales de rotación. La pronación es la rotación conjunta del antebrazo y la mano, quedando las palmas de las manos mirando hacia atrás. La supinación es el movimiento contrario. Elevadores o depresores: levantan o bajan una parte del cuerpo. Esfínteres y dilatadores: cierran o abren un orificio corporal.
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2.2.2.3. Estructura de un músculo esquelético. Los músculos esqueléticos están formados por fibras musculares estriadas que se organizan de la siguiente manera:
Cada fibra muscular está ro eada por una fina membrana de tejido conjuntivo denominada endomisio. Varias fibras se agrupan en manojos denominados fascículos musculares. ada fascículo está rodeado por una capa de tejido conjuntivo denominada perimisio. El conjunto de los fascículos orman el músculo que, a su vez, se encuentra r deado por una envoltura de tejido conjuntivo llamada epimisio. Los componentes de tejido conjuntivo d un músculo se unen para formar un tendón, mediante l cual el músculo se inserta al hueso. En los músculos anchos los tendones son aplanados y se denomin n aponeurosis. Además, los músculos esqu léticos contienen abundantes vasos sanguíneo , vasos linfáticos, nervios y receptores sensoriales. 2.2.2.4. Contracción muscular. La contracción de los músculos se produce egún las siguientes etapas:
-
Un impulso nervioso iaja por un nervio motor hasta la placa motora. El nervio secreta una pequeña cantidad de acetilcolina (neurotransmi or). La acetilcolina provo a en el músculo la liberación de grandes cantidades de iones Ca2+ que se hallaban almacenados en el retículo sarcoplásmico. Los iones Ca2+ actú n sobre la troponina y tropomiosina, proteínas r guladoras que forman parte del filamento de actina, provocando el deslizamiento de los filamento de actina y miosina, lo que determina el acortamiento de los sarcómeros y, por lo tanto, de la fibr muscular. Los iones Ca2+ son ombeados de nuevo al retículo sarcoplásmico, donde permanecerán hasta que llegue un nuevo impulso nervioso.
La contracción muscular req iere un aporte de energía que se obtiene de los enlaces de alta energía del ATP. 2.2.2.5. Principales múscul s del cuerpo humano. M SCULOS DE LA CABEZ Músculos mímicos ˙ Frontal: levanta las cejas y rruga la frente. ˙ Risorio: tiran de la comisura bucal lateralmente. ˙ Orbicular de los párpados: cierran los ojos. ˙ Orbicular de los labios: cierran la boca. Músculos masticadores ˙ Masetero: cierran la boca y aprietan los dientes. ˙ Temporal: cierran la boca, aprietan los dientes y retraen el maxilar inferior. MÚSCULOS DEL CUELLO ˙ Esternocleidomastoideo: rotación y flexión de la cabeza. MÚSCULOS DEL TRONCO Cara anterior ˙ Pectoral mayor: flexión del brazo. Colabora con el dorsal ancho en la aducción del brazo.
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˙ Serratos anteriores o mayores: desplazan los hombros hacia adelante. ˙ Intercostales: situados entre las costillas. Intervienen en los movimientos respiratorios. ˙ Diafragma: separa las cavidades torácica y abdominal. Interviene en los movimientos respiratorios. ˙ Recto mayor del abdomen: flexión del tronco y compresión del contenido abdominal. ˙ Oblicuo externo o mayor del abdomen: flexión del tronco y compresión del contenido abdominal. Cara posterior ˙ Trapecio: intervienen en la aducción y abducción del brazo. ˙ Dorsal ancho: extensión del brazo. Colabora con el pectoral en la aducción del brazo. ˙ Redondo mayor: extensión, aducción y rotación interna del brazo. ˙ Redondo menor: aducción y rotación del brazo hacia fuera. MÚSCULOS DE LAS EXTREMIDADES SUPERIORES Hombro ˙ Deltoides: abducción del brazo. Participa también en la flexión y extensión del brazo. Brazo ˙ Bíceps braquial: flexión y supinación del antebrazo. Flexión del brazo. ˙ Braquial anterior: flexión del antebrazo. ˙ Tríceps braquial: extensión del antebrazo. Una porción interviene en la extensión del brazo. Antebrazo ˙ Pronador: pronación del antebrazo y la mano. ˙ Supinador: supinación del antebrazo y la mano. ˙ Cubital anterior: flexión de la mano. ˙ Palmar: flexión de la mano sobre el antebrazo. ˙ Flexores y extensores de los dedos: flexión y extensión de los dedos. Mano ˙ Músculos cortos de la mano: mueven los dedos.
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MÚSCULOS DE LAS EXTREMIDADES INFERIORES Muslo y nalgas ˙ Glúteo mayor: extensión del muslo. ˙ Glúteo mediano: abducción del muslo. ˙ Iliopsoas: flexión del muslo y el tronco. ˙ Pectíneo: flexión y aducción del muslo. ˙ Sartorio: flexión, aducción y giro del muslo hacia fuera. Flexión de la pierna. ˙ Recto interno: aducción del muslo y flexión de la pierna. ˙ Aductor mayor: aducción de las piernas. ˙ Aductor mediano: aducción de las piernas. ˙ Cuádriceps femoral: incluye el vasto externo, el vasto intermedio, el vasto interno y el recto anterior. Extensión de la pierna. ˙ Bíceps femoral: flexión de la pierna y extensión del muslo. ˙ Semitendinoso: flexión de la pierna y extensión del muslo. ˙ Semimembranoso: flexión de la pierna y extensión del muslo. Pierna ˙ Tibial anterior: flexión dorsal del pie. ˙ Soleo: junto con los gemelos permiten levantar el cuerpo sobre la punta de los pies (flexión plantar). ˙ Gemelo: flexión plantar del pie y flexión de la pierna. Este músculo se inserta en el hueso calcáneo mediante el tendón de Aquiles. ˙ Peroneo lateral largo: gira hacia fuera el pie. ˙ Flexores y extensores de los dedos del pie: flexionan o extienden los dedos del pie. ˙ Músculos cortos del pie: mueven los dedos del pie. 2.2.3. Sistema Endocrino. El sistema endocrino está formado por una serie de glándulas que liberan un tipo de sustancias llamadas hormonas; es decir, es el sistema de las glándulas de secreción interna o glándulas endocrinas.
Una hormona es una sustancia química que se sintetiza en una glándula de secreción interna y ejerce algún tipo de efecto fisiológico sobre otras células hasta las que llega por vía sanguínea. Las hormonas actúan como mensajeros químicos y sólo ejercerán su acción sobre aquellas células que posean en sus membranas los receptores específicos (son las células diana o blanco). Las glándulas endocrinas más importantes son: la epífisis o pineal, el hipotálamo, la hipófisis, la tiroides, las paratiroides, el páncreas, las suprarrenales, los ovarios, los testículos.
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2.2.3.1. Mecanismos bioquímicos de acción hormonal. En el organismo humano existen las Células diana, también llamadas células blanco, células receptoras o células efectoras, poseen receptores específicos para las hormonas en su superficie o en el interior.
Cuando la hormona, transportada por la sangre, llega a la célula diana y hace contacto con el receptor “como una llave con una cerradura“, la célula es impulsada a realizar una acción específica según el tipo de hormona de que se trate:
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• Las hormonas esteroideas, gracias a su naturaleza lipídica, atraviesan fácilmente las membranas de las células diana o células blanco, y se unen a las moléculas receptoras de tipo proteico, que se encuentran en el citoplasma. De esta manera llegan al núcleo, donde parece que son capaces de hacer cesar la inhibición a que están sometidos algunos genes y permitir que sean transcritos. Las moléculas de ARNm originadas se encargan de dirigir en el citoplasma la síntesis de unidades proteicas, que son las que producirán los efectos fisiológicos hormonales. • Las hormonas proteicas, sin embargo, son moléculas de gran tamaño que no pueden entrar en el interior de las células blanco, por lo que se unen a "moléculas receptoras" que hay en la superficie de sus membranas plasmáticas, provocando la formación de un segundo mensajero, el AMPc, que sería el que induciría los cambios pertinentes en la célula al activar a una serie de enzimas que producirán el efecto metabólico deseado. 2.2.3.2. Control hormonal. La producción de hormonas está regulada en muchos casos por un sistema de retroalimentación o feed-back negativo, que hace que el exceso de una hormona vaya seguido de una disminución en su producción. Se puede considerar el hipotálamo, como el centro nervioso "director" y controlador de todas las secreciones endocrinas. El hipotálamo segrega neurohormonas que son conducidas a la hipófisis. Estas neurohormonas estimulan a la hipófisis para la secreción de hormonas trópicas (tireotropa, corticotropa, gonadotropa).
Estas hormonas son transportadas a la sangre para estimular a las glándulas correspondientes (tiroides, corteza suprarrenal y gónadas) y serán éstas las que segreguen diversos tipos de hormonas (tiroxina, corticosteroides y hormonas sexuales, respectivamente ), que además de actuar en el cuerpo, retroalimentan la hipófisis y el hipotálamo para inhibir su actividad y equilibran las secreciones respectivas de estos dos órganos y de la glándula destinataria. Los órganos endocrinos también se denominan glándulas sin conducto o glándulas endocrinas, debido a que sus secreciones se liberan directamente en el torrente sanguíneo, mientras que las
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glándulas exocrinas liberan sus secreciones sobre la superficie interna o externa de los tejidos cutáneos, la mucosa del estómago o el revestimiento de los conductos pancreáticos. Las hormonas secretadas por las glándulas endocrinas regulan el crecimiento, desarrollo y las funciones de muchos tejidos, y coordinan los procesos metabólicos del organismo. Los tejidos que producen hormonas se pueden clasificar en tres grupos: glándulas endocrinas, cuya función es la producción exclusiva de hormonas; glándulas endo-exocrinas, que producen también otro tipo de secreciones además de hormonas; y ciertos tejidos no glandulares, como el tejido nervioso del sistema nervioso autónomo, que produce sustancias parecidas a las hormonas. - HIPÓFISIS. La hipófisis, está formada por tres lóbulos: el anterior, el intermedio, que en los primates sólo existe durante un corto periodo de la vida, y el posterior. Se localiza en la base del cerebro y se ha denominado la "glándula principal". Los lóbulos anterior y posterior de la hipófisis segregan hormonas diferentes. 1. El lóbulo anterior o adenohipófisis. Produce dos tipos de hormonas: Hormonas trópicas; es decir, estimulantes, ya que estimulan a las glándulas correspondientes.
• TSH o tireotropa: regula la secreción de tiroxina por la tiroides • ACTH o adrenocorticotropa:controla la secreción de las hormonas de las cápsulas suprarrenales. • FSH o folículo estimulante: provoca la secreción de estrógenos por los ovarios y la maduración de espermatozoides en los testículos. • LH o luteotropina: estimula la secreción de progesterona por el cuerpo lúteo y de la testosterona por los testículos. Hormonas no trópicas, que actúan directamente sobre sus células blanco. • STH o somatotropina, conocida como "hormona del crecimiento", ya que es responsable del control del crecimiento de huesos y cartílagos. • PRL o prolactina: estimula la secreción de leche por las glándulas mamarias tras el parto. 2. El lóbulo medio segrega una hormona, la MSH o estimulante de los melonóforos, estimula la síntesis de melanina y su dispersión por la célula. 3. El lóbulo posterior o neurohipófisis , libera dos hormonas, la oxitocina y la vasopresina o ADH, que realmente son sintetizadas por el hipotálamo y se almacenan aquí.
• Oxitocina: Actúa sobre los músculos del útero, estimulando las contracciones durante el parto. Facilita la salida de la leche como respuesta a la succión. • Vasopresina: Es una hormona antidiurética, favoreciendo la reabsorción de agua a través de las nefronas.
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El encéfalo
- EL HIPOTÁLAMO, porción del cerebro de donde deriva la hipófisis, secreta una hormona antidiurética (que controla la excreción de agua) denominada vasopresina, que circula y se almacena en el lóbulo posterior de la hipófisis. La vasopresina controla la cantidad de agua excretada por los riñones e incrementa la presión sanguínea. El lóbulo posterior de la hipófisis también almacena una hormona fabricada por el hipotálamo llamada oxitocina. Esta hormona estimula las contracciones musculares, en especial del útero, y la excreción de leche por las glándulas mamarias.
La secreción de tres de las hormonas de la hipófisis anterior está sujeta a control hipotalámico por los factores liberadores: la secreción de tirotropina está estimulada por el factor liberador de tirotropina (TRF), y la de hormona luteinizante, por la hormona liberadora de hormona luteinizante (LHRH). La dopamina elaborada por el hipotálamo suele inhibir la liberación de prolactina por la hipófisis anterior. Además, la liberación de la hormona de crecimiento se inhibe por la somatostatina, sintetizada también en el páncreas. Esto significa que el cerebro también funciona como una glándula. - GLÁNDULAS SUPRARRENALES. Son dos pequeñas glándulas situadas sobre los riñones. Se distinguen en ellas dos zonas: la corteza en el exterior y la médula que ocupa la zona central.
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1. Corteza: Formada por tres capas, cada una segrega diversas sustancias hormonales.
• La capa más externa segrega los mineralocorticoides, que regulan el metabolismo de los iones. Entre ellos destaca la aldosterona, cuyas funciones más notables son facilitar la retención de agua y sodio, la eliminación de potasio y la elevación de la tensión arterial. • La capa intermedia elabora los glucocorticoides. El más importante es la cortisona,cuyas funciones fisiológicas principales consisten en la formación de glúcidos y grasas a partir de los aminoácidos de las proteinas, por lo que aumenta el catabolismo de proteinas. Disminuyen los linfocitos y eosinófilos. Aumenta la capacidad de resistencia al estrés. • La capa más interna, segrega andrógenocorticoides, que están íntimamente relacionados con los caracteres sexuales. Se segregan tanto hormonas femeninas como masculinas, que producen su efecto fundamentalmente antes de la pubertad para, luego, disminuir su secreción. 2. Médula: Elabora las hormonas, adrenalina y noradrenalina. Influyen sobre el metabolismo de los glúcidos, favoreciendo la glucógenolisis, con lo que el organismo puede disponer en ese momento de una mayor cantidad de glucosa; elevan la presión arterial, aceleran los latidos del corazón y aumentan la frecuencia respiratoria. Se denominan también "hormonas de la emoción" porque se producen abundantemente en situaciones de estrés, terror, ansiedad, etc, de modo que permiten salir airosos de estos estados. Sus funciones se pueden ver comparadamente en el siguiente cuadro: Adrenalina
Noradrenalina
Incremento de la fuerza y frecuencia de la contracción cardíaca
Incremento de la fuerza y frecuencia de la contracción cardíaca
Dilatación de los vasos coronarios
Dilatación de los vasos coronarios
Vasodilatación general
Vasoconstricción general
Incremento del gasto cardíaco
Descenso del gasto cardíaco
Incremento de la glucogenolisis
Incremento de la (en menor proporción)
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glucogenolisis
- TIROIDES. La tiroides es una glándula bilobulada situada en el cuello. Las hormonas tiroideas, la tiroxina y la triyodotironina aumentan el consumo de oxígeno y estimulan la tasa de actividad metabólica, regulan el crecimiento y la maduración de los tejidos del organismo y actúan sobre el estado de alerta físico y mental.
La tiroides también secreta una hormona denominada calcitonina, que disminuye los niveles de calcio en la sangre e inhibe su reabsorción ósea. - GLÁNDULAS PARATIROIDES. Las glándulas paratiroides se localizan en un área cercana o están inmersas en la glándula tiroides. La hormona paratiroidea o parathormona regula los niveles sanguíneos de calcio y fósforo y estimula la reabsorción de hueso. - LAS GÓNADAS. Las gónadas (testículos y ovarios) son glándulas mixtas que en su secreción externa producen gametos y en su secreción interna producen hormonas que ejercen su acción en los órganos que intervienen en la función reproductora. Cada gónada produce las hormonas propias de su sexo, pero también una pequeña cantidad de las del sexo contrario. El control se ejerce desde la hipófisis.
Ovarios: Los ovarios son los órganos femeninos de la reproducción, o gónadas femeninas. Son estructuras pares con forma de almendra situadas a ambos lados del útero. Los folículos ováricos producen óvulos, o huevos, y también segregan un grupo de hormonas denominadas estrógenos, necesarias para el desarrollo de los órganos reproductores y de las características sexuales secundarias, como distribución de la grasa, amplitud de la pelvis, crecimiento de las mamas y vello púbico y axilar.
La progesterona ejerce su acción principal sobre la mucosa uterina en el mantenimiento del embarazo. También actúa junto a los estrógenos favoreciendo el crecimiento y la elasticidad de la vagina. Los ovarios también elaboran una hormona llamada relaxina, que actúa sobre los ligamentos de la pelvis y el cuello del útero y provoca su relajación durante el parto, facilitando de esta forma el alumbramiento.
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Testículos: Las gónadas masculinas o testículos son cuerpos ovoideos pares que se encuentran suspendidos en el escroto. Las células de Leydig de los testículos producen una o más hormonas masculinas, denominadas andrógenos. La más importante es la testosterona, que estimula el desarrollo de los caracteres sexuales secundarios, influye sobre el crecimiento de la próstata y vesículas seminales, y estimula la actividad secretora de estas estructuras. Los testículos también contienen células que producen gametos masculinos o espermatozoides. Placenta: La placenta, un órgano formado durante el embarazo a partir de la membrana que rodea al feto, asume diversas funciones endocrinas de la hipófisis y de los ovarios que son importantes en el mantenimiento del embarazo. Secreta la hormona denominada gonadotropina coriónica (o gonadotrofina) , sustancia presente en la orina durante la gestación y que constituye la base de las pruebas de embarazo. progesterona estrógenos, La placenta produce y somatotropina coriónica (una hormona con algunas de las características de la hormona del crecimiento), lactógeno placentario y hormonas lactogénicas. - PÁNCREAS. La mayor parte del páncreas está formado por tejido exocrino que libera enzimas en el duodeno. Hay grupos de células endocrinas, denominados islotes de Langerhans, distribuidos por todo el tejido que secretan insulina y glucagón.
La insulina actúa sobre el metabolismo de los hidratos de carbono, proteínas y grasas, aumentando la tasa de utilización de la glucosa y favoreciendo la formación de proteínas y el almacenamiento de grasas. El glucagón aumenta de forma transitoria los niveles de azúcar en la sangre mediante la liberación de glucosa procedente del hígado. OTROS ÓRGANOS. Otros tejidos del organismo producen hormonas o sustancias similares. Los riñones secretan un agente denominado renina que activa la hormona angiotensina elaborada en el hígado. Esta hormona eleva a su vez la tensión arterial, y se cree que es provocada en gran parte por la estimulación de las glándulas suprarrenales.
Los riñones también elaboran una hormona llamada eritropoyetina, que estimula la producción de glóbulos rojos por la médula ósea. El tracto gastrointestinal fabrica varias sustancias que regulan las funciones del aparato digestivo, como la gastrina del estómago, que estimula la secreción ácida, y la secretina y colescistoquinina del intestino delgado, que estimulan la secreción de enzimas y hormonas pancreáticas. La colecistoquinina provoca también la contracción de la vesícula biliar. En la década de 1980, se observó que el corazón también segregaba una hormona, llamada factor natriurético auricular, implicada en la regulación de la tensión arterial y del equilibrio hidroelectrolítico del organismo.
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La confusión sobre la definición funcional del sistema endocrino se debe al descubrimiento de que muchas hormonas típicas se observan en lugares donde no ejercen una actividad hormonal. La noradrenalina está presente en las terminaciones nerviosas, donde trasmite los impulsos nerviosos. Los componentes del sistema renina-angiotensina se han encontrado en el cerebro, donde se desconocen sus funciones. Los péptidos intestinales gastrina, colecistoquinina, péptido intestinal vasoactivo (VIP) y el péptido inhibidor gástrico (GIP) se han localizado también en el cerebro. Las endorfinas están presentes en el intestino, y la hormona del crecimiento aparece en las células de los islotes de Langerhans. En el páncreas, la hormona del crecimiento parece actuar de forma local inhibiendo la liberación de insulina y glucagón a partir de las células endocrinas. 2.2.3.3. Metabolismo hormonal. Las químicos: proteínas, esteroides y aminas.
hormonas
conocidas
pertenecen
a
tres
grupos
Aquellas que pertenecen al grupo de las proteínas o polipéptidos incluyen las hormonas producidas por la hipófisis anterior, paratiroides, placenta y páncreas. En el grupo de esteroides se encuentran las hormonas de la corteza suprarrenal y las gónadas. Las aminas son producidas por la médula suprarrenal y la tiroides. La síntesis de hormonas tiene lugar en el interior de las células y, en la mayoría de los casos, el producto se almacena en su interior hasta que es liberado en la sangre. Sin embargo, la tiroides y los ovarios contienen zonas especiales para el almacenamiento de hormonas. La liberación de las hormonas depende de los niveles en sangre de otras hormonas y de ciertos productos metabólicos bajo influencia hormonal, así como de la estimulación nerviosa. La producción de las hormonas de la hipófisis anterior se inhibe cuando las producidas por la glándula diana (target) particular, la corteza suprarrenal, la tiroides o las gónadas circulan en la sangre. Por ejemplo, cuando hay una cierta cantidad de hormona tiroidea en el torrente sanguíneo la hipófisis interrumpe la producción de hormona estimulante de la tiroides hasta que el nivel de hormona tiroidea descienda. Por lo tanto, los niveles de hormonas circulantes se mantienen en un equilibrio constante. Este mecanismo, que se conoce como homeostasis o realimentación negativa, es similar al sistema de activación de un termostato por la temperatura de una habitación para encender o apagar una caldera. La administración prolongada procedente del exterior de hormonas adrenocorticales, tiroideas o sexuales interrumpe casi por completo la producción de las correspondientes hormonas estimulantes de la hipófisis, y provoca la atrofia temporal de las glándulas diana.
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2.2.3.4. Ciclos endocrinos. El sistema endocrino ejerce un efecto regulador sobre los ciclos de la reproducción, incluyendo el desarrollo de las gónadas, el periodo de madurez funcional y su posterior envejecimiento, así como el ciclo menstrual y el periodo de gestación. El patrón cíclico del estro, que es el periodo durante el cual es posible el apareamiento fértil en los animales, está regulado también por hormonas.
La liberación de hormonas está regulada también por la cantidad de sustancias circulantes en sangre, cuya presencia o utilización queda bajo control hormonal. Los altos niveles de glucosa en la sangre estimulan la producción y liberación de insulina mientras que los niveles reducidos estimulan a las glándulas suprarrenales para producir adrenalina y glucagón; así se mantiene el equilibrio en el metabolismo de los hidratos de carbono. De igual manera, un déficit de calcio en la sangre estimula la secreción de hormona paratiroidea, mientras que los niveles elevados estimulan la liberación de calcitonina por la tiroides. La función endocrina está regulada también por el sistema nervioso, como lo demuestra la respuesta suprarrenal al estrés. Los distintos órganos endocrinos están sometidos a diversas formas de control nervioso. La médula suprarrenal y la hipófisis posterior son glándulas con rica inervación y controladas de modo directo por el sistema nervioso. Sin embargo, la corteza suprarrenal, la tiroides y las gónadas, aunque responden a varios estímulos nerviosos, carecen de inervación específica y mantienen su función cuando se trasplantan a otras partes del organismo. La hipófisis anterior tiene inervación escasa, pero no puede funcionar si se trasplanta.
La pubertad, la época de maduración sexual, está determinada por un aumento de la secreción de hormonas hipofisarias estimuladoras de las gónadas o gonadotropinas, que producen la maduración de los testículos u ovarios y aumentan la secreción de hormonas sexuales. A su vez, las hormonas sexuales actúan sobre los órganos sexuales auxiliares y el desarrollo sexual general.
Se desconoce la forma en que las hormonas ejercen muchos de sus efectos metabólicos y morfológicos. Sin embargo, se piensa que los efectos sobre la función de las células se deben a su acción sobre las membranas celulares o enzimas, mediante la regulación de la expresión de los genes o mediante el control de la liberación de iones u otras moléculas pequeñas.
En la mujer, la pubertad está asociada con el inicio de la menstruación y de la ovulación. La ovulación, que es la liberación de un óvulo de un folículo ovárico, se produce aproximadamente cada 28 días, entre el día 10 y el 14 del ciclo menstrual en la mujer. La primera parte del ciclo está marcada por el periodo menstrual, que abarca un promedio de tres a cinco días, y por la maduración del folículo ovárico bajo la influencia de la hormona foliculoestimulante procedente de la hipófisis.
Aunque en apariencia no se consumen o se modifican en el proceso metabólico, las hormonas pueden ser destruidas en gran parte por degradación química. Los productos hormonales finales se excretan con rapidez y se encuentran en la orina en grandes cantidades, y también en las heces y el sudor.
Después de la ovulación y bajo la influencia de otra hormona, la llamada luteinizante, el folículo vacío forma un cuerpo endocrino denominado cuerpo lúteo, que secreta progesterona,
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estrógenos, y es probable que durante el embarazo, relaxina.
producción de leche o lactancia. La secreción de estrógenos y progesterona es elevada durante el embarazo y alcanza su nivel máximo justo antes del nacimiento. La lactancia se produce poco después del parto, presumiblemente como resultado de los cambios en el equilibrio hormonal tras la separación de la placenta.
La progesterona y los estrógenos preparan la mucosa uterina para el embarazo. Si éste no se produce, el cuerpo lúteo involuciona, y la mucosa uterina, privada del estímulo hormonal, se desintegra y descama produciendo la hemorragia menstrual. El patrón rítmico de la menstruación está explicado por la relación recíproca inhibición-estimulación entre los estrógenos y las hormonas hipofisarias estimulantes de las gónadas.
Con el envejecimiento progresivo de los ovarios, y el descenso de su producción de estrógenos, tiene lugar la menopausia. En este periodo la secreción de gonadotropinas aumenta como resultado de la ausencia de inhibición estrogénica. En el hombre el periodo correspondiente está marcado por una reducción gradual de la secreción de andrógenos.
Si se produce el embarazo, la secreción placentaria de gonadotropinas, progesterona y estrógenos mantiene el cuerpo lúteo y la mucosa uterina, y prepara las mamas para la
2.2.4. Sistema Nervioso. El sistema nervioso, uno de los más complejos e importantes de nuestro organismo, es un conjunto de órganos y una red de tejidos nerviosos cuya unidad básica son las neuronas. Las neuronas se disponen dentro de una armazón con células no nerviosas, las que en conjunto se llaman neuroglia.
El sistema nervioso tiene tres funciones básicas: la sensitiva, la integradora y la motora. La función sensitiva le permite reaccionar ante estímulos provenientes tanto desde el interior del organismo como desde el medio exterior. Luego, la información sensitiva se analiza, se almacenan algunos aspectos de ésta y toma decisiones con respecto a la conducta a seguir; esta es la función integradora. Por último, puede responder a los estímulos iniciando contracciones musculares o secreciones glandulares; es la función motora. Para entender su funcionalidad, el sistema nervioso como un todo puede subdivirse en dos sistemas: el sistema nervioso central (SNC) y el sistema nervioso periférico (SNP). El SNC está conectado con los receptores sensitivos, los músculos y las glándulas de las zonas periféricas del organismo a través del SNP. Este último está formado por los nervios craneales, que nacen en el encéfalo y los nervios raquídeos o medulares , que nacen en la médula espinal. Una parte de estos nervios lleva impulsos nerviosos hasta el SNC, mientras que otras partes transportan los impulsos que salen del SNC. El componente aferente del SNP son células nerviosas llamadas neuronas sensitivas o aferentes (ad = hacia; ferre = llevar). Conducen los impulsos nerviosos desde los receptores sensitivos de varias partes del organismo hasta el SNC y acaban en el interior de éste.
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El componente eferente son células nerviosas llamadas neuronas motoras o eferentes ( ex = fuera de; ferre = llevar). Estas se originan en el interior del SNC y conducen los impulsos nerviosos desde éste a los músculos y las glándulas. 2.2.4.1. Sistema Nervioso Central (SNC). El sistema encargado de gobernar la función organizada de nuestros aparatos es el sistema nervioso (SN), el cual capta los estímulos externos por medio de receptores, los traduce a impulsos eléctricos que conduce al sistema nervioso central (SNC), a través de un sistema de conductores (nervios), y así, el SNC elabora una respuesta enviada por los nervios y efectuada por otros sistemas o tejidos en respuesta al estímulo. Anatómicamente el sistema nervioso central está formado por el encéfalo y la médula espinal, ambos compuestos por varios millones de células especializadas llamadas neuronas, células altamente especializadas cuyas propiedades de excitabilidad y conducción son la base de las funciones del sistema. Puede distinguirse en ella un soma o cuerpo celular en el que se hallan los diversos orgánulos citoplasmáticos: neurosomas (mitocondrias), aparato de Golgi, grumos de Nissi (ergatoplasma), neurofibrillas, etc. y un núcleo voluminoso.
Del cuerpo celular arrancan dos tipos de prolongaciones, las dendritas y un axón. Las dendritas se ramifican en ramas de segundo y tercer orden, cuyo calibre disminuye a medida que se alejan del cuerpo neuronal. El axón es único y su calibre generalmente uniforme en toda su longitud, se ramifica sólo en la proximidad de su terminación. Existe una gran variabilidad en cuanto al tamaño de las células nerviosas: los granos del cerebelo miden unas 5 u de diámetro, mientras que las grandes pirámides de la corteza cerebral miden unas 130 u. Las neuronas se disponen dentro de una armazón con células no nerviosas, las que en conjunto llamaremos neuroglia. El sistema nervioso central está protegido por envolturas óseas y por envolturas membranosas. Las envolturas óseas son el cráneo y la columna vertebral. Las envolturas membranosas, en conjunto llamadas meninges, se denominan duramadre, aracnoides y piamadre. - ENCÉFALO. Es parte del sistema nervioso central, situado en el interior del cráneo. El encéfalo es el órgano que controla todo el funcionamiento del cuerpo. Realiza un control voluntario e involuntario. También es el órgano del pensamiento y del razonamiento. Anatómicamente, el encéfalo está conformado por: el cerebro, el cerebelo, la lámina cuadrigémina (con los tubérculos cuadrigéminos) y el tronco del encéfalo o bulbo raquídeo.
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•
Cerebro. Corresponde a la parte anterosuperior del encéfalo. Se sitúa apicalmente (en un extremo o punta) al tronco del encéfalo. Está formado por dos grandes hemisferios, separados por la cisura interhemisférica, unidos en el fondo por el cuerpo calloso. Es la parte de mayor tamaño y se aloja en su totalidad dentro del cráneo. Su función es muy compleja; regula los movimientos voluntarios y la actividad consciente. Es el generador de ideas, hace conexiones, archiva, realiza las funciones superiores, es el centro de las funciones intelectuales, equilibra al organismo con el medio ambiente.
Está protegido por el cráneo, la duramadre, la piamadre y la aracnoides; está formado por la sustancia blanca, que es la ramificación de las neuronas y por la sustancia gris que son los cuerpos neuronales que forman la corteza cerebral (que tiene una superficie aproximada de 285 cm cuadrados y su grosor es de 2 a 3 mm). El cerebro tiene el 2 por ciento del peso del cuerpo; consume el 25 por ciento del total de oxígeno y el 20 por ciento de la sangre que sale del corazón. En el cerebro se alojan entre diez mil millones y catorce mil millones de neuronas. El cerebro está formado o se puede dividir en dos partes: Telencéfalo (Es la estructura cerebral situada sobre el diencéfalo, corresponde a los hemisferios cerebrales. Representa el nivel más alto de integración somática y vegetativa) y Diencéfalo (Es la parte del cerebro situada entre el tronco del encéfalo y el telencéfalo y está compuesto por diferentes partes anatómicas: hipófisis, hipotálamo, subtálamo, tálamo y epitálamo). Hipófisis. La hipófisis o glándula pituitaria es una glándula compleja que se aloja en una oquedad ósea llamada silla turca del hueso esfenoides, situada en la base del cráneo, en la fosa cerebral media, que conecta con el hipotálamo a través del tallo pituitario o tallo hipofisario. Hipotálamo. Del griego hypó (debajo de) + thálamos (cámara nupcial, dormitorio). El hipotálamo forma parte del diencéfalo, y se sitúa por debajo del tálamo. Suele considerarse el centro integrador del sistema nervioso autónomo o vegetativo, dentro del sistema nervioso central. También se encarga de realizar funciones de integración somato-vegetativa.
El hipotálamo es el encargado de controlar las funciones del medio corporal interno, comportamiento sexual y las emociones, controla el sistema endocrino, actúa sobre el sistema nervioso autónomo y el sistema límbico (es el encargado de controlar las emociones y los instintos). Está conectado a todos los nervios del cerebro, del sistema endocrino y nervioso además de la médula espinal. Subtálamo. Estructura diencefálica situada entre mesencéfalo, tálamo e hipotálamo. Tálamo. Estructura diencefálica de localización superior al hipotálamo. En el tálamo, hacen sinapsis todas las vías sensoriales a excepción de la vía olfatoria. Se compone de múltiples núcleos. Se distinguen núcleos específicos e inespecíficos. Los específicos reciben una modalidad sensorial bien definida y la transmiten a áreas corticales bien delimitadas.
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Epitálamo. Es una estructura diencefálica situada sobre el tálamo. Las partes anatómicas del epitálamo son la glándula pineal o epífisis, el trígono de la habénula, las estrías habenulares y el techo epitelial del tercer ventrículo. •
Cerebelo. Está localizado en la parte posterior y por debajo del cerebro. Sirve de puente junto con el bulbo raquídeo, a los impulsos de la médula para que lleguen al cerebro. Entre sus funciones están: el regular los latidos cardiacos, la presión arterial, la respiración, el equilibrio; coordina los movimientos musculares voluntarios como la marcha y la natación.
Desde el punto de vista anatómico la corteza del cerebelo se divide en una capa externa, o molecular, y una capa interna, o granulosa. Entre ambas capas aparecen unas células denominadas células de Purkinje. Aunque las células de las dos capas cerebelosas corticales son de pequeño tamaño, no por ello dejan de ser neuronas. También se halla presente la neuroglia. •
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Tubérculos cuadrigéminos. Los tubérculos cuadrigéminos o colículos cuadrigéminos están ubicados detrás del acueducto de Silvio y de los pedúnculos cerebrales. Conocida también como Lámina cuadrigémina esta estructura es la porción dorsal del techo del mesencéfalo. Está compuesta por dos pares de protrusiones (salientes o extensiones naturales de un órgano), los tubérculos cuadrigéminos superiores e inferiores. Los tubérculos cuadrigéminos anteriores o superiores se denominan nates. Los posteriores o inferiores se denominan testes. Los anteriores actúan como centros para los reflejos visuales y los posteriores para los auditivos. En su estructura presentan la sustancia gris central recubierto por la sustancia blanca. Bulbo raquídeo. Es el más bajo de los tres segmentos del tronco del encéfalo. Es llamado también médula oblonga. Es la terminación de la parte superior de la médula espinal. Actúa sobre movimientos involuntarios del corazón, intervienen en el funcionamiento de las vías respiratorias, del esófago, intestino delgado, páncreas, hígado, participa en los mecanismos del sueño y la vigilia, detecta los niveles de oxígeno y bióxido de carbono. Una lesión puede producir un paro respiratorio.
El encéfalo es la gran masa de tejido nervioso que ocupa el cráneo, pesa 1.200 g en el adulto. La palabra cerebro se usa en varios sentidos; lo más corriente es que se utilice como sinónimo de encéfalo o para referirse a sus porciones. El encéfalo está dividido en cerebro anterior, medio y posterior. El cerebro anterior o prosencéfalo comprende el telencéfalo, constituido por los dos hemisferios cerebrales, y una pequeña porción inferior, el diencéfalo, que abarca importantes estructuras como el tálamo, los cuerpos geniculados interno y externo, la epífisis y el hipotálamo. El cerebro medio o mesencéfalo, unido al cerebro anterior y posterior, consta ventralmente de los pedúnculos cerebrales y dorsalmente de la lámina cuadrigémina (con los tubérculos cuadrigéminos). El cerebro posterior, o rombencéfalo, comprende al cerebelo, la protuberancia y el bulbo raquídeo, cuya continuidad es la médula espinal.
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- LA MÉDULA ESPINAL
La médula espinal es un órgano con forma de cordón, que se encuentra en el interior de la columna vertebral, protegido por las vértebras y por las tres membranas denominadas meninges. Mide 45 cm de longitud y se extiende desde el agujero occipital del cráneo ocupando casi los 2/3 superiores del conducto raquídeo labrado en el espesor de la columna vertebral. Un corte de la médula tiene forma de «H» y en él se aprecian sus dos partes: la sustancia gris, que forma la parte interna, y la sustancia blanca, en la parte externa. Morfológicamente, la médula espinal es similar en toda su extensión, a cada lado de ella emergen troncos nerviosos llamados raíces espinales, dorsales y ventrales, normalmente hay 31 pares de raíces espinales que se denominan según su relación con las vértebras: 8 cervicales, 12 dorsales, 5 lumbares, 5 sacras y un coxígeo. Las raíces abandonan el conducto raquídeo siguiendo los agujeros intervertebrales, luego se reúnen y dan origen a una rama nerviosa dorsal y otra ventral. La médula espinal tiene dos funciones fundamentales: en primer lugar, es el centro de muchos actos reflejos. Las neuronas sensitivas entran por las raíces dorsales de la médula y hacen sinapsis dentro de la sustancia gris, con interneuronas y neuronas motoras que salen por las raíces ventrales de los nervios espinales. En segundo lugar, la médula es la vía de comunicación entre el cuerpo y el encéfalo, gracias a los cordones blancos que permiten el paso de vías Corte de la médula espinal y órganos y células ascendentes sensitivas y vías descendentes implicados en un arco reflejo. motoras. La mayoría de las vías ascendentes, antes de llegar a su destino, cruzan al otro lado del cuerpo. Así, las sensaciones que provienen de los receptores de un lado del cuerpo van a parar a la zona contraria del cerebro. Las vías descendentes que provienen de distintas estructuras del encéfalo implicadas en el control motor también cruzan al lado contrario. Es decir que, en general, un lado del encéfalo recibe la información del lado opuesto del cuerpo y controla sus movimientos y otras funciones. Debemos recordar que tanto el encéfalo como la médula espinal están rodeados y protegidos por membranas de tejido no nervioso, llamadas meninges, éstas son de afuera hacia adentro: la duramadre, la aracnoides y la piamadre. Entre la aracnoides y la piamadre queda un espacio subaracnoídeo que contiene un fluido, el líquido cefalorraquídeo (LCR).
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2.2.4.2. Sistema Nervioso Periférico (SNP). Tanto el encéfalo como la médula espinal, elementos principales del sistema nervioso central, están unidos a los órganos sensoriales, a los músculos y a las glándulas a través de los nervios y ganglios que componen el sistema nervioso periférico.
Este último está constituido o se encuentra relacionado con el Sistema nervioso somático y con el Sistema nervioso autónomo por medio de tres componentes: nervios craneales, nervios raquídeos y ganglios autónomos. Los nervios pueden ser nervios sensoriales, que captan la información del exterior y la llevan al encéfalo o a la médula espinal, o nervios motores, que llevan la respuesta elaborada por alguno de los centros nerviosos hasta los diferentes órganos. - SISTEMA NERVIOSO SOMÁTICO
Hay nervios específicos para mover los ojos.
Está compuesto por:
Nervios craneales. Son 12 pares de nervios que salen de la base del encéfalo. Algunos de ellos están involucrados en los sistemas sensoriales del encéfalo, como los nervios olfatorios, ópticos y auditivos.
Otros son exclusivamente vías motoras del encéfalo, como los nervios que dan movimiento al ojo (oculomotores) y los faciales. Por último están aquellos que tienen funciones mixtas, sensoriales y motoras. El nervio trigémino, por ejemplo, proporciona sensibilidad facial y controla los movimientos de masticación. Todos estos nervios pasan a través de pequeñas aberturas en el cráneo, para penetrar o abandonar el encéfalo. El nervio vago es un nervio craneal que se extiende lejos de la cabeza. Va al corazón, el tubo digestivo y demás vísceras. Participa en la acción del sistema nervioso autónomo parasimpático. Nervios raquídeos (medulares o espinales). Son 31 pares de nervios, cada miembro de la pareja va a una parte del cuerpo, y salen por cada uno de los lados de la médula. Estos nervios salen en la médula en determinados intervalos.
Los que envían información sensorial (tacto, dolor) del tronco y las extremidades hacia el sistema nervioso central a través de la médula espinal, reciben el nombre de raíces dorsales (tienen fibras sensitivas). Los que envían información de la posición y el estado de la musculatura y las articulaciones del tronco y las articulaciones para el control de la musculatura esquelética reciben el nombre de raíces ventrales (tienen fibras motoras). Individualmente, los pares de nervios raquídeos reciben el mismo nombre del segmento de la médula espinal al que están conectados, más su correspondiente número, como se indica en el si guiente cuadro:
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Pares de Nervios Raquídeos Cervical (nuca) del C1 al C8 Dorsal (espalda) del D1 al D12 Lumbar (espalda baja) del L1 al L5 Sacra (final de espalda) del S1 al S5
Cóccix donde sólo se encuentra el nervio coccígeo
A diferencia del sistema autónomo, el sistema somático regula las respuestas voluntarias; es decir, lo que decidimos hacer conscientemente. Así, cuando hace frío, la respuesta voluntaria de abrigarse está regulada por este sistema. - EL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO O VEGETATIVO
Es el conjunto de neuronas sensoriales y motoras que conectan el sistema nervioso central con los diversos órganos internos: corazón, pulmones, estómago, etc. Las respuestas que se producen en el sistema autónomo son involuntarias; es decir, actos que se realizan sin que intervenga nuestra voluntad. Así se regulan las actividades internas del organismo, tales como: el número de latidos del corazón y el funcionamiento del sistema digestivo y del sistema respiratorio. Una respuesta interesante controlada por este sistema es la reacción de un sujeto frente a situaciones de peligro. Cuando estamos en un caso de emergencia, aumenta el ritmo cardíaco, haciendo que el corazón lata con mayor rapidez y que aumente también el aporte de sangre a los músculos, dejando así la musculatura más tensa y dispuesta a actuar en cualquier momento. Igualmente, este sistema regula las respuestas frente a condiciones ambientales que no suponen peligro. Durante el sueño todas nuestras funciones corporales siguen activas, controladas por este sistema autónomo. El sistema nervioso autónomo o vegetativo está compuesto por dos subsistemas: el sistema nervioso simpático y el sistema nervioso parasimpático.
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Tanto el sistema nervioso somático como el sistema autónomo pueden responder ante el mismo estímulo. La complejidad que e aprecia en las respuestas de los organismos superiores, como el del hombre, se expli a por la participación combinada e integra a de los componentes del sistema nervioso co o sistema coordinador. Ganglios autónomos. Incluyen las dos cadenas de ganglios sim áticos y los ganglios parasimpáticos, más periféricos. Pertenecen al sistema nervioso autónomo.
Conexión desde los músculo y hacia ellos. Vías sensoriales y motoras. Ya hemos visto cómo los nervios raquídeos se organizaban en 31 pares de nervios, que podían ser tant sensitivos, si salían de la raíz dorsal, como otores (si salían de la raíz ventral). Describiremos ahor cuales son las vías que siguen estos nervios para desarrollar su acción. Las vías sensitivas: La i formación sensorial es captada por un determinado receptor sensorial del sistema nervioso periférico. La información viaja en forma de potenciiales de acción por medio de neuronas aferentes sensitiivas.
Estas neuronas también p rtenecen al sistema nervioso periférico. La i formación llega al sistema nervioso central, ya bien sea a la médula, coordinando un arco reflejo, a la base del encéfalo, promoviendo una acción involuntaria, o a la corteza cerebral, donde la inf rmación entonces se hace consciente. Neuronas aferentes o s nsitivas reciben estímulos de los receptores sensoriales y los transmite hasta los centros n rviosos. Hay varios tipos de receptor s sensoriales. En general se dividen en receptores de sensibilidad somática (d l cuerpo, que incluyen la sensibilidad vis eral) y los más especializados (vista, audición, gusto y olfato). Si las neuronas aferente pertenecen al sistema nervioso autónomo, el input sensorial se procesa de forma no cons iente. Las vías motoras: Parten del sistema nervioso central (en caso d emisión de conducta consciente) a través de neuronas eferentes. Si las neuronas eferentes son del sistema nervioso periférico entonces inervará el músculo esquelético y ejecutarán información voluntaria consciente. Aunque también pueden ejecut r reflejos.
Neuronas eferentes o motoras, llevan los impulsos desde los centros n rviosos hasta los órganos efectores (glándulas, múscul s, etc.) Si las neuronas eferentes pertenecen al sistema nervioso autónomo, entonc s inervarán el músculo liso, el músculo cardíaco y las glá dulas.
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PRUEBA SABER 1. ¿ Cuál(es) de las siguientes hormonas se produce(n) en la placenta humana?
mediciones de la concentración de estas hormonas con respecto a la cantidad de glucosa en sangre realizadas a un paciente.
I. Oxitocina II. Gonadotrofina coriónica III. Progesterona a) Sólo I b) Sólo II c) Solo III d) Sólo II y III e) I, II y III 2. ¿Cuál de las siguientes hormonas no se produce en la placenta: a) Estrógenos b) Progesterona c) Oxitocina d) Lactógenoplacentario e) Gonadotropina coriónica
5. De este gráfico es posible deducir que: a) La insulina actúa incrementando el nivel de glucagón en la sangre b) El glucagón aumenta el nivel de insulina en la sangre c) La insulina aumenta al incrementarse los niveles de glucosa sanguínea d) El glucagón aumenta al incrementarse los niveles de glucosa sanguínea
3. Si se produce una lesión en el tálamo, se observarán alteraciones de a) El procesamiento de la información sensorial. b) El control de la frecuencia cardiaca. c) El balance hídrico. d) El control de la temperatura corporal.
6. Una persona ingiere un almuerzo rico en proteínas y lípidos pero sin carbohidratos. Tres horas después de almorzar asiste a su entrenamiento de fútbol. Considerando la información obtenida en la pregunta anterior puede pensarse que en esta persona: a) Los niveles de insulina aumentan antes de almorzar, porque de esta manera puede almacenar la glucosa de la comida anterior que luego será necesaria para el entrenamiento. b) Los niveles de glucagón aumentan al almorzar para permitir que los carbohidratos se liberen y de esta forma la persona obtiene la energía que necesitará para entrenar 3 horas más tarde. c) Al comenzar el entrenamiento, los niveles de glucagón aumentarán para permitir que la energía almacenada en los tejidos pueda ser liberada. d) Los niveles de insulina se elevan al comenzar el entrenamiento para estimular la producción de energía almacenada.
e) Los reflejos medulares.
4. Las hormonas son sustancias que llevan mensajes de uno a otro lado del organismo. Esas hormonas actúan en las células "blanco" donde desencadenan un proceso molecular. De acuerdo con lo anterior, y con sus conocimientos, las hormonas deben: a) Poseer información codificada como la que porta el ADN b) Identificar moléculas específicas en las células blanco c) Ser proteínas para interactuar con las células blanco d) Ser muy pequeñas para que puedan entrar libremente a las células blanco Los niveles de azúcar en un organismo son regulados por las hormonas insulina y glucagón. Mientras una de ellas estimula el almacenamiento de la glucosa en los tejidos la otra promueve su movilización. El siguiente gráfico muestra los resultados de
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c) Mayor en el sistema reproductor que en el tejido muscular entre los 12 y 16 años d) Menor en el sistema nervioso que en cualquier otro sistema durante los 5 primeros años de vida
7. El movimiento de los músculos se realiza gracias a la contracción y estiramiento de las fibras que componen el tejido. La gráfica muestra como es el movimiento de estas fibras frente a la presencia y ausencia de calcio y de energía (en forma de ATP) tal como ocurre en el organismo. De esta gráfica podemos afirmar que en el músculo: a) La contracción de las fibras no necesita de calcio b) No hay movimiento de las fibras en ausencia de ATP c) Para la contracción y relajamiento de las fibras se necesita calcio d) La relajación de las fibras no requiere de energía
9. Las células de los testículos en el hombre estarían presentando una mayor tasa de divisiones meióticas en el punto: a) I b) II c) III d) IV
8. La siguiente gráfica muestra la velocidad relativa de crecimiento de los diferentes sistemas o tejidos específicos durante el desarrollo humano.
10. De las siguientes la mejor forma de evaluar el consumo de oxígeno de un mamífero es registrando: a) La cantidad de alimento que ingiere b) La frecuencia cardiaca c) El nivel de adrenalina en la sangre d) El nivel de azúcar en la sangre
De acuerdo con la información suministrada por esta figura, usted podría afirmar que la tasa de divisiones mitóticas es: a) Menor en el sistema nervioso que en el tejido muscular entre los 4 y los 6 años b) Menor en el sistema linfático entre los 10 y 14 años que en el sistema reproductor entre los 2 y los 4 años
11. Durante el ciclo menstrual hay una enorme variación en la concentración de ciertas hormonas en la sangre. Dos de esas hormonas, el estrógeno y la progesterona, tienen efectos antagónicos, es decir, cuando hay altas concentraciones de una de ellas ocurre algo opuesto a cuando hay altas concentraciones de la otra. Se sabe que una de las funciones de la progesterona es engrosar el endometrio preparándolo para que el óvulo recién fecundado pueda anidarse. Un método anticonceptivo común consiste en aumentar artificialmente los niveles de estrógeno durante el ciclo menstrual. Este método resulta ser muy efectivo porque el estrógeno a) Actúa como espermicida inmediato b) Impide el engrosamiento del endometrio c) Favorece el rápido desprendimiento del endometrio d) Engrosa las paredes del útero
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12. La dieta nutricional de un mamífero se compone básicamente de carbohidratos, lípidos, proteínas, vitaminas y minerales. Si por un problema de salud, la vesícula biliar es extraída, se debe restringir fundamentalmente el consumo de: a) Carne de pescado b) Arroz blanco c) Mantequilla d) Frutas
d) Disminuyendo el nivel de gastrina y aumentando el de secretina. 14. De las siguientes vías, aquella que con mayor probabilidad le permitiría a una proteína de membrana ir desde su sitio de síntesis hasta el sitio donde es funcional (es decir, donde será utilizada) es: a) Aparato de Golgi ---> membrana plasmática ---> retículo endoplásmico rugoso ---> vesícula secretora b) Retículo endoplásmico rugoso ---> vesícula secretora ---> aparato de Golgi --> membrana plasmática c) Membrana plasmática ---> retículo endoplásmico rugoso ---> aparato de Golgi ---> vesícula secretora d) Retículo endoplásmico rugoso ---> aparato de Golgi ---> vesícula secretora ---> membrana plasmática
13. La gastrina y la secretina son dos hormonas implicadas en la regulación del pH en el sistema digestivo humano. La gastrina estimula la producción de ácido clorhídrico en el estómago mientras que la secretina estimula la secreción de bicarbonato por el páncreas. El bicarbonato a su vez, neutraliza la acción del ácido al nivel duodenal. Si en un momento determinado el pH al nivel del duodeno es de 2,5 se podría esperar que el organismo respondiera: a) Disminuyendo el nivel de gastrina y el de secretina. b) Elevando el nivel de gastrina y disminuyendo el de secretina. c) Elevando el nivel de gastrina y el de secretina.
CONTESTE LAS PREGUNTAS 15 Y 16 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN
El siguiente esquema muestra los organélos que participan en el proceso de formación de proteínas hasta que éstas son incorporadas a otros organélos de la misma célula o son secretados al medio extracelular
15. De acuerdo con el esquema si ocurriera un fallo a nivel del complejo de Golgi usted esperaría que la célula fuera incapaz de: a) Traducir la información del ARN mensajero en proteínas b) Modificar las proteínas y empaquetarlas c) Transcribir la información del ADN en ARN mensajero d) Ensamblar aminoácidos para formar cadenas polipeptídicas
consumidos por el organismo ya que son incapaces de sintetizarlos. Teniendo en cuenta el esquema del enunciado si una persona no consume estos dos aminoácidos el proceso de formación de una proteína que los requiera se vería afectado a nivel del: a) Paso 2, porque el ADN no se transcribe en ARN de transferencia b) Paso 1, porque la proteína no se puede modificar ni empaquetar c) Paso 2, porque el ARN mensajero no se puede traducir en proteínas d) Paso 1, porque la proteína no se puede transcribir a partir del ARN
16. Las células humanas necesitan adquirir algunos aminoácidos como la leucina y la fenilalanina a partir de los alimentos
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INVESTIGA……
CUIDADOS Y ENFERMEDADES DE NUESTRO CUERPO
Al terminar los temas vistos sobre el cuerpo humano y su funcionamiento: Nutrición, circulación, Respiración, Excreción, Sistema Óseo, sistema Muscular, Sistema Endocrino y Sistema Nervioso, el estudiante realizará una investigación sobre cuidados y enfermedades de cada uno de los sistemas vistos. Esta investigación será presentada por grupos y expuesta. El tema a investigar será adjudicado por el profesor del área y cada estudiante será responsable de adquirir la información de los temas que no correspondieron a su grupo.
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¿Qué hace el ser humano por el bienestar de su entorno? Mamá está enferma
“Nuestro planeta se comporta como un organismo vivo. Crea las condiciones necesarias para mantenerse en un equilibrio denominado homeóstasis, que conserva volúmenes constantes de líquidos y de gases en continuo proceso de transformación" afirmó a finales de los años setenta el científico británico James Lovelock en su Hipótesis Gaia. El nombre Gaia lo tomó de la mitología griega, que corresponde a la diosa protectora del planeta. Con el paso del tiempo, las personas perdimos la relación sagrada con el planeta. En los últimos dos siglos de "revoluciones industriales" creció vertiginosamente la población y se sucedieron una serie de avances tecnológicos, que llevaron al mal uso de los recursos naturales sin tener en cuenta las consecuencias. El abuso de cualquier organismo, incluido nuestro propio cuerpo, necesariamente desencadena en diversas enfermedades: el planeta tiene fiebre, ocasionada por la excesiva quema de combustibles fósiles. Esto ha creado una capa de gases en la atmósfera, que bloquea la radiación solar, ocasionando el llamado efecto invernadero, con el consiguiente calentamiento global. La excesiva deforestación a escala global es la causa de deslaves, derrumbes y arrastre de millones de toneladas de suelo fértil a los mares, cada año. Esto es equivalente a una hemorragia o una diarrea, con graves consecuencias. La Tierra, nuestra madre, se intoxica con los gases y efluentes industriales que generan la lluvia acida, y contaminan los suelos, el agua y la atmósfera. Sin embargo, hay razones para ser optimistas: algunos de los hijos nos hemos reunido y hemos formulado alternativas para que todos podamos vivir en armonía con la naturaleza. Entre todos podemos salvar el planeta con acciones tan sencillas como producir menos residuos y ahorrar agua y energía. La Madre Tierra enferma sabrá agradecérnoslo.
Responde…… 1. ¿Qué actividades humanas han contribuido a modificar las condiciones ambientales del el entorno mediante la contaminación de la litosfera, la hidrosfera y la atmósfera? 2. ¿Qué acciones se están realizando a escala mundial y nacional para frenar el deterioro de nuestra biosfera? 3. ¿Qué acciones conoces para la prevención de desastres naturales asociados con la atmósfera?
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3. CONTAMINACIÓN DEL AIRE 3.1. EL AIRE Y SU COMPOSICIÓN
Se denomina aire a la mezcla de gases que constituye la atmósfera terrestre, que permanecen alrededor de la Tierra por acción de la fuerza de gravedad. El aire es esencial para la vida en el planeta. Es particularmente delicado, fino, etéreo y -si está limpio- transparente en distancias cortas y medias. En proporciones ligeramente variables, está compuesto por nitrógeno (78%), oxígeno (21%), vapor de agua (0-7%), ozono, dióxido de carbono, hidrógeno y gases nobles como criptón y argón; es decir, 1% de otras sustancias. Los porcentajes indicados expresan fracción en volumen, prácticamente igual a la fracción molar. El aire está compuesto principalmente por nitrógeno, oxígeno y argón. El resto de los componentes, entre los cuales se encuentran losgases de efecto invernadero, son vapor de agua, dióxido de carbono, metano, oxido nitroso, ozono, entre otros.1 En pequeñas cantidades pueden existir substancias de otro tipo: polvo, polen, esporas y ceniza volcánica. También son detectables gases vertidos a la atmósfera en calidad de contaminantes, como cloro y sus compuestos, flúor, mercurio y compuestos de azufre. Composición de la atmósfera libre de vapor de agua, por volumen
Gas
Porcentaje por volumen Volumen (%)
Nitrógeno (N2) Oxígeno (O2) Argón (Ar) Dióxido de carbono (CO2) Neón (Ne) Helio (He) Metano (CH4) Kriptón (Kr) Hidrógeno (H2) Óxido nitroso (N2O) Monóxido de carbono (CO) Xenón (Xe) Ozono (O3) Dióxido de nitrógeno (NO2) Yodo (I2) Amoníaco (NH3) No incluido en aire seco:
78,084 20,946 0,9340 0,039 0,001818 0,000524 0,000179 0,000114 0,000055 0,00003 0,00001 0,000009 0 a 7×10− 0,000002 0,000001 Trazas
Vapor de agua (H2O)
~0,40% en capas altas de la atmósfera; normalmente 1 a 4% en la superficie.
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3.2. CONTAMINACIÓN DEL AIRE POR PARTÍCULAS CFC. Desde los años 1960, se ha demostrado que los clorofluorocarbonos (CFC, también llamados "freones") tienen efectos potencialmente negativos: contribuyen de manera muy importante a la destrucción de la capa de ozono en la estratosfera, así como a incrementar el efecto invernadero. El protocolo de Montreal puso fin a la producción de la gran mayoría de estos productos.
Utilizados en los sistemas de refrigeración y de climatización por su fuerte poder conductor, son liberados a la atmósfera en el momento de la destrucción de los aparatos viejos. Utilizados como propelente en los aerosoles, una parte se libera en cada utilización. Los aerosoles utilizan de ahora en adelante otros gases sustitutivos, como el CO 2.
Monóxido de carbono. Es uno de los productos de la combustión incompleta. Es peligroso para las personas y los animales, puesto que se fija en la hemoglobina de la sangre, impidiendo el transporte de oxígeno en el organismo. Además, es inodoro, y a la hora de sentir un ligero dolor de cabeza ya es demasiado tarde. Se diluye muy fácilmente en el aire ambiental, pero en un medio cerrado, su concentración lo hace muy tóxico, incluso mortal. Cada año, aparecen varios casos de intoxicación mortal, a causa de aparatos de combustión puestos en funcionamiento en una habitación mal ventilada.
Los motores de combustión interna de los automóviles emiten monóxido de carbono a la atmósfera por lo que en las áreas muy urbanizadas tiende a haber una concentración excesiva de este gas hasta llegar a concentraciones de 50-100 ppm, 2 tasas que son peligrosas para la salud de las personas. Dióxido de carbono. La concentración de CO 2 en la atmósfera está aumentando de forma constante debido al uso de carburantes fósiles como fuente de energía y es teóricamente posible demostrar que este hecho es el causante de producir un incremento de la temperatura de la Tierra - efecto invernadero-. La amplitud con que este efecto puede cambiar el clima mundial depende de los datos empleados en un modelo teórico, de manera que hay modelos que predicen cambios rápidos y desastrosos del clima y otros que señalan efectos climáticos limitados. La reducción de las emisiones de CO2 a la atmósfera permitiría que el ciclo total del carbono alcanzara el equilibrio a través de los grandes sumideros de carbono como son el océano profundo y los sedimentos. Monóxido de nitrógeno. También llamado óxido de nitrógeno (II) es un gas incoloro y poco soluble en agua que se produce por la quema de combustibles fósiles en el transporte y la industria. Se oxida muy rápidamente convirtiéndose en dióxido de nitrógeno, NO2, y posteriormente en ácido nítrico, HNO3, produciendo así lluvia ácida.
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Dióxido de azufre. La principal fuente de emisión de dióxido de azufre a la atmósfera es la combustión del carbón que contiene azufre. El SO 2 resultante de la combustión del azufre se oxida y forma ácido sulfúrico, H2SO4 un componente de la llamada lluvia ácida que es nocivo para las plantas, provocando manchas allí donde las gotitas del ácido han contactado con las hojas. SO2 + H2O = H2SO4
La lluvia ácida se forma cuando la humedad en el aire se combina con el óxido de nitrógeno o el dióxido de azufre emitido por fábricas, centrales eléctricas y automotores que queman carbón o aceite. Esta combinación química de gases con el vapor de agua forma el ácido sulfúrico y los ácidos nítricos, sustancias que caen en el suelo en forma de precipitación o lluvia ácida. Los contaminantes que pueden formar la lluvia ácida pueden recorrer grandes distancias, y los vientos los trasladan miles de kilómetros antes de precipitarse con el rocío, la llovizna, o lluvia, el granizo, la nieve o la niebla normales del lugar, que se vuelven ácidos al combinarse con dichos gases residuales. El SO2 también ataca a los materiales de construcción que suelen estar formados por minerales carbonatados, como la piedra caliza o el mármol, formando sustancias solubles en el agua y afectando a la integridad y la vida de los edificios o esculturas. Metano. El metano, CH4, es un gas que se forma cuando la materia orgánica se descompone en condiciones en que hay escasez de oxígeno; esto es lo que ocurre en las ciénagas, en los pantanos y en los arrozales de los países húmedos tropicales. También se produce en los procesos de la digestión y defecación de los animales herbívoros.
El metano es un gas de efecto invernadero que contribuye al calentamiento global del planeta Tierra ya que aumenta la capacidad de retención del calor por la atmósfera. Ozono. El ozono O3 es un constituyente natural de la atmósfera, pero cuando su concentración es superior a la normal se considera como un gas contaminante.
Su concentración a nivel del mar, puede oscilar alrededor de 0,01 mg kg-1. Cuando la contaminación debida a los gases de escape de los automóviles es elevada y la radiación solar es intensa, el nivel de ozono aumenta y puede llegar hasta 0,1 kg -1. Las plantas pueden ser afectadas en su desarrollo por concentraciones pequeñas de ozono. El hombre también resulta afectado por el ozono a concentraciones entre 0,05 y 0,1 mg kg -1, causándole irritación de las fosas nasales y garganta, así como sequedad de las mucosas de las vías respiratorias superiores .
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3.3. EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE Efectos climáticos: generalmente los contaminantes se elevan o flotan lejos de sus fuentes sin acumularse hasta niveles peligrosos. Los patrones de vientos, las nubes, la lluvia y la temperatura pueden afectar la rapidez con que los contaminantes se alejan de una zona. Los patrones climáticos que atrapan la contaminación atmosférica en valles o la desplacen por la tierra pueden, dañar ambientes limpios distantes de las fuentes originales. La contaminación del aire se produce por toda sustancia no deseada que llega a la atmósfera. Es un problema principal en la sociedad moderna. A pesar de que la contaminación del aire es generalmente un problema peor en las ciudades, los contaminantes afectan el aire en todos lugares. Estas sustancias incluyen varios gases y partículas minúsculas o materia de partículas que pueden ser perjudiciales para la salud humana y el ambiente. La contaminación puede ser en forma de gases, líquidos o sólidos. Muchos contaminantes se liberan al aire como resultado del comportamiento humano. La contaminación existe a diferentes niveles: personal, nacional y mundial. El efecto invernadero evita que una parte del calor recibido desde el sol deje la atmósfera y vuelva al espacio. Esto calienta la superficie de la tierra. Existe una cierta cantidad de gases de efecto de invernadero en la atmósfera que son absolutamente necesarios para calentar la Tierra, pero en la debida proporción. Actividades como la quema de combustibles derivados del carbono aumentan esa proporción y el efecto invernadero aumenta. Muchos científicos consideran que como consecuencia se está produciendo el calentamiento global. Otros gases que contribuyen al problema incluyen los clorofluorocarbonos (CFCs), el metano, los óxidos nitrosos y el ozono. Daño a la capa de ozono: el ozono es una forma de oxígeno O 3 que se encuentra en la atmósfera superior de la tierra. El daño a la capa de ozono se produce principalmente por el uso de clorofluorocarbonos (CFCs). La capa fina de moléculas de ozono en la atmósfera absorbe algunos de los rayos ultravioletas (UV) antes de que lleguen a la superficie de la tierra, con lo cual se hace posible la vida en la tierra. El agotamiento del ozono produce niveles más altos de radiación UV en la tierra, con lo cual se pone en peligro tanto a plantas como a animales. 4. SITUACIONES AMBIENTALES GLOBALES 4.1. LOS RESIDUOS PRODUCIDOS POR EL SER HUMANO
Se puede considerar basura todo aquello que ha dejado de ser útil y, por tanto, tendrá que eliminarse o tirarse. La basura se clasifica en tres diferentes categorías: 1. Basura orgánica . Se genera de los restos de seres vivos como plantas y animales, ejemplos: cáscaras de frutas y verduras, cascarones, restos de alimentos, huesos, papel y telas naturales como la seda, el lino y el algodón. Este tipo de basura es biodegradable. 2. Basura inorgánica. Proviene de minerales y productos sintéticos, como los siguientes: metales, plástico, vidrio, cartón plastificado y telas sintéticas. Dichos materiales no son degradables. 3. Basura sanitaria. Son los materiales utilizados para realizar curaciones médicas, como gasas, vendas o algodón, papel
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higiénico, toallas sanitarias, pañuelos y pañales desechables, etcétera. Esta última es a la que realmente se considera como basura, ya que en ella se da la presencia de microorganismos causantes de enfermedades, por tanto, debe desecharse en bolsas cerradas y marcadas con la leyenda basura sanitaria. Los desechos inorgánicos pueden reciclarse o reutilizarse, y los orgánicos, convertirse en fertilizantes, abonos caseros o alimento para algunos animales.
los espacios suficientes para recibirlos.
Lamentablemente, la mayoría de las actividades que el ser humano desempeña son generadoras de basura. El problema principal consiste en la cantidad de desechos producidos, y que en la mayoría de las ocasiones ni siquiera se cuenta con
4.2. EFECTO INVERNADERO
¿Has visitado alguna vez un invernadero? En ellos la luz del Sol entra por los plásticos que a su vez impiden que la energía salga, manteniendo en el interior la temperatura adecuada para cultivar frutas, hortalizas o flores. En la Tierra ocurre un proceso similar. La atmósfera retiene gran parte de la energía solar que ingresa en ella. La energía del Sol atraviesa la atmósfera en forma de ondas de luz. Cerca del 70% de esa energía es atrapada por las capas de la atmósfera y sólo el 45% alcanza la superficie terrestre a pesar de la nubosidad. Esta porción de energía mantiene la temperatura ideal para la vida en un promedio de 15 °C. La energía que no alcanza a llegar a la superficie sufre cambios en su recorrido: es absorbida por la capa de ozono y las nubes y reflejada hacia el espacio exterior. Desde el inicio de la Revolución Industrial, ocurrida a finales del siglo XVIII, los gases emitidos a la atmósfera por acción humana, como el dióxido de carbono que tiene la capacidad de atrapar la energía solar, se han incrementado significativamente. Por ello, una mayor proporción de los rayos solares son retenidos en la Tierra aumentando el promedio de la temperatura global.
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Desde que se comenzaron a quemar combustibles fósiles como el carbón, el gas y el petróleo, el contenido de CO2 en la atmósfera pasó de 280 partes por millón, antes de la Revolución Industrial, a 380 en la actualidad. En sus proyecciones, los científicos establecen que lugares como Holanda, Bangla Desh, Miami, Río de Janeiro y parte de New York quedarían sepultadas bajo las aguas del mar; entre otras consecuencias. 4.3. LA LLUVIA ACIDA
Recuerda que la acidez se mide en una escala que va de 0 a 14, siendo 0 el extremo ácido y 14 el extremo básico. Un pH de 7 es neutro. El limón, por ejemplo, tiene un pH de 2,3. La lluvia no contaminada se caracteriza por ser ligeramente acida y tener un pH entre 5 y 6. Esto se debe a que el aire contiene naturalmente óxidos que reaccionan con el agua suspendida en la atmósfera dándole su carácter levemente ácido. A lo largo de la historia de la Tierra la lluvia, debido a su carácter ácido, ha desgastado rocas superficiales, penetrado en otras hasta que las ha consumido y ha dejado cavernas enormes. El problema actual concerniente a la lluvia acida se debe a la actividad industrial humana. La combustión de combustibles fósiles produce óxidos de nitrógeno y dióxido de sulfuro, gases que desembocan a la atmósfera. Ellos reaccionan con el agua suspendida en las nubes y forman ácido sulfúrico y ácido nítrico. La lluvia acida puede viajar en la atmósfera incluso de un continente a otro arrastrada por los vientos. Lluvia acida en la naturaleza. La lluvia acida que cae en los ecosistemas naturales mata las plantas y los animales, contamina las aguas superficiales y subterráneas y daña el suelo. La acidez tiene la capacidad de corroer diversas sustancias, entre ellas algunas tóxicas, como el aluminio, que pueden llegar a las fuentes de agua. Si los animales toman esa agua pueden enfermar e incluso morir. Además, los suelos pueden perder su fertilidad si la acidez se torna excesiva pues los microorganismos y las plantas no toleran rangos extremos de acidez.
Los daños causados al ambiente pueden llegar a ser irreversibles cuando una especie desaparece, por ejemplo. Además, afectan la economía cuando los suelos dejan de ser fértiles y se pierden fuentes de agua. Lluvia acida en las ciudades. La lluvia acida que cae en las ciudades afecta las fachadas de los edificios, las tuberías, los cables, daña estatuas y afecta las partes metálicas de ventanas y automotores. Estos daños severos ocasionan pérdidas económicas sustanciales.
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¿Qué hacer? Tú puedes contribuir a controlar la lluvia ácida. Simplemente apaga las luces que no uses. Si debes recorrer trayectos cortos hazlo en bicicleta o camina. Motiva a tus padres a usar el transporte público cada vez que puedan y a hacer un uso racional del transporte privado. Ideas •
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Las corrientes oceánicas y los vientos son fenómenos naturales que inciden en la dinámica del clima. La zona de confluencia intertropical (ZCIT) es aquella donde confluyen los vientos alisios del noreste y del sureste. Se caracteriza por las altas temperaturas, la humedad, los vientos suaves y las grandes selvas tropicales. Los diversos gases emitidos a la atmósfera por acción humana se incrementaron significativamente a partir de la Revolución Industrial, en el siglo XVIII. El Protocolo de Kioto, firmado en Japón, busca que los países industrializados reduzcan las emisiones de gases que influyen notablemente en el efecto invernadero. El Ártico y la Antártida son las regiones más afectadas por el fenómeno del calentamiento global. Los fenómenos de El Niño y La Niña se presentan cada dos a siete años en las aguas del océano Pacífico alterando los períodos de lluvia y sequía. En Colombia el fenómeno de El Niño modifica la temporada invernal reduciendo la cantidad de precipitaciones, principalmente en los departamentos de las regiones Caribe y Andina. La función de la capa de ozono es proteger a los seres vivos de la acción directa de los rayos ultravioleta. Los óxidos de nitrógeno y dióxido de sulfuro que reaccionan con el agua suspendida en las nubes forman ácido sulfúrico y ácido nítrico: la lluvia acida.
4.4. DESTRUCCIÓN DE LA CAPA DE OZONO
Los Efectos que el hombre ha ejercido en la Atmósfera, a partir de la Revolución Industrial, han significado drásticos y perceptibles cambios en su composición, amenazando todo el Biosistema. El ozono, ubicado en la Estratosfera como capa entre 15 y 30 km. de altura, se acumula en la atmósfera en grandes cantidades, y se convierte en un escudo que nos protege de la radiación ultravioleta que proviene del sol haciendo posible la vida en la Tierra.
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El Gas Ozono está en un continuo proceso de formación y destrucción, ya que al poseer tres átomos de Oxígeno que se liberan a la atmósfera siempre uno de ellos se une a una molécula de Oxígeno y forma nuevamente Ozono, este último, después de absorber rayos UV se divide formando una molécula de oxígeno y liberando un átomo de oxígeno, proceso cíclico que se repite constantemente. Durante los últimos años, la capa de ozono, se ha debilitado formando un verdadero agujero, que en algunos sectores ha producido disminuciones de hasta el 60% en la cantidad de ozono estratosférico. Este desgaste se debe al uso de un componente químico producido por el hombre, los clorofluorocarburos (CFC) de productos, como los aerosoles, disolventes, propelentes y refrigerantes. La acción de estos gases en la Estratosfera libera átomos de Cl a través de la radiación UV sobre sus enlaces moleculares; cada átomo de Cl destruye miles de moléculas de Ozono transformándolas en moléculas de dioxígeno. Otros compuestos que afectan la capa de ozono por contener cloro (Cl) son el metilcloroformo (solvente), el tetracloruro de carbono (un químico industrial) y sustancias que contengan bromo (Br), como los halones, utilizados para extinguir el fuego. El nivel excesivo de la radiación UV (especialmente la A y la B) que llegue a la superficie de la Tierra puede perjudicar la salud de las personas, en patologías como: aparición de cáncer de piel; lesiones en los ojos que producen: cataratas, la deformación del cristalino o la presbicia; y deterioro del sistema inmunológico, influyendo de forma negativa sobre la molécula de ADN donde se ven afectadas las defensas del cuerpo, las cuales generan un aumento en las enfermedades infecciosas, que pueden aumentar tanto en frecuencia como en severidad, tales como: sarampión, herpes, malaria, lepra, varicela. A nivel de fauna, el aumento de los rayos UV daña a los ecosistemas acuáticos se ha visto que el daño en algunas zonas de aguas claras alcanza hasta 20 mts. de profundidad, siendo su consecuencia la pérdida de fitoplancton (base de la cadena alimenticia marina). Esto es muy perjudicial, porque una disminución en la cantidad de organismos puede provocar una reducción de los peces y afectar el resto de la cadena trófica. Así, por ejemplo, bajo el agujero de la capa ozono en la Antártica la productividad de este conjunto de organismos acuáticos disminuyó entre el 6 y el 12%. También, estos rayos provocan problemas en peces, crustáceos y anfibios durante sus primeras etapas de desarrollo, afectando sus capacidades de reproducción, por lo tanto reduciendo el tamaño de la población. Además, al escasear el fitoplancton (que son organismos fotosintéticos) los océanos perderían su potencial como recolector de CO2, contribuyendo aún más al efecto invernadero. A nivel de flora, está provocando importantes cambios en la composición química de varias especies de plantas (arroz y soya) y árboles (coníferas). Además, está alterando el crecimiento de algunas plantas e impidiendo su proceso de fotosíntesis. Así, por ejemplo, se está viendo afectado el rendimiento de las cosechas.
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La mejor forma de asumir una actitud responsable es el fomento y el desarrollo de una educación sustentada en valores y principios ambientales para que nuestras generaciones futuras puedan disfrutar de este maravilloso planeta llamado Tierra. 4.5. EL CALENTAMIENTO GLOBAL Y CAMBIOS CLIMÁTICOS La corriente del Golfo se llama así por originarse a la altura del golfo de México. Esta corriente cruza el Atlántico, calienta las costas europeas incluida Islandia y Groenlandia.
En los últimos cien años la temperatura media del planeta ha aumentado 0,6 °C y la tendencia es que en los próximos años siga elevándose. Medio grado puede parecer insignificante; sin embargo, los cambios en el clima mundial han sido evidentes. Cada vez son más las zonas que sufren de sequías, por lo que hay escasez de agua potable y las tierras que antes eran fértiles ya no lo son. Sin embargo, hay regiones del planeta que se han visto beneficiadas con este fenómeno. Es el caso del Reino Unido en cuyo suelo se están cultivando la vid y otras plantas de clima mediterráneo. Otro efecto del calentamiento global es el deshielo de los casquetes polares, lo que causa un aumento en el nivel de los océanos, poniendo en peligro las poblaciones que habitan en las costas. A medida que los océanos se calientan las tormentas se tornan más fuertes, pues la velocidad del viento aumenta, lo mismo que la condensación de humedad en las tormentas. Esto desencadena fuertes precipitaciones que cada vez causan más inundaciones en todos los continentes. Tal vez oíste acerca del huracán Katrina que golpeó primero en la Florida en septiembre de 2005, siguió su curso hacia el golfo de México y causó daños catastróficos en la ciudad de Nueva Orleans. Tan sólo tres semanas después llegaron a las zonas costeras de Estados Unidos el huracán Rita y luego el huracán Wilma, el más intenso que se haya registrado hasta el momento. Los científicos predicen que la intensidad de los huracanes seguirá en aumento a medida que el calentamiento de la atmósfera incremente. Hay dos lugares en la Tierra que son especialmente sensibles a los efectos de la elevación de la temperatura, el Ártico y la Antártida. Aparentemente ambas regiones son iguales pues la presencia de hielo y nievees una constante. Sin embargo, el casquete de hielo de la Antártida tiene un espesor de tres kilómetros, mientras que el del Ártico tiene un grosor promedio de tres metros. Esta diferencia se debe a que la Antártida es tierra rodeada de océano. Sucede lo contrario en el Ártico, en donde el océano está rodeado por tierra. Esto causa que el Ártico sea en extremo sensible a los cambios de temperatura, y es allí donde los científicos están viendo los mayores efectos del cambio climático global. Pero los efectos del calentamiento global no son sólo evidentes en el Ártico y la Antártida, también son visibles en las regiones que se ubican al norte del Círculo Polar Ártico. Esta región permanece congelada la mayor parte del año, y a este suelo que constantemente está congelado se le llama permafrost. En esta capa
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hay almacenadas grandes cantidades de carbono. Se estima que en la región de la tundra siberiana hay alrededor de 70 000 millones de toneladas de carbono almacenadas. Debido al aumento de la temperatura el permafrost se ha comenzado a derretir y el carbono ha comenzado a liberarse. Se calcula que la cantidad de carbono presente en los suelos siberianos es diez veces la cantidad de carbono emitido anualmente por las actividades humanas. Una posible glaciación como consecuencia del calentamiento global
Aunque parece contradictorio, las investigaciones que se han llevado a cabo sobre el deshielo del casquete polar ártico como consecuencia del calentamiento global hacen pensar en una posible glaciación en nuestra era. El científico estadounidense Wallace Broecker llegó a la conclusión de que las corrientes oceánicas transportan calor por la Tierra como una inmensa correa de transmisión. En el Atlántico, por ejemplo, la corriente cálida que parte del golfo de México avanza hacia el norte y transmite a su paso calor al aire por evaporación. A medida que la corriente avanza hacia el norte sus aguas se tornan progresivamente más frías, más saladas y más densas, hasta el momento en que cerca de Islandia se vuelven tan pesadas que se hunden e inician un largo viaje hacia el sur a través de los fondos oceánicos. Ocurre que el deshielo del Ártico puede afectar la circulación de la corriente del Golfo, lo que traería consigo alteraciones en el clima de Europa occidental y la región este de Norteamérica. Estas alteraciones consistirían en veranos muy cálidos que podrían extenderse hasta el otoño e inviernos muy severos que durarían hasta la primavera. Las aguas del casquete ártico podrían diluir la salinidad del mar hasta una densidad tal que le impidiera sumergirse y emprender su viaje hacia el sur. Así la corriente quedaría detenida, aislando el Atlántico Norte de las aguas tropicales cada vez más cálidas. El resultado sería un leve calentamiento del Ártico que haría que la temperatura de los países del Atlántico Norte bajara considerablemente. Si ello sucediera las temperaturas invernales en la región del Atlántico Norte descenderían 10 °C dent ro de diez años, dando a una ciudad como Dublín el clima de Spitzberg, una ciudad ubicada a 400 km del Círculo Polar Ártico. Esta posible glaciación se confirma con numerosas muestras que indican cómo hace unos 8000 años se produjo un "miniperíodo glaciar" que duró unos 400 años. Esto ocurrió cuando el agua dulce proveniente de los glaciares del norte se desbordó de los Grandes Lagos y fluyó hacia el Atlántico Norte a través del río San Lorenzo, en la actual Canadá. Estas aguas detuvieron el curso de la correa que transportaba calor. Los fenómenos de El Niño y La Niña. Seguramente habrás oído hablar acerca de los fenómenos de El
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Niño y La Niña, especialmente cuando los períodos de lluvia y sequía en nuestro país se ven alterados. Estos fenómenos se presentan regularmente cada 2 a 7 años en las aguas del océano Pacífico. Fenómeno de El Niño. El fenómeno de El Niño ocurre debido a que los vientos alisios reducen su intensidad, por lo que la acumulación de aguas cálidas se traslada de las costas orientales asiáticas hacia el Pacífico central. Dependiendo de la intensidad del fenómeno, la masa de agua cálida se puede desplazar más o menos en dirección occidental, hasta alcanzar finalmente las costas de Perú y Ecuador.
Este fenómeno reduce la surgencia o el ascenso de agua fría rica en nutrientes hacia la superficie. El resultado es una elevación en la temperatura superficial del mar y la drástica disminución de nutrientes, hechos que afectan la vida en el ecosistema marino de la zona. A su vez, se incrementan las lluvias en la costa occidental suramericana y las sequías en las regiones orientales de Asia y Australia. El desplazamiento hacia el oriente de la fuente de calor resulta en cambios de la circulación atmosférica global, lo que a su vez cambia el tiempo en regiones lejanas del Pacífico tropical. En Colombia el fenómeno de El Niño modifica la temporada invernal reduciendo la cantidad de precipitaciones, principalmente en los departamentos de las regiones Caribe y Andina. Hacia finales de año el fenómeno ha madurado, por lo que las temperaturas suben y aumentan los incendios forestales. Fenómeno de La Niña. El fenómeno de La Niña es opuesto al de El Niño, es decir, se caracteriza por temperaturas más frías de lo normal en la zona del Pacífico ecuatorial, debido a un aumento en la intensidad de los vientos alisios del Este.
Sus efectos sobre el clima de las regiones son también contrarios a los de El Niño. Estos episodios de El Niño, caracterizado por ser cálido y La Niña, caracterizado por ser frío, forman parte de un ciclo que se denomina El Niño Oscilación del Sur (ENSO, por sus siglas en inglés). 5. LAS BASURAS
La mayoría de la gente piensa que desaparece como por arte de magia o en el mejor de los casos que el Ayuntamiento se encarga de ella pero esto no es tan sencillo ya que resulta un gran problema este de las basuras. Pero el tema de las basuras es un asunto en el que todos tenemos algo que hacer, un problema del que todos somos responsables en gran medida. Bastaría con reflexionar sobre el incremento anual de las basuras o sobre la variedad y cantidad de cosas de las que nos desprendemos cada día.
La basura es una de las cosas que están a la orden del día y presente en todos los sitios a los que vayamos, en casa, comercios, industrias... Pero a pesar de su importancia sabemos demasiadas pocas cosas de ella, ya que una vez que nos deshacemos de ella tirándola al contenedor, no tenemos ni idea de que es lo que tiene dentro ni donde va en la mayoría de los casos.
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5.1.3. Basura sanitaria. Son los materiales utilizados para realizar curaciones médicas, como gasas, vendas o algodón, papel higiénico, toallas sanitarias, pañuelos y pañales desechables, etcétera.
Podemos clasificar los residuos en función de diferentes parámetros: su origen, estructura y composición, el tratamiento que necesitan para ser gestionados adecuadamente, etc.
Está claro que los residuos no desaparecen cuando los depositamos en los contenedores, su gestión es costosa, compleja y cara. Y muchas veces, las alternativas para mejorar pasan por una mayor información de los ciudadanos. Entre todos podemos así lograr que el montón de basura se disminuya. Residuos son todas aquellas materias generadas en las actividades de consumo y producción que no alcanzan, en el contexto en que son producidas, ningún valor económico. Esto puede ser debido en la actualidad tanto a la falta de tecnología adecuadas para su aprovechamiento, como a la inexistencia de mercados para los productos recuperados. Otra definición sería aquella que alude a residuo como substancia u objeto del cual se desprende o tenga obligación de desprenderse su poseedor o usuario.
Dos de los términos más usados en lo referente a la tipología de residuos son: Residuos Sólidos Urbanos (RSU) o asimilables a urbanos, que se definen como aquellos productos como consecuencia de las siguientes actividades:
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Domiciliarias.
5.1. CLASES Y CARACTERÍSTICAS
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La basura se clasifica en tres diferentes categorías:
Comerciales y de servicios. Limpieza viaria, de zonas verdes y recreativas.
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Abandono de animales muertos, enseres, muebles y vehículos. Industriales, de la construcción, agrícolas y ganaderas, siempre y cuando se produzcan en zonas clasificadas como urbanas y urbanizables
5.1.1. Basura orgánica. Se genera de los restos de seres vivos como plantas y animales, ejemplos: cáscaras de frutas y verduras, cascarones, restos de alimentos, huesos, papel y telas naturales como la seda, el lino y el algodón. Este tipo de basura es biodegradable.
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5.1.2. Basura inorgánica. Proviene de minerales y productos sintéticos, como los siguientes: metales, plástico, vidrio, cartón plastificado y telas sintéticas. Dichos materiales no son degradables.
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Residuos Tóxicos y Peligrosos (RTP), un amplio conjunto de sustancias y productos que exigen tratamientos específicos y una atención especial en su gestión, como se detalla más adelante en este trabajo. A continuación describimos algunos de los tipos de residuos más frecuentes, cada uno de los cuales presenta unas características concretas en cuanto a los parámetros antes mencionados:
Residuos domésticos.- Dentro de los RSU, son aquellos que tienen el origen en el hogar. Pueden incluir residuos tóxicos y peligrosos tales como pilas y disolventes, pero su mayor porcentaje lo componen restos de comida, papel, vidrio, plásticos, textiles y metales.
Residuos ganaderos.- Son aquellos producidos como consecuencia de las deyecciones del ganado. Pueden presentarse en forma sólida, semisólida (lisier) o líquida, y requieren una gestión específica, adecuada a la carga ganadera que soporta un área determinada, al tipo de animal del que se trate y a la magnitud de las granjas agropecuarias.
Residuos de construcciones y demolición.- Son RSU procedentes de obras menores y reparaciones en el domicilio: escombros, ladrillos, madera, cal, cemento... Requieren una atención específica diferenciada de los residuos domésticos. Residuos voluminosos.- Son restos de origen domésticos que por su volumen no pueden ser depositados en contenedores. Lo constituyen toda clase de muebles viejos y electrodomésticos. También son RSU.
Residuos industriales.- Son los que se generan como resultado de una determinada actividad industrial. Su tratamiento va a estar en función de su peligrosidad para el medio o para las personas. En general son RTP, ya que precisan tratamientos específicos para evitar que contaminen pero también pueden ser no peligrosos en cuyo caso desde denominan residuos asimilables a urbanos ( papel, restos alimenticios, textiles, madera,...) o residuos inertes ( vidrios, escombros, chatarras,...) que pueden ser utilizados como relleno en obras públicas, entrar en los circuitos de reciclados o ir a escombreras controladas.
Residuos comerciales.- Son RSU procedentes del sector servicios y de la distribución comercial de mercancías. Lo constituyen normalmente derivados para el embalaje de artículos, y vidrio en el sector hostelero.
Residuos radioactivos.- Constituyen una clase muy especial de residuos cuyo principal origen son las centrales nucleares, los centros de investigación y centros hospitalarios. Están formados por restos de productos radioactivos, que tienen una vida contaminante más o menos larga siendo en extremo peligrosos.
Residuos sanitarios (RTP).- Son aquellos derivados del normal funcionamiento de ambulatorios, hospitales, centro de investigación química y otros centros sanitarios. Se caracterizan por posible presencia de medicamentos y gérmenes patógenos.
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5.2. APROVECHAMIENTO DE LAS BASURAS
El reciclaje es un proceso fisicoquímico o mecánico que consiste en someter a una materia o un producto ya utilizado a un ciclo de tratamiento total o parcial para obtener una materia prima o un nuevo producto. También se podría definir como la obtención de materias primas a partir de desechos, introduciéndolos de nuevo en el ciclo de vida y se produce ante la perspectiva del agotamiento de recursos naturales, macro económico y para eliminar de forma eficaz los desechos. Prácticamente el 90% de la basura doméstica es reciclable, por eso es importante que separemos en nuestra casa la basura y los depositemos en los contenedores adecuados. Hay contenedores de papel y cartón, materias orgánicas, vidrio, latón, latas de aluminio, latas de hojalata, etc. 5.2.1. Los objetivos del reciclaje son los siguientes:
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Conservación o ahorro de energía. Conservación o ahorro de recursos naturales. Disminución del volumen de residuos que hay que eliminar. Protección del medio ambiente.
El reciclaje permite: · Ahorrar recursos · Disminuir la contaminación. · Alargar la vida de los materiales aunque sea con diferentes usos. · Ahorrar energía. · Evitar la deforestación. · Reducir el 80% del espacio que ocupan los desperdicios al convertirse en basura. · Ayudar a que sea más fácil la recolección de basura. · Tratar de no producir toneladas de basura diariamente que terminan sepultadas en rellenos sanitarios. · Vivir en un mundo más limpio. Por cada tonelada de vidrio reciclado se salva una tonelada de recursos naturales. El uso de botellas rellenables o retornables reduciría la contaminación en un 20 % ya que el vidrio nuevo es 100% reciclable. El vidrio se clasifica según su color, entre los más comunes se encuentran el transparente, el verde y el azul. Una tonelada de vidrio reutilizada varias veces como frascos ahorra 117 barriles de petróleo.
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5.2.2. La cadena de reciclado posee varios eslabones como: Origen: que puede ser doméstico o industrial. Recuperación: que puede ser realizada por empresas públicas o privadas. Consiste únicamente en la recolección y transporte de los residuos hacia el siguiente eslabón de la cadena. Plantas de transferencia: se trata de un eslabón voluntario o que no siempre se usa. Aquí se mezclan los residuos para realizar transportes mayores a menor costo (usando contenedores más grandes o compactadores más potentes). Plantas de clasificación (o separación) : donde se clasifican los residuos y se separan los valorizables. Reciclador final (o planta de valoración) : donde finalmente los residuos se reciclan (papeleras, plastiqueros, etc.), se almacenan (vertederos) o se usan para producción de energía (cementeras, biogas, etc.) Para la separación en origen doméstico se usan contenedores de distintos colores ubicados en entornos urbanos o rurales:
Contenedor amarillo (envases): En éste se deben depositar todo tipo de envases ligeros como los envases de plásticos (botellas, tarrinas, bolsas, bandejas, etc.), de latas (bebidas, conservas, etc.) Contenedor azul (papel y cartón): En este contenedor se deben depositar los envases de cartón (cajas, bandejas, etc.), así como los periódicos, revistas, papeles de envolver, propaganda, etc. Es aconsejable plegar las cajas de manera que ocupen el mínimo espacio dentro del contenedor. Contenedor verde (vidrio): En este contenedor se depositan envases de vidrio. Contenedor gris (orgánico):1 En él se depositan el resto de residuos que no tienen cabida en los grupos anteriores, fundamentalmente materia biodegradable. Contenedor rojo (desechos peligrosos): Como celulares, insecticidas, pilas o baterías, aceite comestible o de autos, jeringas, latas de aerosol, etc.
5.3. DESVENTAJAS DEL MAL USO DE LAS BASURAS 5.3.1. Efectos de la basura en el aire. Cuando se pudren o se descomponen los residuos orgánicos de la basura se llegan a desprender gases tipo invernadero, entre ellos están:
Metano (CH4). Proviene de la descomposición de la materia orgánica por acción de bacterias; se genera en los rellenos sanitarios; es producto de la quema de basura, de la excreción de animales y también proviene del uso de estufas y calentadores.
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Óxido nitroso (N2O). Se libera por el excesivo uso de fertilizantes; está presente en desechos orgánicos de animales; su evaporación proviene de aguas contaminadas con nitratos y también llega al aire por la putrefacción y la quema de basura orgánica. Dióxido de carbono (CO2). Es el gas más abundante y el que más daños ocasiona, pues además de su toxicidad, permanece en la atmósfera cerca de quinientos años. Las principales fuentes de generación son: la combustión de petróleo y sus derivados, quema de basura, tala inmoderada, falta de cubierta forestal y la descomposición de materia orgánica. Estos gases tipos invernadero contribuyen a atrapar el calor generado por los rayos solares en la atmósfera, en un proceso conocido como efecto invernadero. Ese fenómeno contribuye a los cambios climáticos que se presentan actualmente y pueden ser más drásticos que los ocurridos en los últimos cien años. Todos los gases tipo invernadero son componentes naturales de la atmósfera, pero el problema reside en la elevada concentración de los mismos que hace imposible removerlos de la atmósfera de forma natural. 5.3.2. Consecuencias del aumento de la temperatura de la Tierra. Los científicos dedicados a estudiar los cambios climáticos del planeta han encontrado que en los últimos años la temperatura se ha incrementado de 0,5º a 1,0º C.
Se estima que en los próximos cincuenta años, la temperatura puede elevarse de 1,5 a 5,5º C, si no se controla la presencia de gases de invernadero en la atmósfera. Se puede pensar que tal fenómeno no es tan negativo, después de todo, pues tenemos cambios estacionales, o aun, los que llegan a presentarse de un día para otro. Sin embargo, se habla de un incremento a escala mundial que alteraría no sólo la temperatura, sino la lluvia, los vientos, la humedad e incluso el desarrollo de los ecosistemas. Si el agua empieza a calentarse, las zonas de hielo comenzarían a derretirse ocasionando que el nivel de agua aumente y, al elevarse, muchas de las ciudades costeras desaparecerían bajo el agua. Se calcula que con un aumento de un metro quedarían inundadas amplias zonas de ciudades como Shanghai, El Cairo, Bangkok, Venecia, el parque nacional de Everglades, en Florida, además se inundarían las costas de California, Baja California y Baja California Sur, en los Estados Unidos, así como amplias extensiones de Sonora hasta Oaxaca en México; si aumentara 1,5 metro quedarían sumergidas Carolina del Norte y del Sur (Estados Unidos), las islas Marshall (en el océano Pacífico) y las Maldivas (frente a la India) y algunas islas del Caribe. También se sabe que muchos tanques de almacenamiento de desechos peligrosos se localizan precisamente en las costas, si éstas se inundaran, podría haber derrames muy peligrosos. 5.3.3. Efecto de la basura en el agua. La contaminación del agua se debe en gran medida a las diversas actividades industriales, las prácticas
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agrícolas y ganaderas, así como a los residuos domésticos o escolares en general y que al verterse en ella modifican su composición química haciéndola inadecuada para el consumo, riego o para la vida de muchos organismos. Se puede clasificar en dos grupos los contaminantes del agua: orgánicos e inorgánicos. Los primeros están formados por desechos materiales (restos de comida, cáscaras, etc.) generados por seres vivos. Asimismo, se consideran contaminantes orgánicos los cadáveres y el excremento. Los segundos son los contaminantes procedentes de aguas negras arrojadas por las casas habitación, industrias o los agricultores. Al depositar basura orgánica en el agua, ésta atrae a un gran número de bacterias y protozoarios que se alimentan con esos desechos, su actividad aumenta su reproducción a gran escala, y con ello crece exageradamente su población, en consecuencia consumen un mayor volumen del oxígeno disuelto en el agua; causando la muerte de muchos peces al no tener ese elemento indispensable para realizar el proceso respiratorio. Sin embargo, las bacterias no se afectan porque muchas especies pueden realizar la respiración sin la presencia de oxígeno, es decir, de forma anaerobia. Ese proceso conocido como fermentación ocasiona que el agua se vuelva turbia, que despida olores fétidos por la presencia de ácido sulfhídrico y metano (productos de la fermentación), y originará la muerte de muchos peces, en ocasiones de importancia económica para el hombre. En el agua también ocurre la putrefacción de materia orgánica. Con este término se designa la descomposición de proteínas, que es un proceso similar a la fermentación. Las algas, por otra parte, también aprovechan la presencia de basura orgánica para aumentar su tasa de reproducción y se vuelven tan abundantes que impiden el desarrollo de otros seres vivos. Las aguas negras, es decir, el agua ya utilizada para el aseo personal, de la casa y hasta la que proviene de los baños, puede ser muy peligrosa si los restos de excremento contienen organismos patógenos que originan enfermedades como el cólera, amebiasis, tifoidea, etcétera. Los desechos inorgánicos incluyen sustancias químicas peligrosas como el plomo, arsénico, mercurio; además de los detergentes, insecticidas, fertilizantes y hasta petróleo. 5.3.4. Efectos de la basura en el suelo. Los desechos y residuos materiales que van depositándose en la tierra, se descomponen y la dañan, con lo cual ocasionan severos problemas ambientales ya que en ella viven la mayoría de los organismos, incluyendo al ser humano. Además, de ella se obtienen gran parte de los recursos utilizados en la alimentación.
Todos los seres vivos presentan un ciclo de vida dentro del cual nacen, crecen, se reproducen y mueren. Durante él, realizan diversos procesos biológicos como la alimentación, la digestión o la reproducción. Cuando se altera el ambiente en el que viven, estos procesos se interrumpen o se llevan a cabo de forma deficiente. La basura y los desechos materiales orgánicos e inorgánicos que se arrojan en la naturaleza, modifican sus condiciones y provocan cambios que pueden ir desde la erosión hasta la extinción de las especies. Los depósitos de basura al aire libre no sólo acaban con el hábitat natural de los organismos, sino que interrumpen los ciclos biogeoquímicos, o acaban con los integrantes de las cadenas alimenticias.
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Como consecuencia, el ser humano tendrá menos recursos para alimentarse, al buscar nuevas tierras que explotar dañará aún más las condiciones del planeta y además podrá contraer numerosas enfermedades ocasionadas por arrojar basura en el medio natural. 5.3.5. La basura en la ciudad. El manejo de la basura se resume a un ciclo que comienza con su generación y acumulación temporal, continuando con su recolección, transporte y transferencia y termina con la acumulación final de la misma. Es a partir de esta acumulación cuando comienzan los verdaderos problemas ecológicos, ya que los basureros se convierten en focos permanentes de contaminación. Existen varias formas de acumulación, una de ellas es la de los tiraderos a cielo abierto, zonas donde simplemente se acumulan los desechos sin recibir ningún tipo de tratamiento. Otro medio de apilamiento final es el enterramiento controlado, que consiste en disponer la basura en algún área relativamente pequeña, dentro de algún sitio elegido para este fin, extenderla, comprimirla y cuando llegue a una altura de dos metros, se cubre con tierra traída de alguna obra de excavación.
Entre los fenómenos que causan los problemas ambientales está la mezcla de los residuos industriales con la basura en general. Se calcula que se producen más de doscientas mil toneladas de residuos industriales por día, y que la mayor parte de los industriales, incluyendo a los dueños de pequeños de talleres, los entregan a los servicios municipales de recolección, donde son mezclados sin ninguna precaución con la basura doméstica y son transportados a tiraderos a cielo abierto. Se considera peligroso cualquier desecho que sea inflamable, corrosivo, reactivo, tóxico, radiactivo, infeccioso, fitotóxico, teratogénico o mutagénico. En comparación con los procesos naturales, donde se producen sustancias químicas complejas en que el impacto es mínimo, los procesos son cíclicos y se llevan a cabo con ayuda de catalizadores muy eficientes; la industria, en cambio, gasta gran cantidad de energía y agua, sus procesos son lineales y producen muchos desechos. Los basurales causan problemas ambientales que afectan el suelo, el agua y el aire: la capa vegetal originaria de la zona desaparece, hay una erosión del suelo, contamina a la atmósfera con materiales inertes y microorganismos. Con el tiempo, alguna parte de ellos se irá descomponiendo y darán lugar a nuevos componentes químicos que provocarán la contaminación del medio, que provocarán que el suelo pierda muchas de sus propiedades originales, como su friabilidad, textura, porosidad, permeabilidad, intercambio catiónico, concentración de macro y micronutrientes. Los nuevos componentes son principalmente las biogás y los lixiviados. En la elaboración de biogás intervienen hongos y bacterias aeróbicas cuyos subproductos finales son el bióxido de carbono, el amoniaco y el agua. En una primera etapa en presencia de agua y enzimas bacterianas extracelulares se forman compuestos solubles de bajo peso molecular. En una segunda etapa, llamada metanogénica debido a que produce una cantidad considerable de metano, además de bióxido de carbono, se da por la acción del calor
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producido durante la fermentación que alcanza los 70°C, donde se rompe la molécula de ácido acético y , en presencia de agua, da lugar a la formación de metano y bióxido de carbono. Otros gases son producidos en las biogás como lo son el etano, el propano, la fosfina, el ácido sulfhídrico, el nitrógeno y los óxidos nitrosos, y todos estos compuestos son altamente tóxicos para la vegetación y otros organismos. Los lixiviados pueden definirse como líquidos que al percolarse por las capas del suelo u otro material sólido permeable, van disolviéndolo en su totalidad o a algunos de sus componentes. Los lixiviados pueden presentar un movimiento horizontal, o sea que se desplazarán a lo largo del terreno, contaminando y dañando así el suelo y vegetación tanto del terreno como de zonas aledañas. También puede ocurrir un movimiento vertical, que penetre el subsuelo y en muchas ocasiones alcance los mantos freáticos y acuíferos, lo que causa gigantescos problemas de contaminación del agua subterránea, principal fuente de abastecimiento de agua potable en muchas ciudades. Los lixiviados arrojan como resultado un pH de 9 y la presencia de una gran cantidad de sales, lo que se refleja en una alta conductividad, en ausencia de oxígeno y en alto contenido de metales pesados, como el cadmio, cromo, cobre, fierro, plomo y zinc cuyas concentraciones rebasan los límites de toxicidad. Una mala elección del sitio y un mal manejo de los desechos afecta en una zona muy amplia y no únicamente a las zonas aledañas, debido a que el aire y el agua son bienes que consumen los habitantes de toda una ciudad. Problemas adicionales para la rehabilitación ecológica de estos lugares serán el que no se podrá dar una sucesión de microorganismos y de la vegetación, debido a la alta concentración de metales pesados, la presencia de biogás y la difícil degradación de los materiales acumulados. Hay varias formas de reducir el impacto que todos estos fenómenos tienen. Se deben implantar tecnologías limpias, análogas a las de los productos naturales, que permitan seguir produciendo los satisfactores necesarios para el hombre moderno, pero con un bajo costo ambiental. Deben optimizarse los procesos, y minimizarse los volúmenes generados de residuos, el reciclado, el reúso de los residuos y el intercambio de desechos entre fábricas. Es necesaria la transformación de los residuos a formas no peligrosas. La materia orgánica debe ser trasformada en compost para su reintegración al ecosistema y además se deben tomar precauciones para la construcción del relleno sanitario, tales como la impermeabilización del suelo, y la captación del biogás y de los lixiviados.
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PARA REORDAR Acciones del ser humano a favor del medio ambiente
Las preocupaciones por el deterioro ambiental han sido llevadas a debates en diferentes encuentros internacionales, para buscarles soluciones. Cabe destacar las conferencias que se han convocado para afrontar problemas gravísimos como la pérdida de la biodiversidad y de los bosques, la emisión de gases de efecto invernadero y de los gases que están destruyendo la capa protectora de ozono. Veamos algunas acciones que el ser humano ha tomado al respecto. El Protocolo de Kyoto
El Protocolo de Kyoto es un plan para reducir las emisiones de gases que causan el efecto invernadero y que, por consiguiente, provocan el cambio climático mundial. La primera conferencia se realizó en Berlín en 1995 y desde entonces las partes firmantes se reúnen allí cada año. El Convenio Marco sobre Cambio Climático se aprobó en 1992 en Río de Janeiro y ha sido firmado y ratificado por 181 países. La Cumbre de Kyoto y el Protocolo de Kyoto de 1997, establecen una serie de medidas encaminadas a la reducción de emisiones de gases de invernadero como CO 2, CH4, N2O, compuestos perfluorocarbonados (PFC), compuestos hidrofluorocarbonados (HFC) y hexafluoruro de azufre (HFA). Por mandato, los 39 países industrializados, responsables de más del 60% de las emisiones actuales y de prácticamente la totalidad de las emisiones históricas, están obligados a limitar las emisiones conjuntas de esos gases, desde 1995 hasta 2012. El compromiso porcentual de la reducción es de un 8% para el conjunto de la Unión Europea, 7% para Estados Unidos y 6% para Japón. Por el momento, el Protocolo no obliga a los países en desarrollo, dadas sus reducidas emisiones por habitante, e inexplicablemente excluye a China, gran potencia industrial. Lograr el consenso internacional sobre las cuotas anuales de reducción de gases efecto invernadero no ha sido tarea fácil. Países como Japón, Canadá, Australia y Rusia han sido resistentes a aceptarlo. Estados Unidos, líder de la economía mundial y también de sus emisiones (20% del total mundial), no ha aceptado ni mucho menos ratificado el Protocolo de Kyoto. Por el contrario, se retiró del mismo y se ha opuesto como potencia a su cumplimiento, alegando que dicha obligación atenta contra la economía del país. En febrero de 2002, el presidente de Estados Unidos George W. Bush presentó su alternativa al Protocolo de Kyoto, basado en una reducción gradual y moderada de los gases contaminantes a largo plazo, que permitiría reducir un 18% los gases de efecto invernadero. No obstante, es poco lo que se ha logrado adelantar a este respecto, según afirman los expertos. Mientras tanto, la temperatura global sigue en aumento. El Protocolo de Montreal
La capa de ozono (O 3) está localizada entre los 10 y 40 km sobre la superficie de la Tierra en la estratosfera. Hace aproximadamente 2700 millones de años, con la aparición de la fotosíntesis, se inició la formación de la capa de ozono debido a que como subproducto de la fotosíntesis se libera oxígeno libre a la atmósfera. En la estratosfera ocurren una serie de reacciones químicas que comienzan con la ruptura de cada molécula de O2 en susátomos de oxígeno, los que al reaccionar con otras moléculas da O2 forman el ozono, O 3. En la parte final del ciclo de reacciones, ocurren las reacciones inversas: las moléculas de O3 se desdoblan en O2 más oxígeno atómico. Este ciclo de reacciones está catalizado por la radiación ultravioleta de la luz solar y, en condiciones naturales, mantiene el equilibrio entre la formación y la destrucción de O3. Lacapa de ozono rechaza las nocivas radiaciones X, ultravioleta y
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gamma, destructoras de la materia orgánica y de los códigos genéticos de los seres vivos. En otras palabras, la capa de ozono permite la vida en la Tierra. Desde 1985, las investigaciones científicas han comenzado a revelar que en algunos lugares la capa de ozono se está adelgazando y formando agujeros por donde comienza a colarse la mortal radiación, como se ha evidenciado con mayor intensidad sobre el Ártico, la Antártica y en Argentina. Las causas de este fenómeno son tanto naturales como humanas. La aparición de las manchas solares que aumentan la cantidad radiación ultravioleta, así como estaciones del año y los vientos cambiantes en la atmósfera intermedia, son causas naturales que contribuyen a disminuir el grosor de la capa de ozono. Las causas antropogénicas obedecen a procesos de contaminación, debidos a la inyección en la atmósfera de altas concentraciones de clorofluorocarbonos (GFC), de metano CH 4 halogenuros y tetracloruro de carbono (CCl4) y el óxido nitroso (N 2O3), sustancia procedente de la desnitrificación de los fertilizantes nitrogenados sintéticos. En la atmósfera inferior, los CFC —emitidos por las industrias y utilizado en los equipos de refrigeración actúan como gases de invernadero, recalentando la Tierra. Al elevarse a la estratosfera, la molécula libera el cloro (GI2), que destruye la capa de ozono. La alteración de la capa de ozono, además de causar cáncer de la piel, ocasiona desastres ecológicos como incrementar la temperatura de las capas bajas de la atmósfera contribuyendo al efecto invernadero y modificando los patrones de circulación mundial del aire. Paradójicamente, el ozono formado en la atmósfera inferior por reacciones fotoquímicas es un contaminante dañino que irrita los ojos, produce ceguera, lesiona el tracto respiratorio y destruye la vegetación. ¡Son las dos caras de una misma moneda! La atención y solución urgente a los daños de la capa de ozono llevaron a 24 países a firmar el Protocolo de Montreal en 1987, mediante el cual se comprometían a reducir el uso de los CFG en un 20% en 1994 y en un 50% a mediados de 1999. Los usos del CCL4 y del cloroformo metilo también se suprimirían de forma gradual en 2005. Fueron esencialmente tres los temas discutidos en el Protocolo: 1) las sustancias químicas antiozono que serían reguladas; 2) los mecanismos de control de su fabricación, uso y eliminación del mercado; 3) porcentajes y tiempos de disminución de tales sustancias. Dos años antes de la reunión en Montreal, el 22 de marzo de 1985, se firmó el Convenio de Viena por parte de 20 Estados y la Comunidad Europea, hecho considerado como el punto de partida para la cooperación internacional con miras a proteger la capa de ozono. Es un convenio que trata sobre la investigación y el control del agotamiento de la capa de ozono, así como sobre el intercambio de información, de transferencias de tecnologías y elaboración le protocolos. Este convenio fue la base para elaborar el Protocolo de Montreal. Declaración de Río de Janeiro
La Cumbre de la Tierra de Río de Janeiro,Brasil, se celebró el 5 de junio de 1992 y confirmó la prioridad del conocimiento ecológico y ambiental en todos los países del mundo. En la Declaración de Río sobre Medio Ambiente y desarrollo se establecieron 27 principios en el intento de restaurar el medio ambiente global, con especiales llamamientos a las naciones industrializadas y a su capacidad tecno-lógica y científica, por ser los causantes de la mayor parte del desastre ecológico mundial. Uno de sus resultados fue la Agenda 21, aprobada el 14 de junio por la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente y Desarrollo, que es un tratado de preocupaciones ambientales para el siglo XXI, en el que se enfatizó la importancia de la cooperación internacional. La Agenda 21 insistió en la implementación de políticas internacionales encaminadas a acelerar el desarrollo sostenible de los países en vía de desarrollo, entendido este concepto como la interdependencia dinámica entre: la protección y mejora de los recursos y los ecosistemas naturales; la productividad económica y la provisión de infraestructura social como empleo, vivienda, educación, atención médica y oportunidad cultural.
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La Agenda 21 señaló prioridades como la lucha contra la pobreza, la protección de la salud humana, la infancia y la juventud en el desarrollo sustentable; la necesidad de mecanismos nacionales y de cooperación internacional para aumentar la capacidad nacional en los países en desarrollo; la lucha contra la deforestación y la protección de bosques como la Amazonia y la Orinoquia, entre otros múltiples aspectos. Río de Janeiro también fue el escenario para otros dos tratados internacionales: el Convenio sobre la Diversidad Biológica y el Cambio Climático. El Convenio sobre la Diversidad Biológica fue ratificado el 5 de junio por 130 países con excepción de Estados Unidos, siendo también convertido en la Ley 165 de 1994 por la República de Colombia. El Convenio reconoce el valor intrínseco de la biodiversidad, así como los valores ecológicos, genéticos, sociales, económicos, científicos, educativos, culturales, recreativos y estéticos de la diversidad biológica y sus componentes. El Convenio insta a los países firmantes a conservar la biodiversidad y utilizar sostenible-mente sus componentes, lo mismo que a reclamar la participación justa y equitativa en los beneficios que se deriven de la utilización de los recursos genéticos. El 29 de enero de 2000 se firmó el Protocolo de Cartagena sobre la seguridad de la biotecnología, como consecuencia del Convenio sobre la Diversidad Biológica. El Protocolo busca garantizar la adecuada protección en lo concerniente a la transferencia, manipulación y utilización seguras de los organismos vivos modificados biotecnológicamente y su posible incidencia negativa en la biodiversidad y en la salud de los humanos. El Protocolo también busca incrementar los controles fronterizos de estos productos transgénicos para evitar sus potenciales efectos nocivos en los ecosistemas naturales. La Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático se firmó en octubre de 1992 por parte de 158 países, comprendida la Comunidad Europea. Allí se convocó a la comunidad científica a establecer las concentraciones atmosféricas de los gases de efecto invernadero que afecten el sistema climático mundial. Diez años más tarde, el 26 de agosto de 2002, se celebró la Cumbre de Johannesburgo, Sudáfrica, con resultados negativos, según los expertos. El 17 de diciembre de 2004 se reunió en Buenos Aires la X Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (llamado COP10), donde se presentó el preocupante informe que afirma que el aumento de los huracanes en el Caribe, la subida de los caudales de los ríos de Argentina, Brasil y Colombia, los cambios en los patrones de las lluvias y la disminución de los glaciares de la Patagonia, evidencian los efectos del calentamiento global en América. ¿Cuáles son las acciones de Colombia en materia de protección del aire y de la capa de ozono?
La legislación ambiental colombiana con respecto al aire es bastante extensa. Por ejemplo, los Decretos 948 del 95 y 1228 del 97 establecieron las normas de prevención, control y protección de la calidad del aire. La Ley 29 del 92, aprobó la aplicación en Colombia del Protocolo de Montreal referente a las sustancias agotadoras de la capa de ozono (SAO). Gracias a ello, años más tarde se lograron reconvertir 20 empresas de refrigeración a tecnologías más limpias, mediante la sustitución del refrigerante CFC-12 por el HFC-134A (hidrocarburo) y el espumante CFC-11 por el HCFC-141B, sustancia ésta que será controlada desde el año 2015 y se eliminará en 2040. En cumplimiento de las metas del Protocolo de Montreal, Colombia ha adoptado un plan de restricción a las importaciones de SAO, consistente en la eliminación de 2200 toneladas de CFC hasta finales del año 2005. En 2007, la importación máxima será de 330 toneladas, hasta cesar totalmente el empleo de SAO en el año 2010. Por su parte, la resolución 775 de 2000 del Dama adoptó el sistema de clasificación empresarial según el impacto al aire, a través de .as unidades de contaminación atmosférica UCA). Y en 1999, la Resolución 1103 creó los Centros de Diagnóstico de Emisión de Gases de los Automotores. Además, las autoridades de Bogotá han establecido las restricciones del pico y placa y el día sin carro, como una estrategia para aliviar la presión de la contaminación atmosférica de la ciudad, actividades que naturalmente deben
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combinarse con otras, como la reposición del parque automotor y la reorganización del transporte público. Igualmente, desde hace años se ha estado ensayando con éxito la transformación de los motores de gasolina a gas en los vehículos. También, a partir de 2005 deberá adicionarse etanol a la gasolina. Además de las acciones que te sugerimos en el recuadro de la página 169, hay otras cosas que el ciudadano común puede hacer. Por ejemplo, abstenerse de emplear aerosoles que no tengan el sello que garantice que no contaminan, cumplir los días de pico y placa, no fumar, contribuir con los programas de reforestación, no comprar ni utilizar neveras que funcionen con CFC y solicitar que sólo los técnicos con carné de capacitación de la Unidad Técnica del Ozono (UTO) del Ministerio del Medio Ambiente les hagan las reparaciones. La UTO es financiada con donaciones de países desarrollados, hechas al Fondo Ambiental y administradas por Naciones Unidas. Y, en tu caso, integrarte a las acciones del PRAE de tu colegio. ¿Cómo puede participar la comunidad educativa en la protección del ambiente?
Al conocer sobre las acciones internacionales y nacionales, con toda seguridad comprendiste que el cuidado de los recursos naturales y del ambiente es responsabilidad de todos, sin excepción: en el hogar, el barrio, el colegio, la ciudad. ¿Y cómo se puede participar en este empeño? Pues a través de la organización y participación ciudadana en las cuestiones ambientales que le competen. Las personas y entidades pueden acudir a los mecanismos legales de los derechos de petición y de tutela, las acciones populares y de grupo (Artículos 23, 86 y 88 de la Constitución Política Nacional), así como al derecho de información ambiental que las instituciones y autoridades deben proporcionar (Ley 99, Artículo 74). Estos instrumentos jurídicos se han empleado exitosamente, por ejemplo, por asociaciones ambientalistas de protección de los humedales de Bogotá. Por otro lado, debes enterarte que la Ley 115 General de Educación estableció que las escuelas y colegios deben diseñar el Proyecto Educativo Institucional (PEÍ), dentro del cual se trabajen temas sobre democracia, educación sexual, prevención de desastres, educación cívica y educación ambiental. A partir de 2005, los PEÍ deben incluir proyectos especiales de educación física como manera de estimular el deporte. Los temas de la educación ambiental se abordan desde la perspectiva del Proyecto Ambiental Escolar (PRAE), cuya finalidad esencial es diagnosticar, comprender y analizar los problemas que surjan como consecuencia de las relaciones de las personas y del ser humano con la naturaleza. Con estos proyectos se busca encontrar alternativas para solucionar los problemas ambientales que nos aquejan y mejorar la calidad de vida de la sociedad y la salud ambiental del planeta. ¿Qué hace Colombia por la biodiversidad?
Recientemente, en 2002, el Ministerio del Medio Ambiente —en asociación con otras instituciones científicas— publicó la serie de Libros rojos, sobre las especies que podrían desaparecer definitivamente de nuestros ecosistemas colombianos, poniendo en peligro su riqueza biológica. La crónica anunciada de extinciones habla de 112 especies de aves, 28 de peces marinos, 9 de corales, 21 de moluscos y 18 de tortugas en riesgo de exterminarse para siempre. Los científicos que estudiaron durante cinco años este preocupante problema ecológico insisten en la importancia de investigar y de conocer las especies ya que "avanza más rápido el deterioro de los hábitats, que este conocimiento". Colombia no ha sido ajena al problema de la extinción de sus especies. Ha venido legislando sobre el medio ambiente desde la época de la Colonia y posee, en la actualidad, una de las legislaciones sobre el ambiente y los recursos naturales más ambiciosas del continente latinoamericano. En 1974, el Decreto 2811 le concedió facultades al gobierno para expedir el Código Nacional de los Recursos Naturales Renovables y de Protección Ambiental. Años más tarde, la Asamblea Nacional Constituyente elaboró la Constitución de 1991. Esta Constitución se llamó 'verde', porque dentro de los múltiples temas que incluyó, se encuentra el tema ambiental como fundamento y principio rector del Estado y componente de la política internacional. En el año de 1993, la Ley 99 señaló las funciones del Ministerio del Medio Ambiente, definiendo como principio general ambiental que el proceso de desarrollo económico y social
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del país se debe orientar bajo criterios del desarrollo sostenible. Igualmente, legisló que la biodiversidad, patrimonio nacional y de interés para la humanidad, sea objeto de protección prioritaria y de manejo sostenible. Respecto de las nuevas orientaciones para las áreas protegidas, la responsabilidad se le asignó a la Unidad Administrativa Especial del Sistema de Parques Nacionales. Esta Unidad, adscrita al Ministerio del Medio Ambiente, tiene bajo su obligación la adecuada gestión de las áreas de conservación, que a la fecha cuentan con más de diez millones de hectáreas de extensión. El Segundo Foro de los Presidentes de los Organismos Nacionales de Ciencia y Tecnología (ONCYT), reunido en Cochabamba. Bolivia, en 1995, recomendó la publicación de las disposiciones legislativas sobre la protección y uso de la biodiversidad, de aplicación común para los países firmantes del Convenio Andrés Bello — CAB, del cual nuestro país es miembro. (
[email protected], www.cab.int.co). Este Código busca unificar el disperso cúmulo de disposiciones normativas y legislativas existentes, tanto en los ámbitos internacionales como regionales y nacionales. Pero, Colombia quiere ir más allá de la teoría legal y pasar al terreno de las aplicaciones prácticas: un grupo de biólogos de la Universidad Nacional (www.unal.edu.co) y del Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras (Invernar www.invemar.org.co), han querido concretar en hechos las disposiciones de la Ley 165 de 1994. La Ley fue creada a partir del Convenio de las Naciones Unidas sobre Biodiversidad para comprometer al país en la conservación de la diversidad, la utilización sostenible de sus componentes y la partición equitativa de los beneficios que se deriven de la utilización del material genético en las diferentes regiones. Para ello, crearon el Programa Nacional de Bioprospección (www.minambiente.gov.Co/bioprospeccion), tendiente a la recopilación de información de especies biológicas, para su uso posterior en procesos de producción en genética, química y ecología, entre otros.
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PRUEBA TIPO ICFES CONTESTE LAS PREGUNTAS 1 A 5 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
El fenómeno de la contaminación del aire ocurre cuando las cargas contaminantes que se liberan a la atmósfera superan los mecanismos naturales y la capacidad de asimilación del medio receptor. Cuando los agentes contaminantes llegan a la atmósfera quedan expuestos a un conjunto de procesos fisicoquímicos que dependen de la topografía del terreno, el patrón de circulación de los vientos, la estabilidad de las capas atmosféricas, la tasa de emisión y la naturaleza misma de los contaminantes. La vigilancia de la calidad del aire constituye una de las mayores preocupaciones mundiales. El reporte anual indica que 40 millones de personas adultas y millones de niños se ven afectados por causa de las enfermedades del sistema respiratorio, acrecentadas por la contaminación atmosférica. A finales del 2000 se estimaba que cerca de 6000 millones de personas habitaban La Tierra, y por lo menos el 45% se encontraba en las áreas urbanas, lo cual implica un riesgo potencial de afectación de la salud humana si no se aplican políticas eficientes en el mejoramiento de la calidad del aire. En las áreas urbanas, las industrias y el tráfico vehicular, constituyen las fuentes de emisión más importantes de contaminantes típicos como el material particulado, los óxidos de azufre (SOx), los óxidos de nitrógeno (NOx), los hidrocarburos (HC) y el dióxido de carbono (CO 2). 1. Se puede afirmar que la contaminación atmosférica se debe principalmente a: a) La ausencia de políticas para la reducción de emisiones atmosféricas b) El crecimiento desorbitado de la población mundial c) El uso intensivo de combustibles fósiles en los últimos años d) La naturaleza tóxica y peligrosa de los contaminantes emitidos
d) Por el polen presente en el mismo, el cual es un agente biológico causante de alergias y afecciones para el sistema respiratorio superior 3. Conociendo la magnitud del problema de destrucción del ozono, cuál de las siguientes opciones contribuye en mayor medida en su solución y es más sostenible: a) Prohibir la producción de cualquier compuesto que en su estructura química conlleve una molécula de cloro. b) Producir y liberar una mayor cantidad de ozono a la atmósfera, del que se libera actualmente en diferentes procesos. c) Producir y liberar a la atmósfera compuestos que reaccionen con las moléculas de cloro y eviten la destrucción del ozono. d) Evitar el uso de compuestos que liberen moléculas de cloro al ambiente y propender por su reemplazo periódico.
2. El material particulado emitido por vehículos y chimeneas en la mayoría de los casos no supera los 10 m de tamaño y está constituido por finos elementos como carbón, alquitrán, resinas, polen, hongos, bacterias y otros compuestos. El impacto sobre la salud humana asociado al material particulado está dado fundamentalmente: a) Por su pequeño tamaño ya que puede filtrarse por las fosas nasales y depositarse en los alvéolos de los pulmones b) Por su pequeño tamaño, debido al cual puede entrar al cuerpo a través de la piel y llegar al torrente sanguíneo c) Por las transformaciones químicas que sufre cuando ingresa al organismo, liberando las sustancias tóxicas que lo acompañan
4. Una forma de mitigar el poder contaminante de los óxidos de nitrógeno (NOx) que se liberan fundamentalmente en el proceso de quema de combustibles fósiles, es mediante su reducción a nitrógeno molecular (N2). De las siguientes sustancias
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químicas la que se podría utilizar para propiciar esta reducción es: a) El dióxido de carbono (CO2) b) El metano (CH4) c) El oxígeno (O2) d) El dióxido de azufre (SO2)
diferenciadas", lo cual significa que las responsabilidades de dichos países son: a) Comunes porque todos han contribuido a generar el cambio climático, diferenciadas porque cada uno lo ha hecho en diferente medida y su respuesta debe estar acorde con el grado de afectación. b) Comunes porque todos han contribuido al problema de cambio climático, diferenciadas porque cada uno debe responder de acuerdo con sus condiciones sociales y su capacidad económica. c) Comunes porque el Convenio Marco de Cambio Climático obliga a todos a afrontar el problema; diferenciadas porque cada país posee medios tecnológicos diferentes para responder a éste. d) Comunes porque aun cuando no hayan contribuido al problema de cambio climático la consecuencia es global, diferenciadas porque los países en vía de desarrollo contaminan más.
5. Algunas sustancias químicas, que son contaminantes atmosféricos, pueden desencadenar procesos de eliminación del ozono, por medio de dos reacciones consecutivas de la siguiente forma:
Donde la especie X es por lo común un elemento halógeno como el cloro, una molécula que tiene la capacidad de destruir hasta 1000 moléculas de ozono. En cuál de los siguientes enunciados se describe correctamente la relación entre los efectos sobre el ozono y la acción que los ocasiona: a) El incremento en los niveles de ozono por la disminución de productos que contengan halógenos en su composición y los liberen al ambiente b) La pérdida de ozono por el uso indiscriminado de productos que contengan halógenos en su composición y los liberen al ambiente c) La pérdida de ozono por el uso indiscriminado de productos que contengan metales en su composición y los liberen al ambiente d) El incremento en los niveles de ozono por la disminución de productos que contengan metales en su composición y los liberen al ambiente
7. De las siguientes regiones las que están más expuestas a las consecuencias del problema de cambio climático son las: a) Costeras, por la repercusión del efecto climático en el ciclo hidrológico, haciendo que éstas se vuelvan áridas. b) Zonas de vocación agrícola, por la repercusión que pueda tener el cambio en la temperatura y la precipitación en los cultivos. c) Africanas, puesto que es en este continente donde se exploran y explotan la mayor cantidad de combustibles fósiles. d) Ecuatoriales, por el efecto que sobre ellas tiene el descongelamiento de los glaciares polares.
6. En 1992, durante el desarrollo de la Cumbre de Río se promulgó el Convenio Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático, que buscaba el compromiso de los países con la reducción de las emisiones atmosféricas responsables del calentamiento del planeta. Los compromisos adquiridos por los estados están condicionados por sus responsabilidades "comunes pero
8. Se ha dicho que la reforestación puede contribuir a mitigar las concentraciones de gases que produce el efecto invernadero y que este tipo de medida es más efectiva en los países ecuatoriales, pues en ellos los árboles crecen más rápido. Los países
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industrializados quieren que los países ecuatoriales, que en su mayoría están en vías de desarrollo, reforesten y dejen de talar árboles. Por su parte, estos países no quieren renunciar a su derecho de explotar los bosques pues consideran que son parte de sus recursos para lograr el desarrollo. De las siguientes alternativas aquella que haría parte de la solución al problema de la reforestación sin menoscabar los derechos de ninguno de los países sería que los que se encuentran en vías de desarrollo: a) Renunciaran a su derecho a explotar los recursos en beneficio de la humanidad. b) Solicitaran a los países desarrollados, ayudas tecnológicas alternativas a la reforestación. c) Planificaran los usos del suelo, estableciendo áreas forestales protectoras y áreas susceptibles de explotación. d) Reforestaran para contribuir a la regulación del clima, así no se encuentren en la zona ecuatorial.
ambiente, generando los recursos para protegerlo. b) Los ciudadanos deben vigilar la toma de decisiones que afectan el medio ambiente y la consecución de los recursos para protegerlo. c) Los ciudadanos pueden tomar parte en las decisiones que afectan el medio ambiente, debiendo a su vez proteger los recursos naturales. d) Los ciudadanos podrán solicitar información acerca de las decisiones que afectan el medio ambiente y vigilar los resultados de la aplicación de las mismas 10. La educación ambiental tiene entre sus objetivos proporcionar herramientas al ciudadano para que conozca las relaciones del ambiente y la existencia de entidades y normas que lo protegen. Esto se hace con el fin de que el ciudadano: a) Aprenda a disfrutar de la naturaleza y a proteger la vida silvestre. b) Conozca las leyes y los tratados nacionales e internacionales para la protección del ambiente. c) Conozca el impacto ambiental de la producción agrícola e industrial sobre los ecosistemas. d) Aprenda a reconocerse como parte del ambiente para actuar responsablemente.
9. En Colombia se ha entendido la potestad de todos a gozar de un ambiente sano como un derecho y un deber. De las siguientes opciones la que sustenta mejor esta afirmación es: a) Los ciudadanos pueden tomar parte en las decisiones que afectan el medio
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