Tema 1. La célula. Componentes físicos y químicos

PUNTO 1. CONCEPTO Y TIPOS CELULARES

La célula es el ente prioritario en la organización y funcionamiento de los seres vivos. Poseen la capacidad de reproducirse sin la ayuda de ningún otro sistema con vida.

En la constitución de una célula se encuentran los orgánulos, los cuales atesoran todos los instrumentos imprescindible para nutriste, relacionarse y reproducirse. Cabe resalta el hecho de que una célula sea el componente viviente con menor elaboración de los que se conocen. Es por esto por lo que resulta indispensable su mínima representación en cualquier ser vivo.

Las formas de vida unicelulares, de una sola célula, conforman la gran parte de los seres vivos. La parte sobrante está compuesta por seres pluricelulares integrados por cientos de billones de células.

Hay dos modelos prioritarios de células:

• Procariotas: sin núcleo, esto es, su materia genética no reposa en una zona distinguida de la propia célula con algún obstáculo, asimismo su dimensión es inferior (de 1 a 10 micras). Las bacterias son su representación.
• Eucariotas: su envergadura oscila entre las 10 y 100 micras. Son células poseedoras de núcleo, orgánulo situado en la parte interna de su genética. El contenido de este manual se centrará exclusivamente a las células eucariotas.

Las células eucariotas transforman su estructura, apariencia y magnitud en sintonía con su relación con un ser vivo unicelular o de tejidos:

• Magnitud: contiene una gran inestabilidad, atesorando unas cuatro micras de diámetro las más minúsculas o alcanzando un máxime de varios centímetros como ocurre en el caso de los huevos de algunas aves. De manera ordinal las dimensiones de las células es perseverante para cada tipo celular, esto es conocido como la ley del volumen celular constante, de esta forma, la dimensión de las células renales de un caballo o un ratón encuentran mínimas diferencias.
• Apariencia: La forma de una célula en concreto está ligada a la tensión superficial, la firmeza de la membrana que las arropa, la misión que han de ejecutar, y de la fuerza que ejerciten las células que la abrazan.

Existe, además, una diferencia entre célula animal y célula vegetal:

• La célula vegetal se caracteriza por su aspecto prismático. Esto se debe a la consistencia de una pared celular que la cubre.
• La célula animal, cuando aparece en solitaria frecuenta un aspecto esférico, pero su complexión estará subordinada al tejido del que provenga, de este modo , las células del tegumento nervioso adquieren una apariencia estrellada mientras que las del tejido epitelial lo hacen de manera prismática.

1.1. Estructura

Cada célula es independiente del líquido extracelular a través de una membrana reconocida como membrana plasmática. En su zona interna puede distinguirse el citoplasma, que incluye los componentes de la actividad celular con el sobrenombre de orgánulos, por ejemplo las mitocondrias, ribosomas, etc…, y en su zona concéntrica aparece el núcleo, quien domina la información genética que domina cada una de las ocupaciones de dicha célula.

Membrana plasmática

En el proceso de contemplación de una célula se puede percibir una fina lámina que actúa como envoltorio: la membrana celular. Por una de sus caras, dicha membrana fricciona con el medio extracelular, por la otra, ocurre con la parte interna de la célula, o sea, la desune de su entorno.

Estructura

Se trata de un esqueleto de 7 nanómetros (nm) compuesto por capas de proteínas, donde en su zona más íntima engloba una doble capa de fosfolípidos denominada bicapa lipídica. Todas las moléculas de fosfolípidos están integradas por una testa de naturaleza hidrófila, formada por fosfatos y una punta de ácidos grasos de carácter hidrófobo, de esta manera se sitúan componiendo la doble capa.

Con la ayuda del microscopio electrónico es posible diferenciar dos bandas oscuras, pertenecientes a las proteínas, que circundan otra banda clara, comprendida por la doble capa lipídica. Es posible que las proteínas acarreen cadenas de azúcares. Esta composición es distinguida como unidad de membrana y surge en cada tipo celular además de en los orgánulos.

A día de hoy, la hipótesis con mayor aceptación en lo referente a su estructura es la del mosaico fluido. Es admitido que las proteínas traspasan la bicapa lipídica y que tanto proteína como lípidos son capaces de desplazarse en la zona interna de la membrana.

Composición química

La membrana plasmática está compuesta por un 52% de proteínas, un 40% de límpidos (al igual que el colesterol y los fosfolípidos) y un 8% de oligosacáridos (cadenas de azúcares).

Funciones

La membrana no solo recluye y escuda a la célula de lo externo sino que disfruta de otras actuaciones con el medio:

Permuta de sustancias con el medio:

• Transporte pasivo de sustancias, elaborado de forma directa mediante membrana. Es preciso que haya un gradiente de concentración en los dos cantos de la membrana. Los compuestos lipídicos y sustancias solubles en lípidos agujerean de manera sencilla por este procedimiento. Sucede de igual modo con los gases como el oxígeno y el dióxido de carbono Las moléculas hidrófilas no logran perforar la membrana mediante este traslado pasivo, sin embargo, no sucede lo mismo con las moléculas de dimensiones reducidas como la urea, el agua e iones como el bicarbonato.
• Difusión facilitada, de igual norma, requiere de concentración a través de la membrana. Las sustancias demandan un transporte mediante el cual puedan aunarse de modo reversible y detallado. Las moléculas hidrofílicas de considerable envergadura como la glucosa y los aminoácido se benefician de este procedimiento.
• Transporte activo, se caracteriza por el autogobierno con respecto al gradiente de concentración. Es un engranaje que agota energía. Las materias cruzan la membrana mediante proteínas que constituyen la propia membrana. La bomba de sodio-potasio podría ser un buen ejemplo.
• Transporte grueso, se producen variaciones en la zona exterior de la célula, ostensibles gracias al microscopio. Existen de varios tipos:
• Pinocitosis: se añaden partículas de volumen reducido
• Fagocitosis: se añaden partículas de volumen mayúsculo. En las dos situaciones la membrana se dobla hacia su interior rodeando la partícula que será engullida, creando un vacío en lo profundo del citoplasma.

Establece contactos intercelulares:

Sucede a raíz de diferentes procedimientos que adquieren una evolución en la morfología de la parte externa de la célula, como:

• Repliegues, son desdoblamientos internos de la membrana, de mayor o menos profundidad, instaladas en la cota del polo basal de la célula. Se trata de una técnica para incrementar la cara visible de reciprocidad de las células con su entorno.
• Interdigitaciones, es una clase exclusiva de repliegue que se produce entre células vecinas, agravan su superficie de fricción y fortalecen la cohesión.
• Complejos de unión, son una sucesión de configuraciones que se interponen en la conservación de los contactos intercelulares. Se pueden observar diferentes complejos de unión como las ocluyentes o cerradas, las adherentes o los desmosomas.

Citoplasma

Es la zona situada entre la membrana plasmática y el núcleo. Es la pieza con menor diferenciación de la propia célula y compone el medio interno. Su área intrínseca está compuesta por abundantes estructuras visibles a merced del microscopio electrónico (capacidad de multiplicar por mil lo observado a través de un microscopio óptico).

Estructura y composición

Está constituido por una matriz correosa, formada por tres clases de filamentos:

• Microfilamentos: son los de mayor delgadez y poseen una proteína denominada actina.
• Filamentos intermedios: están caracterizados por detentar diferentes clases de proteínas como la queratina.
• Microtúbulos: son los de mayor grosor y su principal constituyente es la tubulina.

Función

El citoplasma es el lugar donde suceden un diverso número de reacciones bioquímicas del metabolismo celular, como es la glucólisis (envilecimiento de la glucosa para percibir energía). De igual manera trabaja como reserva de combustibles y materias que construirán para la célula.

Núcleo

Es una materia ovalada o esférica, acordonada de membrana, semejante a la plasmática, que se sitúa en el interior del citoplasma e incluye materia genética. Su volumen es alterable aunque mantiene relación con el citoplasma. La forma puede mudar pero es persistente para cada tejido. Igualmente, el número de núcleos puede presentar variaciones aunque la norma general implica uno solo. Existen células con dos (hepatocitos) o varios (osteoclastos) y hasta se halla la posibilidad de que carecen de núcleo.

Estructura

En el núcleo interfásico se aprecian las estructuras que se detallan a continuación:

• Membrana nuclear: libera al núcleo del citoplasma. Está compuesta por un par de membranas, cada cual con dos capas lipídicas. Sus ocupaciones son el examen en la permuta entre citoplasma y núcleo y la división de la materia genética con el resto de la célula. La conducción del núcleo al citoplasma se efectúa mediante los poros nucleares, que son zonas despejadas en la membrana nuclear. Autoriza la penetración al núcleo de las proteínas indispensables para crear la cromatina y la replicación y traducción del ADN. Además, concede la huida del ARN sintetizado.
• Nucleoplasma: pasta albúmina de la que es poseedor el material genético (ácido bonucleico, ADN), ligado a unas proteínas conocidas como histonas, componiendo la cromatina. La cromatina dará lugar a los cromosomas en el momento en que una célula se adentre en la división.
• Nucleolos: componen la parte del núcleo donde se fabrica el ARN (ácido ribonucleico) que creará los ribosomas. Son de volumen cambiante y pueden ser únicos o múltiples.

Función

Es el eje que regular la actividad celular debido a su materia genética.

Orgánulos celulares

Retículo endoplasmático

Es un grupo de membranas que crean huecos o cisternas que envían información entre sí, conformando una trama de diversas vías que circulan por todo el citoplasma.

Estructura

Sus membranas gozan de una estructura idéntica a la de la membrana plasmática. Así, en caso de adquirir ribosomas adyacentes a la membrana se les denominará retículo endoplasmático rugoso (RER), en caso contrario, liso (REL).

Composición

La membrana atesora una composición semejante a la plasmática. En los adentros de sus canales y cisternas emerge una emulsión acuosa compuesta con proteínas esenciales de cada tipo celular.

Función

El RE desempeña el almacenaje de productos metabólicos y el traslado de sustancias.

El RER, reduce, traslada y guarda sustancias proteicas

El REL, reduce y traslada lípidos y diversos carbohidratos

Aparato de Golgi

Dicho aparato está compuesto por tres integrantes elementales:

• Sáculos aplanados; una agrupación de los mismos es denominada como dictiosoma.
• Vesículas de secreción.
• Vesículas de transferencia.

Interviene en el procedimiento de evacuación celular y conformación de membranas. Se encuentra en un punto cercano al núcleo.

Estructura

Un dictiosoma está compuesto por un mínimo de cuatro y un máximo de 8 sáculos, agrupados y relacionados por microtúbulos y por vesículas de metamorfosis y exudación.

La cara prominente de dichos sáculo se posiciona hacia el RE y se le conoce como cara de formación o inmadura. La fachada más socavada se dirige hacia el polo secretor de la célula y recibe el nombre de cara de maduración.

La zona que bordea los sáculo es el lugar donde surgirán las vesículas secretoras, que son elementos circulares que se desunieron de los sáculos y adquieren un contenido variado. Las vesículas de transferencia se sitúan entre el RE y la imagen convexa de los sáculos, suelen trasladar polipéptidos.

Composición

A menudo se presentan altas proporciones de polisacáridos y lípidos.

Función

Está enfocada, ante todo, en el desarrollo de la secreción.

Modifica la organización de las proteínas y lípidos cuyo origen recae en el retículo endoplasmático, ejecutando glicosilaciones, o sea, incorporando las cadenas de azúcares. Dichas moléculas glicoxiladas acabarán segregando mediante la membrana plasmática. Además colaboran en la creación de la parte externa de la célula y en el desarrollo de los lisosomas.

Lisosomas

Se trata de orgánulos circulares envueltos por una membrana de diferente envergadura y configuración. Incluye enzimas, capacitadas en absorber materias alimenticias para el metabolismo de la célula o de desbaratar microorganismos con la capacidad de irrumpir en la célula. Su máxima competencia es la digestión intracelular.

Mitocondrias

Son orgánulos aovados cuyos bordes se presentan de manera circular. Están compuestas por una capa duplicada de membranas: la superficial es lisa mientras que la interna genera dobleces hacia sí misma llamadas crestas. Éstas se dispersan hacia la parte central delimitando una zona interna comúnmente conocida como matriz.

Su función principal es aprovechar el oxígeno y los principios inmediatos, modificándolos en moléculas con abundante energía (ATP). Poseen cada uno de los enzimas indispensables para la respiración celular. Su cometido es el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria.

Plastos

Son orgánulos esféricos, actúan únicamente en células vegetales y su misión es ejecutar la fotosíntesis.

Vacuolas

Son orgánulos con apariencia circular acorralados por una membrana, la cual posee agua con sales minerales, glúcidos, proteínas y grasa. Son las encargadas de acumular materias de reserva.

Ribosomas

Son diminutas moléculas redondas y con su base llana. El microscopio electrónico es la única opción para poder visualizarlos. Están compuestos por dos entes circulares, la mayúscula (de 60 Svedverg) y la más pequeña (de 40 Svedverg). Es posible la unión de un grupo configurando polisomas. Es posible que se presenten adyacentes al retículo endoplasmático, conformando el RER. Su ocupación es la condensación de proteínas. Están compuestos por un 70% de agua, un 30% de ARN (ácido ribonucleico) y proteínas.

Citocentro

Es un orgánulo compuesto por microtúbulos que adquiere una función relevante en la partición celular.

Cilios y Flagelos

Son digitaciones movedizas de la zona externa de la célula que se encargan del movimiento celular. Los cilios son más reducidos y pueden encontrarse miles en tan solo una célula. Se permiten movimientos aunados en la misma dirección con la intención de controlar secreciones o mucosidad en un rumbo concreto. El flagelo es el lanzamiento con una sola dirección por parte de la zona más externa. Es más dilatado y se encarga de otorgar propulsivo a la célula para hacer recorridos de mayor extensión

1.2. Tipos celulares

En los animales pluricelulares, las agrupaciones de células han de soportar transformaciones y renuncian a ciertos privilegios con el objetivo de centrarse en funciones específicas, o sea, se convierten en especialistas. De esta manera existen diversos tipos de células:

• Células nerviosas (denominadas comúnmente neuronas) Su figura es estrellada y se caracterizan por unas considerables prolongaciones que permite la comunicación entre ellas. Poseen una especialización centrada en la concesión del impulso nervioso.
• Células grasas Son las encargadas de reservar la grasa.
• Célula muscular

De corporación dilatada, detenta una gran competencia de contractilidad.

PUNTO 2. CONCEPTO DE TEJIDO. TIPOS

Los diferentes modelos de células no están asociados de forma casual en un mismo cuerpo. Las células de igual configuración permanecen acopladas, creando tejidos. Es posible dar una definición de tejido como una asociación de células que ejercen una actividad semejante; los tejidos colaboran además en la práctica de funciones. Hay cuatro formas básicas de tejidos con las siguientes características:

2.1. Tejido epitelial

Está compuesto por células muy cercanas unas a otras, sin componentes correosos entre ellas, carentes de vasos sanguíneos, esto es, su alimentación se basa de forma exclusiva en la difusión, o sea, gracias a otros tejidos. Las células epiteliales están compuestas por diferentes peculiaridades:

• Comprenden firmes cohesiones contiguas con las células colindantes por lo que ofrece mayor fortaleza.
• Alcanzan una gran capacidad de segregación de sustancias a la zona externa del tejido. Esto hace que ellas mismas originen todas las glándulas del organismo.
• Abrigan las superficies corporales. Así asumen el papel de barrera entre las divisiones biológicas.

Sus funciones son:

• Conservación (epidermis y epitelio gástrico).
• Recepción sensitiva y sensorial (epidermis, papilas gustativas).
• Filtración (tejido intestinal).
• Segregación (glándulas).
• Evacuación (túbulos renales).

Los epitelios tienen la capacidad de dividirse en dos grandes familias, los epitelios de revestimiento y los epitelios glandulares.

Epitelios de revestimiento

Existe una catalogación en base a una serie de particularidades como:

• El número de capas de células. En primer lugar, el epitelio simple, con tan solo una capa de células; en segundo lugar, el epitelio estratificado, caracterizado por varias capas, por último, el epitelio seudoestratificado, con una sola capa a pesar de que no todas las células alcancen la zona externa.
• El cuerpo de las células. Existe el epitelio plano, dotado por células de su superficie totalmente llanas; epitelio cúbico, cuando sus células son cúbicas y cilíndrico si éstas son de gran prolongación.
• La zona superficial. Puede caracterizarse por sus zonas homogéneas, poseer vello, cilios o estar queratinizados.

Epitelios de secreción o glandulares

Los epitelios glandulares dan paso a las glándulas, que se crean mediante una doblez interna y una división de dicho epitelio. Cada una de sus células son secretoras. Por lo general, segregan materias líquidas formadas por enzimas, hormonas, mucina y grasas.

Las glándulas son catalogables según:

• La manera de suprimir la secreción:

          – Secreción merocrina: es un proceso mediante el cual ésta se aglomera bajo el terreno apical y, perforando así la membrana, se libera. No existe perdida alguna de citoplasma con este proceso. Ej.: Glándulas sudoríparas y células caliciformes.

          – Secreción apcrina: es un procedimiento similar al anterior. La secreción se agolpa en la zona inferior a la superficie apical de la célula. La variación se efectúa cuando al secretarse resquebraja un porcentaje de la célula y se extravía un segmento del citoplasma. Ej.: Glándulas mamarias.

          – Secreción holocrina: se efectúa debido al desgarro por completo de las células secretoras Ej.: Glándulas sebáceas.

• El espacio en el que evacuan sus secreciones:

          – Exocrinas: glándulas que se mantienen en cohesión con el epitelio exterior mediante vías por las que la secreción viaja a la superficie. Ej.: Glándulas salivales.

          – Endocrinas: glándulas que vacían la materia que las componen a la sangre. Ej.: Páncreas endocrino.

          – Anficrinas: propiedades similares a las glándulas anteriores.

• El número de células que conforman la glándula

         – Unicelulares, como son las caliciforme del tubo digestivo.

         – Pluricelulares, compuestas por células aglutinadas.

2.2. Tejido conectivo o conjuntivo

Las células de este tegumento están apartadas debido a la presencia zonal de diferentes clases de materia intracelular (fibras colágenas, elásticas y reticulares). El objetivo primordial es actuar como base y vínculo de los tejidos restantes. Su catalogación es complejo aunque es posible una estructuración en tres grandes apartados:

• Tejido conjuntivo laxo o de relleno. Se trata de una capa rebosante que conforma el sistema en el que se instalan el resto de tejidos. Comprende diversas células como fibroblastos (capacitados en simplificar las fibras que constituyen la materia intercelular), adipocitos (experimentados en preservar grasa, también conocidos como tejido adiposo cuando configuran un alto porcentaje del tejido), células plasmáticas, mastocitos y macrófagos, que son células protectoras del organismo. Según su emplazamiento, el tejido conectivo laxo tendrá mayor prosperidad en una u otra clase de fibra, o prevalecerán las células de una determinada clase.
• Tejido conjuntivo resistente o de sostén
• La existencia de elementos extracelulares rebasa a las células que actúan como espectadoras. Hay tres clases según su resistencia: El tejido conjuntivo denso, con una fuerte exuberancia de fibras de colágeno. Se sitúan en las cápsulas que rodean al hígado, riñones, tendones y ligamentos. El tejido cartilaginoso y el óseo están compuestos por un jugo intercelular resistente. La desigualdad entre estos dos tejidos se encuentra en el calcio que recae sobre la matriz del tejido óseo.
• Tejido hematopoyético. La preeminencia es únicamente celular y no se encuentra material intercelular. Existen dos agrupaciones: el tejido mieloide, que se instala en la médula ósea de los huesos, donde se crean los eritrocitos, leucocitos y plaquetas, y el tejido linfoide, que produce los linfocitos.

2.3. Tejido muscular

El tejido muscular se diferencia del resto por su talento para encogerse y, por tanto, de realizar un ejercicio mecánico. La célula del músculo se presenta como una figura prolongada, de ahí su nombre como fibra muscular. Hay tres clases de tejido muscular:

• Tejido muscular liso. Es aquel que compone la pared de las vísceras y los vasos sanguíneos.
• Tejido muscular estriado. Constituye los músculos del aparato locomotor, la lengua, el movimiento ocular y los esfínteres excretores.
• Tejido muscular cardíaco. Conforma el músculo del corazón.

2.4. Tejido nervioso

Está integrado por células nerviosas (neuronas), experimentadas en la dirección del impulso nervioso y células de sostén llamadas neuroglía quienes, principalmente, defienden y nutren a las neuronas. Las neuronas se componen por un cuerpo o soma el cual incluye el núcleo del que sobresalen dos clases de prolongaciones: el axón, exclusivo y prolongado, cuya misión es dirigir el impulso nervioso mediante el cuerpo celular y las dendritas, variadas y concisas, que llevan el estimo al lugar donde resido el soma celular. La conexión de los diversos axones, como si de un manojo se tratase, da lugar a los nervios.

Las células de neuroglía son más profusas que las neuronas y consuman las

actividades de mantenerlas, nutrirlas y resguardarlas. Existen tres clases.

Los astrocitos, estrellados, se posicionan a medio camino entre los vasos sanguíneos y las neuronas. Su misión es alimentar. Los oligodendrocitos se posicionan de igual manera entre las neuronas y se encargan de generar mielina (elemento primordial de la neurona) y conservar asociadas las fibras nerviosas. Los microcitos se integran por células diminutas que se recrean en su actividad de desplazamiento y protección, asimismo son los encargados de efectuar el saneamiento cuando el tejido nervioso padece síntomas de hinchazón o empeoramiento.