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23: Crecimiento y desarrollo humanos - Biología

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Este capítulo describe cómo el organismo humano crece y se desarrolla desde la fertilización hasta la muerte. Se describen en detalle las siguientes etapas de la vida: etapa germinal, etapa embrionaria, etapa fetal, infancia, niñez, adolescencia y edad adulta.

  • 23.1: Estudio de caso: cómo cambian nuestros cuerpos a lo largo de la vida
    En lugar de usar un teléfono para hacer una llamada, este bebé lo usa para un propósito más adecuado a su etapa actual de la vida: aliviar el dolor de la dentición. Si bien esto puede parecer lindo, la tendencia que tienen los bebés y los niños pequeños de llevarse objetos a la boca los hace particularmente vulnerables a la exposición a sustancias tóxicas en su entorno que pueden dañar gravemente, y a veces de forma permanente, su salud.
  • 23.2: Etapa germinal
    Este bebé recién nacido recién está comenzando en la vida. ¡Tiene toda su vida por delante! De hecho, eso no es realmente cierto. Si bien la mayor parte de su vida todavía está por delante, incluidas las etapas de la vida de la infancia, la niñez, la adolescencia y la edad adulta, este bebé recién nacido no está comenzando en la vida. Ya tiene nueve meses y lo que le sucedió durante esos nueve meses le ayudará a moldear el resto de su vida. Algunas de las etapas más cortas, pero más importantes, de la vida ocurren antes del nacimiento. Estas etapas
  • 23.3: Etapa embrionaria
    En muchas culturas, el matrimonio, junto con el nacimiento y la muerte, se considera el evento de vida más fundamental. Sin embargo, para el biólogo del desarrollo pionero Lewis Wolpert, estos eventos de la vida están sobrevalorados. Según Wolpert, "no es el nacimiento, el matrimonio o la muerte, sino la gastrulación, que es verdaderamente el momento más importante de su vida". La gastrulación es un evento biológico importante que ocurre temprano en la etapa embrionaria del desarrollo humano.
  • 23.4: Etapa fetal
    Esta futura madre sostiene una imagen de ultrasonido de su feto. Tiene casi nueve meses de embarazo, por lo que el feto está completamente desarrollado y casi listo para nacer. El feto ha crecido enormemente y ha cambiado de muchas otras formas desde que era un embrión diminuto siete meses antes.
  • 23.5: Infancia
    La infancia se refiere al primer año de vida después del nacimiento, y un bebé se define como un ser humano entre el nacimiento y el primer cumpleaños. El término bebé generalmente se considera sinónimo de bebé, aunque se aplica comúnmente a las crías de otros animales, así como a los humanos. Los bebés humanos parecen débiles e indefensos al nacer, pero en realidad nacen con una sorprendente variedad de habilidades. La mayoría de sus sentidos están bastante desarrollados y también pueden comunicar sus necesidades llorando.
  • 23.6: Infancia
    Los niños de esta foto de 1911 son solo niños. Todos tienen entre ocho y 12 años, años que sin duda pasaron en la escuela primaria y secundaria. Para los niños de la imagen, esos años los pasaron como trabajadores del carbón en una mina de Pensilvania. Su trabajo consistía en separar las impurezas del carbón a mano. Durante diez horas al día, seis días a la semana, se sentaban en asientos de madera, encaramados sobre rampas y cintas transportadoras, recogiendo las impurezas del carbón. El uso de niños para hacer este trabajo comenzó en el
  • 23.7: Adolescencia y pubertad
    La adolescencia es el período de transición entre la niñez y la edad adulta. Por lo general, se considera que comienza con la pubertad, durante la cual se produce la maduración sexual y los adolescentes experimentan un crecimiento acelerado. En muchos niños, sin embargo, la pubertad comienza durante la etapa llamada preadolescencia, que abarca las edades de 11 a 12 años. La pubertad puede comenzar antes de la adolescencia, pero por lo general continúa durante varios años, hasta bien entrada la etapa de la adolescencia, que termina al final de la adolescencia.
  • 23.8: Edad adulta
    Este colorido retrato familiar incluye a una anciana y su nieta adulta joven del grupo étnico Hmong en Laos. Tanto la abuela como la nieta son adultas, pero obviamente tienen mucha edad. ¿Qué edades definen el comienzo y el final de la edad adulta?
  • 23.9: Conclusión del estudio de caso: Peligro del plomo y resumen del capítulo
    Estos miembros de la Guardia Nacional de Michigan tienen una misión, pero están defendiendo a los residentes de un tipo de amenaza diferente de lo que cabría esperar: el plomo en el agua potable. Esta fotografía fue tomada en enero de 2016 en Flint, Michigan, durante lo que se conoce como la "crisis del agua de Flint". La crisis comenzó cuando la fuente de agua de la ciudad se cambió a una nueva fuente que tenía agua altamente corrosiva. El agua corrosiva provocó que el plomo de las tuberías se filtrara al agua potable de los residentes. A medida que aprendes

Miniatura: Bebé de ocho meses; como característica común, los ojos suelen ser más grandes en comparación con la cara. Imagen utilizada con permiso (CC BY-SA 4.0; Avsararas).​​​​​


Desarrollo biologico

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Desarrollo biologico, los cambios progresivos de tamaño, forma y función durante la vida de un organismo mediante los cuales sus potenciales genéticos (genotipo) se traducen en sistemas maduros funcionales (fenotipo). La mayoría de las perspectivas filosóficas modernas considerarían que el desarrollo de una u otra clase caracteriza todas las cosas, tanto en el mundo físico como en el biológico. Estos puntos de vista se remontan a los primeros días de la filosofía.

Entre los filósofos presocráticos de la Jonia griega, medio milenio antes de Cristo, algunos, como Heráclito, creían que todas las cosas naturales están cambiando constantemente. En contraste, otros, de los cuales Demócrito es quizás el mejor ejemplo, sugirieron que el mundo está formado por combinaciones cambiantes de átomos, que permanecen inalterados, no sujetos a cambio o desarrollo. El primer período de la ciencia europea posrrenacentista puede considerarse dominado por esta última visión atomística, que alcanzó su máximo desarrollo en el período comprendido entre las leyes de la física de Newton y la teoría atómica de la química de Dalton a principios del siglo XIX. Esta perspectiva nunca se reconcilió fácilmente con las observaciones de los biólogos, y en los últimos cien años una serie de descubrimientos en las ciencias físicas se han combinado para cambiar la opinión hacia el énfasis heraclitano en la importancia del proceso y el desarrollo. El átomo, que a Dalton le parecía tan inalterable, ha demostrado ser divisible después de todo y mantener su identidad sólo mediante procesos de interacción entre varias partículas subatómicas componentes, que en ciertos aspectos deben considerarse procesos más que materia. La teoría de la relatividad de Albert Einstein mostró que el tiempo y el espacio están unidos en un continuo, lo que implica que todas las cosas están involucradas en el tiempo, es decir, en el desarrollo.

Los filósofos que trazaron la transición desde la visión no desarrollista, para la cual el tiempo fue un elemento accidental y no esencial, fueron Henri Bergson y, en particular, Alfred North Whitehead. Karl Marx y Friedrich Engels, con su insistencia en la diferencia entre materialismo dialéctico y mecánico, pueden ser considerados como otros importantes innovadores de esta corriente, aunque la generalidad de su filosofía se vio algo comprometida por el contexto político en el que se colocó y la rigidez con el que lo han interpretado sus posteriores seguidores.

Las filosofías del tipo heraclitano, que enfatizan el proceso y el desarrollo, proporcionan marcos mucho más apropiados para la biología que las filosofías del tipo atomístico. Los organismos vivos enfrentan a los biólogos con cambios de varios tipos, todos los cuales podrían considerarse en algún sentido como del desarrollo; sin embargo, los biólogos han encontrado conveniente distinguir los cambios y usar la palabra desarrollo para solo uno de ellos. El desarrollo biológico se puede definir como la serie de cambios progresivos y no repetitivos que ocurren durante la historia de vida de un organismo. El núcleo de esta definición es contrastar el desarrollo con, por un lado, los cambios químicos esencialmente repetitivos involucrados en el mantenimiento del cuerpo, que constituyen el "metabolismo", y por otro lado, con los cambios a más largo plazo, que, si bien no repetitivos, involucran la secuencia de varias o muchas historias de vida, y que constituyen la evolución.

Como ocurre con la mayoría de las definiciones formales, estas distinciones no siempre pueden aplicarse estrictamente al mundo real. En los virus, por ejemplo, e incluso en las bacterias, es difícil distinguir entre metabolismo y desarrollo, ya que la actividad metabólica de una partícula de virus consiste en poco más que el desarrollo de nuevas partículas de virus. En algunos otros casos, la distinción entre desarrollo y evolución se vuelve borrosa: el concepto de un organismo individual con una historia de vida definida puede ser muy difícil de aplicar en plantas que se reproducen por división vegetativa, la ruptura de una parte que puede convertirse en otra. Planta completa. Sin embargo, las posibilidades de debate que surgen en estos casos especiales no invalidan en modo alguno la utilidad general de las distinciones que se hacen convencionalmente en biología.


Crecimiento y desarrollo humanos

Crecimiento y desarrollo humanos reúne información de los principales expertos en una variedad de campos para crear un recurso de un volumen sobre las etapas de crecimiento humano, los efectos ambientales y los métodos de investigación que los científicos deben utilizar. Este texto promete ser una excelente guía de planificación de cursos para instructores en varios campos médicos y científicos, además de una referencia completa para futuras investigaciones.

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Características clave

* Enfoques biológicos y biomédicos del desarrollo humano.
* Capítulos sobre métodos de investigación de recopilación de datos de crecimiento.
* Listas de referencias anotadas para cada capítulo.
* Gran amplitud de conocimientos dentro de una sola fuente.

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* Capítulos sobre métodos de investigación de recopilación de datos de crecimiento.
* Listas de referencias comentadas para cada capítulo.
* Gran amplitud de conocimientos dentro de una sola fuente.


Desarrollo adolescente y biología de la pubertad: resumen de un taller sobre nuevas investigaciones.

La adolescencia es una de las transiciones más fascinantes y complejas de la vida. Su impresionante ritmo de crecimiento y cambio es superado solo por el de la infancia. Los procesos biológicos impulsan muchos aspectos de este crecimiento y desarrollo, y el inicio de la pubertad marca el paso de la niñez a la adolescencia. La pubertad es un período de transición entre la niñez y la edad adulta, durante el cual ocurre un crecimiento acelerado, aparecen características sexuales secundarias, se logra la fertilidad y se producen profundos cambios psicológicos.

Aunque la secuencia de los cambios puberales es relativamente predecible, su momento es extremadamente variable. El rango normal de inicio es de 8 a 14 años en mujeres y de 9 a 15 años en hombres, y las niñas generalmente experimentan el crecimiento fisiológico característico del inicio de la pubertad dos años antes que los niños. La maduración puberal está controlada en gran medida por interacciones complejas entre el cerebro, la glándula pituitaria y las gónadas, que a su vez interactúan con el entorno (es decir, el entorno social, cultural y ambiental). Un área de investigación relativamente nueva relacionada con la pubertad es la del desarrollo del cerebro. La evidencia ahora sugiere que el crecimiento del cerebro continúa en la adolescencia, incluida la proliferación de las células de soporte, que nutren las neuronas, y la mielinización, que permite un procesamiento neuronal más rápido. Es probable que estos cambios en el cerebro estimulen el crecimiento y el desarrollo cognitivo, incluida la capacidad de razonamiento abstracto.

Aunque generalmente se comprende la biología del crecimiento físico y la maduración durante la pubertad, los datos disponibles sobre los mediadores bioquímicos y fisiológicos del comportamiento humano son extremadamente primitivos y su aplicabilidad clínica sigue siendo oscura. A pesar de las limitaciones de los datos disponibles, una gran cantidad de evidencia sugiere que las variaciones en la edad de inicio de la pubertad pueden tener consecuencias en el desarrollo y el comportamiento durante la adolescencia. La creciente evidencia también sugiere que las hormonas gonadales, las gonadotropinas y las hormonas suprarrenales influyen y se ven afectadas por las interacciones sociales entre grupos de animales experimentales, y también pueden desempeñar un papel importante en la regulación del comportamiento social humano. Existen paralelismos interesantes y potencialmente informativos entre el proceso de maduración en los seres humanos y en otros animales, especialmente aquellos que tienen estructuras sociales bien documentadas.

La investigación realizada con primates humanos y no humanos sugiere que la adolescencia es un momento para llevar a cabo tareas de desarrollo cruciales: adquirir la madurez física y sexual, adquirir las habilidades necesarias para desempeñar los roles adultos, obtener una mayor autonomía de los padres y realinear los lazos sociales con miembros del mismo y el sexo opuesto. Los estudios de tales puntos en común subrayan la importancia fundamental de esta parte del curso de la vida en el establecimiento de habilidades sociales. Para muchas especies sociales, tales habilidades se desarrollan aún más a través de interacciones orientadas a los pares que son distintas tanto de los patrones anteriores de niño-adulto como de las parejas adultas posteriores.

La adolescencia es una época de enorme crecimiento y potencial, pero también es una época de considerable riesgo. La mayoría de la gente diría que ser un adolescente hoy en día es una experiencia diferente de lo que era incluso hace unas décadas. Tanto las percepciones de este cambio como el cambio en sí dan fe de la poderosa influencia de los contextos sociales en el desarrollo de los adolescentes. Muchos de los 34 millones de adolescentes en los Estados Unidos enfrentan presiones para consumir alcohol, cigarrillos u otras drogas e iniciar relaciones sexuales a edades más tempranas, lo que los pone en alto riesgo de sufrir lesiones intencionales y no intencionales, embarazos no deseados e infecciones de transmisión sexual. enfermedades (ETS), incluido el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH). Muchos experimentan una amplia gama de problemas de salud mental dolorosos y debilitantes.

Una de las ideas importantes que surgieron de la investigación científica sobre la adolescencia en la última década es la profunda influencia de los entornos en el comportamiento y el desarrollo de los adolescentes. Hasta hace poco, las investigaciones realizadas para comprender el comportamiento de los adolescentes, en particular los comportamientos relacionados con el riesgo, se centraban en las características individuales de los adolescentes y sus familias. En 1993, el Consejo Nacional de Investigación realizó un estudio que analizó críticamente cómo las familias, las comunidades y otras instituciones están atendiendo las necesidades de los jóvenes en los Estados Unidos. Este estudio concluyó que los adolescentes dependen no solo de sus familias, sino también de los barrios en los que viven, las escuelas a las que asisten, el sistema de salud y el lugar de trabajo en el que aprenden una amplia gama de habilidades importantes. Si se enriquecen lo suficiente, todos estos entornos e instituciones sociales en conjunto pueden ayudar a los adolescentes a realizar con éxito la transición de la niñez a la edad adulta.

El ingreso familiar es quizás el factor más importante para determinar los entornos en los que los adolescentes pasan su vida. La vivienda, los vecindarios, las escuelas y las oportunidades sociales que están vinculadas a ellos están controladas en gran medida por los ingresos, los ingresos de una familia y la situación laboral deciden su acceso a los servicios de atención médica e influyen fuertemente en la calidad de esos servicios (National Research Council, 1993). Las oportunidades de educación y formación avanzadas y de entrada en la población activa también están estrechamente vinculadas a los ingresos familiares. Además, los ingresos tienen una influencia poderosa en la configuración de lo que podría decirse que es el entorno más importante, la familia. En este momento, la evidencia es clara: la pobreza persistente impone un precio significativo a la salud, el desarrollo, el nivel educativo y el potencial socioeconómico de los adolescentes, aunque las relaciones causales no se comprenden bien en todos los casos.

La investigación actual no solo intenta caracterizar más completamente los mecanismos fisiológicos responsables de iniciar y regular la maduración neuroendocrina y el crecimiento somático, sino que también intenta caracterizar estos factores ambientales y contextuales que pueden interactuar con los biológicos para mejorar o impedir la maduración. Esta investigación intenta abordar cuestiones que podrían ayudar a informar el desarrollo de políticas y la prestación de servicios para los jóvenes. Estas preguntas incluyen: ¿Cómo es la experiencia de la pubertad para los adolescentes de hoy y en qué se diferencia de la del pasado, tanto en los Estados Unidos como en otras culturas? ¿Cómo las experiencias de la pubertad, en algunas circunstancias y para algunos subgrupos, desencadenan respuestas de mala adaptación? ¿Qué papel juegan los procesos puberales en el cambio cognitivo? ¿Cómo influye la pubertad, junto con otros eventos que ocurren durante la adolescencia temprana, en el surgimiento de la psicopatología del desarrollo?


El papel del yodo en el crecimiento y el desarrollo humanos

El yodo es un componente esencial de las hormonas producidas por la glándula tiroides. Las hormonas tiroideas y, por tanto, el yodo, son esenciales para la vida de los mamíferos. La deficiencia de yodo es un importante problema de salud pública a nivel mundial, se estima que dos mil millones de personas tienen una ingesta insuficiente de yodo. Aunque el bocio es la secuela más visible de la deficiencia de yodo, el principal impacto del hipotiroidismo debido a la deficiencia de yodo es el deterioro del desarrollo neurológico, sobre todo en las primeras etapas de la vida. En el cerebro fetal, la hormona tiroidea inadecuada altera la mielinización, la migración celular, la diferenciación y la maduración. La deficiencia de yodo de moderada a grave durante el embarazo aumenta las tasas de aborto espontáneo, reduce el peso al nacer y aumenta la mortalidad infantil. Los hijos de madres deficientes tienen un alto riesgo de discapacidad cognitiva, siendo el cretinismo la manifestación más grave. No está claro si el desarrollo de la descendencia se ve afectado por una deficiencia leve de yodo materna. La deficiencia de yodo de moderada a grave durante la infancia reduce el crecimiento somático. La corrección de la deficiencia de yodo leve a moderada en niños en edad escolar primaria mejora la función cognitiva y motora. La profilaxis con yodo de poblaciones deficientes con seguimiento periódico es un enfoque extremadamente rentable para reducir los efectos adversos sustanciales de la deficiencia de yodo a lo largo del ciclo de vida.


En animales

El crecimiento de los animales está más restringido en el tiempo que el de las plantas, pero la división celular se distribuye más generalmente por todo el cuerpo del organismo. Aunque la tasa de división celular difiere en diferentes regiones, la capacidad de división celular está ampliamente distribuida en el embrión en desarrollo. El aumento de tamaño es rápido durante el período embrionario, continúa a un ritmo reducido en los juveniles y, posteriormente, está ausente. Sin embargo, la división celular y el aumento del tamaño continúan, incluso después de que ya no se produzca el aumento en el tamaño corporal total. Debido a que estos eventos se equilibran con la muerte celular, el aumento post-juvenil en el número de células es principalmente un fenómeno de reemplazo. El aumento de altura en los mamíferos está limitado por el cese de la división celular y la deposición ósea en los huesos largos. El largo período juvenil de crecimiento en los seres humanos es inusual, la mayoría de los animales superiores alcanzan un tamaño maduro poco después del final del desarrollo embrionario. Algunos sistemas de órganos experimentan poca división y crecimiento celular después del nacimiento, por ejemplo, todas las células germinales (precursoras de los óvulos) de la hembra se forman en el momento del nacimiento. De manera similar, todas las células nerviosas del cerebro se forman al final del período embrionario. El aumento adicional del tamaño del sistema nervioso se produce por el crecimiento de las fibras nerviosas y la deposición de un material aislante graso a lo largo de ellas. Aunque el mayor aumento de tamaño de las células nerviosas ocurre, como en las células vegetales, después del cese de la división celular, el crecimiento de las fibras nerviosas en los animales representa un verdadero aumento en la cantidad de citoplasma y superficie celular y no solo una absorción de agua.

Algunos órganos retienen el potencial de crecimiento y división celular a lo largo de la vida del animal. El hígado, por ejemplo, continúa formando nuevas células para reemplazar a las senescentes y moribundas. Aunque la división y el crecimiento celular ocurren en todo el hígado, otros órganos tienen una población especial de células, llamadas células madre, que retienen la capacidad de división celular. Las células que producen los glóbulos rojos circulantes de la sangre de los mamíferos se encuentran solo en la médula de los huesos largos. Forman una población permanente de células en división, reemplazando a los glóbulos rojos que mueren continuamente y desaparecen de la circulación.

Las tasas de crecimiento y división celular pueden variar ampliamente en diferentes partes del cuerpo. Este aumento diferencial de tamaño es un factor primordial para definir la forma de un organismo.


Tipos y tasas de crecimiento humano

Diferentes tejidos y diferentes regiones del cuerpo maduran a diferentes ritmos, y el crecimiento y desarrollo de un niño consiste en una serie de cambios muy complejos. Es como el tejido de una tela cuyo patrón nunca se repite. Los hilos subyacentes, cada uno saliendo de su carrete a su propio ritmo, interactúan entre sí continuamente, de una manera siempre altamente regulada y controlada. Las cuestiones fundamentales del crecimiento se relacionan con estos procesos de regulación, con el programa que controla el telar, un tema aún poco comprendido. Mientras tanto, la altura es en la mayoría de las circunstancias el mejor índice de crecimiento, ya que es una medida de un solo tejido (el peso del esqueleto es una mezcla de todos los tejidos, y esto lo convierte en un parámetro menos útil en un seguimiento a largo plazo de un crecimiento del niño). En esta sección, las curvas de altura de niñas y niños se consideran en las tres fases principales de crecimiento que es (brevemente) desde la concepción hasta el nacimiento, desde el nacimiento hasta la pubertad y durante la pubertad. También se describen las formas en que otros órganos y tejidos, como la grasa, el tejido linfoide y el cerebro, difieren de la altura en sus curvas de crecimiento. Hay una breve discusión de algunos de los problemas que acosan al investigador en la recopilación y análisis de datos sobre el crecimiento de los niños, de los factores genéticos y ambientales que afectan la tasa de crecimiento y el tamaño final, y de la forma en que actúan las hormonas en las diversas fases de la vida. el proceso de crecimiento. Por último, hay una breve mirada a los trastornos del crecimiento. En todo momento, se hace hincapié en las formas en que los individuos difieren en sus tasas de crecimiento y desarrollo.

Los cambios de estatura del niño en desarrollo pueden pensarse de dos formas diferentes: la estatura alcanzada en edades sucesivas y los incrementos de estatura de una edad a la siguiente, expresados ​​como tasa de crecimiento por año. Si se piensa en el crecimiento como una forma de movimiento, la altura alcanzada en edades sucesivas puede considerarse la distancia recorrida y la tasa de crecimiento, la velocidad. La velocidad o tasa de crecimiento refleja el estado del niño en un momento particular mejor que la altura alcanzada, que depende en gran medida de cuánto ha crecido el niño en todos los años anteriores. Por tanto, es más probable que las concentraciones en sangre y tejido de aquellas sustancias cuyas cantidades cambien con la edad corran paralelas a la velocidad en lugar de a la curva de distancia. En algunas circunstancias, de hecho, es la aceleración y no la curva de velocidad la que refleja mejor los eventos fisiológicos.

En general, la velocidad de crecimiento disminuye desde el nacimiento en adelante (y en realidad desde el cuarto mes de vida fetal, ver más abajo), pero esta disminución se interrumpe poco antes del final del período de crecimiento. En este momento, en los niños de aproximadamente 13 a 15 años, hay una marcada aceleración del crecimiento, llamada aceleración del crecimiento de la adolescencia. Desde el nacimiento hasta los cuatro o cinco años, la tasa de crecimiento en altura disminuye rápidamente, y luego el declive, o desaceleración, se vuelve gradualmente menor, de modo que en algunos niños la velocidad es prácticamente constante desde los cinco o seis años hasta el comienzo de la adolescencia. esfuerzo supremo. A veces se dice que ocurre un ligero aumento en la velocidad entre aproximadamente seis y ocho años.

Esta curva de velocidad general de crecimiento en altura comienza un tiempo considerable antes del nacimiento. La velocidad máxima de duración se alcanza aproximadamente cuatro meses después de la última menstruación de la madre. (La edad en el período fetal generalmente se calcula desde el primer día del último período menstrual, un promedio de dos semanas antes de la fertilización real, pero, por regla general, es el único punto de referencia localizable).

El crecimiento en peso del feto sigue el mismo patrón general que el crecimiento en longitud, excepto que la velocidad máxima se alcanza mucho más tarde, aproximadamente 34 semanas después del último período menstrual de la madre.

Existe evidencia considerable de que desde aproximadamente las 34 a las 36 semanas en adelante, la tasa de crecimiento del feto se ralentiza debido a la influencia del útero materno, cuyo espacio disponible para entonces se está ocupando por completo. Los gemelos disminuyen la velocidad antes, cuando su peso combinado es aproximadamente el peso de 36 semanas de un solo feto. Los bebés que son retenidos de esta manera crecen rápidamente tan pronto como salen del útero. Por lo tanto, existe una asociación negativa significativa entre el peso de un bebé al nacer y el aumento de peso durante el primer año en general, los bebés más grandes crecen menos, los más pequeños más. Por la misma razón, prácticamente no existe relación entre el tamaño de un adulto y el tamaño de esa persona al nacer, pero se ha desarrollado una relación considerable cuando la persona tiene dos años. Este mecanismo de desaceleración permite que un niño genéticamente grande que se está desarrollando en el útero de una madre pequeña nazca con éxito. Opera en muchas especies de animales, la demostración más dramática fue al cruzar recíprocamente un gran caballo Shire y un pequeño pony Shetland. La pareja en la que la madre era una Shire tenía un potro recién nacido grande, y la pareja en la que la madre era Shetland tenía un potro pequeño. Pero ambos potros tenían el mismo tamaño después de unos meses, y cuando estaban completamente desarrollados, ambos estaban a medio camino entre sus padres. Lo mismo se ha demostrado en cruces de ganado.

Las malas circunstancias ambientales, especialmente de nutrición, dan como resultado una reducción del peso al nacer en el ser humano. Esto parece deberse principalmente a una tasa de crecimiento reducida en las últimas dos a cuatro semanas de vida fetal, ya que se dice que el peso de los bebés nacidos en 36 o 38 semanas en varias partes del mundo en diversas circunstancias es similar. Las madres que, debido a circunstancias adversas en su propia infancia, no han alcanzado su pleno potencial de crecimiento, pueden producir fetos más pequeños de lo que hubieran tenido si hubieran crecido en mejores circunstancias. Por lo tanto, se pueden necesitar dos generaciones o incluso más para deshacer el efecto de las malas circunstancias ambientales sobre el peso al nacer.

La gran tasa de crecimiento del feto en comparación con la del niño se debe en gran parte al hecho de que las células aún se están multiplicando. La proporción de células que experimentan mitosis (el proceso ordinario de multiplicación celular por división) en cualquier tejido se vuelve progresivamente menor a medida que el feto envejece, y generalmente se piensa que pocas o ninguna nueva célula nerviosa (aparte de las células en el tejido de soporte, o neuroglia) y solo una proporción limitada de nuevas células musculares aparece después de seis meses posmenstruales, el momento en que la velocidad en dimensiones lineales está disminuyendo drásticamente.

Las células musculares y nerviosas del feto son considerablemente diferentes en apariencia a las del niño o adulto. Ambos tienen poco citoplasma (sustancia celular) alrededor del núcleo. En el músculo hay una gran cantidad de sustancia intercelular y una proporción de agua mucho mayor que en el músculo maduro. El posterior crecimiento fetal y postnatal del músculo consiste principalmente en la construcción del citoplasma de las células musculares, se incorporan las sales y se forman las proteínas contráctiles. Las células se hacen más grandes, la sustancia intercelular desaparece en gran medida y la concentración de agua disminuye. Este proceso continúa de manera bastante activa hasta aproximadamente los tres años de edad y, a partir de entonces, lentamente, en la adolescencia, vuelve a acelerarse brevemente, especialmente en los niños, bajo la influencia de las hormonas androgénicas (sexuales masculinas). En las células nerviosas se agrega y elabora citoplasma, y ​​crecen extensiones que llevan impulsos desde y hacia las células: los axones y las dendritas, respectivamente. Así, el crecimiento postnatal, al menos para algunos tejidos, es principalmente un período de desarrollo y agrandamiento de las células existentes, mientras que la vida fetal temprana es un período de división y adición de nuevas células.


Infancia y niñez

Figura 5. El desarrollo importante ocurre durante los primeros dos años de vida, como lo demuestran este bebé recién nacido y su hermano pequeño.

El primer año y medio a dos años de vida son de crecimiento y cambio dramáticos. Un recién nacido, con muchos reflejos involuntarios y un agudo sentido del oído pero mala visión, se transforma en un niño que camina y habla en un período de tiempo relativamente corto. De manera similar, los cuidadores transforman sus roles de quienes administran los horarios de alimentación y sueño a guías e inspectores de seguridad en constante movimiento para niños móviles y enérgicos. El desarrollo del cerebro ocurre a un ritmo notable, al igual que el crecimiento físico y el desarrollo del lenguaje. Los bebés tienen sus propios temperamentos y enfoques para jugar. Las interacciones con los cuidadores primarios (y otros) sufren cambios influenciados por la posible ansiedad por separación y el desarrollo de estilos de apego. Los problemas sociales y culturales se centran en la lactancia materna o la alimentación con fórmula, dormir en la cuna o en la cama con los padres, aprender a usar el baño y si debe vacunarse o no.


Las semanas que se muestran en la siguiente tabla son la edad embrionaria post ovulación, para la edad gestacional clínica (Georgia) medido desde el último período menstrual, agregue 2 semanas.

Escenario Dias (aprox.) Tamaño (mm) Imagenes
(no escalar)
Eventos
1 1 (semana 1) 0.1 - 0.15 ovocito fertilizado, cigoto, pronúcleos
2 2 - 3 0.1 - 0.2 división celular de la mórula con reducción del volumen citoplásmico, formación de blastocisto de la masa celular interna y externa
3 4 - 5 0.1 - 0.2 pérdida de zona pelúcida, blastocisto libre
4 5 - 6 0.1 - 0.2 adjuntando blastocisto
5 7 - 12
(Semana 2)
0.1 - 0.2 implantación
6 13 - 15 0.2 mesodermo extraembrionario, racha primitiva, gastrulación
7 15 - 17 (semana 3) 0.4 gastrulación, proceso notocordal
8 17 - 19 1.0 - 1.5 pozo primitivo, canal notocordal
9 19 - 21 1.5 - 2.5 Somitogénesis Somita número 1-3 pliegues neurales, primordio cardíaco, pliegue de la cabeza
10 22 - 23 (semana 4) 2 - 3.5 Número somita 4-12 fusibles del pliegue neural
11 23 - 26 2.5 - 4.5 Número somita 13-20 neuroporo rostral se cierra
12 26 - 30 3 - 5 Número somita 21-29 el neuroporo caudal se cierra
13 28 - 32 (semana 5) 4 - 6 Número somita 30 yemas de las piernas, placa del cristalino, arcos faríngeos
La etapa 13/14 se muestra en la serie de secciones de embriones en serie del Programa de embriología
14 31 - 35 5 - 7 hoyo de la lente, copa óptica
15 35 - 38 7 - 9 vesícula del cristalino, fosa nasal, placa de mano
16 37 - 42 (semana 6) 8 - 11 fosas nasales movidas ventralmente, montículos auriculares, placa del pie
17 42 - 44 11 - 14 rayos de los dedos
18 44 - 48 (semana 7) 13 - 17 comienza la osificación
19 48 - 51 16 - 18 enderezamiento del tronco
20 51 - 53 (semana 8) 18 - 22 extremidades superiores más largas y dobladas en el codo
21 53 - 54 22 - 24 manos y pies hacia adentro
La etapa 22 se muestra en la serie de secciones de embriones en serie del Programa de embriología
22 54 - 56 23 - 28 párpados, orejas externas
23 56 - 60 27 - 31 cabeza, cuerpo y extremidades redondeadas
Después de esta etapa, el desarrollo fetal ocurre hasta el nacimiento (aproximadamente 37 semanas)

Los embriones que se muestran en la tabla son de la colección de Kyoto y Carnegie y de otras fuentes.


Remodelación y reparación ósea

La renovación ósea continúa desde el nacimiento hasta la edad adulta. Remodelación ósea es el reemplazo de tejido óseo viejo por tejido óseo nuevo. It involves the processes of bone deposition by osteoblasts and bone resorption by osteoclasts. Normal bone growth requires vitamins D, C, and A, plus minerals such as calcium, phosphorous, and magnesium. Hormones such as parathyroid hormone, growth hormone, and calcitonin are also required for proper bone growth and maintenance.

Bone turnover rates are quite high, with five to seven percent of bone mass being recycled every week. Differences in turnover rate exist in different areas of the skeleton and in different areas of a bone. For example, the bone in the head of the femur may be fully replaced every six months, whereas the bone along the shaft is altered much more slowly.

Figure 2. After this bone is set, a callus will knit the two ends together. (credit: Bill Rhodes)

Bone remodeling allows bones to adapt to stresses by becoming thicker and stronger when subjected to stress. Bones that are not subject to normal stress, for example when a limb is in a cast, will begin to lose mass. A fractured or broken bone undergoes repair through four stages:

  1. Blood vessels in the broken bone tear and hemorrhage, resulting in the formation of clotted blood, or a hematoma, at the site of the break. The severed blood vessels at the broken ends of the bone are sealed by the clotting process, and bone cells that are deprived of nutrients begin to die.
  2. Within days of the fracture, capillaries grow into the hematoma, and phagocytic cells begin to clear away the dead cells. Though fragments of the blood clot may remain, fibroblasts and osteoblasts enter the area and begin to reform bone. Fibroblasts produce collagen fibers that connect the broken bone ends, and osteoblasts start to form spongy bone. The repair tissue between the broken bone ends is called the fibrocartilaginous callus, as it is composed of both hyaline and fibrocartilage (Figure 2). Some bone spicules may also appear at this point.
  3. The fibrocartilaginous callus is converted into a bony callus of spongy bone. It takes about two months for the broken bone ends to be firmly joined together after the fracture. This is similar to the endochondral formation of bone, as cartilage becomes ossified osteoblasts, osteoclasts, and bone matrix are present.
  4. The bony callus is then remodelled by osteoclasts and osteoblasts, with excess material on the exterior of the bone and within the medullary cavity being removed. Compact bone is added to create bone tissue that is similar to the original, unbroken bone. This remodeling can take many months, and the bone may remain uneven for years.

Decalcification of Bones

Pregunta: What effect does the removal of calcium and collagen have on bone structure?

Fondo: Conduct a literature search on the role of calcium and collagen in maintaining bone structure. Conduct a literature search on diseases in which bone structure is compromised.

Hipótesis: Develop a hypothesis that states predictions of the flexibility, strength, and mass of bones that have had the calcium and collagen components removed. Develop a hypothesis regarding the attempt to add calcium back to decalcified bones.

Prueba la hipótesis: Test the prediction by removing calcium from chicken bones by placing them in a jar of vinegar for seven days. Test the hypothesis regarding adding calcium back to decalcified bone by placing the decalcified chicken bones into a jar of water with calcium supplements added. Test the prediction by denaturing the collagen from the bones by baking them at 250°C for three hours.

Analiza los datos: Create a table showing the changes in bone flexibility, strength, and mass in the three different environments.

Report the results: Under which conditions was the bone most flexible? Under which conditions was the bone the strongest?

Draw a conclusion: Did the results support or refute the hypothesis? How do the results observed in this experiment correspond to diseases that destroy bone tissue?

IN SUMMARY: Bone Growth and Development

Ossification is the process of bone formation by osteoblasts. Intramembranous ossification is the process of bone development from fibrous membranes. Endochondral ossification is the process of bone development from hyaline cartilage. Long bones lengthen as chondrocytes divide and secrete hyaline cartilage. Osteoblasts replace cartilage with bone. Appositional growth is the increase in the diameter of bones by the addition of bone tissue at the surface of bones. Bone remodeling involves the processes of bone deposition by osteoblasts and bone resorption by osteoclasts. Bone repair occurs in four stages and can take several months.


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