5 l El sistema óseo y el sistema muscular e c t u r a Ángel se acordó de cuando se torció el tobillo el año pasado al caerse de su patineta. El doctor dijo que se estiró los tendones y ligamentos. No estaba seguro de lo que esto significaba. Lo único que supo es que su tobillo estaba hinchado y que no pudo caminar toda una semana! Como sabía que su tobillo es una articulación de huesos, se preguntaba porque le dolía tanto cuando no se había roto ningún hueso. Observaste cuando disecaste el ala de pollo que los huesos nos dan soporte, pero que los músculos son los que los hacen mover. Los huesos y los músculos trabajan juntos, pero son partes de diferentes sistemas óseo y muscular. Cada sistema del cuerpo tiene niveles de organización. Por ejemplo, el sistema óseo está formado de huesos que hacen funciones específicas. Los huesos son considerados órganos porque son una colección de tejido óseo que tiene una función particular. El tejido óseo es un grupo de células óseas que trabajan juntas, y las células son las unidades más pequeñas de vida. SISTEMA ÓSEO Sistema Órgano Tejido Célula hueso tejido óseo célula ósea Niveles de organización del sistema óseo DESAFÍO Cómo trabajan en coordinación las células, los tejidos y los órganos a fin de permitir que el sistema óseo y el sistema muscular realicen su función? 26
El sistema óseo y el sistema muscular ac t i v i da d 5 Materiales Para cada alumno 1 Guía de anticipación 4.1, Huesos, articulaciones y músculos Lectura Función de los huesos Los huesos en tu brazo, así como los del ala de pollo, sirven para soportar y mover tu brazo. Todos los huesos en tu cuerpo forman tu esqueleto. Imagínate cómo se vería tu cuerpo sin huesos! Además de soportar y mover tu cuerpo, los huesos protegen tus órganos interiores. Por ejemplo, tu cráneo protege tu cerebro, las vértebras protegen tu médula espinal, y tus costillas protegen tu corazón y pulmones. Los huesos tienen además otras funciones en las que quizá no has pensado. Éstas incluyen la producción de células de la sangre y el mantener el balance de calcio en tu cuerpo. Estructura ósea El hueso es un tejido vivo hecho de células óseas que se cubren de minerales que contienen calcio y fosfato. Las paredes de los huesos son duras y muy fuertes. Pequeños canales que conducen a los vasos sanguíneos y a los nervios están presentes en los huesos. Una parte más esponjosa y ligera forma el interior de los huesos. Los espacios entre este hueso esponjoso están llenos de médula ósea. Si usaste una lupa para ver la médula del ala del pollo, habrás notado está parte del hueso. médula hueso compacto La médula ósea dentro de los huesos largos y planos del cuerpo, tiene una función especial. Los glóbulos rojos y los blancos y las plaquetas se forman ahí. Los glóbulos rojos acarrean oxígeno a todas partes del cuerpo, los glóbulos blancos combaten infecciones y las plaquetas ayudan en la coagulación cuando un tejido se ha dañado. Aun cuando los huesos de pollo tienen médula, no todos los huesos de ave tienen médula. Algunos huesos, en especial en 27
s c i e n c e grade 7 Sistemas del cuerpo Hueso hueco (arriba) y un hueso con médula ósea (abajo) Tipos de huesos pájaros que vuelan, están huecos. Esta adaptación le permite a los huesos a ser ligeros y fuertes a la vez. Una adaptación es una característica que aumenta la probabilidad de que el organismo sobreviva y se reproduzca dentro de un medio ambiente. Los huesos huecos tienen estructuras, en el interior del hueso, que les permite reforzar y fortalecer el hueso, mientras que las paredes del hueso son fuertes y densas. Tienes cinco tipos de huesos en tu cuerpo. Están en la lista de la tabla de abajo. Tabla 1: Tipos de huesos Tipo de hueso Ejemplos Illustración Huesos largos Brazos, piernas, dedos Huesos cortos Tobillos, muñecas Huesos planos Costillas, omóplatos Huesos irregulares Vértebras, huesos del oído Huesos sesamoidales Algunas articulaciones, como, por ejemplo, la rótula Regresa al diagrama del esqueleto al principio de esta actividad y encuentra más ejemplos de cada tipo de hueso. 28
El sistema óseo y el sistema muscular ac t i v i da d 5 Crecimiento del hueso Naciste con más de 300 huesos. Al nacer, tus huesos eran principalmente cartílago, que es un tejido blando. La punta de tu nariz todavía está hecha de cartílago. Si la mueves hacia delante y atrás notarás qué tan blanda y flexible es. La parte de tu nariz que está hecha de cartílago está unida a los huesos de tu cara. Poco después de nacer, la mayor parte del cartílago en tu cuerpo se convirtió en tejido óseo, y algunos de los huesos se unieron al tu ir creciendo. Por ejemplo, cuando eras un bebé tu cráneo estaba hecho de varios huesos pequeños y cuando creciste se unieron para formar un solo hueso. Para cuando llegues a ser adulto tendrás únicamente 206 huesos, y como la mitad de éstos estarán en tus manos y pies. Cuando creces, el cartílago que forma la parte central o alargada de los huesos, se endurece del centro hacia fuera. La mayor parte de tus huesos continúan creciendo hasta que tengas aproximadamente 20 años. músculo tríceps músculo bíceps Importancia del calcio Aún cuando los huesos dejan de crecer cuando llegues a ser adulto, los huesos son tejido vivo que es capaz de repararse a sí mismo en caso de que se rompan. El calcio es el mineral que hace duros a los huesos. Pero además, el calcio se necesita en todo tu cuerpo. Si no tienes suficiente calcio en tu dieta para satisfacer las necesidades de tu cuerpo, éste toma el calcio de los huesos. Esto reduce la densidad de los huesos y contribuye a una condición que se llama osteoporosis, en donde los huesos se hacen más débiles y tienen tendencia a romperse. Aún cuando esto es más común en personas mayores, la condición frecuentemente se inicia en los adolescentes o los adultos jóvenes. La gente joven, en particular las muchachas entre 9 y 18 años de edad, corren el riesgo de no obtener suficiente calcio, La mejor forma de prevenir la osteoporosis es comiendo o bebiendo alimentos ricos en calcio, como la leche y otros productos lácteos cuando eres aun joven. Los científicos indican que los adolescentes deben consumir 4 o 5 porciones diarias de alimentos ricos en calcio. Los adultos deben continuar tomando alimentos ricos en calcio durante toda su vida. Músculos Cuando levantas tu mochila, mueves tu lengua para hablar, o respiras, los músculos en tu cuerpo son los que te permiten hacer todo esto. El tejido muscular está formado de células musculares, que se especializan en movimiento. El tejido muscular está organizado en órganos específicos llamados músculos, que se organizan para formar el sistema muscular. Cuando un músculo es estimulado por el sistema nervioso, se contrae. Cuando el músculo se contrae, se hace más corto o se reduce. Cuando jalaste el tendón en el ala del pollo, simulaste lo que sucede cuando el músculo se contrae. El movimiento de los huesos, tales como los del ala de pollo o de tu brazo, está controlado por una pareja de músculos uno de ellos se contrae, mientras que el otro se relaja. A fin de investigar los músculos de tus brazos, empieza por 29
s c i e n c e grade 7 Sistemas del cuerpo extender tu brazo hacia el frente de tu cuerpo, y después dobla tu mano hacia arriba y hacia tu cara, como se muestra en el diagrama de la izquierda. Siente lo que hacen tus músculos en la parte superior de tu brazo se están contrayendo! Los músculos en la parte de debajo de tu brazo se están relajando. Los músculos en la parte interior de tu brazo que se contraen y que jalan el antebrazo cuando haces un conejo son tus bíceps. Ahora mueve tu brazo hacia el frente y los músculos de la parte superior de tu brazo se relajan mientras los de la parte inferior se contraen. Los músculos en la parte inferior de tu brazo que se contraen cuando extiendes el brazo son tus tríceps. Recuerda que cuando disecaste el ala de pollo, observaste que los músculos no están directamente unidos al hueso. En vez, un tendón une el músculo con el hueso. En el ala de pollo, el tendón era un listón liso de tejido que fue lo que jalaste cuando moviste el ala. Los ligamentos unen huesos con otros huesos en una articulación para lograr estabilidad, mientras que los tendones unen músculos a huesos para que éstos puedan moverse. Se usan menos músculos para sonreír que para fruncir el ceño. músculo estriado Cada día tus músculos hacen un trabajo equivalente a levantar 24,000 libras a un estante a 4 pies de altura. tendón 30 ligamento Hay más de 600 músculos en el cuerpo humano. Tenemos tres tipos de músculos, como se enlistan abajo: Los músculos estriados se unen a tu esqueleto y mueven tus huesos. También mueven otras partes del cuerpo, como tus ojos. Los músculos estriados son voluntarios, que quiere decir que en general tienes que pensar en moverlos. El músculo cardiaco es el tejido muscular que forma tu corazón. Las células del músculo cardiaco tienen la habilidad de pulsar o batir por sí mismos. Cuando las células del músculo cardiaco tocan otras células iguales, baten conjuntamente. Los músculos lisos son los que controlan a los órganos internos. Por ejemplo, la contracción de célula de músculo cardiaco músculos lisos son los que mueven el alimento a través de tu sistema digestivo. Estos músculos son involunta- célula de músculo estriado rios, que quiere decir que trabajan sin que tú tengas que pensar en ellos. célula de músculo liso
El sistema óseo y el sistema muscular ac t i v i da d 5 Articulaciones Una articulación es un lugar donde dos huesos se unen. Las fibras largas llamadas ligamentos conectan un hueso con el otro en una articulación. Los ligamentos hacen que la unión sea estable pero permitiéndole que se mueva. En la Tabla 2, se muestran los tipos de articulaciones y dónde se encuentran. Estas articulaciones le permiten a tu cuerpo a moverse en formas distintas. Tabla 2: Tipos de articulaciones Tipo de articulación Tipo de movimiento Se encuentran en el cuerpo Ilustración Bisagra Hacia delante y hacia atrás Rodillas, codos, dedos Articulación de bisagra Pivote Un hueso gira alrededor de otro Cabeza sobre la espina dorsal Articulación de pivote Esférica Gira libremente en círculo Cadera, hombro Articulación esférica Deslizante Se dobla o se flexiona Muñeca, tobillo Articulación deslizante De encaje recíproco Hacia delante y hacia atrás y de lado a lado Base del pulgar articulación de encaje recíproco Parcialmente movible Muy ligeramente Vértebras en la espina dorsal articulación parcialmente movible Inmóvil No se mueve Huesos del cráneo Articulación inmóvil 31
s c i e n c e grade 7 Sistemas del cuerpo Los músculos, las articulaciones y los huesos trabajando juntos Tus músculos, huesos y articulaciones trabajan conjuntamente para permitir que tu cuerpo se mueva. Para entender cómo este movimiento se realiza, vale la pena pensar en una palanca. Un ejemplo de una palanca es una barra con un punto de pivote que se usa para mover un objeto, que se llama su carga. Mover una carga con una palanca requiere de un esfuerzo. Probablemente no podrías levantar a tu amigo por ti mismo, pero si usas una palanca, como se muestra abajo, el trabajo se vuelve más fácil. En este ejemplo, la palanca tiene un pivote, tu amigo es la carga y tu realizas el esfuerzo. Con este tipo de palanca hay una ventaja mecánica porque un esfuerzo pequeño puede mover una gran carga. esfuerzo (la niña empuja hacia abajo) carga (peso de los niños) esfuerzo carga punto de pivote punto de pivote La mayoría de las articulaciones en tu cuerpo actúan como la palanca que se muestra abajo. En este tipo de palanca, el pivote y la carga están en puntas opuestas. La carga se levanta cuando un esfuerzo levanta la palanca, como se muestra en el diagrama de abajo. Cuando levantas un libro de tu escritorio, los huesos de tu brazo actúan como una palanca. El libro es la carga, el punto de pivote esta cerca de tu articulación, y tus músculos (tu bíceps) hacen el esfuerzo. carga esfuerzo (músculo bíceps jala el antebrazo) carga (peso de los libros) esfuerzo punto de pivote punto de pivote Para el tipo de palanca que forma tu brazo, no hay ventaja mecánica ya que el esfuerzo que se necesita es mayor para una carga más pequeña. Pero hay una ventaja en que tu brazo actúe como este tipo de palanca. Cuando levantas un peso grande con tus manos, tu bíceps se tiene que contraer únicamente una distancia pequeña para que el objeto en tu mano se mueva una gran distancia. 32
El sistema óseo y el sistema muscular ac t i v i da d 5 Manteniendo sanos a los músculos Hay más de 600 músculos en tu cuerpo que te ayudan a caminar, correr, hacer deporte y hacer todas las cosas que quieres hacer diariamente. Tus músculos necesitan de mucha energía para hacer todo esto. Todas las células y los tejidos obtienen su energía del alimento que comes. El alimento se descompone en substancias menores que las células usan para generar energía. La energía química almacenada en el alimento se convierte en energía mecánica y en calor. Mientras más trabajen tus músculos, más energía necesitan. Te has sentido acalorado después de hacer ejercicio? Si es así, lo que has sentido es algo de la energía química del alimento transformada en energía térmica en tus músculos. Para mantener tus músculos sanos tienes que hacer ejercicio, descansar lo suficiente y tener una dieta balanceada. Algunos músculos o tendones se estiran más de lo normal debido a un accidento o por sobre uso. Esto puede ser muy doloroso y lleva mucho tiempo recuperarse. Un tratamiento para esto es reducir el uso del músculo o tendón dañado o dejar de usarlo del todo. Ponerle hielo al área afectada, varias veces al día, reduce la hinchazón y el dolor. Análisis 1. Llena la columna Después de la Hoja de Alumno 4.1, Guía de anticipación: Huesos, articulaciones y músculos. 2. Haz una lista de al menos tres funciones del sistema músculo-esquelético. 3. Explica por qué es importante que recibas bastante calcio en tu dieta. 4. Explica cómo la estructura del hueso de un pájaro le permite ser fuerte y, a la vez, relativamente ligero. 5. Los músculos pueden únicamente contraerse o relajarse. Cómo es posible, entonces, que puedas moverte en tantas formas distintas? 6. Dibuja y nombra en un diagrama que muestre cómo los órganos en tu sistema muscular y óseo trabajan juntos en una articulación. Puedes dibujar cualquier articulación que se haya discutido en esta actividad. Ponle un subtítulo a tu diagrama. 7. Explica cómo las células y los tejidos forman órganos para realizar las funciones del sistema músculo-esquelético. 8. Qué puedes hacer ahora y en el futuro para mantener sanos tu sistema óseo y tu sistema muscular? Regresa a las páginas que apartaste para Mis planes de salud a largo plazo en tu cuaderno de ciencias y escribe ahí tus ideas. 33
s c i e n c e grade 7 Sistemas del cuerpo Investigaciones adicionales Investigación adicional 1 Para averiguar más acerca de cómo los huesos y los músculos trabajan en el cuerpo humano, visita la página SEPUP Science Grade 7 en el sitio lab-aids.com/ Texas o sepuplhs.org/texas. Investigación adicional 2 Para averiguar más acerca de los rayos X, visita la página SEPUP Science Grade 7 en el sitio lab-aids.com/texas o sepuplhs.org/texas. 34