Respiración, Digestión, Sistema Nervioso y Piel: Un Vistazo Detallado

Ventilación

Se trata de la primera fase de la respiración externa y, a su vez, presenta dos etapas diferentes:

Inspiración o Inhalación

Durante esta etapa, los pulmones se llenan de aire procedente del exterior y se expanden con la ayuda del diafragma, que se contrae. Al contraerse, el diafragma permite que los pulmones ocupen la caja torácica, lo que provoca un aumento considerable de su volumen y, por lo tanto, una mayor entrada de aire. El aire puede pasar al interior de los pulmones porque existe una diferencia de presión entre el exterior y el interior pulmonar. Esta diferencia de presión se debe al efecto que producen los músculos al expandir y contraer la caja torácica, ya que actúan como una bomba que genera un gradiente de presión. Durante la inspiración, la presión intrapulmonar se hace menor que la externa, lo que permite que los pulmones se llenen de aire.

Espiración o Exhalación

En esta fase de la ventilación pulmonar, el aire que se encuentra dentro de los pulmones, compuesto principalmente por CO2, debe salir al exterior. Para ello, los músculos de la cavidad torácica se relajan, el diafragma sube y los pulmones disminuyen de tamaño. Esta serie de sucesos provoca que la presión intrapulmonar aumente respecto a la exterior y que, por lo tanto, se pueda dar la salida del aire.

Trabajo Respiratorio

Es el trabajo que realizan los músculos torácicos durante el proceso de la inspiración; no se hace referencia a la espiración porque se trata de un proceso pasivo. El trabajo respiratorio va a verse influido por dos factores principalmente:

Expansibilidad

Hace referencia a la facilidad que presentan los pulmones para ser estirados. Si se habla de alta expansibilidad, significa que ese pulmón tiene una buena facilidad para ser estirado y podrá llenarse de más aire. La expansibilidad se ve contrarrestada por otras dos fuerzas: la elasticidad pulmonar (los pulmones siempre tienden a volver al estado de reposo) y la tensión superficial (el líquido que rodea las paredes de los alvéolos provoca un aumento de la resistencia sobre los pulmones para ser estirados).

Resistencia de las Vías Aéreas

Hay varios aspectos que influyen sobre la resistencia al paso del aire en las vías respiratorias, entre ellos se encuentran:

Viscosidad del aire: normalmente, suele ser un valor constante.
Longitud de las vías: cuando se llega a la etapa adulta, no crecen y permanecen constantes.
Diámetro de las vías respiratorias: en el caso de que no haya ninguna patología que cause una disminución de la luz de las vías, no causa ningún problema.

Hematosis (Mecanismo Gaseoso)

El término hematosis hace referencia al intercambio de gases que se da entre el aire que se encuentra en los alvéolos y los capilares sanguíneos.

Durante la hematosis, el O2 presente en los alvéolos pasa a los capilares por difusión (de donde hay más a donde hay menos) y el CO2 que está en la sangre pasa a los alvéolos, todo ello debido a la diferencia de presión de ambos gases entre alvéolos y capilares. El intercambio gaseoso se encuentra regulado por la ley física de Fick, según la cual el paso de gases a través de una membrana se debe a:

Diferencia de presiones: se sabe que la presión pulmonar es mucho menor que la presión sistémica.
Área de la membrana: el área total de la superficie de la membrana de los alvéolos ronda los 100 metros cuadrados, de esta forma se tiene una mayor superficie de contacto y se facilita el proceso de difusión.
Grosor de la membrana: las paredes de los capilares pulmonares son muy finas y con poco músculo liso, así se reduce significativamente la resistencia al paso de gases. Por último, la distancia de difusión es muy pequeña. El alveolo tiene en contacto su pared con la pared del capilar. En el caso de que se aumentara esta distancia, como podría darse en un edema pulmonar (hay líquido entre la pared del alveolo y la pared del capilar), la difusión se vería ralentizada.

Anatomía del Tubo Digestivo

El tubo digestivo tiene una extensión de unos 9 metros. Se trata de un largo y sinuoso conducto hueco que presenta estrechamientos y ensanchamientos en algunos de sus tramos. Se encuentra recubierto por una capa mucosa en su interior y capas musculares por encima de la capa mucosa. Las partes constituyentes del tubo digestivo son las siguientes:

Boca: Es la primera parte del aparato digestivo. Está constituida por los dientes, que realizan distintas funciones como cortar, desgarrar o triturar, y la lengua, que se encarga de empujar los alimentos hacia la siguiente parte del tubo.
Faringe: Porción del tubo digestivo que comunica la boca con el esófago. Esta parte también es utilizada por el aparato respiratorio.
Esófago: Es un tubo que comunica la faringe con el estómago.
Estómago: Se trata de un ensanchamiento del tubo digestivo, en él se encuentra un líquido de carácter ácido que facilita la digestión de nutrientes.
Intestino delgado: Es la parte más larga del tubo digestivo. Presenta tres zonas diferentes: duodeno, yeyuno e íleon.
Intestino grueso: Es la parte final del tubo digestivo, también se encuentra dividido en tres partes: ciego, colon y recto. Este último desemboca en el ano.

Anatomía de las Glándulas Accesorias

Son órganos encargados de fabricar unas sustancias que son liberadas a la luz (interior) del tubo digestivo para facilitar el proceso de digestión.

Glándulas salivales: La saliva que segregan participa en la formación del bolo alimenticio.
Hígado: Está localizado en el lado derecho del abdomen. Vierte sus secreciones al intestino delgado y es una glándula muy importante, ya que no solo está implicado en la digestión, sino que presenta otras funciones. Es de forma aplanada, de gran tamaño y color rojo oscuro.
Vesícula biliar: La vesícula biliar es un órgano pequeño con forma de pera que está por debajo del hígado. Sirve para almacenar la bilis. Cuando esta es necesaria, la vesícula biliar se contrae y extrae la bilis hacia el intestino delgado.
Páncreas: Se localiza por detrás del estómago, vierte sus secreciones al intestino delgado. También es una glándula muy importante, porque presenta función endocrina al liberar hormonas al torrente sanguíneo.

Funciones de los Componentes del Tubo Digestivo

El proceso de la digestión se inicia en la boca y termina con la eliminación de las sustancias de deshecho por el ano.

Boca: El alimento, además de triturarse, se mezcla con la saliva producida por las glándulas salivales. La mezcla del alimento con la saliva pasa a la siguiente parte del tubo digestivo; en este paso participa la lengua, pues empuja el alimento a la faringe.
Faringe: Permite el paso del alimento al esófago. Se comunica con la boca por la parte anterior, y por la posterior con la laringe. Se separa de la laringe por la epiglotis.
Esófago: Recoge el alimento, en su parte superior se encuentra un esfínter faringoesofágico que se mantiene cerrado entre cada deglución e impide la entrada de aire en el esófago durante la inspiración. Mediante los movimientos peristálticos el alimento pasa al estómago.
Estómago: Se comunica con el esófago a través del cardias, que es un esfínter, y a través del duodeno con otro llamado píloro. En el estómago, el alimento se mezcla con el jugo gástrico, que tiene pH ácido, lo que permite que se descompongan parte de los nutrientes del bolo activando la pepsina. Una vez que se ha mezclado con el jugo estomacal, el contenido del estómago pasa al duodeno.
Intestino delgado: En él ocurre la verdadera digestión. Aquí, junto a la acción de la bilis, los jugos pancreáticos y el jugo intestinal se termina de descomponer el alimento en sus componentes elementales, que serán absorbidos en el yeyuno. Para que se dé una correcta absorción de todos los nutrientes de los alimentos, en su interior, hay una gran cantidad de plegamientos internos llamados microvellosidades.
Hígado: Secreta la bilis y la vierte al duodeno a través de un conducto denominado colédoco.
Páncreas: Libera al duodeno, a través del conducto pancreático, el jugo del páncreas, compuesto por enzimas que degradan los nutrientes y por bicarbonato para neutralizar la acidez del estómago.
Intestino grueso: En él se da una absorción de agua y sodio, y la obtención de nutrientes con la ayuda de bacterias simbióticas. Finalmente, los residuos no absorbidos se eliminan.

Procesos de la Digestión

Salivación: En la boca, el alimento se mezcla junto a la saliva, que presenta amilasas (se inicia la digestión de almidón). También se destruyen algunas bacterias por la acción de la lisozima y se facilita el paso del alimento gracias a una sustancia mucosa llamada mucina.
Masticación: Proceso mecánico en el que participan los dientes, que cortan, desgarran y trituran el alimento. El alimento, una vez triturado y mezclado con la saliva, se denomina bolo alimenticio.
Deglución: El bolo alimenticio pasa a la faringe con ayuda de la lengua. De la faringe, el alimento pasa al esófago y mediante movimientos peristálticos, llega al estómago, donde permanece unas 2 horas. El bolo alimenticio se mezcla con el jugo gástrico, que es producido por glándulas que recubren su pared interna.
El jugo gástrico contiene pepsina y ácido clorhídrico:
- La pepsina es una enzima que sirve para digerir proteínas, y lo hace rompiéndolas en cadenas más cortas que reciben el nombre de péptidos.
- El ácido clorhídrico tiene dos funciones: activa a la pepsina y destruye bacterias.
La mezcla del bolo alimenticio con el jugo gástrico pasa a llamarse quimo y tiene una consistencia más líquida.
Cuando se llega a un alto grado de acidez, se abre el píloro y pasa al intestino delgado.
En el duodeno, el quimo se mezcla con:
- Jugos intestinales (maltasas, amilasas, sacarasas, lipasas y erepsinas).
- Jugo pancreático (amilasas, lipasas y tripsina) también contiene bicarbonato de sodio, que neutraliza la acidez del quimo.
- La bilis transforma las grasas en gotas muy pequeñas para que actúen sobre ellas las lipasas.
La mezcla del quimo con estas sustancias origina el quilo, que adquiere una consistencia aún más líquida.

Transmisión del Impulso Nervioso y Sinapsis

Se utiliza para transmitir información entre dos o más neuronas, o entre una neurona y una célula efectora (casi siempre glandular o muscular).

En estos contactos, se realiza la transmisión del impulso nervioso. En reposo, el interior de la neurona es más eléctricamente negativo que el medio externo. Cuando la célula recibe un estímulo, se produce la despolarización de la membrana: se abren los canales de sodio. Comienza a entrar sodio dentro de la célula y esta pasa a ser más positiva que el medio. Esta situación se corrige muy rápido en la célula para mantenerla en reposo. Hay dos clases de axones: los que tienen una cubierta de mielina y los que no. La función de la mielina es acelerar la transmisión del impulso nervioso. Este proceso de transmisión del impulso nervioso de una neurona a otra se llama sinapsis. Como las neuronas no están pegadas unas a otras, sino que existen espacios entre ellas, se necesitan neurotransmisores, los cuales están situados en la región presináptica, al final del axón de la célula emisora. Los neurotransmisores son liberados en el espacio interneuronal o hendidura sináptica, y son capturados por unos receptores específicos localizados en la superficie externa de la membrana de la neurona siguiente, en las dendritas.

Plasticidad del Sistema Nervioso

Cuando realizamos una acción por primera vez, en el cerebro se realizan conexiones neuronales que se van reforzando con la práctica y la repetición. Por tanto, en situaciones que se repiten de forma habitual, las conexiones neuronales son muy fuertes.

Memoria del Sistema Nervioso

Toda la información que hay en la corteza cerebral se envía a otras zonas del cerebro para su almacenamiento. Se crean diferentes conexiones que fijan los recuerdos.

Anatomía y Fisiología del Tacto

El sentido del tacto nos permite captar sensaciones en toda la superficie de la piel del medio externo. La piel consta de tres capas:

Epidermis: Es una capa fina y resistente, que constituye la parte externa de la piel. Las células más habituales son los queratinocitos, aunque también encontramos melanocitos y células de Langerhans.
Dermis: Es delgada y de un tejido fibroso y elástico (compuesto en su mayor parte por colágeno), que da a la piel su consistencia. La dermis contiene terminaciones nerviosas, glándulas sudoríparas y sebáceas, folículos pilosos, y vasos sanguíneos.
Capa de grasa: Debajo de la dermis hay una capa de grasa que aísla el cuerpo del calor y del frío, proporciona un relleno protector y almacena energía.

Menos la recepción del dolor, que se realiza a través de terminaciones nerviosas libres, el resto de los receptores se encuentran en corpúsculos dérmicos y son distintos en función de la sensación que perciban. Estos receptores no tienen una distribución homogénea por la piel, y el vello corporal ayuda a aumentar la sensibilidad. A través de la piel se perciben cinco tipos de sensaciones: dolor, calor, frío, presión y tacto fino. En todos los casos, los receptores transforman el estímulo en un impulso eléctrico que se transmite al sistema nervioso. Los receptores de la piel pueden ser de dos tipos:

Mecanorreceptores: Son estimulados por cambios mecánicos (contactos).
Los corpúsculos de Meissner y discos de Merkel son responsables del sentido del tacto.
Los corpúsculos de Pacini se localizan en las capas profundas de la piel y se encargan de captar la presión y vibración.
Termorreceptores: Detectan cambios de temperatura. Están situados en la superficie y profundidad de la piel.
Los corpúsculos de Krausse detectan las temperaturas frías.
Los corpúsculos de Ruffini detectan las temperaturas calientes.

Estructura de la Piel

La piel es el órgano más extenso del cuerpo humano. Es aproximadamente un 6% del peso corporal total. Tiene varias funciones importantes:

Protección frente a traumatismos, toxinas, químicos, radiación ultravioleta, etc.
Regulación de la temperatura corporal, aislando del frío y del calor al resto de órganos y estructuras del cuerpo humano.
Mantenimiento del equilibrio hidroelectrolítico, evitando que se pierda un exceso de agua.
Sensación de estímulos dolorosos y agradables. Tacto, presión, temperatura, dolor.
Interviene en la síntesis de vitamina D.

La piel consta de tres capas:

Epidermis
Dermis
Capa de grasa, hipodermis o tejido subcutáneo.

Epidermis

La epidermis es la capa más externa de la piel. Está formada por un epitelio escamoso que tiene un grosor variable dependiendo de las necesidades (en las palmas de las manos es donde es más grueso).

La epidermis tiene cuatro capas:

La capa basal es la más profunda. Está formada por una capa de células en forma de cubo por encima de la unión epidermis-dermis.
El estrato espinoso o de Malphigio está formado por muchas filas de queratinocitos unidos por los desmosomas.
La capa granulosa está por encima y lo forman una o múltiples filas de gránulos de queratina.
La capa córnea es la más superficial y está formada por células que han perdido el núcleo y se depositan formando la queratina.

Unión intercelular y unión dermo-epidérmica: como hemos nombrado anteriormente, los queratinocitos están unidos entre sí por desmosomas. Se trata de uniones de puente celular.

La epidermis se une a la dermis a través de hemidesmosomas.

Dermis

La dermis es la siguiente capa, y es delgada, fibrosa y elástica. Tiene terminaciones nerviosas, glándulas sudoríparas, glándulas sebáceas, folículos pilosos y vasos sanguíneos. Las terminaciones nerviosas detectan el dolor, el tacto, la presión y la temperatura (descritas en el tema de los órganos de los sentidos: tacto). Las glándulas sudoríparas producen sudor en respuesta al calor y al estrés. El sudor lo componen agua, sal y otras sustancias químicas. Cuando el sudor se evapora, sentimos que la piel y el cuerpo se refrescan. Lo que le da el mal olor al sudor son las bacterias que se depositan encima de la piel, sobre todo, de determinadas zonas. Las glándulas sebáceas producen sebo o aceite para mantener la piel húmeda y suave. Su función es ser una barrera de protección. Los folículos pilosos producen los diferentes tipos de vello corporal. El vello proporciona el aspecto, regula la temperatura, es una barrera protectora y provoca sensaciones. Los vasos sanguíneos alimentan la piel y regulan la temperatura corporal. El número que encontramos de terminaciones nerviosas, glándulas sudoríparas, glándulas sebáceas, folículos pilosos y vasos sanguíneos es variable dependiendo de en qué zona del cuerpo nos encontremos y las necesidades de cada uno.

Capa de Grasa o Hipodermis

Debajo de la dermis se encuentra una capa de grasa que ayuda a aislar el cuerpo del calor y del frío, sirve como acúmulo de energía y como barrera protectora. Es la capa más espesa de la piel y se une a la dermis por elastina y colágeno. Está formada por células denominadas adipocitos, especializadas en producción y almacenamiento de grasa. Los adipocitos son muy grandes. Además de su función energética, participan en la producción de algunas hormonas y en el sistema inmunitario. Existen dos tipos de adipocitos:

Los adipocitos blancos, que representan una de las mayores reservas de energía del organismo. Tienen una gota de grasa en una vacuola en su interior que casi ocupa toda la célula.
Los adipocitos marrones están presentes en los recién nacidos. Muy poca presencia en adultos. Los adipocitos blancos son capaces de segregar sustancias que regulan el apetito, con efecto antiinflamatorio o una interleucina que es necesaria para el correcto desarrollo de las Natural Killer, por lo que es una célula con mucha importancia en el sistema inmune.

Biología del Crecimiento Tumoral

El crecimiento y el control del número de células y tamaño de nuestros órganos y tejidos está controlado por dos procesos celulares antagónicos: la división celular y la apoptosis. El balance entre ambos es lo que asegura el mantenimiento de la integridad corporal. Pero, en ocasiones, cuando este equilibrio se ve alterado y la proliferación celular supera a los procesos de apoptosis, hablamos de la aparición de carcinogénesis. En este proceso, una célula normal se torna cancerosa y comienza a reproducirse de forma descontrolada. En este proceso vamos a distinguir una serie de etapas:

Fase de iniciación: tiene lugar cuando el material genético se ve alterado, bien consecuencia de un agente inductor, bien de una mutación azarosa. Estas células dañadas comienzan a dividirse rápidamente y transmiten estas mutaciones a la descendencia.
Fase de promoción: se da cuando los agentes carcinógenos actúan sobre las células ya activadas, con lo que se altera así más su comportamiento.
Fase de progresión: el comportamiento de estas células se altera cada vez más y muchas adquieren la capacidad de invadir tejidos cercanos y penetrar en vasos sanguíneos. Se da así lugar a la metástasis.

Las células cancerosas presentan las siguientes características: alteraciones en forma, tamaño y fisiología, inestabilidad genética y capacidad invasiva. La alteración morfofisiológica se denomina anaplasia, que es el proceso por el que se desdiferencian y regresan a un estado indiferenciado. En esta etapa de desdiferenciación, los tumores adquieren nuevas capacidades, como la de producir enzimas con la capacidad de degradar el medio extracelular o atraer vasos sanguíneos (la vascularización del tumor recibe el nombre de angiogénesis tumoral). La metástasis es la diseminación de células neoplásicas malignas de un tumor primario a otra zona del cuerpo, donde forman un nuevo tumor, denominado tumor secundario. Este segundo tumor tiene las mismas características que el primario y no las características del lugar en el que se asienta. En ocasiones, estas células cancerosas se desdiferencian hasta parecer células embrionarias y se dificulta mucho conocer cuál fue el tumor primario. En una metástasis, podemos diferenciar varias fases:

Las células del tumor primario abandonan este.
Invaden otros tejidos.
Se diseminan a través de los vasos sanguíneos o linfáticos.
Colonizan un nuevo órgano o tejido.
Se asientan y forman el tumor secundario.