UNIDAD 1: LA ORGANIZACIÓN TISULAR DE LOS SITEMAS Y APARATOS HUMANOS

Si tomamos una pequeña muestra de piel, por ejemplo, y la observamos al microscopio, veremos que estamos compuestos por unas unidades muy pequeñas, llamadas CÉLULAS. La célula es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. Nuestro cuerpo está formado por un gran número de células, es decir, somos seres vivos pluricelulares.

Si en vez de piel, pudiéramos ver al microscopio muestras de otras regiones de nuestro cuerpo, veríamos que las células tienen formas y tamaños muy distintos, pero todas tienen las mismas partes fundamentales de una célula.

En el siguiente enlace  podrás ver las funciones de cada una de esas partes.

LO QUE TIENEN EN COMÚN TODAS LAS CÉLULAS HUMANAS

-La membrana celular o membrana plasmática. Bicapa lipídica que envuelve a la célula y la separa del medio que la rodea.

Membrana plasmática. Bicapa lipídica compuesta por fosfolípidos, glucoproteínas y colesterol principalmente

-El citoplasma celular. Contenido de la célula, incluyendo todos los orgánulos menos el núcleo.

El citoplasma de esta célula se representa con color amarillo, y en él se encuentran inmersos el resto de componentes celulares

-El núcleo celular. Estructura que alberga la información para regular las funciones celulares, entre otras cosas. Normalmente presenta forma esférica y suele situarse más o menos en el centro celular.

Núcleo celular

Cuando una célula se reproduce, transmite la información a las células descendientes. Esta información está contenida en los llamados cromosomas, estructuras en forma de filamentos o bastones. Cada cromosoma está formado por una molécula larguísima y enrollada en espiral: el ADN (Ácido desoxirribonucleico).

Ejemplificación de cómo se enrolla y empaqueta el ADN

El citoplasma está compartimentado, es decir, tiene elementos delimitados por membranas llamados orgánulos.

ORGÁNULOS DE UNA CÉLULA

Todas las células humanas presentan más o menos los mismos orgánulos. Lo que varía es la cantidad de cada uno de ellos según el tipo celular, e incluso pueden variar a lo largo de la vida.

-Mitocondrias. De forma ovalada. Tienen doble membrana y una de ellas, la interna, presenta pliegues o crestas. Se encargan de la obtención de energía a través de la respiración celular.

-Retículo endoplasmático. Conjunto de sacos y canales membranosos comunicados entre sí, que se extiende por el citoplasma celular. Si tiene ribosomas en su superficie, hablamos del retículo endoplasmático rugoso (RER) y su función es principalmente la de sintetizar proteínas. Si no tiene ribosomas, se trata del retículo endoplasmático liso (REL) y su función principal es la de sintetizar lípidos.

-Aparato de Golgi. Está formado por pilas de sacos membranosos aplanados y se rodea de pequeñas vesículas, en cuyo interior hay muchos de las sustancias que fabrica la célula en el retículo. Se encarga de empaquetar y procesar vesículas procedentes de otros lugares de la célula.

-Vesículas. Son esferas membranosas en cuyo interior pueden haber diferentes sustancias. Según su contenido, reciben uno u otro nombre. Por ejemplo, si en su interior se producen transformaciones de sustancias complejas a sustancias más simples, hablamos de lisosomas. Si se encargan de almacenar sustancias de reserva, hablamos de vacuolas.

-Citoesqueleto. Conjunto de filamentos que se distribuyen formando una red por todo el citoplasma. Forman el "esqueleto" de la célula e interviene en sus movimientos.








-Centriolos. Parecen dos cilindros huecos y con paredes formadas por filamentos. Estas estructuras se encargan de dirigir el movimiento de los filamentos del citoesqueleto e intervienen en la división celular.

Para que la célula funcione, necesita materia y energía. La materia que capta a su alrededor sirve para crear la materia de la propia célula y para obtener energía, pero ¿cómo se obtiene?.

EL METABOLISMO

El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en el interior celular. Ahora mismo, en tus células, están teniendo lugar unas 1000 reacciones metabólicas. Hay dos tipos de estas reacciones:

1. Catabolismo. Conjunto de reacciones cuyo objetivo es degradar las moléculas complejas y transformarlas en moléculas más simples para liberar la energía que contienen. Un ejemplo de proceso catabólico es la respiración celular, nombrada anteriormente. En este proceso se utiliza oxígeno (O2) para "romper" moléculas orgánicas ricas en energía y obtener moléculas más sencillas e inorgánicas pobres en energía, como el dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O).
2. Anabolismo. Conjunto de reacciones cuyo objetivo es construir moléculas complejas a partir de otras más sencillas. Este proceso utiliza parte de la energía obtenida durante el catabolismo.

Pero ¿cómo entran esas sustancias en el interior celular?

MECANISMOS DE TRANSPORTE DE SUSTANCIAS AL INTERIOR CELULAR

Existen varios mecanismos en función del tamaño de las partículas a interiorizar:

1. Partículas grandes. No pueden entrar en la célula atravesando la membrana plasmática. Para entrar en el interior celular, la membrana plasmática se hunde, engloba la partícula y la incorpora al citoplasma en una vesícula. Este proceso se llama endocitosis, y si ocurriera al revés, es decir, que vesículas situadas en el citoplasma se fusionaran con la membrana plasmática y liberaran su contenido, se llamaría exocitosis. Mira el siguiente vídeo para que entiendas mejor el proceso.

2. Partículas pequeñas. Pueden atravesar la membrana plasmática por medio de dos mecanismos.

• Por difusión (transporte pasivo). Moléculas pequeñas como el O2 ó el CO2 pueden entrar y salir libremente de la célula. Van al interior o al exterior celular, distribuyéndose homogéneamente por todo el espacio disponible. La ósmosis es una forma especial de difusión, ya que es el agua la que pasa del interior al exterior celular y viceversa, a través de la membrana plasmática, desde la dilución que esté más diluida a la que esté más concentrada, de forma que las concentraciones dentro y fuera de la célula se igualan.
• Por transporte activo. La membrana plasmática tiene permeabilidad selectiva y sólo deja pasar sustancias como el agua, el O2 y el CO2. Hay otras sustancias que aunque son pequeñas, no pueden atravesar la membrana, por lo que es necesario gasto de energía para que entren al interior celular y además, el transporte se hace de forma contraria a la difusión.

Cada orgánulo celular tiene una función determinada, pero el funcionamiento de la célula es el resultado de la actividad coordinada de sus orgánulos. Describir el funcionamiento de una célula sería muy complicado, pero pondremos el siguiente ejemplo para que te hagas una idea: la fabricación de proteínas de secreción. Muchas de estas proteínas que se sintetizan permanecen dentro de la célula, pero algunas están destinadas a salir, como las que forman los jugos gástricos o digestivos. Este proceso ocurre en diferentes etapas:

• Del núcleo celular, se transcribe parte del ADN que contiene la información referente a esa proteína. El proceso de transcripción consiste en hacer una copia de esa información, pero en forma de hebra de ARN (ácido ribonucleico).

• La molécula de ARN sale del núcleo y pasa al citoplasma, donde un ribosoma lo capta y traduce esa información que contiene. El resultado de esa traducción es una proteína.

• Para la síntesis de esa proteína es necesario utilizar energía, que proviene de la respiración celular que realizan las mitocondrias.

• Una vez producida la proteína, es inyectada por el ribosoma en el interior del retículo endoplasmático.

• Del retículo se desprende una vesícula, que contiene la proteína, y que se dirige ahora al aparato de Golgi.

• El aparato de Golgi "empaqueta y embala" la vesícula que contiene esa proteína, a la que se le ha podido añadir glúcidos u otras moléculas.

• Esta vesícula viaja hasta la membrana plasmática, su membrana se pega y se fusiona con la membrana plasmática y se abre al exterior para verter su contenido mediante exocitosis.

Aunque todas las células de nuestro cuerpo tienen una organización general común, cada una posee características particulares que la hacen adecuada para la función que realizan. En un organismo el número de células aumenta por división celular, es decir, una célula da lugar a dos células hijas, y éstas a su vez a otras dos, etc. Algunas de estas células hijas se especializan, lo que supone:

• Realizar un trabajo concreto.
• Desarrollar una forma característica.
• Que se produzcan cambios en su citoplasma.
• Pérdida de la capacidad para volver a dividirse en la mayoría de casos. Sin embargo, de las dos células hijas obtenidas, una mantiene su capacidad de división, lo que permite que el organismo siga creciendo.

NIVELES DE ORGANIZACIÓN DEL CUERPO HUMANO

Pero las células con una determinada función no suelen funcionar aisladas sino en conjunto con otras células, generalmente del mismo tipo, para llevar a cabo la misma función al unísono. Esta asociación origina los tejidos.

Algunos tejidos del cuerpo humano

Por otra parte, una célula especializada con una función determinada no puede obtener por sí misma los nutrientes que necesita ni puede defenderse de infecciones. Necesita a otras células especializadas en estas funciones. Por ello, los tejidos se agrupan para formar órganos.Un órgano está formado por dos o más tejidos diferentes. Esta agrupación permite realizar una nueva función, imposible de realizar con cada uno de ellos por separado.

Algunos órganos del cuerpo humano (cerebro, estómago, hígado, intestinos, pulmones, corazón, riñones, etc).

Además, un conjunto de órganos determinado con una actividad estrechamente relacionada puede constituir lo que conocemos como aparatos y/o sistemas. El conjunto de órganos y aparatos/sistemas, que funcionan de forma coordinada, es lo que forma un organismo.

Sistemas y aparatos del cuerpo humano. De izquierda a derecha: Sistema nervioso, sistema urinario, sistema respiratorio, aparato digestivo, sistema esquelético y sistema muscular.

TEJIDOS RELACIONADOS CON LA ACTIVIDAD FÍSICA: TEJIDOS CONECTIVOS Y TEJIDO MUSCULAR

Los tejidos más realiconados con la actividad física son, precisamente, el conectivo y el muscular. La función principal del tejido conectivo es la de establecer una continuidad con otros tipos de tejidos, para así conservar la integridad del organismo desde el punto de vista funcional. Otras funciones son las de separar tejidos diferentes, proteger al organismo de forma física frente a agentes externos, ser un medio de intercambio de sustancias, de almacenamiento y de reparación. En cambio, el tejido muscular es el responsable del movimiento del organismo, tanto voluntario (un atleta que corre los 100 metros lisos) como involuntario (el latido del corazón o los movimientos peristálticos del intestino).

TEJIDO CONECTIVO. Este tipo de tejido recibe este nombre porque conecta otros tejidos. Por ello, no es de extrañar que suela ser uno de los tejidos más abundantes en los animales. Se forma por células libres inmersas en una matriz intercelular fabricada por ellas mismas. Esta matriz está formada esencialmente por agua y puede llevar:

• Fibras colágenas, proteínas fibrilares resistentes a la tracción, de diferente grosor según el tejido
• Fibras reticulares, formadas por colágeno en fibras muy finas.
• Fibras elásticas, proteínas que recuperan la forma, ramificadas.
• Precipitados minerales.
• Otros tipos de proteínas.

Los tejidos conectivos suelen clasificarse en:

Tipos de tejidos conectivos
Tipos	Matriz	Células principales	Función	Ejemplos
Conjuntivo	Acuosa con fibras gruesas	Fibrocitos	Soporte	Dermis Tendones
Adiposo	Escasa	Adipocitos	Reserva, Homeotermia, protección	Grasa subcutánea
Cartilaginoso	Fibras muy finas	Condrocitos	Soporte a presión, sostén	Articulaciones Pabellón auditivo
Óseo	Precipitado de sales minerales	Osteocitos	Sostén, protección	Huesos
Sanguíneo	Matriz líquida	Eritrocitos, leucocitos	Trasporte	Conductos sudoríparos Vejiga

 

TEJIDO MUSCULAR. Los animales poseemos un tejido contráctil especializado: el tejido muscular, que está formado por células con gran cantidad de fibras contráctiles internas. Estas fibras están formadas por dos proteínas principales, actina y miosina, y se encuentran ordenadas en el citoplasma de las células musculares. Además, son capaces de contracciones y relajaciones rápidas. Durante la contracción, se produce un consumo importante de energía, presentan uniones celulares fuertes (si no, el tejido se disgregaría en cada contracción muscular) y permite el movimiento del organismo:

- Movimientos ligados al esqueleto por palancas.
- Movimientos de contracción del tubo digestivo, vasos sanguíneos y del corazón.

El tejido muscular se puede clasificar por su tipo de células en:

Tipos de tejidos musculares
	Tipos	Función	Inervación	Ejemplos
	Liso. Células mononucleadas ahusadas	Contracción no muy rápida. Duradera	Sistema nervioso autónomo o sin terminaciones nerviosas	Vasos sanguíneos, Digestivo
	Estriado esquelético. Células muy largas plurinucleadas	Contracción muy rápida, fuerte, discontínua	Muy importante. Sistema nervioso central	Músculos esqueléticos
	Estriado cardiaco. Células ramificadas	Contracción rítmica, constante	Poco importante. Sistema nervioso autónomo	Corazón

ADAPTACIÓN TISULAR A LAS DEMANDAS DEL EJERCICIO Y A LAS EXIGENCIAS FÍSICAS DE LAS ACTIVIDADES ARTÍSTICAS

Los tejidos poseen funciones de relación, y por tanto, se adaptan a las circunstancias en las que vive un organismo. El tipo de nutrición, el ambiente físico, el sedentarismo o el tipo de actividad modifica los tejidos de diferentes modos. 

Como puedes imaginar, el ejercicio físico necesita la colaboración de varios óganos y sistemas, no solamente para soportar las fases de actividad aguda, sino también para adaptar su respuesta al entrenamiento. El sistema esquelético-muscular, bajo el control del cerebro, dirige la locomoción del cuerpo humano mediante las contracciones coordinadas y concertadas de las células musculares esqueléticas. La contracción de las células musculares esqueléticas se realiza con intervención de energía (ATP), que a su vez se genera a partir de los hidratos de carbono, grasas y proteínas, que pueden provenir de las reservas del organismo o de los alimentos que ingerimos. El sistema cardiovascular transporta los nutrientes y el oxígeno a todo el organismo, al mismo tiempo que elimina del músculo los deshechos ( p.ej. calor y CO2). Al realizar la actividad física, ciertos órganos liberan unas sustancias químicas (hormonas) que viajan a través de la sangre y "avisan" a otros órganos para que estén preparados frente al esfuerzo que se va a realizar. La producción de sudor (agua con sales disueltas) favorece la eliminación del calor excesivo y el sistema renal ayuda a regular el balance de líquidos y electrolitos, asi como la presión sanguínea. 

El metabolismo de los músculos que están en funcionamiento aumenta y con ello aumenta el gasto energético. Para que todo funcione durante este periodo de actividad, órganos como el corazón y los pulmones han de estar a pleno rendimiento, por lo que su metabolismo también aumenta considerablemente (por eso aumenta el ritmo cardiaco y respiratorio).

A continuación se repasan las principales modificaciones debidas al ejercicio físico. En negrita están resaltados los tejidos comentados en el apartado anterior: el conectivo y el muscular.

Resumen las adaptaciones de los tejidos al ejercicio físico
Tejido	Principales adaptaciones	Capacidad de regeneración en lesiones
Epidermis	Refuerzo de epitelio en zonas de contacto con el sustrato	Moderada. Daños importantes cicatrizan
Otros epitelios de cubierta	Refuerzo de epitelios que aumentan su demanda durante el ejercicio: Alveolos, capilares musculares...	Muy alta. Se reponene constántemente o se reparan ante los daños
Glándulas exocrinas	Adaptaciones a la secreción de grasa y sudor	Alta
Glándulas endocrinas	Adaptaciones al cambio de metabolismo. - Mayor metabolismo general - Menor reserva de lípidos
Conjuntivo	Aumento de fibras ante el esfuerzo físico: - Refuerzo de ligamentos y tendones. - Refuerzo de fibras dérmicas - Refuerzo de otras fibras de sostén - Aumento de riego sanguíneo en zonas de demanda energética	Muy alta. Se recuperan las fibras y las células
Adiposo	Disminución general del tejido adiposo de reserva Adaptación de tejido adiposo en almoadillas de manos y pies
Cartílago	Aumento de resistencia de cartílagos articulares	Escasa o nula. Cicatrizan ante lesiones
Hueso	Reestructuración interna para soportar esfuerzos Aumento de masa ósea implicada en el ejercicio	Alta
Sangre	Aumento de hemoglobina como respuesta la demanda de O2 Aumento del volumen sanguíneo	Muy alta, en constante regeneración
Músculo liso	Aumento en vasos sanguíneos	Alta
Músculo estriado	Aumento de miofibrillas . Engrosamiento de las células Cambio del metabolismo dependiendo del tipo de esfuerzo	Escasa
Músculo cardíaco	Aumento de miofibrillas ante la demanda de esfuerzo cadíaco.	Nula
Nervioso	Modificaciones para la coordinación de movimientos Modificaciones sensitivas adaptadas al ejercicio (visuales, equilibrio, propioceptores)	Se reparan terminaciones nerviosas. Escasa regeneración de neuronas maduras

A modo de resumen, mira el siguiente vídeo.

Recursos web utilizados:

http://images.google.com

http://www.slideshare.net
http://ies.rayuela.mostoles.educa.madrid.org/Publicaciones/ApuntesAnatomiaAplicada/indice.htm