BiologíaLa biología (del griego «βιος» bios, vida, y «λογος» logos, estudio) es una de las ciencias naturales que tiene como objeto de estudio la materia viva y más especificamente su origen y evolución; así como de su propiedades (génesis, nutrición, morfogénesis, reproducción, patogenia, etc.). La biología se ocupa tanto de la descripción de las características y los comportamientos de los organismos individuales, como de las especies en su conjunto, así como de la reproducción de los seres vivos y de las interacciones entre ellos y el entorno. En otras palabras, se preocupa de la estructura y la dinámica funcional comunes a todos los seres vivos con el fin de establecer las leyes generales que rigen la vida orgánica y los principios explicativos fundamentales de ésta.

La palabra biología en su sentido moderno parece haber sido introducida independientemente por Gottfried Reinhold Treviranus (Biologie oder Philosophie der lebenden Natur, 1802) y por Jean-Baptiste Lamarck (Hydrogéologie, 1802). Generalmente se dice que el término fue acuñado en 1800 por Karl Friedrich Burdach, aunque se menciona en el título del tercer volumen de Philosophiae naturalis sive physicae dogmaticae: Geologia, biologia, phytologia generalis et dendrologia, por Michael Christoph Hanov publicado en 1766.

La biología abarca un amplio espectro de campos de estudio que a menudo se tratan como disciplinas independientes. Juntas, estudian la vida en un amplio campo de escalas. La vida se estudia a escala atómica y molecular en la biología molecular, en la bioquímica y en la genética molecular. Desde el punto de vista celular, se estudia en la biología celular, y a escala multicelular, se estudia en la fisiología, la anatomía y la histología. La biología del desarrollo estudia el desarrollo o la ontogenia de un organismo individual.

Ampliando el campo a más de un organismo, la genética trata el funcionamiento de la herencia de los padres a su descendencia. La etología trata el comportamiento de los grupos, esto es, de más de un individuo. La genética de poblaciones observa una población entera y la sistemática trata los linajes entre especies. Las poblaciones interdependientes y sus hábitats se examinan en la ecología y la biología evolutiva. Un nuevo campo de estudio es la astrobiología (o xenobiología), que estudia la posibilidad de la vida más allá de la Tierra.

Las clasificaciones de los seres vivos son muy numerosas, se proponen, desde la tradicional división en dos reinos establecida por Linneo en el siglo XVII, entre animales y plantas, hasta las propuestas actuales de los sistemas cladísticos con tres dominios que comprenden más de 20 reinos.

La biología estudia la variedad de formas de vida. En sentido horario: E. coli, Sauce japonés, gacela, y escarabajo Goliath.T

Historia de la biología

La biología se ha desarrollado a lo largo del tiempo gracias a los aportes de notables investigadores que dedicaron su vida al estudio de la naturaleza.

Entre los más destacados se encuentra el filósofo griego Aristóteles. Fue el más grande naturalista de la Antigüedad, estudió y describió más de 500 especies animales; estableció la primera clasificación de los organismos que no fue superada hasta el siglo XVIII por Carl Linné.

Carl Linné estableció una clasificación de las especies conocidas hasta entonces, basándose en el concepto de especie como un grupo de individuos semejantes, con antepasados

comunes. Agrupó a las especies en géneros, a éstos en órdenes y, finalmente, en clases, considerando sus características.

Estrechamente vinculado con el aspecto taxonómico, Linneo propuso el manejo de la nomenclatura binominal, que consiste en asignar a cada organismo dos palabras en latín, un sustantivo para el género y un adjetivo para la especie, lo que forma el nombre científico que debe subrayarse o destacarse con otro tipo de letra en un texto. El nombre científico sirve para evitar confusiones en la identificación y registro de los organismos.

Otro científico que hizo una gran contribución a la biología fue Charles Darwin, autor del libro denominado El Origen de las Especies. En él expuso sus ideas sobre la evolución de las especies por medio de la selección natural. Esta teoría originó, junto con la teoría celular y la de la herencia biológica, la integración de la base científica de la biología actual.

La herencia biológica fue estudiada por Gregor Mendel, quien hizo una serie de experimentos para estudiar cómo se heredan las características de padres a hijos, con lo que asentó las bases de la Genética. Uno de sus aciertos fue elegir chícharos para realizar sus experimentos, estos organismos son de fácil manejo ocupan poco espacio, se reproducen con rapidez, muestran características fáciles de identificar entre los padres e hijos y no son producto de una combinación previa.

Por otra parte, Louis Pasteur demostró la falsedad de la hipótesis de la generación espontánea al comprobar que un ser vivo procede de otro. El suponía que la presencia de los microorganismos en el aire ocasionaba la descomposición de algunos alimentos y que usando calor sería posible exterminarlos, este método recibe actualmente el nombre de pasterización o pasteurización.

Pasteur asentó las bases de la bacteriología, investigó acerca de la enfermedad del gusano de seda; el cólera de las gallinas y, desarrolló exitosamente la vacuna del ántrax para el ganado y la vacuna antirrábica.

Alexandr Ivánovich Oparin, en su libro El origen de la vida sobre la Tierra (1936) dio una explicación de cómo pudo la materia inorgánica transformarse en orgánica y cómo esta última originó la materia viva.

James Watson y Francis Crick elaboraron un modelo de la estructura del ácido desoxirribonucleico, molécula que controla todos los procesos celulares tales como la alimentación, la reproducción y la transmisión de caracteres de padres a hijos. La molécula de DNA consiste en dos bandas enrolladas en forma de doble hélice, esto es, parecida a una escalera enrollada.

Entre los investigadores que observaron el comportamiento animal destaca Konrad Lorenz quien estudió un tipo especial de aprendizaje conocido como impresión o impronta. Para verificar si la conducta de las aves de seguir a su madre es aprendida o innata, Lorenz graznó y caminó frente a unos patitos recién nacidos, mismos que lo persiguieron, aun cuando les brindó la oportunidad de seguir a su madre o a otras aves. Con esto Lorenz demostró que la conducta de seguir a su madre no es innata sino aprendida.

Principios de la biología

A diferencia de la física, la biología no suele describir sistemas biológicos en términos de objetos que obedecen leyes físicas inmutables descritas por las matemáticas. No obstante, la biología se caracteriza por seguir algunos principios y conceptos de gran importancia, entre los que se incluyen: la universalidad, la evolución, la diversidad, la continuidad, la homeóstasis y las interacciones.

Universalidad: bioquímica, células y el código genético

Representación esquemática de la molécula de ADN, la molécula portadora de la información genética.Artículo principal: Vida

Hay muchas constantes universales y procesos comunes que son fundamentales para conocer las formas de vida. Por ejemplo, todas las formas de vida están compuestas por células, que están basadas en una bioquímica común, que es la química de los seres vivos. Todos los organismos perpetúan sus caracteres hereditarios mediante el material genético, que está basado en el ácido nucleico ADN, que emplea un código genético universal. En la biología del desarrollo, la característica de la universalidad también está presente: por ejemplo, el desarrollo temprano del embrión sigue unos pasos básicos que son muy similares en mucho organismos metazoos.

Evolución: el principio central de la biología

Uno de los conceptos centrales de la biología es que toda vida desciende de un origen común que ha seguido el proceso de la evolución. De hecho, esta es una de las razones por la que los organismos biológicos exhiben una semejanza tan llamativa en las unidades y procesos que se han discutido en la sección anterior. Charles Darwin estableció la credibilidad de la teoría de la evolución al articular el concepto de selección natural (a Alfred Russell Wallace se le suele reconocer como codescubridor de este concepto). Con la llamada síntesis moderna de la teoría evolutiva, la deriva genética fue aceptada como otro mecanismo fundamental implicado en el proceso.

Se llama filogenia al estudio de la historia evolutiva y las relaciones genealógicas de las estirpes. Las comparaciones de secuencias de ADN y de proteínas, facilitadas por el desarrollo técnico de la biología molecular y de la genómica, junto con el estudio comparativo de fósiles u otros restos paleontológicos, generan la información precisa para el análisis filogenético. El esfuerzo de los biólogos por abordar científicamente la comprensión y la clasificación de la diversidad de la vida, han dado lugar al desarrollo de diversas escuelas en competencia, como la fenética, que puede considerarse superada, o la cladística. No se discute que el desarrollo muy reciente de la capacidad de descifrar sobre bases sólidas la filogenia de las especies, está catalizando una nueva fase de gran productividad en el desarrollo de la biología.

Diversidad: variedad de organismos vivos

Árbol filogenético de los seres vivos basado en datos sobre su rARN. Los tres reinos principales de seres vivos aparecen claramente diferenciados: bacterias, archaea, y eucariotas tal y como fueron descritas inicialmente por Carl Woese. Otros árboles basados en datos genéticos de otro tipo resultan similares pero pueden agrupar algunos organismos en ramas ligeramente diferentes, presumiblemente debido a la rápida evolución del rARN. La relación exacta entre los tres grupos principales de organismos permanece todavía como un importante tema de debate.A pesar de la unidad subyacente, la vida exhibe una asombrosa diversidad en morfología, comportamiento y ciclos vitales. Para afrontar esta diversidad, los biólogos intentan clasificar todas las formas de vida. Esta clasificación científica refleja los árboles evolutivos (árboles filogenéticos) de los diferentes organismos. Dichas clasificaciones son competencia de las disciplinas de la sistemática y la taxonomía. La taxonomía sitúa a los organismos en grupos llamados taxa, mientras que la sistemática trata de encontrar sus relaciones.

Tradicionalmente, los seres vivos se han venido clasificando en cinco reinos:

Monera —

Protista —

Fungi —

Plantae —

Animalia

Sin embargo, actualmente este sistema de cinco reinos se cree desfasado. Entre las ideas más modernas, generalmente se acepta el sistema de tres dominios:

Archaea (originalmente Archaebacteria) —

Bacteria (originalmente Eubacteria) —

Eucariota

Estos ámbitos reflejan si las células poseen núcleo o no, así como las diferencias en el exterior de las células. Hay también una serie de "parásitos" intracelulares que, en términos de actividad metabólica son cada vez menos vivos:

Virus —

Viroides —

Priones

El reciente descubrimiento de una nueva clase de virus, denominado Mimivirus, ha causado que se proponga la existencia de un cuarto dominio debido a sus características particulares, en el que por ahora solo estaría incluído ese organismo.

Continuidad: el antepasado común de la vida

Se dice que un grupo de organismos tiene un antepasado común si tiene un ancestro común. Todos los organismos existentes en la Tierra descienden de un ancestro común o, en su caso, de recursos genéticos ancestrales. Este último ancestro común universal, esto es, el ancestro común más reciente de todos los organismos, se cree que apareció hace alrededor de 3.500 millones de años (véase origen de la vida).

La noción de que "toda vida proviene de un huevo" (del latín "Omne vivum ex ovo") es un concepto fundacional de la biología moderna, y viene a decir que siempre ha existido una continuidad de la vida desde su origen inicial hasta la actualidad. En el siglo XIX se pensaba que las formas de vida podían aparecer de forma espontánea bajo ciertas condiciones (véase abiogénesis). Los biólogos consideran que la universalidad del código genético es una prueba definitiva a favor de la teoría del descendiente común universal (DCU) de todas las bacterias, archaea, y eucariotas (véase sistema de tres dominios).

Homeostasis: adaptación al cambio

La homeostasis es la propiedad de un sistema abierto para regular su medio interno para mantener unas condiciones estables, mediante múltiples ajustes de equilibrio dinámico controlados por mecanismos de regulación interrelacionados. Todos los organismos vivos, sean unicelulars o pluricelulares tienen su propia homeostasis. Por poner unos ejemplos, la homeostasis se manifesta celularmente cuando se mantiene una acidez interna estable (pH); a nivel de organismo, cuando los animales de sangre caliente mantienen una temperatura

corporal interna constante; y a nivel de ecosistema, al consumir dióxido de carbono las plantas regulan la concentración de esta molécula en la atmósfera. Los tejidos y los órganos también pueden mantener su propia homeostasis.

Interacciones: grupos y entornos

Simbiosis entre un pez payaso del género de los Amphipriones y las anémonas de mar. El pez protege a las anémonas de otros peces comedores de anémonas mientras que los tentáculos de las anémonas protegen al pez payaso de sus depredadores.Todos los seres vivos interactúan con otros organismos y con su entorno. Una de las razones por las que los sistemas biológicos pueden ser difíciles de estudiar es que hay demasiadas interacciones posibles. La respuesta de una bacteria microscópica a la concentración de azúcar en su medio (en su entorno) es tan compleja como la de un león buscando comida en la sabana africana. El comportamiento de una especie en particular puede ser cooperativo o agresivo; parasitario o simbiótico. Los estudios se vuelven mucho más complejos cuando dos o más especies diferentes interactúan en un mismo ecosistema; el estudio de estas interacciones es competencia de la ecología.

Alcance de la biología

La biología se ha convertido en una iniciativa investigadora tan vasta que generalmente no se estudia como una única disciplina, sino como un conjunto de subdisciplinas. Aquí se considerarán cuatro amplios grupos.

El primero de ellos consta de disciplinas que estudian las estructuras básicas de los sistemas vivos: células, genes, etc.;

el segundo grupo considera la operación de estas estructuras a nivel de tejidos, órganos y cuerpos; una tercera agrupación tiene en cuenta los organismos y sus historias; la última constelación de disciplinas está enfocada a las interacciones.

Sin embargo, es importante señalar que estos límites, agrupaciones y descripciones son una descripción simplificada de la investigación biológica. En realidad los límites entre disciplinas son muy inseguros y, frecuentemente, muchas disciplinas se prestan técnicas las unas a las otras. Por ejemplo, la biología de la evolución se apoya en gran medida de técnicas de la biología molecular para determinar las secuencias de ADN que ayudan a comprender la variación genética de una población; y la fisiología toma préstamos abundantes de la biología celular para describir la función de sistemas orgánicos.

Estructura de la vida

Esquema de una tipica célula animal con sus orgánulos y estructurasArtículos principales: Biología molecular, Biología celular, Genética, Biología del desarrollo, Bioquímica

La biología molecular es el estudio de la biología a nivel molécular. El campo se solapa con otras áreas de la biología, en particular con la genética y la bioquímica. La biología molecular trata principalmente de comprender las interacciones entre varios sistemas de una célula, incluyendo la interrelación de la síntesis de proteínas de ADN y ARN y del aprendizaje de cómo se regulan estas interacciones.

La biología celular estudia las propiedades fisiológicas de las células, así como sus comportamientos, interacciones y entorno; esto se hace tanto a nivel microscópico como molecular. La biología celular investiga los organismos unicelulares como bacterias y células especializadas de organismos pluricelulares como los humanos.

La comprensión de la composición de las células y de cómo funcionan éstas es fundamental para todas las ciencias biológicas. La apreciación de las semejanzas y diferencias entre tipos de células es particularmente importante para los campos de la biología molecular y celular. Estas semejanzas y diferencias fundamentales permiten unificar los principios aprendidos del estudio de un tipo de célula, que se puede extrapolar y generalizar a otros tipos de células.

La genética es la ciencia de los genes, herencia y la variación de los organismos. En la investigación moderna, la genética proporciona importantes herramientas de investigación de la función de un gen particular, esto es, el análisis de interacciones genéticas. Dentro de los organismos, generalmente la información genética se encuentra en los cromosomas, y está representada en la estructura química de moléculas de ADN particulares.

Los genes codifican la información necesaria para sintetizar proteínas, que a su vez, juegan un gran papel influyendo (aunque, en muchos casos, no lo determinan completamente) el fenotipo final del organismo.

La biología del desarrollo estudia el proceso por el que los organismos crecen y se desarrollan. Con origen en la embriología, la biología del desarrollo actual estudia el control genético del crecimiento celular, la diferenciación celular y la morfogénesis, que es el proceso por el que se llega a la formación de los tejidos, de los órganos y de la anatomía.

Los organismos modelo de la biología del desarrollo incluyen el gusano redondo Caenorhabditis elegans, la mosca de la fruta Drosophila melanogaster, el pez cebra Brachydanio rerio, el ratón Mus musculus, y la hierba Arabidopsis thaliana.

Fisiología de los organismos

La fisiología estudia los procesos mecánicos, físicos y bioquímicos de los organismos vivos, e intenta comprender cómo funcionan todas las estructuras como una unidad. El funcionamiento de las estructuras es un problema capital en biología.

Tradicionalmente se han dividido los estudios fisiológicos en fisiología vegetal y fisiología animal aunque los principios de la fisiología son universales, no importa que organismo particular se está estudiando. Por ejemplo, lo que se aprende de la fisiología de una célula de levadura puede aplicarse también a células humanas.

El campo de la fisiología animal extiende las herramientas y los métodos de la fisiología humana a las especies animales no humanas. La fisiología vegetal también toma prestadas técnicas de los dos campos.

La anatomía es una parte importante de la fisiología y considera cómo funcionan e interactúan los sistemas orgánicos de los animales como el sistema nervioso, el sistema inmunológico, el sistema endocrino, el sistema respiratorio y el sistema circulatorio. El estudio de estos sistemas se comparte con disciplinas orientadas a la medicina, como la neurología, la inmunología y otras semejantes. La anatomía comparada estudia los cambios morfofisiológicos que han ido experimentando las especies a lo largo de su historia evolutiva, valiéndose para ello de las homologías existentes en las especies actuales y el estudio de restos fósiles.

Por otra parte, más allá del nivel de organización organísmico, la Ecofisiología estudia los procesos fisiológicos que tienen lugar en las interacciones entre organismos, a nivel de

comunidades y ecosistemas, así como de las interrelaciones entre los sistemas vivos y los inertes (como por ejemplo el estudio de los Ciclos biogeoquímicos o los intercambios biosfera-atmósfera).

Diversidad y evolución de los organismos

En el campo de la genética de poblaciones la evolución de una población de organismos puede representarse como un recorrido en un espacio de adaptación. Las flechas indican el flujo de la población sobre el espacio de adaptación y los puntos A, B y C representarían máximos de adaptabilidad locales. La bola roja indica una población que evoluciona desde una baja adaptación hasta la cima de uno de los máximos de adaptación.Artículos principales: Biología de la evolución, Botánica, Zoología

La biología de la evolución trata el origen y la descendencia de las especies, así como su cambio a lo largo del tiempo, esto es, su evolución.

La biología de la evolución es un campo global porque incluye científicos de diversas disciplinas tradicionalmente orientadas a la taxonomía. Por ejemplo, generalmente incluye científicos que tienen una formación especializada en organismos particulares, como la teriología, la ornitología o la herpetología, aunque usan estos organismos como sistemas para responder preguntas generales de la evolución. Esto también incluye a los paleontólogos que a partir de los fósiles responden preguntas acerca del modo y el tempo de la evolución, así como teóricos de áreas tales como la genética poblacional y la teoría de la evolución. En los años 90 la biología del desarrollo hizo una reentrada en la biología de la evolución desde su exclusión inicial de la síntesis moderna a través del estudiode la biología evolutiva del desarrollo. Algunos campos relacionados que a menudo se han considerado parte de la biología de la evolución son la filogenia, la sistemática y la taxonomía.

La dos disciplinas tradicionales orientadas a la taxonomía más importantes son la botánica y la zoología. La botánica es el estudio científico de las plantas. La botánica cubre un amplio rango de disciplinas científicas que estudian el crecimiento, la reproducción, el metabolismo, el desarrollo, las enfermedades y la evolución de la vida de la planta.

La zoología es la disciplina que trata el estudio de los animales, incluyendo la fisiología, la anatomía y la embriología. La genética común y los mecanismos de desarrollo de los animales y las plantas se estudia en la biología molecular, la genética molecular y la biología del desarrollo. La ecología de los animales está cubierta con la ecología del comportamiento y otros campos.

Clasificación de la vida

El sistema de clasificación dominante se llama taxonomía de Linneo, e incluye rangos y nomenclatura binomial. El modo en que los organismos reciben su nombre está gobernado por acuerdos internacionales, como el Código Internacional de Nomenclatura Botánica (CINB o ICBN en inglés), el Código Internacional de Nomenclatura Zoológica (CINZ o ICZN en inglés) y el Código Internacional de Nomenclatura Bacteriana (CINB o ICNB en inglés). En 1997 se publicó un cuarto borrador del biocódigo (BioCode) en un intento de estandarizar la nomenclatura en las tres áreas, pero no parece haber sido adoptado formalmente. El Código Internacional de Clasificación y Nomenclatura de Virus (CICNV o ICVCN en inglés) permanece fuera del BioCode.

Organismos en interacción

La ecología estudia la distribución y la abundancia de organismos vivos y las interacciones de estos organismos con su entorno. El entorno de un organismo incluye tanto su hábitat, que se puede describir como la suma de factores abióticos locales como el clima y la geología, así como con los otros organismos con los que comparten ese hábitat. Las interacciones entre organismos pueden ser inter o intraespecíficas, y estas relaciones se pueden clasificar según si para cada uno de los agentes en interacción resulta beneficiosa, perjudicial o neutra.

Uno de los pilares fundamentales de la ecología es estudiar el flujo de energía que se propaga a través de la red trófica, desde los productores primarios hasta los consumidores y detritívoros, perdiendo calidad dicha energía en el proceso al disiparse en forma de calor. El principal aporte de energía a los ecosistemas es la energía proveniente del sol, pero las plantas (en ecosistemas terrestres, o las algas en los acuáticos) tienen una eficiencia fotosintética limitada, al igual que los herbívoros y los carnívoros tienen una eficacia heterotrófica. Esta es la razón por la que un ecosistema siempre podrá mantener un mayor número y cantidad de herbívoros que de carnívoros, y es por lo que se conoce a las redes tróficas también como "pirámides", y es por esto que los ecosistemas tienen una capacidad de carga limitada (y la misma razón por la que se necesita mucho más territorio para producir carne que vegetales).

Los sistemas ecológicos se estudian a diferentes niveles, desde individuales y poblacionales (aunque en cierto modo puede hablarse de una "ecología de los genes", infraorganísmica), hasta los ecosistemas completos y la biosfera, existiendo algunas hipótesis que postulan que esta última podría considerarse en cierto modo un "supraorganismo" con capacidad de homeostasis. La ecología es una ciencia multidisciplinar y hace uso de muchas otras ramas de la ciencia, al mismo tiempo que permite aplicar algunos de sus análisis a otras disciplinas: en teoría de la comunicación se habla de Ecología de la información, y en marketing se estudian los nichos de mercado. Existe incluso una rama del pensamiento económico que sostiene que la economía es un sistema abierto que debe ser considerado como parte integrante del sistema ecológico global.

La etología, por otra parte, estudia el comportamiento animal (en particular de animales sociales como los insectos sociales, los cánidos o los primates), y a veces se considera una rama de la zoología. Los etólogos se han ocupado, a la luz de los procesos evolutivos, del comportamiento y la comprensión del comportamiento según la teoría de la selección natural. En cierto sentido, el primer etólogo moderno fue Charles Darwin, cuyo libro La expresión de las emociones en los animales y hombres influyó a muchos etólogos posteriores al sugerir que ciertos rasgos del comportamiento podrían estar sujetos a la misma presión selectiva que otros rasgos meramente físicos.

El especialista en hormigas E.O.Wilson despertó una aguda polémica en tiempos más recientes con su libro de 1980 Sociobiología: La Nueva Síntesis, al pretender que la Sociobiología debería ser una disciplina matriz, que partiendo de la metodología desarrollada por los etólogos, englobase tanto a la Psicología como a la antropología o la Sociología y en general a todas las ciencias sociales, ya que en su visión la naturaleza humana es esencialmente animal. Este enfoque ha sido criticado por autores como el genético R.C.Lewontin por exhibir un reduccionismo que en última instancia justifica y legitima las diferencias instituidas socialmente.

La etología moderna comprende disciplinas como la neuroetología, inspiradas en la cibernética y con aplicaciones industriales en el campo de la robótica y la neuropsiquiatría. También toma prestados muchos desarrollos de la teoría de juegos, especialmente en dinámicas evolutivas, y algunos de sus conceptos más populares son el de Gen egoísta, creado por Richard Dawkins o el de Meme.

Biología celular y molecular

La biología celular persigue la comprensión de las funciones de la célula (unidad estructural básica de la materia viva).

Los seres vivos atendiendo a su organización celular se clasificarán en acelulares (virus, viroides) y celulares, siendos estos a su vez clasificados en eucariotas y procariotas.

Para alcanzar sus objetivos, los biólogos celulares se ven obligados a estudiar los componentes de la célula a nivel molecular (biología molecular).

Componentes pricipales del estudio celular:

membrana plasmática

citoesqueleto

núcleo celular

ribosomas

retículo endoplásmico

aparato de Golgi

mitocondrias

cloroplastos

lisosomas

peroxisomas

vacuolas

pared celular

La célula es una unidad mínima de un organismo capaz de actuar de manera autónoma. Todos los organismos vivos están formados por células, y en general se acepta que ningún organismo es un ser vivo si no consta al menos de una célula. Algunos organismos microscópicos, como bacterias y protozoos, son células únicas, mientras que los animales y plantas están formados por muchos millones de células organizadas en tejidos y órganos.

Aunque los virus y los extractos acelulares realizan muchas de las funciones propias de la célula viva, carecen de metabolismo, capacidad de crecimiento y reproducción (características propias de los seres vivos) y, por tanto, no se consideran organismos vivos. La biología celular estudia las células en función de su constitución molecular y la forma en que cooperan entre sí para constituir organismos muy complejos, como el ser humano. Para poder comprender cómo funciona el cuerpo humano sano, cómo se desarrolla y envejece y qué falla en caso de enfermedad, es imprescindible conocer las células que lo constituyen.

A continuación trataremos de analizar más profundamente el comportamiento, estructura, y todo lo relacionado con la célula

Características generales de las células

Hay células de formas y tamaños muy variados. Algunas de las células bacterianas más pequeñas tienen forma cilíndrica de menos de una micra (1 micra es igual a una millonésima de metro ). En el extremo opuesto se encuentran las células nerviosas, corpúsculos de forma

compleja con numerosas prolongaciones delgadas que pueden alcanzar varios metros de longitud (las del cuello de la jirafa constituyen un ejemplo espectacular). Casi todas las células vegetales tienen entre 20 y 30 micras de longitud, forma poligonal y pared celular rígida. Las células de los tejidos animales suelen ser compactas, entre 10 y 20 micras de diámetro y con una membrana superficial deformable y casi siempre muy plegada.

Pese a las muchas diferencias de aspecto y función, todas las células están envueltas en una membrana —llamada membrana plasmática— que encierra una sustancia rica en agua llamada citoplasma.

En el interior de las células tienen lugar numerosas reacciones químicas que le permiten crecer, producir energía y eliminar residuos. El conjunto de estas reacciones se llama metabolismo (término que proviene de una palabra griega que significa cambio). Todas las células contienen información hereditaria codificada en moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN); esta información dirige la actividad de la célula y asegura la reproducción y el paso de los caracteres a la descendencia.

Estas y otras numerosas similitudes (entre ellas muchas moléculas idénticas o casi idénticas) demuestran que hay una relación evolutiva entre las células actuales y las primeras que aparecieron sobre la tierra.

Composición química

En los organismos vivos no hay nada que contradiga las leyes de la química y la física. La química de los seres vivos, objeto de estudio de la bioquímica, está dominada por compuestos de carbono y se caracteriza por reacciones acaecidas en solución acuosa y en un intervalo de temperaturas pequeño. La química de los organismos vivientes es muy compleja, más que la de cualquier otro sistema químico conocido. Está dominada y coordinada por polímeros de gran tamaño, moléculas formadas por encadenamiento de subunidades químicas; las propiedades únicas de estos compuestos permiten a células y organismos crecer y reproducirse. Los tipos principales de macromoléculas son las proteínas, formadas por cadenas lineales de aminoácidos; los ácidos nucleicos, ADN y ARN, formados por bases nucleotídicas, y los polisacáridos, formados por subunidades de azúcares.

MEMBRANA CELULAR

Características

La célula puede existir como entidad individual porque su membrana regula el pasaje de materiales hacia su exterior e interior. La membrana celular, o también llamada membrana plasmática solo mide de 7 a 9 nanómetros de espesor.

Todas las membranas de la célula, incluso las que rodean a los diversos orgánulos, poseen esta misma estructura, pero existen diferencias en la composición de sus lípidos y, en particular, en la cantidad y tipo de proteínas y carbohidratos.

Estas diferencias imparten a las membranas de distintos tipos de células y a los distintos orgánulos propiedades singulares que pueden correlacionarse con diferencias en la función de la membrana.

La membrana celular no es fija, sino dinámica, pues es capaz de modificarse, y en ese proceso genera canales o poros y otras modificaciones que veremos después.

Debido a dicha estructura fluida las moléculas pueden desplazarse a través de ella y así se establece una comunicación del citoplasma con el medio externo.

El paso de sustancias por la membrana plasmática permite el intercambio entre el citoplasma y el ambiente exterior. Este paso es selectivo, esto es, la membrana selecciona las sustancias (moléculas) que han de pasar en uno u otro sentido.

Funciones de la membrana plasmática

Regula el pasaje de sustancias hacia su exterior y viceversa:

La incorporación de nutrientes y la eliminación de deshechos, se hace en muchos casos atravesando la membrana plasmática. Este transporte es posible mediante la propia membrana.

En otros casos, sobre todo en los de célula libre (organismos unicelulares) o cuando el tamaño de las partículas no permiten que pasen a través de la membrana, esta se deforma, englobando las partículas. En células animales que usan como alimento a nutrientes complejos, es necesario someterlo previamente a una transformación (digestión) para convertirlos en sustancias más simples que puedan atravesar la membrana celular.

La membrana plasmática es capaz de detectar cambios del ambiente:

Las células responden a los estímulos de forma muy variada, pero la mayor parte responde con un movimiento o con la elaboración de algún producto (secreción). En ellos participa la membrana plasmática y el citoplasma. Los movimientos celulares pueden dar lugar al desplazamiento de toda la célula, es decir a su locomoción; o bien quedar reducidos a cambios de posición de algunas de sus partes. El tipo de movimiento originado puede ser muy variable: por emisión de pseudopodos, por cilios, por flagelos; incluso movimientos endocelulares que afectan al citoplasma celular.

La membrana plasmática aísla y protege a la célula del medio externo:

En este caso actúa como una verdadera muralla, en algunos casos permitiendo o no que entren sustancias, esto va a determinar si la membrana es permeable (si deja pasar a las sustancias), impermeable (si no deja pasar sustancias) y semipermeable si es una combinación de ambas.

¿Cómo se mueven las células? Todas las células exhiben algún tipo de movimiento. Hasta las células vegetales, encasilladas en una rígida pared celular. Hasta el momento se identifican dos mecanismos de movimiento celular:

Por proteína celular: Los músculos esqueléticos de los vertebrados contienen intrincados conjuntos contráctiles que consisten en filamentos proteicos. las dos proteínas principales de la musculatura esquelética son actina y miosina. A estas proteínas se les suele conocer como proteínas musculares. Sin embargo, ahora se sabe que la actina en particular existe en una gran variedad de células, incluso en vegetales. Como se recordara los microfilamentos del citoesqueleto consisten en subunidades de actina. Dispuesta en estos microfilamentos, la actina participa en el movimiento de la célula y en el movimiento interno celular. Las proteínas contráctiles intervienen en procesos celulares muy diversos. Los citólogos están llegando a la conclusión de que las proteínas "musculares" son comunes a todas las células y la intrincada maquinaria contráctil de las células de los músculos esqueléticos es una especialización es una evolución reciente.

Por cilios y flagelos: Son estructuras largas finas (0.2 micrómetros) que parten de la superficie de muchas células eucariotas. Excepto por su longitud los cilios y flagelos poseen la misma estructura. Cuando son más cortas y más numerosas se les suele llamar cilias; cuando son más cortas y menos numerosas, flagelos: las células procariotas también poseen flagelos, pero su estructura es muy distinta.

En las eucariotas y en algunos animales pequeños las cilias y flagelos se asocian con la locomoción del organismo. Por ejemplo, un tipo de Paramecium tiene unas 17000 cilias, cada una de unos 10 micrómetros de longitud, que lo propulsan por el agua de manera coordinada. Otros organismos unicelulares, como los miembros del género de los Chlamydomonas, sólo tienen 2 flagelos en látigo que sobresalen del extremo anterior del organismo y lo desplazan por el agua.

Muchas células que revisten la superficie del cuerpo humano también son ciliadas. Estas cilias no mueven a la célula, sino que sirven para arrastrar sustancias ambientales a lo largo de la superficie celular. Por ejemplo las cilias del tracto respiratorio, que pulsan hacia arriba cualquier sustancia inhalada accidentalmente.

Casi todas las cilias y flagelos de los eucariotas tienen la misma estructura: nueve pares de microtúbulos fusionados que forman un anillo en torno a otros dos microtúbulos solitarios centrales.

Mecanismos de transporte

La difusión

La difusión es el fenómeno en donde una sustancia que se encuentra concentrada en sector se difumina hacia otros sectores. Esto mismo pasa en las células. El agua, el oxígeno, el dióxido de carbono y algunos otras moléculas simples difunden con libertad a través de las membranas celulares. La difusión también es uno de los medios principales por los cuales las sustancias se desplazan dentro de la célula. Uno de los de los factores principales que limitan el tamaño celular es su dependencia a la difusión, que es, en esencia un proceso lento, salvo si las distancias son muy cortas. Como se aprecia en la figura este proceso adquiere creciente lentitud y menor eficiencia a medida que la distancia cubierta por las moléculas que se difunden aumenta. La rápida diseminación de una sustancia un volumen grande, no se debe en particular a la difusión. Del mismo modo, en muchas células el transporte de materiales se acelera mediante circulación activa del citoplasma. Para una difusión eficiente no sólo se requiere un volumen relativamente pequeño, sino también un gradiente de concentración acentuado. Las células mantienen estos gradientes con sus actividades metabólicas, con lo cual se acelera la difusión. Asimismo, dentro de la célula a menudo se producen materiales un sitio y se les usa en otros

Endocitosis y exocitosis

En otros tipos de procesos de transporte participan vacuolos que se forman a partir de la membrana celular o se fusionan con ella. En la endocitosis el material que será captado por la célula se adhiere a las áreas especiales de la membrana celular y hace que esta se abulte hacia adentro, produciendo un pequeño saco o vacuolo que engloba a la sustancia. Este vacuolo se libera dentro del citoplasma. Este proceso también puede funcionar a la inversa. Por ejemplo muchas sustancias se exportan desde las células en vesículas o vacuolos formados por los cuerpos de Golgi. Los vacuolos se desplazan hasta la superficie de la célula. Al llegar a la superficie celular, la membrana del vacuolo se fusiona con la membrana de la célula y su contenido se expulsa así hacia el exterior. Este proceso es la exocitosis.

Como se verá en la figura, la superficie de la membrana que mira hacia al interior de un vacuolos es equivalente a la superficie que mira hacia el exterior de la célula: del mismo modo, la superficie de la membrana del vacuolo que mira hacia el citoplasma es equivalente a la superficie citoplasmática de la membrana celular. El material necesario para la expansión de la membrana celular a medida que crece la célula, sería transportado ya listo, desde los cuerpos de Golgi hasta la membrana, mediante un proceso similar a la exocitosis. También hay evidencia que las porciones de la membrana celular que se utilizan para formar vacuolos endocitóticos vuelven a la membrana en la exócitosis, de modo que los lípidos y proteínas de la membrana se reciclen

Fagocitosis

Es cuando la sustancia que ha ser captada por la célula mediante endocitosis es un sólido, como una célula bacteriana, dicho proceso se le denomina fagocitosis, de la palabra griega fago, "comer". Muchos organismos unicelulares como las amebas, se alimentan de esta manera y los glóbulos blancos del torrente sanguíneo humano engloban bacterias y otros invasores en vacuolos fagocitarios. A veces los lisosomas se fusionan con los vacuolos, descargando en ellos sus enzimas y dirigiendo o destruyendo así su contenido. A la captación de moléculas disueltas, en lugar de partículas, se le da a veces el nombre de pinocitosis, aunque en principio es lo mismo que la fagocitosis. La pinocitosis no sólo ocurre en organismos unicelulares, sino también en pluricelulares. una célula en la cual se le observó con frecuencia es el óvulo humano. A medida que el óvulo madura en el ovario d la mujer, es rodeado por la "células nodrizas" que le transmitirían principios nutritivos los que son captados por el óvulo mediante pinocitosis.

A los sistemas de transporte de membrana en los que intervienen moléculas portadoras, pero, en esencia son similares porque todos dependen de la capacidad de la membrana para "reconocer" determinadas moléculas. Esta capacidad, por supuesto es consecuencia de miles de millones de años de un proceso evolutivo y comenzó, según podemos discernir, con la formación de una frágil película en torno de unas pocas moléculas orgánicas, que separó así a estas moléculas de su ambiente externo y les permitió mantener el tipo de organización en particular que reconocemos como vida.

Osmosis y transporte activo

Se dice que la membrana que permite el pasaje de algunas sustancias y bloquea el de otras es, selectivamente permeable. El movimiento de moléculas de agua a través de este tipo de membrana es un caso especial de difusión que se conoce como osmosis. La osmosis ocasiona una transferencia neta de agua desde una solución con potencial hídrico más alto hacia otra que tiene un potencial más bajo. En ausencia de otros factores que influyen en el potencial hídrico, en la osmosis el agua se desplaza desde una región donde la concentración de solutos es menor, hacia una región donde la concentración de solutos es mayor. La presencia de soluto reduce el potencial hídrico y crea así un gradiente de potencial hídrico a lo largo del cual el agua se difunde. La presión osmótica refleja el potencial osmótico de la solución, es decir, la tendencia del agua a atravesar una membrana hacia la solución.

Existen muchos mecanismos para hacer que las moléculas hidrofílicas y los iones atraviesen la membrana.

Primero, en la membrana existirían aberturas por las cuales pueden difundir moléculas de agua. Estas aberturas pueden ser poros permanentes creados por la estructura terciaria de algunas proteínas integrales o aberturas momentáneas debido a los movimientos de las moléculas lipídicas de la membrana. Otras moléculas polares también pueden pasar por estas aberturas si son lo suficientemente pequeñas. La permeabilidad de la membrana para estos solutos es inversamente proporcional al tamaño de las moléculas.

Segundo, algunas proteínas integrales de la membrana actúan como portadoras acarreando en ambas direcciones moléculas que no pueden atravesar con facilidad la membrana por difusión a causa de su tamaño o polaridad. Estas proteínas transportadoras son muy selectivas porque una portadora en particular puede aceptar a una molécula y excluir a otra casa idéntica. Además, la molécula proteica no se altera de modo permanente en el proceso de transporte. En este sentido las moléculas transportadoras son como enzimas, y a los efectos de destacar eso, se les denominó permeasas, estas no producen cambios químicos necesariamente, en las moléculas con las cuales interacciona.

Algunas proteínas portadoras sólo transportan sustancias a través de la membrana si el gradiente de concentración es favorable, este transporte asistido por portadoras se conoce como difusión facilitada. Como es propulsado por el gradiente de concentración, lleva moléculas de una región concentrada a otra no tan concentrada.

Otros portadores transportan moléculas venciendo el gradiente de concentración, este proceso requiere energía, y se le conoce como transporte activo

Citoplasma

El citoplasma comprende todo el volumen de la célula, salvo el núcleo. Engloba numerosas estructuras especializadas y orgánulos, como se describirá más adelante.

La solución acuosa concentrada en la que están suspendidos los orgánulos se llama citosol. Es un gel de base acuosa que contiene gran cantidad de moléculas grandes y pequeñas, y en la mayor parte de las células es, con diferencia, el compartimiento más voluminoso (en las bacterias es el único compartimento intracelular). En el citosol se producen muchas de las funciones más importantes de mantenimiento celular, como las primeras etapas de descomposición de moléculas nutritivas y la síntesis de muchas de las grandes moléculas que constituyen la célula. Aunque muchas moléculas del citosol se encuentran en estado de solución verdadera y se desplazan con rapidez de restringidas un lugar a otro por difusión libre, otras están ordenadas de forma rigurosa. Estas estructuras ordenadas confieren al citosol una organización interna que actúa como marco para la fabricación y descomposición de grandes moléculas y canaliza muchas de las reacciones químicas celulares a lo largo de vías.

A continuación se verán algunas de las estructuras que se encuentran al interior del citoplasma.

Citoesqueleto

El gran avance en la microcoscopía electrónica, permitió la visualización tridimensional del interior de la célula, la cual ha revelado interacciones insospechadas entre las estructuras proteicas filamentosas del interior del citoplasma. Estas estructuras internas forman el citoesqueleto interno, que mantiene la forma de la célula, le permite moverse, fija a sus orgánulos y dirige su "transito". En el citoesqueleto se identificaron cuatro tipos de estructura: microtúbulos, microfilamentos, fibras internas y microtrabéculas.

Los microtúbulos: miden de 20 a 25 nanómetros de diámetro y en muchas células parecen extenderse desde el centro para ir a terminar cerca de la superficie celular. Estos microtúbulos desempeñan un papel importante en la división celular y proporcionan un andamiaje temporal para la construcción de otras estructuras celulares. También son los componentes claves de los cilios y flagelos, estructuras permanentes que muchos tipos de célula usan para su locomoción.

Los microfilamentos: son unos fino filos proteicos de sólo3 a 6 nanómetros de diámetro que consisten en moléculas de una proteína globular conocida como actina. Lo mismo que los microtúbulos la célula los puede armar y desarmar con facilidad. Los microfilamentos intervienen en la movilidad celular. En las células que se mueven mediantes cambios graduales de forma, como las amebas, aparecen concentrados en haces o en una maya cerca del borde móvil.

Las fibras intermedias: como su nombre lo sugiere tienen un tamaño promedio, entre el de los microtúbulos y el de los microfilamentos, pues su diámetro es de 7 a 10 nanómetros. A diferencia de los microtúbulos y de los microfilametos, que consisten en subunidades de proteína globular, las fibras intermedias están constituidas por proteínas fibrosas y la célula no puede desarmarlas con facilidad una vez que se han formado. Se supone que estas poseen una estructura con forma de soga semejante a la del colágeno y su densidad es máxima en las células sometidas a esfuerzos mecánicos.

Los elementos del citoesqueleto descubiertos en épocas más recientes son las mictotrabéculas, fibras a modo de mechones, que constituyen una densa red que interconecta a todas las otras estructuras citoplasmáticas, aunque todavía no se conoce bien su composición química, se supone que contienen proteínas.

Si bien el citoesqueleto confiere a la célula una estructura tridimensional muy ordenada, no es rígido ni permanente, sino que se trata de una armazón dinámica que se modifica y traslada según las actividades de la célula.

Mitocondria

Las mitocondrias son estructuras pequeñas, elongadas y ocasionalmente esféricas de 1 a 5 microm de longitud. El número de mitocondrias por célula varía con el tipo de célula, la edad y especie, siendo de un pocos cientos a miles. Su función principal es la respiración celular - dentro de ella se llevan a cabo los procesos de conversión energética del ciclo del ácido tricarboxílico (CATC), transporte de electrones y fosforilación oxidativa, por consecuencia, son de importancia crítica en el reciclado de la energía almacenada después de la cosecha.

La mitocondria está rodeada por una membrana doble - la externa es relativamente porosa, mientras que la interna contiene numerosos dobleces llamados crestas, mientras más activa sea la célula más crestas tendrá la mitocondria. Las proteínas del transporte de electrones se encuentran en la superficie de las crestas. Muchas de las enzimas involucradas en el CATC se encuentran libres dentro de la matriz de la mitocondria, así como el ARN y ADN mitocondriales, que controlan la síntesis de algunas enzimas mitocondriales. El incremento en el número de mitocondrias ocurre durante el incremento en el tamaño de las células.

Centriolos y cuerpos basales

Muchas células, especialmente eucariotas poseen centriolos, que son pequeños cilindros de unos 0.2 micrómetros de diámetro, que están formados por 9 tripletes de microtúbulos. Estos centriolos se disponen en pares con sus ejes perpendiculares entre sí, en el centro de la célula cerca del núcleo.

El centriolo forma parte del huso mitótico durante la división celular en animales y tendría alguna responsabilidad en el desplazamiento de los cromosomas.

Debajo de cada cilio y flagelo se encuentra un cuerpo basal de idéntica estructura que los centriolos.

Cuerpos de Golgi

Cada cuerpo de Golgi consiste en unos sacos membranosos aplanados que se hallan apilados flojamente los unos sobre los otros y están rodeados por túbulos y vesículas. El cuerpo de Golgi cumple la función de recibir vesículas procedentes del retículo endoplásmico, modificar las membranas de las vesículas, procesar más su contenido y distribuir el producto terminado a otras partes de las células, en particular a la superficie celular. En consecuencia, servirían de centros de empaquetamiento y distribución.

En el cuerpo de Golgi tiene lugar el montaje final de las proteínas y carbohidratos que están en la superficie de las membranas celulares. En las células vegetales, los cuerpos de Golgi también reúnen a algunos componentes de las células, donde se les ensambla. Los cuerpos de Golgi existen en la mayoría de las células eucarióticas, las células de los animales suelen contener de 10 a 20 cuerpos de Golgi y las de las plantas pueden contener varios centenares.

Plastos o plastidios

Los plastidios son orgánulos membranosos que sólo existen en las células de las plantas y de las algas. Están rodeados por dos membranas, lo mismo que la mitocondrias, y poseen un sistema membranoso interno que puede formar intrincados plegamientos. Los plástidos maduros son de tres tipos.

Los leucoplastos (leuco = blanco) almacenan almidón o, a veces, proteínas o aceites. Los leucoplastos tienden a ser numerosos en órganos de almacenamiento como raíces, el nabo, o tubérculos, ejemplo en la papa.

Los cromoplastos (cromo = color) contienen pigmentos y se asocian con el intenso color anaranjado y amarillo de frutos, flores, hojas otoñales y zanahorias.

Los cloroplastos (cloro = verde) son los plastidios que contienen la clorofila y en los cuales tiene lugar la fotosíntesis.

Lisosomas

Los lisosomas tienen una estructura muy sencilla, semejantes a vacuolas, rodeados solamente por una membrana, contienen gran cantidad de enzimas digestivas que degradan todas las moléculas inservibles para la célula.

Funcionan como "estómagos" de la célula y además de digerir cualquier sustancia que ingrese del exterior, vacuolas digestivas ingieren restos celulares viejos para digerirlos también, llamados entonces vacuolas autofágicas

Llamados "bolsas suicidas" porque si se rompiera su membrana, las enzimas encerradas en su interior , terminarían por destruir a toda la célula.

Los lisosomas se forman a partir del Retículo endoplásmico rugoso y posteriormente las enzimas son empaquetadas por el Complejo de Golgi.

Son vesículas englobadas por una membrana que se forman en el aparato de Golgi y que contienen un gran número de enzimas digestivas (hidrolíticas y proteolíticas) capaces de romper una gran variedad de moléculas. La carencia de algunas de estas enzimas puede ocasionar enfermedades metabólicas como la enfermedad de Tay-Sachs

Las enzimas proteolíticas funcionan mejor a pH ácido y, para conseguirlo la membrana del lisosoma contiene una bomba de protones que introduce H+ en la vesícula. Como consecuencia de esto, el lisosoma tiene un pH inferior a 5.0.

Las enzimas lisosomales son capaces de digerir bacterias y otras sustancias que entran en la célula por fagocitosis, u otros procesos de endocitosis. Eventualmente, los productos de la digestión son tan pequeños que pueden pasar la membrana del lisosoma volviendo al citosol donde son recicladas

Los lisosomas utilizan sus enzimas para reciclar los diferentes orgánulos de la célula, englobándolos, digiriéndoles y liberando sus componentes en el citosol. De esta forma los orgánulos de la célula se están continuamente reponiendo. El proceso de digestión de los orgánulos se llama autofagia. Por ejemplo, las células hepáticas se reconstituyen por completo una vez cada dos semanas. Otra función de los lisosomas es la digestión extracelular en heridas y quemaduras, preparando y limpiando el terreno para la reparación del tejido.

Retículo endoplásmico

Es una red de sacos aplanados, túbulos y conductos intercomunicantes que existen en las células eucariotas. La cantidad de retículo endoplasmático de una célula no es fija, sino que disminuye o aumenta según la actividad celular.

Existen dos tipos de retículo endoplasmático, el rugoso (con ribosomas adheridos) y el liso (sin ribosomas). El retículo endoplásmico rugoso predomina en las células que elaboran gran cantidad de proteínas para exportar. Este retículo se continua con la membrana externa de la envoltura nuclear, que también tiene ribosomas adheridos. Muchas veces el retículo

endoplásmico rugoso comprende unos grandes sacos aplanados que se llaman cisternas. Si se permite que las células dedicadas a la síntesis de proteínas capten aminoácidos radiactivos, los marcadores radiactivos se detectan primero en la membrana del retículo endoplásmico rugoso y poco después dentro de sus cisternas. La porción inicial de proteínas sintetizadas en este retículo endoplásmico consiste en un "líder" de aminoácidos hidrofóbicos que contribuiría al transporte de la proteína a través de la doble capa lipídica hacia el interior del retículo. La molécula proteica recién sintetizada pasa del retículo endoplasmático rugoso al liso y luego a los cuerpos de Golgi. En el curso de este andar de un orgánulo a otro, la molécula experimenta un proceso adicional que comprende el clivaje de la secuencia inicial de aminoácidos hidrofóbicos y, a menudo, la adición de grupos carbohidrato a la proteína.

Las células que intervienen en la síntesis de lípidos poseen grandes cantidades de retículo endoplásmico liso. También se presenta en las células hepáticas, donde intervendría en diversos procesos de destoxificación. Por ejemplo en animales de experimentación, a los que se le da por la boca grandes cantidades de fenobarbital, la cantidad de retículo endoplásmico liso de las células hepáticas aumenta varias veces. En retículo endoplásmico liso también intervendría en la degradación hepática del glucógeno a glucosa. Además, como ya señalamos, serviría de conducto para el material que pasa desde el retículo endoplásmico rugoso a los cuerpos de Golgi.

Ribosomas

Son los orgánulos celulares más numerosos. Estos orgánulos están presentes en todas las células y están asociados al retículo endoplásmico rugoso, formando juntos lo que se denomina el ergatoplasma. Tienen forma de elipsoide suavemente alargado y su tamaño en seco es de 170Å x 170Å x 200Å (Å= angström = 1/100000000 cm). Están compuestos de dos subunidades, fácilmente disociables y aislables por ultracentrifugación, que se caracterizan por sus coeficientes de sedimentación. Con frecuencia, los ribosomas se asocian entre ellos para formar complejos denominados polirribosomas o polisomas. Estos desempeñan una función biológica muy importante ya que son el soporte activo de la síntesis proteica celular. Intervienen en la unión del mRNA, del tRNA y en la formación del enlace peptídico durante la síntesis del ribosoma de las paredes celulares. En cuanto a composición podemos distinguir dos tipos de componentes:

a) Componentes de alto peso molecular, que son los ácidos ribonucleicos y las proteínas. Contienen en la célula eucariota un 50% de ARN y un 50% de proteínas.

b) Componentes de bajo peso molecular, que son los iones de magnesio y las di y poliaminas. Los iones magnésicos son necesarios para la integridad estructural del ribosoma; su falta conduce a la disociación de las subpartículas y a la degradación enzimática de RNA ribosómico.

Vacuolas y perixosomas

Además de los orgánulos y del citoesqueleto, el citoplasma de muchas células, en particular de las células vegetales, contiene vacuolas. La vacuola es un espacio del citoplasma ocupado por agua y solutos, rodeado por una membrana simple.

Es característico que las células vegetales inmaduras posean muchas vacuolas, pero a medida que estas maduran, las numerosas vacuolas pequeñas comienzan a formar una gran vacuola central llena de líquido que después se convierte en un importante medio de sostén de la célula. Además, la vacuola agranda a la célula, incluso la superficie expuesta al ambiente, con inversión mínima de materiales estructurales de parte de la célula.

Las vesículas, más comunes en los animales, poseen la misma estructura general que las vacuolas y se distinguen por su tamaño, pues suelen medir menos de 100 nanómetros de diámetro, mientras que las vacuolas son más grandes.

Otro tipo de vesícula que contiene destructivas son los perixosomas. Los perixosomas son unas vesículas en las cuales células degrada purinas (una de las dos categorías principales de base nitrogenada). En los perixosomas de las plantas también ocurren una serie de reacciones bajo la luz solar cuando la célula contiene concentraciones relativamente grandes de oxígeno. Estas reacciones y la degradación de las purinas producen peróxido de hidrogeno (H2O2), que es sumamente tóxico para las células vivas pero los perixosomas contienen otra enzima que inmediatamente desdobla al peróxido de hidrogeno en agua y oxígeno, evitando que la célula se lesione.

Núcleo

En las células eucarioticas el núcleo es un cuerpo grande, menudo esférico, que por lo general es la estructura que más se destaca dentro de la célula. Esta rodeado por dos membranas lipoproteicas, que juntas forman la envoltura nuclear. Entre estas dos membranas hay un espacio de veinte a cuarenta nanómetros, pero a intervalos frecuentes se hallan fusionadas para crear unos poros por los cuales pasan materiales entre el núcleo y el citoplasma. Los poros que se hallan rodeados por unos grandes gránulos que contienen proteína y están dispuestos en forma octogonal, forman un conducto estrecho que pasa a través de la doble capa lipídica fusionada.

Los cromosomas están dentro del núcleo. Cuando la célula no está dividiéndose, los cromosomas, sólo se ven como una maraña de delgados filamentos que se denomina cromatina. El cuerpo más conspicuo del interior del núcleo es el nucleolo. En general hay dos nucleolos por núcleo, aunque muchas veces se ve uno solo en una micrografía. El nucleolo es el sitio donde se construyen las subunidades ribosómicas.

Funciones del núcleo

Los conocimientos actuales sobre el papel del núcleo en la vida de las células comenzaron con algunas de las primeras observaciones microscópicas. Una de las más importante fue realizada hace más de un siglo por el embriólogo alemán Oscar Hertwig con óvulos y espermatozoides del erizo de mar. Los erizos de mar producen grandes cantidades de óvulos y espermatozoides. Los óvulos son relativamente grandes y, por lo tanto, fáciles de observar. Se fecundan en el agua exterior y no en un medio interno, como sucede con los vertebrados terrestres. Mirando con su microscopio como se fecundaban los óvulos, Hertwig notó que sólo se requería de un espermatozoide además a medida que el espermatozoide penetraba en el óvulo, su núcleo se liberaba y se fusionaba con el núcleo ovular. Esta observación confirmaba por otros hombres de ciencia y en otros tipos de organismo, fue importante, para establecer que el núcleo es el portador de la información hereditaria, el único vínculo entre el padre y los hijos es el núcleo del espermatozoide.

Otro indicio de la importancia del núcleo surgió merced a las observaciones de Walther Flemming, también hace unos cien años, él observó la "danza de los cromosomas" que ocurre cuando las células eucarióticas se dividen y reconstruyó minuciosamente la sucesión de acontecimientos. Desde la época de Flemming se hicieron diversos experimentos para explorar el papel del núcleo celular. En un sencillo experimento se eliminó el núcleo de una ameba mediante microcirugía. La ameba dejó de dividirse y murió pocos días después, en cambio si en las 24 horas consecutivas a la eliminación del núcleo original se le implantaba el núcleo de otra ameba, la célula sobrevivía y se dividía con normalidad.

A comienzo de la década del 1930 Joachim Hämmerling estudió las funciones comparativas del núcleo y del citoplasma, aprovechando algunas propiedades inusuales del alga marina Acetabularia. El cuerpo de Acetabularia consiste en una célula enorme de 2 a 5 centímetros de altura, él experimentó con esta alga e interpretó que estos resultados significan que bajo la dirección del núcleo se producen ciertas sustancias que determinan la forma del sombrero de la alga. Estas sustancias se acumulan en el citoplasma, razón por la cual el primer sombrero formado después de haber transplantado el núcleo tuvo una forma intermedia, pero para el momento en que se formó el segundo las sustancias determinantes del mismo que había en el

citoplasma antes del transplante, se habían agotado y la forma del sombrero estuvo por completo bajo el control del nuevo núcleo.

Estos experimentos indican que el núcleo desempeña dos funciones cruciales para la célula. Primero es el portador de la información hereditaria que determina las características de células hijas. Segundo, como indicaba el trabaja de Hämmerling, el núcleo ejerce una actividad incesante sobre las actividades de las células, asegurando que se sinteticen en las cantidades y tipos necesarios las moléculas complejas que la célula requiere

Estructuras nucleares

Jugo nuclear o cariolinfa: se encuentra encerrado dentro de la membrana nuclear, es un líquido en el se encuentran suspendidos los componentes principales del núcleo.

Nucléolo: en realidad el nucléolo no es una entidad estructural, sino una aglomeración de asas de cromatina de cromosomas distintos. Por ejemplo, 10 de 46 cromosomas humanos aportan tales asas de cromatina al nucleolo.

En el nucléolo se producen los ribosomas. Los ribosomas de las células eucarióticas se parecen a los de los procariotas en que consisten en dos subunidades, cada una constituida por ARN y proteínas, y en que en ellos se traduce ARNm a proteína, pero difieren en que los ribosomas eucarióticos son mucho mas grandes que los procarióticos y en sus proteínas individuales y sus ARN son distintos.

Tres de los cuatro ARNr se transcriben en las asas del nucléolo. Las proteínas ribosómicas, que se traducen en el citoplasma a partir del ARNm, se mandan de nuevo al núcleo, donde se combinan con los ARNr. Luego las subunidades de los ribosomas se exportan hacia al citoplasma.

El nucléolo no tiene membrana alguna.

Pueden existir uno o más nucleolos por núcleo, estas estructuras son sumamente variables, ya que a menudo cambian de forma y tamaño.

Cuando una célula se esta dividiendo los nucleolos suelen desaparecer y, luego, reaparecen rápidamente una vez que la división celular ha terminado.

Membrana nuclear: es la membrana que rodea al núcleo y lo separa del protoplasma adyacente. Al igual que la membrana plasmática, está formada por protoplasma y es lipoproteica.

Regula la constante salida y entrada de sustancias al núcleo

Esta membrana es doble y está atravesada por gran cantidad de pequeños poros, a través de los cuales pueden pasar algunas sustancias desde el núcleo al citoplasma y viceversa.

Cromatina: está constituida por filamentos larguísimos, que en el "núcleo en reposo", cuando no se moviendo, parecen desenrollados o despiralizados y enredados unos con otros.

Están constituidos químicamente por ácido desoxirribonucleico (ADN) y proteínas. El ADN es la sustancia portadora de la información hereditaria y, controla las actividades celulares, es decir, dirige la vida de la célula.

Cuando la célula va a dividirse, la cromatina se condensa, los filamentos se enrollan en espiral y se hacen muy visibles al microscopio óptico. A estas estructuras se les denominan cromosomas (cromo = color; soma = cuerpo).

Estructura de un cromosoma: el cuerpo de un cromosoma recibe el nombre de brazo. El cromosoma presenta divisiones o entradas que se denominan constricciones. La constricción primaria se ubica en el punto donde se unen los brazos.

Dentro de la constricción hay una zona clara, el centrómero. En ella se observan estructuras proteicas, los cinetocoros.

Aparte de una constricción primaria hay a veces una constricción secundaria y un cuerpo redondo llamado satélite. Como dato interesante más de la mitad de la cromatina consiste en proteínas, estas proteínas son de centenares de tipos distintos.

Biología molecular, se ocupa del estudio de la bases moleculares de la vida; es decir, relaciona las estructuras de las biomoléculas con las funciones específicas que desempeñan en la célula y en el organismo.

La estructura del ADN

La presentación del modelo estructural del ADN (ácido desoxirribonucleico) por Francis Harry Compton Crick y Watson en 1953, fue el verdadero inicio de la biología molecular. La importancia de este hecho se debe, por un lado a que es la molécula que transmite la información hereditaria de generación en generación (véase Genética), y por otro a que la propia estructura muestra cómo lo logra. El ADN es una molécula de doble hélice, compuesta por dos hebras complementarias unidas entre sí por puentes entre las bases: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). La A de una hebra se aparea siempre con la T de la hebra complementaria, y del mismo modo, la G con la C. Durante la replicación o duplicación, las dos hebras simples se separan y cada una de ellas forma una nueva hebra complementaria, incorporando bases, la A se unirá a la T de la hebra molde, la G lo hará con la C y así sucesivamente. De esta manera se obtiene otra molécula de ADN, idéntica a la original y por tanto, el material genético se ha duplicado. Este material incluye toda la información necesaria para el control de las funciones vitales de las células y del organismo. Durante la división celular, las dos células hijas reciben igual dotación genética; de este mismo modo se reparte el material hereditario a la descendencia, cuando se reproduce un organismo.

A partir del ADN se produce ARN y a partir del ARN se producen proteínas

La copia precisa de la información genética contenida en el ADN nos lleva a la cuestión de cómo esta información modela las actividades de la célula. El siguiente paso necesario para la comprensión de este proceso fue el conocimiento de la transcripción, mecanismo mediante el cual, el ADN forma la molécula de ARN correspondiente, en forma de una hebra simple. Tal como ocurre en la replicación del ADN, la información genética se transcribe de forma fiel mediante la adición de bases complementarias. Después, el ARN mensajero (ARNm) se traslada a los orgánulos celulares llamados ribosomas, donde se lleva a cabo la traducción de proteínas. El código genético gobierna la traducción, que se basa en la correspondencia que existe entre 3 bases o triplete de la secuencia del ARN y un aminoácido específico de la secuencia proteica. El triplete ACC provoca la adición de treonina en la secuencia proteica que se está formando, CCC la de prolina y así sucesivamente. Por lo tanto la información contenida en la secuencia lineal de bases del ADN codifica la síntesis de una secuencia lineal de aminoácidos de una proteína. De tal manera, que un cambio en las bases del ADN conlleva un cambio en la proteína correspondiente. Por ejemplo, un cambio de la base A por C en el triplete ACC produciría la adición de prolina en lugar de treonina. Las proteínas son muy específicas, es decir tienen funciones biológicas muy concretas, con lo cual un cambio que afecte a la función que realizan, provocaría una alteración estructural o fisiológica en el organismo. Estas diferencias en la información genética del ADN, son las responsables de las diferencias heredadas entre individuos, tales como el color de ojos o las enfermedades genéticas como la hemofilia. A partir del ADN se sintetiza ARN y a partir del ARN se sintetizan proteínas, éste es el llamado "dogma central de la biología molecular".

Clonación génica e hibridación

Aunque el gran avance de la biología molecular fue durante la década de 1950, la verdadera expansión de esta ciencia comenzó en la década de 1960 con el descubrimiento de la clonación de genes. Esta técnica permitió aislar fragmentos libres de ADN puro a partir del genoma. Así, fue posible secuenciar fragmentos de ADN, en los cuales estaban incluidos los genes. Todo esto se completó con la puesta en marcha de la técnica de la hibridación, que consiste en el marcaje con isótopos radioactivos de una molécula clónica de ADN, de la cual se conserva sólo una hebra (ADN desnaturalizado o monocatenario). Después de este tratamiento, el fragmento sonda se emplea para detectar secuencias complementarias en presencia de ADN o ARN. Ed Southern, puso en marcha un procedimiento que se llama absorción de Southern y que se describe a continuación. Un ADN genómico que contiene un gen X, se corta en fragmentos que se separan según su tamaño, y se transfieren a un filtro. Al filtro con los fragmentos de ADN, se le aplica ARN o ADN marcado radiactivamente, de secuencia complementaria a la del gen X (fragmento sonda), que delatará al gen X al unirse a él. El método de absorción de Nothern es similar al anterior, el ADN que contiene el gen X, se une al ARN sonda de distintos tejidos, permitiendo así detectar el gen y cuantificarlo en los distintos tejidos. Estas técnicas han hecho posible recopilar una gran cantidad de información sobre la estructura y la expresión génica.

Genes interrumpidos

El empleo del método de absorción de Southern para el estudio de la estructura génica condujo a un importante hallazgo en el campo de la biología molecular. Este consiste en el descubrimiento de la existencia, en los organismos eucariotas (plantas y animales), de regiones del ADN llamadas exones (que se expresan), que contienen información para la codificación de proteínas y están interrumpidas por otras secuencias del ADN, llamadas intrones (que no se expresan). Estos intrones se transcriben junto a los exones a moléculas de ARN y son eliminados durante el proceso de maduración del ARN. Este ocurre en el interior del núcleo celular y el resultado es una molécula de ARNm sin interrupciones, es decir, sólo con los exones. Este ARNm maduro se traslada al citoplasma celular y se une a los ribosomas, donde tiene lugar la traducción o síntesis de proteínas.

El significado de los intrones no está claro, pero permiten diferentes combinaciones de los exones presentes en el ARN inmaduro, que se procesará de distinta manera según los tipos de células. Este sistema de maduración alternativa produce proteínas relacionadas pero diferentes a partir del mismo gen.

Control de la transcripción

La técnica de absorción de Nothern se puede emplear para detectar la presencia de moléculas de ARNm, procedentes de genes determinados, en extractos de tejido intacto. Estos estudios se complementan con la hibridación in situ, que detecta el ARNm en células individuales, y de esta forma se conoce su distribución en el tejido. La conclusión es que, en la mayoría de los casos, el ARNm codificador de una proteína específica, está presente sólo en los tejidos y en las células donde se expresa la proteína. De forma similar, los precursores inmaduros de moléculas de ARN que contengan aún intrones, no son detectados en los tejidos si no están presentes el ARNm o las proteínas.

En consecuencia, en la mayoría de los casos, la producción de proteínas diferentes en los distintos tejidos está regulada por los genes que se han transcrito en cada tejido, lo cual determina a su vez la eliminación de intrones y la traducción de proteínas. Esto se demuestra midiendo la proporción de transcripción de un gen específico en diferentes tejidos, donde la proteína puede estar presente o ausente.

La síntesis de proteínas distintas en los tejidos es vital para la comprensión de las diferencias funcionales de los mismos y está controlada por la transcripción. Además, la transcripción está regulada por factores de transcripción, los cuales se unen a secuencias específicas del ADN (las regiones reguladoras) y activan este proceso. Puede ser que cada tejido tenga los factores específicos que activan la transcripción de genes concretos, pero también es posible que estén presentes, de forma inactiva, en todas las células. En ese caso se activarían por señales

específicas, como una modificación posterior a su síntesis, por ejemplo por adición de residuos fosfato (fosforilación). Esto activará la transcripción de los genes que respondan a la señal.

Secuenciación del ADN

Al igual que se estudia la expresión y la estructura de los genes se puede conocer, mediante el sistema de secuenciación de ADN, su orden lineal de bases. El método más utilizado fue ideado por Frederick Sanger en 1977 y en la actualidad se emplea en el Proyecto Genoma Humano, que intenta secuenciar por completo el genoma humano. Gracias a esta técnica se puede conocer, utilizando el código genético, la secuencia lineal de las cuatro bases, AGCT y por consiguiente, la secuencia de aminoácidos de la proteína correspondiente. Es más sencillo secuenciar el ADN que hacerlo en la proteína correspondiente, por lo tanto en la actualidad, la secuencia de aminoácidos se determina de forma indirecta a partir del gen correspondiente. La utilidad de este método se pone de manifiesto con el estudio de enfermedades genéticas. Se secuencia un gen involucrado en una enfermedad, en individuos sanos y en individuos enfermos y al comparar ambas secuencias se descubre la alteración de la proteína que provoca la enfermedad. La variación de tan sólo una base puede provocar la sustitución de un aminoácido por otro, e incluso puede dañar un segmento del ADN, alterando así la porción correspondiente de proteína.

Estructura y función de las proteínas

La función biológica de una proteína está determinada por la secuencia de aminoácidos que la componen y por la configuración espacial (estructura plegada en el espacio). En la década de 1960, John Kendrew, propuso el modelo de estructura espacial de la mioglobina, a partir de la proteína purificada y mediante cristalografía de rayos X. A continuación, Max Peratz lo hizo con una molécula más compleja, la hemoglobina. La hemoglobina está compuesta por cuatro subunidades tipo mioglobina. Para conocer el orden de aminoácidos de una proteína se secuencia ADN, sin embargo, el análisis estructural de la misma se realiza sintetizando proteína a partir de un gen clónico (gen idéntico, que se inserta por ejemplo, en el genoma de una bacteria). De este modo se obtiene proteína en gran cantidad. Además se pueden introducir cambios específicos en el ADN genómico, mediante una mutación localizada, para que la bacteria sintetice una proteína alterada. Los estudios de proteínas alteradas, han logrado demostrar la relación de la secuencia de aminoácidos con la estructura y función de la proteína resultante.

Anatomía y fisiología

Anatomía es el estudio de la estructura, situación y relaciones de las diferentes partes del cuerpo de animales o plantas. Anatomía (del griego, anatomē, ‘disección’), rama de las ciencias naturales relativa a la organización estructural de los seres vivos. Es una ciencia muy antigua, cuyos orígenes se remontan a la prehistoria. Durante siglos los conocimientos anatómicos se han basado en la observación de plantas y animales diseccionados. Sin embargo, la comprensión adecuada de la estructura implica un conocimiento de la función de los organismos vivos. Por consiguiente, la anatomía es casi inseparable de la fisiología, que a veces recibe el nombre de anatomía funcional. La anatomía, que es una de las ciencias básicas de la vida, está muy relacionada con la medicina y con otras ramas de la biología.

Es conveniente subdividir el estudio de la anatomía en distintos aspectos. Una clasificación se basa según el tipo de organismo en estudio; en este caso las subdivisiones principales son la anatomía de las plantas y la anatomía animal. A su vez, la anatomía animal se subdivide en anatomía humana (ver más adelante) y anatomía comparada, que establece las similitudes y diferencias entre los distintos tipos de animales. La anatomía también se puede dividir en procesos biológicos, por ejemplo, anatomía del desarrollo (estudio de los embriones) y anatomía patológica o estudio de los órganos enfermos. Otras subdivisiones, como la anatomía quirúrgica y la anatomía artística (como por ejemplo en la obra Hombre de Vitruvio de Leonardo da Vinci), se basan en la relación de la anatomía con otras actividades bajo el título general de

anatomía aplicada. Otra forma más de subdividir la anatomía depende de las técnicas empleadas, como por ejemplo la microanatomía, que se basa en las observaciones obtenidas con ayuda del microscopio (véase el apartado sobre historia de la anatomía).

Hay una obra extraordinaria "The vertebrate Body" by Alfred Sherwood Romer & Thomas S Parsons, de la que había traducción al español en Salvat (1981). Introduce el concepto de Neotenia, y datos por demás interesantes, como que los peces en su craneo poseen el mismo número de huesos que el Humano, etc.

Clasificación

Anatomía animal

Anatomía humana

Anatomía vegetal

La fisiología (del griego physis, naturaleza, y logos, conocimiento, estudio) es la ciencia biológica que estudia las funciones de los cuerpos organizados.

En función del tipo de organismo vivo, podemos distinguir dos grandes grupos:

Fisiología vegetal

Fisiología animal y dentro de ésta la humana

Anatomia y Fisiologia humana

El cuerpo humano es un aglomerado de unos cincuenta billones de células, agrupadas en tejidos y organizadas en ocho aparatos (locomotor, respiratorio, digestivo, excretor, circulatorio, endocrino, nervioso y reproductor). Sus elementos constitutivos básicos podrían adquirirse en cualquier parte por un puñado de monedas, pero la vida que alberga estos átomos reunidos con un propósito concreto, lo convierten en un ser de valor incalculable, imposible de calcular con criterios terrenales.

La célula, precisamente, es la unidad de la vida. Todas las células comparten unos elementos esenciales, como son la membrana protectora, el citoplasma, rico en organelas y el núcleo. El núcleo, es el cerebro organizador de la célula, pero sigue un plan general coordinado, escrito en 100.000 genes, ordenados en 23 pares de cromosomas.

El organismo humano parece saber que de la unión nace la fuerza, pues las células se organizan en tejidos, órganos, aparatos y sistemas para realizar sus funciones.

Existen cuatro tejidos básicos, que son el epitelial, el conjuntivo, el muscular y el nervioso, con los que el organismo se relaciona, se protege, secreta sustancias, mantiene su forma, se desplaza, coordina sus funciones y relaciones con el medio.

A pesar de su enorme rendimiento, el cuerpo humano sigue en constante evolución, pero es un recién llegado al planeta. De hecho si se considera que la vida se instauro en la tierra hace 24 horas, el ser humano apenas ha vivido los últimos 3 segundos. (tiempo geológico).

Anatomía

Es la rama de las ciencias biológicas que trata de la forma y estructura de los organismos.

Se halla íntimamente ligada con la fisiología

Es una rama de las ciencias biológicas que trata de las funciones normales del cuerpo.

Se emplean dos métodos especiales para el estudio de la anatomía, el sistemático y el topográfico. En el primero se considera el cuerpo formado por sistemas de órganos o aparatos que son similares por su origen y estructura y están asociados en la realización de ciertas funciones.

Las divisiones de la anatomía sistematica son:

Osteología: Descripción del esqueleto.

Artrología: Descripción de las articulaciones.

Miología: Descripción de los musculos.

Esplacnologia: se subdivide en:

a. Sistema Digestivo b. Sistema Respiratorio c. Sistema Urogenital: que se divide en:

* Órganos Urinarios * Órganos Genitales

Angiología : Descripción de los órganos de la circulación.

Neurología: Descripción del sistema nervioso.

Estiología: Descripción de los órganos de los sentidos.

El termino anatomía topográfica designa los métodos con que se determinan exactamente las posiciones relativas de varias partes del cuerpo, presupone un conocimiento de la anatomía sistemica.

ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA SISTEMICA

SISTEMA OSTEOARTICULAR

El cuerpo humano es una complicada estructura de más de doscientos huesos, un centenar de articulaciones y más de 650 musculos actuando coordinadamente.Gracias a la colaboración entre huesos y musculos, el cuerpo humano mantiene su postura, puede desplazarse y realizar múltiples acciones.

El conjunto de huesos y cartílagos: forma el Esqueleto

El hueso es un tejido sorprendente, ya que combina células vivas (osteocitos) y materiales inertes (sales de calcio). De esta unión, surge la fuerza, pero también la ligereza y la resistencia de los huesos. Los huesos se están renovando constantemente.

Las funciones del esqueleto son múltiples:

Sostiene al organismo y protege a los órganos delicados, a la vez que sirve de punto de inserción a los tendones de los musculos, Además, el interior de los huesos largos aloja la medula ósea, un tejido noble que fabrica glóbulos rojos y blancos. La cabeza esta constituida por el cráneo y la cara. Es una sucesión compleja de huesos que protegen el encéfalo y a otros órganos del sistema nervioso central. También da protección a los órganos de los sentidos, a excepción de el tacto que se encuentra repartido por toda la superficie de la piel.

La Columna Vertebral es un pilar recio, pero un poco flexible, formada por una treintena de vértebras que cierra por detrás la caja torácica. En la porción dorsal de la columna, se articula con las costillas.

El tórax es una caja semirrigida que colabora activamente durante la respiración.

En el cuerpo humano existen 208 huesos :

26 en la columna vertebral

8 en el cráneo

14 en la cara

8 en el oído

1 hueso Hioides

25 en el tórax

64 en los miembros superiores

62 en los miembros inferiores

Hay varios tipos de huesos :

Largos, como los del brazo o la pierna

Cortos, como los de la muñeca o las vértebras

Planos, como los de la cabeza

Algunas características:

Son duros. Están formados por una substancia blanda llamada osteina y por una sustancia dura formada por sales minerales de calcio.Los huesos largos tienen en su parte media un canal central relleno de médula amarilla, y las cabezas son esponjosas y están llenas de médula roja.

Su función :

Dar consistencia al cuerpo.

Ser el apoyo de los musculos y producir los movimientos.

Sirven como centro de maduración de eritrocitos (glóbulos rojos).

División Del Cuerpo Humano Para El Estudio Del Sistema Óseo:

El cuerpo humano se divide de la siguiente manera para que sea mas comprensible y universal :

Cabeza Tronco Extremidades

Huesos de la cabeza

Los huesos del Cráneo son 8 y forman una caja resistente para proteger el cerebro.

Los huesos de la cara son 14. Entre ellos los mas importantes son los Maxilares (Superior e inferior) que se utilizan en la masticación.

Huesos Del Tronco

La clavícula y el omóplato, que sirven para el apoyo de las extremidades superiores.

Las costillas que protegen a los pulmones, formando la caja toraxica.

El esternón, donde se unen las costillas de ambos lados. (anterior)

Las vértebras, forman la columna vertebral y protegen la médula espinal, también articulan las costillas. (posterior)

La Pelvis (ilion, isquión y pubis), en donde se apoyan las extremidades inferiores.

Huesos De Las Extremidades Superiores

Clavícula, omoplato y humero formando la articulación del hombro

El húmero en el brazo.

El Cúbito y el Radio en el antebrazo.

El carpo, formado por 8 huesecillos de la muñeca.

Los metacarpianos en la mano .

Las falanges en los dedos.

Huesos De Las Extremidades Inferiores

La pelvis y el fémur formando la articulación de la cadera

El fémur en el muslo

La rótula en la rodilla.

La tibia y el peroné, en la pierna

El tarso, formado por 7 huesecillos del talón.

El metatarso en el pie

Las falanges en los dedos.

Las Articulaciones

Son las uniones entre los huesos. Unas son fijas y se llaman suturas (Las de los huesos del cráneo)

Semimóviles: las de las vértebras entre ellas están los discos invertebrales.

móviles: las del codo y la rodilla. En este caso, para evitar el roce entre los huesos, éstos terminan en un cartílago articular rodeado de una bolsa o cápsula sinovial, llena de un líquido aceitoso llamado Sinovia, que actúa como lubrificante y amortiguador del roce. entre las dos cápsulas esta el Menisco articular.

Hay un hueso suelto a nivel de la base de la lengua; llamado hioides, en la que sustenta en sus movimientos.

SISTEMA DIGESTIVO

El aparato digestivo es un largo tubo, con importantes glándulas empotradas, que transforma las complejas moléculas de los alimentos en sustancias simples y fácilmente utilizables por el organismo.

Estos compuestos nutritivos simples son absorbidos por las vellosidades intestinales, que tapizan el intestino delgado. Así pues, pasan a la sangre y nutren todas y cada una de las células del organismo

Desde la boca hasta el ano, el tubo digestivo mide unos once metros de longitud. En la boca ya empieza propiamente la digestión. Los dientes trituran los alimentos y las secreciones de las glándulas salivales los humedecen e inician su descomposición química. Luego, el bolo alimenticio cruza la faringe, sigue por el esófago y llega al estomago, una bolsa muscular de litro y medio de capacidad, cuya mucosa secreta el potente jugo gástrico, en el estomago, el alimento es agitado hasta convertirse en una papilla llamada quimo.

A la salida del estomago, el tubo digestivo se prolonga con el intestino delgado, de unos siete metros de largo, aunque muy replegado sobre si mismo. En su primera porción o duodeno recibe secreciones de las glándulas intestinales, la bilis y los jugos del páncreas. Todas estas secreciones contienen una gran cantidad de enzimas que degradan los alimentos y los transforma en sustancias solubles simples.

El tubo digestivo continua por el intestino grueso, de algo mas de metro y medio de longitud. Su porción final es el recto, que termina en el ano, por donde se evacuan al exterior los restos indigeribles de los alimentos.

Descripción Anatómica

Para Observar un torso con la disposición de los órganos pulsa Aqui

El tubo digestivo está formado por:

boca, esófago, estómago, intestino delgado que se divide en duodeno, yeyuno, íleon.

El intestino grueso que se compone de: ciego y apéndice, colon y recto.

El hígado (con su vesícula Biliar) y el páncreas forman parte del aparato digestivo, aunque no del tubo digestivo.

Esófago :

El esófago es un conducto musculo membranoso que se extiende desde la faringe hasta el estómago. De los incisivos al cardias porción donde el esófago se continua con el estómago hay unos 40 cm. El esófago empieza en el cuello, atraviesa todo el tórax y pasa al abdomen a través del hiato esófagico del diafragma. Habitualmente es una cavidad virtual. (es decir que sus paredes se encuentran unidas y solo se abren cuando pasa el bolo alimenticio).

Estómago :

El estómago es un órgano que varia de forma según el estado de repleción (cantidad de contenido alimenticio presente en la cavidad gástrica) en que se halla, habitualmente tiene forma de J. Consta de varias partes que son : Fundos, cuerpo, antro y pìloro. Su borde menos extenso se denomina curvatura menor y la otra curvatura mayor. El cardias es el limite entre el esófago y el estomago y el piloro es el limite entre estómago y duodeno. En un individuo mide aproximadamente 25cm del cardias al pìloro y el diámetro transverso es de 12cm.

Intestino delgado:

El intestino delgado se inicia en el pìloro y termina en la válvula ileoceal, por la que se une a la primera parte del intestino grueso. Su longitud es variable y su calibre disminuye progresivamente desde su origen hasta la válvula ileocecal.

El duodeno, que forma parte del intestino delgado, mide unos 25 - 30 cm de longitud; el intestino delgado consta de una parte próxima o yeyuno y una distal o íleon; el limite entre las dos porciones no es muy aparente. El duodeno se une al yeyuno después de los 30cm a partir del piloro.

El yeyuno-ìleon es una parte del intestino delgado que se caracteriza por presentar unos extremos relativamente fijos: El primero que se origina en el duodeno y el segundo se limita con la válvula ileocecal y primera porción del ciego. Su calibre disminuye lenta pero progresivamente en dirección al intestino grueso. El limite entre el yeyuno y el íleon no es apreciable.

Intestino grueso:

El intestino grueso se inicia a partir de la válvula ileocecal en un fondo de saco denominado ciego de donde sale el apéndice vermiforme y termina en el recto. Desde el ciego al recto describe una serie de curvas, formando un marco en cuyo centro están las asas del yeyuno ìleon. Su longitud es variable, entre 120 y 160 cm, y su calibre disminuye progresivamente, siendo la porción más estrecha la región donde se une con el recto o unión rectosigmoidea donde su diámetro no suele sobrepasar los 3 cm, mientras que el ciego es de 6 o 7 cm. En el intestino grueso se diferencian varias porciones entre ellas tenemos:

La primera porción que esta constituida por un saco ciego, situada inferior a la válvula ileocecal y que da origen al apéndice vermicular. La segunda porción es denominada como colon ascendente con una longitud de 15cm, para dar origen a la tercera porción que es el colon transverso con una longitud media de 50cm, originándose una cuarta porción que es el colon descendente con 10cm de longitud, por ultimo se diferencia el colon sigmoideo, recto y ano. El recto es la parte terminal del tubo digestivo. Es la continuación del colon sigmoideo y termina abrièndose al exterior por el orificio anal.

Páncreas :

Es una glándula íntimamente relacionada con el duodeno, el conducto excretor del páncreas, que termina reunièndose con el colèdoco a través de la ampolla de Vater, sus secreciones son de importancia en la digestión de los alimentos.

Hígado :

Es la mayor viscera del cuerpo pesa 1500 gms Consta de dos lóbulos. Las vías biliares son las vías excretoras del hígado, por ellas la bilis es conducida al duodeno. normalmente salen dos conductos: derecho e izquierdo, que confluyen entre sì formando un conducto único. el conducto hepático, recibe un conducto más fino, el conducto cìstico, que proviene de la vesícula biliar alojada en la cara visceral de hígado. De la reunión de los conductos cìstico y el hepático se forma el colèdoco, que desciende al duodeno, en la que desemboca junto con el conducto excretor del páncreas. La vesícula biliar es un reservorio musculomembranoso puesto en derivación sobre las vías biliares principales. No suele contener mas de 50-60 cm de bilis. Es de forma ovalada o ligeramente piriforme y su diámetro mayor no es de 8 a 10 cm .

Bazo:

El bazo, por sus principales funciones se debería considerar un órgano del sistema circulatorio. Su tamaño depende de la cantidad de sangre que contenga.

Fisiología Del Tubo Digestivo:

El tubo digestivo se encarga de la digestión de los alimentos ingeridos, para que puedan ser utilizados por el organismo. El proceso de digestión comienza en la boca, donde los alimentos son cubiertos por la saliva, triturados y divididos por la acción de la masticación y una vez formado el bolo , deglutidos. El estomago no es un órgano indispensable para la vida, pues aunque su extirpación en hombres y animales causa ciertos desordenes digestivos, no afecta fundamentalmente la salud.

En el hombre, la función esencial del estomago es reducir los alimentos a una masa semifluida de consistencia uniforme denominada quimo, que pasa luego al duodeno. El estomago también actúa como reservorio transitorio de alimentos y por al acidez de sus secreciones, tiene una cierta acción antibacteriana.

El quimo pasa el piloro a intervalos y penetra al duodeno donde es transformado por las secreciones del páncreas, intestino delgado e hígado; continuándose su digestión y absorción. El quimo sigue progresando a través del intestino delgado hasta llegar al intestino grueso.

La válvula ileocecal obstaculiza el vaciamiento demasiado rápido del intestino delgado e impide el reflujo del contenido del intestino grueso al intestino delgado. La principal función del intestino grueso es la formación, transporte y evacuación de las heces. Una función muy importante es la absorción de agua. En el ciego y el colon ascendentes las materias fecales son casi liquidas y es allí donde se absorbe la mayor cantidad de agua y algunas sustancias disueltas, pero aun en regiones mas dístales (recto y colon sigmoideo) se absorben líquidos.

Las heces permanecen en el colon hasta el momento de la defecación.

SISTEMA MUSCULAR

Los musculos son los motores del movimiento. Un musculo, es un haz de fibras, cuya propiedad mas destacada es la contractilidad. Gracias a esta facultad, el paquete de fibras musculares se contrae cuando recibe orden adecuada. Al contraerse, se acorta y se tira del hueso o de la estructura sujeta. Acabado el trabajo, recupera su posición de reposo.

Los musculo estriados son rojos, tienen una contracción rápida y voluntaria y se insertan en los huesos a través de un tendón, por ejemplo, los de la masticación, el trapecio, que sostiene erguida la cabeza, o los gemelos en las piernas que permiten ponerse de puntillas. Por su parte

los musculos lisos son blanquecinos, tapizan tubos y conductos y tienen contracción lenta e involuntaria. Se encuentran por ejemplo, recubriendo el conducto digestivo o los vasos sanguíneos (arterias y venas). El musculo cardiaco es un caso especial, pues se trata de un musculo estriado, de contracción involuntaria.

El cuerpo humano se cubre de unos 650 musculos de acción voluntaria. Tal riqueza muscular permite disponer de miles de movimientos. Hay musculos planos como el recto del abdomen, en forma de huso como el bíceps o muy cortos como los interoseos del metacarpo. Algunos musculos son muy grandes, como el dorsal en la espalda, mientras otros muy potentes como el cuadriceps en el muslo. Además los musculos sirven como protección a los órganos internos así como de dar forma al organismo y expresividad al rostro.

Los musculos son conjuntos de células alargadas llamadas fibras. Están colocadas en forma de haces que a su vez están metidos en unas vainas conjuntivas que se prolongan formando los tendones, con lo que se unen a los huesos. Su forma es variable. La más típica es la forma de huso (gruesos en el centro y finos en los extremos).

Sus Propiedades :

Son blandos.

Pueden deformarse.

Pueden contraerse.

Su misión esencial es mover las diversas partes del cuerpo apoyàndose en los huesos.

En el cuerpo humano hay más de 650 musculos.

Para Observar un dibujo del sistema muscular pulsa Aqui

Para Observar un gráfico del sistema muscular, con todos sus nombres pulsa Aqui

Los más importantes son :

En la Cabeza

Los que utilizamos para masticar, llamados Maceteros.

El mùsculo que permite el movimiento de los labios cuando hablamos: Orbicular de los labios.

Los que permiten abrir o cerrar los párpados : Orbiculares de los ojos. Los que utilizamos para soplar o silbar, llamados Bucinadores.

En el Cuello

Los que utilizamos para doblar la cabeza hacia los lados o para hacerla girar : se llaman Esterno - cleido - mastoideos.

Los que utilizamos para moverla hacia atrás: Esplenio.

En El Tronco. (Visión Posterior).

Los utilizados en la respiración : Intercostales, Serratos, en forma de sierra, el diafragma que separa el tórax del abdomen. Los pectorales, para mover el brazo hacia adelante y los dorsales, que mueven el brazo hacia atrás. Los trapecios, que elevan el hombro y mantienen

vertical la cabeza.

En Los Brazos

El Deltiodes que forma el hombro.

El Biceps Braquial que flexiona el antebrazo sobre el brazo.

El Tríceps Branquial que extiende el antebrazo.

Los pronadores y supinadores hacen girar la muñeca y la mano. (Antebrazo)

Los flexores y extensores de los dedos. Musculos de la Mano

En Las Extremidades Inferiores

Los gluteos que forman las nalgas.

El sartorio que utilizamos para cruzar una pierna sobre la otra.

El Bíceps crural está detrás, dobla la pierna por la rodilla.

El tríceps está delante, extiende la pierna.

Los gemelos son los que utilizamos para caminar, forman la pantorrilla, terminan en el llamado tendón de Aquiles.

Los flexores y extensores de los dedos. (musculos del pie)

Hay Dos Clases De Musculos

Los que hemos citado, cuya contracción puede ser rápida y Voluntaria : Se llaman musculos estriados o rojos.

Los musculos intestinales de contracción lenta e involuntaria; son los llamados musculos lisos y blancos.

Los musculos realizan el trabajo de extensión y de flexión, para aquello tiran de los huesos, que hacen de palancas. Otro efecto de trabajo de los musculos es la producción de calor. Para ello regulan el funcionamiento de centros nerviosos.

En ellos se reciben las sensaciones, para que el sistema nervioso elabore las respuestas conscientes a dichas sensaciones.

Los musculos gastan mucho oxigeno y glucosa, cuando el esfuerzo es muy fuerte y prolongado, provocando que los musculos no alcancen a satisfacer sus necesidades, dan como resultado los calambres y fatigas musculares por acumulación de toxinas musculares, estos estados desaparecen con descanso y masajes que activen la circulación, para que la sangre arrastre las toxinas presentes en la musculatura

SISTEMA NERVIOSO

El sistema nervioso es el rector y coordinador de todas las funciones, conscientes e inconscientes del organismo, consta del sistema cerebroespinal (encéfalo y medula espinal), los nervios y el sistema vegetativo o autónomo.

A menudo, se compara el sistema nervioso con un computador: porque las unidades periféricas (órganos internos u órganos de los sentidos) aportan gran cantidad de información a través de los cables de transmisión (nervios) para que la unidad de procesamiento central (cerebro), provista de su banco de datos (memoria), la ordene, la analice, muestre y ejecute.

Sin embargo, la comparación termina aquí, en la mera descripción de los distintos elementos. La informática avanza a enormes pasos, pero aun esta lejos el día que se disponga de un ordenador compacto, de componentes baratos y sin mantenimiento, capaz de igualar la rapidez, la sutileza y precisión del cerebro humano.

El sistema nervioso central realiza las mas altas funciones, ya que atiende y satisface las necesidades vitales y da respuesta a los estímulos. Ejecuta tres acciones esenciales, que son

la detección de estímulos, la transmisión de informaciones y la coordinación general.

El Cerebro es el órgano clave de todo este proceso. Sus diferentes estructuras rigen la sensibilidad, los movimientos, la inteligencia y el funcionamiento de los órganos. Su capa mas externa, la corteza cerebral, procesa la información recibida, la coteja con la información almacenada y la transforma en material utilizable, real y consciente.

El Sistema Nervioso es la relación entre nuestro cuerpo y el exterior, además regula y dirige el funcionamiento de todos los órganos del cuerpo.

Las Neuronas: son la unidad funcional del sistema nervioso, por ellas pasan los impulsos nerviosos.

División del Sistema Nervioso

Genéricamente se divide en:

· Sistema Nervioso Central S.N.C

· Sistema Nervioso Autónomo S.N.A

El Sistema Nervioso Central se divide en Encéfalo, Medula y Nervios Periféricos.

El Encéfalo:

Es la masa nerviosa contenida dentro del cráneo. esta envuelta por las meninges, que son tres membranas llamadas: duramadre, piamadre y aracnoides. El encéfalo consta de tres partes:

Cerebro, Cerebelo y Bulbo Raquídeo.

El Cerebro:

Es la parte mas importante, esta formado por la sustancia gris (por fuera) y la sustancia blanca (por dentro), su superficie no es lisa sino que tienes unas arrugas o salientes llamadas circunvoluciones; y unos surcos denominados cisuras, las mas notables son llamadas las cisuras de Silvio y de Rolando. Esta dividido incompletamente por una hendidura en dos partes, llamados hemisferios cerebrales. En los hemisferios se distinguen zonas denominadas lóbulos, que llevan el nombre del hueso en que se encuentran en contacto. Pesa unos 1.200gr Dentro de sus principales funciones están las de controlar y regular el funcionamiento de los demás centros nerviosos, también en el se reciben las sensaciones y se elaboran las respuestas conscientes a dichas situaciones. Es el órgano de las facultades intelectuales: atención, memoria ...etc.

El cerebelo::

Esta situado detrás del cerebro y es más pequeño (120 gr.); tiene forma de una mariposa con las alas extendidas. Consta de tres partes: Dos hemisferios cerebelosos y el cuerpo vermiforme. Por fuera tiene sustancia gris y en el interior sustancia blanca, esta presenta una forma arborescente por lo que se llama el árbol de la vida.Coordina los movimientos de los musculos al caminar.

El Bulbo Raquídeo:

Es la continuación de la medula que se hace más gruesa al entrar en el cráneo. Regula el funcionamiento del corazón y de los musculos respiratorios, además de los movimientos de la masticación, la tos, el estornudo, el vomito ... etc. Por eso una lesión en el bulbo produce la muerte instantánea por paro cardio- respiratorio irreversible.

La Medula Espinal:

La medula espinal es un cordón nervioso, blanco y cilíndrico encerrada dentro de la columna vertebral.Su función más importante es conducir, mediante los nervios de que está formada, la corriente nerviosa que conduce las sensaciones hasta el cerebro y los impulsos nerviosos que lleva las respuestas del cerebro a los musculos.

Los Nervios

Son cordones delgados de sustancia nerviosa que se ramifican por todos los órganos del cuerpo. Unos salen del encéfalo y se llaman nervios craneales. Otros salen a lo largo de la medula espinal: Son los nervios raquídeos.

La Memoria, Inteligencia Y Sueño

La inteligencia es la capacidad de adaptarse a las situaciones nuevas. De hecho, no se trata de una habilidad fija, sino mas bien una suma de facultades relacionadas, otorgados por la corteza cerebral, la capa nerviosa que recubre todo el cerebro humano.

Tanto la definición de la inteligencia como la medición han suscitado siempre recelos y criticas. Sin embargo, muchos tests de inteligencia establecen su puntuación a partir de un promedio, al que se ha dado un valor 100. así, se determina que el 70% de la población posee un cociente intelectual (CI) normal, situado entre 85 y 115. Una buena herencia y un ambiente propicio son dos circunstancias esenciales para que una persona pueda desarrollar todo su potencial intelectual.

La memoria es otra facultad maravillosa del cerebro humano, pues permite registrar datos y sensaciones, revivirlos a voluntad después de minutos o años después. La memoria es una sola, pero se distinguen tres niveles, según cuanto tiempo se recuerda una información, esta es la memoria inmediata, de solo unos segundos, la memoria a corto plazo, de unas horas a unos pocos días, y la memoria a largo plazo, en que los datos se graban a fuego y pueden recordarse toda la vida.

Inteligencia y memoria son dos facultades que un cerebro soñoliento realiza a duras penas y sin ningún lucimiento.

El sueño es imprescindible para vivir, en especial el sueño profundo, en que el cuerpo se abandona a la relajación y el cerebro se enfrasca en una frenética actividad onírica (actividad de los sueños y pesadillas).

SISTEMA CIRCULATORIO

La sangre es el fluido que circula por todo el organismo a través del sistema circulatorio, formado por el corazón y los vasos sanguíneos. De hecho, la sangre describe dos circuitos

complementarios. En la circulación pulmonar o circulación menor la sangre va del corazón a los pulmones, donde se oxigena o se carga con oxigeno y descarga el dioxido de carbono.

En la circulación general o mayor, la sangre da la vuelta a todo el cuerpo antes de retornar al

corazón.

Los Vasos sanguíneos (arterias, capilares y venas) son conductos musculares elásticos que distribuyen y recogen la sangre de todos los rincones del cuerpo.

El Corazón es un musculo hueco, del tamaño del puño (relativamente), encerrado en el centro del pecho. Como una bomba, impulsa la sangre por todo el organismo. realiza su trabajo en fases sucesivas. Primero se llenan las cámaras superiores o aurículas, luego se contraen, se abren las válvulas y la sangre entra en las cavidades inferiores o ventrículos. Cuando están llenos, los ventrículos se contraen e impulsan la sangre hacia las arterias.

El corazón late unas setenta veces por minuto y bombea todos los días unos 10.000 litros de sangre.

La sangre es un tejido liquido, compuesto por agua, sustancias disueltas y células sanguíneas. Los glóbulos rojos o hematies se encargan de la distribución del oxigeno; los glóbulos blancos efectúan trabajos de limpieza (fagocitos) y defensa (linfocitos), mientras que las plaquetas intervienen en la coagulación de la sangre. Una gota de sangre contiene unos 5 millones de glóbulos rojos, de 5.000 a 10.000 glóbulos blancos y alrededor de 250.000 plaquetas.

El aparato circulatorio sirve para llevar los alimentos y el oxigeno a las células, y para recoger los desechos que se han de eliminar después por los riñones, pulmones, etc. De toda esta labor se encarga la sangre, que está circulando constantemente.

La Sangrees un liquido rojo, viscoso de sabor salado y olor especial. En ella se distinguen las siguientes partes : el plasma, los glóbulos rojos, los glóbulos blancos y las plaquetas.

El plasma sanguíneo es la parte liquida, es salado de color amarillento y en él flotan los demás componentes de la sangre, también lleva los alimentos y las sustancias de desecho recogidas de las células. El plasma cuando se coagula la sangre, origina el suero sanguíneo.

Los Glóbulos Rojos o Hematies tienen forma de discos y son tan pequeños que en cada milímetro cúbico hay cuatro a cinco millones, miden unas siete micras de diámetro, no tienen núcleo por eso se consideran células muertas, tiene un pigmento rojizo llamado hemoglobina que les sirve para transportar el oxigeno desde los pulmones a las células.

Los Glóbulos Blancos o Leucocitos Son mayores pero menos numerosos (unos siete mil por milímetro cúbico), son células vivas que se trasladan, se salen de los capilares y se dedican a destruir los microbios y las células muertas que encuentran por el organismo. También producen antitoxinas que neutralizan los venenos de los microorganismos que producen las enfermedades.

Las Plaquetas Son células muy pequeñas, sirven para taponar las heridas y evitar hemorragias.

Partes Del Aparato Circulatorio Consta de :

Un órgano central, el corazón y un sistema de tubos o vasos, las arterias, los capilares y las venas.

Corazón

Es un órgano hueco y musculoso del tamaño de un puño, rodeado por el Pericardio. Situado entre los pulmones, dividido en cuatro cavidades : dos Aurículas y dos Ventrículos. Entre la Aurícula y el Ventrículo derecho hay una válvula llamada tricúspide, entre Aurícula y Ventrículo izquierdos está la válvula mitral. Las gruesas paredes del corazón forman el Miocardio.

Las Arterias

Son vasos gruesos y elásticos que nacen en los Ventrículos aportan sangre a los órganos del cuerpo por ellas circula la sangre a presión debido a la elasticidad de las paredes.

Del corazón salen dos Arterias :

Arteria Pulmonar que sale del Ventrículo derecho y lleva la sangre a los pulmones.

Arteria Aorta sale del Ventrículo izquierdo y se ramifica, de esta ultima arteria salen otras principales entre las que se encuentran:

Las caròtidas: Aportan sangre oxigenada a la cabeza.

Subclavias: Aportan sangre oxigenada a los brazos.

Hepática: Aporta sangre oxigenada al hígado.

Esplènica: Aporta sangre oxigenada al bazo.

Mesentèricas: Aportan sangre oxigenada al intestino.

Renales: Aportan sangre oxigenada a los riñones.

Ilíacas: Aportan sangre oxigenada a las piernas.

Para Observar como se superponen las arterias a los huesos pulsa Aqui

Los Capilares

Son vasos sumamente delgados en que se dividen las arterias y que penetran por todos los órganos del cuerpo, al unirse de nuevo forman las venas.

Las Venas

Son vasos de paredes delgadas y poco elásticas que recogen la sangre y la devuelven al corazón, desembocan en las Aurículas.

En la Aurícula derecha desembocan :

La Cava superior formada por las yugulares que vienen de la cabeza y

las subclavias (venas) que proceden de los miembros superiores.

La Cava inferior a la que van las Ilíacas que vienen de las piernas, las renales de los riñones, y la suprahèpatica del hígado.

La Coronaria que rodea el corazón.

En la Aurícula izquierda desemboca las cuatro venas pulmonares que traen sangre desde los pulmones y que curiosamente es sangre arterial.

· Para Observar un gráfico con las venas y arterias del cuerpo pulsa aqui

Funcionamiento Del Corazón

El corazón tiene dos movimientos :

Uno de contracción llamado Sístole y otro de dilatación llamado Diástole. Pero la Sístole y la Diástole no se realizan a la vez en todo el corazón, se distinguen tres tiempos :

Sístole Auricular : se contraen las Aurículas y la sangre pasa a los ventrículos que estaban vacíos.

Sístole Ventricular : los ventriculos se contraen y la sangre que no puede volver a las aurículas por haberse cerrado las válvulas bicúspide y tricúspide, sale por las arterias pulmonar y aorta. Estas también tienen sus válvulas llamadas válvulas sigmoideas, que evitan el reflujo de la sangre.

Diástole general : Las Aurículas y los Ventrículos se dilatan y la sangre entran de nuevo a las aurículas.

Los golpes que se producen en la contracción de los Ventrículos originan los latidos, que en el hombre oscilan entre 70 y 80 latidos por minuto.

El Sistema Linfático

La linfa es un liquido incoloro formado por plasma sanguíneo y por glóbulos blancos, en realidad es la parte de la sangre que se escapa o sobra de los capilares sanguíneos al ser estos porosos.

Las venas linfáticas tienen forma de rosario por las muchas válvulas que llevan, también tienen unos abultamientos llamados ganglios que se notan sobre todo en las axilas, ingle, cuello etc. En ellos se originan los glóbulos blancos.

SISTEMA RESPIRATORIO

La respiración es un proceso involuntario y automático, en que se extrae el oxigeno del aire inspirado y se expulsan los gases de desecho con el aire espirado.

El aire se inhala por la nariz, donde se calienta y humedece. Luego, pasa a la faringe, sigue por la laringe y penetra en la traquea.

A la mitad de la altura del pecho, la traquea se divide en dos bronquios que se dividen de nuevo, una y otra vez , en bronquios secundarios, terciarios y, finalmente, en unos 250.000 bronquiolos.

Al final de los bronquiolos se agrupan en racimos de alvéolos, pequeños sacos de aire, donde se realiza el intercambio de gases con la sangre.

Los pulmones contienen aproximadamente 300 millones de alvéolos, que desplegados ocuparían una superficie de 70 metros cuadrados, unas 40 veces la extensión de la piel.

La respiración cumple con dos fases sucesivas, efectuadas gracias a la acción muscular del diafragma y de los musculos intercostales, controlados todos por el centro respiratorio del bulbo raquídeo. En la inspiración, el diafragma se contrae y los musculos intercostales se elevan y ensanchan las costillas. La caja torácica gana volumen y penetra aire del exterior para llenar este espacio.

Durante la espiración, el diafragma se relaja y las costillas descienden y se desplazan hacia el interior. La caja torácica disminuye su capacidad y los pulmones dejan escapar el aire hacia el exterior.

Proporciona el oxigeno que el cuerpo necesita y elimina el Diòxido de Carbono o . gas carbònico que se produce en todas las células.

Consta de dos partes :

Vías respiratorias

Pulmones

Las Vías Respiratorias

Están formadas por la boca y las fosas nasales, la faringe, la laringe, la traquea, los bronquios y los bronquiolos.

La Laringe es el órgano donde se produce la voz, contiene las cuerdas vocales y una especie de tapón llamado epiglotis para que los alimentos no pasen por las vías respiratorias.

La traquea es un tubo formado por unos veinte anillos cartilaginosos que la mantienen siempre abierta, se divide en dos ramas: los Bronquios.

Los Bronquios y los Bronquiolos son las diversas ramificaciones del interior del pulmón, terminan en unos sacos llamadas alvéolos pulmonares que tienen a su vez unas bolsas más pequeñas o vesículas pulmonares, están rodeadas de una multitud de capilares por donde pasa la sangre y se purifica y se realiza el intercambio gaseoso.

Los pulmones son dos masas esponjosas de color rojizo, situadas en el tórax a ambos lados del corazón, el derecho tiene tres partes o lóbulos; el izquierdo tiene dos partes.

La Pleura Es una membrana de doble pared que rodea a los pulmones.

Respiración Consiste en tomar oxigeno del aire y desprender el diòxido de carbono que se produce en las células.

Tienen tres fases :

1. Intercambio en los Pulmones.

2. El transporte de gases.

3. La respiración en las células y tejidos.

El Intercambio En Los Pulmones

El aire entra en los pulmones y sale de ellos mediante los movimientos respiratorios que son dos:

En la Inspiración el aire penetra en los pulmones porque estos se hinchan al aumentar el volumen de la caja torácica. Lo cual es debido a que el diafragma desciende y las costillas se levantan.

En la espiración el aire es arrojado al exterior ya que los pulmones se comprimen al disminuir de tamaño la caja torácica, pues el diafragma y las costillas vuelven a su posición normal.

Respiramos unas 17 veces por minuto y cada vez introducimos en la respiración normal ½ litro de aire. El número de inspiraciones depende del ejercicio, de la edad etc. la capacidad pulmonar de una persona es de cinco litros. A la cantidad de aire que se pueda renovar en una inspiración forzada se llama capacidad vital; suele ser de 3,5 litros.

Cuando el aire llega a los alvéolos, parte del oxigeno que lleva atraviesa las finisimas paredes y pasa a los glóbulos rojos de la sangre. Y el diòxido de carbono que traía la sangre pasa al aire, así la sangre venenosa se convierte en sangre arterial esta operación se denomina hematosis.

Transporte De Los Gases

El oxigeno tomado en los alvéolos pulmonares es llevado por los glóbulos rojos de la sangre hasta el corazón y después distribuido por las arterias a todas las células del cuerpo.

El diòxido de carbono es recogido en parte por los glóbulos rojos y parte por el plasma y transportado por las venas cavas hasta el corazón y de allí es llevado a los pulmones para ser arrojado al exterior.

La Respiración De Las Células

Toman el oxigeno que les lleva la sangre y/o utilizan para quemar los alimentos que han absorbido, allí producen la energía que el cuerpo necesita y en especial el calor que mantiene la temperatura del cuerpo humano a unos 37 grados