UNIDAD 1. ORGANIZACIÓN GENERAL DEL CUERPO: APARATOS Y SISTEMAS, ÓRGANOS, TEJIDOS Y CÉLULAS.
1.-LA TEORÍA CELULAR. INTRODUCCIÓN HISTÓRICA. La célula es el conjunto de materia más simple que puede vivir y hacer copias de sí misma. Está rodeada de una membrana que contiene una solución acuosa concentrada de sustancias químicas. A la teoría celular se llegó gracias a una serie de descubrimientos científicos que fueron ligados a la mejora de la calidad de los microscopios. En 1665, el inglés Robert Hooke, examinando al microscopio una laminilla de corcho, observó que estaba formada por pequeñas cavidades poliédricas a las que denominó células, que significa “celdillas”. Por esta circunstancia se viene considerando a Hooke como el descubridor de la célula. Antony Van Leeuwenhoek (1632-1723), contemporáneo de Hooke, realizó detalladas observaciones de células animales y vegetales e incluso descubrió el mundo de los microorganismos, protozoos y bacterias, utilizando un microscopio simple (de una sola lente) construido por él (fig.1.1).
Pero hasta que no se dispuso de buenos microscopios ópticos, a principios del siglo XIX, no se descubrió que todos los seres vivos, tanto animales como vegetales, están formados por células. Este principio es el que desarrolla la teoría celular que se atribuye al botánico Matthias Schleiden (1838) y al zoólogo Theodor Schwann (1839). Por tanto, de acuerdo con la teoría celular podemos concluir que: “la célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos”, de tal manera que la actividad vital de éstos es el resultado de la suma de las actividades de todas sus células, entre las cuales existe una coordinación.
Otros científicos que merecen ser citados son el botánico Brown que, en 1831, descubre el núcleo y el fisiólogo Purkinje que, en 1839, introduce el término de protoplasma para designar el líquido que llena la célula. De esta forma, el concepto de célula iniciado por Hooke con la observación de las paredes celulares del corcho, acaba teniendo una significación completamente diferente al centrarse sobre el contenido.
Los principios de la teoría celular La teoría celular quedó definida por los siguientes principios: • Los seres vivos están formados por una sola célula, unicelulares, o por varias, pluricelulares. • La célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos. • Las células son las formas más elementales de vida que presentan todas las funciones propias de un ser vivo, o lo que es lo mismo las células poseen una individualidad propia que les caracteriza como unidades vitales.
En 1858, Virchow completó la teoría celular con su célebre principio “omnis cellula ex cellula”, es decir, toda célula proviene de otra célula. En 1880, August Weismann amplió la afirmación de Virchow desde un punto de vista evolutivo resaltando que: hay una continuidad ininterrumpida entre las células actuales (y los organismos que ellas componen) y las células primitivas que aparecieron por primera vez sobre la Tierra hace 3.500 millones de años.
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2.- TIPOS DE CÉLULAS. LOS CINCO REINOS.
Entre los seres vivos existen dos tipos de organización celular claramente diferenciados: Procariota (pro = antes de, y carión = núcleo): Organización típica de las células más sencillas y primitivas. Poseen una membrana plasmática y por encima de ella, la mayoría, tienen una pared celular de composición variable. Su principal característica es la de poseer el material genético (DNA bacteriano) en una región del citoplasma llamada nucleoide, sin estar rodeado de una membrana, es decir, están desprovistas de núcleo. Asimismo carecen de la mayoría de los orgánulos celulares, sólo poseen ribosomas. Sus enzimas respiratorios se localizan en unas invaginaciones de la membrana plasmática denominadas mesosomas. Su tamaño medio es de 1 a 10 µm. Son organismos unicelulares que pertenecen al Reino Moneras, tales como las arqueobacterias y las eubacterias.
Eucariota (eu = verdadero, y carión = núcleo): Estas células son mucho mayores y más complejas que las procariotas. Su material genético está dentro de un núcleo, rodeado por una envoltura. También poseen diversos orgánulos limitados por membrana que dividen al citoplasma en compartimentos y un citoesqueleto. Su tamaño medio se sitúa entre 10 y 100 µm. Es propia de los organismos pluricelulares y de muchos unicelulares.
Diferencias entre células Procariotas y Eucariotas.
Los organismos eucariotas unicelulares forman el Reino Protista, con organismos autótrofos y heterótrofos, y los organismos eucariotas pluricelulares se dividen en tres reinos: − Metazoos o Reino Animal. − Metafitas o Reino Vegetal. − Hongos o Reino Fungi. En los organismos pluricelulares hay células de diferente aspecto y que realizan trabajos diferentes. Decimos que las células se especializan, adquieren las características adecuadas para realizar una función concreta. Las células de un mismo tipo se agrupan formando tejidos como el tejido epitelial, el tejido muscular, el tejido nervioso... Un órgano está formado por dos o más tejidos diferentes: el estómago, por ejemplo, incluye tejido epitelial (que protege su interior de los jugos gástricos) y tejido muscular (que permite los movimientos peristálticos). Los órganos se reunen en aparatos (digestivo, respiratorio, excretor...) y todos los aparatos conforman el individuo.
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3.- COMPONENTES DE UNA CÉLULA EUCARIOTA
En una célula eucariótica podemos distinguir tres partes fundamentales: membrana, citoplasma y núcleo. La membrana plasmática es una capa continua que rodea a la célula y le confiere su individualidad al separarla de su entorno. Algunas células animales poseen por encima de la membrana plasmática una cubierta de hidratos de carbono denominada glicocáliz y las células vegetales tienen una gruesa pared de celulosa que cubre y protege a la membrana plasmática. El citoplasma es la parte de la célula que está comprendida entre la membrana plasmática y la membrana nuclear. Los orgánulos citoplasmáticos son los siguientes: ribosomas, retículo endoplasmático, complejo de Golgi, lisosomas, vacuolas, peroxisomas, mitocondrias, cloroplastos y centríolos. El núcleo es el orgánulo más voluminoso de la célula y contiene la mayoría del DNA celular. Suele ocupar una posición central en la célula, aunque muchas de ellas lo tienen desplazado hacia un lado del citoplasma. Se pueden distinguir dos tipos de células eucarióticas: animales y vegetales.
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4.- TEJIDOS, ÓRGANOS, SISTEMAS Y APARATOS. Como vimos la célula es la unidad estructura fundamental, que compone todos los distintos órganos. Un intermediario importante en la organización desde la célula hasta el órgano lo constituyen los tejidos, que se forman por la agrupación de células con la misma función especial. La formación de los órganos se caracteriza entonces porque 2 o más tejidos se unen en esquemas específicos para cada órgano.
Tejidos. Son conjuntos de células especializadas en realizar una determinada actividad, muy parecida entre sí y que tienen un mismo origen embriológico. Los principales tejidos son: Tejido epitelial. Los epitelios están formados por células poliédricas yuxtapuestas entre las cuales hay muy escasa sustancia intercelular, destacándose en esta última la ausencia de fibras. Los tejidos epiteliales se especializan en la realización de numerosas funciones: absorción, secreción, transporte, excreción, protección y recepción sensorial. Todas las sustancias que ingresan o egresan del organismo deben atravesar un epitelio. El tejido epitelial se clasifica en epitelio de revestimiento y epitelio glandular. 1 - Epitelio de Revestimiento: las células se disponen formando láminas. 2 - Epitelio Glandular: lo constituyen aquellas células o asociaciones de células especializadas para la secreción de sustancia que se encuentran formando las glándulas que pueden ser uni o pluricelulares. Tejido conectivo Es un tejido caracterizado por presentar una abundante sustancia intercelular en medio de la cual se encuentran elementos vasculares y nerviosos. Al tratarse de un tejido que desempeña funciones mecánicas y representa el espacio extravascular e intersticial del organismo, se halla formando parte de la piel y las mucosas; sirve de vehículo a los vasos, nervios y conductos excretores, forma estructuras modeladas con función mecánica como tendones, fascias, etc. Este tejido desempeña funciones mecánicas, de transporte, de almacenamiento, cicatrización y reparación de los tejidos; desempeña un papel muy importante en la defensa del organismo contra agentes nocivos infecciosos o de otra naturaleza debido a que inhibe su pasaje. También interviene en el sistema inmunitario facilitando la salida de linfocitos y anticuerpos circulantes. Tipos de tejidos conectivos: 1.- Tejido conectivo no especializado: - Laxo. Muy abundante en el organismo. Se encuentra localizado debajo de los epitelios, en la mucosa y submucosa de la pared del tubo digestivo, del sistema urinario y del respiratorio. El tejido conectivo laxo sirve además de sostén para las capas celulares que forman la epidermis, a nivel de
la dermis papilar. Eyacula una sustancia llamada segregina, encargada de la reproducción de hormonas. Forma la dermis de la piel y rellena y rodea numerosos órganos, además de nutrirlos. También poseen una función defensiva. - Denso. Formado por fibras, sustancias intercelulares y células. Presenta gran número de fibras colágenas, menos flexible y más resistente. Conecta un tejido con otro. 2.- Tejido conectivo especializado: - Tejido cartilaginoso. El cartílago es un tejido conectivo relativamente sólido, que soporta peso pero carece de la resistencia del hueso. Está presente en los anillos cartilaginosos de la pared traqueal, en forma de herradura, cuya función es evitar el colapso de ésta, hay placas de cartílago en laringe, nariz y pared de la porción interna de la trompa de Eustaquio, está presente en los cartílagos costales que unen los extremos anteriores de las costillas con el esternón, donde constituyen una conexión firme pero lo suficientemente flexible para permitir la expansión de la caja torácica con los movimientos respiratorios, y además se encuentra en las articulaciones.
- Tejido adiposo o tejido graso, tipo de tejido conjuntivo conformado por la asociación de células que acumulan lípido en su citoplasma: los adipocitos. El tejido adiposo, por un lado cumple funciones mecánicas: una de ellas es servir como amortiguador, protegiendo y manteniendo en su lugar los órganos internos así como a otras estructuras más externas del cuerpo, y también tiene funciones metabólicas. - Tejido óseo El tejido óseo representa la parte más importante del esqueleto. A pesar de su dureza y resistencia el tejido óseo posee cierta elasticidad, todas propiedades que lo hacen especialmente apto como material esquelético.
- La sangre Es un tejido constituido por células (eritrocitos, leucocitos y plaquetas) y sustancia intercelular líquida (plasma). Mantiene su fluidez mientras circula por vasos que conserven la integridad de sus paredes. Al lesionarse el endotelio, coagula rápidamente. El volumen de sangre total de un adulto de 70 kg de peso es de aproximadamente 5,5 litros. Está compuesto por: Plasma sanguíneo: es un líquido amarillento compuesto por agua, iones, glucosa, aminoácidos, proteínas, lípidos, hormonas, vitaminas, etc. Por el plasma sanguíneo se transporta gran cantidad de sustancias que actúan o son usadas a distancia por todos los tejidos corporales o por órganos específicos (hormonas, aminoácidos, etc).
Tejido muscular Es el tejido especializado en la función de contractilidad. Está formado por células musculares, alargadas, cilíndricas o fusiformes. Todos los tipos celulares o fibras del tejido
muscular contienen proteínas contráctiles (miosina, actina), que son las responsables de la contracción. Estas proteínas forman filamentos que se orientan a lo largo del eje mayor de la fibra muscular, es decir en el sentido en que se produce el acortamiento por contracción. El tejido conectivo siempre acompaña al tejido muscular, rodeando sus fibras y vehiculizando vasos sanguíneos y filetes nerviosos. Se distinguen tres tipos de tejido muscular: estriado, liso y cardíaco. Tejido nervioso Está compuesto por neuronas, que son células especializadas en la conducción de impulsos nerviosos electroquímicos. La neurona posee un cuerpo celular con núcleo del que salen dos tipos de fibras nerviosas, el axón y las dendritas; estas fibras nerviosas están formadas por citoplasma y cubiertas por membrana plasmática. Su función es captar estímulos y emitir respuestas. Esquemas de los tipos de tejidos:
Tejido epitelial
Tejido conectivo:
1. No especializado: - Laxo - Denso 2. Especializado: - Adiposo. - Óseo. - Cartilaginoso. -Sanguíneo y linfático.
Tejido muscular.
Tejido nervioso.
No todos los seres vivos pluricelulares presentan tejidos. Algunos, como las algas y los hongos, no presentan células especializadas en funciones diferentes, sino que todas las células pueden realizar todas las actividades. Se dice que estos organismos no tienen tejidos, es decir no tienen estructura tisular, sino que tienen estructura de talo.
Órganos. Son estructuras constituidas por varios tejidos que conjuntamente realizan un acto. Por ejemplo el corazón, que es el órgano que impulsa la sangre, y que está constituido por tejido muscular, tejido nervioso, tejido conjuntivo y sangre.
Sistemas. Son conjuntos de órganos, formados por los mismos tipos de tejidos, que pueden realizar actos independientes. Se distinguen 6 sistemas diferentes que son: •
Sistema nervioso
•
Sistema muscular
•
Sistema óseo
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Sistema endocrino u hormonal
•
Sistema tegumentario (piel)
•
Sistema linfático
Aparatos. Son conjuntos de órganos, que pueden ser de tejidos muy diferentes, que actúan coordinadamente en la realización de una función. Por ejemplo el aparato digestivo presenta órganos tan diferentes como los dientes y el intestino, que pese a ello cooperan para realizar la función digestiva. Se distinguen 5 aparatos diferentes que son: •
Aparato circulatorio
•
Aparato respiratorio
•
Aparato digestivo
•
Aparato excretor
•
Aparato reproductor
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