10-BIO-La regulación homeostática

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LA REGULACIÓN HOMEOSTÁSICA 
Tema 10:
Y LAS FUNCIONES DE DEFENSA
• Regulación del equilibrio hídrico y del medio interno
• Excreción
• Aparato excretor
• El riñón
• Mecanismo excretor del riñón
• Funcionamiento de la nefrona
• Formación de la orina
• Control hormonal de la función renal• Control hormonal de la función renal
• Respuesta inmune
• Defensas inespecíficas
• Defensas especificas
– Linfocitos B 
– Linfocitos T 
– Anticuerpos
• Los seres vivos aparecieron y evolucionaron 
en el mar. El medio acuoso que rodea a las 
células forma parte funcional de ellas.
• Para un organismo unicelular, el agua se 
distribuye en dos medios: uno intracelular y 
otro exterior.
• En cambio, las células que constituyen el • En cambio, las células que constituyen el 
cuerpo de un animal viven en un “mar 
interior”, que son los líquidos corporales. Al 
conjunto de los líquidos corporales que 
rodean a las células se denomina medio 
interno
• Los líquidos están repartidos en el 
cuerpo en tres compartimentos:
–Intracelular, al interior de las células
–extracelular:
• Intersticial : líquido que rodea las 
células y con el cual intercambia 
sustancias
• Plasma o líquido intravascular que 
realiza los intercambios entre el 
líquido intersticial y el exterior
• En el medio interno o líquido extracelular 
(LEC) de un animal se encuentran los iones, 
nutrientes y oxígeno que necesitan las células 
y en el vierten los productos de desecho que 
producen durante el metabolismo.
• Mantener constante la composición del 
líquido extracelular es fundamental para que líquido extracelular es fundamental para que 
las células realicen sus funciones
• Los sistemas de nutrición, como el digestivo, 
el respiratorio y el excretor, son los que 
median los intercambios entre el medio 
externo y el medio interno.
Homeostasis
• Es la tendencia de los organismos vivos a adaptarse a las nuevas 
condiciones y a mantener el equilibrio a pesar de los cambios, 
tanto externos como internos. 
• La homeostasis responde a modificaciones que ocurren tanto en el 
medio interno como en el externo:
– los sistemas de excreción eliminan las sustancias de desecho que se 
producen en el metabolismo y que es necesario expulsar del organismo.
– del medio externo recibimos información a través de los órganos de los 
sentidos y elaboramos respuestas fisiológicas y mediante los mensajeros sentidos y elaboramos respuestas fisiológicas y mediante los mensajeros 
químicos, las hormonas y los neurotransmisores, se regulan las 
múltiples funciones fisiológicas, para que se mantenga el equilibrio 
funcional homeostático. 
– la homeostasis proporciona a los seres vivos la independencia de su 
entorno. El hombre se ha adaptado a condiciones ambientales muy 
diferentes gracias a la homeostasis.
• En la homeostasis intervienen todos los sistemas y aparatos del 
organismo desde el sistema nervioso, sis­tema endocrino, aparato 
digestivo, aparato respiratorio, aparato cardiovascular.
• El mantenimiento del medio químico interno supone la solución a 
tres problemas muy impor­tantes:
– mantener un equilibrio hídrico
– excretar los residuos del metabolismo ( CO2, H20, NH3, urea y 
ácido úrico) y calor)
– regular la concentración química de la sangre, líquidos 
intersticiales y medio acuoso intracelular. 
• Los tres problemas están relacionados ya que si no existe un 
balance adecuado entre el agua que ingresa en el organismo y la 
que se pierde, se modifica la concentración química interna; a la que se pierde, se modifica la concentración química interna; a la 
vez, si no se expulsan adecuadamente y a la velocidad requerida 
también se altera la concentración química: si disminuye la cantidad 
de agua, que actúa como soluto, la concentración aumenta y 
también aumenta si aumenta la presencia de residuos.
• En los vertebrados, la función de excreción, fundamental para 
mantener el equilibrio químico interno, es realizada por los riñones.
• Pero también participan otros órganos y sistemas en la regulación 
del balance hídrico y la excreción de residuos
órganos del aparato excretor
• Aparato urinario: orina:
- Urea
­ Sales minerales
­ Agua
­ Medicamentos
• Piel: Calor y sudor:
­Agua
­Sales minerales
­Otras sustancias:
­ Medicamentos
­ tóxicos
• Aparato respiratorio:
­Dióxido de carbono
­Medicamentos
­tóxicos
­ agua
­Otras sustancias:
­Sebo (grasa) 
Hígado: bilis
­Bilirrubina
­ Medicamentos 
­ tóxicos
Aparato Urinario
• Es el principal aparato encargado de la 
excreción y de la regulación homeostática.
• Comprende:
– Riñones: los principales órganos excretores 
y homeostáticosy homeostáticos
– Las vías urinarias: conductos que 
transportan la orina producida en los 
riñones al exterior
• Son ligeramente diferentes entre el hombre y 
la mujer
Aparato urinario femenino
Aparato urinario masculino
• El hombre posee dos riñones, en forma de judía y 
color rojo oscuro, situados en la region lumbar. 
• En un corte longitudinal del riñón se distinguen 
tres zonas:
• corteza renal externa
• medula renal interna
• pelvis renal que es una cavidad colectora que 
desemboca en el ureter o tubo que desemboca desemboca en el ureter o tubo que desemboca 
en la vejiga.
• A cada riñon llega una arteria renal que lleva al 
riñon sangre cargada de desechos 
• de cada riñon sale una vena renal por la que sale 
del riñon sangre ya purificada de las sustancias de 
desecho.
• Cada uno de los riñones humanos adultos 
contiene cerca de un millón de nefronas, que 
son la unidad funcional del riñón. La 
producción de orina de un riñón es la suma de 
la que se produce en todas sus nefronas. 
• Cada nefrona consiste en un racimo de • Cada nefrona consiste en un racimo de 
capilares llamado glomérulo, un bulbo 
llamado capsula de Bowman y un tubo largo y 
estrecho llamado túbulo renal parte del cual 
es el Asa de Henle 
MECANISMO EXCRETOR DEL RIÑON
• La formación de la orina en la nefrona es el resultado de 
tres procesos : filtración , reabsorción y secreción
• Toda la sangre del cuerpo pasa por los riñones unas 20 
veces cada hora, por lo que los dos riñones de un hombre 
adulto reciben casi una tonelada de sangre al día.
• La sangre entra en cada riñón por la arteria renal, que se 
divide en arterias muy finas o arteriolas que van hasta cada 
uno de los glomérulos. 
• La sangre circula por el glomérulo a mayor presión que en • La sangre circula por el glomérulo a mayor presión que en 
otros capilares; por esta razón el plasma sanguíneo y las 
sustancias de bajo peso molecular que están disueltas en el 
atraviesan la membrana del glomérulo a la capsula de 
Bowman de la nefrona. 
• Este primer proceso es el de filtración y el filtrado que 
resulta es isotónico con respecto a la sangre del glomérulo. 
REABSORCION
SECRECION 
• El filtrado glomerular produce en ese tiempo 
unos 180 litros de un liquido muy parecido al 
plasma sanguíneo, salvo que no contiene 
proteinas
• A lo largo del tubo renal se procesa selectivamente ese 
filtrado de acuerdo con las necesidades del organismo:
– si sobra agua se formara una gran cantidad de orina y – si sobra agua se formara una gran cantidad de orina y 
muy diluida,
– si falta agua se elimina solo poca orina y muy 
concentrada.
• A continuación este filtrado inicia su largo 
recorrido por los túbulos renales, en donde se 
van a reabsorber selectivamente ciertas 
moleculas del filtrado y secretar otras, 
procesos que se realizan simultáneamente.
• En el proceso de reabsorción la mayor parte 
del agua y de las moleculas útiles pasan desde del agua y de las moleculas útiles pasan desde 
los túbulos renales a los capilares sanguíneos, 
es decir, son recuperados para el organismo y 
vuelven al sistema circulatorio. 
• Al cabo del día, por el conjunto de los 
glomérulos se han filtrado 1 kilo de sal, medio 
kilo de bicarbonato, 250 gramos de glucosa, 
100 gramos de aminoacidos y 4 gramos de 
vitamina C, hormonas y otras vitaminas que 
retornan al torrente circulatorio.retornan al torrente circulatorio. 
• Estas elevadas cantidades se recuperan por 
reabsorción del filtrado que se realiza en los 
tubos renales; de esta manera el cuerpo 
también recupera agua.
• En cambio, las partículas perjudiciales o extrañas al 
organismo no solo no son recuperadas por los 
túbulos, sino que son secretadas en los tubos 
renales aumentando su concentración en la orina
• Es la secreción :aquellas sustancias que no habían 
sido filtradas desde el plasma a los capilares pasan 
desde estos al filtrado. desde estos al filtrado. 
• De esta manera se completa la devolución a la orina 
de aquellas sustancias que deban ser excretadas
FILTRACIÓN - REABSORCIÓN + SECRECIÓN = EXCRECIÓN 
Parte de la nefrona 
Reabsorción de 
solutos 
Reabsorción de 
agua 
Secreción 
TCP 
• 99% glucosa, 
aminoácidos, 
vitaminas 
hidrosolubles.
• 70% Na
• 80% K
• HCO3­
• Ca
• Mg
SÍ
• H+
• Aniones orgánicos
• Cationes orgánicos
Asa de Henle (Delgada) Impermeable Sí ­­­­­­­­­­
Asa de Henle (Gruesa) 
• Na
• Cl
Impermeable ­­­­­­­­­­
TCD
• Na (aldosterona)
• Cl (aldosterona)
Impermeable
• H+
• K (aldosterona)
TC • Na (aldosterona)
No (s/HAD)
Sí (c/HAD)
• H+
• K (aldosterona)
• Al final de este proceso de excreción realizado en 
cada nefrona, el líquido resultante es la orina 
final, que es hipertónica
• Los 180 litros de filtrado inicial se van reduciendo 
en su volumen hasta llegar a aproximadamente 
un litro de orina final , que se elimina 
diariamente al exterior.
• A medida que se va formando, la orina sale de • A medida que se va formando, la orina sale de 
las nefronas a los tubos colectores que 
desembocan en la pelvis renal, que en esencia es 
un embudo
• desde allí desciende continuamente por el uréter 
hacia la vejiga urinaria, que almacena la orina 
hasta que es excretada por la uretra.
Formación de orina por minuto
• El análisis de la orina para descubrir sustancias que no 
deben estar presentes o que se encuentran en 
elevadas concentraciones permite descubrir 
enfermedades metabólicas o renales.
• En la diabetes mellitus aparece glucosa en la orina en 
concentraciones elevadas. Es debido a una baja o nula 
producción de la hormona pancreática insulina o una 
mala función de esta . La insulina actúa estimulando la 
utilización de la glucosa por las células y su 
acumulación en forma de glucógeno en las celulas de 
utilización de la glucosa por las células y su 
acumulación en forma de glucógeno en las celulas de 
los músculos y del hígado. Su deficiencia reduce esta 
entrada y hace que la glucosa se concentre en la 
sangre. Cuando esta concentración sobrepasa un 
umbral, aparece glucosa en cantidades anormales en la 
orina final.
Control hormonal y nervioso de la función renal
• Varias hormonas actúan regulando la formación y 
composición de la orina:
• la aldosterona, producida en las glándulas suprarrenales, 
estimula la reabsorción del sodio y agua y la secreción de 
potasio. 
• la ADH, o hormona antidiurética, que se forma en el 
hipotálamo y se almacena en la hipófisis, controla la hipotálamo y se almacena en la hipófisis, controla la 
producción y la concentración de la orina, aumentando la 
reabsorción de agua en los túbulos de la nefrona y evitando 
su pérdida por la orina.
• El hipotálamo, centro nervioso situado en el 
cerebro controla la concentración osmótica de la 
sangre . 
• Cuando la concentración osmótica es alta el 
hipotálamo desencadena el mecanismo de la sed 
para aportar más agua y reduce la secreción de 
ADH y se produce una orina mas diluida porque se 
excreta mas agua. 
• Cuando es necesario retener agua el hipotálamo • Cuando es necesario retener agua el hipotálamo 
aumenta la secreción de ADH y la orina es más 
concentrada porque se elimina menos agua
• El alcohol suprime la secreción de ADH y de este modo 
aumenta la producción de orina, fenómeno familiar a los 
bebedores de cerveza y otras bebidas alcohólicas. 
• El dolor y el estrés emocional aumentan la secreción de 
ADH y reducen así la emisión urinaria
• La renina es una hormona producida en el riñón 
que también aumenta la reabsorción de agua y 
sodio a través de un mecanismo de activación de 
la hormona angiotensina que eleva la tensión 
arterial y la producción de aldosterona cuando el 
riñón detecta una presión arterial baja que 
dificulta la filtración glomerular.dificulta la filtración glomerular.
• La eliminación de orina, orinar, está regulada por 
el sistema nervioso a través de los sistemas 
autónomos simpático y parasimpático aunque 
también tiene un control voluntario.
SISTEMA INMUNITARIO
• Está formado por los siguientes órganos:
• Barreras físicas, químicas y biológicas
• Médula ósea
• Sangre
• Bazo
• Sistema linfático• Sistema linfático
• Órganos con tejido linfoide: 
– amígdalas, 
– apéndice, 
– placas de Peyer
Barreras físicas, químicas y biológicas
• Piel
• Mucosas
• Secreciones:
– Gástrica 
– Lágrimas– Lágrimas
– saliva
– Secreciones mucosas
– Fluidos sexuales (glándulas de Cooper y de Bartolina)
– cera
• Flora bacteriana habitual
• La piel y las mucosas actúan como barreras que 
impiden la entrada de los agentes infecciosos y 
sustancias extrañas
• Las sustancias segregadas por las mucosas tienen 
efecto germicida como es el caso de las lágrimas, 
la saliva, el jugo gástrico, las secreciones sexuales 
(glándulas de Cooper en los hombres y de 
Bartholin en las mujeres) o la cera de las orejas.Bartholin en las mujeres) o la cera de las orejas.
• La mucosidad que segrega la mucosa respiratoria 
que tapiza las vías respiratorias retiene y elimina 
los gérmenes y sustancias que entran con el aire.
• Las flora bacteriana habitual que vive en el 
exterior o interior de nuestro cuerpo también 
impide la ocupación por bacterias extrañas.
Órganos del sistema inmunitario y sus funciones
• El sistema inmunitario defiende a nuestro cuerpo 
mediante la elaboración de respuestas inmunes.
• Los órganos más importantes del sistema inmunitario 
son:
– La médula ósea: en ella se producen todas las células 
sanguíneas
– El timo: glándula bajo el esternon en la que maduran los 
linfocitos Tlinfocitos T
– Örganos con tejido linfoide: ganglios,linfáticos, amígdalas, 
bazo y placas de Peyer de la pared intestinal:
• en ellos se reproducen los linfocitos cuando reconocen un 
antígeno y se desencadena la respuesta inmunitaria. 
• En ellos hay un gran numero de leucocitos fagocitos y macrófagos 
que eliminan las partículas extrañas, células muertas y residuos 
celulares del organismo arrastrados por la linfa
La respuesta inmunitaria
• Cuando las medidas de barrera no son 
suficientes el sistema inmunitario dispone de 
otras medidas :
– La respuesta inmunitaria inespecífica : la 
respuesta inflamatoria
– La respuesta inmunitaria específica: los – La respuesta inmunitaria específica: los 
anticuerpos y la memoria inmunológica
Respuesta inmunitaria inespecifica: la 
inflamación
• Si los los microorganismos han conseguido atravesar la barrera física 
formada por la piel y mucosas, se desencadena la respuesta inflamatoria:
• IN las celulas de la zona afectada liberan histamina, un compuesto 
químico que favorece el aumento de la circulación sanguínea y la 
permeabilidad de los capilares en la zona
• glóbulos blancos(neutrófilos y macrófagos) salen de los capilares y se 
concentran en la zona agredida fagocitando con pseudopodos las 
partículas invasoras y generando con su acumulación la formacion de pus. partículas invasoras y generando con su acumulación la formacion de pus. 
• En la zona afectada se produce un enrojecimiento por un mayor flujo de 
sangre e inflamación que va acompañado de dolor y aumento local de la 
temperatura. 
• Esta reacción puede ser solamente local o provocar reacciones sistémicas 
que afectan a todo el cuerpo, y una de cuyas manifestaciones es la fiebre. 
Respuesta inflamatoria
• La eliminación de los gérmenes fagocitados o 
las células destruidas también se realizaa 
través de la linfa recogida al pasar por los 
ganglios linfáticos y bazo donde se acumulan 
los glóbulos blancos. 
• Otro mecanismo defensivo inespecífico consiste en la 
producción de interferones, que son pequenas proteinas 
que solo actúan contra los virus y no lo hacen directamente 
sino que actúan estimulando la defensa de las celulas 
vecinas a la atacada por el virus.
• Cuando una célula es infectada por un virus libera 
interferones que se unen a ciertas moleculas presentes en 
la membrana (los receptores de membrana) de las celulas 
vecinas; esta unión estimula a la célula vecina no infectada 
para que produzca enzimas que bloquean la traducción del para que produzca enzimas que bloquean la traducción del 
ARNm viral en proteinas virales de forma que impiden que 
nuevos virus infectantes puedan reproducirse. A la vez, las 
moleculas de se unen a receptores de membrana de 
leucocitos estimulando tambien la respuesta inflamatoria y 
la inmunitaria. 
• Actualmente se obtiene interferón por ingeniería genética 
que permite un mayor y mejor control de ciertas 
enfermedades víricas
RESPUESTA INMUNITARIA específica: 
anticuerpos y memoria inmunológica
• Un antígeno es cualquier sustancia extraña, generalmente 
una proteína o un polisacárido, que desencadena la 
respuesta inmunitaria del organismo afectado. 
Concretamente desencadena la producción de anticuerpos 
por los linfocitos B
• Un anticuerpo, o inmunoglobulina, es una proteína • Un anticuerpo, o inmunoglobulina, es una proteína 
globular sintetizada por los linfocitos B que se combina 
específicamente con un anticuerpo
• La especificidad es muy alta permite al organismo 
reconocer microorganismos y moleculas extrañas muy 
concretas diferenciándolas de otras muy semejantes. Por 
ejemplo, nuestro sistema inmunitario puede reconocer 
diferentes tipos de virus de la gripe y elaborar respuestas 
defensivas diferentes
• De esta respuesta el sistema inmunitario guarda 
memoria inmunológica :
• le permite reconocer a organismos patógenos y 
extraños a los que previamente ha estado expuesto y 
frente a los que ya ha elaborado una respuesta porque 
nuestro organismo produce células con memoria que 
son un tipo de linfocitos de larga vida producidos en el 
primer contacto con el antígeno.
• cuando se produce un segundo contacto detectan con 
rapidez la presencia del agente patógeno y rapidez la presencia del agente patógeno y 
desencadenan rápidamente la respuesta inmune 
defensiva adecuada frenando, así, su propagación. 
• Este mecanismo funciona frente a los agentes 
causantes de ciertas enfermedades como el sarampión, 
la viruela, la polio­mielitis o la varicela, entre otras 
muchas, que solamente se sufren una vez en la vida
• Cada anticuerpo tiene una forma distinta que le 
permite fijarse solo a un antígeno o cuerpo 
extraño. Por tanto, la unión entre un antígeno y 
su correspondiente anticuerpo es un proceso 
muy especifico.
• Los anticuerpos actúan de varias formas: pueden 
recubrir a las partículas extrañas y agrumarlas de recubrir a las partículas extrañas y agrumarlas de 
forma que puedan ser captadas por los leucocitos 
fagocitarios, pueden combinarse con ellas de 
modo que interfieran alguna de sus actividades 
vitales o pueden producir su rotura por lisis.
•
• Hay dos tipos de linfocitos: B y T
• Ambos se producen en la médula ósea pero los linfocitos T además tienen 
un periodo de maduración en el timo, una glándula situada bajo el 
esternón, presente en los niños y que casi desaparece en los adultos
• Cuando los linfocitos se encuentran por primera vez con un antígeno se 
produce la respuesta inmunitaria primaria:
– Los linfocitos reconocen al antígeno y se “activan”, se trasladan 
entonces a los órganos linfáticos ( ganglios, bazo, amígdalas, placas de 
Peyer, donde se multiplican muy rápidamente.
– Los linfocitos B producen gran cantidad de anticuerpos específicos – Los linfocitos B producen gran cantidad de anticuerpos específicos 
contra ese antígeno que son liberados a la sangre y trasladados por 
todo el organismo y atacan a los antígenos. Es la llamada respuesta 
inmunitaria humoral
– Los linfocitos T despues de multiplicarse salen a la sangre y son 
trasladados a los lugares de la infección donde se unen a los antígenos 
y liberan sustancias que destruyen directamente las células extrañas o 
atraen más linfocitos que destruyen las células extrañas con rapidez . 
Es la respuesta inmunitaria celular
• De este primer contacto permanecen linfocitos con memoria que si 
vuelven a encontrarse con el mismo antígeno producen la respuesta 
inmunitaria secundaria , muy rápida y eficaz.
• Este mecanismo inmunitario es la base del funcionamiento de las vacunas
• Los linfocitos T defienden el organismo frente a celulas eucarioticas 
extrañas como protistas parásitos y hongos y células infectadas con virusas
• Los linfocitos T también atacan las células y tejidos trasplantados al 
reconocerlos como extraños. Para evitarlo se administran medicamentos 
que suprimen la inmunidad pero provocan también la indefensión frente a 
las infeccioneslas infecciones
• En las transfusiones de sangre se ha de vigilar la compatibilidad entre los 
grupos para evitar la reacción entre los anticuerpos del receptor y los 
antígenos del donante. Recordamos, el grupo O es el donante universal
• La eritroblastosis fetal es debida ala reacción de la madre Rh negativa 
(inmunizada) frente a los glóbulos rojos Rh positivos del feto. Para evitar la 
inmunización de la madre se inyectan a la madre inmunoglobulinas anti Rh 
+ unas horas antes del parto de hijos Rh +
• Los linfocitos T también atacan a las células cancerosas porque son 
reconocidas como células extrañas, 
• Las alergias son también cuadros de respuesta inmunitaria que 
presentan ciertas personas al polvo( ácaros), polen, alimentos, 
medicamentos y otras sustancias muy diversas que actúan como 
antígenos.
• Estas sustancias son inofensivas para la mayoría de las personas , 
pero en algunas desencadenan cuadros alérgicos de diferente 
intensidad y gravedad como asma bronquial, rinitis, conjuntivitis, etc.
• La unión antígeno –anticuerpo libera la producción de una gran 
cantidad de histamina a la sangre que desencadena la respuesta 
inflamatoria.
• El cuadro alérgico se manifiesta con una gran secreción mucosa, 
lagrimeo, rinitis y constricción de los bronquiolos, si estamos por 
• El cuadro alérgico se manifiesta con una gran secreción mucosa, 
lagrimeo, rinitis y constricción de los bronquiolos, si estamos por 
ejemplo ante una alergia al polen o fiebre del heno, o con diarreas o 
espasmos abdominales si se trata de una alergia alimentaria. 
• A veces, la liberation de histamina es tan elevada que se produce una 
gran dilatación de los vasos sanguíneos que producen una peligrosa 
caída de la tensión arterial.
• Los medicamentos antihistamínicos reducen los síntomas alérgicos
• en los casos mas graves se administran corticoides que inhiben la 
producción de glóbulos blancos y, por tanto, la inflamación y la 
respuesta inmune.
• En las enfermedades autoinmunes se produce 
una respuesta inmune anormal ya que el 
sistema inmunitario reconoce como extrañas 
las células propias a las que ataca con 
anticuerpos y linfocitos T. Son enfermedades 
como el lupus eritematoso o la esclerosis como el lupus eritematoso o la esclerosis 
múltiple.
Agentes patógenos heterodoxos: 
retrovirus, viroides y priones
• Un retrovirus es un virus que además de ARN posee una 
enzima muy particular, la transcriptasa inversa que le 
permite sintetizar ADN a partir de su ARN. Un ejemplo de 
retrovirus es el VIH causante del SIDA
• Un viroide es una pequeña cadena de ARN de forma circular 
o bastón que a diferencia de los virus carece de lípidos o 
proteinas . Se reproduce por replicación similar a los virus en 
los núcleos de las células infectadas. Se conocen desde hace 
proteinas . Se reproduce por replicación similar a los virus en 
los núcleos de las células infectadas.Se conocen desde hace 
unos 30 años como productores de enfermedades en 
vegetales
• Un prion es una proteína con forma alterada, anormal o 
modificada, que es capaz de modificar las proteinas del 
organismo que invade, induciéndolas a adoptar su misma 
forma y quedando, de esta manera, inutilizadas para cumplir 
su función. Se conoce recientemente como causante de la 
enfermedad de Creutzfeld y Jacob ( de las vacas locas)