Taller 06 - SISTEMA OSEO 1 - Generalidades

BIOLOGA SISTEMA SEO 1: Generalidades

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Olayistas construyendo proyecto de vida para el desarrollo ciudadano

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1. LOCOMOCIN La locomocin hace referencia a la forma en que un ser vivo se traslada de un lugar a otro. Gracias a esta funcin biolgica los organismos realizan diversas actividades como conseguir su alimento, alejarse de algn peligro, relacionarse con otros

individuos y, en general, garantizar su supervivencia. Las fuertes presiones selectivas a las que se han visto sometidos los seres vivos a lo largo de las generaciones les ha permitido desarrollar diversas estructuras para desplazarse. Los organismos unicelulares poseen cilios, flagelos y seudpodos. Los animales, incluido el ser humano, poseen sistemas locomotores muy complejos,

generalmente formados por huesos y msculos que se encargan de realizar esta funcin.

El carcter hetertrofo de los animales y su necesidad de colonizar nuevos hbitats han sido factores determinantes para que estos seres vivos desarrollaran una gran variedad de sistemas locomotores adaptados a medios tan diversos como los acuticos, los terrestres y los areos.

2. LOS SISTEMAS ESQUELTICOS

La forma externa (morfologa) del cuerpo de un animal es el resultado de su estructura interna, que resulta de la combinacin entre los huesos que le dan soporte y los msculos que los recubren. Los sistemas muscular y esqueltico actan en conjunto para posibilitar el movimiento, dar soporte y mantener la forma.

La mayora de los animales se mueven gracias a la contraccin de sus msculos. Para que los msculos sean eficaces deben estar conectados con estructuras rgidas, es decir, con un esqueleto que pueda transmitir el movimiento. No todos los animales tienen esqueleto interno o endoesqueleto como los humanos; los hay tambin con esqueleto externo, denominado exoesqueleto, y otros no tienen esqueleto.

2.1. ANIMALES SIN ESQUELETO

Algunos invertebrados, como la lombriz de tierra y otros gusanos, las hidras y los platelmintos, tienen el cuerpo blando y carecen de esqueleto. Sus nicas estructuras de sostn y movimiento son los msculos. Estos animales poseen un esqueleto hidrosttico, es decir, que en el interior de cada uno de los segmentos que los constituyen, tienen cavidades corporales cerradas llenas de lquido.

Este lquido debido a que no puede ser comprimido brinda un sostn excelente; pero debido a que no tiene forma, estos animales dependen de los msculos que rodean la cavidad corporal para determinar su forma. En la lombriz, por ejemplo, el movimiento se da como resultado de contraer los msculos, empezando por los msculos de los segmentos de la cabeza hasta llegar a los msculos de la cola.

Cuando los msculos se contraen, la presin interna del lquido hace que el segmento se alargue, y permita as el desplazamiento del animal.

Fig. 1. : Ejemplos de animales con esqueleto hidrosttico

(Arriba: Hidra; Abajo: Lombriz de tierra).


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2.2. ANIMALES CON EXOESQUELETO El exoesqueleto, como su nombre lo indica, es un esqueleto localizado en la parte exterior del cuerpo. Muchos invertebrados tienen exoesqueleto que puede estar constituido por dos sustancias bsicas: sales minerales y quitina. 2.2.1. Exoesqueleto de sales minerales: Los corales, los equinodermos (estrellas y erizo de mar) y los moluscos, como las conchas y caracoles, tienen exoesqueletos gruesos, pesados y rgidos formados por depsitos de sales minerales, como el carbonato de calcio.

Con exoesqueletos tan pesados e incmodos, los animales que los poseen, generalmente viven fijos al sustrato o tienen movimientos muy lentos (fig. 3). 2.2.2. Exoesqueleto quitinoso

Los artrpodos, es decir, los crustceos, los insectos y las araas, tienen el exoesqueleto formado por un material que resulta de la combinacin de una protena con un carbohidrato. Este material recibe el nombre de quitina.

La quitina es mucho menos pesada que el carbonato de calcio. As, los artrpodos tienen un esqueleto rgido pero ligero que les permite realizar mayores movimientos (fig. 2).

El exoesqueleto quitinoso tambin tiene otras ventajas: tiene articulaciones, lo que permite el movimiento del animal; le proporciona un soporte adecuado; lo protege contra la desecacin y contra algunos de sus depredadores. Sin embargo, este tipo de esqueleto presenta una caracterstica especial y es que no crece en forma conjunta con el animal, por lo cual el animal se ve obligado a cambiarlo varias veces a medida que se desarrolla. Por esto, los artrpodos tienen mudas o cambios de esqueleto antes de llegar a ser adultos. La muda ocurre de la siguiente manera: el animal va aumentando de peso sin que su tamao vare y, en el momento de la muda, secreta una enzima que disuelve la parte interna del exoesqueleto, lo rasga, lo desprende y a continuacin, forma otro. El aumento de tamao se produce mientras el nuevo revestimiento est blando. Durante este tiempo el animal es susceptible a depredadores, por eso se oculta hasta cuando el exoesqueleto nuevo se endurece.

2.3. ANIMALES CON ENDOESQUELETO

El esqueleto interno o endoesqueleto es caracterstico de los animales vertebrados (fig. 4). En todos ellos el esqueleto es muy parecido, excepto algunas variantes que presenta en el nmero total de piezas que lo conforman y en su movilidad.

Fig. 3: Tanto los moluscos bivalvos, como las ostras (arriba) y los corales (abajo), poseen exoesqueleto de sales minerales.

Fig. 2: Los insectos y crustceos poseen exoesqueleto quitinoso.

Fig. 4: Los vertebrados como el jaguar (izquierda) poseen endoesqueleto seo. El tiburn (derecha) posee endoesqueleto cartilaginoso.


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El endoesqueleto del tiburn y de la raya est formado de cartlago, pero en los peces seos y en casi todos los dems vertebrados, el cartlago se ha convertido en hueso. Los huesos son estructuras rgidas gracias a minerales como el fosfato de calcio.

2.3.1. Caractersticas del esqueleto interno El esqueleto no se compone nicamente de hueso, sino tambin de ligamentos y tendones que son los que juntan los huesos entre s y unen los msculos a los huesos, para que la locomocin sea posible.

En los vertebrados que caminan sobre sus cuatro extremidades, el esqueleto se dispone como un puente: las extremidades forman los soportes verticales y la columna vertebral forma el cable que soporta el peso del tramo principal del puente.

Aunque menos aparente, esta disposicin se repite en los animales que nadan o que vuelan (fig. 5).

2.3.2. Ventajas del esqueleto interno El esqueleto interno presenta las siguientes ventajas:

Los huesos internos permiten el crecimiento del animal sin tener que realizar mudas.

Mantiene la forma del animal sin impedir el movimiento. Los huesos son pesados, pero pueden sostener msculos grandes y potentes. Por ello, los movimientos de los vertebrados son rpidos.

Forma cavidades que protegen y sostienen los rganos internos.

3. SISTEMA ESQUELTICO HUMANO

El sistema esqueltico del ser humano est conformado por cartlagos, huesos y articulaciones y, en general, cumple las siguientes funciones: De proteccin: algunos huesos se conectan entre s para formar cavidades que alojan rganos (crneo, caja torcica) y los protegen contra fuerzas externas. De movimiento: los huesos se encuentran unidos mediante articulaciones que permiten el movimiento.

De soporte: la unin estructural de todos los huesos da forma y sostiene el cuerpo.

De reserva: los huesos se constituyen como el principal centro de almacenamiento de sales de calcio en el cuerpo. Funcin hematopoytica: los huesos ms largos del cuerpo producen clulas sanguneas en su mdula.

3.1. CARTLAGOS

El cartlago es un tejido conectivo con poca vascularizacin, resistente a la traccin y a las fuerzas de compresin, mientras que mantiene su elasticidad.

Se compone de condroblastos, que son clulas que producen cartlago; estn inmersas en una matriz rica en grasas, protenas y electrolitos; que le brindan sus condiciones visco-elstica: El cartlago puede ser de tres tipos: HIALINO, FIBROSO y ELSTICO.

Fig. 5: El principio de la suspensin (tipo puente) en el esqueleto de los animales cuadrpedos.


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El cartlago hialino: est formado por una sustancia vidriosa que cubre superficies articulares (figura 6a). El cartlago fibroso: es blanco con altas concentraciones de colgeno. Est presente en discos intervertebrales, la mandbula, el pubis y algunas inserciones de tendones (figura 6b). El cartlago elstico: es de color amarillo, con tiene una malla rica en la protena llamada elastina y est presente

en cartlagos de la laringe y la epiglotis, que le dan el poder vibratorio indispensable para la produccin de la voz (figura 6c)

3.2. HUESOS Los huesos son tejidos conectivos vivos que forman el esqueleto del cuerpo y constituyen la armadura que lo sostiene. Tienen alto contenido mineral y estn muy vascularizados, lo que les confiere propiedades de dureza, elasticidad, mecanismos de crecimiento caractersticos y capacidad regenerativa propia. En cuanto a su composicin qumica, del 30% al 40% del hueso es agua y el restante 60% al 70% consiste en minerales (carbonato de calcio y fosfato de calcio), que dan al hueso la capacidad de resistir la compresin, mientras que el resto es colgeno, protena que le confiere la capacidad para resistir tensin. 3.2.1. LA ESTRUCTURA DE LOS HUESOS Los huesos son semejantes en estructura, aunque varen mucho en su forma y en su tamao. Los huesos estn formados por una matriz dura y mineralizada, en la cual se hallan inmersas las clulas seas (fig. 7). 3.2.1.1. La matriz: La matriz es una sustancia que tiene como componente inorgnico las sales minerales, especialmente el calcio, y como componente orgnico, las fibras de colgeno. Los minerales dan resistencia y dureza al hueso, mientras que el colgeno da flexibilidad.

3.2.1.2. Tipos de clulas seas: Las clulas seas son de tres tipos diferentes (fig. 4): osteoblastos, osteocitos y osteoclastos. A) Los osteoblastos: Son las clulas formadoras del hueso. Estn encargadas de sintetizar y secretar la parte orgnica de la matriz sea durante su formacin.

B) Los osteocitos: Son las clulas responsables del mantenimiento de la matriz sea. Se ubican en cavidades o lagunas rodeadas por el material intercelular calcificado. La nutricin de los osteocitos depende de canalculos que penetran la matriz sea y conectan a los osteocitos vecinos entre s y con canales vasculares que entran al hueso. De hecho, ningn osteocito se encuentra a ms de una fraccin de milmetro de un capilar sanguneo. C) Los osteoclastos: Son las clulas responsables de la reabsorcin del tejido seo. Participan en los procesos de remodelacin de los huesos y pueden encontrarse en depresiones superficiales de la matriz sea.

Fig. 6: Tipos de cartlago: (a) Hialino; (b) Fibroso; (c) Elstico.

Fig. 7: SECCIN DE UN HUESO


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3.2.2. LOS TEJIDOS SEOS

Aunque exteriormente los huesos parecen piezas macizas, en realidad no lo son. Todos los huesos tienen conductos por donde pasan los vasos sanguneos y nervios. Adems, poseen dos tejidos: el tejido seo compacto (fig. 9), el tejido seo esponjoso (fig. 10) y el periostio. 3.2.2.1. El tejido seo compacto

Este tejido forma la parte central o difisis de los huesos largos y la superficie de los huesos (fig. 9). Este tipo de tejido est constituido por unidades estructurales llamadas osteonas o Sistemas de Havers.

Fig. 9: Tejido seo compacto visto al microscopio.

Cada osteona tiene unos canales llamados canales de Havers, que son conductos con laminillas circulares dispuestas en forma concntrica. Estos canales llevan los capilares y nervios, y forman una red que nutre y monitorea a los osteocitos.

3.2.2.2. El tejido seo esponjoso Este tejido est ubicado en la parte central interna de los huesos y en los extremos o epfisis de los huesos largos (fig. 10). Tiene numerosas cavidades ocupadas por la mdula sea roja y por la mdula sea amarilla.

Fig. 10: Tejido seo esponjoso (vista microscpica).

a) La mdula sea roja se encuentra dentro del tejido esponjoso de huesos largos, como por ejemplo, el fmur y el hmero. En ella se originan las clulas sanguneas y las clulas del sistema inmunolgico.

Fig. 8: ESTRUCTURA DEL HUESO


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b) La mdula sea amarilla se encuentra en el canal medular de los huesos largos y su funcin es almacenar grasa. 3.2.2.3. El periostio Es una membrana de tejido conectivo fibrosa y resistente que rodea el hueso, excepto en las articulaciones y lugares de insercin de ligamentos y tendones (fig. 8).

Es rico en terminaciones nerviosas, vasos sanguneos y vasos linfticos. Al ocurrir una fractura, el dolor se siente gracias a los nervios del periostio. As mismo, la capa interna del periostio forma nuevo hueso, por lo tanto, se reconoce que el periostio es el agente que permite la curacin de las fracturas.

4. LA FORMACION Y EL CRECIMIENTO DE LOS HUESOS

El esqueleto de un feto est formado por tejido cartilaginoso. Posteriormente, se van depositando en el cartlago sales de calcio, y lentamente, se convierte en hueso. Al nacer, los huesos estn bastante endurecidos, aunque no totalmente: la formacin del hueso no se completa hasta los veinte aos. El proceso mediante el cual el cartlago de los esqueletos embrionarios se convierte en hueso se llama osificacin. Cuando se empieza la formacin de los huesos en las etapas tempranas del desarrollo, el cartlago debe ser reemplazado por hueso. Para que esto sea posible, los osteoclastos invaden y disuelven el cartlago en la difisis del hueso; luego, los osteoclastos lo reemplazan con la matriz de sales minerales y colgeno, como se observa en la figura 11. Los osteoblastos secretan la matriz endurecida en la cual van quedando atrapados. Al dejar de secretar la matriz se convierten en osteocitos. En la parte central o difisis, se forma a continuacin el tejido esponjoso. Los vasos sanguneos entran transportando calcio y nutrientes. El tejido esponjoso luego es atacado por los osteoclastos, que destruyen su porcin mineral y remueven el material del centro del hueso, formando as la cavidad central de los huesos largos (fig. 11).

Posteriormente, se forman centros secundarios de osificacin en las epfisis o extremos del hueso. Entre la difisis y las epfisis permanecen dos bandas de cartlago, que se denominan cartlago de crecimiento. Los cartlagos de crecimiento permiten tambin cambios en la forma de los huesos durante la niez. Eventualmente, alrededor de los veinte aos, la elongacin se detiene y el cartlago se convierte en hueso. Durante el resto de la vida, los huesos siguen cambiando de acuerdo con la actividad fsica; as, el ejercicio fsico puede aumentar el dimetro y fortalecer los huesos y la inactividad fsica puede disminuir su dimetro y su densidad.

Un recin nacido tiene alrededor de 300 huesos, muchos de ellos unidos por medio de cartlagos. A medida que

crece y ocurre la fusin de los huesos, este nmero se

reduce a 206, que es el nmero definitivo de huesos del

esqueleto adulto.

Fig. 11: Crecimiento de los huesos largos


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5. CLASIFICACIN DE LOS HUESOS

Los huesos del cuerpo humano se clasifican comnmente de acuerdo con su forma y estructura, tal como se muestra en el cuadro que aparece a continuacin:

Tipos de huesos

Forma Estructura Caractersticas Ejemplos

Hu

eso

s co

rto

s

La longitud, el ancho y el espesor son similares. Presentan abundante tejido esponjoso,

rodeado de una delgada capa de tejido compacto.

Intervienen en la realizacin de movimientos reducidos, pero que demandan de gran fuerza.

Se hallan en las muecas, en la base de los pies y en la columna vertebral.

Las vrtebras, los carpianos y los tarsos.

Hu

eso

s la

rgo

s

La longitud predomina sobre el ancho y el espesor.

Los extremos se denominan epfisis y la porcin central recibe el nombre de difisis.

A lo largo de la difisis, internamente, se encuentra el canal medular, donde se halla la mdula sea. Externamente el periostio recubre una capa del tejido compacto, seguida de un estrato de tejido esponjoso.

Ocupan regiones que realizan movimientos amplios.

Forman el esqueleto de las extremidades superiores e inferiores.

Las falanges, los metacarpianos, los metatarsos, el hmero, el radio, el cbito, el fmur, la tibia y el peron.

Hu

eso

s p

lan

os

o

anch

os

El largo y el ancho predominan sobre el espesor.

Una doble capa de tejido compacto recubre el interior esponjoso.

Ocupan reas que carecen de movimiento y constituyen una proteccin para los rganos vitales.

Se encuentran principalmente en la regin ceflica y torcica.

Los omplatos, el frontal, los occipitales y los parietales.


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ACTIVIDAD

DA 1: _________________________

1. Completar el siguiente cuadro en el cuaderno:

SISTEMA ESQUELTICO COMPOSICIN VENTAJAS DESVENTAJAS EJEMPLOS

ESQUELETO HIDROSTTICO

EXOESQUELETO DE SALES MINERALES

EXOESQUELETO QUITINOSO

ENDOESQUELETO

2. Observa las fotografas y escribe la letra que corresponda segn la clave:

CLAVE A. Tiene esqueleto hidrosttico. B. Su esqueleto est formado fundamentalmente por fosfato de calcio C. Tiene exoesqueleto D. Su esqueleto est formado por quitina. E. Tiene endoesqueleto. F. Su esqueleto est formado por carbonato de calcio G. Tiene cavidades corporales con lquidos que mantienen la forma del cuerpo del organismo.

3. Transcribir y resolver el siguiente crucigrama:

Realizar en el cuaderno

Realizar en la gua

Tarea Carpeta de esquemas

1 2

3 4 5

6 7

8

9

10

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HORIZONTALES 3 Son tejidos conectivos vivos y slidos que forman el esqueleto del cuerpo y lo sostienen.

4 Sustancia que forma un exoesqueleto endurecido. Constituida por un material que resulta de la combinacin de una protena con un carbohidrato. 6 Estructura interna de algunos organismos, que cumple funciones de sostn, proteccin de rganos internos y punto de anclaje para msculos y ligamentos. 8 Proceso mediante el cual el cartlago de los esqueletos se convierte en hueso. 9 Esqueleto fluido propio de animales que no tienen estructuras de soporte o formaciones esquelticas. 10 Envoltura rgida y dura formada por una sola pieza que protege todo o parte del cuerpo en algunos animales como los insectos.

11 Acto por el cual los animales con exoesqueleto quitinoso se ven obligados a cambiarlo varias veces a medida que se desarrollan. VERTICALES 1 Forma en que un ser vivo se traslada de un lugar a otro, describiendo una trayectoria. 2 Sustancias que forman el exoesqueleto de los erizos y de las estrellas de mar. 5 Es un tejido conectivo con poca vascularizacin, resistente a la traccin y a las fuerzas de compresin, mientras que mantiene su elasticidad. 7 Conjunto de piezas rgidas y duras que protegen los rganos y dan sostn al cuerpo de los animales.

DA 2: ________________________

4. Clasifique los siguientes huesos segn su forma y estructura:

CCCIX

COSTILLA

VRTEBRA

METATARSOS (PIE)

1 2 3 4 5

OMPLATO

OCCIPITAL (CRNEO)

METACARPIANOS

(MUECA)

ESTERNN

6 7 8 9 10

FALANGES (DEDOS

DE LAS MANOS)

CALCNEO (TALN)

MAXILAR INFERIOR

PELVIS

FRONTAL DEL CRNEO

11 12 13 14 15

FMUR (PIERNA)

HMERO (ANTEBRAZO)


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5. Coloque las partes correspondientes:

6. Transcribir y ordenar de 1 a 8 las etapas de formacin y crecimiento de los huesos:

En la parte central se forma el tejido esponjoso que es irrigado por los vasos sanguneos. Estos transportan calcio y nutrientes.

Se forman centros secundarios de osificacin en las epfisis de los huesos.

Los osteoblastos secretan la matriz, al cual al endurecerse quedan atrapados, convirtindose en osteocitos.

El tejido esponjoso es atacado por los osteoclastos.

Los osteoclastos invaden y disuelven el cartlago.

El cartlago es reemplazado lentamente por la matriz de sales minerales de calcio y colgeno.

Se destruye porcin mineral y se forma la cavidad central de los huesos largos.

Aparece el cartlago de crecimiento.


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7. Encontrar veinticinco (25) trminos relacionados con el sistema seo humano en la siguiente sopa de letras. En el cuaderno escribir las respectivas definiciones.

CARPETA DE ESQUEMAS:

Elaborar en octavos de cartulina u hojas Bond base 28 los siguientes esquemas:

a. Hoja 1: Comparacin grfica entre animales con esqueleto hidrulico, con exoesqueleto de sales minerales y exoesqueleto quitinoso b. Hoja 2: Esqueleto de un tiburn, de un ave y un mamfero c. Hoja 3: Estructura y composicin de un hueso humano d. Hoja 4: Clasificacin de los huesos e. Hoja 5: Crecimiento y desarrollo de los huesos.

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