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CIENCIAS

EXPERIMENTALES EN

EDUCACIÓN PRIMARIA

BLOQUE 2.

EL SER HUMANO Y

LA SALUD

Profesoras: Matilde Bernal y Cristina Petisco

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TEMA 3. EL CUERPO HUMANO: NIVELES DE ORGANIZACIÓN Y FUNCIONES VITALES

La Anatomía y la Fisiología son dos ciencias muy interrelacionadas. La primera se define como el estudio de la estructura del organismo y de las relaciones entre sus partes, mientras que la segunda es el estudio de las funciones del organismo.

1. NIVELES DE ORGANIZACIÓN CORPORAL.

Para estudiar adecuadamente la estructura y la función del cuerpo es necesario conocer previamente sus niveles de organización (Figura 1), desde el más simple hasta el más complejo.

Figura 1. Niveles de organización corporal (Thibodeau y Patton, 2000).

A continuación se describen los distintos niveles:

Químico : Las características estructurales y funcionales de los seres vivos están determinadas por sus constituyentes químicos. El nivel químico de organización supone la existencia de unidades elementales, los átomos, que se combinan para formar

BLOQUE 2. EL SER HUMANO Y LA SALUD Desarrolla funciones muy diversas tales como progresión del alimento en el tubo digestivo o de la sangre en el interior de los vasos sanguíneos.  Tejido nervioso. Forma el cerebro, la médula espinal y los nervios. Está constituido por neuronas (Figura 2) y células de la neuroglia. Las primeras son las células responsables de la conducción de los impulsos nerviosos. Son células dotadas de prolongaciones (axones y dendritas), que se comunican a través de espacios denominados sinapsis. Las células de la neuroglia tienen funciones de protección, aislamiento y nutrición de las neuronas.

Figura 2. Neurona y sus prolongaciones (Thibodeau y Patton, 2000).

Órganos : Compuestos por dos o más tejidos que se asocian para desarrollar una o más funciones comunes. Ejemplos de órganos son el ojo, cuya función es la visión, el estómago, para la digestión de los alimentos, o el corazón, encargado de bombear la sangre a todas las células del cuerpo.

Sistemas/Aparatos : Son grupos de órganos que desempeñan una función común. En el cuerpo existen 11 sistemas diferentes.

 Integumentario : La piel, uñas o cabello conforman el sistema integumentario, el cual se encarga de proteger a las estructuras subyacentes. Evita las lesiones mecánicas, la invasión de microorganismos o el efecto de sustancias químicas que puedan resultar perjudiciales.  Esquelético : Formado por huesos, cartílagos y ligamentos. Las articulaciones permiten el movimiento pero también tienen otras funciones como la protección de órganos vitales (por ejemplo, la caja torácica delimitada por el esternón y las costillas) o la formación de células de la sangre (en la médula ósea de determinados huesos).

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 Muscular : Formado por los músculos esqueléticos, de contracción voluntaria y los músculos lisos y cardíaco, de contracción involuntaria.  Nervioso : Se encarga, junto con el sistema endocrino, del control y coordinación de las funciones del cuerpo. Esto es posible gracias a la transmisión de impulsos eléctricos a través de los nervios. La información se analiza en el sistema nervioso central (cerebro y médula espinal) para desencadenar las respuestas adecuadas.  Endocrino : Se coordina con el anterior para el desarrollo de las funciones de control. Está formado por glándulas endocrinas. Estas producen unas sustancias químicas, las hormonas, que viajan a través de la sangre hasta el lugar donde actúan.  Cardiovascular : Este sistema consta del corazón y de una serie de vasos sanguíneos denominados arterias, capilares y venas. Su principal función es el transporte de oxigeno, nutrientes, dióxido de carbono, productos de desecho u hormonas por medio de la sangre que circula a través de los vasos.  Linfático : Formado por vasos, ganglios y órganos linfáticos especializados como timo o bazo. Sus funciones se relacionan con el movimiento de líquidos y de moléculas como las proteínas.  Respiratorio : Está formado por las vías respiratorias (nariz, faringe, laringe, tráquea y bronquios) y los pulmones. Permite el intercambio de gases respiratorios con la atmósfera, captando el oxígeno necesario para las células y eliminando un producto de desecho, el dióxido de carbono.  Digestivo : Está constituido por boca, faringe, esófago, estómago, intestino delgado (duodeno, yeyuno e ileon) e intestino grueso (ciego, colon y recto). Permite captar los alimentos, degradarlos en nutrientes y absorber éstos para que puedan ser utilizados por las células del cuerpo.  Urinario : Está formado por las vías urinarias (uréteres, vejiga y uretra) y por los riñones. Forma la orina, por medio de la cual se eliminan la mayor parte de los productos de desecho que originan las células en su metabolismo. También contribuye a regular el volumen y la composición de los líquidos corporales.  Reproductor : Permite la supervivencia de la especie. Los órganos de la reproducción son las gónadas. La gónada masculina es el testículo y el sistema incluye también las glándulas accesorias (próstata, vesículas seminales) y los

BLOQUE 2. EL SER HUMANO Y LA SALUD 2.1.1. Los órganos de los sentidos

El ser humano obtiene información del medio a través de los órganos de los sentidos. Se denominan órganos de los sentidos o sensoriales a los encargados de la recepción de los estímulos. Los órganos de los sentidos poseen células especializadas o receptores que captan determinados estímulos y los transmiten al cerebro, a través del sistema nervioso. Para ello, cada una de estas células posee dos polos, uno está especializado en recibir los estímulos y el otro constituye la fibra nerviosa, que los transmite al sistema nervioso.

Los receptores sensoriales son estructuras especializadas que responden a estímulos específicos, informándonos de los cambios que se producen en el medio externo e interno de nuestro organismo. Cada receptor es sensible a un tipo de estímulo:

 Los conos y bastones de la retina del ojo son células sensibles a la luz.  Las células gustativas se localizan en las papilas gustativas de la lengua y detectan los sabores de los alimentos.  Las células olfatorias, localizadas en la nariz, nos informan de los olores.  Las células ciliadas del oído se estimulan por las ondas sonoras y así percibimos los distintos sonidos.  La piel posee receptores sensoriales para distintos estímulos como tacto, presión, temperatura, dolor.

Los receptores se estimulan por distintas formas de energía, como pueden ser la luz, el sonido, la presión, la temperatura o las sustancias químicas. Los receptores se clasifican según el tipo de estímulo :

Mecanorreceptores : reciben estímulos de naturaleza mecánica. Quimiorreceptores : reciben estímulos de naturaleza química. Fotorreceptores : reciben estímulos de naturaleza luminosa. Termorreceptores : detectan variaciones de temperatura. Nociceptores : nos informan de estímulos dolorosos.

Los receptores según el origen del estímulo se clasifican en interoceptores (reciben estímulos del medio interno) y exteroceptores (reciben estímulos del medio externo).

La piel, la nariz, la lengua, los oídos y los ojos son nuestros órganos de los sentidos.

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Piel

En la piel se encuentran localizados gran número de receptores sensoriales que responden a estímulos táctiles , de presión , térmicos y del dolor.

Los receptores de la piel son sensibles a un solo tipo de estímulos y no están uniformemente distribuidos. Las yemas de los dedos, por ejemplo, tienen una gran concentración de receptores del tacto. Los hombros poseen mayor número de receptores térmicos. Otras zonas poseen relativamente pocos receptores nerviosos, por lo que tienen poca sensibilidad.

Nariz y lengua

En la nariz y boca existen receptores capaces de responder a estímulos químicos o a sustancias del aire y de los alimentos. Nuestro sentido del olfato es capaz de percibir un número mucho mayor de sustancias químicas que el del gusto.

En la lengua, el paladar y la faringe, se encuentran los receptores del gusto , reunidos formando las papilas gustativas. Cada papila gustativa está especializada en uno de los cuatro sabores básicos (Figura 4): amargo, ácido, dulce y salado, localizadas en zonas distintas.

Figura 4. Detección de los diferentes sabores en la lengua.

En unas cavidades de la parte superior de la nariz se encuentran los receptores olfativos.

Oído

El oído tiene dos funciones: detectar los sonidos así como la posición y movimientos del cuerpo. El oído tiene dos tipos de receptores sensoriales ( mecanorreceptores ):

Mecanorreceptores que detectan ondas sonoras, situados en el aparato auditivo. Mecanorreceptores sensibles a los cambios en el movimiento y en la posición de la cabeza. Se encuentran en el aparato vestibular o del equilibrio.

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alojados en profundas órbitas óseas, en cuyo fondo se alojan sobre una masa de tejido adiposo, mientras que por delante se hallan cubiertos por los párpados. Por otra parte la secreción lagrimal húmeda protege y lubrica sus precisos movimientos.

Figura 6. Estructura interna del ojo humano.

En cuanto a la estructura del ojo humano destacan:

 Conjuntiva : es una capa fina y transparente que cubre el frente del ojo  Iris : es un músculo que regula la cantidad de luz que entre en el ojo. Es el que determina el color de los ojos.  Córnea : es una capa transparente delante del iris. Ayuda a enfocar la imagen en la retina.  Pupila : Es una abertura en el centro del iris por donde penetra la luz. El tamaño de la pupila cambia según la cantidad de luz que llega al ojo.  Cristalino : Es una lente transparente que puede cambiar de forma dependiendo de la distancia del objeto, para que la imagen se forme en la retina.  Humor vítreo : Es la sustancia gelatinosa transparente que llena la cavidad del ojo, manteniendo su forma redondeada.  Esclerótica : Es la capa blanca que rodea y protege el ojo.  Músculos ciliares : Son los músculos que hacen cambiar de forma el cristalino.  Retina : Es la capa del ojo que contiene las células sensibles a la luz.  Nervio óptico : Lleva los impulsos de la retina al cerebro.

En el proceso de la visión se producen los siguientes pasos:

BLOQUE 2. EL SER HUMANO Y LA SALUD  Los rayos de luz entran al ojo por la pupila  Al atravesar la córnea y la lente del ojo o cristalino, los rayos de luz se refractan y se aproximan. La refracción de los rayos de luz en el ojo permite que la imagen se forme en la retina y los objetos se vean con claridad.  Los rayos de luz se juntan en la retina, donde se forma una imagen invertida y más pequeña del objeto. Aunque en la retina la imagen se forma invertida, la vemos derecha, debido a un proceso de aprendizaje.  La retina está formada por células sensibles a la luz (conos y bastones) que se estimulan y envían mensajes al cerebro a través del nervio óptico. El cerebro elabora con estos mensajes la imagen real del objeto, que es la que se percibe. Los bastones son sensibles a la luz, aunque sea tenue, pero sólo permiten ver en blanco y negro; los conos permiten ver los colores, pero necesitan mayor intensidad luminosa.

La capacidad del ojo humano para cambiar de forma y ver los objetos con mayor nitidez, se denomina acomodación. Cuando el objeto está lejos, el cristalino se estira y adelgaza y cuando está cerca, se acorta y engrosa. De esta forma, el ojo consigue que la imagen se forme sobre el mismo lugar de la retina (enfoque), independientemente de la distancia a la que esté el objeto. Con el paso de los años, el cristalino endurece y se hace más difícil su acomodación, por este motivo, las personas con más de 40 años tienen que alejar de los ojos los objetos que están cerca (vista cansada). Con la edad el cristalino se puede volver opaco y no permitir el paso de la luz (cataratas).

2.1.2. El sistema nervioso

El sistema nervioso coordina y controla, junto con el sistema endocrino, las funciones corporales. Su funcionamiento se basa en la transmisión de impulsos eléctricos con gran rapidez de un área corporal a otra.

La coordinación, la lleva a cabo el sistema nervioso y se realiza de dos maneras:

a) Coordinación nerviosa que se realiza mediante impulsos eléctricos que se transmiten con rapidez y de modo preciso a través de las neuronas. b) Coordinación hormonal o química que se produce por la intervención de sustancias químicas denominadas hormonas. Se liberan en la sangre y su acción es lenta pero más duradera.

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ponerse en contacto con otras neuronas mediante sinapsis , que es el espacio que separa a las dos neuronas; en él se realiza la transmisión del impulso nervioso de una neurona a otra, mediante sustancias químicas llamadas neurotransmisore s (acetilcolina, noradrenalina, serotonina o dopamina). El axón puede estar recubierto por una sustancia grasa (mielina) segregada por unas células especiales (células de Schwann); no todo el axón queda recubierto, los espacios sin mielina son los nódulos de Ranvier. El axón es el transmisor de la neurona.

Las neuronas son las células encargadas de la transmisión de los impulsos nerviosos. En primer lugar, recibe el impulso nervioso a través de las dendritas. A continuación, lo conduce a través del axón y por último, lo transmite a la neurona siguiente por medio de la sinapsis. El tipo más común son las sinapsis químicas , en las que los impulsos se transmiten desde una neurona presináptica a una neurona postsináptica. La neurona presináptica presenta un botón terminal, abombamiento de la parte final de su axón. Cuando llegan impulsos nerviosos a dicho terminal, desde el interior se liberan a la hendidura sináptica sustancias neurotransmisoras que se fijan a receptores de la membrana de la neurona postsináptica o de la célula efectora (por ejemplo las células musculares), lo que origina la aparición y propagación de nuevos impulsos.

Las células de la glía o neuroglia desempeñan funciones de apoyo, soporte y protección. Son células más numerosas que las neuronas y con capacidad de dividirse, de la que carecen las neuronas.

Los nervios son grupos de axones cada uno de los cuales se rodea de una envoltura de tejido conjuntivo llamada endoneuro. Cada grupo de axones se envuelve, a su vez, por el perineuro y otra envoltura denominada epineuro rodea al nervio completo.

Figura 7. Células nerviosas o neuronas (Campos Bedolla y cols, 2002).

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Sistema Nervioso Central (SNC)

El SNC está constituido por el encéfalo y la médula espinal. El encéfalo se aloja en el interior del cráneo y la médula espinal está albergada en la columna vertebral.

En el encéfalo se distinguen cuatro partes: tronco encefálico, diencéfalo, cerebelo y cerebro (Figura 8).

Figura 8. Las cuatro partes principales del encéfalo (Wilmore y Costill, 2004).

El tronco encefálico o tronco cerebral conecta el encéfalo con la médula espinal. Todos los nervios sensores y motores pasan a través del tronco cerebral, ya que transmiten información entre el encéfalo y la médula espinal. El tronco cerebral también contiene los principales centros reguladores autónomos que ejercen control sobre el aparato respiratorio y el sistema cardiovascular. En el tronco encefálico se distinguen tres partes: bulbo raquídeo, puente y mesencéfalo. Un grupo especializado de neuronas situadas a lo largo de todo el tronco cerebral conocidas como sustancia reticular contribuyen a funciones tan importantes como la coordinación de la función musculoesquelética, el control de la función cardiovascular y la función respiratoria, el mantenimiento del tono muscular, o la regulación de los ciclos sueño/vigilia.

El diencéfalo se sitúa entre el tronco encefálico y el cerebelo. Esta región se compone principalmente del tálamo y del hipotálamo. El tálamo tiene un papel importante en la transmisión de impulsos sensoriales ya que regula todas las entradas sensoras que llegan al cerebro consciente y, por lo tanto, es muy importante para el control motor y para el desarrollo de emociones. El hipotálamo se encuentra debajo del tálamo y es responsable

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fibras nerviosas), y otra interior con forma de H ( sustancia gris , formada por cuerpos neuronales) (Figura 10).

Figura 10. Corte de la médula espinal que muestra los nervios espinales (Wilmore y Costill, 2004).

Las funciones de la médula espinal son de dos tipos:

 Reflejos medulares. Los impulsos sensoriales entrantes se transforman en impulsos motores salientes sin abandonar la médula espinal, constituyendo lo que se denominan arcos reflejos, de carácter involuntario. Ejemplos de reflejos medulares son el reflejo de retirada (separar la mano de una superficie muy caliente) o el reflejo rotuliano.  Transmisión de impulso hacia y desde el encéfalo , utilizando los tractos ascendentes y descendentes, respectivamente.

Sistema Nervioso Periférico (SNP)

Está constituido por los nervios que comunican el sistema nervioso central con las distintas partes del cuerpo. Contiene 43 parejas de nervios : 12 parejas de nervios craneales que conectan con el cerebro y 31 parejas de nervios medulares o espinales que conectan con la médula espinal.

Funcionalmente, el SNP tiene dos sistemas principales: el sistema sensor y el sistema motor. El sistema sensor lleva información sensora hacia el SNC, de forma que éste está constantemente informado de nuestro estado actual y de nuestro ambiente. Nuestro SNC transmite información hacia varias partes de nuestro cuerpo a través del sistema motor. El sistema motor lleva los impulsos motores desde el SNC hasta los músculos.

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Figura 11. Secuencia de acontecimientos de la integración sensomotora (Wilmore y Costill, 2004).

Sistema Nervioso Autónomo (SNA)

El SNA, considerado frecuentemente como una parte del sistema motor del SNP, controla las funciones internas involuntarias del cuerpo (respiración, frecuencia cardíaca, tensión arterial, distribución de la sangre). Se divide en sistema nervioso simpático y sistema nervioso parasimpático. Los efectos de los dos sistemas son con frecuencia antagonistas, pero siempre funcionan los dos juntos.

El sistema nervioso simpático es nuestro sistema de lucha o huida, prepara a nuestro cuerpo para hacer frente a una crisis. Actúa en momentos en los que el organismo se halla sometido a una tensión , estrés o peligro. Provoca una serie de cambios que comportan un aumento del gasto de energía y que preparan al organismo para enfrentarse a situaciones adversas, como por ejemplo dilatar la pupila, acelerar el ritmo cardíaco, aumentar la tensión arterial, contraer los vasos sanguíneos de la piel (la persona palidece), etc.

El sistema nervioso parasimpático actúa cuando el organismo se relaja , está calmado y en reposo. Sus efectos tienden a oponerse a los sistema simpático produciendo una menor frecuencia cardíaca, la dilatación de los vasos sanguíneos de la piel (la persona recupera el color), etc.

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Figura 12. Principales huesos del cuerpo humano.

En los huesos se puede distinguir una parte externa y densa (cortical) recubierta por una fina membrana denominada periostio y una parte interna más porosa constituida por hueso esponjoso. En los huesos largos la cavidad medular está tapizada por otra membrana denominada endostio.

Los huesos están constituidos por una matriz orgánica sobre la que se depositan sales minerales y por tres tipos de células: osteoblastos, osteocitos y osteoclastos.

Los huesos están unidos entre sí gracias a unas estructuras llamadas articulaciones las cuales posibilitan el movimiento de los huesos. Se denomina articulación a la unión entre dos o más huesos. Dependiendo del grado de movimiento que permiten se clasifican en sinartrosis , anfiartrosis y diartrosis.

La mayor parte de las articulaciones del cuerpo están constituidas por articulaciones dotadas de una gran movilidad (diartrosis), como por ejemplo la rodilla, el codo, la cadera o el hombro. Las anfiartrosis permiten un movimiento limitado (ejemplo: las articulaciones que existen entre las vértebras que forman la columna vertebral). Finalmente en las sinartrosis las superficies articulares encajan íntimamente entre sí no permitiendo el movimiento de los huesos (ejemplo: articulaciones de los huesos del cráneo). Los ligamentos son unas tiras de tejido muy resistente que unen los huesos en las articulaciones móviles y semimóviles. Por ejemplo el húmero se une mediante un

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ligamento al radio y mediante otro ligamento al cúbito.

El cartílago es una estructura rígida, pero más flexible que el hueso, y sus funciones reflejan dichas características.

 Base para el crecimiento del hueso. En el embrión y el feto el esqueleto está constituido por estructuras cartilaginosas que se osifican progresivamente.  Suavizar superficies articulares. Las superficies de los huesos que constituyen articulaciones con movimiento están recubiertas por cartílago.  Soporte. El cartílago también da soporte a estructuras como la nariz, pabellones auditivos o tráquea.

Sistema Muscular

El tejido muscular hace posible el movimiento humano. Hay tres tipos de tejido muscular:

 El músculo estriado cardíaco , que integra las paredes del corazón, es un músculo involuntario.  El músculo liso , que tapiza los órganos internos como los intestinos y el estómago, también es involuntario.  El músculo estriado esquelético , que se inserta en los huesos mediante tendones y genera los movimientos corporales, es de contracción voluntaria.

El músculo esquelético supone entre el 36% y el 45% del peso corporal total y se compone de más de 600 músculos diferentes, es el tejido más abundante en el cuerpo humano. Para lograr que el cuerpo se mueva, los músculos suelen trabajar juntos formando grupos. El músculo que más directamente participa en la generación del movimiento es el agonista ; sin embargo, el músculo opuesto, que detiene o ralentiza el movimiento generado por el agonista, es el antagonista. Las propiedades del músculo esquelético son elasticidad, extensibilidad y contractilidad. Las dos primeras propiedades permiten al músculo estirarse de forma parecida a una banda elástica, y cuando el estiramiento se interrumpe, le permiten recuperar su longitud normal en reposo. La contractilidad es la capacidad única del músculo para acortarse, generar tensión en sus extremos, o hacer ambas cosas.

Los tendones anclan los músculos con firmeza en los huesos. Están constituidos de tejido conjuntivo fibroso denso (colágeno) y con forma de cordones gruesos poseyendo