Fisiología Celular y Funciones del Cuerpo Humano

Organización Funcional del Cuerpo Humano y Control del "Medio Interno"

• La fisiología examina los mecanismos físicos y químicos que explican el origen, desarrollo y progreso de la vida.

La Célula y sus Funciones

• Cada una de las 100 billones de células del cuerpo humano es una unidad viviente con un ciclo de vida de meses o incluso años, siempre que se encuentre en un entorno con los nutrientes necesarios.
• Las células son los componentes básicos del cuerpo humano, proporcionando estructura a los tejidos y órganos, procesando nutrientes para generar energía y realizando funciones especializadas.
• Las células contienen el código genético del cuerpo, que regula la síntesis de sustancias y su capacidad de reproducirse.
• Para entender la función de los órganos y otras estructuras del cuerpo, es esencial comprender la organización básica de la célula y las funciones de sus componentes.

Organización de la Célula

• Las células son esencialmente un saco lleno de líquido, el líquido intracelular, rodeado por una membrana, la membrana celular.
• El líquido intracelular contiene muchas sustancias químicas, como proteínas, lípidos, hidratos de carbono, electrolitos y agua.
• Los líquidos intracelular y extracelular (el líquido que baña las células) se diferencian por sus concentraciones de sustancias químicas.
• Las diferencias químicas entre estos dos líquidos son las que permiten las funciones celulares, tales como el intercambio de nutrientes, la eliminación de productos de desecho y la producción de energía.
• Las proteínas son las sustancias más abundantes en la célula, y sus funciones son altamente variadas.
• Las proteínas fibrilares son largas cadenas de aminoácidos que se unen para formar fibras, principalmente para proporcionar soporte estructural a las células o combinarse con otras moléculas.
• Las proteínas funcionales son habitualmente moléculas globulares que realizan funciones específicas.
• Las enzimas son proteínas que catalizan reacciones químicas. Son esenciales para el metabolismo celular.
• Los lípidos son un grupo de sustancias que se caracterizan por su solubilidad en disolventes grasos.
• Fosfolípidos y colesterol, a pesar de solo representar el 2% de la masa celular, son cruciales para la formación de las membranas celulares e intracelulares, que actúan como barreras para el movimiento de sustancias entre el interior y el exterior de las células y entre los compartimentos celulares.
• Los triglicéridos, también conocidos como grasas neutras, se encuentran en gran cantidad en los adipocitos, representando el principal almacén de energía en el cuerpo.

La Barrera Lipídica de la Membrana Celular Impide la Penetración de Sustancias Hidrosolubles

• La membrana celular es una estructura que rodea completamente a la célula y se compone de una bicapa lipídica, es decir, una doble capa de lípidos, que está integrada por proteínas globulares.
• La bicapa lipídica se compone principalmente de fosfolípidos, esfingolípidos y colesterol.
• Los fosfolípidos presentan un extremo hidrófilo, soluble en agua, y un extremo hidrófobo, soluble en grasas.
• La disposición de los fosfolípidos en la membrana celular hace que las colas hidrófobas se agrupen en el centro de la membrana, mientras que las cabezas hidrófilas se exponen al exterior e interior de la célula, en contacto con el agua.
• La capa lipídica media de la membrana es impermeable a sustancias hidrosolubles como iones, glucosa, y urea.
• Las sustancias liposolubles, como oxígeno, dióxido de carbono y alcohol, pueden atravesar la membrana celular fácilmente.
• Los esfingolípidos se encuentran en pequeñas cantidades en las membranas celulares.
• Los esfingolípidos complejos participan en funciones como la protección contra factores externos, la transmisión de señales y la adhesión de proteínas extracelulares.
• El colesterol se disuelve en la bicapa lipídica, regulando la permeabilidad y la fluidez de la membrana celular.

Proteínas de la Membrana Celular Integrales y Periféricas

• Las proteínas de membrana se encuentran flotando en la bicapa lipídica.
• Las proteínas integrales atraviesan completamente la bicapa lipídica, mientras que las proteínas periféricas se unen a una superficie de la membrana sin penetrar en su totalidad.
• Algunas proteínas integrales forman canales estructurales (poros) que permiten el paso de agua e sustancias hidrosolubles, especialmente iones, entre los líquidos extracelular e intracelular.
• Los canales de proteínas tienen una capacidad de selección, permitiendo el paso preferente de algunas sustancias sobre otras.
• Otras proteínas integrales actúan como proteínas de transporte, moviendo sustancias que no pueden pasar la bicapa lipídica, incluso en contra de sus gradientes de concentración.
• Otras proteínas integrales actúan como enzimas, catalizando reacciones químicas en la membrana celular.
• Las proteínas integrales de membrana también pueden actuar como receptores de moléculas hidrosolubles, como las hormonas peptídicas, que no pueden atravesar fácilmente la membrana celular.
• La interacción de los receptores con ligandos específicos induce cambios conformacionales en la proteína del receptor, desencadenando una respuesta celular.