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Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física - Sioch, Manuela. 1. Estructura y fisiología celular Todos los organismos están compuestos por células. Las propiedades que estructuran y hacen funcionar un organismo vivo dependen del compo...

Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física - Sioch, Manuela. 1. Estructura y fisiología celular Todos los organismos están compuestos por células. Las propiedades que estructuran y hacen funcionar un organismo vivo dependen del comportamiento de las células. Por este motivo, conocer el funcionamiento y los tipos de células es fundamental para: Comprender cómo funciona el cuerpo humano. Conocer los mecanismos de la enfermedad. Comprender algunas bases de la terapéutica, es decir, del modo de curar las enfermedades. La conocida como teoría celular define las células como las unidades fundamentales de estructura y función de todos los organismos vivos, capaces de efectuar todos los procesos vitales como unidades independientes y, en conjunto, actuar como sistemas complejos. La célula es capaz de reproducirse con independencia de cualquier otro sistema vivo. El crecimiento, la reproducción y la continua respuesta a estímulos, así como otros procesos de la vida, son características de las células, pero no de sus Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física componentes. 1.1. Tipos de células Teniendo en cuenta las características de su estructura, podemos clasificar las células en dos grandes grupos: Procariotas: se caracterizan por carecer de membrana alrededor del núcleo. Solo tienen un cromosoma y su citoplasma carece de orgánulos limitados por membrana. Por ejemplo: las bacterias. Eucariotas: poseen membrana nuclear y presentan orgánulos citoplasmáticos rodeados de membrana que se organizan y relacionan para realizar las distintas funciones celulares. Son células más grandes y complejas que las procariotas. Por ejemplo: los hongos, las plantas y los animales son organismos formados por células eucariotas (Fig. 1.1). 2 Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física - Sioch, Manuela. 1.2. Estructura general de la célula eucariota En cualquier célula eucariota, se distinguen tres zonas: La membrana plasmática o citoplasmática, que envuelve al citoplasma que rodea el núcleo. El citoplasma, en cuya composición encontramos fundamentalmente agua (70 %), electrolitos y macromoléculas, además de un citoesqueleto proteico. En el citoplasma, se encuentran distribuidos un gran número de orgánulos de distinta naturaleza que constituyen los componentes funcionales de la célula. Entre los orgánulos, hay mitocondrias, lisosomas, ribosomas, el aparato de Golgi, el retículo endoplasmático, el centriolo, etc. El núcleo, con su membrana nuclear o carioteca. En la siguiente figura, puedes distinguir los componentes básicos de una célula eucariota animal: Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física Fig. 1.1. Estructura básica de una célula eucariota animal. 1.3. Componentes y funciones de la célula eucariota A continuación, explicamos brevemente las características y las funciones de los diferentes componentes celulares. Membrana plasmática o citoplasmática La membrana plasmática es una bicapa lipídica que constituye el límite exterior de la célula. Está compuesta aproximadamente por un 40 % de lípidos, un 55 % de proteínas y un 5 % de hidratos de carbono. ​ Los lípidos que constituyen la membrana plasmática tienen una parte hidrófoba y otra hidrófila, de modo que, al entrar en contacto con el agua, se organizan exponiendo al exterior la parte hidrófila —que al microscopio 3 Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física - Sioch, Manuela. electrónico aparece como una banda de color oscuro (Fig. 1.2b)— y repliegan hacia el interior la parte hidrófoba —banda clara al microscopio—, permitiendo una permeabilidad selectiva de sustancias. ​ En la membrana, también existen proteínas que pueden moverse lateralmente dentro de esta y que actúan como puentes a través de los cuales las sustancias pasan a la célula. En función de su ubicación en la membrana, las proteínas pueden ser integrales o periféricas. Funciones de la membrana plasmática ❖ La membrana cumple varias funciones: Separa la célula de su entorno. Le sirve como medio de entrada y salida de sustancias de forma controlada (permeabilidad selectiva). Permite a la célula relacionarse con el exterior, ya que algunas de las moléculas que la forman actúan como receptores que captan estímulos externos. Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física Fig. 1.2. a) Estructura de la membrana citoplasmática; b) microfotografía electrónica de la membrana. ❖ Citoplasma Situado entre la membrana celular y el núcleo, el citoplasma constituye el medio interno de la célula. Está formado por el hialoplasma, que es el medio acuoso donde se encuentran los orgánulos celulares, y el citoesqueleto, una estructura proteica formada por 4 Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física - Sioch, Manuela. microtúbulos cilíndricos, alargados y huecos, que constituyen la base estructural de centriolos y cilios. El citoesqueleto cumple la función de sostén de la célula y es responsable de su forma y organización interna. El citoplasma puede producir y liberar energía, realizar síntesis de proteínas y contribuir al crecimiento, la motilidad y la fagocitosis de la célula. ❖ Núcleo Es un corpúsculo de forma esférica u ovoide, rodeado por una doble membrana que presenta las mismas características que la membrana plasmática. Contiene el ácido desoxirribonucleico (ADN) que, junto a las proteínas y las histonas, forma la cromatina (material genético). Durante la fase de mitosis (división celular), la cromatina se condensa en unas estructuras denominadas cromosomas. Las células humanas tienen 46 cromosomas, excepto las células sexuales maduras o gametos, que contienen la mitad, 23 cromosomas. En su interior, se encuentra el nucleolo, compuesto fundamentalmente por proteínas y ácido ribonucleico (ARN). Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física Colabora en el almacenamiento, la transcripción y la transmisión de la información genética. 5 Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física - Sioch, Manuela. ❖ Orgánulos Los orgánulos presentes en el citoplasma tienen estructuras y formas específicas: Descripción estructural y funcional Dibujo Fotografía Retículo endoplasmático: es una red de membranas conectadas entre sí, formadas por vesículas o sacos constituidos por membrana que se continúan con la membrana plasmática, la membrana nuclear y con el aparato de Golgi. Puede ser liso (sin ribosomas) o rugoso (con ribosomas). Tiene la función de síntesis, almacenamiento y transporte de proteínas y lípidos, además de la participación en procesos de detoxificación de la célula. Aparato de Golgi: Es una agrupación de membranas y vesículas en forma de sacos aplanados o cisternas. Tiene la función de secreción. Mitocondrias: tienen forma cilíndrica u ovoide, de carácter membranoso. Se consideran «generadoras de energía»; colaboran en la producción de ATP —la energía química Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física obtenida de los alimentos— en un proceso conocido como respiración celular. Ribosomas: son estructuras macromoleculares formadas por ARN y proteínas, esféricas y planas, que aparecen unidas al retículo endoplasmático o dispersas en el citoplasma. Su función es la síntesis de proteínas. Lisosomas: son pequeñas vesículas de aspecto denso limitadas por paredes membranosas. Proceden del aparato de Golgi y su función es enzimática, es decir, participan en la degradación de restos celulares (fagocitosis). Centriolos: son dos pequeños cilindros huecos, cuya pared está compuesta por nueve grupos de tres microtúbulos. Intervienen en la división celular, formando el centrosoma, y en el movimiento de los cromosomas durante la mitosis. Tabla 1.1. Orgánulos de la célula eucariota. 6 Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física - Sioch, Manuela. 1.4. Fisiología celular Las funciones vitales de la célula son tres: la nutrición, la relación y la reproducción. A través de sus membranas, que sirven de barrera, se lleva a cabo el intercambio y el transporte de sustancias entre el líquido intracelular y el líquido extracelular. El líquido extracelular fluye entre las células mezclándose con la sangre, por lo que proporciona los elementos nutritivos necesarios para que la célula se desarrolle. Su composición es pobre en potasio y fosfatos y rica en sodio y cloruros. El líquido intracelular es rico en potasio y fosfatos, y pobre en sodio y cloruros. Las sustancias de elevado peso molecular atraviesan la membrana citoplasmática por endocitosis y exocitosis. El transporte puede ser pasivo (sin necesidad de energía, por ejemplo en los mecanismos de difusión) o activo (requiere energía, por ejemplo, las bombas fisiológicas). ❖ Procesos físicos de transporte e intercambio de sustancias Los elementos y Anatomía sustanciasyatraviesan Fisiología -la2024 membrana celular gracias - Prof. Educación Físicaa una serie de procesos, físicos y fisiológicos, que pueden ser activos o pasivos. Procesos de transporte activo: Son procesos de transporte activo de sustancias porque la energía necesaria para mover las sustancias proviene de las reacciones químicas ocurridas dentro de la propia célula. Dentro de ellos, se incluyen las bombas fisiológicas. Las bombas fisiológicas son estructuras que producen un movimiento de moléculas o iones a través de la membrana celular contra su gradiente de concentración (del lado de menor concentración hacia el de mayor concentración). Las sustancias se unen a un elemento portador (proteínas o lipoproteínas) para atravesar la membrana celular. Procesos de transporte pasivo: Son procesos que no requieren de energía celular. Se llevan a cabo a favor de su gradiente de concentración (del lado de mayor concentración al de menor). Los más importantes son la filtración, la difusión y la ósmosis. 7 Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física - Sioch, Manuela. Proceso Descripción del proceso Filtración Tanto el agua como los solutos traspasan la membrana cuando existe un gradiente de presión hidrostática (fuerza por unidad de superficie que ejerce todo líquido debido a su propio peso), pero, a diferencia de los procesos de difusión y ósmosis, se produce siempre en un solo sentido (desde el lado de la membrana con mayor presión hacia el de menor presión hidrostática). Difusión Es el movimiento de partículas, solutos y disolventes a través de los poros de la membrana celular o de su porción lipídica. Cuanto más soluble es la sustancia en los lípidos, más rápidamente se produce la difusión. ​ Las sustancias solubles en los lípidos pueden atravesar fácilmente la membrana a través de la matriz lipídica (difusión simple). ​ Las sustancias insolubles en los lípidos necesitan combinarse con una sustancia «portadora» (proteínas o lipoproteínas) que se encarga de facilitarles el paso a través de la membrana Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física (difusión facilitada). Ósmosis Es la difusión neta del agua a través de una membrana, selectivamente permeable, dependiendo del gradiente de concentración del soluto. Así, según el sentido en que se produce la difusión neta, las células aumentan o disminuyen de volumen. Cuando la ósmosis se produce hacia el lado de la membrana donde existe mayor concentración de soluto, aumentan el volumen y la presión hasta que la difusión del agua se hace más lenta e incluso llega a interrumpirse. El grado de presión necesario para interrumpir totalmente la ósmosis se denomina presión osmótica. Tabla 1.2. Procesos pasivos de intercambio de sustancias: filtración, difusión y ósmosis. 8 Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física - Sioch, Manuela. ❖ Formación y constitución de los tejidos Los tejidos son organizaciones de células iguales, fibras y productos celulares con formas y funciones análogas, conectados entre sí, que constituyen un conjunto estructural y sirven al organismo como un todo. ➔ Tipos de células humanas: Antes de explicar los diferentes tipos de tejido, veamos algunas de las principales células que componen el cuerpo humano. Existen más de mil tipos distintos con funciones diferentes. Fig. 1.6. Algunos tipos de células: musculares, nerviosas, reproductivas, óseas y sanguíneas. Anatomía ❖ Tipos de tejido y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física humano En el cuerpo humano, existen cuatro clases o tipos de tejido: epitelial, conjuntivo, muscular y nervioso. ➔ Tejido epitelial Está constituido por un grupo de células que, al formar una capa continua, cubren las superficies externas de todo el cuerpo (epitelio), la luz de algún órgano, los vasos sanguíneos y alguna cavidad interna (Fig. 1.7a). Este tejido se caracteriza por presentar poca sustancia entre las células, pero estas tienen tendencia a mantener un íntimo contacto con las células adyacentes, a las que se unen por medio de interdigitaciones. Se halla desprovisto de vasos sanguíneos y linfáticos y se nutre gracias a los capilares del tejido conjuntivo sobre el que se asienta. Las funciones básicas del tejido epitelial son: protección (epidermis y epitelio gástrico), recepción sensitiva y sensorial (epidermis, epitelio olfativo y papilas gustativas), absorción (epitelio intestinal), secreción (glándulas) y excreción (túbulos renales). 9 Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física - Sioch, Manuela. ➔ Tejido muscular Se caracteriza por presentar células alargadas, cilíndricas o en aguja, que contienen fibras contráctiles, encargadas de realizar un trabajo especializado y específico: la contracción y, en menor grado, la conducción. Las células que lo constituyen pueden ser lisas (comunes y específicas) o estriadas (esqueléticas y cardiacas). El tejido muscular se puede clasificar teniendo en cuenta su aspecto microscópico y su localización. Clasificación Tipos de tejido muscular Aspecto Liso. Formado por células fusiformes (con forma de huso) con un núcleo alargado. El microscópico citoplasma presenta proteínas de carácter contráctil: miofilamentos (finos, de actina, y gruesos, de miosina), agrupados en haces o miofibrillas encargadas de los movimientos o contracciones involuntarias. Estriado. Formado por células alargadas o cilíndricas con numerosos núcleos en su periferia; su citoplasma presenta material proteico que constituye los miofilamentos Liso agrupados en miofibrillas, que se dividen en pequeños cilindros idénticos o sarcómeros. Los miofilamentos gruesos y finos son los responsables del aspecto estriado transversal de las miofibrillas (se intercalan zonas densas de miosina con zonas claras de actina). Son los que ejecutan los movimientos contráctiles voluntarios. Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física Estriado Localización Músculo esquelético o estriado. Unido a los huesos, es el encargado de realizar la contracción voluntaria. Músculo visceral. Formado por fibras alargadas lisas que realizan la contracción involuntaria. Músculo cardiaco. Formado por fibras que tienen varios núcleos y estrías de contracción involuntaria. Aparece solo en las paredes cardiacas. Tabla 1.3. Clasificación del tejido muscular. ➔ Tejido conjuntivo o conectivo Es el que está más ampliamente distribuido por todo el organismo humano. Está formado por un pequeño número de células específicas, llamadas fibroblastos, de forma fusiforme o estrellada. En función de la variedad de tejido, contiene también otros tipos de células, como adipocitos, macrófagos, linfocitos, plasmocitos, mastocitos y granulocitos eosinófilos. El tejido conjuntivo puede clasificarse en función de su constitución (la proporción de sus células, sus fibras y la sustancia fundamental). 10 Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física - Sioch, Manuela. Clasificación Constitución Localización Función Reticular Formado mayoritariamente por Bazo, ganglios y Estructural o de sujeción y defensa fibras de reticulina que forman una médula ósea. del organismo. red. Laxo (corriente) Proporción equilibrada de células, Debajo de la piel, Función mecánica o de sostén, paso fibras y sustancia fundamental. masas musculares, de sustancias de la sangre a los tubo digestivo y vías tejidos y defensa del organismo. respiratorias. Adiposo (graso) Adipocitos. Hipodermis. Protección, aislamiento, sujeción y reserva energética del organismo. Fibroso compacto Fibras colágenas que forman haces, Ligamentos, Estructural, flexibilidad y (blando) células y sustancia fundamental. tendones, resistencia. aponeurosis y córnea. Elástico Fibras elásticas agrupadas en Algunos ligamentos Estructural (ligamentos amarillos de haces y limitadas por fibras de y arterias de gran la columna vertebral). reticulina. calibre. Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física Cartilaginoso Condrocitos (células secretoras de Esqueleto adulto y Estructural. Formación de los discos una sustancia firme y elástica) y embrionario, intervertebrales y los cartílagos sustancia fundamental con fibras articulaciones, auriculares. colágenas y elásticas. costillas, aparato digestivo, aparato respiratorio y oído. Óseo Osteoblastos (células que forman Huesos. Formación y reabsorción de hueso, hueso), osteocitos (células del tejido producción de elementos óseo adulto), osteoclastos (células sanguíneos y sujeción del cuerpo que reabsorben hueso) y sustancia humano. fundamental formada por fibras colágenas y sales minerales. Hematopoyético Células sanguíneas. Médula ósea, Formación de células sanguíneas y ganglios, bazo, células del tejido conjuntivo. amígdalas y timo. Hemostasia y transporte de sustancias nutritivas. Tabla 1.4. Clasificación del tejido conjuntivo. 11 Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física - Sioch, Manuela. ➔ Tejido nervioso Está constituido por dos tipos de células: las neuronas, especializadas en la conducción del impulso nervioso, y las neuroglias, que forman la sustancia que sirve de unión y sostén para los nervios. Las neuronas están constituidas por el cuerpo celular o soma (que contiene el núcleo), del cual parten dos tipos de prolongaciones: el axón, alargado y generalmente único, encargado de conducir el impulso nervioso a partir del cuerpo celular, y las dendritas, múltiples y muy cortas, que conducen el impulso nervioso hacia el soma. 3. Órgano, aparato y sistema Para que el organismo constituya el cuerpo humano, deben coordinarse de forma organizada desde las estructuras más simples (las células) hasta las más complejas (los sistemas). Existen unos niveles de organización, donde la célula —la base fundamental—, se organiza en una unidad superior llamada tejido; estos, a su vez, se organizan en órganos y estos,Anatomía a su vez, en aparatos -y2024 y Fisiología sistemas. - Prof. Educación Física Célula. Es la unidad fundamental de estructura y función de todos los organismos vivos. Tejido. Es el conjunto de células iguales, fibras y productos celulares con formas y funciones análogas, conectados entre sí y que constituyen un conjunto estructural. Órgano. Es la unidad estructural de orden superior, dotada de una o varias funciones específicas. Está formado por la combinación de células de varios tipos o grupos de tejidos organizados de forma determinada. Con el fin de realizar una función concreta, actúa en conjunto con otros órganos. Por ejemplo: hígado, riñón y estómago. Los órganos se agrupan formando sistemas o aparatos. 12 Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física - Sioch, Manuela. Fig. 1.11. Niveles de organización del ser humano. De célula a organismo, pasando por tejido, órgano, aparato y sistema. Aparato. Es el conjunto de partes del cuerpo humano que actúan al unísono, realizando una función determinada. Está formado por varios tipos de tejidos diferentes y varios órganos, todos ellos con una misión común. Por ejemplo: aparato respiratorio y aparato cardiocirculatorio. Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física Sistema. Es la agrupación de un conjunto de partes u órganos semejantes, compuestos por un mismo tipo de tejido, que realizan funciones del mismo orden, siendo estas más complicadas que las que efectúa cualquier órgano aisladamente. Por ejemplo: sistema linfático. 13 Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física - Sioch, Manuela. Clasificación de los aparatos y sistemas del organismo: Aparatos/sistemas Órganos que lo componen Función Aparato digestivo Boca, dientes, glándulas salivales, faringe, Captación y absorción de los alimentos. esófago, estómago, intestino, hígado, vesícula Eliminación de productos de desecho. biliar, páncreas y apéndice cecal. Aparato respiratorio Fosas nasales, faringe, laringe, tráquea, Distribución del aire. Colabora junto con bronquios y pulmones. el aparato circulatorio en el aporte de oxígeno (O2) y en la eliminación del dióxido de carbono (CO2) (intercambio de gases). Regula el equilibrio ácido-base. Sistema cardiovascular Corazón y vasos sanguíneos (arterias, venas y Transporta los nutrientes a las células del capilares). organismo. Elimina las sustancias de desecho. Regula la presión y el flujo sanguíneo. Sistema musculoesquelético Huesos, articulaciones, músculos, tendones y Sostén, protección y movimiento del ligamentos. organismo. Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física Producción de células sanguíneas. Almacenamiento de sustancias minerales. Sistema nervioso Encéfalo (cerebro), médula espinal y nervios Control de las actividades del cuerpo periféricos. humano. Aparato urinario Riñones, uréteres, uretra y vejiga urinaria. Eliminación de los productos de desecho de la sangre. Regulación del equilibrio electrolítico y ácido-base. Aparato reproductor Masculino: testículos, epidídimo, conductos Secreción de hormonas sexuales. (genital) eferentes y eyaculadores, uretra, vesículas Reproducción de la especie humana. seminales, próstata y pene. Femenino: ovarios, útero, trompas de Falopio, vagina y mamas. Sistema endocrino Tiroides, paratiroides, suprarrenales, páncreas, Secreción de hormonas al torrente timo e hipófisis. sanguíneo. Regulación de las funciones corporales. Tabla 1.5. Clasificación de los sistemas y aparatos del ser humano. 14 Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física - Sioch, Manuela. Bibliografía apuntes y presentación: ➔ https://marsupial.blinklearning.com/coursePlayer/clases2.php?editar=0&idcu rso=1160549&idclase=65906530&modo=0 ➔ https://www.lifeder.com/tipos-celulas/ ➔ https://flexbooks.ck12.org/cbook/ck-12-conceptos-biologia/section/13.1/pri mary/lesson/organizaci%C3%B3n-del-cuerpo-humano/ ➔ Gemini by Google Biblioteca de videos: ➔ https://www.youtube.com/watch?v=bAQABuMxHec&list=PLZMBcJ3z3muVWa kf0Asr17hSVMaZ1gfys&index=8 ➔ https://www.youtube.com/watch?v=X3IOfTfh1Xs&list=PLZMBcJ3z3muVWakf 0Asr17hSVMaZ1gfys&index=9 ➔ https://youtu.be/vB0Kvo-bEhI?si=K9C1YzWaxRUjYG87 ➔ https://youtu.be/r0pVf60fTIA?si=S92l4mS0gwVfu_Vh ➔ https://youtu.be/9V4fvqCjDNQ?si=CSBMYFBIWyVVJ956 Anatomía y Fisiología - 2024 - Prof. Educación Física ➔ https://youtu.be/vMxiWN2kQcc?si=UQimUkaNuk2mWApX ➔ https://youtu.be/fkqg3MMUXFw?si=v0GxLAMZJTtzzI8Q ➔ https://youtu.be/SETI_Vs3Jjs?si=BNNJcQf_vwL6aTny 15