Las neurona

Las neuronas. Se conoce como neurona (del griego neûron, “cuerva” o “nervio”) a un tipo altamente especializado de célula, que compone el sistema nervioso, encargado de controlar las funciones voluntarias e involuntarias del organismo.

La neurona (célula nerviosa) es la unidad estructural, trófica y funcional del tejido nervioso. Es una célula especializada que conduce impulsos electroquímicos a lo largo del cuerpo para así controlar, modular e integrar las funciones de los tejidos corporales. La citología de una neurona permite la transmisión de:

Información “descendente” o centrífuga, desde el sistema nervioso central a la periferia del cuerpo, por intermedio de neuronas denominadas motoras o eferentes (por ejemplo, para permitir el desplazamiento del cuerpo), o
Información “ascendente” o centrípeta, en la dirección opuesta a la anterior, por medio de neuronas sensitivas hacia el sistema nervioso central (por ejemplo, para alertar al cuerpo de un peligro potencial)

Las neuronas se caracterizan por su excitabilidad eléctrica, lo cual se traduce en la capacidad para conducir impulsos nerviosos a lo largo de la inmensa red del sistema nervioso, transmitiéndolos además a otras células, como las musculares.

Son particularmente abundantes en el cerebro, alcanzando en el ser humano la cifra de 86 x 109 células, lo cual puede variar de acuerdo a la especie animal (las moscas de la fruta poseen 300.000, ciertos gusanos nematodos apenas 300).

Las neuronas de un individuo adulto, además, no suelen reproducirse, pero siguen siendo creadas en el cerebro a partir de células madre y células progenitoras, en dos ubicaciones del encéfalo únicamente: la zona subgranular (ZSG) del hipocampo y la zona subventricular (ZSV), en un proceso llamado neurogénesis.

Esto no significa que toda la red neuronal se reponga o restituya, ni que pueda hacer frente por sí misma a enfermedades que la deterioran, ya que las nuevas neuronas se ocupan de asuntos muy específicos, como el olfato.

Las neuronas no son las únicas células nerviosas, sin embargo. Comparten junto a ellas el sistema nervioso las células gliales (astrocitos y células de Schwann).

Funciones de las neuronas

Las neuronas cumplen el rol de mensajeras y comunicadoras del organismo.

Las neuronas cumplen el rol de mensajeras y comunicadoras del organismo. Son capaces de transmitir impulsos nerviosos a otras células del cuerpo, como las musculares, y generar el movimiento; de percibir y comunicar estímulos externos y convertirlos en una reacción organizada, como ante el frío, el calor, el peligro, etc.; o de mantener un mensaje andando en una red neuronal, permitiendo así el almacenamiento de información en la memoria.

Esto se da gracias a la transmisión eléctrica entre estas células, mediante el uso de iones sódicos y potásicos, entre otros elementos químicos que pasan de una célula a otra. La velocidad de esta transmisión es tal, que le toma a un impulso alrededor de 18,75 milisegundos recorrer la distancia entre el dedo del pie hasta el cerebro, en un ser humano adulto.

Tipos de neurona

Existen muchas formas de clasificación de las neuronas. Las principales tres son:

De acuerdo a su forma y tamaño. Las neuronas pueden tener la siguiente apariencia:
- Poliédricas. Con forma geométrica determinada.
- Fusiformes. De apariencia semejante a las células musculares, cilíndricas.
- Estrelladas. En forma de estrella o de araña, es decir, con muchas extremidades.
- Esféricas. De forma redonda.
- Piramidales. Con forma de pirámide.

De acuerdo a su función. A juzgar por el papel que desempeñan en el sistema nervioso, podemos hablar de:
- Motoras. Aquellas que están vinculadas con el movimiento y la coordinación muscular, tanto consciente como refleja.
- Sensoriales. Aquellas vinculadas con la percepción de estímulos provenientes del exterior del cuerpo mediante los sentidos.
- Interneuronales. Aquellas que conectan diversos tipos de neuronas entre sí y permiten las redes neuronales, dando pie así al pensamiento complejo, a la memoria, etc.
De acuerdo a su polaridad. Dependiendo del número y la disposición de sus terminaciones eléctricas, pueden ser:
- Unipolares. Su axón es una sola prolongación bifurcada.
- Bipolares. Con el núcleo en el centro, poseen un axón y una dendrita largos y que tienden a extremos opuestos.
- Multipolares. Poseen un axón largo y múltiples dendritas que permiten muchas conexiones simultáneas.
- Monopolares. Poseen sólo una dendrita dividida en dos y dirigida a extremos opuestos, por lo que se consideran falsas unipolares.
- Anaxónicas. Sumamente pequeñas, no distinguen sus axones de sus dendritas.

Estructura de las neuronas

El axón permite el paso del estímulo eléctrico de un extremo a otro de la célula.

Las neuronas poseen una morfología definida y que se compone de cuatro partes:

Núcleo. En donde se halla la información genética de la neurona, suele ocupar una posición central y muy visible en la misma, sobre todo en los ejemplares más jóvenes.
Pericarion. El espacio que rodea al núcleo y compone el cuerpo celular, en el que se hallan los diversos orgánulos de la neurona, como ribosomas libres, el retículo rugoso, el aparato de Golgi, etc.
Dendritas. Se trata de prolongaciones del citoplasma de la célula, envueltas en una membrana plasmática desprovista de mielina, abundante en orgánulos y vesículas que permiten la interconexión y la sinapsis.
Axón. Es una prolongación tubular del cuerpo de la neurona, cubierta de mielina y abundante en microtúbulos, que permite el paso del estímulo eléctrico de un extremo a otro de la célula. Al final del axón hay una serie de terminales que le permiten conectarse físicamente con otras neuronas y células de otro tipo.

Cuerpo celular

El cuerpo neuronal también puede ser llamado pericarion o más comúnmente soma. Tal como los cuerpos de otros tipos celulares, alberga al núcleo y otros orgánulos (también conocidos como organelos) dentro de su membrana citoplasmática. Además de realizar funciones de mantenimiento dentro de la célula, los orgánulos de una neurona se encargan de la síntesis de neurotransmisores como acetilcolina, epinefrina, etcétera.

El soma posee numerosas proyecciones citoplasmáticas denominadas dendritas que emergen de su superficie. Estas dendritas forman conexiones especializadas con otras neuronas, destinadas a intercambiar y procesar información. Las dendritas están cubiertas con prolongaciones aún más pequeñas llamadas espinas dendríticas, las cuales constituyen los puntos de contacto con los axones de otras neuronas. Estos puntos de contacto se denominan sinapsis, y pueden ocurrir no solo entre neuronas, sino también entre neuronas y tejido muscular (unión neuromuscular).

Axón

Los cuerpos celulares de casi todas las neuronas (excepto algunas de ellas llamadas neuronas anaxónicas) poseen una zona cónica (cono axonal) que se proyecta para conformar una prolongación denominada axón. El cono axonal o cono axónico es una porción de soma que posee conjuntos de microtúbulos, ribosomas aislados, neurofilamentos, mitocondrias y vesículas de transporte. Por otra parte, carece casi completamente de cuerpos de Nissl (retículo endoplasmático rugoso o granular) o aparato de Golgi.

Los axones pueden ser mielínicos o amielínicos, dependiendo de su diámetro. La mielina es una vaina membranosa que aísla el axón. Existen regiones intermedias en los axones mielinizados que permanecen sin envoltura de mielina, estas se conocen como nódulos o nodos de Ranvier. Gracias a estas regiones, el impulso nervioso en los axones mielínicos se propaga más rápidamente, mecanismo conocido como conducción saltatoria. La velocidad de conducción aumenta en la medida que aumenta el diámetro del axón: axones más gruesos conducen el impulso más rápido que los axones más delgados.

Las fibras Aγ y Aδ miden alrededor de 3 – 8 μm. Las fibras Aγ tienen una velocidad de conducción de 15 a 40 m/s y conducen información hacia los husos neuromusculares. Las fibras Aδ tienen una velocidad de conducción de 10 a 30 m/s transportan información sensitiva de dolor y temperatura (denominada termoalgésica) desde las terminaciones nerviosas libres.
Las fibras tipo B, con un diámetro de 1 a 3 μm, son las fibras mielínicas más delgadas. Se encuentran en los ramos comunicantes blancos y en los nervios oculomotor (NC III), facial (NC VII), glosofaríngeo (NC IX) y vago (NC X). Su velocidad de conducción es de 5 a 15 m/s.
Las fibras amielínicas (Tipo C/IV) son las más delgadas y conducen sensibilidad termoalgésica y olfatoria. Poseen un diámetro de 0.2 a 1.5 μm y una velocidad de conducción de 0.5 a 2.5 m/s.

La célula responsable de envolver al axón y conformar la vaina de mielina es diferente en el sistema nervioso central (oligodendrocitos) y periférico (neurilemocitos o “célula de Schwann”). En ambos casos, la célula responsable de formar la vaina de mielina se envuelve repetidamente alrededor del axón durante un proceso denominado mielinización. La mielina es entonces un conjunto de capas de membrana celular superpuestas.

La terminación axonal se ramifica en numerosas proyecciones conocidas en conjunto como telodendrón o telodendria.

Neuronas y sinapsis

El proceso de la sinapsis ocurre cuando las neuronas se comunican entre sí o con alguna otra célula (como los músculos para generar movimiento o las glándulas para segregar hormonas), activando o desactivando así determinados procesos del organismo.

Esto ocurre mediante la transmisión de un impulso nervioso, es decir, la segregación por la célula emisora de una descarga química en su membrana, que ocasiona una descarga eléctrica percibida por el axón de la neurona. Ésta, a su vez, segrega compuestos químicos llamados neurotransmisores, los cuales son percibidos por otra neurona intermedia y así se continúa una cadena que toma en total fragmentos de segundo.

Existen dos maneras mediante las cuales una neurona puede enviar un mensaje a otra neurona o a un tejido no neuronal. Es decir, existen dos tipos de sinapsis: Química y eléctrica.

Sinapsis químicas

Las sinapsis químicas son las más comunes en el cuerpo. Todas las neuronas se comunican entre sí de esta manera, así como con otras estructuras no neuronales. En este tipo de sinapsis, la neurona que envía el mensaje sintetiza un compuesto químico (neurotransmisor) en su soma. Este neurotransmisor es transportado por el axón y liberado en el espacio entre la terminación axonal y la membrana receptora. Este espacio se denomina hendidura sináptica.

Después de que el neurotransmisor ha sido liberado, alcanza la membrana de la célula e interactúa con esta membrana en un sitio específico denominado receptor. Una vez que esta interacción ocurre, desencadena una serie de eventos en la célula diana que resultarán en una respuesta de esta célula. Por ejemplo, las neuronas motoras sintetizan un neurotransmisor denominado acetilcolina y lo liberan en la hendidura sináptica entre sus axones y las membranas de las células musculares esqueléticas. La respuesta de la célula muscular es la contracción.

Sinapsis eléctricas

Las sinapsis eléctricas existen en sitios donde hay una comunicación abierta entre los citoplasmas de células adyacentes. Esta comunicación a menudo se lleva a cabo a través de uniones llamadas gap junctions, nexus o uniones comunicantes, que pueden ser imaginadas como pequeñas ventanas que comunican los espacios intracelulares de las dos células vecinas.

Estas ventanas permiten que los impulsos sean conducidos directamente a diferencia de la comunicación vía mensajeros químicos existente en la sinapsis química. En los humanos, podemos encontrar estas uniones en los músculos lisos y cardiaco.

Neurotransmisores

Recordemos que los neurotransmisores son los compuestos químicos sintetizados por neuronas que sirven como mensajeros entre neuronas y también entre neuronas y tejidos no neuronales como el músculo esquelético.

Existen numerosos neurotransmisores, pero los grupos más importantes son:

Aminoácidos: glicina, ácido gamma-aminobutírico (GABA) y glutamato.
Catecolaminas: norepinefrina o noradrenalina y dopamina.
Colinas: Acetilcolina.

Muchos receptores responden a los variados neurotransmisores que se encuentran en las hendiduras sinápticas:

Receptores catecolaminérgicos como los de tipo α-, β y receptores de dopamina (D), que son activados por norepinefrina y dopamina, respectivamente.
Los receptores colinérgicos que son estimulados por acetilcolina (ACh) incluyen a los receptores muscarínicos (M) y nicotínicos (N).
Existen también receptores histaminérgicos (H) y serotoninérgicos (5 HT) que responden a la unión de histamina y serotonina respectivamente.

Algunos neurotransmisores pueden también modificar la actividad de los receptores, por ejemplo glutamato (respuesta excitatoria) o glicina y GABA (respuesta inhibitoria)

Neuronas del sistema nervioso central

Neuronas de la corteza cerebral

Las seis capas de la corteza cerebral son: Capa molecular, capa granular externa, capa piramidal externa, capa granular interna, capa piramidal interna y capa multiforme.

La corteza del cerebro (neocórtex) y del cerebelo están divididas en capas. La corteza cerebral posee seis capas y la corteza cerebelar, tres. Cada capa dentro de la corteza cerebral posee neuronas y tipos celulares específicos.

La capa más externa (capa I) es la capa molecular, la cual contiene las terminaciones axonales y dendríticas. Los axones emergen desde somas ubicados en el hemisferio ipsilateral y contralateral y desde el tálamo, mientras que las dendritas provienen en su mayoría desde las células piramidales. Entre los axones y las dendritas pueden observarse las células de Retzius-Cajal.
En la capa II (capa granular externa) se pueden observar interneuronas asociadas y pequeñas células piramidales.
La capa III (capa piramidal externa) contiene células piramidales que se vuelven progresivamente más grandes mientras más profundas se encuentren dentro de esta capa. Actúan como fibras comisurales y de asociación en la corteza.
La capa IV, o capa granular interna, contiene principalmente células estrelladas, con poca cantidad de células piramidales e interneuronas.
La capa piramidal interna, o capa IV, contiene las grandes células piramidales de Betz en la corteza motora primaria del lóbulo frontal. Envían información al cuerpo estriado, médula espinal y tronco encefálico, entre otras áreas subcorticales.
Finalmente, la capa multiforme o capa VI, contiene algunas células piramidales e interneuronas. Sin embargo, está principalmente ocupada por células fusiformes. Las eferencias de la capa VI se proyectan hacia el tálamo y el claustro (claustrum o antemuro).

Los somas de las células piramidales, como su nombre sugieren, poseen un ápex o vértice y una base. Existe una única dendrita que se proyecta desde el ápex (dendrita apical), la cual puede a su vez ramificarse. Desde la base de la pirámide se proyectan axones o dendritas basales. El tamaño de estas células se incrementa con la profundidad de la capa en la que se encuentren. En las diferentes capas también es posible encontrar células gliales, células granulares, entre otras.

La capa media de la corteza cerebelar se conoce como la capa de las células de Purkinje. Contiene células piriformes (con forma de pera) con sus prolongaciones dendríticas proyectando hacia la capa externa (capa molecular). La capa cortical interna (capa granular) posee numerosas neuronas de pequeño tamaño, mientras que la capa externa posee pocas neuronas, también pequeñas.

Neuronas del sistema nervioso periférico

Histología del nervio periférico

Nervio periférico en sección longitudinal y transversal. Tinción: Tricromo de Ludwig.

En cierta medida, las neuronas del sistema nervioso periférico son similares a las encontradas en el sistema nervioso central. Constituyen la continuación de los tractos nerviosos encontrados en el SNC y se agrupan conformando nervios. Pueden encontrarse nervios motores, sensitivos o mixtos, estos últimos conducen información aferente y eferente a la vez.

Las fibras nerviosas periféricas están recubiertas de diferentes capas de tejido conectivo. Grupos de fibras nerviosas (axones) amielínicas o bien fibras nerviosas mielinizadas con sus células de Schwann (neurilemocitos) están envueltas por un tejido conjuntivo laxo, avascular y delgado conocido como endoneuro, constituyendo los denominados fascículos nerviosos, los cuales a su vez están envueltos individualmente por un delgado tejido conectivo denominado perineuro. Finalmente, los grupos de fascículos así formados están envueltos por un tejido conectivo denso irregular conocido como epineuro.

¿Qué es la sinapsis?

Se conoce como sinapsis a un proceso de aproximación intercelular especializada, que se lleva a cabo entre dos neuronas, o una neurona y otra célula (efectora o receptora). En este proceso se da la transmisión de un impulso nervioso, por lo que a menudo se lo conoce también como sinapsis nerviosa o incluso sinapsis eléctrica, dado el carácter electromagnético de dicha transmisión.

La sinapsis es clave en el proceso de gestión y control del cuerpo. Inicia con una descarga química dentro de la membrana de la célula emisora (neurona), la cual se convierte en una corriente eléctrica transmitida a lo largo de los axones neuronales y que libera ciertos compuestos químicos llamados neurotransmisores (noradrenalina y acetilcolina, entre otros) que excitan o inhiben las funciones de la célula receptora.

A través de la sinapsis las neuronas controlan los diversos procesos químicos y físicos del cuerpo, lo cual permite su sincronización (activación e inhibición a conveniencia) y se da en tres tipos de estímulo:

Transmisión excitadora. Aquella que inicia procesos o incrementa el potencial de acción.
Transmisión inhibidora. Aquella que detiene procesos o disminuye el potencial de acción.
Transmisión moduladora. Aquella que altera el patrón o la frecuencia de la actividad celular en cuestión.

Tipos de sinapsis

La sinapsis eléctrica es bidireccional y permite la sincronización neuronal.

Existen dos tipos distintos de sinapsis, que son:

Sinapsis eléctrica. Este tipo no involucra neurotransmisores, sino la transmisión de una neurona a otra de iones (moléculas cargadas eléctricamente) mediante uniones gap: conexiones proteicas entre células adheridas estrechamente. Este tipo de sinapsis es bidireccional y permite la sincronización neuronal, además de ser más veloz que la sinapsis química.
Sinapsis química. Este tipo se produce entre células separadas por un espacio no mayor de 20-30 nanómetros, conocido como hendidura sináptica, y se da mediante la liberación y recepción de neurotransmisores, fruto de un proceso de secreción celular muy veloz. Es unidireccional y un tanto más lento que la eléctrica.

Enfermedades que afectan la sinapsis

El Alzheimer es la formación de placas de cortisol entre las neuronas.

Algunas dolencias del cuerpo humano impiden o entorpecen la correcta sinapsis neuronal, incidiendo así en el control que el sistema nervioso ejerce sobre las diversas funciones, voluntarias o no, del organismo. Algunas de dichas dolencias son:

Mal de Parkinson. Trastorno degenerativo, de tipo congénito, que consiste en la inhibición de la secreción suficiente de dopamina, una sustancia que garantiza el correcto movimiento muscular, lo cual se traduce en temblores, debilidad y descontrol de las extremidades
Epilepsia. Se trata de una desincronización de los impulsos inhibitorios y excitatorios de la sinapsis, incrementando el trabajo eléctrico y generando estados de hiperexcitación, cuyo impacto en el sistema nervioso es de deterioro progresivo e inevitable.
Mal de Alzheimer. Esta enfermedad surge a partir de la formación de placas de cortisol entre las neuronas de la corteza cerebral, impidiendo la sinapsis y deteriorando tanto la capacidad de raciocinio, de lenguaje y de formación de recuerdos recientes.

¿Qué es el aparato locomotor?

Se llama aparato locomotor o también sistema músculo-esquelético a la compleja red de tejido de distinta naturaleza que permite al cuerpo humano sostenerse en pie y realizar diversos movimientos, desde simplemente caminar hasta los más precisos y delicados gestos de las manos.

El aparato locomotor consiste en la unión de varios conjuntos diferentes, que son el sistema osteoarticular

(compuesto por huesos, articulaciones y ligamentos) y el sistema muscular (músculos y tendones).

Entre ambos brindan soporte al cuerpo, lo mantienen en su forma y le permiten realizar movimientos coordinados, gracias a la coordinación que ejerce el sistema nervioso (compuesto por los nervios, la columna y el cerebro).

De estos dos sistemas principales, el óseo y el muscular, el primero se considera pasivo y el segundo activo, ya que este último es el que pone en marcha el movimiento, a través de la compresión y estiramiento de las fibras musculares, una vez que llega a ellos el estímulo nervioso proveniente del cerebro.

Un punto importante en este aparato lo constituyen las articulaciones, que son el punto de contacto de dos huesos en el cuerpo, las cuales pueden permitir cierto tipo de movimiento y conforme a ello se clasifican en: sinartrosis (sin movimiento), sínfisis (con un movimiento mono axial, es decir, en un mismo eje) o diartrosis (con movimientos complejos). Los huesos ocupan un sitio fijo en las articulaciones, gracias a los ligamentos que los mantienen en su lugar.

De manera semejante, los tendones son el tejido que une los músculos a los huesos, hechos de un material sumamente resistente, que permite el movimiento elástico de las fibras musculares sin que ello signifique desprenderlos de su lugar obligatorio en el esqueleto.

¿Para qué sirve el aparato locomotor?

El aparato locomotor no sólo permite la enorme y diversa variedad de movimientos de los que nuestro cuerpo humano es capaz, sino que a la vez mantiene el cuerpo erguido, en su posición exacta, lo cual es sumamente importante para la salud de los órganos internos. Sin el aparato locomotor estaríamos condenados a la inactividad, como las plantas, ya que no podríamos desplazarnos físicamente a voluntad.

¿Cómo cuidar el aparato locomotor?

El cuidado del aparato locomotor incluye las siguientes recomendaciones:

Realizar calentamiento antes de someterse a una actividad física o ejercicio.
Mantener una dieta rica en potasio, calcio y hierro (aunque sin excesos perjudiciales para la función renal).
Evitar las situaciones de desgaste extremo de las articulaciones (sobre todo en oficios como escritor, pianista, tejedor, y otros oficios manuales) o tomar precauciones para minimizar el daño.
Evitar el sobrepeso.
Realizar actividades físicas de manera regular (vida activa).
Utilizar posturas adecuadas cuando se realicen actividades de largo plazo (incluso dormir), mediante materiales ergonómicos y tomar consciencia de la postura.

Enfermedades del aparato locomotor

En la artrosis las articulaciones entre los huesos van perdiendo el tejido elástico.

Existen dolencias propias del aparato locomotor, algunas por causas más o menos naturales y de desgaste, y otras causadas por agentes externos al organismo. Entre ellas destacan las siguientes:

Artrosis. Una enfermedad crónica y degenerativa, a veces de origen autoinmune, en la que las articulaciones entre los huesos van perdiendo el tejido elástico que permite su movilidad: el cartílago, y por ende van permaneciendo cada vez más rígidas.
Artritis. La artritis consiste en una inflamación del tejido de las articulaciones, ya sea permanente o transitoria, generando hinchazón, dolor, rigidez y dificultad para mover los miembros, aunque con el paso del tiempo pueden incluso retorcer las articulaciones y deformar las extremidades.
Osteoporosis. Se trata de una pérdida crónica de calcio en los huesos, la cual los desmineraliza y torna más frágiles con el tiempo. Esto ocasiona un adelgazamiento y debilidad de los huesos, que se vuelven porosos (de allí el nombre) y pierden masa.
Mal de Parkinson. La enfermedad de Parkinson es realmente una dolencia del Sistema Nervioso Central (Cerebro), que afecta al modo en que se transmiten los impulsos nerviosos a lo largo del cuerpo. Sin embargo, los síntomas comunes se manifiestan en el aparato locomotor, a través de rigidez, temblores o movimientos involuntarios.
Mal de San Vito. También denominada Enfermedad de Huntington o corea de Huntington, es una enfermedad degenerativa neurológica, que suele ser hereditaria, aunque sumamente rara. Fue descubierta en 1872 y sus síntomas incluyen movimientos involuntarios, espasmos y muecas, y se debe a una mutación en un gen del cromosoma 4.

¿Qué es el sistema inmunológico?

Se conoce como sistema inmunológico, sistema inmune o sistema inmunitario a un mecanismo defensivo del cuerpo humano y de otros seres vivos, que permite a través de reacciones físicas, químicas y celulares coordinadas, mantener el organismo libre de agentes extraños y potencialmente nocivos, como pueden ser toxinas, venenos, o infecciones virales, bacterianas y de otros microorganismos.

Dichos cuerpos y elementos extraños al organismo se denominan antígenos, y su presencia en el organismo desata una reacción altamente especializada para impedir que se esparza o que permanezca en el cuerpo. Dicha reacción, denominada antígeno-anticuerpo, consiste principalmente en la segregación de células y de sustancias defensivas, como los distintos tipos de glóbulos blancos (anticuerpos), cuya misión es reconocer y expulsar del organismo a los invasores.

No obstante, el sistema inmunológico también dispone de estrategias mecánicas o físicas que incluyen la inflamación de la zona afectada (como método de aislamiento), el incremento de la temperatura corporal o fiebre (para hacer el cuerpo menos hospitalario para los invasores), y otras respuestas especializadas.

El sistema inmune lo componen diversas células y órganos del cuerpo, sobre todo los órganos y glándulas productores de glóbulos blancos, pero también toda una serie de mucosas y barreras aislantes para impedir el ingreso de elementos extraños. En todo caso, a la hora de defender el organismo, muchos otros sistemas colaboran o se ven afectados por el funcionamiento de las defensas del cuerpo.

Función del sistema inmunológico

El sistema inmunológico opera en base a sus dos variantes: el sistema inmune natural y el adquirido o aprendido:

Sistema inmune natural. Llamado también sistema inmune innato o inespecífico, nace con los individuos ya que consta de mecanismos de defensa propios de la química de la vida. Es común en mayor o menor medida a casi todos los seres vivientes, incluso a las formas más simples y unicelulares, pero que son capaces de lidiar con los invasores segregando enzimas y proteínas defensivas.
Sistema inmune adquirido. Exclusivo ya de los vertebrados y de los seres vivos más complejos, dispone de células totalmente dedicadas a la defensa y limpieza del organismo, altamente especializadas en su tarea. Su nombre proviene del hecho de que se adapta y posee una “memoria” celular para reconocer los agentes infecciosos con los que ya ha combatido, de modo lidiar mejor con ellos a futuro. De eso último es de lo que se valen las vacunas: le brindan microbios atenuados para que pueda alimentar su memoria sin tener primero que sufrir la enfermedad.

¿Cómo está conformado el sistema inmunológico?

El sistema inmune se compone de una red de glóbulos blancos que recorre el organismo y que tiene presencia tanto la sangre, la médula ósea y otras sustancias propias del cuerpo, como del sistema linfático que emplea para movilizarse a lo largo de los ganglios y órganos de filtrado del cuerpo, como el bazo.

Dichos glóbulos blancos pueden ser de dos tipos:

Linfocitos. Se ocupan de detectar y reconocer a los cuerpos extraños, así como de aprender sus características para sumarlas a la memoria inmunológica, para reconocerlos en caso de que vuelvan a ingresar al organismo.
Fagocitos. Aquellos encargados de lidiar con los cuerpos extraños, es decir, hacer el trabajo sucio: fagocitan (engloban en su interior) a los invasores y luego se expulsan del organismo con ellos dentro, a través de la orina, las heces, los mocos u otras secreciones.

Enfermedades del sistema inmunológico

A pesar de lo extraordinario del sistema inmunológico, no siempre es 100% eficaz. En muchos casos, de hecho, su funcionamiento se ve comprometido y requiere de la incorporación de medicamentos. Estos casos son:

Alergias. Que no son más que una reacción desproporcionada del sistema inmunitario, que responde a la presencia de una sustancia inocua como si se tratara de un atacante.
Enfermedades autoinmunes. En las que el sistema inmunológico se convierte en el problema, pues ataca células o tejidos sanos y del propio organismo, identificándolos por error como infectados o como ajenos.
Enfermedades inmunosupresoras. Como el SIDA, cuyos agentes infecciosos justamente atacan a los glóbulos blancos encargados de la defensa, mediante diversas estrategias que no permiten su captura y expulsión ordinaria. Como resultado de estas enfermedades, las personas quedan inmunosuprimidas (es decir: sin defensas) y otras enfermedades oportunistas pueden sacar ventaja de dicha condición.

¿Qué es el sistema endocrino?

Se conoce como sistema endocrino o sistema de glándulas de secreción interna al conjunto de tejidos y órganos del cuerpo humano (y de otros animales superiores) encargados de la generación y distribución a través del torrente sanguíneo de sustancias destinadas a la regulación de determinadas funciones del organismo, conocidas como hormonas.

Semejante al sistema nervioso, el sistema endocrino se opera en base a impulsos a distancia, pero en lugar de ser nerviosos (eléctricos), son de tipo químico. Estas señales químicas son las hormonas, encargadas de activar, regular o inhibir determinadas acciones y procesos del organismo, como son el crecimiento, la producción de tejidos, el metabolismo o el desarrollo y funcionamiento de los órganos reproductivos, entre otros.

Este sistema hormonalestá compuesto por órganos internos conocidos como glándulas u órganos endocrinos, los cuales generan sus hormonas y sustancias y las liberan en el organismo, ya sea localmente (como las glándulas de la piel) o internamente (a través del sistema sanguíneo). Esto incluye órganos como el timo o el páncreas, o bien estructuras de menor tamaño como la glándula pituitaria ubicada en el cerebro.

Además,este sistema se encuentra relacionado con el nervioso y con el digestivo, entre otros, constituyendo así una red de respuesta compleja del organismo, que por ejemplo, ante situaciones de estrés, eróticas o de reposo, genera diversas hormonas para potenciar las capacidades del cuerpo humano.

Función del sistema endocrino

La hipófisis segrega hormonas para regular la homeostasis.

Como se dijo antes, la función primordial de este sistema es la regulación de los complejos procesos bioquímicos del cuerpo, ya sea ante un estímulo externo determinado, o simplemente como parte de la vida. Esto incide, por ejemplo, en el crecimiento, el desarrollo y la conducta sexual, la digestión, el sueño y otras áreas de vital importancia.

En líneas generales, las hormonas liberadas por el sistema endocrino pueden tener funciones del siguiente tipo:

Estimulantes. Activan o inician ciclos bioquímicos, o estimulan determinados comportamientos en los tejidos del cuerpo. Por ejemplo, la hormona prolactina induce a la producción de leche en las mamas maternas.
Inhibidoras. Ejercen el rol contrario: inhiben, detienen, disminuyen la producción de alguna sustancia o un determinado comportamiento del tejido corporal. Por ejemplo: la hormona somatostatina inhibe la producción de más hormonas de crecimiento en el cuerpo, deteniendo así el crecimiento corporal.
Antagonistas. Regulan un proceso del cuerpo en base a estimularlo o inhibirlo, o de producir efectos contrarios pero simultáneos. Por ejemplo, las hormonas insulina y glucagón regulan el metabolismo del azúcar, actuando al mismo tiempo incrementar o disminuir sus niveles.
Sinérgicas. A veces la presencia conjunta de dos hormonas incrementa el efecto de la primera, es decir, se potencian las unas a las otras para lograr efectos más intensos. Por ejemplo: las hormonas hGH y T3/T4 producidas por la glándula tiroides.
Trópicas. Permiten la alteración o el control de otros tejidos endocrinos, sirviendo de mensajero químico en el organismo. Por ejemplo: la hormona gonadotropina desencadena la ovulación en las mujeres y la espermatogénesis en los hombres, cuando están listos para empezar a reproducirse.

Glándulas del sistema endocrino

as glándulas suprarrenales regulan las respuestas ante el estrés.

El sistema endocrino se compone de muchas glándulas y órganos endocrinos. Los principales son los siguientes:

Glándula pineal. Llamada también epífisis o conarium, está en la base del cerebro junto a la inserción de la médula espinal, y es común a todos los vertebrados. Produce hormonas encargadas del sueño y de los ritmos circadianos.
Glándula pituitaria. También conocida como hipófisis, se ocupa de segregar hormonas necesarias para regular la homeostasis, entre ellas hormonas trópicas que regulan otros tejidos endocrinos. Está ubicada en la base del cráneo, en una silla ósea del hueso esfenoides.
Glándula tiroides. Ubicada justo debajo de la nuez de Adán, en la garganta y sobre la tráquea, se encarga de regular el metabolismo y de matizar la sensibilidad del cuerpo a las demás hormonas.
Glándulas suprarrenales. De forma piramidal, se halla en par sobre los riñones, y se encarga de regular las respuestas ante el estrés, segregando hormonas como el cortisol y la adrenalina, que preparan físicamente al cuerpo para una situación de peligro.
Timo. Este es un órgano linfoide (del sistema inmunológico) ubicado en el torso, frente al corazón y detrás del esternón.
Páncreas. Un órgano mayor, situado en el abdomen, segrega enzimas digestivas para contribuir con la absorción de los nutrientes, y además hormonas que regulan el metabolismo de los azúcares (insulina y glucagón).
Glándulas sexuales. Ovarios y testículos, para mujer y hombre respectivamente, son los órganos donde se generan las células reproductivas y las hormonas que preparan la maduración sexual durante la pubertad.
Glándulas externas. Las ubicadas en la piel, se encargan de lubricarla y mantenerla fresca, derramando además hormonas que cumplen roles sociales y de protección de la epidermis.

Enfermedades del sistema endocrino

El hipertiroidismo se produce cuando las tiroides aceleran demasiado el metabolismo.

El sistema endocrino puede padecer de diferentes trastornos, que le ocasionan un funcionamiento defectuoso. Por lo general consisten en sobreproducción o subproducción de hormonas. Algunos ejemplos son:

Diabetes mellitus. Enfermedad que consiste en la subproducción de insulina (o producción de hormona de mala calidad) que es incapaz de regular el nivel de azúcar en sangre.
Hipertiroidismo. La tiroides produce demasiadas hormonas y acelera en demasía el metabolismo.
Hipotiroidismo. La tiroides segrega muy pocas hormonas y enlentece demás el metabolismo.
Enfermedad de Crushing. Las glándulas suprarrenales segregan un exceso peligroso de hormonas.

¿Qué es una mutación?

En genética se llama mutación a una variación espontánea y aleatoria en la secuencia de genes que componen el ADN de un ser vivo. Esta variación introduce cambios puntuales de tipo físico, fisiológico o de otra índole en el individuo, que pueden o no ser heredados a sus descendientes.

Las mutaciones pueden traducirse en cambios positivos o negativos en el desempeño vital de los organismos, y en ese sentido pueden impulsar la adaptación y evolución (incluso pueden crear nuevas especies), o pueden convertirse en enfermedades genéticas o defectos hereditarios. A pesar de este último riesgo, las mutaciones son clave para sostener una alta variabilidad genética y permitir que la vida continúe su marcha.

Este tipo de cambios se producen por dos razones esenciales:

De manera espontánea y natural, producto de errores en la replicación del genoma durante las fases de la división celular.
De manera externa, por la acción de mutágenos de diverso tipo sobre el organismo, como la radiación ionizante, ciertas sustancias químicas y la acción de algunos patógenos virales, entre otros.

La mayoría de las mutaciones que experimentan los seres vivos son de tipo recesivo, es decir, no se hacen manifiestas en el individuo en que se originan, sino que permanecen inactivas e inadvertidas, y pueden transmitirse a la descendencia en caso de que (al menos para seres vivos pluricelulares) la alteración se produzca en el contenido de las células sexuales (gametos).

Una mutación puede darse en tres niveles:

Molecular (génicas o puntuales). Ocurre en la secuencia del ADN, es decir, en sus propias bases nucleotídicas, por algún cambio en los elementos fundamentales que las componen.
Cromosómico. Se altera un segmento de cromosoma (es decir, se altera mucho más que un gen) y puede perderse, duplicarse o cambiar de lugar gran cantidad de información.
Genómico. Afecta a un conjunto de cromosomas determinado: ocasiona excesos o faltas de cromosomas, y esto varía sustancialmente el genoma entero del organismo.

Tipos de mutación

Las mutaciones morfológicas tienen que ver con la apariencia del cuerpo.

Dependiendo de las consecuencias que tengan para el organismo y su descendencia, existen distintos tipos de mutaciones:

Mutaciones morfológicas. Tienen que ver con la forma o la apariencia del cuerpo una vez culminadas las etapas de desarrollo: coloración, forma, estructura, etc. Pueden producir mutaciones que favorecen la adaptación al entorno, como la de las polillas de un color más acorde al entorno (y, por ende, más propicias a camuflarse y sobrevivir), o bien pueden producir malformaciones o enfermedades, como la neurofibromatosis humana.
Mutaciones letales y deletéreas. Interrumpen procesos clave en el mantenimiento del organismo y, por ende, pueden ocasionar la muerte (mutaciones letales) o pueden generar un impedimento en el crecimiento y la reproducción (mutaciones deletéreas).
Mutaciones condicionales. Condicionan el desempeño del individuo en su comunidad biológica, lo que puede ocasionar condiciones permisivas (el producto del gen mutado es aún funcional) o condiciones restrictivas (el producto del gen mutado pierde su viabilidad).
Mutaciones bioquímicas o nutritivas. Afectan a la producción de un determinado compuesto bioquímico necesario para cumplir con funciones específicas, como enzimas, metabolitos u otros elementos necesarios, sobre todo, para el metabolismo celular.
Mutaciones por pérdida de función. Impiden el funcionamiento correcto de un gen, lo que ocasiona que el organismo que la presenta pierda alguna función específica. Es el caso de la depresión unipolar en humanos, causada por una mutación del gen hTPH2, que ocasiona una pérdida en la absorción del 80 % de la serotonina.
Mutaciones por ganancia de función. Un cambio en el ADN añade funciones al gen modificado y, por ende, al organismo que lo presenta. Así es como opera la resistencia a los antibióticos de algunas bacterias infecciosas, y es un caso típico de evolución. Son mutaciones poco frecuentes.

Ejemplos de mutación

La polidactilia es una alteración genética que produce uno o más dedos extras.

Algunos ejemplos de mutaciones en el ser humano son:

Polidactilia. Es una alteración genética que se da durante el desarrollo del feto y que ocasiona la aparición de uno o varios dedos extra en las manos o los pies. Estos dedos suelen ser disfuncionales y a menudo deben ser extirpados.
Síndrome de Marfan. Es causado por defectos en un gen llamado fibrilina-1, que tiene que ver con la información genética que determina la formación del tejido conectivo. Quienes padecen este síndrome presentan contextura extremadamente delgada con extremidades anormalmente largas, lo cual ejerce una presión anormal en sus aortas, que puede desarrollar un infarto.
Resistencia al VIH. Se han dado casos muy raros de personas resistentes a la infección con el Virus de la Inmunodeficiencia Humana (virus que causa SIDA). Esto se debe a que una mutación en el gen CCR5, que el retrovirus reconoce como “puerta” a la célula humana, hace a ciertas personas “invisibles” a la infección e impide que puedan ser infectadas fácilmente.

¿Qué es el genotipo?

Por genotipo nos referimos al conjunto de la información genética almacenada en el ADN de un organismo particular, cuya totalidad en términos de especie compone el genoma. O dicho de otra forma: cada ser vivo posee un genotipo específico, que es el total de la información genética albergada en sus células; pero el genotipo de toda la especie constituye el genoma humano.

En la información contenida en el genotipo se encuentran todas las características que constituyen al individuo, desde su funcionamiento interno, su apariencia física y sus posibles enfermedades congénitas. La manifestación física de dicha información, influenciada además por el entorno, es lo que se considera el fenotipo. O sea:

Genotipo + Entorno = Fenotipo.

El estudio de los genes y la herencia nos ha permitido a los seres humanos comprender mucho mejor que nunca los modos en que se transmite la información biológica de una generación a la siguiente, lo cual ocurre mediante la replicación de los genes contenidos en el genotipo.

Diferencia entre genotipo y fenotipo

El fenotipo es la manifestación física del genotipo influenciada por el entorno.

La diferencia entre genotipo y fenotipo es la diferencia entre el molde y el resultado. El genotipo opera como un molde o un patrón, es decir, como un conjunto de información genética que determina cada aspecto fundamental de la constitución y funcionamiento del cuerpo de un ser vivo.

En cambio, el fenotipo es el resultado de la materialización o expresión de dicho molde, que puede darse de manera más o menos fiel a lo pautado, dependiendo del ambiente en que se desenvuelva el individuo.

Así, el genotipo permite la transmisión de la información genética, incluso cuando dicha información no se exprese o materialice en el fenotipo del individuo. Esa es la razón por la cual podría en cambio manifestarse en un descendiente suyo, pues ha recibido la información genética en herencia.

Importancia del genotipo

El genotipo es el conjunto de la información genética, que contiene los éxitos y fracasos evolutivos de una especie, algo fundamental para las generaciones venideras que la perpetuarán. En ese sentido, es el mayor tesoro biológico de cada especie de ser vivo, y los daños que pueda sufrir, por fuentes como la radiación ionizante, ciertas enfermedades o algunas sustancias químicas, ponen en riesgo la perduración de esta información.

Genoma humano

Estudios intentan saber qué segmentos determinan qué fenotipos en cada individuo.

El genoma de la especie humana ha sido objeto de estudio durante la segunda mitad del siglo XX, especialmente tras la inauguración en 1990 del Proyecto Genoma Humano, destinado a determinar la secuencia exacta de las bases químicas que integran el ADN de nuestra especie, y luego identificarlas y cartografiarlas, para poder “traducir” esa información genética y saber qué segmentos determinan qué fenotipos en el genoma de cada individuo de la especie. Esta tarea fue completada en julio de 2016, aunque no se conoce la función exacta de cada segmento todavía, pero se tiene un muy buen mapa de su totalidad y de sus principales áreas de contenido.

Gracias a ello muchas enfermedades congénitas pueden ser mejor comprendidas y atacadas en la medicina contemporánea, y se abrieron las puertas a la terapia génica, que está dando grandes resultados en la erradicación de enfermedades hasta ahora tenidas por incurables.

Ejemplos de genotipo

Es difícil dar propiamente ejemplos de un genotipo, pero sí podemos dar ejemplos de información contenida en el genotipo de una especie, como es:

Predisposiciones a padecer ciertas enfermedades o a sufrir de padecimientos derivados de alguna condición específica en el metabolismo o cualquier otro sistema corporal.
Rasgos físicos identificables a simple vista, como el color de cabello y ojos, el tono de la piel, los rasgos faciales o la densidad del vello.
Proporciones corporales, como estatura, propensión a la obesidad, etc.
Ciertas tendencias conductuales que estén vinculadas de algún modo con el cerebro, la transmisión nerviosa o la asimilación de las sustancias ingeridas mediante la alimentación.