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El estudiante:
• Ubicará las disciplinas a estudiar dentro del terreno de las ciencias y conocerá su
estructura y funcionamiento.
• Desarrollará las habilidades necesarias para aplicar de manera consciente e intencionada los términos propios de anatomía.
• Desarrollará la capacidad de conceptualización, síntesis, análisis y evaluación de la
información, generada por la observación, la experiencia, la reflexión y el
razonamiento para resolver problemas en el ámbito de la fisiología.
INTRODUCCIÓN
La fisiología es una asignatura teórica que se ubica en el quinto semestre del mapa
curricular del bachillerato de Veracruz y que corresponde, por lo tanto, al tronco común,
como un referente para aquellos estudiantes interesados en cursar alguna carrera de
las ciencias biológicas y de la salud, tales como medicina, medicina veterinaria y
zootecnia, odontología, psicología, enfermería, entre otras.
Su estudio se orienta a la integración del conocimiento no como un fin en sí mismo, sino
como un medio para el desarrollo de habilidades y actitudes relacionadas con las
funciones y estructura fundamentales del cuerpo humano.
Uno de los principales objetivos de esta asignatura y su interacción con las ciencias de
la salud es que los alumnos elaboren de manera intencionada y ordenada
conocimientos que sienten las bases científicas para descubrir y analizar los problemas
prioritarios de la salud, partiendo de los conocimientos básicos de la fisiología.
13
CONCEPTOS GENERALES DE ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
La evolución en el campo de la fisiología ha permitido conocer
anatómica,
con más detalle el funcionamiento de las estructuras del cuerpo
los
humano, así como la interacción entre ellas, lo que también ha
anatómicos,
facilitado la descripción de los mecanismos de autorregulación
así como la
y, por lo tanto, distinguir aquellos factores que alteran los
nomenclatura
procesos normales inherentes al cuerpo humano, así como
que ayuda a
aquellos del medio ambiente que modifican dichas funciones
comprender
llevándolas hasta el punto de considerarlas nocivas para la
mejor
salud.
materia.
Las ciencias de la salud forman un conjunto de disciplinas en
Para facilitar
constante evolución, que requieren de una actualización
el estudio de
permanente, por lo que es necesario revisar de manera
la anatomía y
periodica los contenidos del texto guía de la materia de
unificar
el
fisiología.
criterio
de
La finalidad de este texto es proporcionar a los estudiantes de
descripción
quinto semestre de bachillerato, una herramienta que les
de
permita alcanzar una mejor preparación y manejar las nociones
localización
básicas
de
que
toda
persona
necesita
saber
acerca
del
planos
esta
la
las
funcionamiento de su cuerpo, o bien, adquirir los conocimientos
diferentes
fundamentales para acceder a la formación universitaria.
partes
1.1 INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA ANATOMÍA
cuerpo
1.1.1 Concepto de anatomía
humano,
Es la ciencia que estudia la forma y estructura del organismo y
necesario:
las relaciones existentes entre las mismas, así como su
• Determinar
localización en el espacio corporal.
la
La anatomía humana se divide en varias ramas: descriptiva,
anatómica
topográfica, macroscópica, microscópica, comparada, entre
universal.
otras. Este curso se refiere a la anatomía descriptiva que
•
estudia la forma, situación, composición y relaciones de las
cortes
estructuras, por lo que es indispensable recordar la posición
imaginarios
del
es
posición
Utilizar
llamados
planos anatómicos.
Fisiología.
1.1.2 Planimetría
Ciencia
que
En el estudio de la anatomía humana, los planos anatómicos
estudia
las
son las referencias espaciales utilizadas para describir la
funciones or-
disposición de los diferentes tejidos, órganos y sistemas, y las
gánicas
relaciones que hay entre ellos.
los
vivos.
de
seres
14
UNIDAD I
Posición anatómica. El cuerpo humano se estudia con la cabeza mirando de frente al
observador, de pie, con los brazos extendidos hacia abajo, a cada lado del cuerpo, con
las palmas de las manos hacia delante (antebrazos en supinación), las puntas de los
dedos mirando al frente, las piernas extendidas (en aducción), con las puntas de los
pies señalando hacia el frente.
Para entender la posición anatómica del cuerpo humano, se consideran tres ejes
imaginarios que son fundamentales para su ubicación espacial (figuras 1.1 y 1.2):
• Eje vertical, va de la cabeza a los pies: eje “cráneo-caudal” (“cabeza-cola”)
• Eje transversal, va de lado a lado: eje latero-lateral
• Eje anteroposterior, va de adelante hacia atrás: eje ventro-dorsal
Los planos meridionales dividen al cuerpo humano en mitades de la siguiente manera:
Plano sagital o anteroposterior. Pasa por la mitad del cuerpo desde la cabeza a los pies
y lo divide en dos mitades: derecha e izquierda.
Plano superior o coronal. Pasa por la parte más alta de la cabeza y es paralelo al plano
transverso horizontal.
Plano transverso horizontal. Es un plano que pasa a nivel de la cicatriz umbilical y divide
al cuerpo en dos mitades, una superior y otra inferior.Plano sagitalPlano frontalPlano
transversal
Se entiende por plano a un volumen reducido a su mínima expresión y que es
bidimensional (largo y ancho). Plano sagitalPlano transversalEje transversalEje
anteroposteriorEje vertical o longitudinalPlano frontal
Figura 1.1
Planos del
cuerpo.
.
Figura 1.2
Planos anatómicos.
Sagital. Plano meridional perpendicular al suelo que divide al cuerpo en mitades
izquierda y derecha.15 CONCEPTOS GENERALES DE ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
Plano transverso vertical o frontal. Es un plano que divide al cuerpo humano en una
mitad anterior y una posterior; pasa por el punto medio de la bóveda craneal y por todo
el cuerpo humano.
Anatomía topográfica
Estudia el cuerpo humano dividido en regiones, las cuales se han organizado de la
siguiente manera:
Cabeza. Esta división se hace de acuerdo con los huesos que la conforman, una línea
imaginaria que se extiende desde una saliente que se encuentra en la cara posterior del
hueso occipital (protuberancia occipital externa), hasta la parte media de la frente,
pasando por el orificio externo del conducto auditivo.
Cuello. Su límite superior lo establece una línea imaginaria que se extiende de la
protuberancia occipital externa hasta la sínfisis mentoniana, pasando por el borde
inferior de la mandíbula (maxilar inferior). Su límite inferior lo establece una línea
imaginaria que se extiende desde la unión de la clavícula y el esternón hasta la parte
superior del hombro.
El cuello presenta dos regiones: la región anterolateral y la región posterior; a esta
última se le denomina nuca. En la región anterolateral tenemos otras dos subregiones
que son la suprahioidea y la infrahioidea; la primera se encuentra arriba del hueso
hioides, y la segunda, debajo del mismo.
Frontal (1)
Parietal (2)
Temporal (2)
Occipital (1)
Etmoides (1)
Esfenoides (1)
Bóveda
Base
Cráneo
Cabeza
Maxilar superior (2)
Mandíbula(1)
Huesos nasales o propios de la nariz (2)
Cornetes (2)
Pómulo o malar (2)
Palatinos (2)
Vómer (1)
Cara16 UNIDAD I
Tórax. Su límite superior es una línea imaginaria del límite inferior del cuello. Su límite
inferior es una circunferencia imaginaria que pasa por el apéndice xifoides, que es la
porción inferior del esternón por las últimas costillas y por los últimos cartílagos costales.
En su cara anterolateral se encuentran proyectados los pulmones; en el lado izquierdo
se localiza la región precordial (zona donde se ubica el corazón). En la cara posterior
del tórax se encuentran las regiones escapulares (donde se localizan los huesos
omóplatos o escápulas) con sus porciones supraespinosa e infraespinosa, y las
regiones interescapulovertebrales (donde se localizan las vértebras dorsales).
Abdomen. Su límite superior lo establece el borde inferior costal del tórax marcado por
el músculo del diafragma. El límite inferior lo establece una línea imaginaria que pasa
por el borde superior del pubis y por la parte superior del hueso iliaco (cresta iliaca),
hasta el borde inferior de la quinta vértebra lumbar. A su vez, el abdomen se divide en
nueve regiones por medio de cuatro líneas imaginarias: dos horizontales y dos
verticales; las primeras son: una superior que pasa por la novena costilla, y una inferior
que pasa por la parte más alta de los huesos iliacos.
Las líneas verticales se extienden desde la parte media de la clavícula hasta la parte
media del arco crural, el cual va desde la parte media del pubis (unión de los dos
huesos iliacos por delante) hasta la espina iliaca anterosuperior; de esta manera, el
abdomen queda dividido en las regiones que se muestran en la figura 1.3
Los órganos de esta región se distribuyen como se muestra en la figura 1.4
1. Mesogastrio: asas del intestino delgado. 2. Epigastrio: parte del estómago. 3.
Hipogastrio: la vejiga y el útero o matriz. 4. Flanco derecho: colon ascendente. 5. Flanco
izquierdo: colon descendente. 6. Hipocondrio derecho: hígado, vesícula biliar y parte del
colon transverso. 7. Hipocondrio izquierdo: colon descendente. 8. Fosa iliaca derecha: el
ciego, el apéndice, trompa de Falopio derecha. 9. Fosa iliaca izquierda: última porción
del colon descendente y, en la mujer, la trompa de Falopio izquierda y el ovario
izquierdo.
La región posterior del abdomen se denomina región lumbar y en la región superior de
ésta se ubican los riñones. Está limitada por abajo por un diafragma perineal por que
están incluidos el orificio anal y vaginal.
Epigastrio. Región topográfica situada en la parte media superior del abdomen.
Mesogastrio. Región topográfica situada en la porción media abdominal.
Hipogastrio. Región topográfica situada en la porción media inferior del abdomen.
1 Mesogastrio 6 y 7 Hipocondrios derecho e
izquierdo
2 Epigastrio 8 y 9 Fosas iliacas derecha e
izquierda
3 Hipogastrio 4 y 5 Flancos derecho e
izquierdo
Figura 1.3
Topografía
abdominal.17 CONCEPTOS GENERALES DE ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
Pelvis. Está conformada por los dos huesos coxales a ambos lados; su porción anterior
se encuentra limitada por la sínfisis del pubis y la parte posterior por la región
sacrocoxígea.
Miembro torácico (mt) antes extremidad superior. Se divide en las siguientes regiones:
hombro, cuyo límite superior es el vértice de la apófisis acromion; su límite inferior es la
cabeza del húmero. Brazo, se extiende del tercio superior del húmero hasta el pliegue
del codo. Antebrazo, se extiende del codo a los pliegues que se localizan a nivel de la
muñeca. Mano, comprende desde la articulación de la muñeca hasta las falanges. La
región anterior de la mano se denomina palma, y la posterior, dorsal.
Miembro pélvico (mp) antes extremidad inferior. Está conformado por las siguientes
regiones: cadera, constituida por la cavidad cotiloidea del hueso coxal y la cabeza del
fémur. Muslo, está formado por el hueso femoral. Pierna, formada por dos huesos: la
tibia y el peroné. Pie, se extiende desde la articulación tibiotarsiana hasta la punta de los
dedos. A la región superior del pie se le denomina dorsal; y a la inferior, planta.
Figura 1.4
Topografía
abdominal.18 UNIDAD I
1.1.4 Cavidades del cuerpo humano
En el cuerpo humano se encuentran diferentes cavidades, algunas de las más
importantes son:
Secciones Regiones
Bóveda: frontal (1), parietal (2), temporal (2), occipital (1)
Base: etmoides (1) y esfenoides (1)
Maxilar superior (2), mandíbula (1), huesos nasales o propios de la nariz (2), cornetes
(2), pómulo o malar (2), palatinos (2), y vómer(1)
Cráneo
Cara
Anterolateral: supra e infrahioidea
Posterior: nuca
Anterior
Posterior
Anterior
Posterior
Cabeza
Cuello
Tórax
Abdomen
Miembro torácico
Miembro pélvico
Anterolateral
Precordial
Escapular
Interescapulovertebral
Epigastrio, mesogastrio, hipogastrio, flanco derecho, flanco izquierdo, hipocondrio
derecho, hipocondrio izquierdo, fosa
iliaca derecha, fosa iliaca izquierda
Lumbar
Hombro, brazo, codo, antebrazo y mano
Cadera, muslo, rodilla, pierna y pie
Tabla 1.1
Anatomía topográfica
del cuerpo humano.
Nombre de la
cavidad
Órganos que se localizan en su interior
Encéfalo
Médula espinal
Aparato respiratorio, corazón, grandes vasos y esófago
Aparato digestivo, bazo, riñones, urétra, glándulas
suprarrenales, vena cava inferior y aorta abdominal
Órganos internos del aparato genital femenino, vejiga urinaria
y recto
Craneal
Medular
Torácica
Abdominal
Pélvica
Tabla 1.2
Cavidades del cuerpo
humano.19 CONCEPTOS GENERALES DE ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
Además de estas cavidades existen otras menores como la cavidad orbitaria, la nasal,
la timpánica, etcétera.
El diafragma es un músculo esquelético voluntario en forma de cúpula, cuya importancia
radica en separar la cavidad torácica de la abdominal.
Realiza los siguientes ejercicios:
I. En la figura 1.5 escribe los nombres de las regiones del abdomen y señálalos con una
flecha.
II. En la figura 1.6 escribe los nombres de los órganos que se localizan en cada región.
III. Escribe y señala los nombres de los planos anatómicos en la figura 1.7
Término direccional Ubicación
Ventral
Dor
Medial
sal
Lateral
Cef
Interno
álic
Externo
o
Se localiza en la cara anterior del
Cau
cuerpo, o cara ventralh
dal
Se localiza en la cara posterior
Sup
del cuerpo y cara dorsal
erfic
Localizado en la porción superior
ial
del cuerpo
Prof
Se localiza en la porción inferior
und
del cuerpo
o
Situado en la superficie del
Pro
cuerpo
xim
Localizado dentro de un órgano o
al
dentro del cuerpo
Dist
Se localiza cerca de su origen
al
(centro del cuerpo)
Locali
línea media
zado
Localizado dentro de un órgano
en la
hueco o dentro del cuerpo
porció
Situado fuera de un órgano
n
hueco o fuera del cuerpo
lejana
Tabla 1.3
de su
Términos direccionales más
origen
(del
centro
usados en anatomía.
Figura 1.5
Regiones del
del
abdomen.
cuerp
Figura 1.6
o)
Situad
o en
la
línea
media
o
cerca
de la
línea
media
Locali
zado
lejos
de la
Órganos que se
localizan en
cada región.20 UNIDAD I
IV.
diccionario o la internet el
Bus
significado de los siguientes
ca
prefijos y anótalos en la tabla.
en
tu
1.2 INTRODUCCIÓN A LA FISIOLOGÍA GENERAL
El estudio de la fisiología puede ser abordado a partir de diferentes principios,
tal como lo hacen Joel Michel y colaboradores, quienes van más allá de esta
definición, ya que tienen en cuenta no sólo aspectos funcionales de las
diferentes especies de seres vivos, sino también plantean una serie de
principios centrales que permiten entender la relación que guarda la estructura
de
los seres vivos con su funcionamiento desde la aparición de la vida sobre la
superficie de la Tierra, además de otros aspectos como mecanismos causales
de cambios de los seres vivos, sin dejar de lado el hecho de que la célula es
la unidad funcional mínima.
1.2.1 Antecedentes históricos de la fisiología moderna
Hasta 1542, fecha en que aparece la obra de Vesalio, la palabra “fisiología” se
empleaba como un sinónimo del término “filosofía natural” y su materia era
principalmente lo que ahora llamamos física. Jean Fernel limitó el territorio de
la fisiología, de todo el universo de los fenómenos naturales, únicamente a la
estructura y funciones del cuerpo humano.
Figura 1.7
Planos anatómicos.
Prefijos
ect
en
gastro
o
do
cardia
sub
pr
a 1.4
epi
e
Prefijos
hip
po
más
o
st
comúne
he
Ta
s.
mi
bl
La fisiología es el estudio de las funciones de la materia viva. La palabra fisiología
proviene de las raíces griegas physis, que significa naturaleza, logos = estudio, ía =
ciencia. 21 CONCEPTOS GENERALES DE ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
William Harvey (1578-1657) es indudablemente el padre de la fisiología moderna.
Harvey observó en el año 1600 que la contracción del corazón expelía la sangre
contenida en su interior. La observación de este hecho lo condujo a postular que la
sangre expulsada por el corazón debía circular por el cuerpo y, por consiguiente,
retornaba al corazón. Fue el primero en considerar a éste como una bomba, hecho que
marcó un nuevo punto de vista sobre los organismos vivos: la vida, al igual que el resto
del universo, podía considerarse como una máquina mecánica.
En las primeras cátedras de fisiología se daba mayor importancia a la anatomía; sin
embargo, cuando la cantidad de datos experimentales fisiológicos resultó abrumadora,
al final del siglo xix, las escuelas médicas se separaron de su asociación con las de
anatomía y se establecieron diversas cátedras independientes.
Según Ralph W. Gerard, la mayoría de los fisiólogos considera a la fisiología como una
industria “sin humo” destinada a averiguar cómo funcionan los organismos. Por su
parte, Claude Bernard, fundador de la fisiología moderna, considera que se trata de la
“ciencia que tiene por objeto estudiar los fenómenos de los seres vivos y determinar las
condiciones materiales en las cuales aparecen”.
La mayoría de los autores coincide en que los límites de la fisiología son difíciles de
determinar, toda vez que es necesario relacionarla con otras ciencias biológicas.
Algunos estudiosos llamados “mecanicistas” piensan que los fenómenos de la vida
están sujetos a las leyes de la física y de la química; otros, los “vitalistas” consideran
que se requiere de la intervención de algún fenómeno distinto de las leyes
físicoquímicas y mencionan una fuerza vital de la misma categoría de la materia y de la
energía para desempeñar este papel.
Para explicar los fenómenos en ambas corrientes es preciso utilizar el método
experimental, mediante el cual se puede determinar, entre otras cosas, la naturaleza de
las células de las plantas, de los animales y los microorganismos; la naturaleza del
medio ambiente de la célula; la naturaleza de la membrana celular; la naturaleza de los
alimentos celulares; y la utilización de la célula de la energía liberada por la respiración
para llevar a cabo distintos trabajos.
Conjuntamente con Claude Bernard y las obras de Francois Magendie, John S.
Haldane, Henderson, Sherrington y Cannon, se determina que la fisiología no se debe
estudiar considerando las funciones de un organismo como entidades aisladas, sino en
el estudio de la integración de la interrelación de éstas, así como en el
automantenimiento, o sea la autorregulación. A esta corriente de estudio de la fisiología
se le conoce como materialismo holístico.
Investiga las siguientes temáticas:
• Las aportaciones que hicieron a la fisiología los científicos mencionados en el apartado
anterior.
• Resume en una cuartilla, a mano, las funciones que se le atribuían al corazón antes
del siglo xvii.22 UNIDAD I
1.2.2 Conceptos de fisiología general
Algunos de los principios que apoyan el estudio de la fisiología son:
La evolución que explica, entre otras cosas, el origen de las relaciones entre la
estructura y la función de los seres vivos.
Ecosistemas y medio ambiente. Según este principio, podemos entender cómo los
organismos que existen en un ecosistema compuesto de un medio ambiente físicoquímico (abiótico) y otros organismos biológicos (biótico) pueden modificar sus
funciones y estructura, al interactuar.
Los niveles de organización. Las funciones biológicas de los organismos se realizan en
los diferentes niveles de organización. Los procesos que ocurren en un nivel con
frecuencia pueden explicar los mecanismos que ocurren en diferentes niveles.
Homeostasis. Es un proceso que mantiene el medio ambiente interno de los sistemas
vivos en un estado más o menos constante.
La fisiología se puede enfocar hacia los diferentes niveles de organización, por lo que
podemos hablar de fisiología viral, fisiología bacteriana, fisiología celular, fisiología
vegetal y fisiología humana, por mencionar las subdivisiones más importantes.
1.2.3 Objeto de estudio de la fisiología
El objeto de estudio de la fisiología es explicar las funciones de los seres vivos, la
interrelación
que existe entre ellas y la autorregulación orgánica para mantener la vida en equilibrio.
Para el logro del objetivo, los experimentalistas han utilizado el método científico como
la herramienta principal en el campo de la fisiología, el cual abarca la etapa de
observación, de elaboración de la hipótesis, experimentación y formulación de una ley o
teoría con base en los resultados obtenidos.
La experimentación consiste en crear las condiciones favorables para que se presente
el fenómeno esperado. Si éste se lleva a cabo y es positivo, después de múltiples
prácticas con buenos resultados, comprobamos que nuestra hipótesis es válida.
De este modo podemos asegurar que cuando se presentan y coinciden las
circunstancias ideales, se observará tal o cual fenómeno. A esta conclusión, totalmente
válida y aceptada, la denominamos ley o teoría.
Homeostasis es el estado de equilibrio que guarda el ambiente corporal interno y
que se debe a la incesante interacción entre todos los procesos reguladores del
cuerpo.
Átomo. Estructura que forma la unidad básica de cualquier elemento. Es la menor
unidad de materia que puede intervenir en una combinación química.23 CONCEPTOS
GENERALES DE ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
A medida que un sistema forma parte de otros suprasistemas, pareciera que las leyes
que lo rigen cambian, por ello, del átomo a la molécula nos vemos avocados a pasar de
la física a la química, del mismo modo que de la molécula a la célula nos movemos
hacia la biología. Por lo anterior, para estudiar las funciones orgánicas, la fisiología se
apoya en otras disciplinas como la bioquímica, la anatomía, zoología, botánica,
taxonomía, etcétera.
1.2.4 Niveles de organización
El estudio del universo ha sido siempre importante para el hombre, por lo que ha ido
descubriendo la diversidad de formas que tiene la materia que lo integra, utilizando
diferentes técnicas para su estudio; incluso, ha creado modelos a los que ha dado
nombre de niveles de organización, que presentan estructuras muy particulares, las
cuales recrean las características específicas de cada uno de estos niveles.
Planteamiento del problema
Formulación de la hipótesis
Método Levantamiento de la información
científico Análisis de datos
Comprobación de la
Niveles
de
hipótesis
organiza
Conclusión
ción. 24
Esquema 1.1
UNIDAD
Método
I
científico.
Esquema 1.2
Para facilitar su estudio, estos niveles se han ordenado de lo más simple a lo
más complejo; de esta manera, podemos observar que así como los átomos
están formados por partículas subatómicas como los protones, neutrones y
electrones, a su vez dichos átomos constituyen los bioelementos necesarios
para la vida, como el oxígeno, carbono, hidrógeno y nitrógeno, entre otros;
además, pueden agruparse y combinarse entre sí para dar origen a
compuestos químicos orgánicos como los glúcidos, lípidos y prótidos, o
compuestos inorgánicos como el agua en general.
Los compuestos químicos se combinan de diferentes formas en la materia
viva, originando estructuras microscópicas funcionales que son los organelos,
con tareas específicas y organizadas dentro de la célula, que es la unidad
biológica funcional con capacidad de efectuar su propio metabolismo, así
como llevar a cabo su reproducción.
Los organismos vivos pueden ser unicelulares o pluricelulares, en estos
últimos, las células se organizan en conjuntos llamados tejidos, los cuales se
distinguen por sus diferentes grados de complejidad, constituyendo así un
nivel biológico superior que adquiere el nombre de órgano. Los órganos, que
pueden ser de diferentes tipos, también se combinan de diversas maneras,
formando los aparatos y los sistemas. El organismo es el resultado del trabajo
coordinado de los niveles biológicos ya mencionados.
Generalmente, los organismos no viven aislados sino que se organizan en
niveles biológicos más elevados como las sociedades, las que en grupos dan
origen a las poblaciones, y el conjunto de poblaciones semejantes forman las
especies, las cuales al cohabitar con otras especies en una misma región,
constituyendo lo que conocemos como comunidad. Cuando diferentes
comunidades de seres vivos comparten la naturaleza, se habla de la biosfera,
que representa el nivel más elevado de nuestro planeta.
Biosfera. Es el nivel biológico más elevado de nuestro planeta.
Esquema 1.3
Niveles de organización biológica.25 CONCEPTOS GENERALES DE
ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
La vida, desde sus formas más simples hasta las más complejas, no es otra
cosa que una manifestación de esa evolución de la materia. En resumen, se
puede decir que los niveles de organización van desde el nivel subatómico
hasta la biosfera.
Las moléculas y la célula
La célula es la unidad de la vida. Las células, tejidos y organismos tienen
como base estructural miles de moléculas, cuyo comportamiento obedece
sólo a las leyes generales de la física y la química, por lo que es necesario
introducirse en el conocimiento de los tipos de moléculas con las que están
construidas dichas células.
Los seres vivos están compuestos de una variedad limitada de átomos,
aunque la variedad de moléculas es enorme debido a que en su composición
el elemento central es el carbono, el cual forma cadenas y una gran
diversidad de compuestos. En la gran mayoría de compuestos, la
combinación está dada por el carbono (C), el hidrógeno (H) y el oxígeno (O),
pero en muchos otros puede presentarse con otros elementos.
Debido a las semejanzas estructurales de las sustancias que conforman a los
seres vivos, es posible agruparlas en ciertas categorías. Hay compuestos,
como los azúcares o carbohidratos, que están formados por cadenas cortas
de átomos de carbono a las que se unen el hidrógeno y grupos -OH
(oxidrilos), y se llaman así porque sus unidades son dulces. Otros compuestos
están formados por cadenas largas, que van de 16 a 18 átomos de carbono e
hidrógeno; se llaman lípidos. Un elemento fundamental es el nitrógeno, que al
unirse en la forma de grupo amino (-NH2) a las complicadas cadenas de 20
carbonos o más, dan como resultado los compuestos llamados proteínas.
Azúcares o carbohidratos. Están formados por carbono, hidrógeno y oxígeno;
también se conocen como hidratos de carbono debido a que por cada átomo
de carbono hay dos de hidrógeno y uno de oxígeno, en la misma proporción
que en el agua. Cuando estos compuestos se oxidan, se transforman en la
principal fuente de energía, según la siguiente reacción:
C6H12O6 + O2 CO2 + H2O + Energía
En los vegetales, a diferencia de los animales y humanos, el proceso de
síntesis de los azúcares es inverso, ya que en los primeros la glucosa se
forma a partir de la energía solar, el H2O y el CO2 no así en los animales que
toman la energía de los azúcares, que originalmente provino del sol para
realizar nuestras funciones vitales. En realidad los azúcares son una forma de
almacenamiento de energía solar que los animales aprovechan para vivir o
realizar sus funciones.
Entre los azúcares más conocidos se encuentran la glucosa, que es la unidad
para formar muchas de las moléculas que comemos, como el almidón, el
trigo, papa, maíz, etc., la fructuosa o azúcar de la fruta, y la galactosa, de la
leche, ambos de seis átomos de carbono, y la ribosa y la desoxirribosa, de
cinco átomos de carbono cada una. Estos azúcares se comportan como
unidades que se repiten en la estructura de otros, y por ello se denominan
monosacáridos. 26 UNIDAD I
Monosacárido viene del griego, sacarós, dulce, y monos, único, uno, es decir,
unidad. El nombre del azúcar es de origen árabe, acuccar, y así tenemos que:
1 mol de fructosa + 1 mol de glucosa = sacarosa
carbono, y la
o azúcar común
proporción de
1 mol de glucosa + 1 mol de galactosa = lactosa
oxígeno
es
(azúcar de la leche)
menor,
con
A estos azúcares formados por dos azúcares se
largas
les denomina disacáridos
cadenas
Otra posibilidad de combinación es la unión de
carbono que
miles de monosacáridos como la glucosa, que da
se
origen
hidrógeno,
a
varios
compuestos
llamados
unen
de
al
polisacáridos (del griego polis, muchos), entre
muy parecido
éstos se encuentra el almidón, que representa la
a
forma más común de almacenar azúcar en las
hidrocarburos
semillas y algunas raíces de las plantas, y el
del petróleo.
glucógeno, que cumple la misma función, pero
La base de
en los tejidos animales. La celulosa es otro
éstas son los
ejemplo de polisacárido que se constituye en
ácidos
fibras, y que es casi el único componente de la
grasos,
madera, el algodón y la fibra vegetal en general.
siendo
Los ácidos, alcoholes, entre otros, son el
más
producto de la transformación de los azúcares
comunes los
simples. A su vez éstos se pueden convertir en
formados por
polímeros; es decir, en complejos de cientos o
cadenas
de
miles de unidades, con funciones variadas como
16
a
18
la lubricación de la mucosa y las articulaciones.
átomos
de
Las grasas. La principal característica de éstas
carbono,
es que se componen de hidrógeno, oxígeno y
los
los
cuya fórmula es:
CH3-CH2-CH2-CH2-…CH2-COOH
Glucosa.
Monosacárido
más
común
en
animales, principal combustible celular. Azúcar
simple.SacarosaLactosaMaltosaGlucosaFructuosaGlucosa-GalactosaGlucosa-Glucosa
Esquema 1.4
Los azúcares simples y los disacáridos. 27
CONCEPTOS GENERALES DE ANATOMÍA Y
FISIOLOGÍA
Las moléculas de ácidos grasos se pueden unir a otras, la más sencilla es el glicerol,
grasa neutra como la manteca o el aceite comestible. La diferencia entre estos aceites y
la manteca radica en los tipos de ácidos grasos que intervienen en su composición.
Los lípidos más importante son los fosfolípidos, de los cuales se hablará al tratar el tema
de la membrana celular; éstos son parecidos a las grasas neutras, en cuya composición
intervienen además de ácidos grasos, el ácido fosfórico H3PO4 y otras sustancias como
el inositol y la colina. Asi mismo contienen una parte polarizada, capaz de interactuar
con el agua, y una “cola” que es rechazada por ella, que las obliga a formar una doble
capa, base de la estructura celular.
La cadena hidrocarbonada de los fosfolípidos, semejante a la del aceite, forma una
especie de “cola”, que es rechazada por el agua. La otra porción, la “cabeza”, puede
interactuar libremente con el agua.
Otros fosfolípidos son el colesterol, que forma parte de muchas membranas de
moléculas semejantes en su estructura más que en sus funciones o propiedades, como
algunas hormonas (cortisona), vitaminas como la A, E y D, los ácidos biliares y otras.
Proteínas. Existen alrededor de 20 sustancias diferentes que tienen la estructura
siguiente:
R – CH – COOH
|
NH2
Debido al grupo carboxilo (-COOH), se denominan ácidos orgánicos, y por poseer el
grupo amino (NH2), son aminas, por lo que se llaman aminoácidos. El grupo
representado o R puede cambiar desde un átomo de hidrógeno hasta estructuras más
complejas, para dar 20 distintos compuestos, que se unen entre sí para formar variadas
cadenas de diferente longitud y que reciben el nombre de proteínas.
Esquema 1.5
El almidón, el glucógeno y la celulosa.
Miles de unidades de glucosa se unen para formar estos compuestos.28 UNIDAD I
Las proteínas son las encargadas de identificar y permitir el paso de sustancias hacia
uno y otro lado de las membranas; son las que, como enzimas, se encargan de facilitar
las reacciones químicas de las que depende la vida de la célula, así como de muchas
otras funciones.
Ácidos nucleicos. Son moléculas pequeñas formadas por adenina y guanina, llamadas
también bases púricas, las bases pirimídicas, la citosina, el uracilo, y la timina, que se
unen para formar los nucleótidos o desoxirribonucleótidos, los cuales se unen en largas
cadenas para formar ácidos nucleicos: el adn a partir de los desoxirribonucleótidos y el
arn a partir de los ribonucleótidos.
El adn está formado por una cadena doble de nucleótidos que se distinguen unos de
otros por las “bases” que los componen, que suelen ser adenina, guanina, citosina y
timina. Frente a una timina siempre hay una adenina y frente a una guanina, una
citosina. Esta estructura es la base de la duplicación del adn. Al ocurrir la duplicación, la
doble cadena se separa y se forman dos cadenas dobles idénticas, que van a las
células hijas durante la división celular.
Figura 1.8
La estructura de una proteína (la mioglobina). Los aminoácidos se unen entre sí y
forman largas cadenas, que dan como resultado estructuras muy complicadas que
permiten funciones de extraordinaria complejidad. Las proteínas son los elementos
funcionales por excelencia de las células.
Esquema 1.6
Las bases púricas y pirimídicas, los nucleótidos. Estas son las unidades que forman los
ácidos nucleótidos siguiendo un orden siempre bien definido29 CONCEPTOS
GENERALES DE ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
Gracias a estas moléculas, las células pueden sintetizar, duplicar, conservar y utilizar la
información que las células y los organismos necesitan para mantener sus
componentes, estructura y vida misma. El adn es la molécula que permite la
reproducción de los seres vivos, casi invariables con características individuales, según
la especie de cada uno.
La información contenida en el adn se transmite al citoplasma
las
células,
para ser utilizada, mediante la síntesis del arn mensajero (arn),
los
tejidos,
esta acción se denomina transcripción y se realiza a partir de
los
órganos,
uno de los hilos del adn siguiendo una regla: frente a un
los sistemas
nucleótido de adenina, guanina, citosina o timina del adn, se
y, finalmente,
coloca uno que contenga uracilo, citosina, guanina o adenina,
los
respectivamente. Una vez realizada la transcripción, el arn se
organismos.
convierte en un acomodo de aminoácidos específicos que
Las
constituyen las proteínas, las cuales tendrán funciones como las
asociaciones
de
pueden
transportación,
receptoras
de
señales,
moléculas
ser
contráctiles, además de fungir como enzimas.
simples como
Componentes inorgánicos. El agua es el componente más
en el caso de
abundante de las células. Constituye la fase dispersora del
la membrana
coloide citoplásmico. Gran parte de las sustancias celulares
celular,
están disueltas en agua y casi todas las reacciones metabólicas
más compleja
se realizan en medio acuoso.
cuando
Las sales minerales se encuentran generalmente en forma de
referimos
iones (sodio, potasio, carbono, fosfato, etc.) en cantidades muy
las moléculas
pequeñas, pero indispensables como factores de regulación que
de
mantienen las relaciones osmóticas y de difusión entre la célula
tamaño como
y el medio ambiente.
las proteínas
La primera fase de la organización celular son las moléculas, las
o los ácidos
cuales al organizarse de manera cada vez más compleja forman
nucleicos,
o
nos
a
mayor
que se unen para formar complejos supramacromoleculares
ARN.
como
organizaciones
ribonucleico
funcionamiento
presente
los
virus.
extraordinariamente
También
estructuradas
existen
y
con
Ácido
en
complicado, tanto que se comparan con verdaderas obras de
células euca-
arte de la naturaleza; nos referimos a los organelos celulares.
riotas
Estructura y función celular
procariotas,
El estudio de la célula, de acuerdo con sus componentes
es el único
generalmente, se realiza de afuera hacia adentro, aunque no
material
todas contienen los mismos elementos, ya que en la célula
genético
vegetal se describen los cloroplastos, y las bacterias contienen
algunos virus.
sólo membranas y citosol, con un núcleo de estructura definida.
Desempeña
La pared celular. Algunos organismos como las bacterias y las
diversas
células vegetales están expuestos a un medio inhóspito, por lo
funciones
que su membrana plasmática es débil y requiere de una pared
como
protectora que la recubre, su estructura está compuesta
regulación de
básicamente por celulosa que es una sustancia dura, resistente
la
e impermeable, cuyas moléculas son fibras muy largas y
genética.30
delgadas entrelazadas en forma de red, que al mismo tiempo
UNIDAD I
permiten que la membrana realice sus funciones.
ADN.
Ácido
desoxirribonucleico,
grupo
proteico
de
las
nucleoproteínas depositario de las características genéticas.
Polímero de elevado peso molecular.
y
de
la
expresión
La protección que ofrece la pared celular evita que la célula estalle por los cambios de
presión osmótica interna generados por las sustancias contenidas en ella y la baja
concentración de sustancias disueltas en el exterior.
Algunas células viven en medios hipotónicos (como el agua pura); por ejemplo, las
amibas cuya transmisión se realiza por medio de quistes que resisten esas presiones.
El conocimiento de esta estructura y su función ha servido para utilizar algunos
antibióticos como la penicilina, que actúa inhibiendo la síntesis de los componentes de
la pared celular de algunos microorganismos, que, al desarrollarse sin la pared mueren
ante los ambientes de menor presión osmótica.
Membrana celular
Anteriormente, la membrana celular era considerada como una estructura inerte, que
contenía cierto número de poros con el tamaño suficiente para dar a paso a moléculas
muy específicas y necesarias para la vida celular; sin embargo, en la actualidad se sabe
que se trata de una estructura permeable compuesta por fosfolípidos, con numerosas
moléculas de tipo proteico que realizan actividades muy particulares.
Gracias al uso del microscopio electrónico y a las aportaciones de la biología molecular,
se conoce la membrana celular y sus características estructurales, con lo que se ha
comprendido mejor el paso de sustancias y el comportamiento celular, porque los
organelos celulares membranosos también están limitados por membranas que les
permiten seleccionar el paso de moléculas o iones a través de ellas.
S. J. Singer y G. L. Nicholson propusieron el modelo del mosaico fluido (figura 1.9). En
éste se encuentra una doble capa de fosfolípidos con sus extremos polares orientados
hacia las superficies externas e internas y sus extremos apolares hidrofóbicos, dirigidos
en yuxtaposición hacia el centro de la bicapa. Este modelo explica la naturaleza
dinámica de las proteínas de la membrana, ya que dichas proteínas pueden localizarse
en la superficie exterior o interior de la bicapa lipídica (proteínas extrínsecas); o bien, en
la matriz fosfolipídica (proteínas intrínsecas), algunas están incrustadas en la bicapa
lipídica, pero asoman al exterior, al interior o a ambos lados.
Figura 1.9
Membrana celular. Modelo del mosaico fluido.31 CONCEPTOS GENERALES DE
ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
En las proteínas intrínsecas predominan los aminoácidos hidrofóbicos, por lo que éstas
adoptan estructuras que alejan de la bicapa hidrofóbica a los aminoácidos hidrofílicos;
por el contrario, las proteínas extrínsecas cuentan con residuos hidrofílicos que se unen
al extremo polar de los fosfolípidos e interactúan con la solución acuosa circundante. De
acuerdo con este modelo, es posible el movimiento circundante y lateral de los
fosfolípidos y las proteínas.
El glicocálix es una capa externa de cadena corta de carbohidratos enlazadas de
manera covalente a la membrana y constituye receptores que fijan sustancias externas
que controlan la actividad celular interna. Éste también contiene las proteínas
antigénicas que proporcionan a la célula su identidad inmunológica.
Organelos celulares
Los organelos celulares son grandes formaciones intracelulares, como las mitocondrias
y el retículo endoplásmico o hasta el núcleo mismo; casi todos ellos son estructuras en
las que la membrana es la base o, al menos, un componente principal.
En la actualidad, conocemos el papel de la mayoría de los organelos, que da idea de la
organización funcional que existe al interior de la célula.
A continuación se describe brevemente la estructura y funcionamiento de los organelos
más importantes:
a) Retículo endoplásmico. Es un conjunto de tubos o vesículas que se forman por
unidades de membrana y ocupan gran parte del citoplasma; da apoyo mecánico a la
estructura coloidal del citoplasma; dirige el flujo intracitoplasmático, crea gradientes
iónicos intracitoplasma, participa en la síntesis de lípidos, carbohidratos y proteínas;
además, separa zonas del citoplasma, por lo que algunas reacciones químicas que se
realizan en un lugar no interfieren con las que se llevan a cabo en otros sitios.
Existen dos tipos de esta estructura, el retículo endoplásmico liso y el rugoso, que se
diferencian por su aspecto. En la variedad rugosa existen partículas abundantes a lo
largo del contorno, que son ribosomas. La variedad rugosa tiene como actividad
primordial la síntesis de proteínas.
Algunos ejemplos de lo anterior, son los siguientes:
• En la glándula suprarrenal y en el testículo, se encargan de producir constantemente
hormonas de las llamadas esteroideas.
• En el músculo, el retículo endoplásmico tiene una gran
capacidad para transportar calcio, lo que permite asegurar
que interviene en la regulación de la contracción muscular.
Se considera que puede liberar o secuestrar calcio hacia el
citosol, en donde se encuentran miofibrillas que lo
requieren para la contracción.
• Es una vía de síntesis para los ácidos grasos, principales
componentes de la mayoría de los lípidos y fosfolípidos.
Citosol. Medio acuoso del citoplasma en el que se
encuentran inmersos los orgánulos celulares.32 UNIDAD I
b) Aparato de Golgi. Es un conjunto de sacos irregulares, aplanados, acompañados de
vesículas y vacuolas, en los que se almacenan grasas y proteínas provenientes del
retículo endoplásmico u otras sustancias que ahí mismo son producidas, como las
glicoproteínas o las hormonas. Está situado cerca del núcleo que rodea los centriolos,
el tamaño y el aspecto varían con la actividad celular. Se les reconoce entre sus
funciones la secretora, ya que se funden con la membrana externa para vaciar su
contenido al exterior. También está relacionada con la producción de enzimas
digestivas.
El aparato de Golgi se encarga además de producir y distribuir las proteínas que
sintetiza hacia todos los organelos celulares; una vez sintetizadas, las procesa e incluye
en vesículas que las conducen a los distintos organelos de las células, para que
realicen funciones especiales.
c) Mitocondrias. Su nombre se debe a su aspecto filiforme (del griego mitos “hilo”) al
observarlo con el microscopio. Son estructuras lipoproteicas de doble membrana. La
membrana interna es de mayor superficie que la externa, por lo que se pliega
formando las crestas mitocondriales. El espacio contenido dentro de la membrana
interna se le conoce como matriz mitocondrial, un material semilíquido que contiene
las enzimas del ciclo de Krebs, que es una fase del proceso de la respiración.
La función más importante de las mitocondrias es la fosforilación oxidativa para lo que
cuenta con una complicada serie de moléculas en la membrana interna, que lleva
átomos de hidrógeno y electrones de diferentes sustancias provenientes de los
alimentos, al oxígeno; en su conjunto se le conoce como la cadena; respiratoria o
cadena de transporte de electrones.
Figura 1.10
Retículo endoplásmico liso y rugoso.
Figura 1.11
Morfología del
aparato de
Golgi. 33 CONCEPTOS GENERALES DE ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
La transformación de la energía comprende la producción de varias sustancias
mediante el proceso que se conoce como el ciclo de los ácidos tricarboxílicos, también
llamado ciclo de Krebs.
Cuando los elementos nutritivos y el oxígeno entran en contacto con las enzimas de las
mitocondrias, se combinan para formar bióxido de carbono y agua; la energía liberada
se utiliza para sintetizar una sustancia denominada trifosfato de adenosina atp, ésta se
difunde a toda la célula y libera la energía almacenada donde se necesita para llevar a
cabo funciones celulares.
La cadena respiratoria localizada en la membrana interna de la mitocondria toma el
hidrógeno y lo lleva hacia el oxígeno, durante el transporte la energía del proceso es
atrapada en los enlaces químicos del atp. La mitocondria es, entonces, el lugar donde
realmente se realiza la respiración de la célula; incluso, la respiración de los organismos
no es otra cosa que la suma de la respiración de las mitocondrias de todas sus células.
El pulmón sólo toma del aire, el oxígeno que se necesita, lo envía por medio de la
sangre a los tejidos y a las mitocondrias de sus células, y recoge el bióxido de carbono
que produce.
La mitocondria cuenta con transportadores específicos y muy variados para el
movimiento de muchas sustancias, entre las que destacan el adp y el fosfato que vienen
del exterior, y el atp, que debe salir para ser utilizado. Lo mismo sucede con una serie
de sustancias que la mitocondria utiliza para otras funciones, y para las cuales existe un
sistema de transporte especializado.
La mitocondria realiza otras funciones además de la fosforilación oxidativa, una de las
más importantes es la fragmentación de los ácidos grasos.
Figura 1.12
Mitocondria.
Figura 1.13
Mecanismo de la síntesis del atp. A partir de la energía que se desprenderá de la
combinación de los átomos de hidrógeno provenientes del oxígeno, se forma una
diferencia de concentración de hidrogeniones entre el interior y el exterior de la
mitocondria. La energía con que éstos tienden a regresar al interior es utilizada por una
enzima llamada atp sintetasa, para producir el atp a partir de sus componentes, el adp y
el fosfato.34 UNIDAD I
A partir de los hidratos de carbono, el material que recibe la mitocondria es el ácido
pirúvico (en forma de piruvato). En la degradación de las proteínas recibe aminoácidos,
que también modifica para ser aprovechados durante el ciclo de Krebs; es una gran
cantidad de enzimas la que fragmenta a todas estas moléculas en dos átomos de
carbono, principal fuente de alimentación de este sistema metabólico.
d) Los cloroplastos. Son organelos ovoides o fusiformes que poseen dos membranas.
La membrana interna engloba un líquido llamado estroma, el cual contiene pilas
interconectadas de bolsas membranosas huecas. Las bolsas individuales se llaman
tilacoides y sus superficies poseen el pigmento clorofila, molécula clave en la
fotosíntesis. La membrana externa está en contacto con el citosol. Poseen adn y
ribosomas en su estroma.
El cloroplasto absorbe luz solar para transformarla en energía química y posee los
componentes necesarios para retener tal energía en moléculas de azúcar. Las
mitocondrias son a la fosforilación oxidativa, lo que los cloroplastos a la fotosíntesis;
esta última función es una de las más importantes para todo el proceso biológico.
Prácticamente toda la energía de que depende la vida proviene del sol mediante el
proceso de la fotosíntesis.
d) Vacuolas. Son estructuras membranosas y lipoproteicas que se forman por
hundimientos de la membrana, que se cierran e independizan de ella. Al formarse
pueden quedar llenas de agua (pinocitosis) del medio circundante o de alimentos
(fagocitosis). La vacuola con alimento se llama digestiva o fagosoma.
Este organelo se encarga de almacenar diferentes moléculas pequeñas, principalmente
sales (iones) y aminoácidos, entre las primeras destacan el potasio, fosfato y derivados
de él, como pirofosfato, o metafosfato, calcio y otros iones de distinto tipo. La vacuola se
encarga de tomar materiales ya sean útiles o tóxicos para la célula; también guarda en
su interior sustancias que por la concentración que alcanzan y la presión osmótica que
generan, le puede hacer daño a la misma célula.
Figura 1.14
Cloroplasto.35 CONCEPTOS GENERALES DE ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
Algunos protozoarios contienen vacuolas que pueden ser contráctiles; esta propiedad
les permite expulsar sustancias que le son dañinas o inútiles.
e) Los lisosomas. Son estructuras de doble membrana lipoproteica, se forman a partir
del aparato de Golgi, y contienen enzimas digestivas, las cuales degradan materiales
provenientes del exterior o de la misma célula. Su membrana es resistente a las
enzimas que contiene y protege a la célula de la autodestrucción. Su número oscila
entre unos pocos y varios cientos por célula.
Figura 1.15a
Vacuola.
Figura 1.15b
La fagocitosis. La célula engulle alguna partícula y luego la digiere en el interior de las
vesículas digestivas que se forman.36 UNIDAD I
Prácticamente su función es digestiva, ya que expulsa mediante la exocitosis de
enzimas el material extracelular; así ocurre la digestión de los alimentos en el tubo
digestivo. Estos organelos son elementos necesarios para degradar compuestos
intracelulares en caso necesario, al liberar algunas enzimas que contienen, las
consideradas destructivas.
Otra función de los lisosomas en células de las amibas y de algunos leucocitos es
cuando capturan por fagocitosis alguna partícula del medio ambiente, forman una
vesícula de la membrana plasmática a su alrededor, que se cierra y luego se funde con
un lisosoma, las enzimas de éste se encargan de digerir la partícula extraña (puede ser
una bacteria) que ha sido fagocitada.
f) Centriolos. Es un organelo característico de las células animales, que cuando no está
reproduciéndose la célula, posee dos centriolos (diplosoma), cuerpos pequeños que
se encuentran cerca del núcleo de la célula, que están relacionados con los órganos
de movimiento, como son los cilios y flagelos; también participan en la organización
del movimiento interno de distintos componentes de la célula.
El centriolo organiza una estructura denominada uso acromático, que durante la división
celular orienta el movimiento de los cromosomas por el citoplasma. Durante la división
utiliza un centro organizador de microtúbulos, que le permite formar el uso acromático.
g) Microtúbulos y microfilamentos. Estas estructuras representan formaciones
tubulares o filamentosas que se encuentran en prácticamente todas las células. Se
localizan en el citoplasma, ya sea aislados o asociados con centriolos,
Figura 1.16
Funciones de los lisosomas.
Figura 1.17
Centriolo.37 CONCEPTOS GENERALES DE ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
cilios o flagelos. Los microtúbulos están compuestos por proteínas llamadas tubulinas y
tienen la capacidad de contraerse; intervienen también en el movimiento celular
primitivo (amibas y leucocitos). Participan en los movimientos del citoplasma celular
(ciclosis), de sustancias y de vesículas dentro de la célula. Los microtúbulos también
se asocian en la constitución de haces más gruesos para formar el huso acromático
durante la división celular.
Los microfilamentos son estructuras semejantes a los microtúbulos, formados por
distintos tipos de proteínas, de las cuales las más conocidas son la actina y la miosina,
que se encuentran en el músculo y son las responsables de la contracción muscular.
Las fibras de actina y miosina se deslizan una sobre otra, rompiendo el atp, y con esta
energía producen el acortamiento de las fibras (contracción muscular) y de las células
que las contienen.
En resumen, se puede decir que todos los movimientos de la célula se realizan
mediante microfilamentos contráctiles.
h) Núcleo. Se considera como el centro de gobierno de las funciones celulares. Es la
estructura más voluminosa de la célula, separada de manera imperfecta del resto del
citoplasma con una membrana que muestra grandes poros. Se presenta en todo tipo
de célula, excepto en las bacterias y cianobacterias (tipo de alga verdeazulada).
Comúnmente existe un núcleo por célula, si bien algunas células carecen de éste,
como los glóbulos rojos y otras son plurinucleadas; como las células del músculo
esquelético. La forma nuclear es variable, dependiendo de la forma celular. Su
tamaño guarda relación con el volumen citoplásmico.
Cuando la célula no está dividiéndose el núcleo está constituido por una envoltura
nuclear o carioteca, el material genético o cromatina y uno o más nucléolos. Tanto la
cromatina como el nucléolo están contenidos en un medio semilíquido llamado jugo
nuclear carioplasma o nucleoplasma. Durante la división celular, se pierde esta
organización ya que desaparece la carioteca y el nucléolo, en tanto la cromatina se
condensa y forma a los cromosomas.
Figura 1.18
Núcleo celular.38 UNIDAD I
Entre las estructuras más importantes del núcleo se menciona la carioteca, una doble
membrana provista de poros, que forma parte del sistema de membranas internas de la
célula, presentando continuidad con el retículo endoplásmico rugoso. A su superficie
externa se adhieren ribosomas, y en la interna se adosan gránulos de cromatina.
Otro componente esencial es la red de gránulos y filamentos constituidos por adn y
proteínas, llamada cromatina. Durante la división celular, la cromatina se duplica y luego
se condensa para formar los cromosomas que actúan como portadores de la
información hereditaria.
El nucléolo resulta también importante, ya que es una estructura intranuclear
desprovista de membrana, alcanzando su mayor desarrollo en tamaño y cantidad en
células que sintetizan activamente proteínas; aquí se sintetiza el arn y se arman los
ribosomas, que luego se desplazan al citoplasma y/o retículo endoplásmico rugoso, a
través de los poros nucleares.
Dentro de las funciones del núcleo se cuenta la separación del material genético del
citoplasma, el control de la síntesis de proteínas y el ensamblaje de los ribosomas en el
nucléolo.
El fenómeno de la división celular está íntimamente relacionado con las funciones de las
estructuras antes descritas; sin embargo, será tratado en el apartado dedicado a
explicar las funciones celulares en general.
i) Nucléolo. Es un corpúsculo intranuclear fácilmente identificable por medios ópticos,
aunque no se conocen todas sus funciones; se sabe que es el responsable de la
síntesis del arn de los ribosomas, el llamado arn ribosomal, principal componente de
estas partículas, que a su vez es responsable de la síntesis de las proteínas.
j) Citosol. Es el componente más extenso de la célula, contiene una gran cantidad de
enzimas. Es el paso obligado en el camino de tantos miles de moléculas que van de
uno a otro componente de la célula. Entre los cambios metabólicos que tienen lugar
en el citosol, se encuentra la glucólisis, mediante la cual la glucosa se convierte en
ácido pirúvico o láctico en algunas células, o en alcohol etílico en otras (en las
levaduras).
Otros procesos realizados en el citosol son la gluconeogénesis a partir de largos
periodos de ayuno; la síntesis de ácidos grasos que utilizan un sistema enzimático
complejo; y la preparación para utilizar los aminoácidos en la síntesis proteica.39
CONCEPTOS GENERALES DE ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
I. En la siguiente figura coloca los nombres y la función de los organelos.
Especialización celular
La diferenciación celular se inicia desde las primeras etapas del desarrollo del embrión;
en el embrión humano joven se desarrollan los precursores de la célula que se
convertirán en órganos reproductores masculino o femenino. Si el embrión tiene
cromosoma Y, se desarrollarán los testículos, pero si carece de este cromosoma se
formarán ovarios y las demás partes del aparato reproductor femenino.
Por otra parte, las células se clasifican en tres categorías de
neuronas, las
acuerdo a su capacidad de reproducción:
células
• Las células que sólo pueden sufrir mitosis hasta un poco
musculares,
después del primer año de vida por que su alto grado de
las óseas, los
especialización se lo impide, como es el caso de las células
eritrocitos,
nerviosas,
etcétera.40
que
representan
el
grado
máximo
de
especialización, tal es el caso de la neurona, que se encarga
fundamentalmente de transmitir y modular la transmisión de
los impulsos nerviosos.
• Existen diversos tipos de célula, que por su alto grado de
especialización son incapaces de dividirse, y las que son
relativamente indiferenciadas, se están dividiendo mientras
les toca el turno de reemplazar a las células especializadas
que se deterioran y mueren, como sucede con los eritrocitos o
las células hemáticas.
Figura 1.19
La célula y los
organelos que la componen.
En la especialización celular. No siempre una célula da lugar a
otra
exactamente
igual.
También
hay
mecanismos
de
diferenciación que hacen que, a partir de una sola célula, el
huevo, resulten células tan diferentes como pueden ser las
UNIDAD I
• Las células parenquimatosas de algunos órganos como la
glándula tiroides y el hígado funcionan como células
especializadas que normalmente se dividen muy poco, pero si
es necesario, son capaces de multiplicarse intensamente para
restablecer el tamaño funcional del órgano al que pertenecen.
En general, las características diferenciales de la célula son estables y se
transmiten a las siguientes generaciones mediante la reproducción celular. Las
células además de funcionar como unidad aislada en el cuerpo, también lo
hacen de manera conjunta en grupos llamados tejidos.
Loas tejidos son un conjunto de células similares, usualmente con origen
embrionario común y también comunes, realiza actividades especializadas.
Los seres vivos proceden de una célula que posee en su núcleo las
características de la especie, la célula huevo. Esta célula se divide, y las células
que de ella se derivan son iguales en forma y tamaño. Las celulas embrionarias
no muestran ningún indicio de la función que desempeñarán, pero, formarán las
capas precursoras de los principales tejidos, tal como se describe en la tabla 1.5
La unión de varios tejidos para el logro de una determinada función forman los
órganos. Varios órganos pueden unirse también para el logro de una función
determinada, a lo que se denomina aparato. De esta manera podemos hablar
del aparato locomotor cuando nos referimos a las extremidades: músculos,
huesos y articulaciones.
Cuando dos aparatos se unen para realizar una función común, se habla de un
sistema como en el caso de los aparatos genital y urinario que integran el
sistema genitourinario. La fisiología explica las funciones de los seres vivos, la
interrelación que existe entre ellos y la autorregulación orgánica para mantener
el estado de vida en condiciones aceptables. El axioma básico en fisiología está
dado por el concepto homeostasis. Todos los organismos tienden a mantener un
medio interno con una serie de variables bajo ciertos márgenes, de manera que
los cambios relativamente
Capas precursoras Tipo de tejido Funciones del tejido
Protección, revestimiento,
interca
reacción
Tejido
E
mbios
Sostiene
conjunti
c
-
los
vo,
t
Secrec
órganos,
cartílag
o
ión
mantiene
oy
d
-
la
hueso
e
Absorc
postura
Sangre
r
ión
corporal
- Tejido
m
-
Circulació
muscul
o
Excrec
ny
ar
M
ión
nutrición
-
e
Percib
Contractili
Múscul
s
e las
dad,
o
o
excitac
relajación
estriado
d
iones,
y
-
e
transm
movimient
Múscul
r
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o
o liso
m
e
Tejido
Ectoder
o
integra
epitelial,
mo
el
epitelio de
+Mesod
(
estímu
superficie
ermo
+
lo e
y
+
m
inicia
glándulas
Endode
e
la
Tejido
rmo
s
nervioso
é
nquim
a)
T
e
j
i
d
o
s
Tabla
1.15
Especi
alizaci
ón
celular
.41
CONC
EPTO
S
GENE
RALE
S DE
ANAT
OMÍA
Y
FISIOL
OGÍA
fuertes
s
La
de las
alteracion
homeos
misma
es
tasis es
s
directas
uno de
variabl
en
los
es
medios
proceso
el
intracelula
s vitales
medio
res y, por
más
extern
ende,
importa
o
las
ntes del
provoq
funciones
cuerpo
uen
de
humano
brusca
sistemas.
en
no
los
en
los
.
Los mecanismos de autorregulación tienen como finalidad mantener al organismo en
estado de equilibrio, es decir, en homeostasis. Dichos mecanismos no ocurren ni son
limitados a un solo sistema, sino que involucran la interacción de diversos sistemas con
el medio interno (sangre y linfa en los más complejos). Particularmente se observa la
intervención del sistema endocrino y el sistema nervioso, asi mismo la homeostasis
asegura la persistencia de condiciones estáticas o constantes en el medio interno.
Básicamente todos los órganos y tejidos llevan a cabo funciones que ayudan a
mantener estas condiciones constantes; por ejemplo: los pulmones brindan nuevo
oxígeno
que
necesitan
las
células;
los
riñones
mantienen
constantes
las
concentraciones de electrolitos; y el intestino proporciona elementos nutritivos.
Todos los organismos llevan a cabo la homeostasis a nivel celular, ya que para poder
vivir es necesario que los componentes de las células se mantengan en unas
concentraciones más o menos uniformes. La membrana celular es responsable de
controlar qué sustancias pueden entrar y cuáles deben abandonar la célula; debe existir
la posibilidad de que los productos de desecho salgan de la célula para evitar que
alcancen niveles tóxicos. También deben captarse sustancias esenciales para el
metabolismo para ser utilizadas en la respiración. En los organismos unicelulares la
homeostasis es más complicada, ya que el medio que los rodea puede cambiar de
forma drástica en muchos sentidos. Por el contrario, los organismos multicelulares
facilitan la función de cada célula asegurando que el medio extracelular se mantenga
gracias a la homeostasis, por lo que cada célula no estará expuesta a grandes
variaciones.
Ejemplo de homeostasis. Los organismos unicelulares como los protozoos, en especial
aquellos que viven en agua dulce, obtienen continuamente agua de su medio por
ósmosis. Esta agua se bombea hacia una vacuola contráctil que se llena de líquido y
que libera su contenido hacia el exterior de forma periódica. Por lo tanto, debido a la
ósmosis, la cantidad de agua que se transporta de forma activa fuera de la célula es
igual a la que penetra en ella, y no se producen variaciones en la tonicidad de la célula.
Este hecho constituye una forma muy simple de homeostasis. Sin la vacuola contráctil
los
protozoos
absorberían
agua
continuamente
hasta
que
sus
contenidos
citoplasmáticos se diluyan; como consecuencia se detendría el metabolismo y el
organismo moriría.
Esquema 1.7
La homeostasis.42 UNIDAD I
Otras de las funciones vitales son la irritabilidad y el movimiento.
La irritabilidad es la capacidad de respuesta a estímulos tanto internos como externos.
En los seres unicelulares se llevan a cabo reacciones a estímulos. En los seres
pluricelulares esta función la realiza el sistema nervioso.
El movimiento o capacidad de desplazamiento lo presentan la mayoría de los animales
y algunas plantas.
1.2.5 Nutrición celular
Las células están constituidas fundamentalmente por sustancias orgánicas: proteínas,
ácidos
nucleicos, carbohidratos
y grasas;
las
proteínas son los principales
constituyentes, pues juegan un papel primordial en la regulación de los mecanismos de
transporte, metabolismo, respiración mitocondrial, así como en la división y el
movimiento celular.
Metabolismo es la suma total de reacciones químicas que ocurren en una célula. Las
reacciones metabólicas que implican degradación de la sustancia celular reciben el
nombre de catabolismo y las que se ocupan de la síntesis de nuevos componentes
celulares se les denomina anabolismo. El individuo crece cuando las reacciones
anabólicas superan a las reacciones catabólicas.
En los procesos de nutrición intervienen los sistemas digestivo, respiratorio, circulatorio
y urinario. En ellos se lleva a cabo las funciones de digestión, absorción, asimilación y
excreción. Dicho proceso es de vital importancia para que el organismo realice sus
funciones de crecimiento y reproducción.
Los procesos antes mencionados también pueden ser observados y estudiados a nivel
unicelular, por lo que se hace referencia a una interrelación funcional y por lo que se
pueden señalar los procesos de difusión, síntesis y transformación de sustancias en los
lisosomas; proceso oxidativo en mitocondrias con gran producción de energía; y
excreción de productos resultantes del catabolismo en forma de exocitosis.
La nutrición es el conjunto de fenómenos característicos de los seres vivos que consiste
en transformar las sustancias nutritivas en sustancia propia, mediante el proceso de
asimilación, y devolver al medio ambiente los productos de desecho (de asimilación), a
través de la excreción.
Para ser asimilados, los alimentos sufren transformaciones como las siguientes:
Proteínas
Carbohidratos
Grasas
Aminoácidos
Glucosa
Ácidos grasos y glicerol43 CONCEPTOS GENERALES DE ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
En el proceso de la digestión celular intervienen organelos como los lisosomas, las
mitocondrias, etc. Los compuestos alimenticios ingresan a la célula a través de la
membrana celular, la cual es semipermeable y selectiva. El transporte de dichas
sustancias se realiza por dos mecanismos llamados transporte pasivo y transporte
activo.
Mecanismos de transporte: activo y pasivo
Transporte pasivo. Éste se puede realizar por difusión, que es el paso de moléculas de
una zona de mayor a otra de menor concentración, y se debe exclusivamente a la
energía cinética de las moléculas, aunque también intervienen factores de
permeabilidad de la membrana, como ósmosis y diálisis.
• Diálisis es el paso de solutos de una solución de mayor concentración a un medio de
menor concentración a través de una membrana.
• Ósmosis es el paso de agua o de un solvente de un medio de menor concentración o
muy diluido a otro de mayor concentración a través de la membrana.
Figura 1.20
Transporte pasivo.44 UNIDAD I
Figura 1.21
Diálisis.
Figura 1.22
Ósmosis.45 CONCEPTOS GENERALES DE ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
Transporte activo. En este mecanismo se emplea un gasto de energía en forma de atp
(trifosfato de adenosina). La molécula que intenta penetrar a la célula a través de la
membrana, la utiliza una sustancia transportadora que puede ser una molécula sin
carga o un ión.
Ejemplo: Si tenemos un medio ambiente con una elevada concentración de Na+ en
relación con la concentración de la célula, este ión tiende a entrar siguiendo la ley de la
difusión, o sea, por transporte pasivo. Sin embargo, en las células la concentración de
Na+ externo debe ser más alta que la interna, por lo que el Na+ es bombeado hacia
fuera en contra de las leyes de difusión. En este transporte es necesario gastar energía
y el mecanismo recibe el nombre de bomba de Na+ .
Se realiza siguiendo las leyes físicas de la difusión, por lo tanto, no se requiere de gasto
de energía.
Pasivo
Transporte a
través de la membrana
Se lleva a cabo en contra de
Activogradie
KCi
las leyes de difusión,
nte
tos
por lo que hay un gasto de
deconcentra
olA
energía.
ciónde
TP
sodiogradien
AD
te
P+
deconcentra
P
Esquema 1.8
Mecanismos de
transporte de sutancias a
través de la membrana
celular.
ciónde
potasio3Na2
Figura 1.23
Ósmosis.46 UNIDAD I
Metabolismo celular: anabolismo y catabolismo
El metabolismo celular es el conjunto de reacciones químicas a través de las
cuales el organismo intercambia materia y energía con el medio. Consta de
dos fases: anabolismo y catabolismo.
El total de todas las reacciones que ocurren en una célula se conoce como
metabolismo. Aquellas reacciones en que sustancias simples se unen para
formar sustancias más complejas se llaman reacciones anabólicas. Por
ejemplo, las reacciones en las que la célula construye moléculas de proteína
son reacciones anabólicas. Otras son las reacciones catabólicas, en las
cuales sustancias complejas se degradan para convertirse en sustancias más
simples.
La primera fase del catabolismo de los azúcares es la glucólisis, que tiene
lugar en el citoplasma de la célula y no necesita la presencia de oxígeno, por
lo tanto, es un proceso anaerobio. Lo realizan todas las células vivas, tanto
procariontes como eucariontes.
El ciclo de Krebs está considerado como la vía metabólica final de los
nutrientes. De una forma u otra, los distintos nutrientes, como aminoácidos,
glucosa, ácidos grasos y glicerol, son convertidos en una sustancia
alimentadora del ciclo conocida como acetil coenzima A (Co A). Este
compuesto inicia el ciclo entrando en una reacción sintética, con el
oxaloacetato para formar citrato compuesto de tres carbonos que tiene tres
grupos carboxilo. El citrato se convierte, por eliminación de agua y por
diversas oxidaciones, en oxalosuccinato. Este compuesto elimina CO2,
formando succinato y CO2; el succinato es oxidado a fumarato, el cual acepta
agua para formar malato, éste se oxida y condensa con nuevas moléculas de
acetil coenzima A, para comenzar un nuevo ciclo.
La fosforilación oxidativa, como ya se mencionó anteriormente, es una serie
de reacciones oxidativas de tipo catabólico y se acompaña de la formación de
fosfatos, transferencia de hidrógenos a lo largo de una cadena de
flavoproteínas-citocromo para formar agua. La formación de atp acoplada a la
oxidación da como resultado la obtención de gran cantidad de energía.
La célula es una máquina que necesita energía para realizar sus trabajos.
Reacciones destructivas de moléculas
orgánicas complejas para transformarse
en moléculas sencillas.
Se libera energía
Reacciones constructivas, en las cuales
precursores sencillos se convierten en
moléculas complejas.
Existe gasto de energía atp
Catabolismo Anabolismo
Esquema 1.9
Ciclo de Krebs.47 CONCEPTOS GENERALES DE ANATOMÍA Y
FISIOLOGÍA
Respiración mitocondrial
En las células vivas, la glucosa se degrada y se libera energía, parte de ehsta
energía se usa para sintetizar atp. En la mayoría de las células, este proceso
necesita oxígeno, la degradación de la glucosa mediante el uso del oxígeno o
alguna otra sustancia inorgánica se conoce como respiración celular. La
respiración celular que necesita oxígeno se llama respiración aeróbica en ésta
la degradación de glucosa comprende una serie de reacciones. Sin embargo,
la reacción general se puede representar con la siguiente ecuación:
Enzimas
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + ATP
(glucosa) (oxígeno) (bióxido) (agua) trifosfato de adenosina
La respiración anaeróbica se da en dos etapas, la glucólisis y el ciclo del ácido
cítrico o ciclo de Krebs.
Glucólisis Durante esta primera etapa, la glucosa se parte en dos moléculas
de ácido pirúvico, compuesto de tres carbonos, en esta reacción se usan dos
moléculas de atp, pero se producen cuatro moléculas de atp. El nad se
transforma en nadh, producción neta de dos atp. La glucólisis ocurre en el
citoplasma de la célula.
Ciclo de Krebs. Cada molécula de ácido pirúvico se convierte en acetil
coenzima A, compuesto de dos carbonos que se une a un compuesto de
cuatro carbonos hasta la degradación de glucosa en bióxido de carbono y
agua.
La fotosíntesis es un proceso metabólico que se ubica dentro de las formas de
nutrición que presentan los seres vivos vegetales. Se puede definir como la
transformación de energía luminosa en energía química, o como la
transformación de materia inorgánica en materia orgánica.
Es un proceso complejo que implica una serie de reacciones químicas que se
resumen en una sola reacción general, donde se tienen los factores iniciales y
los productos finales.
Dentro de los procesos de la fotosíntesis encontramos la fermentación, que es
otra forma de degradar la glucosa utilizando sustancias orgánicas como
aceptores finales de electrones. Se puede presentar en dos tipos: la fermentación alcohólica, en la que se obtiene alcohol etílico, bióxido de carbono
y 2 atp. La fermentación láctica, en la que obtiene ácido láctico más 2 atp.
Esquema 1.10
Ciclo de Krebs.48 UNIDAD I
División celular
Antes de iniciarse la división celular, se lleva a cabo la duplicación del adn.
Mediante este proceso, se hacen dos copias idénticas del adn, las que irán a
dar cada una de las dos hijas resultantes. En esta fase también se elaboran
las proteínas que lo recubren, de manera que antes de iniciarse el proceso
visible de la división general, ya se han generado dos “juegos” de
cromosomas. En el siguiente paso se observa la fase visible del fenómeno, en
el cual se distribuyen los cromosomas para las futuras células hijas, y se
divide la célula madre.
Se distinguen varias etapas durante la división celular; en la primera de ellas,
la profase, se observa que el contenido del núcleo adquiere la forma de un
grueso filamento, y al final de este estadio, desaparece la membrana nuclear.
En la metafase, el filamento que se formó se fragmenta, dando lugar a una
clara definición de los cromosomas, que se ordenan formando la placa
ecuatorial.
La anafase es la etapa siguiente del proceso, aquí se inicia la aparición de los
centríolos, uno en cada polo celular, en donde irradian estructuras en forma
de estrella, que no son otra cosa que microtúbulos que resplandecen al
observarlos a través del microscopio. En esta fase, los cromosomas que han
de corresponder a cada una de las células hijas, comienzan a separarse, y un
juego emigra hacia cada polo de la célula madre.
Finalmente, durante la telofase o fase final, la porción ecuatorial de la célula
se empieza a estrangular para dar lugar a dos células que regresan a su
estado original.
Meiosis
Los organismos superiores que
dos
células
se reproducen sexualmente se
sexuales
forman a partir de la unión de
especiales
denominadas gametos. Éstos se
originan
proceso
mediante
de
meiosis,
división
de
las
células germinales. La meiosis
se diferencia de la mitosis en
que sólo se transmite a cada
célula nueva un cromosoma de
cada una de las parejas de la
célula original. Por esta razón,
cada gameto contiene la mitad
del número de cromosomas que
tiene el resto de las células del
cuerpo.
Cuando
fecundación
se
en
unen
la
dos
gametos, la célula resultante,
llamada cigoto, contiene toda la
dotación doble de cromosomas.
La mitad de estos cromosomas
proceden de un progenitor y la
otra mitad del otro.
Meiosis. División celular en la
cual se divide en dos el número
de
cromosomas;
denominada
reducción.
también
división
de
Figura 1.24
Fases de la división celular.49 CONCEPTOS GENERALES DE ANATOMÍA Y
FISIOLOGÍA
La meiosis es un proceso de reducción cromática por el que los cromosomas disminuye
a la mitad. En la meiosis I (etapa de reducción) se reduce el número diploide de
cromosomas a la mitad (haploide), pero aún los cromosomas son dobles. En la meiosis II
(etapa ecuatorial) se mantiene el número cromosómico haploide conseguido en la etapa
anterior. Los cromosomas son simples.
Meiosis I: Está precedida por una interfase durante la cual se duplica el material
genético.
Profase I: La envoltura nuclear y el nucléolo se desorganizan, los centríolos migran a los
polos opuestos, duplicándose y se ordena el huso acromático. Se divide en cinco etapas:
leptoteno, cigoteno, paquiteno, diploteno y diacinesis.
Prometafase I: Los cromosomas migran al plano ecuatorial de la célula.
Metafase I: Los cromosomas se alínean en el plano ecuatorial. Los dos cromosomas del
bivalente se unen por medio del centrómero a la misma fibra del huso acromático.
Anafase I: Los dos cromosomas homólogos unidos a la misma fibra del huso se repelen
y migran a polos opuestos. Cada cromosoma está formado por dos cromátidas.
Telofase I: Cuando los cromosomas llegan a los polos, se desorganiza el huso
acromático y los ásteres, se reorganizan la envoltura nuclear y los nucléolos, y se
constituyen los núcleos hijos.
Citocinesis: Se produce simultáneamente con la telofase, y da como resultado dos
células hijas con un número haploide de cromosomas.
Intercinesis: Es un periodo que tiene lugar entre la meiosis I y II, y no se realiza
duplicación del adn.
Meiosis II
Los procesos de esta división son semejantes a los de una mitosis en una célula
haploide.
Profase II: Se condensan los cromosomas, se desintegran los nucleólos, los centríolos
migran a los polos y se duplican, formación del huso acromático y se desorganiza la
envoltura nuclear.
Prometafase II: Los cromosomas condensados migran a la placa ecuatorial de la célula.
Metafase II: Los cromosomas se alínean en la placa ecuatorial, cada cromosoma se une
a una fibra del huso acromático.
Anafase II: Se fusiona el centrómero y se separan las dos cromátidas de cada
cromosoma. Cada una migra a un polo diferente. 50 UNIDAD I
Telofase II: Los grupos cromosómicos llegan a los polos, el huso acromático se
desorganiza, se reorganizan la envoltura nuclear y el nucléolo, se dispersan los
cromosomas y se transforman en cromatina.
Citocinesis: Separación de los citoplasmas de las células hijas.
El proceso meiótico parte de una célula diploide que da como resultado dos haploides, a
partir de éstas dos (meiosis II) se obtienen cuatro haploides.
Meiosis, variabilidad genética y evolución
La reproducción sexual introduce una importante proporción de variaciones genéticas.
Cuanto mayor sea la diversidad de gametos formados en cada progenitor, mayor será la
probabilidad de originar combinaciones diferentes por fecundación y, por consiguiente,
mayor será la diversidad de los descendientes. Una célula diploide, con dos pares de
cromosomas homólogos, originará por meiosis cuatro gametos haploides (uno de la
madre y otro del padre). En la metafase I se va a determinar en qué sentido migrarán
durante la anafase I. Hay dos opciones:
• Puede ocurrir que los dos cromosomas paternos migren juntos a un polo y los dos
maternos al opuesto.
• Puede ocurrir que migren al mismo polo el cromosoma materno del par homólogo y
el paterno del par homólogo. Los otros cromosomas migran al polo opuesto.
Diferencias físicas entre la división nuclear en la meiosis y en la mitosis
Meiosis = cuatro células progenitoras (1= 2 = 4)… por lo tanto, son dos divisiones.
Mitosis = solamente dos células hijas… por lo tanto, sólo una división celular.
Meiosis = La mitad del número de cromosomas.
Mitosis = El mismo número de cromosomas que en las células progenitoras.
Meiosis = Una nueva combinación de genes en las células hijas.
Mitosis = Las células hijas son genéticamente idénticas.51 CONCEPTOS GENERALES
DE
ANATOMÍA
ADNReplicación
Y
del
FISIOLOGÍA
MeiosisDivisión
ADNhomólogo
celular
paternohomólogo
normalReplicación
del
maternoApareamiento
de
loscromosomas homólogosLos pares homólogos de loscromosomas duplicados se
alínean sobre el husoLos cromosomas duplicados se alínean individualmentesobre el
husoDivisión celular IDivisión celularDivisión celular II
Figura 1.25
Comparación entre mitosis y meiosis.52 UNIDAD I
I. Contesta las siguientes preguntas:
1. Al plano que divide al cuerpo humano en dos porciones, derecha e izquierda, se le
denomina:
2. Ciencia que estudia la forma y estructura del organismo:
3. El plano que divide al cuerpo en dos porciones, una anterior y una posterior, se llama:
II. Relaciona las siguientes columnas:
1. Se ubican órganos como el bazo, los riñones, uréteres
y las glándulas suprarrenales. ( ) Cavidad Torácica
2. Cavidad que aloja a los órganos del aparato respiratorio,
corazón y sus grandes vasos, y el esófago. ( ) C. Pélvica
3. Dentro de esta cavidad se encuentra la médula espinal. ( ) C. Craneal
4. En su interior se ubica el encéfalo. ( ) C. Medular
5. En su interior se ubica la vejiga urinaria, el recto y los ( ) C. Abdominal
órganos internos del aparato genital femenino.
III. Contesta brevemente las siguientes preguntas:
1. Los objetivos de la fisiología son:
2. La palabra fisiología se deriva de las raíces griegas:
3. El padre de la fisiología moderna es:
4. Los niveles de organización de la materia son:
5. La moneda energética de las células es:
6. La estructura en donde se realiza la transformación de la energía o síntesis del atp
es:
7. La capa bimolecular de lípidos y proteínas en la cual se lleva a cabo un intenso
transporte de sustan- cias se llama:
8. Proceso metabólico constructivo en donde las precursoras sencillas se convierten en
moléculas complejas:53 CONCEPTOS GENERALES DE ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
9. El paso de sustancias a través de una membrana celular de una zona de mayor
concentración a una de menor concentración, se le denomina:
10. El mecanismo de transporte en el cual existe gasto de energía, como el caso en el
que el sodio es
expulsado hacia el exterior en contra de las leyes de difusión, se le denomina:
11. Con base en el número de niveles, la diferencia entre átomo y molécula es:
12. Enlista los niveles de organización presentes en el ser humano:
13. Describe brevemente cómo están formadas las cadenas de carbohidratos, proteínas
y ácidos nucleicos:
14. Explica en qué consiste el anabolismo y el catabolismo de los carbohidratos:
15. Anota la diferencia entre una célula animal y una célula vegetal:
16. Enlista las funciones de la membrana celular:
17. Describe en qué consiste la función de barrera selectiva de la membrana
plasmática:54 UNIDAD I
18. Organelo celular que únicamente se encuentra presente en algunas células
vegetales y su función es absorber luz solar para transformarla en energía química:
19. Anota la estructura de la mitocondria:
20. Explica las funciones que realiza la mitocondria en la célula:
21. Describe la relación que existe entre el Ciclo de Krebs y la cadena respiratoria:
22. Anota la composición química de la cromatina:
23. Las funciones del núcleo consisten en controlar el metabolismo celular y conservar y
transmitir las
características hereditarias. Estos procesos se realizan mediante la trascripción, la
traducción y la:
24. Describe la función del retículo endoplásmico:
25. Anota la estructura y función que desempeña en la célula el aparato de Golgi:
26. La diferencia que existe entre el liso y el rugoso es:
27. Anota la composición química de los ribosomas:55 CONCEPTOS GENERALES DE
ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
28. Los ribosomas se localizan en:
29. Describe en orden las fases de la mitosis:
30. La reproducción a nivel organismo en los seres pluricelulares se puede hacer
mediante la reproducción asexual o la reproducción sexual, ambos casos dependen de
procesos celulares; en general, la reproducción asexual se relaciona con la mitosis y la
sexual con la: