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Estructura del cuerpo humano
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Este curso vamos a estudiar anatomía y fisiología, que son partes de la biología que nos
enseñan cómo es y cómo funciona el cuerpo humano:
ANATOMÍA.- Es el estudio de la estructura y la forma del cuerpo y sus partes, además
de las relaciones entre ellas.
FISIOLOGÍA.- Es el estudio del modo en que funcionan el cuerpo y sus partes.
La anatomía y la fisiología están siempre relacionadas, pues las partes del cuerpo
humano forman una unidad bien organizada y cada una desempeña un papel en el
correcto funcionamiento del organismo como un todo y la estructura determina qué
funciones pueden realizarse.
El cuerpo humano presenta varios niveles de complejidad estructural que podemos
observar de lo más complejo a lo más sencillo o de lo más sencillo a lo más complejo,
como veremos a continuación:
- Los átomos (anexo 1) son los elementos básicos de la materia (carbono, oxígeno,
hidrógeno, nitrógeno…).
- Éstos se unen formando moléculas básicas del cuerpo (agua, grasas, hidratos de
carbono, proteínas,…).
- Las moléculas se organizan en compuestos de varias moléculas.- macromoléculas.
- Éstas forman la célula (anexo 2).- unidad viva básica del
organismo humano.
Existen trillones de células en nuestro cuerpo de diferentes tipos,
lo cual explica la diversidad de sus funciones dentro del
organismo (musculares, nerviosas, sanguíneas, …).
Estructura del cuerpo humano
2
- Las células dan lugar a los tejidos (anexo 3).- conjunto de células del mismo tipo que
desarrollan una función específica.
- La unión de varios tejidos forman los órganos (corazón, pulmones, estómago, …), que
son estructuras compuestas por 2 o más tipos de tejido que desempeñan una función
específica en el cuerpo.
- Los órganos se organizan en aparatos y sistemas.- funcionan de forma coordinada
para cumplir determinadas misiones: soporte (sistema óseo), oxigenación (sistema
respiratorio), nutrición (sistema digestivo)…
Cuando se piensa sobre el hecho de que el cuerpo se compone de miles de millones de
células en actividad casi constante y de que una proporción realmente elevada de dicha
actividad se realiza sin errores, empieza a apreciarse la maravilla que es, en realidad, el
cuerpo humano. La palabra homeostasis describe la capacidad del cuerpo de mantener
unas condiciones internas relativamente estables a pesar del cambio permanente en el
mundo exterior. Es un equilibrio dinámico en el cual las condiciones internas cambian y
varían, pero siempre entre límites relativamente estrechos. El mantenimiento de un
entorno interno constante depende de todos los aparatos y sistemas.
- En total, nuestro
organismo se compone
de once sistemas:
o Tegumentario (piel).
o Esquelético.
o Muscular.
o Nervioso.
o Endocrino.
o Cardiovascular
o Linfático
o Respiratorio.
o Digestivo.
o Urinario.
o Reproductor.
Cuadro resumen 2
Estructura del cuerpo humano
3
Estructura del cuerpo humano
4
Estructura del cuerpo humano
5
Estos sistemas no funcionan de forma aislada, sino que colaboran para mantener el
bienestar de todo el cuerpo:
El sistema tegumentario protege el cuerpo como un todo del entorno externo. Los aparatos
digestivo y respiratorio, en contacto con el entorno externo, absorben nutrientes y oxígeno,
respectivamente, que a continuación la sangre distribuye a todas las células del cuerpo. Los
aparatos urinario, digestivo y respiratorio eliminan los desechos metabólicos del cuerpo.
Anexo 1: Átomos. Estructura del cuerpo humano
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ATOMOS
Están compuestos por 3 partículas subatómicas (en nº y proporción diferente en los
diferentes átomos), las cuales difieren en su masa, carga eléctrica y ubicación. Los protones
tienen carga positiva, los neutrones son neutros y los electrones negativa (cuenta con la
misma fuerza de la carga positiva de los protones). Los protones y neutrones son partículas
pesadas con la misma masa (1 unidad de masa atómica o 1amu) y la masa de los
electrones es tan pequeña que se suele designar como 0 amu.
Los átomos son eléctricamente neutros, por tanto el nº de protones debe estar equilibrado
con el nº de electrones (mismo nº). Los átomos que han ganado o perdido electrones
reciben el nombre de iones.
Los protones y neutrones (los más pesados) se encuentran en el núcleo y los electrones
alrededor moviéndose.
Todos los protones, neutrones y electrones se parecen. Por tanto para formar los diferentes
elementos (de la tabla periódica) los átomos están compuestos por un nº diferente de
protones, neutrones y electrones. El átomo más sencillo y más pequeño, el hidrógeno, tiene
un protón y un electrón (no tiene neutrones).
La carga eléctrica de una partícula es una medida de la capacidad de atraer o repeler otras
partículas cargadas. Las
partículas con la misma
carga se repelen, y las
que tienen distinta carga
(+ con -) se atraen. Las
partículas neutras no son
atraídas ni repelidas por
las partículas con carga.
protón
electrón
Anexo 1: Átomos. Estructura del cuerpo humano
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ANATOMÍA DE UNA CÉLULA TIPO.- Las células tienen unas partes básicas y ciertas funciones comunes a todas ellas.
Anexo 2: La célula. Estructura del cuerpo humano
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Las células están formadas en su mayoría de 4 elementos: carbono, oxígeno, hidrógeno
y nitrógeno (forma principalmente proteínas). Son agua en alrededor de un 60%, que es
uno de los motivos por los que el agua es fundamental para la vida. Las células, a su vez
están bañadas en una solución salina diluida (algo parecido al agua marina) llamada líquido
intersticial, derivado de la sangre. Todos los intercambios entre células y sangre se realizan
a través de este líquido.
La longitud de las células varía de forma notable, desde 2 micrómetros en el caso de la más
pequeña hasta 1 metro o más en el caso de las células nerviosas que hacen que puedas
mover los dedos de los pies. Tienen además formas y funciones muy diferentes.
Todas las células tienen 3 partes principales: núcleo, membrana plasmática (límite
exterior de la célula) y citoplasma.
- El núcleo.- es el centro de control. Contiene los genes. El material genético (ADN)
contiene todas las instrucciones necesarias para construir el cuerpo entero, para
construir proteínas. También es imprescindible para la reproducción de las células.
- La membrana plasmática.- está formada por una bicapa lipídica, principalmente de
fosfolípidos. Tienen forma de piruleta con 2 colas. La parte de las colas (parte
hidrofóbica) está hacia el interior de la membrana y en contacto con el interior y exterior
de la célula están las cabezas (hidrofílicas.- que aman el agua). Esta estructura hace
que la parte interna de la membrana evite el agua. Cuando la membrana se perfora se
vuelve a sellar rápidamente. Así la membrana es relativamente impermeable a la
mayoría de las moléculas solubles en agua. Atravesando la membrana hay diferentes
proteínas (enzimas, receptores de hormonas u otros mensajeros químicos, zonas con
funciones de transporte,…) que van a servir para realizar las comunicaciones entre
interior y exterior de la célula. En las membranas plasmáticas también puede haber
diferentes formas de unión entre células más o menos fuertes. También puede haber
microvellosidades (pequeñas proyecciones en forma de dedo) que aumentan
enormemente el área de la superficie celular destinada a la absorción, por lo que los
procesos pueden producirse en mucho menos tiempo.
Anexo 2: La célula. Estructura del cuerpo humano
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- El citoplasma.- lugar donde se realizan la mayor parte de las actividades de la célula.
El citosol es el fluido semitransparente en el que flotan los demás elementos: orgánulos
e inclusiones (pueden estar presentes o no, dependiendo del tipo de célula. Pueden ser
nutrientes y productos celulares almacenados. Incluyen las gotitas de lípidos comunes
en las células grasas, el glucógeno en las células hepáticas y musculares, los pigmentos
como la melanina en las células de la piel y cabello, las mucosidades y otros productos
de secreción, …).
- Orgánulos citoplasmáticos.- componentes celulares especializados en diferentes
funciones para mantener viva a la célula:
o Mitocondria.- tiene una doble membrana. La exterior lisa y la interior con crestas.
Son las centrales energéticas de la célula: se forma ATP en presencia de oxígeno.
Se replican partiéndose en 2.
o Ribosomas.- es donde se sintetizan las proteínas. Algunos flotan con libertad en el
citoplasma, donde fabrican las proteínas que operan en el propio citoplasma. Otros
se unen a membranas formando el retículo endoplasmático rugoso.
o Retículo endoplasmático (RE).- es un sistema de cisternas (túbulos y canales)
rellenas de líquido en el citoplasma. Suponen aproximadamente la mitad de la
membrana celular. Proporcionan una red de canales para el transporte de
sustancias (especialmente proteínas) de una parte de la célula a otra.
RErugoso.- se llama así porque está jalonado de ribosomas. Fábrica de la
membrana celular. Fabrica y exporta productos a partir de proteínas.
REliso.- se comunica con el rugoso, no juega ningún papel en la síntesis
de proteínas. Interviene en el metabolismo de los lípidos (colesterol,
síntesis de grasas y su rotura) y en la desintoxicación de medicinas y
pesticidas. Hay mucho en las células hepáticas.
Anexo 2: La célula. Estructura del cuerpo humano
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o Aparato de Golgi.- pila de sacos membranosos aplastados asociados con
montones de vesículas minúsculas. Su función principal es modificar y empaquetar
proteínas (enviadas desde el RER mediante vesículas de transporte) de maneras
específicas, dependiendo de su destino final. A medida que se acumulan proteínas
en el AG, los sacos se hinchan. Entonces estallan formando vesículas de secreción
que viajan hasta la membrana plasmática, se unen a ella, se rompe y el contenido
sale al exterior de la célula.
o Lisosomas.- son sacos membranosos que contienen enzimas digestivas
poderosas. Surgen brotando del aparato de Golgi. Son capaces de digerir
estructuras celulares gastadas o no utilizables y la mayoría de las sustancias
extrañas que entran en la célula. Abundantes en los fagocitos (se deshacen de las
bacterias y de restos de células).
o Peroxisomas.- sacos membranosos que contienen poderosas enzimas que
utilizan oxígeno molecular (02) para desintoxicar numerosas sustancias dañinas o
venenosas y a los radicales libres (sustancias químicas muy reactivas con
electrones desparejados que pueden modificar la estructura de las proteínas y los
ácidos nucleicos). Abundantes en las células hepáticas y renales, muy activas en la
desintoxicación. Se replican partiéndose en 2.
o Centriolos.- se encuentran emparejados cerca del núcleo. Con forma de
bastoncillo situados en ángulo recto uno respecto del otro, internamente
compuestos por finos microtúbulos. Forman el huso mitótico durante la división
celular.
.
Anexo 2: La célula. Estructura del cuerpo humano
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Existen unos 200 tipos diferentes de células que varían mucho en tamaño, forma y función
Transportan 02. Sin núcleo.
Literalmente sacos de
hemoglobina. La mayoría de los
orgánulos han sido expulsados
en su formación y maduración.
Se encuentra a lo largo de las
fibras, parecidas a cables ,que
secreta. Abundante RErugoso
y Aparato de Golgi para
fabricar y secretar los
componentes proteínicos
básicos de esas fibras.
Células alargadas, llenas
de filamentos contráctiles,
de modo que se pueden
acortar y mover huesos o
cambiar el tamaño de
órganos internos.
Tiene abundantes filamentos
intermedios que evitan los
desgarros por roces o tirones.
La enorme forma
esférica de una célula
grasa está producida por
una gran gotita de lípido
existente en su
citoplasma.
Extiende sus largos seudópodos
para arrastrarse por los tejidos y
alcanzar los lugares donde haya
una infección. La gran cantidad
de lisosomas que tiene esta célula
digiere los microorganismos
infecciosos que captura.
Mediante largas
prolongaciones recibe y
transmite mensajes a
otras estructuras del
cuerpo.
Su forma está concebida para
nadar hacia el óvulo y
fertilizarlo. Su flagelo actúa
como un látigo móvil que
propulsa al espermatozoide.
Anexo 2: La célula. Estructura del cuerpo humano
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TRANSPORTE DE MEMBRANA
El medio líquido a ambos lados de la membrana plasmática es un ejemplo de solución
(mezcla homogénea de 2 o más componentes). La sustancia presente en mayor cantidad
es el disolvente y las sustancias presentes en cantidades más pequeñas son los solutos.
Los solutos de una solución son tan minúsculos que no se depositan. El líquido intracelular
es una solución que contiene pequeñas cantidades de gases (02 y C02), nutrientes y
sales. El líquido intersticial, que baña continuamente el exterior de nuestras células puede
imaginarse como una “sopa” que contiene miles de ingredientes: nutrientes (aminoácidos,
azúcares, ácidos grasos, vitaminas), sustancias reguladoras como las hormonas,
neurotransmisores, sales y productos de desecho. Para seguir estando sana, cada célula
debe extraer de esta “sopa” la cantidad exacta de las sustancias que necesita en
momentos específicos y rechazar el resto.
La membrana plasmática es una barrera selectivamente permeable, es decir, que permite
que algunas sustancias pasen y otras no. Así, permite que los nutrientes entren en la
célula pero mantiene fuera muchas sustancias indeseables. Al mismo tiempo, las valiosas
proteínas celulares y otras sustancias se mantienen dentro de la célula, mientras que a las
de desecho se les permite salir.
El movimiento de sustancias a través de la membrana plasmática ocurre básicamente de
2 maneras: pasiva (sin gasto de energía) o activamente (con gasto de energía: ATP).
Transporte pasivo: muy importante ya que se ahorra gran cantidad de energía al
movilizar el agua, la glucosa, el oxígeno, el dióxido de carbono, vitales en el
funcionamiento óptimo de la célula.
- Difusión.- es el proceso por el que las moléculas se desplazan de una zona en la que
están más concentrados (más numerosos) a otra zona en la que están menos
concentrados. La velocidad de la difusión se ve afectada por el tamaño de las moléculas
(más rápidas cuanto más pequeñas) y por la temperatura (más rápido cuanto más
caliente).
- Difusión simple.- difusión no asistida de solutos que son o bien solubles en grasas (grasas,
vitaminas liposolubles, oxígeno, dióxido de carbono) o son suficientemente pequeños
como para pasar por los poros de la membrana.
Anexo 2: La célula. Estructura del cuerpo humano
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- Difusión facilitada.- las partículas demasiado grandes (glucosa..) para pasar por los poros
de membrana pasarán a través de un canal de proteínas en la membrana, o bien a través
de una molécula de proteína que actúa como transportadora.
- Osmosis.- difusión del agua a través de la membrana. Pasa fácilmente a través de poros
especiales llamados aquaporinas (proteína específica). La osmosis hacia dentro y hacia
fuera de las células está ocurriendo todo el tiempo.
- Filtración.- va de donde hay más presión a donde hay menos presión.
Procesos de transporte activo
Con gasto de ATP, ya que o bien son moléculas demasiado grandes, que no haya
proteínas transportadoras especiales para su transporte, puede que tenga que moverse en
contra del gradiente de concentración...
2 formas: transporte activo y transporte vesicular.
Anexo 2: La célula. Estructura del cuerpo humano
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- Transporte activo.- por
medio de una proteína
transportadora pero con
gasto de ATP.
- Transporte vesicular:
o Exocitosis (hacia fuera): es el medio por el que las células secretan activamente
hormonas, mucosidad y otros productos celulares o expulsan ciertos desechos
celulares. El producto que se va a liberar se “empaqueta” en una pequeña vesícula o
saco (suele realizarlo el aparato de Golgi), el cual emigra a la membrana plasmática y
se une a ella, rompiéndose y derramando todo el contenido del saco fuera de la célula.
o Endocitosis (hacia dentro): absorbe sustancias extracelulares metiéndolas en una
pequeña vesícula membranosa, se separa de la membrana plasmática y se desplaza
hacia el citoplasma, donde se une con un lisosoma y sus contenidos son digeridos.
Ejemplo:
Anexo 3: Los tejidos. Estructura del cuerpo humano
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LOS TEJIDOS
El cuerpo humano comienza como una sola célula (el óvulo fertilizado), que se divide sin
parar. Los millones de células resultantes se especializan para funciones concretas, lo cual
conlleva ciertos riesgos, ya que cuando un grupo pequeño de células es indispensable, su
pérdida puede incapacitar o incluso destruir el cuerpo (por ejemplo, si fallan las células
cardiacas puede provocar la muerte).
Los grupos de células que tienen estructura y funciones parecidas se denominan tejidos.
Los 4 tipos de tejido primario son el epitelial, conectivo, muscular y nervioso. La mayoría
de los órganos contienen varios tipos de tejido.
Tejido epitelial
- Es el tejido de recubrimiento (cubre todas las
superficies del cuerpo) y glandular (forma varias
glándulas del organismo).
- Entre las funciones del epitelio se encuentran la
protección, absorción, filtración y secreción.
- Las células del tejido epitelial se sitúan muy juntas
para formar láminas continuas.
- Las membranas siempre tienen un borde o superficie
libre expuesta al exterior del cuerpo o a la cavidad de
un órgano interno (algunas son lisas y suaves y otras
muestran microvellosidades o cilios).
- La parte inferior del tejido epitelial reposa sobre una
membrana basal.
- No tienen suministro propio de sangre y dependen de
la difusión desde los capilares del tejido conectivo
subyacente para abastecerse de nutrientes y oxígeno.
- Si están bien nutridas, las células del tejido epitelial se
regeneran con facilidad.
Anexo 3: Los tejidos. Estructura del cuerpo humano
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- Tipos de tejido epitelial: a cada epitelio se le adjudican 2 nombres: el 1º indica el nº de
capas celulares. El 2º describe la forma.
- Por las capas puede ser epitelio simple (1 capa) o estratificado (varias capas: sirven
principalmente para proteger) y por la forma pueden ser células escamosas (aplanadas),
cuboidales (forma de cubo) y columnares (forma de columna). Los epitelios estratificados
se nombran por las células en la superficie libre.
Epitelio simple escamoso.- es una capa única de
células escamosas delgadas estrechamente unidas
y que reposan sobre una membrana basal.
Normalmente forma membranas donde se
produce la filtración o intercambio de sustancias
por difusión rápida: sacos aéreos de los
pulmones, capilares, membranas serosas (que
recubren la cavidad ventral del organismo y
cubren los órganos de esa cavidad)
Epitelio simple cuboidal.- una capa de células
cuboidales que reposa sobre una membrana
basal. Aparece con frecuencia en las glándulas y
sus conductos (ej: glándulas salivares y
páncreas), tubos del riñón, ovarios..
Epitelio simple columnar.- una capa de
células altas que se ajustan muy bien entre sí.
Se encuentra en toda la longitud del tracto
digestivo desde el estómago hasta el ano.
Anexo 3: Los tejidos. Estructura del cuerpo humano
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- Los epitelios estratificado cuboidal y columnar son bastante infrecuentes y aparecen
sobre todo en los conductos de las grandes glándulas.
Tejido conectivo
- Conecta entre sí las distintas partes del cuerpo, encontrándose en cualquier parte del
organismo. Es el tipo de tejido más abundante y ampliamente distribuido. Sus funciones
principales son: proteger, hacer de soporte y unir entre sí otros tejidos corporales.
- Características comunes del tejido conectivo:
o La mayoría están bien vascularizados, pero hay excepciones (los tendones y
ligamentos riego pobre y cartílagos avasculares, por ello curan muy lentamente
cuando sufren daños).
Epitelio pseudoestratificado columnar.-
todas las células se situan encima de una
membrana basal, sin embargo, algunas de
sus células son más cortas que otras y sus
núcleos aparecen a distinta altura. Sobre
todo para funciones de absorción y
secreción. Una variedad ciliada recubre la
mayor parte del tracto respiratorio.
Falsa impresión de que está
estratificado (varias capas)
Epitelio estratificado escamoso.- es el más
común del organismo. Las células en el
borde libre son escamosas, mientras que las
que se hallan próximas a la membrana
basal son columnares o cuboidales. Se
encuentran en lugares que reciben bastante
fricción o maltrato: esófago, boca, piel..
Anexo 3: Los tejidos. Estructura del cuerpo humano
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o Matriz extracelular.- los tejidos conectivos están formados por tipos muy diferentes
de células y cantidades variables de una sustancia no viva que se encuentra en el
exterior de las células y que es secretada por éstas, llamada matriz extracelular.
Está formada por agua, proteínas de adhesión (sirven para que las células se
adhieran a las fibras de la matriz), por diferentes tipos de fibras (colágeno, fibras
elásticas, ..), polisacáridos (atrapan agua y cuanta mayor cantidad relativa, hace
que tenga la consistencia de un gel pudiendo llegar a tener la consistencia de una
roca), …
- Tipos de tejido conectivo (desde el más rígido al más blando): hueso, cartílago, tejido
conectivo denso o fibroso, tejido conectivo laxo y la sangre.
o Los huesos y cartílagos tienen muy pocas células y grandes cantidades de matriz
dura, lo que les hace ser extremadamente fuertes.
o El cartílago es menos duro y más flexible que el hueso. Se encuentra en unas
pocas partes del organismo. El más extendido es el cartílago hialino, que tiene una
gran cantidad de fibras de colágeno. Forma estructuras de soporte de la laringe,
une las costillas al esternón y recubre los finales de muchos huesos en las
articulaciones. Otros tipos de cartílago son el fibrocartílago, con una alta capacidad
de compresión (en discos intervertebrales) y el cartílago elástico que se encuentra
allí donde se necesite una estructura con elasticidad (ej:orejas).
o Tejido conectivo denso.- tiene fibras de colágeno como principal elemento de su
matriz. Forma los tendones y ligamentos y también se encuentra en la dermis.
o Tejido conectivo laxo.- son más suaves y tienen más células y menos fibras.
Tipos:
Tejido areolar.- Está por debajo de todas las membranas mucosas. Es el
más abundante. Es un tejido suave, flexible y parecido a las telas de araña
Anexo 3: Los tejidos. Estructura del cuerpo humano
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que acolcha y protege los órganos corporales envolviéndolos,
manteniéndolos unidos y en sus posiciones adecuadas.
. Su matriz líquida contiene agua, fibras de todo tipo y sales. Las células
obtienen sus nutrientes de ese líquido, así como depositan sus residuos.
Cuando una zona del cuerpo está inflamada, adquiere un aspecto
hinchado (edema).
Muchos tipos de fagocitos se mueven por este tejido, en busca de
bacterias, células muertas y otros restos, que destruyen.
Tejido adiposo (grasa).- tejido areolar en el que predominan las células
adiposas (una brillante gotita de aceite ocupa la mayor parte del volumen
de la célula). Protege de golpes, calor y frío extremos, es almacén de
combustible.
o La sangre.- se considera un tejido conectivo porque consiste en células
sanguíneas rodeadas de una matriz fluida y no viva (el plasma).
- Los tejidos muscular y nervioso se tratarán en otros temas.
- La capacidad de los distintos tipos de tejido para regenerarse varía mucho. Los tejidos
epiteliales como la epidermis cutánea y las membranas mucosas se regeneran de forma
sorprendente (el tejido dañado es sustituido por el mismo tipo de células). También lo
hacen la mayoría de los tejidos conectivos y el óseo. El músculo esquelético se
regenera mal (si lo hace) y el músculo cardíaco y el tejido nervioso dentro del cerebro y
de la médula espinal son sustituidos en gran parte por tenido cicatricial. El tejido
cicatricial es fuerte, pero le falta la flexibilidad de la mayoría de los tejidos normales. Tal
vez más importante es su incapacidad de realizar las funciones normales del tejido al
que sustituye, perjudicando gravemente el funcionamiento de ese órgano.
