I.MUNICIPALIDAD DE PROVIDENCIA CORPORACIÓN DE DESARROLLO SOCIAL LICEO POLIVALENTE ARTURO ALESSANDRI PALMA DEPARTAMENTO DE BIOLOGÍA PROFESORA DEL NIVEL: KARINA CARCASSON BARRIOS

GUIA DE ESTUDIO TERCERO MEDIO – BIOLOGÍA COMÚN PREPARACIÓN PRUEBA COEFICIENTE DOS – PRIMER SEMESTRE. Nombre del Alumno:……………..……………………………………Curso:…… Fecha………………. UNIDAD: Homeostasis y regulación interna OBJETIVO (S) DE APRENDIZAJE(S): - Explicar cómo la estabilidad del medio interno de los organismos es facilitada por el funcionamiento de circuitos de retroalimentación. - Analizar la integración de respuestas adaptativas frente a factores externos como el estrés y las variaciones de temperatura ambiental, apoyándose en modelos de control hormonal y nervioso APRENDIZAJES A TRABAJAR: 1. Comprender que los subsistemas de relación son clave para el funcionamiento coordinado de las células del organismo y para mantener la homeostasis. 2. Comprender la importancia del hipotálamo en la coordinación del sistema nervioso y endocrino para la mantención de la homeostasis. HABILIDADES DEL PENSAMIENTO: - Conocimiento - Comprensión - Aplicación - Análisis

I.

INSTRUCCIONES

Estimado estudiante considere las siguientes instrucciones para desarrollar la guía de estudio. En este proceso su compromiso es fundamental para avanzar en la construcción del conocimiento. ¡A trabajar! 1. 2. 3. 4.

Léela atentamente, compleméntala con la bibliografía sugerida (LIBRO DE LA ASIGNATURA) y después realiza las actividades propuestas. Debes registrar tus respuestas en este documento (impreso) y archivarlo en una carpeta. Administra tu tiempo de realización de la guía con intervalos de descanso, para que tu trabajo sea efectivo. Para revisar tus respuestas utiliza tu cuaderno y libro de biología verificando si están correctas. De lo contrario revisa tus errores y corrígelos.

Ciclo Menstrual: Las mujeres desde la pubertad y hasta aproximadamente los 45 años experimentan todos los meses una serie de cambios estructurales y funcionales a nivel de ovarios y útero. A este periodo se le denomina ciclo menstrual. A lo largo de este proceso se liberan células reproductoras femeninas u ovocitos y se prepara al útero para una posible fecundación y embarazo. El ciclo menstrual dura alrededor de 28 días, pudiendo ser más largo o más corto. El ciclo puede ser dividido en etapas: 1. Menstruación. Consiste en un sangrado en el útero a causa del desprendimiento del endometrio. Dura entre 3 y 5 días. El primer día se considera el inicio del ciclo menstrual. 2. Etapa preovulatoria proliferativa: Debido a la acción de la FSH, el folículo que se encuentra al interior del ovario comienza a madurar y producir estrógenos y mínimas concentraciones de progesterona. La influencia de estas hormonas en el útero provoca una renovación del endometrio. La duración de esta etapa es variable, depende de los días de menstruación. 3. Etapa de ovulación: Aproximadamente en la mitad del ciclo, los niveles de estrógenos se elevan hasta alcanzar su máximo; esto aumenta la secreción de LH y provoca la ovulación, es decir, la liberación de un ovocito desde uno de los ovarios hacia el oviducto. En el ovario, el folículo maduro que liberó al ovocito se transforma en el cuerpo lúteo. En cada ciclo menstrual de una mujer, el día en que ocurre la ovulación es el más fértil, es decir, existe una mayor probabilidad de que ocurra un embarazo. 4. Etapa postovulatoria: Los niveles de progesterona aumentan considerablemente debido a que esta hormona empieza a ser secretada por el cuerpo lúteo, provocando un mayor desarrollo del endometrio. Por otro lado disminuyen los niveles de FSH y LH, con lo que baja la posibilidad de crecimiento de un nuevo folículo. Esta etapa tiene una duración aproximada de 14 días, que corresponde a la duración del cuerpo lúteo, pues si no hay embarazo el cuerpo lúteo se elimina. Esto provoca disminución en los niveles de estrógenos y progesterona, debilitando el endometrio hasta ser eliminado en forma de sangrado o menstruación. Este es el indicador de la culminación de un ciclo y el inicio de uno nuevo.

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Para calcular el posible día de ovulación, se considera la etapa postovulatoria, que dura 14 días. Por ejemplo, si el ciclo menstrual de una mujer es de 30 días, probablemente el día 16 ocurrió la ovulación. Si el ciclo es corto y dura 26 días, el día 12 debe haber ocurrido ovulación, probablemente. ¿CÓMO SE CALCULA EL DÍA DE LA OVULACIÓN? Debes hacer el siguiente cálculo: si el ciclo de una mujer dura 28 días, debes restarle 14, que es la duración de la etapa postovulatoria, y de esta forma sabrás cuándo será el día de la ovulación, en este caso la ovulación ocurrirá el día n° 14. PRESTA ATENCIÓN AL SIGUIENTE EJEMPLO: Laura es una mujer cuyos ciclos menstruales tienen una duración de 29 días y su última menstruación fue el día 15 de abril. ¿Cuándo será el inicio del próximo ciclo de Laura?, ¿cuándo será la ovulación?, ¿cuáles serán los días fértiles? Debes saber que la vida media de un ovocito es de 24 hrs (1 día) y que el espermatozoide puede vivir unos tres días en el interior del aparato reproductor femenino, realicemos el cálculo. ¿QUÉ DATOS TENEMOS? Duración de los ciclos de Laura: 29 días Fecha última menstruación: 15 de abril Duración fase postovulatoria: 14 días Tiempo de vida del ovocito: 1 día Tiempo de vida del espermio: 3 días. Calculemos la fecha del próximo ciclo de Laura: para esto debemos contar 29 días desde la fecha 15 de abril, que corresponde al día 1 (llegada de la menstruación). Fíjate en el ejemplo y usemos el siguiente calendario.

Por lo tanto la fecha de la siguiente menstruación corresponde al día 14 de mayo. Ahora calculemos el día de la ovulación: utilicemos la siguiente fórmula: DIA DE OVULACIÓN= Duración del ciclo – Duración de la fase postovulatoria.

DÍA DE OVULACIÓN= 29 – 14 = 15 Es decir el día n° 15 será el día de la ovulación, cuya fecha en el calendario corresponde al día 29 de abril. Observemos la imagen.

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Para calcular los días fértiles debemos considerar el tiempo de vida de ambos gametos, ovocito y espermio, 1 y 3 días respectivamente, como te habrás fijado el espermio tiene un tiempo de vida mayor que el ovocito por lo cual utilizaremos este valor para calcular los días fértiles. Es por estos que debemos contar 3 días antes de la ovulación y 3 días después de la ovulación, lo cual nos indicará los días fértiles de Laura.

De esta forma los días fértiles de Laura serán desde el día 26 de abril hasta el día 2 de mayo, de esta forma si Laura quiere planificar un bebé, durante estos días tiene mayor probabilidad de quedar embarazada. En el caso contrario, si Laura no quiere quedar embarazada debe abstenerse de tener relaciones sexuales sin protección. ACTIVIDAD N°1: responda las siguientes preguntas. 1. ¿Cuál es la diferencia entre ovulación y menstruación? 2. ¿Qué produce el cuerpo lúteo y cuánto dura? 3. ¿Qué función cumple en el ciclo menstrual la FSH y la LH? 4. Indica cual es la acción de estrógeno y progesterona en el útero. 5. ¿Qué hormona induce a la ovulación? 6. ¿Cuál es la función del hipotálamo durante el ciclo menstrual? y ¿qué sustancias químicas produce? 7. ¿Cuáles son las hormonas que secreta la hipófisis y cuál es su función? 8. ¿Qué relación existe entre hipotálamo, hipófisis y ovarios? 9. ¿En qué momento del ciclo menstrual está mejor preparado el endometrio para que se implante el embrión en caso de haber una fecundación? 10. ¿Qué hormonas estimulan el engrosamiento del endometrio? 11. ¿Qué pasaría si se produce la ovulación, pero no se desarrolla el cuerpo lúteo? ACTIVIDAD N°2: para los siguientes ciclos calcule el día de ovulación, días fértiles y próxima menstruación. duración del ciclo

fecha inicio del ciclo anterior

25 días

2 de junio

36 días

2 de junio

28 días

2 de junio

31 días

2 de junio

22 días

2 de junio

día posible ovulación

3

días fértiles

próxima menstruación

Los seres vivos somos sistemas abiertos Los seres vivos somos sistemas abiertos, porque dependemos del intercambio de materia y energía para mantenernos en funcionamiento. ACTIVIDAD N°3: observe las imágenes, analícelas y en seguida indique el tipo de sistema al cual hace referencia.

ACTIVIDAD N°4: De 5 ejemplos que evidencien que los seres vivos somos sistemas abiertos. ACTIVIDAD N°5: Explique la función de los subsistemas para la nutrición, para la relación, para sostén y el movimiento y para la reproducción.

Membrana celular y homeostasis La mantención de la homeostasis depende de la interacción de todas las células del cuerpo, particularmente de las funciones de intercambio y comunicación, propias de la membrana plasmática. Para mantener el equilibrio homeostático, es necesario que las células intercambien sustancias con el medio Extracelular. Esto ocurre mediante dos tipos de transporte: ACTIVIDAD N°6: Identifique en la imagen los diversos tipos de transporte transmembrana y explíquelos.

ACTIVIDAD N°7: Señale dos semejanzas y tres diferencias entre los tipos de comunicación local, endocrina y nerviosa. 1. Importancia de los subsistemas de relación. Un organismo se mantiene vivo si todos sus subsistemas operan adecuadamente. Para que las células se mantengan con vida, es necesario que el organismo pueda responder de manera adecuada y en el momento preciso. De esta forma se logra mantener el medio interno estable dentro de ciertos parámetros (homeóstasis), pese a las variaciones ambientales y a la dinámica de los procesos que determinan su composición. Aquellas perturbaciones que causan desequilibrio del medio interno se denominan estímulos estresantes. De ellos, son ejemplos externos el calor, el frío y la falta de agua o de oxígeno; e internos, el dolor, el bajo nivel de glucosa y la acidificación de la sangre.

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Frente a los estímulos estresantes, el organismo dispone de mecanismos de control homeostático que intentan contrarrestar sus efectos. Todos los subsistemas participan de ellos, pero son de especial relevancia los subsistemas de relación, es decir, los sistemas nervioso y endocrino, pues ellos se ocupan de integrar y coordinar las respuestas adaptativas del organismo frente a las variaciones que alteran su estado de equilibrio. Los mecanismos de control homeostático son, en su mayoría, sistemas de retroalimentación. Esto es, sistemas capaces de obtener y procesar información acerca de las funciones que realiza para generar acciones correctivas. Se distinguen sistemas de retroalimentación negativos y positivos. El centro de integración o de control establece los límites entre los cuales debe oscilar una variable orgánica, o condición controlada. Los receptores monitorean permanentemente el estado de la variable y, cuando un estímulo provoca una alteración, envían señales o información aferente al centro de control que, tras recibirla, determina las respuestas que devolverán el equilibrio a la variable, enviando mensajes o información eferente a un efector que ejecuta la respuesta monitoreada por el receptor. Ejemplo: Pedro sufre de aracnofobia y justo en su pieza se encuentra con una araña de rincón (estímulo), frente a la presencia de este arácnido, él rápidamente sale corriendo (respuesta ejecutada por los músculos esqueléticos) sin haber meditado su reacción. En el siguiente cuadro se comparan las respuestas nerviosa y endocrina: Aspecto

Respuesta nerviosa

Respuesta endocrina

Forma en la que se transmite la información entre las células. Medio por el cual se propaga la información. Rapidez con que se transmite la información y se genera una respuesta. Concentración de la molécula que transmite la información en el medio de propagación.

Impulso nervioso y secreción de neurotransmisores. Axón y terminales axónicos.

Secreción de hormonas. Sangre y matriz extracelular.

Mayor (milisegundos).

Menor (segundos, horas).

Los neurotransmisores pueden alcanzar altas concentraciones en la sinapsis. Por ejemplo, 5 x 104 M. Corta duración.

Las hormonas viajan muy diluidas en la sangre: comúnmente < 10-8 M.

Permanencia del efecto.

Larga duración.

2. CONTROL NEUROENDOCRINO DE LA HOMEOSTASIS. Si bien ocupa solo el 1 % del volumen total del encéfalo, el hipotálamo es el principal centro de integración encargado de la coordinación de los sistemas nervioso y endocrino para la regulación de la homeostasis. Interviene en la función de casi todos los órganos del cuerpo, mediante la integración de la información y el control que ejerce sobre la actividad del sistema nervioso autónomo y la función de la hipófisis. Al hipotálamo llega mucha información por distintas vías, la que integra generando respuestas que regulan la homeostasis. Por ejemplo, recibe información acerca de:    

la presión sanguínea y la distensión estomacal, mediante el nervio vago; la temperatura de la piel, desde el tronco cerebral; las condiciones de luz y oscuridad, mediante las vías ópticas; el balance iónico y la temperatura de la sangre, gracias a diversos receptores.

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2.1 CONTROL DEL HIPOTÁLAMO SOBRE EL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO El sistema nervioso autónomo (SNA) es una división del sistema nervioso encargada de responder de manera automática e involuntaria a ciertos estímulos, controlando la musculatura lisa, las glándulas exocrinas y el músculo cardíaco. Presenta tres divisiones: entérica, simpática y parasimpática; las dos últimas son las principales responsables de la regulación de la conducta emocional y de la homeostasis; sus respuestas son opuestas y complementarias, manteniendo así las condiciones normales del metabolismo basal. El hipotálamo se conecta con los centros neuronales del SNA, ubicados en el tronco encefálico y en la médula espinal. Con esto consigue controlar la presión arterial, la composición electrolítica y la temperatura corporal, entre otras variables. Además, interviene en las respuestas reproductivas y en el estrés agudo. De este modo, tanto ante una situación de amenaza externa como si ocurre un desequilibrio interno, el hipotálamo, a través de la rama simpática del SNA, envía señales a múltiples órganos para que respondan al estímulo estresante. Luego de superada la emergencia, el hipotálamo, mediante la división parasimpática, ordena a los órganos volver a su condición normal de funcionamiento. 2.2 CONTROL DEL HIPOTÁLAMO SOBRE LA HIPÓFISIS Para ejercer su función homeostática, el hipotálamo regula la actividad de otras glándulas endocrinas mediante el control de la hipófisis. Esta es la principal glándula del sistema endocrino, ya que controla la actividad secretora de la mayoría de las demás glándulas, razón por la cual se la denomina glándula “maestra o rectora”. La hipófisis es una pequeña glándula del tamaño de un poroto, ubicada en la base del encéfalo. En ella pueden identificarse tres partes o lóbulos. El lóbulo anterior o adenohipófisis, el lóbulo posterior o neurohipófisis y una parte que los conecta, el lóbulo intermedio, muy pequeño en los seres humanos. Dada la estrecha relación entre ambas glándulas, se habla del eje hipotalámico-hipofisario. A continuación, se explica su funcionamiento. El hipotálamo contiene células neurosecretoras; grupos de neuronas especializadas que producen diversas hormonas, las almacenan y las liberan cuando reciben un estímulo. Sus secreciones ingresan a un grupo de capilares sanguíneos que rodean a la adenohipósis, donde actúan estimulando o inhibiendo (según sea el caso) la secreción de las hormonas hipofisarias. La neurohipófisis, por su parte, no es una verdadera glándula endocrina, ya que no produce hormonas, sino que almacena las secreciones hormonales que se producen en el hipotálamo.

ACTIVIDAD N°8: Responda las preguntas que aparecen a continuación. 1. ¿Cuál es la función del hipotálamo en el mantenimiento de la homeostasis qué sustancias químicas produce? 2. ¿Escribe 5 ejemplos de hormonas que secreta la hipófisis y menciona su función? 3. ¿Qué relación existe entre hipotálamo y la hipófisis? 4. ¿Qué diferencia existe entre las respuestas mediadas por las divisiones simpática y parasimpática del sistema nervioso autónomo? 5. Analiza la tabla 2 y responde: Un amigo tiene problemas de crecimiento excesivo. Le hicieron diversos exámenes y le detectaron un tumor en la hipófisis. a) ¿En cuál de los lóbulos se presenta el tumor?

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b) ¿Qué hormona está produciendo en exceso? c) ¿Qué consecuencias tendrá para un niño de 10 años si no se producen las HL de gonadotropinas? ACTIVIDAD N°9: Analiza la siguiente situación Mariana dará hoy el examen de admisión en la Universidad. Esto le produce una mezcla de sensaciones: placer, por estar cerca de tan soñada aprobación; emoción, por la vivencia de haber escogido la carrera de medicina veterinaria, y miedo de cometer una equivocación al responder las preguntas de la prueba de selección universitaria (PSU). Como la mayoría de los postulantes, antes de empezar el examen siente taquicardia, su respiración se acelera, las manos le tiemblan y comienza a sudar. a. ¿Por qué crees que se producen cambios fisiológicos (taquicardia y aumento en la tasa respiratoria) cuando experimentamos situaciones similares a la descrita? b. ¿Crees que el rendimiento en la prueba podría verse disminuido por no haber desayunado ese día? ¿Por qué? c. Y tú, ¿qué harías si te encontrases en la situación de Mariana? ¿Cómo podrías evitar estresarte cada vez que tengas un examen? Escribe algunas sugerencias. ACTIVIDAD N°10: Explica ¿Qué relación existe entre….? • • • • •

Sistema endocrino y nervioso. Estímulo estresante y homeostasis. Centro integrador y respuesta. Hormonas y neurotransmisores. Receptor y estímulo.

ACTIVIDAD N°11: Completa el siguiente cuadro comparativo entre la comunicación nerviosa y endocrina. Comunicación nerviosa Criterio de comparación Comunicación endocrina Forma de transmisión de la información entre las células. Medio por el cual viaja la información o mensaje. Rapidez de transmisión de la información y generación de la respuesta. Permanencia del efecto

ACTIVIDAD N°12: Predice lo que le podría suceder a tus células si las condiciones del medio interno se modifican de las siguientes maneras: -

aumento de la concentración de iones. disminución de la presión parcial de oxígeno.

ACTIVIDAD N°13: Acerca del medio interno, responde: a. b.

¿Qué líquidos lo integran? ¿Cómo la membrana plasmática participa en su formación?

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