Homeostasis y respuesta

• La homeostasis es la regulación de las condiciones internas de una célula u organismo, para mantener condiciones óptimas para la acción enzimática y todas las funciones celulares, en respuesta a cambios internos y externos.
• El cuerpo controla la concentración de glucosa en sangre, la temperatura corporal y los niveles de agua.
• Todo sistema de control automático tiene: receptores (detectan estímulos), centros de coordinación (cerebro, médula espinal, páncreas — reciben y procesan información) y efectores (músculos o glándulas — producen la respuesta que restaura los niveles óptimos).
• Las respuestas nerviosas son rápidas y de corta duración; las respuestas hormonales son más lentas pero actúan por más tiempo.

El recorrido: estímulo → receptor → coordinador (SNC: cerebro + médula espinal) → efector (músculo se contrae / glándula secreta) → respuesta.

La información pasa a lo largo de células llamadas neuronas como impulsos eléctricos. El SNC coordina la respuesta de los efectores.

El arco reflejo — protección automática y rápida que no involucra la parte consciente del cerebro:

estímulo → receptor → neurona sensorial → sinapsis → neurona de relevo (en SNC) → sinapsis → neurona motora → efector → respuesta.

En una sinapsis, el impulso eléctrico llega al extremo de una neurona y se libera un químico; este se difunde a través del espacio y desencadena un impulso eléctrico en la siguiente neurona.

RP7 — tiempo de reacción: planificar e investigar el efecto de un factor (ej. cafeína) en el tiempo de reacción humano. Dejar caer una regla entre el dedo y el pulgar de un compañero; medir la distancia de captura; convertir a tiempo (o usar una prueba informática); controlar variables (misma mano, misma altura); repetir y obtener un promedio. Interpretar datos de tiempo de reacción de gráficos y tablas.

El cerebro (HT extra)

Identificar en un diagrama: corteza cerebral (consciencia, memoria, lenguaje), cerebelo (equilibrio, coordinación del movimiento), médula (latido cardíaco, respiración).

(HT) Dificultades para investigar y tratar el cerebro: es complejo y delicado, se daña fácilmente y es difícil de acceder. Métodos de mapeo: estudiar pacientes con daño cerebral, estimulación eléctrica de regiones y resonancia magnética. Evaluar beneficios y riesgos de los procedimientos cerebrales.

El ojo

Identificar y explicar: retina (células receptoras sensibles a la intensidad de luz y color), nervio óptico (transporta impulsos desde la retina al cerebro), esclera (capa externa resistente), córnea (refracta la luz), iris (músculos coloreados que controlan el tamaño de la pupila — adaptación refleja a la luz tenue/brillante), músculos ciliares y ligamentos suspensorios (controlan la forma del lente).

Acomodación — cambio de forma del lente para enfocar:

Defectos: miopía (vista corta — objetos lejanos enfocan frente a la retina; corregida con lente cóncavo), hipermetropía (vista larga — objetos cercanos enfocan detrás de la retina; lente convexo). Tratamientos: lentes de gafas, lentes de contacto, cirugía láser para remodelar la córnea, reemplazo de lente.

Control de la temperatura corporal

El centro termorregulador en el cerebro tiene receptores sensibles a la temperatura sanguínea; los receptores cutáneos envían impulsos hacia él.

• Demasiado calor: los vasos sanguíneos se dilatan (vasodilatación) — más sangre cerca de la superficie transfiere energía al entorno; se produce sudor: el sudor evaporado transfiere energía hacia afuera.
• Demasiado frío: los vasos sanguíneos se constriñen (vasoconstricción); deja de haber sudoración; los músculos esqueléticos se contraen (escalofríos — la respiración transfiere energía para calentar la sangre).

(HT) Explique en contexto cómo cada mecanismo baja o sube la temperatura de vuelta al óptimo.

El sistema endocrino son glándulas que secretan hormonas directamente a la sangre; la sangre las transporta a los órganos diana. Más lento que los nervios, pero de mayor duración. Identifique en un diagrama corporal: glándula pituitaria ('glándula maestra' del cerebro), páncreas, tiroides, glándula suprarrenal, ovario, testículos.

La glucosa en sangre es monitorizada y controlada por el páncreas:

• Demasiado alta → el páncreas secreta insulina → la glucosa pasa de la sangre a las células; en las células hepáticas y musculares, el exceso de glucosa se convierte en glucógeno para su almacenamiento.
• (HT) Demasiado baja → el páncreas secreta glucagón → el glucógeno se convierte nuevamente en glucosa, liberándose a la sangre. La insulina-glucagón constituye un ciclo de retroalimentación negativa.

Diabetes: Tipo 1 — el páncreas no produce suficiente insulina; glucosa en sangre descontrolada; tratada con inyecciones de insulina. Tipo 2 — las células del cuerpo ya no responden a la insulina; tratada con una dieta controlada en carbohidratos y un régimen de ejercicio; la obesidad es un factor de riesgo. Interprete gráficas de glucosa en sangre con y sin diabetes.

Equilibrio hídrico y nitrogenado — solo biología

El agua sale por los pulmones (exhalación) y la piel (sudor, con iones y urea) — sin control sobre estas vías. El exceso de agua, iones y urea se elimina por los riñones en la orina. Las células que pierden o ganan demasiado agua por ósmosis no funcionan eficientemente. (HT) El exceso de aminoácidos de la dieta se desamina en el hígado: amoníaco (tóxico) → urea para una excreción segura.

Los riñones filtran la sangre y reabsorben selectivamente glucosa, algunos iones y agua. (HT) Si la sangre está demasiado concentrada, la pituitaria libera ADH, lo que hace que los túbulos renales sean más permeables, de modo que se reabsorbe más agua — retroalimentación negativa nuevamente.

Fallo renal: tratado mediante transplante o diálisis — la sangre fluye entre membranas semipermeables en fluido de diálisis con las concentraciones adecuadas de agua/iones, permitiendo que los desechos difundan hacia afuera mientras se retienen la glucosa y sustancias útiles; evalúe el dispositivo mecánico frente al transplante.

Hormonas en la reproducción humana

Estrógeno (ovario) — hormona femenina principal; durante la pubertad, los óvulos maduran y uno se libera aproximadamente cada 28 días (ovulación). Testosterona (testículos) — estimula la producción de espermatozoides.

(HT) El ciclo menstrual:

(HT) Interpretar gráficas de niveles hormonales durante el ciclo: la FSH inicia el crecimiento folicular → aumentan los estrógenos → el pico de LH desencadena la ovulación (alrededor del día 14) → la progesterona mantiene el espesor del revestimiento hasta que disminuye y el ciclo se reinicia.

Anticoncepción: evaluar métodos hormonales y no hormonales: anticonceptivos orales (inhiben la FSH para evitar la maduración de óvulos), inyección/implante/parche de progesterona de liberación lenta, métodos de barrera (condones, diafragma), dispositivos intrauterinos, espermicidas, abstinencia cuando un óvulo podría estar en la trompa de Falopio, esterilización.

Infertilidad (HT): 'fármacos de fertilidad' (FSH + LH) estimulan la maduración de óvulos. FEC: la FSH y la LH estimulan la producción de varios óvulos → recolección de óvulos y fecundación con espermatozoides en laboratorio → desarrollo de embriones hasta la etapa de pequeñas bolas celulares → transferencia de uno o dos embriones al útero. Evaluar: estrés emocional/físico, tasas de éxito bajas, riesgo de embarazos múltiples.

Retroalimentación negativa (HT): adrenalina (glándulas suprarrenales, miedo/estrés) aumenta la frecuencia cardíaca y la entrega de oxígeno y glucosa al cerebro y músculos — respuesta de 'lucha o huida'. Tiroxina (tiroides) estimula la tasa metabólica basal y es importante en el crecimiento y desarrollo; su nivel está controlado por retroalimentación negativa. Interpretar diagramas simples de retroalimentación negativa.

Las plantas producen hormonas para coordinar y controlar el crecimiento y las respuestas a la luz (fototropismo) y la gravedad (gravitropismo/geotropismo). La distribución desigual de auxinas provoca tasas de crecimiento desiguales en raíces y tallos: los tallos se doblan hacia la luz; las raíces crecen hacia abajo.

RP8: investigar el efecto de la luz o la gravedad sobre plántulas recién germinadas: registrar como mediciones de longitud y dibujos biológicos detallados con etiquetas.

(HT) Las giberelinas inician la germinación de semillas; el etileno controla la división celular y la maduración de frutos.

(HT) Usos: auxinas como herbicidas, polvos enraizadores y para promover el crecimiento en cultivo de tejidos; etileno para controlar la maduración durante el almacenamiento y transporte; giberelinas para romper la dormancia de semillas, promover la floración e incrementar el tamaño de los frutos. Considerar el efecto de los herbicidas sobre la biodiversidad.

• Definir homeostasis; receptor–centro de coordinación–efector en orden; arco reflejo dibujado con sinapsis.
• Partes del ojo y tabla de acomodación memorizar; miopía vs hipermetropía con sus correcciones.
• Temperatura: vasodilatación/sudoración vs vasoconstricción/tremores, en contexto (HT).
• Insulina y (HT) glucagón con retroalimentación negativa; tratamientos Tipo 1 vs Tipo 2.
• (Bio) filtración renal + reabsorción selectiva; (HT) ADH; diálisis vs trasplante.
• (HT) Interacciones FSH–estrógeno–LH–progesterona y gráfica; lista de anticoncepción; pasos de FEC; adrenalina y tiroxina.
• (Bio) tropismos con auxinas; RP8; (HT) los tres usos hormonales.