Biología Fundamental: Conceptos Clave del Sistema Nervioso, Endocrino y Genética Celular

Conceptos Fundamentales de Biología

El Sistema Nervioso: Estructura y Función

Componentes Celulares del Sistema Nervioso

• Estímulo: Objeto o evento que emite una señal capaz de provocar una respuesta en un organismo.
• Neurona Sensitiva (Aferente): Célula nerviosa que lleva información desde los receptores sensoriales hacia el Sistema Nervioso Central (SNC).
• Interneurona: Neurona que conecta la neurona aferente con la neurona eferente dentro del SNC, facilitando la comunicación.
• Neurona Motora (Eferente): Célula nerviosa que transmite información desde el SNC hacia los órganos efectores (músculos o glándulas) para generar una respuesta.
• Glias (Neuroglías): Células de soporte del sistema nervioso. Proporcionan sostén mecánico a las neuronas, forman parte del tejido del SNC, se encuentran en una proporción aproximada de 10 a 1 en relación con las neuronas, forman mielina, nutren y comunican.
• Vaina de Mielina: Capa lipídica y proteica que recubre los axones de algunas neuronas, acelerando la velocidad de transmisión del impulso nervioso (le confiere un aspecto blanquecino).

Tipos de Neuroglías

• Neuroglías del SNC: Son cuatro tipos principales:
  • Astrocitos
  • Oligodendrocitos
  • Microglías
  • Células Ependimarias
• Neuroglías del SNP: Incluyen:
  • Células de Schwann
  • Células Capsulares (o Satélites)

Estructura y Morfología de las Neuronas

• Estructura de una Neurona:
  • Soma (Cuerpo Celular): Contiene el núcleo y la mayoría de los orgánulos celulares.
  • Axón: Prolongación larga y delgada que conduce los impulsos nerviosos desde el soma hacia otras células.
• Tipos de Neuronas por Morfología:
  • Monopolares (Unipolares): Poseen una única prolongación que se bifurca, actuando como dendrita y axón.
  • Bipolares: Presentan dos prolongaciones, una dendrita y un axón.
  • Multipolares: Son las más comunes, con múltiples dendritas y un axón.

Desarrollo y Divisiones del Sistema Nervioso

• Origen Embrionario del Sistema Nervioso:
  • Ectodermo: Capa germinal embrionaria que da origen al sistema nervioso.
  • Formación de Capas Germinales: La unión de un espermatozoide y un óvulo forma un cigoto, que se divide y diferencia en tres capas germinales primarias: ectodermo, mesodermo y endodermo.
• Divisiones del Sistema Nervioso:
  • Sistema Nervioso Central (SNC): Comprende el encéfalo (cerebro, cerebelo y tronco encefálico) y la médula espinal.
  • Sistema Nervioso Periférico (SNP): Conecta el SNC con el resto del organismo.

Componentes y Funciones Específicas del Sistema Nervioso

• Tronco Encefálico: Estructura vital que conecta el cerebro con la médula espinal, compuesto por el bulbo raquídeo, la protuberancia (o puente de Varolio) y el mesencéfalo.
• Sistema Nervioso Somático: Controla las funciones voluntarias y está compuesto por nervios espinales, raquídeos y craneales.
• Sistema Nervioso Autónomo (Involuntario): Regula funciones involuntarias del cuerpo. Incluye:
  • Sistema Nervioso Simpático: Prepara el cuerpo para situaciones de estrés o de "lucha o huida".
• Hipotalamo: Regula la homeostasis del cuerpo, controlando funciones como la temperatura, el hambre y la sed.

Tipos de Sinapsis

• Sinapsis Química: Implica un espacio sináptico entre neuronas, donde la transmisión de la señal se realiza mediante neurotransmisores. Es la más común.
• Sinapsis Eléctrica: Caracterizada por uniones gap (hendiduras), que permiten el paso directo de iones a través de canales proteicos, resultando en una transmisión rápida y directa.

El Sistema Endocrino: Hormonas y Regulación

Concepto y Tipos de Hormonas

• Hormona: Sustancia química producida por glándulas endocrinas que actúa sobre órganos específicos, regulando diversas funciones fisiológicas y el "reloj biológico".
• Tipos de Hormonas por Composición Química:
  • Hormonas Lipídicas (Esteroides): Derivadas de lípidos, pueden atravesar fácilmente las membranas celulares debido a su naturaleza lipofílica.
  • Hormonas Proteicas (Peptídicas): Incluyen la adrenalina, oxitocina (OT), hormona antidiurética (ADH), hormona del crecimiento (GH) y parathormona (PTH).

Regulación de la Glucemia y Hormonas Asociadas

• Regulación de la Glucemia (Homeostasis): La glucemia se refiere al nivel de glucosa en sangre, cuya regulación es crucial para mantener la homeostasis (equilibrio interno) del organismo.
• Insulina: Hormona producida por el páncreas que reduce los niveles de glucosa en sangre, facilitando su entrada en las células.
• Glucógeno: Forma de almacenamiento de glucosa, principalmente en el hígado y los músculos. La glucosa se convierte en glucógeno por acción de la insulina.

Hormonas y sus Funciones Específicas

• TSH (Hormona Estimulante de la Tiroides): Actúa sobre la glándula tiroides, estimulando la producción de hormonas tiroideas.
• ACTH (Hormona Adrenocorticotrópica): Actúa sobre las glándulas suprarrenales, ubicadas encima de los riñones, estimulando la producción de cortisol.
• Calcitonina (de la Tiroides): Hormona que ayuda a regular los niveles de calcio en sangre, disminuyéndolos.
• Prolactina: Hormona que estimula la producción de leche materna en las glándulas mamarias.
• Tiroxina (T4) y Triyodotironina (T3): Hormonas tiroideas que regulan el metabolismo basal del cuerpo.
• Desequilibrios Tiroideos: Un exceso de T3 y T4 causa hipertiroidismo; una deficiencia, hipotiroidismo.
• ADH (Hormona Antidiurética o Vasopresina): Actúa en los riñones, regulando el balance hídrico del cuerpo al promover la reabsorción de agua.
• Oxitocina: Hormona que actúa en el útero (provocando contracciones durante el parto) y en las glándulas mamarias (estimulando la eyección de leche).

Hormonas Reproductivas

• Hormonas Reproductivas (Masculinas):
  • FSH (Hormona Folículo Estimulante): En hombres, estimula las células de Sertoli para la espermatogénesis (producción de espermatozoides).
  • LH (Hormona Luteinizante): En hombres, estimula las células de Leydig para secretar testosterona.
• Hormonas Reproductivas (Femeninas):
  • FSH: En mujeres, estimula el crecimiento y desarrollo de los folículos ováricos.
  • LH: En mujeres, desencadena la ovulación y estimula la secreción de estrógenos y progesterona por el cuerpo lúteo.

El Páncreas y la Diabetes Mellitus

• Páncreas: Glándula que secreta insulina y glucagón, hormonas que trabajan en conjunto para mantener el equilibrio de la glucemia.
• Tipos de Diabetes Mellitus:
  • Diabetes Tipo 1: Enfermedad autoinmune en la que el páncreas no produce insulina. Su único tratamiento es la administración exógena de insulina.
  • Diabetes Tipo 2: Asociada a la resistencia a la insulina y a factores de estilo de vida (dieta, sedentarismo). El tratamiento incluye cambios en el estilo de vida y, a menudo, medicación.
  • Diabetes Gestacional: Se desarrolla durante el embarazo, generalmente debido a cambios hormonales. Puede requerir control dietético y, en algunos casos, insulina.

Genética y Ciclo Celular

Estructura del ADN y Cromosomas

• Estructura del ADN: El ADN (Ácido Desoxirribonucleico) está formado por unidades llamadas nucleótidos, cada uno compuesto por:
  • Una pentosa (desoxirribosa).
  • Una base nitrogenada (adenina, timina, citosina o guanina).
  • Un grupo fosfato.
• Cromosomas: Estructuras que contienen el material genético.
  • Autosomas: Cromosomas no sexuales.
  • Cromosomas Sexuales: Determinan el sexo biológico (XX para mujer, XY para hombre).

Ciclo Celular y División Celular

• Fases del Ciclo Celular:
  • Fase G1 (Gap 1): Inicia el ciclo celular, caracterizada por el crecimiento celular y la síntesis de orgánulos y proteínas.
  • Fase G0 (Gap 0): Estado de reposo o quiescencia celular, donde la célula está metabólicamente activa pero no se divide. La duración de esta fase es variable.
  • Fase S (Síntesis): Ocurre la duplicación del ADN. Cada cromosoma se replica, formando dos cromátidas hermanas idénticas unidas por un centrómero.
  • Fase G2 (Gap 2): La célula continúa creciendo y se reparan posibles errores en la replicación del ADN, preparándose para la división.
  • Fase M (Mitosis o Meiosis): Fase de división celular.
• Mitosis: Proceso de división celular que resulta en dos células hijas diploides (2n) genéticamente idénticas a la célula madre. Es fundamental para el crecimiento y la reparación de tejidos.
• Meiosis: Proceso de división celular que produce cuatro células hijas haploides (n) genéticamente diferentes, crucial para la formación de gametos (células sexuales).

Emparejamiento de Bases Nitrogenadas del ADN

• Adenina (A) se empareja con Timina (T).
• Citosina (C) se empareja con Guanina (G).