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Es conveniente subdividir el estudio de la anatomía en
distintos aspectos. Una clasificación se basa según el tipo de
organismo en estudio; en este caso las subdivisiones
principales son la anatomía de las plantas y la anatomía
animal. A su vez, la anatomía animal se subdivide en anatomía
humana (ver más adelante) y anatomía comparada, que establece
las similitudes y diferencias entre los distintos tipos de
animales. La anatomía también se puede dividir en procesos
biológicos, por ejemplo, anatomía del desarrollo (estudio de
los embriones) y anatomía patológica o estudio de los órganos
enfermos. Otras subdivisiones, como la anatomía quirúrgica y
la anatomía artística, se basan en la relación de la anatomía
con otras actividades bajo el título general de anatomía
aplicada. Otra forma más de subdividir la anatomía depende de
las técnicas empleadas, como por ejemplo la microanatomía, que
se basa en las observaciones obtenidas con ayuda del
microscopio
2 ANATOMÍA HUMANA
El funcionamiento del cuerpo humano se basa en los sistemas
que se exponen resumidos a continuación. Esta enciclopedia
comprende artículos independientes para cada uno de los
sistemas y órganos mencionados, a los cuales se remite al
lector para obtener información más completa. Las referencias
a los artículos que se ocupan de los sentidos y la percepción
se enumeran en el de los órganos sensoriales.
2.1 Esqueleto y musculatura
El esqueleto humano está formado por más de 200 huesos que se
unen por bandas de tejido conjuntivo resistente y poco
elástico denominadas ligamentos. Las distintas partes del
cuerpo varían mucho en su grado de movilidad. Por ejemplo, el
brazo a la altura del hombro se mueve libremente, mientras que
la articulación de la rodilla, se reduce a un movimiento de
bisagra. Los movimientos de cada vértebra son muy limitados y
los huesos que forman el cráneo son inmóviles. Los movimientos
de los huesos del esqueleto se llevan a cabo gracias a las
contracciones de los músculos esqueléticos que se unen a los
huesos a través de tendones. Estas contracciones musculares
están controladas por el sistema nervioso. Véase Músculo;
Esqueleto.
2.2 Sistema nervioso
El sistema nervioso se divide en somático, que efectúa el
control voluntario sobre los músculos esqueléticos, y
autónomo, que es involuntario y controla el músculo liso, el
músculo cardiaco y las glándulas. El sistema nervioso autónomo
se divide en dos: simpático y parasimpático. La mayoría de los
músculos y las glándulas poseen una doble inervación; en tales
casos las dos divisiones pueden ejercer efectos opuestos. Por
ejemplo, el sistema simpático aumenta la frecuencia de los
latidos cardiacos y el parasimpático la disminuye. Sin
embargo, los dos sistemas nerviosos no son siempre
antagónicos. Por ejemplo, los dos sistemas inervan las
glándulas salivares y estimulan las células secretoras.
Además, una rama del sistema nervioso autónomo puede excitar e
inhibir un sólo efecto, como en el caso de la inervación
simpática de los vasos sanguíneos del músculo esquelético. Por
último, las glándulas sudoríparas, los músculos que provocan
el erizamiento involuntario del pelo, las fibras musculares
lisas del bazo, y los vasos sanguíneos de la piel y el músculo
esquelético reciben sólo inervación simpática.
Los movimientos voluntarios de la cabeza, las extremidades y
el cuerpo se deben a los impulsos nerviosos que proceden del
área motora de la corteza cerebral, que son transmitidos por
los nervios craneales o por los que nacen en la médula espinal
con destino a los músculos esqueléticos. La acción implica la
excitación de las células nerviosas que estimulan los músculos
afectados y la inhibición de las células que estimulan los
músculos opuestos. Un impulso nervioso es un cambio en el
potencial eléctrico dentro de una fibra o célula nerviosa, que
se mide en milivoltios, dura pocos milisegundos y se puede
registrar mediante electrodos.
Los movimientos pueden ocurrir también como respuesta directa
a un estímulo externo; por ejemplo, la percusión sobre la
rodilla desencadena una sacudida y un destello de luz sobre un
ojo provoca la contracción de la pupila. Estas respuestas
involuntarias se llaman reflejos. Los receptores, diversas
terminaciones nerviosas, envían de forma continua impulsos
hacia el sistema nervioso central. Hay tres tipos de
receptores: exteroceptores, sensibles al dolor, temperatura,
tacto y presión y en general a cualquier estímulo que proviene
del exterior pero que se encuentra en contacto con el cuerpo;
interoceptores, que reaccionan a cambios en el medio interno,
y propioceptores, que responden a variaciones en el
movimiento, posición y tensión y suelen estar localizados en
los músculos. Estos impulsos finalizan, en algunos casos, en
la médula espinal y, en la mayoría de los casos, en áreas
especiales del cerebro, de la misma forma que los receptores
especiales de la visión, la audición, el olfato y el gusto.
Las contracciones musculares no siempre producen un movimiento
real. En la mayoría de los músculos existe una pequeña
fracción del número total de fibras que se contraen de forma
continua. Esto permite mantener la postura de una extremidad y
la capacita para resistir la elongación o el estiramiento
pasivo. Esta leve contracción mantenida se denomina tono
muscular.
2.3 Aparato circulatorio
En su circulación por el organismo, la sangre bombeada por el
corazón recorre un trayecto complejo que se establece a través
de las cavidades derechas del corazón, desde donde pasa a los
pulmones (aquí capta el oxígeno), y a continuación, regresa a
las cavidades izquierdas del corazón. Desde aquí es bombeada
en la arteria principal, la aorta, que se ramifica en arterias
cada vez menores, hasta que alcanza las arteriolas, las ramas
más pequeñas. Más allá de las arteriolas, la sangre pasa a
través de un gran número de estructuras de paredes delgadas
denominadas vasos capilares. Aquí la sangre cede el oxígeno y
sus nutrientes a los tejidos y capta el dióxido de carbono y
otros productos de degradación del metabolismo. La sangre
completa su recorrido pasando a través de pequeñas venas que
se unen formando vasos cada vez mayores hasta que alcanza las
venas más grandes, las venas cavas superior e inferior, por
las que la sangre regresa a la parte derecha del corazón. La
sangre es impulsada por la contracción del corazón, aunque la
contracción de los músculos esqueléticos también contribuye a
la circulación. La válvulas cardiacas y las de las venas
aseguran su flujo en una dirección.
2.4 Sistema inmunológico
El organismo se defiende frente a proteínas extrañas y
microorganismos infecciosos con un sistema complejo doble que
depende del reconocimiento de una zona en la estructura de la
superficie o patrón superficial del invasor. Las dos partes
del sistema son la inmunidad celular, en la que los mediadores
son los linfocitos, y la inmunidad humoral, basada en la
acción de moléculas de anticuerpos.
Cuando los linfocitos reconocen un patrón molecular extraño
(denominado antígeno), algunos liberan anticuerpos en grandes
cantidades y otros memorizan dicho patrón para liberar
anticuerpos en el futuro, en el caso de que la molécula
reaparezca. Los anticuerpos se unen a los antígenos y de esta
forma los marcan para que otros agentes del sistema
inmunitario los reconozcan y destruyan. Estos agentes son: el
complemento, un sistema enzimático que destruye las células
extrañas, y los fagocitos, unas células que rodean y digieren
los cuerpos extraños. Éstos son atraídos a la zona por
sustancias químicas liberadas por los linfocitos activados.
Los linfocitos se originan en la médula ósea y maduran y se
diferencian en el timo y el bazo. Circulan en el torrente
sanguíneo, atravesando las paredes de los capilares sanguíneos
para alcanzar las células de los tejidos. Desde allí emigran
hacia una red de capilares linfáticos independientes que es
comparable y casi tan extensa como la del aparato
circulatorio. Estos capilares se unen para formar vasos cada
vez mayores que desembocan en el torrente venoso; las válvulas
de los vasos linfáticos aseguran el flujo en una dirección. En
diversos puntos de la red linfática existen nódulos, o
ganglios, que actúan como estaciones donde se agrupan y
fabrican linfocitos, y que aumentan de tamaño durante las
enfermedades infecciosas. La red de vasos y ganglios
linfáticos recibe el nombre de sistema linfático y hasta la
década de 1960 no se estableció su función como vehículo del
sistema inmunológico.
2.5 Aparato respiratorio
La respiración se efectúa gracias a la expansión y contracción
de los pulmones; el proceso y la frecuencia a la que sucede
están controlados por un centro nervioso cerebral.
En los pulmones el oxígeno penetra en los capilares, donde se
combina con la hemoglobina contenida en los hematíes o
glóbulos rojos y es transportado a los tejidos. Al mismo
tiempo, el dióxido de carbono, que pasa a la sangre en su
recorrido por los tejidos, se difunde desde los capilares
hacia el aire contenido en los pulmones. La inhalación
introduce en los pulmones aire con una concentración elevada
de oxígeno y baja en dióxido de carbono; el aire espirado que
procede de los pulmones tiene una concentración elevada de
dióxido de carbono y baja en oxígeno. Los cambios en el tamaño
y capacidad del tórax están controlados por las contracciones
del diafragma y de los músculos intercostales.
2.6 Aparato digestivo y excretor
La energía necesaria para el mantenimiento y funcionamiento
adecuado del organismo es aportada por los alimentos. La
digestión de los alimentos comienza en la boca, donde son
masticados y mezclados con la saliva (véase Dientes). El
alimento discurre después por el esófago hacia el estómago,
donde el proceso digestivo continúa. Al bolo alimenticio se
unen los jugos gástrico e intestinal. Después, la mezcla de
comida y secreciones, denominada quimo, desciende por el tubo
digestivo gracias a los movimientos peristálticos, que son
contracciones rítmicas de las fibras musculares lisas del
aparato gastrointestinal. Las contracciones son iniciadas por
el sistema nervioso parasimpático. Esta actividad muscular
puede ser inhibida por el sistema nervioso simpático. La
absorción de nutrientes a partir del quimo se produce sobre
todo en el intestino delgado. El alimento que no se absorbe y
las secreciones y sustancias de degradación del hígado pasan
al intestino grueso y se expulsan en forma de heces. El agua y
las sustancias hidrosolubles pasan de la sangre a los riñones,
donde, en condiciones normales, todos los componentes del
plasma sanguíneo excepto las proteínas atraviesan las delgadas
membranas de los capilares hacia los túbulos renales. El agua
sobrante y los productos de degradación discurren por los
túbulos renales, los cuales devuelven la mayoría del agua y de
las sales al organismo y recogen otras sales y productos de
degradación de la sangre. La orina, el líquido resultante, se
almacena en la vejiga urinaria hasta que se elimina al
exterior a través de la uretra.
2.7 Sistema endocrino
Además de la acción integradora del sistema nervioso, las
glándulas endocrinas controlan varias funciones del organismo.
Una parte importante de este sistema, la hipófisis, se
localiza en la base del cerebro. Esta glándula principal
segrega varias hormonas, entre las que se incluyen: 1) una
hormona que estimula la glándula tiroides y controla la
secreción de tiroxina, la cual establece la tasa de actividad
metabólica de los tejidos; 2) una hormona que controla la
secreción de hormonas de la glándula suprarrenal, las cuales
influyen sobre el metabolismo de los hidratos de carbono, el
sodio y el potasio y controlan la proporción en que se
intercambian las sustancias entre la sangre y los tejidos; 3)
sustancias que controlan la secreción en los ovarios de
estrógenos y progesterona y la formación de testosterona en
los testículos; 4) la hormona somatotrópica o del crecimiento,
que controla la velocidad del desarrollo del esqueleto y de
los grandes órganos a través de su actuación sobre el
metabolismo de las proteínas y de los hidratos de carbono y 5)
una hormona implicada en la lactancia (secreción de leche
después del embarazo).
El lóbulo posterior de la hipófisis secreta vasopresina, la
cual actúa sobre los riñones para controlar el volumen de
orina; la ausencia de vasopresina produce una diabetes
insípida, lo que origina la eliminación de grandes volúmenes
de orina. El lóbulo posterior de la hipófisis produce también
oxitocina, la cual origina la contracción de las fibras
musculares lisas del intestino y de las pequeñas arterias, y
provoca las contracciones uterinas en el parto. Otras
glándulas del sistema endocrino son el páncreas, que segrega
insulina y glucagón, y las paratiroides, que segregan una
hormona que regula la concentración de calcio y fósforo de la
sangre.
2.8 Aparato reproductor
La reproducción se produce por la unión de un espermatozoide
masculino y un óvulo femenino. Durante el coito el hombre
eyacula a través del pene más de 250 millones de
espermatozoides en la vagina de la mujer. Desde allí, algunos
alcanzan el útero y las trompas de Falopio, donde se produce
la fecundación. La ovulación o liberación de un óvulo hacia la
cavidad uterina se produce aproximadamente cada 28 días.
Durante el mismo periodo el útero se prepara, gracias a la
acción de los estrógenos, para la implantación del óvulo
fecundado. Si la fecundación no se produce, otras hormonas
provocan la eliminación de parte de la mucosa del útero
durante la menstruación. Desde la pubertad hasta la
menopausia, el proceso de la ovulación, de la preparación y de
la menstruación se repite cada mes excepto durante los
periodos de embarazo. La duración del embarazo es de unos 280
días. Después del parto, la prolactina, una hormona segregada
por la hipófisis, activa la producción de leche.
2.9 La piel
La piel constituye el revestimiento que cubre de manera
continua el organismo y lo protege de la deshidratación o
pérdida de líquidos, de sustancias externas dañinas y de
temperaturas extremas. Está constituida por tres capas:
epidermis, dermis e hipodermis. La capa interna, denominada
dermis, contiene glándulas sudoríparas, vasos sanguíneos,
terminaciones nerviosas (receptores de sensaciones y
estímulos) y la raíz del pelo y de las uñas. La capa más
externa, la epidermis, es un estrato con pocas células.
Contiene pigmentos, poros y conductos, y su superficie está
formada por células muertas. Las uñas y el pelo son
adaptaciones que surgen a partir de las células muertas. Las
glándulas sudoríparas excretan agua y disminuyen la
temperatura corporal gracias a la evaporación de las gotitas
de sudor. Los vasos sanguíneos de la dermis regulan también la
temperatura corporal. Se contraen para preservar el calor del
organismo y se dilatan para disiparlo. Tipos distintos de
receptores transmiten la presión, la temperatura y el dolor.
Las células grasas de la dermis aíslan el organismo y las
glándulas sebáceas lubrican la epidermis.
3 HISTORIA DE LA ANATOMÍA
El estudio sistemático de anatomía más antiguo que se conoce
se encuentra en un papiro egipcio fechado cerca del 1600 a.C.
El tratado revela que poseían conocimientos sobre las grandes
vísceras, aunque sabían poco respecto a sus funciones. En los
escritos del médico griego Hipócrates del siglo V a.C. se
refleja un nivel de conocimientos parecido. En el siglo IV
a.C. Aristóteles aumentó los conocimientos anatómicos sobre
los animales. El primer progreso real de la ciencia de la
anatomía humana se consiguió en el siglo siguiente: los
médicos griegos Herófilo de Calcedonia y Erasístrato
diseccionaron cadáveres humanos y fueron los primeros en
determinar muchas funciones, incluidas las del sistema
nervioso y los músculos. Los antiguos romanos y los árabes
consiguieron algunos pequeños progresos. El renacimiento
influyó en la ciencia de la anatomía en la segunda mitad del
siglo XVI.
La anatomía moderna se inicia con la publicación en 1543 del
trabajo del anatomista belga Andrés Vesalio. Antes de la
publicación de este trabajo los anatomistas estaban sujetos a
la tradición de los escritos de autoridades de hacía más de
1.000 años, como los del médico griego Galeno que se había
restringido a la disección de animales. Estos escritos habían
sido aceptados en lugar de la observación real. Sin embargo
Vesalio y otros anatomistas del renacimiento basaron sus
descripciones en sus propias observaciones del cuerpo humano y
establecieron por tanto el modelo para estudios anatómicos
posteriores.
3.1 Morfología
Durante muchos años (incluso en la era moderna) los
anatomistas se ocuparon de acumular una gran cantidad de
información conocida como morfología descriptiva. La
morfología descriptiva ha sido complementada, y en cierta
manera sustituida, por el desarrollo de la morfología
experimental, que trata de identificar los determinantes
hereditarios y ambientales en la morfología y sus relaciones,
a través de experimentos en ambientes controlados y de la
manipulación de embriones. La investigación anatómica debe
combinar un enfoque descriptivo y otro experimental. En la
actualidad la anatomía implica el examen profundo de la
estructura de organismos desde diversos puntos de vista; por
ejemplo, los estudios anatómicos de las células y de los
tejidos de los organismos por observación simple, con ayuda de
lentes simples o compuestas, con tipos diferentes de
microscopios y la utilización de métodos químicos de análisis.
3.2 Anatomía microscópica
La invención en el siglo XVII del microscopio compuesto dio
lugar al desarrollo de la anatomía microscópica, que se
dividió en histología, el estudio de los tejidos, y citología,
el estudio de las células. Durante el siglo XVII el estudio de
la estructura microscópica de los animales y de las plantas
prosperó bajo la dirección del anatomista italiano Marcello
Malpighi. Muchos anatomistas importantes de la época eran
reacios a aceptar la anatomía microscópica como parte de su
ciencia. Por el contrario, se incluye en el estudio de la
anatomía moderna con el fin de establecer relaciones entre la
estructura de los organismos observada a simple vista y la
revelada por métodos más detallados de observación.
La anatomía patológica fue considerada una rama de la ciencia
por el médico italiano Giambattista Morgagni y a finales del
siglo XVIII la anatomía comparada fue sistematizada por el
naturalista francés Georges Cuvier.
La anatomía microscópica hizo grandes progresos en el siglo
XIX. Durante la segunda mitad del siglo se descubrieron muchos
datos básicos relativos a la estructura fina de los
organismos, debido en gran parte al desarrollo de microscopios
ópticos mejores y métodos nuevos que facilitaban el estudio de
las células y los tejidos con este instrumento. La técnica de
la microtomía, el corte de los tejidos en láminas finas, casi
transparentes, se perfeccionó. La microtomía obtuvo un valor
incomparable cuando se comenzó a aplicar a los cortes de
tejido varios tipos de tintes y colorantes que facilitaban la
visión de las diferentes partes de la célula.
El conocimiento de la anatomía microscópica se amplió mucho
durante el siglo XX gracias a microscopios con mayor poder de
resolución y aumento que los instrumentos convencionales. Esto
permitió descubrir detalles que antes no estaban claros o que
no eran visibles. También influyó de forma positiva el
progreso de las técnicas de laboratorio que facilitaban la
observación. El microscopio de luz ultravioleta ofrece una
mejor visión al observador debido a que las longitudes de onda
de sus rayos son más cortas que las de la luz visible (el
poder de resolución es inversamente proporcional a la longitud
de onda de la luz utilizada). También se emplea para aumentar
detalles particulares a través de la absorción selectiva de
ciertas longitudes de onda de la banda ultravioleta. El
microscopio electrónico proporciona un aumento y resolución
aún mayor. Estas herramientas han abierto campos de
investigación anatómica antes inexplorados. Otros microscopios
modernos han hecho posible la visualización de materiales
vivos sin teñir invisibles al microscopio convencional. El
microscopio de contraste de fases y el de interferencias
constituyen dos ejemplos. Estos instrumentos utilizan haces de
luz normal y pueden diferenciar las partes de una célula viva
no teñida.
El descubrimiento de los rayos X por el físico alemán Wilhelm
Roentgen hizo posible que los anatomistas estudiaran los
tejidos y los sistemas de los órganos en los animales vivos.
La primera radiografía, tomada en 1896, fue de una mano
humana. Hoy las técnicas permiten obtener imágenes
tridimensionales de los tejidos de una víscera después de la
ingestión de unos líquidos opacos especiales, y de secciones
del cuerpo mediante haces de rayos X dirigidos por ordenador o
computadora (véase Radiología). Esta última recibe el nombre
de tomografía axial computerizada o TAC. Otras técnicas no
invasivas que se han desarrollado incluyen el uso de
ultrasonidos para obtener imágenes de los tejidos blandos y la
aplicación de la resonancia magnética nuclear con fines
diagnósticos y de investigación.
En el siglo XX se ha desarrollado otro procedimiento útil para
la investigación anatómica, el cultivo de tejidos, que implica
el cultivo de células y tejidos de organismos complejos fuera
del cuerpo. La técnica permite aislar las unidades vivas de
modo que el investigador pueda observar de forma directa los
procesos de crecimiento, multiplicación y diferenciación de
las células. Por tanto, los cultivos tisulares han añadido una
nueva dimensión a la ciencia de la anatomía.
3.3 Histoquímica y citoquímica
Las técnicas de histoquímica y citoquímica guardan una
estrecha relación y se ocupan de investigar la actividad
química que tiene lugar en las células y los tejidos. Por
ejemplo, la presencia de ciertos colores dentro de las células
indica el tipo de reacción química que ha tenido lugar.
Además, la densidad de la reacción colorimétrica se puede
utilizar como un indicador de la intensidad de la reacción.
Los métodos histoquímicos han sido muy útiles en el estudio de
enzimas, sustancias catalizadoras que controlan y dirigen
muchas de las actividades celulares. La mayor parte de los
conocimientos sobre las enzimas se obtuvo a partir de estudios
llevados a cabo tras retirar las enzimas de sus células de
origen, pero hasta que la histoquímica no se introdujo, el
anatomista no fue capaz de observar al microscopio las células
que transportaban enzimas específicas o de calcular cuánta era
su actividad en las distintas células bajo diversas
condiciones.
Una técnica histoquímica importante consiste en el uso de
isótopos radiactivos de varios elementos químicos presentes en
las células y los tejidos (véase Isótopo; Radioinmunoensayo;
Isótopo trazador). Los elementos marcados con isótopos
radiactivos se administran a los organismos vivos, hecho que
permite al investigador seguir el rastro de las vías que toman
estas sustancias a través de los diversos tejidos. Es posible
calcular el grado de concentración y dilución de los elementos
dentro de componentes celulares específicos si se determina la
radiación emitida a partir de estos tejidos. Este
procedimiento hace posible el estudio de la distribución y
concentración de isótopos en cortes de tejidos de la misma
forma en que se suelen examinar habitualmente al microscopio.
Este estudio denominado autorradiografía se efectúa colocando
las muestras de tejido radiactivo en contacto con películas y
emulsiones fotográficas sensibles a la radiación.
Otra técnica de localización de compuestos químicos en cortes
finos es la microincineración: el calentamiento de secciones
microscópicas hasta el punto en que los materiales orgánicos
presentes son destruidos y sólo queda el esqueleto mineral.
Entonces es posible identificar los minerales restantes por
procedimientos químicos y microscópicos especiales. Por lo
tanto, la microincineración proporciona otra forma de
localizar elementos químicos específicos dentro de células o
componentes tisulares determinados.
Otro descubrimiento en el campo de la histoquímica es la
microespectrofotometría, un método exacto de análisis de
color. En esta técnica se analizan los colores de un corte
fino de tejido con un espectrofotómetro, un instrumento que
mide la intensidad de cada color en función de su longitud de
onda. La microespectrofotometría es útil para estimar las
características de células y tejidos no teñidos midiendo su
absorción de longitudes de onda específicas. Otra aplicación
es realizar valoraciones exactas respecto a la naturaleza e
intensidad del color de las reacciones. A su vez estas
valoraciones proporcionan información precisa respecto a la
localización e intensidad de las reacciones químicas en los
componentes de los organismos vivos.
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