Biología Celular: Componentes de la Sangre, Tejidos, Órganos y Sistemas del Cuerpo Humano

Composición de la Sangre

La sangre está compuesta por una parte líquida, el plasma, y por diferentes células sanguíneas o glóbulos. El plasma representa el 55% del volumen sanguíneo, mientras que las células sanguíneas constituyen el 45% restante.

Plasma

El plasma es un líquido de aspecto amarillento formado por agua (91%) en la que se encuentran disueltas una gran variedad de sustancias.

Células Sanguíneas

Las células sanguíneas se forman en la médula roja, que rellena el interior de algunos huesos. Existen tres tipos principales:

• Glóbulos rojos, eritrocitos o hematíes: Son las células más abundantes en la sangre. En 1 mm³ de sangre hay aproximadamente 5 millones. Son células que perdieron su núcleo y se transformaron en simples bolsitas llenas de un pigmento rojo: la hemoglobina, responsable del color de la sangre.
• Glóbulos blancos o leucocitos: Hay aproximadamente 8000 por mm³. Existen varios tipos, todos con núcleo.
• Plaquetas o trombocitos: No son células, sino fragmentos de células. Hay aproximadamente 250,000 por mm³. Se encuentran en pequeños grupos.

Vasos Sanguíneos

Los vasos sanguíneos son tubos que conducen la sangre y, junto con el corazón, forman el sistema circulatorio.

• Arterias: Conductos que llevan la sangre desde el corazón a los órganos. Sus paredes son fuertes, con una potente y elástica musculatura. La sangre circula por ellas a una elevada presión. Al alejarse del corazón se ramifican y se vuelven más finas.
• Venas: Llevan la sangre desde los órganos al corazón. Sus paredes son mucho más finas que las de las arterias. Por su interior, la sangre circula a baja presión, lo que facilita su vuelta al corazón. Tienen válvulas que impiden el retroceso de la sangre. Las venas que recogen la sangre de los órganos se van haciendo más gruesas a medida que se acercan al corazón.
• Capilares: Vasos de pequeño diámetro, a veces inferior al de un cabello. Los capilares forman densas redes en el interior de los órganos que conectan las dos rutas circulatorias: la arterial y la venosa. Su pared es muy fina, lo que permite realizar los intercambios entre la sangre y las células.

Enfermedades Cardiovasculares

Arteriosclerosis

La arteriosclerosis es un endurecimiento de las arterias que se produce al depositarse en el interior de estos vasos placas formadas esencialmente por grasas y colesterol. La placa hace cada vez más estrecha la luz de la arteria y su pared más dura y rugosa. A las rugosidades se adhieren las plaquetas y se forman coágulos que pueden llegar a obstruir la arteria.

La Célula

La célula es la unidad básica de la que están hechos todos los seres vivos, la mínima unidad capaz de realizar todas las funciones que caracterizan a un ser vivo.

Partes de la Célula

• Membrana celular: Fina capa que envuelve a la célula y la separa del medio en que vive.
• Citoplasma celular: Contenido de la célula excluyendo el núcleo.
• Núcleo celular: Estructura que lleva la información para regular las funciones celulares. Suele tener forma esférica y estar situado más o menos en el centro de la célula. Cuando la célula se reproduce, transmite la información a las células descendientes. Esa información está contenida en unas estructuras en forma de filamentos o bastón llamadas cromosomas. Cada uno está formado por una larga molécula enrollada en espiral, de un compuesto, el ADN. Las células de todos los animales, incluidos los seres humanos, las plantas, los hongos y los protoctistas son células eucariotas, lo que significa que:
  1. El núcleo está separado del resto del citoplasma por una membrana que lo delimita.
  2. El citoplasma está compartimentado, es decir, que está formado por elementos delimitados por membranas llamados orgánulos.

Orgánulos de la Célula

1. Mitocondrias: Tienen forma ovalada y llevan una doble membrana que delimita un espacio interior. Son los orgánulos encargados de la obtención de energía para las funciones celulares (por ejemplo, la respiración celular).
2. Retículo endoplasmático: Conjunto de sacos y canales membranosos comunicados entre sí, que se extienden por todo el citoplasma celular. Los sacos del retículo pueden llevar adosados a su pared externa unas estructuras con forma de grano llamadas ribosomas. En el retículo se fabrican una gran variedad de sustancias (por ejemplo, las proteínas).
3. Aparato de Golgi: Formado por pilas de sacos membranosos aplanados que están rodeados de pequeñas bolsas o vesículas. A estas vesículas se incorporan muchos de los productos que la célula fabrica en el retículo.
4. Lisosomas: Vesículas membranosas en cuyo interior se produce la transformación de sustancias complejas en otras más simples que la célula puede usar.
5. Citoesqueleto: Conjunto de filamentos que se distribuyen formando una red por todo el citoplasma. Son el"esquelet" de la célula e intervienen en sus movimientos.
6. Centriolos: Tienen la forma de dos cilindros huecos y sus paredes están formadas por filamentos. Los centriolos se encargan de dirigir el movimiento de los filamentos del citoesqueleto.

Metabolismo

El metabolismo es el conjunto de las reacciones químicas que suceden en el interior de la célula.

Catabolismo

El catabolismo es el conjunto de reacciones cuyo objetivo es degradar las moléculas complejas y transformarlas en moléculas más simples para liberar la energía que contienen. Un proceso común a todas las células es la respiración celular, que sucede en las mitocondrias. Este proceso usa el oxígeno para lograr que las moléculas orgánicas, ricas en energía, se rompan y se conviertan en moléculas inorgánicas pobres en energía, como el CO₂ y el agua. Así se extrae la energía almacenada en las moléculas orgánicas y puede ser usada por la célula.

Anabolismo

El anabolismo es el conjunto de reacciones cuyo objetivo es construir moléculas complejas a partir de otras más simples. El anabolismo usa parte de la energía obtenida del catabolismo.

Entrada y Salida de Partículas en la Célula

Trabajo en Cadena

1. Fabricación de proteínas: En los ribosomas se fabrican las proteínas a partir de sustancias sencillas que la célula incorpora del medio. El proceso se realiza siguiendo las instrucciones contenidas en el ADN del núcleo.
2. Obtención de energía: La fabricación de proteínas requiere energía procedente de la respiración celular que sucede en las mitocondrias.
3. Transporte: Los ribosomas inyectan las proteínas fabricadas en el interior de las cavidades del retículo endoplasmático, por donde son transportadas.
4. Embalaje: El aparato de Golgi es el encargado de empaquetar en vesículas las moléculas que circulan por el interior del retículo.
5. Salida de las proteínas: Las vesículas del aparato de Golgi se pegan a la membrana plasmática y se abren para verter su contenido mediante exocitosis.

Tejidos

Un tejido es un agregado de células del mismo tipo, organizadas para realizar una función común.

Tejido Epitelial

Su función es proteger. Forma la parte más superficial de la piel y la pared que recubre el interior y exterior de todos los órganos. Sus células se disponen una junto a otra como las piezas de un puzle. Por ejemplo, el tejido glandular, cuya función es producir y segregar sustancias.

Tejido Conectivo

Su función es rellenar los espacios entre órganos, acumular reservas y dar soporte al cuerpo. Forma la capa profunda de la piel, el cartílago de las orejas o la nariz y los huesos. Sus células están separadas por sustancias fabricadas por las propias células.

Tejido Muscular

Su función es permitir el movimiento de las diferentes partes del organismo. Forma parte de los músculos que mueven el esqueleto, las paredes del estómago, del corazón y los vasos sanguíneos. Las células son alargadas y con forma de huso.

Tejido Nervioso

Se encarga de recoger la información del exterior y del interior del cuerpo y transmitirla de unos lugares a otros del organismo. Forma los nervios, el cerebro y la médula espinal. Sus células tienen forma estrellada y con largas prolongaciones. Son las neuronas.

Órganos y Sistemas

Órgano

Un órgano está formado por dos o más tejidos diferentes. Los tejidos se agrupan para realizar una nueva función que cada uno de ellos no puede hacer por separado. Por ejemplo, el estómago está formado por tejido epitelial, muscular, glandular, conectivo y nervioso.

Sistema de Órganos o Aparato

Lo constituye un conjunto de órganos cuya actividad está relacionada. Por ejemplo, el sistema digestivo, formado por órganos como el estómago, el esófago, etc.

Sistema Nervioso Central

Está protegido por unas envueltas membranosas denominadas meninges, por los huesos del cráneo, en el caso del encéfalo, y por las vértebras en el caso de la médula espinal.

A) Encéfalo: Está alojado en la caja craneana y se pueden distinguir tres estructuras:

1. Cerebro: Está dividido en dos hemisferios. Su superficie presenta salientes denominados circunvoluciones y hendiduras denominadas surcos o cisuras. La parte más externa, o corteza cerebral, está formada por la denominada sustancia gris, donde se concentran la mayor parte de los cuerpos neuronales. La parte más interna se denomina sustancia blanca y está formada por haces de fibras nerviosas. La corteza cerebral recibe la información procedente de los órganos de los sentidos y elabora las órdenes que gobiernan los movimientos. En el cerebro se almacena la información (memoria) y se procesa mediante el pensamiento.
2. Cerebelo: Situado bajo el cerebro, también tiene dos hemisferios y una serie de circunvoluciones cerebelosas. El cerebelo coordina movimientos tales como andar, manipular instrumentos o mantener el equilibrio.
3. Bulbo raquídeo: Enlaza el encéfalo con la parte superior de la médula espinal. El bulbo controla de forma automática importantes funciones corporales, como el flujo de sangre por los vasos sanguíneos y los movimientos respiratorios y del tubo digestivo.

B) Médula espinal: Se encuentra alojada en el interior de la columna vertebral. En un corte transversal se distinguen dos regiones:

1. Zona interna: Formada por sustancia gris. Presenta una silueta en forma de mariposa.
2. Zona externa: Formada por sustancia blanca. La médula es una vía nerviosa a través de la cual ascienden mensajes al encéfalo y por donde descienden las órdenes desde el encéfalo al resto de los órganos. Asimismo, se encarga de gobernar algunos movimientos reflejos que se realizan de forma automática, tales como retirar la mano cuando tocamos un objeto muy caliente.

Digestión

La digestión es el proceso de transformación que experimentan los alimentos a su paso por el tubo digestivo.

Digestión Mecánica

Conjunto de acciones mecánicas que reducen el tamaño de las partículas alimenticias y hacen avanzar el alimento a lo largo del tubo:

1. Triturado (dientes).

2. Deglución: Paso del alimento de la boca por la faringe al esófago.

3. Movimientos: Provocados por la contracción de los músculos de la pared del tubo digestivo. Pueden ser:

   a) De mezcla: Ponen en contacto las partículas del alimento con los jugos digestivos.

   b) Peristálticos: Hacen avanzar el alimento a lo largo del tubo digestivo.

Digestión Química

Es la fragmentación de las macromoléculas solubles, los nutrientes. Es un proceso químico acelerado por las enzimas contenidas en los jugos digestivos.

1. En la boca: La saliva, que contiene una enzima llamada amilasa, inicia la digestión de los glúcidos. El almidón se transforma en azúcares más sencillos.
2. En el estómago: Los alimentos se almacenan y se mezclan con el jugo gástrico que producen las glándulas de su pared. Este jugo contiene ácido clorhídrico y una enzima, la pepsina, que inicia la digestión de las proteínas. Las proteínas se rompen en cadenas cortas de aminoácidos.
3. En el intestino delgado: Se completa el proceso. Al duodeno se vierten los jugos procedentes del páncreas y las glándulas intestinales. Contienen enzimas que descomponen las grasas y completan la transformación de los glúcidos y las proteínas.

Función de los Alimentos

Función Plástica

Para construir nuestra propia materia, crecer o reponer los materiales perdidos. Son alimentos ricos en proteínas o sales minerales. Por ejemplo: carnes, pescados, huevos, leche y derivados.

Función Energética

Liberan energía para realizar trabajo muscular o mantener la temperatura del cuerpo. Son alimentos con abundantes lípidos o glúcidos. Por ejemplo: cereales, azúcar, derivados, aceite y grasas.

Función Reguladora

Hacen posible que todos los procesos se desarrollen con normalidad. Son alimentos que aportan sales minerales y vitaminas. Por ejemplo: frutas, hortalizas y verduras.

Alimentos con las Tres Funciones

Patatas, legumbres, frutos secos.

Alimentación equilibrada: Una dieta variada debe incluir cada uno de esos grupos de la rueda de alimentos.

Intercambio de Gases

El intercambio de gases entre el aire atmosférico y la sangre se realiza en los alvéolos. Las características de estas pequeñas bolsas que hacen más fácil el paso de los gases son:

• La superficie del conjunto de todos los alvéolos es enorme: 200 m².
• Los alvéolos están rodeados de infinidad de capilares sanguíneos por donde circula la sangre (8000 litros al día).
• La pared que separa el aire y la sangre es muy fina: menos de una milésima de milímetro.

¿Por qué Pasan los Gases?

Una parte del oxígeno del aire que contienen los alvéolos atraviesa sus paredes y las de los capilares que los rodean y pasa a la sangre. El CO₂ pasa, al contrario, de la sangre a los alvéolos. Los gases atraviesan estas paredes por difusión, del lugar donde su concentración es mayor a donde se encuentra en menor concentración.

Sistema Urinario

• Riñones: Dos órganos con forma de habichuela situados a ambos lados de la columna vertebral. Allí se forma la orina.
• Uréteres: Dos finos tubos que recogen la orina fabricada en cada riñón.
• Vejiga: Acumula la orina que llega de forma continuada por los uréteres. Es extensible y puede contener una cantidad variable de orina (250 a 500 cm³). Cuando está llena se contrae y surge la necesidad de orinar.
• Uretra: Conduce la orina desde la vejiga al exterior.

Nefrona

Es la unidad básica del riñón. Cada uno contiene más de un millón. La nefrona está formada por:

• Cápsula: Hueca, que rodea a un ovillo de capilares sanguíneos.
• Túbulo: Tubo fino que tiene forma de asa. Los túbulos de varias nefronas desembocan en tubos más gruesos que recogen la orina formada en cada una de ellas.

Formación de la Orina

La sangre que circula por los capilares se filtra a la cápsula que los rodea. La delgada pared que los separa hace de filtro, de forma que el líquido que entra en la cápsula no es la sangre completa, solo contiene moléculas pequeñas como agua, sales, glucosa y urea. El líquido filtrado pasa a lo largo del túbulo y algunos de los componentes del líquido atraviesan sus paredes y vuelven de nuevo al interior de los capilares que lo rodean. Toda la glucosa y el 99% del agua son devueltos a la sangre. Sin embargo, solo una pequeña parte de la urea y las sales son devueltas a la sangre. La orina carece de nutrientes orgánicos útiles como la glucosa o las proteínas. Además, tiene concentrados productos de desecho como la urea. De cada 125 litros de plasma que filtramos, orinamos 1 litro; el resto es reabsorbido en la fase de absorción.

Los riñones tienen un doble papel: depurador de la sangre y regulador de su composición. Si el riñón no funciona, no depura y es necesaria la hemodiálisis.

Salud

La salud es un estado completo de bienestar físico, mental y social, y no consiste solo en la ausencia de enfermedad.

Enfermedad

Una enfermedad es una alteración de la salud, del buen funcionamiento del organismo.

Los Gérmenes Patógenos

Son parásitos que invaden nuestro organismo y se reproducen en su interior, produciendo enfermedades infecciosas.

Vías de Entrada

La vía cutánea, digestiva, respiratoria y genital son las principales vías de entrada de gérmenes patógenos.

Prevención y Curación

La higiene personal y colectiva disminuye el riesgo de infecciones. La vacunación y la administración de sueros ayudan a evitar infecciones. Los antibióticos son una medida para el tratamiento.

Nuestras Defensas

La piel y las mucosas impiden la entrada a gran número de gérmenes. Los fagocitos engloban y destruyen los gérmenes. Los linfocitos eliminan las células infectadas, fabrican anticuerpos que destruyen los gérmenes y nos inmunizan contra la enfermedad.

Tipos de Gérmenes Patógenos

Hongos

Son organismos pluricelulares eucariotas. Algunos pueden producir enfermedades como la candidiasis, la tiña o el pie de atleta.

Protozoos

Son organismos unicelulares eucariotas. Originan enfermedades como la toxoplasmosis, la disentería o la enfermedad del sueño.

Bacterias

Son organismos unicelulares procariotas. Son causantes de enfermedades como la salmonelosis, la meningitis o la neumonía.

Virus

Son seres que carecen de orgánulos celulares y, por ello, deben parasitar a otras células. Producen enfermedades como la rubeola, la gripe o la varicela.

Aparato Genital Masculino

1. Testículos: Dos órganos situados en una bolsa llamada escroto. Producen los espermatozoides, que son las células reproductoras masculinas, y la testosterona, hormona que regula la aparición y desarrollo de los caracteres sexuales masculinos.
2. Vías genitales: Son los conductos que permiten la salida de los espermatozoides.
   • A) Epidídimo: Largo tubo muy plegado y situado en la parte superior de cada testículo donde se almacenan los espermatozoides.
   • B) Canales deferentes o espermiductos: Finos tubos que parten del epidídimo y desembocan en la uretra.
   • C) Uretra: Es el conducto de evacuación de la vejiga, donde también desembocan los canales deferentes.
3. Glándulas anejas: Son las vesículas seminales y la próstata. Producen sustancias nutritivas y protectoras para los espermatozoides que vierten a los canales deferentes. Estas secreciones, junto con los espermatozoides, constituyen el semen o líquido seminal.
4. Pene: Es un órgano eréctil que permite depositar los espermatozoides en el interior de las vías genitales femeninas. En su extremo se localiza una zona muy sensible, el glande, recubierto por un repliegue de la piel, el prepucio.

Aparato Genital Femenino

1. Ovarios: Son dos órganos situados en la cavidad abdominal. Producen los óvulos, que son las células reproductoras femeninas, y estrógeno y progesterona, hormonas que regulan el desarrollo de los caracteres sexuales femeninos y preparan al organismo para un posible embarazo.
2. Vías genitales: Son conductos y cavidades que reciben los espermatozoides y albergan al embrión.
   • A) Trompas de Falopio: También llamadas oviductos, son conductos con forma de embudo. Su extremo ancho está abierto y rodea a los ovarios; su tramo estrecho desemboca en el útero. Su función es recoger al óvulo desprendido por el ovario.
   • B) Útero: Es un órgano con forma de pera invertida. Sus paredes están formadas por una musculatura tapizada por una capa epitelial, la mucosa uterina, comunicada con la vagina por un estrecho conducto denominado cuello de útero. La función del útero es albergar y nutrir al embrión durante el desarrollo.
   • C) Vagina: Es un conducto elástico comunicado con el útero y abierto al exterior. En ella se depositan los espermatozoides en la unión sexual.
3. Vulva: Es el conjunto de los genitales externos femeninos. Está formado por dos repliegues de la piel. Los más externos son los labios mayores y los más internos, los labios menores. Situado en el ángulo anterior se encuentra un órgano muy sensible, el clítoris. Entre los labios menores se localiza el orificio de la uretra y, por detrás de este, el orificio de la vagina.

Rocas y Minerales

Rocas

Las rocas son agregados naturales constituidos por uno o más minerales.

Minerales

Un mineral es una sustancia sólida, natural, no producida por los seres vivos, que posee una composición química definida y una estructura atómica ordenada.

A) Sustancia sólida: Esto elimina a todos los líquidos y los gases, como el agua del mar o el aire.

B) Natural: Lo que excluye a cualquier producto fabricado por las personas, como el vidrio, la porcelana o los plásticos.

C) No producida por los seres vivos: Esto elimina las conchas, caparazones o esqueletos elaborados por los organismos.

D) Composición química definida: Cada mineral tiene una composición química específica. Por ejemplo, el cuarzo está compuesto por silicio y oxígeno. A veces, un solo elemento compone el mineral, como el diamante, que es carbono.

E) Estructura atómica ordenada: Los minerales están constituidos por átomos. Estos átomos se distribuyen ordenadamente formando redes geométricas perfectamente organizadas. Así, en la halita, los átomos de sodio y cloro se disponen en una red cúbica.

Materia Cristalina

Se refiere al ordenamiento interno de un mineral. Todos los minerales tienen este tipo de estructura.

Materia Amorfa

Cuando los átomos de un material, como el vidrio volcánico, se disponen desordenadamente.

Cristal

Un cristal es un mineral que tiene forma geométrica con caras planas, aristas y vértices. Un cristal grande está formado por la repetición de infinidad de cristalitos menores. La forma geométrica de un cristal es la manifestación al exterior de su ordenamiento interno.

Cristalización

Es el proceso por el que se forman los cristales. Puede producirse por:

1. Evaporación: A partir de una disolución acuosa. Así se forma la halita.
2. Sublimación: De sustancias disueltas en gases. Por ejemplo, el azufre.
3. Enfriamiento: De materiales fundidos. Por ejemplo, el cuarzo que hay en el granito.

Identificar Minerales

Forma

Ayuda a identificarlo si se presenta como cristal o grupo de cristales. Hábito es la forma que muestran los cristales de cada especie:

1. Acicular: Alargados en forma de aguja.
2. Laminar: Planos en forma de hojas.
3. Dendrítico: Ramificados arborescentes.
4. Masivos: Compactos con forma irregular.

Densidad

Es su masa por unidad de volumen. Para calcular la densidad de una muestra, se mide su masa en una balanza y se divide por su volumen, que se ha medido con una probeta graduada. La densidad de los minerales se expresa en g/cm³.

Color

Es una propiedad útil para reconocer los minerales que poseen un color característico. El azufre es amarillo, la malaquita es verde y el cinabrio es rojo. La mayoría de los minerales pueden presentar diferentes colores dependiendo de las impurezas que presenten. Por ejemplo, el cuarzo puede ser blanco (cuarzo lechoso), gris (cuarzo ahumado), violeta (amatista) o transparente (cristal de roca).

Brillo

Aspecto ofrecido por la superficie de un mineral al reflejar la luz. Para describir el brillo se utilizan nombres de objetos conocidos que muestran un brillo similar. Por ejemplo, se dice que es metálico si brilla como los metales, vítreo si lo hace como el vidrio, sedoso como la seda y mate si no tiene brillo.

Dureza

Es la resistencia que ofrece a ser rayado por otro mineral o por otro objeto. Para medir la dureza de un mineral se usa la escala de Mohs, compuesta por 10 minerales que van desde el talco, con dureza 1, que es el más blando, al diamante, con dureza 10. Cada mineral de esta escala raya a todos los situados por delante de él y es rayado por los que le siguen. Para conocer la dureza de un mineral, se comprueba qué ejemplar de la escala lo raya y cuál es rayado por él. Se consideran muy blandos los minerales que tienen dureza 1 y 2; blandos si su dureza está entre 3 y 5; duros entre 6 y 7; y muy duros entre 8 y 10.

Tenacidad

Resistencia que ofrece un mineral a romperse al ser golpeado o presionado. Si se rompe con facilidad, decimos que es frágil; en caso contrario, será tenaz. Un mineral puede ser duro porque se raya con dificultad y, al mismo tiempo, frágil porque se rompe fácilmente al golpearlo.

Fractura

Se produce si al golpear un mineral se divide de manera irregular.

Exfoliación

Si al golpear un mineral lo hace de modo regular siguiendo planos, fibras o figuras geométricas. Las micas tienen exfoliación en láminas y la calcita en romboedro.