¿Por qué el cuerpo humano es asimétrico?
Un cuerpo humano que parece simétrico por fuera no lo es por dentro. La mayoría de las personas tienen el corazón izquierdo, el hígado derecho, el estómago izquierdo, el bazo izquierdo, tres lóbulos del pulmón derecho y sólo dos lóbulos del pulmón izquierdo. Pero hay muy pocas personas con órganos internos relativos. ¿Cómo juzgar izquierda y derecha durante el desarrollo embrionario? Los científicos están desentrañando gradualmente los secretos para determinar la dirección del desarrollo embrionario.
La herencia de la inversión visceral se caracteriza por una herencia autosómica recesiva, y la proporción de inversión visceral es diferente en diferentes grupos étnicos. Fuente de la imagen: Jonathan Rosen (Texto/Carl Zimmer) Un día de 1788, los estudiantes del Hunter Medical College de Londres descubrieron algo impactante mientras diseccionaban un cadáver. La estructura física del difunto era un reflejo de la de una persona común y corriente: su hígado estaba en el lado izquierdo de su cuerpo en lugar del derecho, y su corazón solía latir en el lado derecho en lugar de en el izquierdo.
Los estudiantes nunca habían visto algo así, así que corrieron hacia su maestro Matthew, un cirujano escocés. Mateo Bailey. Bailey, que quedó igualmente sorprendido, escribió más tarde: "Era un espectáculo extraordinario, difícil de ver incluso para los anatomistas más célebres".
Desarrollo de la simetría a la asimetría
El informe de Bailey fue la primera descripción detallada de la condición, que llegó a conocerse como inversión de las vísceras, y que ocurre en aproximadamente una de cada 20.000 personas. Bailey sugirió que si los médicos pudieran estudiar cómo se desarrolla este extraño síntoma, también podrían comprender cómo nuestros cuerpos diferencian entre izquierda y derecha.
Casi dos siglos después, el misterio del crecimiento de lado a lado de los órganos internos humanos todavía fascina a los científicos.
“Sé qué es la izquierda y qué es la derecha, y tú sabes qué es la izquierda y qué es la derecha, pero ¿cómo lo sabe un embrión?”, preguntó Dominic P., biólogo del desarrollo del Medical Research Council Norris. .
Ahora el Dr. Norris y otros científicos están trabajando para responder esa pregunta. Han descubierto la etapa exacta en la que los órganos embrionarios comienzan a desarrollarse de forma asimétrica. Su investigación puede ayudarnos a resolver este antiguo misterio y es posible que haya más construcciones en campos relacionados.
Las mutaciones que causan la inversión pueden provocar una variedad de enfermedades graves, incluidos defectos cardíacos congénitos. Esclarecer con éxito el papel de estos genes mutados puede permitir el diagnóstico y tratamiento de muchas enfermedades relacionadas.
“Comprender cómo está estructurado el eje central del desarrollo visceral arrojará luz sobre nuestra comprensión de los defectos cardíacos congénitos”. Rebecca M., bióloga molecular de Princeton? Rebecca Burding dijo esto.
Nuestros cuerpos inicialmente se desarrollan de forma simétrica, siendo el lado izquierdo un perfecto reflejo del lado derecho. "Unas seis semanas después, el cuerpo humano mostrará signos evidentes de asimetría izquierda-derecha". Sutito del Instituto de Células Moleculares y Biológicas de Singapur acaba de publicar un artículo sobre la asimetría izquierda-derecha en Open Biology el mes pasado. Dijo Sudipto Roy.
El corazón es el primer órgano que muestra una asimetría significativa. Comienza con una estructura simple en forma de tubo que se dobla hacia la izquierda formando un anillo y luego, gradualmente, crece en diferentes estructuras en ambos lados para formar las aurículas, los ventrículos y los vasos sanguíneos necesarios para bombear sangre.
Al mismo tiempo, otros órganos también comienzan a actuar. El estómago y el hígado se mueven respectivamente en el sentido de las agujas del reloj desde la línea media del embrión. Hay un apéndice que crece en el lado derecho del intestino grueso. El pulmón derecho tiene tres lóbulos, mientras que el izquierdo tiene sólo dos.
Pero estos cambios visibles aparecen sólo después de que el embrión ha desarrollado sus propias diferencias izquierda-derecha durante bastante tiempo. Los experimentos muestran que cuando un embrión parece simétrico, comienza a producir proteínas diferentes en ambos lados.
El punto clave en la ruptura de simetría y la desmina
Los biólogos han encontrado la pieza clave que rompe esta simetría: una pequeña depresión llamada tubérculo en la línea media del embrión. Dentro de los ganglios linfáticos hay cientos de pequeños pelos llamados cilios, que giran constantemente a un ritmo de 10 veces por segundo.
Estos cilios giratorios están inclinados en dirección opuesta a la cabeza. Esta inclinación es fundamental para su capacidad de dividir sus cuerpos en lados izquierdo y derecho. Kathryn V. Anderson, recientemente en el Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, y sus colegas desactivaron un gen necesario para la inclinación ciliar en los ganglios linfáticos.
Más tarde, informaron en la revista Development que las mutaciones posteriores al fallo del gen provocaron que algunos embriones de ratón desarrollaran estructuras simétricas en espejo.
La inclinación de los cilios es importante porque todo el cuerpo del embrión está rodeado por una fina capa de líquido; si estos cilios fueran rectos, empujarían el líquido en todas direcciones, bloqueando su flujo; "Es como una licuadora", dijo el Dr. Norris. "El líquido sigue fluyendo hacia el interior." Los cilios inclinados empujan el líquido para que fluya en la misma dirección de derecha a izquierda. Cuando los científicos invirtieron la dirección de este flujo, también se invirtió la posición de los órganos en el embrión.
Todo lo que el embrión necesita para empezar a desarrollarse normalmente es un flujo muy débil hacia la izquierda: los científicos de la Universidad de Osaka en Japón descubrieron que sólo dos cilios en rotación son suficientes.
Entonces esto plantea la pregunta: "¿De qué sirve tener tantos cilios si no los necesitamos?" Como dijo el profesor Norris: "No lo sabemos".
El líquido extraembrionario llega primero y solo tarda entre tres y cuatro horas. En cuanto a los pasos específicos del cambio, los científicos sólo tienen una idea aproximada.
En el primer paso, el líquido fluye a través del nodo hasta llegar a su borde izquierdo. Los bordes están rodeados de cilios no giratorios. Responden al flujo de alguna manera, lo que puede doblarlos directamente o hacer pasar algunas proteínas a través del flujo. "Aún no conocemos los detalles", dijo el Dr. Norris. "Actualmente no sabemos cómo funcionan estas células".
Independientemente de estos detalles, en resumen, los cilios en el borde de los ganglios responden al flujo de fluido, posiblemente liberando átomos de calcio que se difunden hacia las células cercanas. Estas células liberan una proteína llamada Nodal. Esta proteína se extiende por el lado izquierdo del embrión e incita a otras células a liberar su propia desmina, de modo que todo el lado izquierdo del embrión se llena de desmina a través de este mecanismo, mientras que el lado derecho queda casi vacío. "Nodalin promueve nodalin, así que comenzamos", predica el Dr. Norris.
Los científicos todavía están estudiando cómo la desmina determina la estructura fisiológica del cuerpo humano. En los últimos años, muchos investigadores han reemplazado los ratones con peces cebra, que tienen embriones transparentes; las células de los embriones de pez cebra pueden modificarse genéticamente para que brillen, lo que les permite observar la formación de órganos.
El Dr. Bertin de Princeton estudió cómo la proteína Nodal promueve la estructura fisiológica del corazón del pez cebra a medida que las células embrionarias migran alrededor del órgano. "La nosectina parece indicar directamente que las células de la izquierda se mueven más rápido que las células de la derecha".
Como informan ella y sus colegas en la edición de enero de la revista PLoS Genetics, The fast-moving cell on la izquierda tira de todo el corazón en el sentido de las agujas del reloj. A partir de esta torsión inicial, el corazón desarrolla gradualmente distintos lados izquierdo y derecho.
Algunas investigaciones sugieren que estas señales tempranas también afectan el desarrollo del cerebro. Los científicos han reconocido desde hace tiempo que existen diferencias importantes entre el cerebro izquierdo y el derecho de los humanos. Por ejemplo, el hemisferio derecho juega un papel importante en la comprensión de la vida mental de los demás; el hemisferio izquierdo es crucial para la concentración. Otros vertebrados también tienen diferencias entre el lado izquierdo y el derecho del cerebro, pero cómo se originó esta estructura desequilibrada sigue siendo un misterio para nosotros.
“Creo que de los vertebrados, el pez cebra es el que mejor conocemos”, dice Joshua T. Gans, biólogo de la Universidad de Vanderbilt. El Dr. Games y otros investigadores descubrieron que la proteína Nodal estimula una pequeña parte del cerebro del pez, lo que hace que los lados izquierdo y derecho del cerebro del pez crezcan de manera diferente. Esta diferencia se extiende a otras partes del cerebro. Pero no está claro si los humanos y otros mamíferos tienen patrones de desarrollo similares.
El problema de la inversión incompleta de los órganos internos
Mientras los científicos prestan atención a estas señales biológicas, también estudian anomalías del desarrollo que pueden estar relacionadas con la interferencia de las señales asimétricas izquierda y derecha. señales.
La inversión de los órganos internos, una condición de inversión completa de los órganos internos descrita por Bailey en 1788, es probablemente la más dramática e inofensiva de este tipo de anomalía del desarrollo.
"Las personas con un eje de simetría completamente invertido pueden vivir una vida normal. Si su médico no descubre que su corazón está en la posición incorrecta, nadie se dará cuenta", dijo el Dr. Birding.
Esta inversión completa es relativamente segura porque todos los órganos son relativamente normales. "Puedes mirarte en el espejo y parece normal", dijo el Dr. Norris. "No te sientes una persona sólo porque te miras hacia atrás".
El verdadero peligro reside en una inversión visceral incompleta. ——"Cuando los órganos internos se vuelven confusos e incompatibles", lo describió el profesor Norris.
La situación más preocupante es el impacto en el corazón. "Si se coloca el corazón en el lugar equivocado y todos los demás órganos están en el lugar correcto", dijo el Dr. Bodine, "es casi seguro que es fatal".
En otros casos, el corazón está en el lugar correcto. lugar correcto El corazón crece en el lado izquierdo del cuerpo, pero las estructuras internas del corazón (las válvulas, las aurículas y los ventrículos) crecen en el lugar equivocado. Es posible que los síntomas no sean fatales de inmediato, pero pueden volverse peligrosos más adelante en la vida y requerir una cirugía compleja para modificar la estructura del corazón.
El Dr. Bertin espera que estos estudios de inversión visceral conduzcan a pruebas genéticas que puedan predecir defectos cardíacos indetectables en el futuro. También es optimista sobre el uso de células madre para intentar reconstruir corazones dañados.
"Esto no sólo produce las células 'correctas'", dijo, sino que también coloca esas células en los lugares correctos dentro de la estructura tridimensional del organismo y les da las señales correctas para moverlas en la dirección correcta. del cuerpo. Crecimiento y desarrollo en la dirección correcta.
"De esas señales", dijo, "la señal izquierda-derecha es una de ellas".
No te estreses, no ser completamente simétrico no es un problema.
En la mente de las personas, los lados izquierdo y derecho del cuerpo humano parecen ser simétricos. Porque todo el mundo sabe que si dibujas un eje central desde la nariz hasta la mitad de las piernas, entonces un par de pies, dos piernas, un par de manos, dos ojos y un par de orejas son todos muy simétricos. Además, la distribución del cabello y las irregularidades de la superficie del cuerpo humano también son simétricas. Aunque la nariz y la lengua están separadas, la nariz se ubica en el centro de la cara y la lengua se ubica en el medio de la boca. Sus formas también son simétricas.
De hecho, los lados izquierdo y derecho del cuerpo humano no son completamente simétricos. Un pequeño experimento puede demostrarlo: toma una foto frontal de ti mismo, divídela en dos mitades según la línea central y luego restaura la mitad izquierda y la mitad derecha respectivamente. El resultado serán dos retratos diferentes.
No hay simetría desde el exterior hacia el interior
Si observas atentamente a las personas que te rodean, encontrarás que existen muchas asimetrías en el cuerpo humano. Para la mayoría de las personas, el lado izquierdo de la frente es ligeramente más grande que el lado derecho, por lo que la mejilla derecha sobresale ligeramente hacia adelante. Los ojos de algunas personas son uno grande y otro pequeño; uno tiene párpados dobles y el otro tiene párpados simples. Algunas personas tienen cejas altas y orejas bajas. Cuando el feto está en el útero de la madre, naturalmente se inclinará hacia la derecha hacia el sexto mes. La columna vertebral humana se curva hacia la derecha en el pecho y hacia la izquierda en la cintura, por lo que el hombro izquierdo tiende a ser más ancho y alto. La mano derecha de la mayoría de las personas es más larga que la izquierda. La pierna derecha también supera a la izquierda en términos de longitud, peso y volumen. No es de extrañar que caminar sobre un terreno llano con los ojos vendados gire naturalmente hacia la izquierda después de un tiempo. Cuando caminas con zapatos nuevos, a menudo sientes que el zapato de un pie es muy cómodo y adecuado, pero el zapato del otro pie no es tan cómodo. Resulta que los pies humanos son uno grande y otro pequeño, y también son asimétricos.
Los órganos internos humanos también son asimétricos. Dos tercios del corazón están en el lado izquierdo de la línea media del cuerpo y un tercio en el lado derecho. El pulmón izquierdo sólo tiene lóbulos superior e inferior, y el pulmón derecho se divide en lóbulos superior, medio e inferior. El hígado y la vesícula biliar se encuentran principalmente en el lado derecho del cuerpo, y el páncreas y el bazo se encuentran principalmente en el lado izquierdo.
Las funciones de los órganos también son asimétricas.
El cuerpo humano no sólo es asimétrico en forma y estructura, sino también asimétrico en las funciones de varios órganos. Para las personas mayores de 60 años, el ojo derecho es más útil que el izquierdo. Todo el mundo tiene dos fosas nasales, y tanto la izquierda como la derecha pueden respirar, pero tienen diferentes efectos en el cuerpo humano. Al respirar por la fosa nasal derecha, el cerebro se excita fácilmente y los nervios están en estado de tensión. Por lo tanto, cuando estás ocupado en un estudio y trabajo intensos, a menudo respiras por la fosa nasal derecha. Por otro lado, respire por la fosa nasal izquierda cuando esté relajado y tranquilo.
Después de años de investigación, el psicólogo estadounidense Werner Woolf descubrió que las expresiones en ambos lados de la cara no son exactamente iguales.
Él cree que la mejilla derecha está "abierta" y puede expresar los sentimientos que una persona quiere expresar; por otro lado, la mejilla izquierda está "cerrada" y revela sentimientos subconscientes, por lo que los sentimientos expresados por la mejilla izquierda son reales.
La profesora Kay Smith de la Universidad de Wisconsin descubrió que cuando las personas hablan, casi la mitad de sus rostros se mueven de manera muy activa. Los estadounidenses tienden a utilizar el lado derecho de la cara. Las personas con talento musical tienden a utilizar el lado izquierdo de las mejillas. Las investigaciones han demostrado que Beethoven, Schubert, Tchaikovsky y los cantantes e intérpretes modernos casi no tienen excepción.
El ejemplo más evidente de asimetría funcional es la función de las manos izquierda y derecha. La mayoría de la gente es diestra. Escriben, comen y trabajan con la mano derecha. También hay algunas personas que prefieren trabajar con la mano izquierda. Su mano izquierda parece ser más importante y eficaz que la derecha, y a menudo se les llama zurdos.
La simetría puede dar a las personas una sensación de simetría perfecta.
Los "tres elementos" de la belleza son la sencillez, la simetría y la armonía.
El cuerpo humano simétrico coincide con la Regla de Oro. Desde la apariencia, el cuerpo humano complejo es muy simple, pero el cuerpo humano simple es simétrico en todos los aspectos. ¿Crees que el cuerpo humano es hermoso?
Se dice que la palabra “simetría” apareció por primera vez en el siglo V a.C. El famoso escultor griego Policleto lo propuso en un libro que analiza las relaciones proporcionales ideales en la escultura.
La simetría de la imagen se muestra en todas partes de la naturaleza, como en el cuerpo humano e incluso en aves, animales, peces e insectos, que en su mayoría son simétricos de izquierda a derecha. Los ojos, oídos, manos y pies humanos son realistas, y las mitades izquierda y derecha son muy simétricas.
Además de la simetría izquierda-derecha, también existen las llamadas "simetría axial" y "simetría central". El ombligo se conoce como la "sección áurea" en la superficie del cuerpo humano y es un símbolo importante de la superficie corporal. Sin este símbolo, sería mucho más difícil dividir el cuerpo humano en dos mitades simétricas.
Sin embargo, el cuerpo humano también es una figura geométrica compleja, que incluye puntos, líneas, superficies, triángulos, círculos, etc. Los detalles del cuerpo humano no son absolutamente simétricos. Por ejemplo, las caras de algunas personas son mitad grandes y mitad pequeñas; los ojos de algunas personas son grandes en un lado y pequeños cuando se miden; las cejas de algunas personas son una alta y otra baja, una plana y otra hacia arriba; las orejas de algunas personas son una grande y otra baja; pequeño, uno puntiagudo y otro redondeado. Aunque algunas personas parecen ser muy simétricas, aún se puede ver cierta asimetría si se mira de cerca. Por lo tanto, esta asimetría del cuerpo humano está en todas partes y en constante cambio.
De hecho, no se trata sólo de la apariencia de pies a cabeza, sino también de afuera hacia adentro, de estático a dinámico.
Mira primero la cabeza y la cara.
El desarrollo de los lados izquierdo y derecho de la cabeza y la cara son en su mayoría inconsistentes. Si tomas cualquier foto frontal de la cara, la divides en mitades izquierda y derecha según la línea central, y luego restauras las mitades izquierda y derecha respectivamente, puedes obtener dos retratos que son completamente diferentes a los originales.
En cuanto a la asimetría de la cabeza y la cara, algunas personas tienen el lado izquierdo más desarrollado, mientras que otras tienen el lado derecho más desarrollado. Aunque no hay mucha diferencia entre las dos partes, después de todo son diferentes.
Algunas personas en el extranjero han investigado que las orejas externas, los ojos y los pliegues nasolabiales (es decir, las dos arrugas profundas en diagonal sobre ambos lados de la boca) están más desarrollados en el lado izquierdo del lado derecho; , la cara y las fosas nasales están más desarrolladas.
Debido a que el lado derecho de la cara suele ser más grande que el lado izquierdo, la línea media de la cara de una persona tiende a inclinarse hacia la izquierda y la punta de la nariz también tiende a inclinarse hacia la izquierda. De manera similar, las dos comisuras de la boca suelen ser más altas en el lado derecho y más bajas en el lado derecho. Además, aproximadamente 80 grados de rotación del cabello en la parte superior de la cabeza son en el sentido de las agujas del reloj hacia la derecha.
Observa el torso y las extremidades.
La columna se curva hacia la derecha en el pecho; en la cintura, a menudo se curva hacia la izquierda. Posteriormente, el hombro izquierdo tiende a ser más alto y parece más ancho.
Según las mediciones, sólo los humanos de 18 años tienen la misma longitud de los miembros superiores izquierdo y derecho. En la mayoría de las personas (75) el lado derecho es más largo que el izquierdo, en cambio, los 7 restantes tienen el lado derecho más corto que el izquierdo;
Lo mismo ocurre con las mediciones óseas: el diámetro del hueso derecho es mayor y más grueso que el diámetro del hueso izquierdo. Las extremidades inferiores son similares a las superiores en términos de longitud, peso y volumen, el lado derecho suele ser ligeramente más grande que el lado izquierdo. Pero la diferencia entre las dos extremidades inferiores no es tan obvia como la de las superiores. Alrededor de 52 años, el miembro inferior derecho es dominante; 15 años, el miembro inferior izquierdo es dominante en ambos lados, lo que representa el 33%; En cuanto a los músculos del tronco y de las extremidades superiores e inferiores, generalmente se desarrollan en el lado derecho.
El fenómeno de la asimetría izquierda-derecha también es muy común en los órganos internos humanos y es relativamente obvio.
La anatomía lleva mucho tiempo señalando que las personas son raras.
2/3 del corazón está en el lado izquierdo de la línea media del cuerpo y 1/3 está en el lado derecho, el pulmón derecho se divide en lóbulos superior, medio e inferior, y el pulmón izquierdo se divide en superior; y lóbulos inferiores. El pulmón derecho es más ancho y más corto que el pulmón izquierdo y el pulmón derecho es más pesado que el izquierdo. La proporción de peso entre el pulmón derecho y el izquierdo en los hombres es de 10:9 y en las mujeres es de 8:7. La mayor parte del hígado y la vesícula biliar están en el lado derecho del cuerpo; la mayor parte del páncreas y el bazo; el lado izquierdo; cuando el estómago está moderadamente lleno, la mayoría de ellos están en el lado izquierdo del cuerpo. El borde superior del estómago es corto, llamado curvatura menor del estómago, y está deprimido hacia la parte superior derecha; el borde inferior del estómago es largo, llamado curvatura mayor del estómago, y sobresale hacia la parte inferior izquierda; dos riñones, el riñón izquierdo es delgado, el riñón derecho es corto y ancho y el riñón izquierdo es más pesado, ligeramente más alto que el vértice del riñón derecho y los hemisferios izquierdo y derecho no son completamente simétricos; El lóbulo frontal está en la parte frontal superior del hemisferio cerebral y el lado derecho es ligeramente más grande que el lado izquierdo; el lado izquierdo del lóbulo occipital inferior es ligeramente más grande que el lado derecho. Además, el lado izquierdo del testículo masculino tiende a ser ligeramente más grande que el lado derecho y se encuentra más abajo en el escroto, aproximadamente 1 cm más abajo.
Dado que existe asimetría en la apariencia y estructura interna del cuerpo humano, también la hay en las funciones correspondientes. El ejemplo más obvio es la mano. La mayoría de las personas son diestras y utilizan la mano derecha en la vida diaria. Algunas personas son zurdas (comúnmente conocidas como zurdas) y mestizos.
Del mismo modo, la asimetría en la función de las extremidades inferiores también tiene muchas manifestaciones. Por ejemplo, la mayoría de las personas están acostumbradas a patear una pelota con el pie derecho y dar el primer paso con el pie izquierdo cuando cruzan las piernas, suelen utilizar la pierna izquierda como apoyo cuando están de pie tranquilamente con dos piernas, una; La articulación de la rodilla siempre está hiperextendida como pierna de apoyo, y la otra articulación de la rodilla siempre está demasiado extendida como pierna de apoyo. Los lados se flexionan ligeramente para brindar apoyo y luego se giran para intercambiar, lo que se conoce como postura asimétrica.
Por otro ejemplo, al mirar objetos con una lupa o un microscopio, o mirar objetos a través de pequeños agujeros o huecos, la mayoría de las personas prefieren usar el ojo derecho. Se puede ver que las funciones de los dos hemisferios del cerebro humano también son asimétricas y el lado izquierdo suele ser el dominante, lo que se denomina hemisferio dominante.
Estudiar estas asimetrías sería de gran valor para la medicina, el arte y la antropología. Sólo estudiando la asimetría de las personas normales podemos mostrar la asimetría anormal del cuerpo humano: ¿qué son las variaciones congénitas o las malformaciones? Esto será de gran ayuda en el diagnóstico médico clínico. Por ejemplo, la boca de algunas personas está obviamente inclinada hacia la izquierda. Esto no es una asimetría normal, sino que su nervio facial derecho está paralizado, lo que hace que los músculos de este lado se relajen, sumado a la contracción de los músculos del lado sano. (lado izquierdo), lo que hace que la boca se tire hacia la izquierda, lo que hace que la boca quede torcida. Otro ejemplo es una extremidad corta en un lado y riñones poliquísticos en el otro. Esto no es una asimetría normal, sino una deformidad.
Al mismo tiempo, restauración de pintura, escultura y retrato antropológico, etc. , si no tienes un conocimiento normal de la asimetría, es difícil imaginar que puedas crear obras naturales y realistas.
En términos generales, el cuerpo humano es simétrico y la asimetría es solo una ligera diferencia y generalmente es un fenómeno normal. La diferencia entre los lados izquierdo y derecho es obvia y no obvia. Entonces, cuando encuentres alguna asimetría en ti mismo o veas asimetría en los demás, no hagas un escándalo.
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Las fuentes de materiales de referencia relevantes son las siguientes:
Shell compilado de: The New York Times, Growing to the Left, Growing to the Right.
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