9 de abril de 2012

SISTEMA NERVIOSO: Introducción


El sistema nervioso está organizado para detectar cambios en el medio interno y externo, evaluar esa información y responder posiblemente iniciando modificaciones en músculos o glándulas. Para hacer más comprensible esta compleja red de líneas de información y circuitos de elaboración, los biólogos han dividido el sistema nervioso en:
- El sistema nervioso central (SNC) es el centro estructural y funcional de todo el sistema nervioso. Formado por el encéfalo y la médula espinal, el SNC integra piezas aferentes de información sensitiva, evalúa la información e inicia una respuesta eferente.
- El sistema nervioso periférico (SNP) está formado por los nervios que están situados en la periferia del sistema nervioso. Los nervios que se originan en el encéfalo se denominan nervios craneales, y los que se originan en la médula espinal, nervios raquídeos. Los nervios craneales y raquídeos y todas sus ramas están constituidas por fibras que forman vías de información centrípetas y vías centrífugas. Por este motivo, suele ser conveniente decir que el SNP consta de dos secciones principales. El sistema nervioso aferente está formado por todas las vías centrípetas sensitivas o aferentes. El sistema nervioso eferente está formado por todas las vías centrífugas motrices o eferentes.
Las vías del sistema nervioso eferente (motor) pueden subdividirse además según los tipos de órganos a los que se dirigen. Las vías del sistema nervioso somático llevan información a los efectores somáticos, que son los músculos esqueléticos. Las vías del sistema nervioso autónomo (SNA) llevan información a los efectores autónomos o viscerales, que son los músculos lisos, el músculo cardíaco y las glándulas. Como su nombre lo indica, el sistema nervioso autónomo es independiente del control voluntario. Las vías del SNA pueden dividirse además en la sección simpática y la sección parasimpática.
La sección simpática consta de vías que salen de las porciones medias de la médula espinal y prepara al cuerpo para resolver amenazas inmediatas al medio interno; produce la respuesta “combatir o huir”. Las vías parasimpáticas salen de las porciones bajas de la médula espinal y coordinan las actividades normales del cuerpo en reposo; esta sección se suele denominar “de reposo y reparación”


8 de abril de 2012

SISTEMA INMUNE: Inmunidad específica


La inmunidad específica es parte de la tercera línea de defensa del cuerpo, se lleva a cabo por dos clases distintas de linfocitos, los linfocitos B y los linfocitos T.
Los linfocitos B no atacan por sí mismos a los organismos patógenos, sino que producen moléculas llamadas anticuerpos, que los atacan o envían a otras células a atacarlos. Por lo tanto, los mecanismos de éstas células B suelen clasificarse como inmunidad mediada por anticuerpos. Como los linfocitos T atacan más directamente a los gérmenes, sus mecanismos inmunitarios se conocen como inmunidad mediada por células.

Linfocitos B e inmunidad mediada por anticuerpos: El desarrollo de los linfocitos B tienen lugar en dos etapas, las células B inactivas y las células B activadas. Las primeras  sintetizan unas pocas moléculas de anticuerpos e introducen en la superficie de su membrana plasmática muchísimas moléculas de anticuerpos.
La activación de las células B puede iniciarse por el encuentro entre una B inactiva y su antígeno específico, es decir, uno cuyos epítopes encajen en los puntos de combinación de los anticuerpos de superficie de estas células. La unión antígeno-anticuerpo las activa, desencadenando una rápida serie de divisiones mitóticas, de este modo, una sola célula B produce un clon o una familia de linfocitos B idénticas; algunas de ellas se diferencian para formar células plasmáticas, y otras no se diferencian por completo sino que permanecen en el tejido linfático y se denominan células B de memoria. Las células plasmáticas sintetizan y secretan grandes cantidades de anticuerpos; las células B de memoria no secretan anticuerpos por sí mismas, pero si más tarde se ven expuestas al antígeno que provocó su formación, se transforman en células plasmáticas y secretan anticuerpos que pueden combinarse con el antígeno iniciador.



Anticuerpos (inmunoglobulinas)
Estructura de las moléculas de anticuerpos: Cada molécula de inmunoglobulina consta de 4 cadenas polipeptídicas (2 cadenas pesadas y 2 cadenas ligeras); cada cadena está plegada intrincadamente para formar regiones globulares que se unen entre sí de tal forma que la molécula de anticuerpo en conjunto tiene forma de Y. Asimismo los anticuerpos poseen una región variable y una constante.
La posición relativa de las regiones variables de las cadenas ligeras y pesadas están directamente opuestas entre sí. Dado que la secuencia de aminoácidos determina la forma, y como en las regiones variables de los distintos anticuerpos hay secuencias distintas de aminoácidos, la forma de los puntos entre las regiones variables también difiere. Al final de cada “brazo” de la molécula de anticuerpo en forma de Y, las formas originales de las regiones variables forman una hendidura que actúa como punto de combinación o punto de unión antigénica. Esta característica estructural es lo que permite a los anticuerpos reconocer  los antígenos específicos y combinarse con ellos.
Clases de anticuerpos: Hay cinco clases de anticuerpos, identificados con nombres de letras, como inmunoglobulinas M, G, A, E y D. La IgM (inmunoglobulina M) es el anticuerpo que sintetizan las células B inmaduras y que introducen en su membrana plasmática; es también la clase de anticuerpo predominante, producido tras el contacto inicial con un antígeno. La IgG es el anticuerpo circulante más abundante, además de predominante de la segunda respuesta de anticuerpos, es decir, la que sigue a contactos posteriores con un determinado antígeno. La IgA es la principal clase de anticuerpos presente en las mucosas del organismo, la saliva y las lágrimas. La IgE puede producir importantes efectos, como los relacionados con las alergias. La IgD está presente en la sangre en cantidades muy pequeñas y todavía se ignora su función exacta.
Funciones de los anticuerpos: Las funciones de los anticuerpos es desarrollar la inmunidad mediada por anticuerpos. Luchan contra la enfermedad, reconociendo en primer lugar las sustancias extrañas o anormales.
El reconocimiento se produce cuando los epítopes (pequeñas regiones de su superficie) de un antígeno encajan en los puntos de unión antigénica de la molécula de anticuerpo y se unen a ella. La unión del antígeno con el anticuerpo forma un complejo antígeno-anticuerpo que puede producir uno o más efectos, por ejemplo, transforma los antígenos que son toxinas en sustancias inocuas. Aglutina los antígenos que son moléculas en la superficie de los gérmenes, lo que permite a su vez que los macrófagos y otros fagocitos los eliminen con mayor rapidez, ingiriendo y digiriendo grandes cantidades de ellos a la vez. La unión del antígeno a los anticuerpos suele producir otro efecto: altera la fórmula del anticuerpo, no demasiado, pero lo bastante como para desencadenar una serie de reacciones que culmina en la destrucción de los gérmenes y otras células extrañas.



Linfocitos T e inmunidad mediada por células: Por definición las células T son linfocitos que han pasado por el timo antes de emigrar a los ganglios linfáticos y al bazo. Durante su estancia en el timo, las células pre-T evolucionan a timocitos; salen del timo en gran cantidad y pasan a la sangre, siguiendo hasta su nueva residencia en zonas de los ganglios linfáticos y del timo llamadas zonas T-dependientes. Desde este momento se conocen como células T.
Los linfocitos T presentan receptores antigénicos en su membrana, cuando un antígeno (procesado previamente y presentado por los macrófagos) encuentra una célula T cuyos receptores de superficie encajan con los epítopes antigénicos, se une a los receptores de la célula. Ello activa o sensibiliza el linfocito T, haciendo que se divida mitóticamente para formar un clon de células T sensibilizadas. Estas viajan al sitio por donde los antígenos penetraron inicialmente en el cuerpo, allí en el tejido inflamado se unen a los antígenos de la misma clase que dio lugar a su formación; sin embargo, sólo se unirán a su antígeno específico cuando éste es presentado por un macrófago. Entonces las células T sensibilizadas, ligadas a un antígeno, enviarán mensajeros químicos a los tejidos inflamados.
Los linfocitos T sensibilizados, que liberan linfotoxinas (poderoso tóxico que actúa destruyendo rápidamente todas las células que ataca), se llaman células T citotóxicas. Otros dos tipos de células T, las T colaboradoras y las T supresoras, regulan la función de los linfocitos B. Las células T colaboradoras ayudan a las células B a distinguir entre células plasmáticas secretoras de anticuerpos; las células T supresoras actúan suprimiendo la diferenciación de los linfocitos B en células plasmáticas. Esta acción antagonista permite que el sistema inmune adapte su respuesta mediada por anticuerpos, las células T colaboradoras y supresoras regulan también otras células T, lo que perfecciona el sistema inmunitario mediado por células.



Tipos de inmunidad específica: Tanto la inmunidad producida por los linfocitos B como la debida a los linfocitos T, también pueden dividirse según la forma en que se desarrollan en inmunidad heredada o inmunidad adquirida.
La inmunidad heredada se presenta cuando se establecen mecanismos inmunitarios, específicos o inespecíficos por procedimientos genéticos, durante las primeras fases del desarrollo humano en el útero.
La inmunidad adquirida es la resistencia que aparece después del nacimiento. Puede dividirse también en inmunidad natural o inmunidad artificial, según como haya expuesto el cuerpo al antígeno. La exposición natural no es deliberada y se produce durante la vida diaria; la exposición artificial o deliberada a antígenos potencialmente nocivos se denomina inmunización. La inmunidad natural y artificial puede ser “activa” o “pasiva”. La inmunidad activa tiene lugar cuando el sistema inmune de un individuo responde a un agente nocivo, independientemente de si éste se encontró naturalmente o artificialmente. Hay inmunidad pasiva cuando la inmunidad a una enfermedad que se ha desarrollado en otro sujeto o animal se transmite a un individuo que no era previamente inmune.

10 de marzo de 2012

SISTEMA INMUNE: Inmunidad inespecífica


Los mecanismos generales de defensa, inespecíficos, del cuerpo son muchos y variados
Resistencia de especie: Indica un fenómeno en el que las características genéticas comunes a una determinada clase de organismo, o especie, ofrecen defensa frente a ciertos gérmenes patógenos. Por ejemplo, la especie humana es resistente a muchas infecciones que se difunden fácilmente entre las plantas y otros animales; el hombre no tiene que preocuparse por adquirir la enfermedad del olmo holandés o de infectarse con el virus del moquillo canino. Por lo general, la resistencia de especie en el hombre es consecuencia de la desfavorabilidad de nuestro medio interno para ciertos gérmenes.
Barreras mecánicas y químicas: El medio interno está protegido por una barrera mecánica continua formada por la membrana cutánea (piel) y las mucosas. Denominadas con frecuencia la primera línea de defensa, estas membranas presentan varias capas de células densamente agrupadas y otros materiales, formando una especie de “muralla” que protege al medio interno frente a la invasión por parte de células extrañas. Además de formar un muro protector, la piel y las mucosas disponen de otros mecanismos adicionales como el sebo, el moco, las enzimas y el ácido clorhídrico de la mucosa gástrica que también pueden actuar como mecanismos de defensa inespecíficos.
Inflamación:
Respuesta inflamatoria: En caso de que las bacterias u otros invasores se abrieran paso a través de las barreras químicas y mecánicas formadas por las membranas y sus secreciones, el cuerpo dispone de una segunda línea de defensa. La respuesta inflamatoria se puede definir como una serie de acontecimientos sucesivos que aparecen como resultado de un estímulo inflamatorio o “agresión”. Inmediatamente después de producirse una lesión, se produce una leve vasoconstricción que sólo dura un momento; los tejidos lesionados liberan una serie de sustancias químicas que afectan a los vasos. Estas sustancias son la histamina, la serotonina y un grupo de compuestos químicamente relacionados denominados cininas. Todas estas sustancias producen vasodilatación y un aumento de la permeabilidad de los vasos, de manera que los componentes de la sangre que normalmente deberían ser retenidos por ésta se pueden filtrar a los espacios hísticos.
El estudio microscópico de los vasos próximos a un punto de lesión muestra que los glóbulos blancos empiezan a acumularse en el vaso cerca de dicho punto y luego se adhieren a la pared. Esta adherencia de los leucocitos continúa hasta que la superficie endotelial del vaso está cubierta por leucocitos adheridos. Al cabo de unos minutos, estas células empiezan a pasar a través del revestimiento endotelial, saliendo de los vasos a los espacios intersticiales cerca de la lesión. Una de las funciones más importantes de muchos leucocitos es la fagocitosis; el paso de las células a la zona de lesión se denomina diapédesis; el término quimiotaxis describe la atracción de los leucocitos, en especial los neutrófilos, a los espacios intersticiales.
Fagocitosis: Es la ingestión y destrucción de microorganismos u otras partículas pequeñas. El tipo más numeroso de fagocitos son los neutrófilos, éstos atraídos por factores quimiotácticos en un proceso llamado diapédesis, emigran del torrente sanguíneo y llegan hasta el punto de la lesión. Su vida es muy corta, por lo que los neutrófilos muertos tienden a “amontonarse” en ese lugar formando la mayor parte de la sustancia blanca llamada pus.



Otro tipo frecuente de fagocito es el macrófago. Los macrófagos son monocitos fagocitarios que después de emigrar del torrente sanguíneo, se desarrollan hasta alcanzar varias veces su tamaño original.



Células asesinas (NK):
Se trata de un grupo de linfocitos que destruyen muchos tipos de células tumorales o infectadas por distintas clases de virus. Las células NK recurren a sistemas distintos de destrucción, la mayoría de los cuales incluyen la lisis (fragmentación) celular, alterando la membrana plasmática.



Interferón: Cuando son invadidas por virus, varios tipos de células responden rápidamente sintetizando la proteína interferón y liberando parte de ella a la circulación. Como su nombre lo indica, interfieren en la capacidad de los virus para provocar enfermedades, impidiéndoles multiplicarse en las células.

9 de marzo de 2012

SISTEMA INMUNE: Introducción


Enemigos de muchas clases y en gran número atacan al cuerpo; entre los más peligrosos se encuentran miles de microorganismos, como protozoos, bacterias y virus. Sin embargo, también hay enemigos en el interior del cuerpo donde pueden aparecer células anormales de forma irregular pero continua; si se les permite sobrevivir, se reproducirán para originar tumores. En este y los siguientes post se ofrece un breve resumen sobre el sistema que proporciona defensas frente a estos enemigos, tanto internos como externos, el sistema inmunitario.

Organización del sistema inmune
Los mecanismos de defensa pueden clasificarse en dos categorías principales de mecanismos inmunitarios: la inmunidad inespecífica y la inmunidad específica.
La inmunidad inespecífica incluye mecanismos que resisten a una serie de agentes amenazantes. El término inespecífica significa que estos mecanismos inmunitarios no actúan solo sobre uno o dos invasores concretos, sino que ofrecen una defensa más generalizada, actuando simplemente contra todo lo que reconozca como ajeno. Por el contrario, la inmunidad específica consiste en mecanismos que reconocen agentes amenazantes específicos y dirigen su acción contra estos agente y sólo contra ellos.
Los mecanismos de la inmunidad específica suelen tardar un cierto tiempo en reconocer sus objetivos y reaccionar con fuerza suficiente para superar la amenaza, al menos en su primera exposición a un tipo concreto de agente amenazante. Los mecanismos inespecíficos tienen la ventaja de poder reconocer a un enemigo tan pronto como se presenta.
El trabajo del sistema inmunitario está realizado por células o sustancias producidas por células. Los principales tipos de células que participan en la inmunidad inespecífica son los neutrófilos, los monocitos, los macrófagos y las llamadas células asesinas (natural killer, NK). Los principales tipos de células que participan en la inmunidad específica son dos clases de linfocitos, llamados linfocitos T y linfocitos B.

22 de febrero de 2012

SISTEMA RESPIRATORIO: Fisiología


Funcionalmente, el sistema respiratorio se compone de un grupo de procesos regulados entre sí entre los que se incluyen la ventilación pulmonar (respiración), el intercambio gaseoso en los pulmones y tejidos, el transporte de los gases por la sangre y la regulación de la respiración en su totalidad.
- Ventilación pulmonar: El mecanismo que produce la ventilación pulmonar es el que establece la existencia de un gradiente de presión entre la atmósfera y el aire alveolar. Cuando la presión atmosférica es mayor que la que existe en el pulmón, el aire tiende a disminuir este gradiente; ello implica que el aire se va a mover desde la atmósfera hacia los pulmones. En otras palabras, se lleva a cabo una inspiración.
Cuando la presión en el pulmón es mayor que la atmosférica, el aire tiende a disminuir el gradiente, por lo que se mueve en la dirección opuesta, desde los pulmones hacia la atmósfera. Así el mecanismo de la ventilación pulmonar debe establecer 2 tipos de gradientes; uno, en el que la presión intraalveolar (presión en los alveolos pulmonares) es menor que la atmosférica para inspirar, y otro, en el que es mayor para espirar.
Estos gradientes de presión se establecen mediante cambios en el tamaño de la cavidad torácica, que se debe a su vez a la contracción y relajación muscular.
Inspiración: La contracción del diafragma de forma aislada o junto con los músculos intercostales externos es la responsable de la inspiración en reposo. A medida que se contrae, el diafragma desciende, lo que se traduce en un aumento de la cavidad torácica. La contracción de los músculos intercostales externos tira de los extremos de las costillas hacia arriba y hacia afuera; ello hace también que el esternón suba, lo que produce un aumento del tamaño torácico. A medida que el tamaño del tórax aumenta, la presión intratorácica y la presión intraalveolar disminuyen, lo que da lugar a la inspiración.
Espiración: Suele ser un proceso pasivo que comienza cuando los gradientes que se alcanzaron en la inspiración comienzan a revertir. Los músculos inspiratorios se relajan, dando lugar a una disminución del tamaño del tórax y a un aumento de la presión intratorácica, se establece un gradiente de presión positiva desde el alvéolo a la atmósfera, produciéndose la espiración cuando el aire fluye hacia el exterior a través de las vías respiratorias.



- Intercambio gaseoso en los pulmones: El intercambio de gases en los pulmones tiene lugar entre el aire alveolar y la sangre que fluye por los capilares. Los gases se mueven en ambas direcciones a través de la membrana respiratoria. El oxígeno entra en la sangre gracias a que la PO2 (presión parcial de oxígeno) alveolar es mayor que la de la sangre que llega. Otra manera de expresarlo sería diciendo que lo que hace realmente el oxígeno es difundirse para “bajar” el gradiente de presión. Simultáneamente, las moléculas de CO2 (dióxido de carbono) salen de la sangre, intentando disminuir el gradiente de CO2 que poseen con el alvéolo. Este transporte de gas bidireccional entre el aire alveolar y la sangre capilar pulmonar convierte la sangre desoxigenada en oxigenada.



- Transporte gaseoso: La sangre transporta el O2 y el CO2 como solutos y como parte de las moléculas de determinados compuestos químicos. Inmediatamente después de entrar en la sangre, tanto el O2 como el CO2 se disuelven en el plasma, pero dado que los líquidos solo pueden llevar pequeñas cantidades de gas en solución, casi todo el O2 y el CO2 forman rápidamente una unión química con otros constituyentes de la sangre. De este modo pueden transportarse comparativamente mayores volúmenes de gases. Para lograr una mayor eficiencia, el O2 se combina con la hemoglobina para formar la oxihemoglobina; si la sangre estuviese formada únicamente por plasma sólo podría transportar un máximo de 0,3ml de O2 por cada 100ml, gracias a la hemoglobina que contienen los eritrocitos, la sangre puede transportar unos 20ml de O2 por cada 100ml.
En resumen, podemos afirmar que el oxígeno viaja de 2 maneras: como O2 disuelto en plasma, y asociado con la hemoglobina (oxihemoglobina); de estas dos formas de transporte, la oxihemoglobina lleva casi todo el oxígeno total que se transfiere.
El CO2 es transportado en la sangre de diversas formas; un pequeño porcentaje se disuelve en el plasma y es transportado como soluto; asimismo la hemoglobina es la principal proteína que se combina con el CO2, el compuesto formado posee el nombre de carbaminohemoglobina.