CAPÍTULO 1. Organización funcional del cuerpo humano y control del «medio interno»
CAPÍTULO 2 La célula y sus funciones
Las células son los elementos básicos que conforman el organismo; aportan la estructura de los tejidos y los órganos del cuerpo, ingieren los nutrientes y los convierten en energía, y realizan funciones especializadas.
El órgano es un conjunto de muchas células diferentes que se mantienen unidas mediante estructuras de soporte o conexiones intercelulares. Las células están especialmente adaptadas para realizar una o más funciones concretas.
Un ejemplo,
“Los eritrocitos” cuya cantidad asciende aproximadamente a 25 billones en cada ser humano, transportan el oxígeno desde los pulmones a los tejidos.
El cuerpo en su conjunto contiene en torno a 100 billones de células!
Aunque las múltiples células del cuerpo son muy diferentes entre sí, todas ellas tienen determinadas características básicas que son mayormente similares.
Organización de la célula
Sus dos partes más importantes son el núcleo y el citoplasma, que están separados entre sí por una membrana nuclear, mientras que el citoplasma está separado de los líquidos circundantes por una membrana celular que también se conoce como membrana plasmática.
Componentes de la célula
Las diferentes sustancias que componen la célula se conocen colectivamente como protoplasma.
El protoplasma está compuesto principalmente por cinco sustancias: agua, electrólitos, proteínas, lípidos e hidratos de carbono
Algunos de los iones importantes de la célula son el potasio, el magnesio, el fosfato, el sulfato, el bicarbonato y cantidades más pequeñas de sodio, cloruro y calcio
Los iones son los productos químicos inorgánicos de las reacciones celulares y además son necesarios para el funcionamiento de algunos de los mecanismos de control celulares.
Por ejemplo
los iones que actúan en la membrana celular son necesarios para la transmisión de los impulsos electroquímicos en el músculo y las fibras nerviosas.
Proteínas
las sustancias más abundantes en la mayoría de las células son las proteínas, que normalmente constituyen entre el 10 y el 20% de la masa celular. Son de dos tipos, proteínas estructurales y proteínas funcionales
Las proteínas estructurales están presentes en la célula principalmente en forma de filamentos largos, los cuales son polímeros de muchas moléculas proteicas individuales. Un uso importante de este tipo de filamentos intracelulares es la formación de microtúbulos que proporcionan los «citoesqueletos» de orgánulos celulares algunos como los cilios, axones nerviosos, husos mitóticos de las células en mitosis
Las proteínas funcionales son un compuesto habitualmente por combinaciones de pocas moléculas en un formato tubular-globular. Estas proteínas son principalmente las enzimas de la célula, a menudo son móviles dentro del líquido celular
Los lípidos son varios tipos de sustancias que se agrupan porque tienen una propiedad común de ser solubles en disolventes grasos. Lípidos especialmente importantes son los fosfolípidos y el colesterol, que juntos suponen solo el 2% de la masa total de la célula. Su importancia radica en que, al ser principalmente insolubles en agua, se usan para formar las barreras de la membrana celular y de la membrana intracelular que separan los distintos compartimientos celulares
En los adipocitos los triglicéridos suponen hasta el 95% de la masa celular.
Estructura física de la célula
Orgánulos
La naturaleza física de cada orgánulo es tan importante como lo son los componentes químicos para las funciones de la célula
La mayoría de los orgánulos de la célula están cubiertos por membranas compuestas principalmente por lípidos y proteínas
Estas membranas son la membrana celular, la membrana nuclear, la membrana del retículo endoplásmico y las membranas de la mitocondria, los lisosomas y el aparato de Golgi. Los lípidos de las membranas proporcionan una barrera que impide el movimiento de agua y sustancias hidrosolubles desde un compartimiento celular a otro, porque el agua no es soluble en lípidos.
Está formada casi totalmente por proteínas y lípidos, con una composición aproximada de un 55% de proteínas, un 25% de fosfolípidos, un 13% de colesterol, un 4% de otros lípidos y un 3% de hidratos de carbono.
El citoplasma está lleno de partículas diminutas y grandes y orgánulos dispersos. La porción de líquido gelatinoso del citoplasma en el que se dispersan las partículas se denomina citosol y contiene principalmente proteínas, electrólitos y glucosa disueltos. En el citoplasma se encuentran dispersos glóbulos de grasa neutra, gránulos de glucógeno, ribosomas, vesículas secretoras y cinco orgánulos especialmente importantes: el retículo endoplásmico, el aparato de Golgi, las mitocondrias, los lisosomas y los peroxisomas
Retículo endoplásmico
Este orgánulo ayuda a procesar las moléculas formadas por la célula y las transporta a sus destinos específicos dentro o fuera de la célula. Los túbulos y vesículas están conectados entre sí y sus paredes también están formadas por membranas de una bicapa lipídica que contienen grandes cantidades de proteínas, similares a la membrana celular
Unidas a la superficie exterior de muchas partes del retículo endoplásmico encontramos una gran cantidad de partículas granulares diminutas que se conocen como ribosomas. Cuando estas partículas están presentes, el retículo se denomina retículo endoplásmico rugoso.
Los ribosomas están formados por una mezcla de ARN y proteínas y su función consiste en sintetizar nuevas moléculas proteicas en la célula
Parte del retículo endoplásmico no tiene ribosomas, es lo que se conoce como retículo endoplásmico agranular, o liso. Este retículo agranular actúa en la síntesis de sustancias lipídicas y en otros procesos de las células que son promovidos por las enzimas intrarreticulares.
Aparato de Golgi
Tiene unas membranas similares a las del retículo endoplásmico agranular y está formado habitualmente por cuatro o más capas apiladas de vesículas cerradas, finas y planas, que se alinean cerca de uno de los lados del núcleo.
Este aparato es prominente en las células secretoras, donde se localiza en el lado de la célula a partir del cual se extruirán las sustancias secretoras.
Lisosomas
son orgánulos vesiculares que se forman por la rotura del aparato de Golgi y después se dispersan por todo el citoplasma.
Los lisosomas constituyen el aparato digestivo intracelular que permite que la célula digiera: 1) las estructuras celulares dañadas; 2) las partículas de alimento que ha ingerido, y 3) las sustancias no deseadas, como las bacterias.
Peroxisomas
Los peroxisomas son físicamente similares a los lisosomas, aunque difieren en dos aspectos importantes.
En primer lugar, se cree que están formados por autorreplicación (o, quizás, separándose desde el retículo endoplásmico liso) en lugar de proceder del aparato de Golgi.
En segundo lugar, contienen oxidasas en lugar de hidrolasas. Varias de estas oxidasas son capaces de combinar el oxígeno con los iones hidrógeno derivados de distintos productos químicos intracelulares para formar peróxido de hidrógeno (H2O2).
El peróxido de hidrógeno es una sustancia muy oxidante que actúa junto con una catalasa, otra enzima oxidasa que se encuentra en grandes cantidades en los peroxisomas para oxidar muchas sustancias que, de lo contrario, serían venenosas para la célula.
Mitocondrias
Se conocen como los «centros neurálgicos» de la célula. Sin ellas, las células no serían capaces de extraer energía suficiente de los nutrientes y sin ellas cesarían todas las funciones celulares.
Las mitocondrias se encuentran en todas las zonas del citoplasma de la célula, pero su número total en cada célula varía de menos de cien hasta varios miles, dependiendo de la cantidad de energía que requiere la célula.
Las mitocondrias se reproducen por sí mismas, lo que significa que una mitocondria puede formar una segunda, una tercera, etc., siempre que la célula necesite cantidades mayores de ATP. En realidad la mitocondria contiene un ADN similar al que se encuentra en el núcleo de la célula.
Citoesqueleto celular: estructuras filamentosas y tubulares
El citoesqueleto celular es una red de proteínas fibrilares organizadas habitualmente en filamentos o túbulos que se originan como moléculas proteicas precursoras sintetizadas por los ribosomas en el citoplasma.
Es decir, una de las funciones principales de los microtúbulos es actuar como citoesqueleto, proporcionando estructuras físicas rígidas para determinadas partes de las células.
El citoesqueleto de la célula no solo determina la forma celular sino que además participa en la división de las células, permite su movimiento y proporciona una especie de ruta que dirige el movimiento de los orgánulos en el interior de las células.
Núcleo
El núcleo, que es el centro de control de la célula, envía mensajes a esta para que crezca y madure, se replique o muera, contiene grandes cantidades de ADN, que comprende los genes, que son los que determinan las características de las proteínas celulares, como las proteínas estructurales y también las enzimas intracelulares que controlan las actividades citoplásmicas y nucleares.
Endocitocis y exocitosis
La endocitosis es una forma de transporte activo en el que una célula transporta moléculas u organismos hacia su interior, tales como proteínas.La exocitosis es todo lo contrario, la célula transporta moléculas fuera de ella.
Existen tres tipos de endocitosis: pinocitosis, fagocitosis y endocitosis mediada por receptores. La endocitosis y su contra parte, la exocitosis, son utilizadas en todas las células porque la mayoría de las sustancias químicas importantes para ellas son moléculas grandes y polares que no pueden pasar a través de la membrana, o bien la célula engulle organismos como medio de defensa y ataque.
Alfonso Quijano Arévalo 