Fundamentos de Biología Humana: Sistema Nervioso, Genética y Desarrollo

La Neurona y su Membrana

• Definición: Es la unidad básica del sistema nervioso, encargada de recibir, procesar y transmitir información. Su membrana posee una alta excitabilidad eléctrica, lo que le permite conducir el impulso nervioso de manera eficiente.
• Partes de la neurona:
  • Soma: Es el cuerpo celular que contiene el núcleo y mantiene la vida de la célula.
  • Dendritas: Prolongaciones cortas cuya función principal es recibir la información y dirigirla hacia el soma.
  • Axón: Prolongación larga que transmite el impulso desde el soma hacia otras células.
  • Axón Terminal: Ramificaciones finales que establecen contacto con otras células para la transmisión de señales.

Neuroplasticidad y Sinapsis

• Neuroplasticidad: Es la capacidad del cerebro para adaptarse, cambiar y remodelar sus conexiones. Este proceso fortalece o debilita las sinapsis mediante mecanismos como la poda sináptica.
• Sinapsis: Se define como el punto de comunicación entre neuronas, el cual es generalmente de naturaleza química.

Neurotransmisores (Mensajeros Químicos)

• Dopamina: Relacionada con el placer, la memoria y el control del movimiento.
• Serotonina: Regula el estado de ánimo, el sueño y los procesos digestivos.
• Adrenalina: Crucial para la supervivencia y el estado de alerta (mecanismo de lucha o huida).
• Noradrenalina: Influye en la atención, la alerta y el estado de ánimo.
• GABA: Es el principal inhibidor del sistema nervioso, reduciendo la ansiedad y la excitabilidad.
• Glutamato: Es el principal excitador, fundamental para el aprendizaje y la memoria.
• Acetilcolina: Participa en la contracción muscular, la vigilia y la memoria.
• Endorfinas: Actúan como analgésicos naturales, promoviendo una sensación de bienestar.

Organización del Sistema Nervioso

Sistema Nervioso Central (SNC)

Es el centro de procesamiento principal, compuesto por el Cerebro y la Médula Espinal.

• Corteza Cerebral: Responsable de las funciones conscientes como el pensamiento, el lenguaje y la memoria.
• Hipotálamo: Regula funciones vitales básicas como el hambre, la sed, la temperatura y la conducta sexual.
• Tronco Encefálico: Controla funciones automáticas esenciales como la respiración y los latidos cardíacos.
• Médula Espinal: Conecta el cerebro con el resto del cuerpo, conduce información y media los actos reflejos.
• Cerebelo: Coordina el movimiento voluntario, el equilibrio y la postura.
• Sistema Límbico (incluyendo el Hipocampo): Gestiona la memoria, el aprendizaje y las emociones.

Sistema Nervioso Periférico (SNP)

Conjunto de nervios que conectan el SNC con los órganos y extremidades.

• SN Somático: Controla los movimientos voluntarios y transmite información sensorial externa.
• SN Autónomo (Involuntario):
  • Simpático: Prepara al cuerpo para la alerta, la acción y el estrés ("lucha o huida").
  • Parasimpático: Promueve la relajación, el descanso y la digestión para conservar energía.

Aparato Reproductor Humano

1. Aparato Reproductor Femenino

• Ovarios: Órganos encargados de producir óvulos y hormonas sexuales (estrógeno y progesterona).
• Trompas de Falopio: Conductos donde ocurre la fecundación y se transporta el óvulo hacia el útero.
• Útero: Órgano muscular donde se implanta el embrión. Se divide en:
  • Endometrio: Capa interna que se engrosa mensualmente y se descama durante la menstruación.
  • Miometrio: Capa muscular responsable de las contracciones.
• Cérvix: Cuello del útero que produce moco cervical, un indicador clave de la fertilidad.
• Vagina: Canal que conecta el útero con el exterior; funciona como receptor de espermatozoides y canal de parto.
• Ciclo Femenino: El hipotálamo libera GnRH, estimulando a la hipófisis para secretar FSH (que madura el folículo) y LH. Un pico de LH es lo que provoca la ovulación.

2. Aparato Reproductor Masculino

• Testículos: Producen espermatozoides (espermatogénesis) y testosterona. Requieren una temperatura aproximada de 35.5 °C, razón por la cual se ubican en el escroto.
• Epidídimo: Estructura donde los espermatozoides maduran y se almacenan.
• Conductos Deferentes: Transportan los espermatozoides ya maduros.
• Vesícula Seminal y Próstata: Glándulas que producen el líquido seminal y preseminal para nutrir y proteger a los espermatozoides.
• Uretra: Conducto para la expulsión de orina y semen (procesos que nunca ocurren simultáneamente).
• Pene: Órgano eréctil compuesto por cuerpos cavernosos y esponjoso, diseñado para la cópula.

Genética Mendeliana: Conceptos Clave

• Gen: Segmento de ADN que contiene información genética específica.
• Genotipo y Fenotipo: El genotipo es la información genética heredada, mientras que el fenotipo son las características observables.
• Alelos: Distintas versiones de un mismo gen. Pueden ser Dominantes (se expresan con mayor fuerza) o Recesivos (se expresan solo en ausencia del dominante).
• Homocigoto y Heterocigoto: Individuos con alelos iguales o diferentes para un gen, respectivamente.
• Locus: La ubicación física exacta que ocupa un gen en el cromosoma.
• Mutaciones (Cambios en el ADN):
  • Génica/Puntual: Cambio en un par de nucleótidos (Transición: base del mismo tipo; Transversión: base de distinto tipo).
  • Cromosómica: Altera el orden o el número de genes dentro de un cromosoma.
  • Genómica: Afecta al número total de cromosomas del organismo.
  • Mosaico genético: Condición donde algunas células presentan una mutación y otras no.
  • Nota: Las mutaciones germinales son la fuente primaria de variabilidad necesaria para la selección natural.

Leyes de Mendel

1. 1ª Ley (Uniformidad): Al cruzar dos líneas puras distintas ($AA \times aa$), toda la descendencia ($F_1$) es genotípicamente idéntica ($Aa$) y expresa fenotípicamente el rasgo dominante.
2. 2ª Ley (Segregación): Al cruzar los híbridos de la $F_1$ ($Aa \times Aa$), el rasgo recesivo reaparece en la $F_2$ en una proporción fenotípica de 3:1.
3. 3ª Ley (Transmisión Independiente): Los caracteres diferentes se heredan de forma independiente, combinándose al azar en la descendencia.

Evolución y Selección Natural

El cambio gradual de las especies a lo largo del tiempo se fundamenta en los tres pilares de la Evolución Darwiniana:

1. Variabilidad: Existencia de diferencias entre los individuos de una población, causadas principalmente por mutaciones.
2. Herencia: Los rasgos que pueden ser heredados se transmiten a las siguientes generaciones.
3. Selección Natural: El entorno favorece la supervivencia y reproducción de aquellos individuos que poseen las mejores adaptaciones.

Etapas del Desarrollo Prenatal

Primer Trimestre

• Etapa Germinal (0-2 SDG): Incluye la fecundación, formación del cigoto, división celular (mórula y blastocisto), implantación en el útero e inicio de la formación de la placenta.
• Etapa Embrionaria (3-8 SDG): Periodo de formación de órganos (Gastrulación: ectodermo, mesodermo, endodermo). Se inicia el desarrollo del sistema nervioso. En la 6 SDG se detectan los primeros latidos y en la 8 SDG el embrión ya posee forma humanoide.
• Etapa Fetal (9 SDG en adelante): El organismo pasa a llamarse feto. Los órganos crecen y comienzan a funcionar. Entre la 9-12 SDG se desarrollan párpados, dedos, aparece el movimiento y se determina el sexo biológico.

Segundo Trimestre

• 13-16 SDG: El feto crece activamente, succiona y traga. Aparece el lanugo (vello fino protector).
• 17-20 SDG: Los movimientos son perceptibles para la madre. Se desarrollan cejas, pestañas y huellas dactilares. Aparece la vérnix caseosa (capa de grasa protectora).
• 21-24 SDG: Continúa el desarrollo pulmonar. El feto reacciona a sonidos externos y establece un ciclo circadiano.

Tercer Trimestre

• 25-28 SDG: El feto abre y cierra los párpados, aumenta considerablemente de peso y el sistema nervioso alcanza mayor madurez.
• 29-32 SDG: El cerebro está casi desarrollado por completo. El feto suele acomodarse para el parto y desaparece el lanugo.
• 33-36 SDG: Maduración final de los pulmones y acumulación de grasa corporal en preparación para el nacimiento.

(Nota técnica: Las Semanas de Gestación - SDG - se calculan clínicamente a partir de la fecha de la última menstruación y mediante la medición del diámetro craneal).