Todos los seres vivos estamos formados por células

En nuestro caso, como ocurre en la mayoría de los seres pluricelulares, procedemos de una única célula inicial

En los organismos pluricelulares las células siguen siendo las que desarrollan las funciones vitales.
Un organismo pluricelular no es más que una colonia de células extraordinariamente bien coordinadas y parecen una unidad.

En este capítulo se va a estudiar lo mínimo que se debe saber sobre las células para seguir la asignatura.
La mayor parte es repaso de cursos anteriores

Los seres vivos estamos formados por células.

Las células son pequeñas a escala humana. Tienen tamaño de micras (milésimas de milímetro)

Cada célula procede de otra preexistente.

Las células son las unidades estructurales y funcionales de los seres vivos.

Los organismos pluricelulares:

Son colonias celulares. De unas pocas a miles de millones

Parecen una unidad por mecanismos de comunicación entre sus células.

Las células mantienen toda su información.
El ADN de el organismo está en cada célula completo

Siguen manteniendo todo el metabolismo.
Hay que abastecerlas de nutrientes y eliminar sus desechos

Estas características son consecuencia de su origen evolutivo: El aumento de tamaño de los animales y plantas se ha producido por un aumento en número de células y especialización de las mismas
Fue más sencillo hacerse grandes con células que ya funcionan correctamente activando y anulando genes
Ver Evolución humana

Las células tienen partes especializadas llamadas orgánulos

Los elementos funcionales de las células son las proteínas
Una célula típica nuestra tiene del orden de E10 proteínas de unos 10.000 tipos diferentes

La información de todas las células se encuentra almacenada en forma de ADN de doble cadena y se expresa en forma de ARN

Los elementos estructurales celulares son variados:

Lípidos que forman membranas

Proteínas que forman el citoesqueleto

Polisacáridos que forman el glicocalix externo a la membrana

Las células animales obtienen su energía preferentemente de los glúcidos o los lípidos

Las células mantienen su capacidad para realizar las funciones vitales autónomamente (nutrición, relación, reproducción).

 

Existen varios tipos de células, bacterias, hongos, plantas,...

Nos vamos a limitar únicamente a dar un repaso de una célula animal con los orgánulos más importantes que condicionan la anatomía y fisiología humanas que vamos a estudiar

Cada célula debe tomar materia y energía para realizar sus funciones vitales

Obtención de energía

La necesita para:

- Sintetizar sus compuestos. : Cada célula forma sus proteínas y enlaza sus lípidos y glúcidos estructurales
- Transporte de sustancias.
- Movimientos

La energía en el interior de la célula se produce y se consume en forma de ATP Cada célula produce sus propias moléculas de ATP La reacción general en orgánulos productores de energía es ADP + Pi + E --> ATP La reacción general en orgánulos y moléculas consumidoras de energía es ATP --> ADP + Pi + E Fuera de la célula se intercambian otras sustancias energéticas pero no ATP Hay poca reserva de ATP celular. Con altas demandas de energía se gasta en segundos Las reservas de energía celular son glúcidos (glucógeno) o lípidos (triglicéridos) Los lípidos proporcionan el doble de energía pero son más difíciles de metabolizar

Molécula de ATP

Se obtiene energía celular

Por fermentación en citoplasma.
Toma materia orgánica y produce ATP y otro tipo de materia orgánica de menor energía
Produce poca energía. 2 ATP por molécula de glucosas pero es un proceso muy rápido

Por respiración en las mitocondrias.
Toma materia orgánica y oxígeno y produce CO2 y energía en forma de ATP
Producen mucha energía . 36 ATP por glucosa. Pero el proceso es relativamente lento

Las fuentes principales de energía celular son

• Los monosacáridos, Especialmente la Glucosa
• Los Ácidos grasos: Lípidos

Molécula de glucosa	Molécula de ácido graso

Los ácidos grasos producen el doble de energía que los monosacáridos a igualdad de masa

En determinadas circunstancias se pueden metabolizar otras sustancias como aminoácidos

Obtención de materiales

La célula toma sus materiales del medio interno
En las células animales son siempre moléculas de pequeño tamaño
Entran en la célula por proteínas transportadoras de membrana

• Agua
• Sales minerales (Na, K, Mg, Ca, Fe, Zn, Mn, Cl ...)
• Oxígeno
• Glucosa para energía
• Glucosa para fabricar polisacáridos
• Ácidos grasos para energía
• Ácidos grasos para formar membranas y lípidos de secreción
• Aminoácidos para formar proteínas
• Otras sustancias en pequeñas cantidades (vitaminas)

En el caso de que en el medio interno no haya suficiente cantidad de nutrientes los puede tomar de sus propias reservas
Principalmente polisacáridos que rinden glucosa para energía o grasas acumuladas

 

Esquema del metabolismo típico de una célula animal

 

Nutrientes esenciales

Los nutrientes esenciales para un ser humano son aquellas sustancias que el organismo no puede fabricar por sí mismo (o no en cantidades suficientes) y que, por tanto, deben obtenerse obligatoriamente a través de la alimentación.
Se dividen en dos grandes grupos: macronutrientes (se necesitan en grandes cantidades) y micronutrientes (se necesitan en pequeñas cantidades).

Macronutrientes

Agua
Es el nutriente más esencial. El cuerpo humano puede sobrevivir semanas sin comida, pero solo unos días sin agua. Participa en prácticamente todas las funciones vitales.

Aminoácidos esenciales
De los 20 aminoácidos 9 son esenciales para los adultos:
Histidina Isoleucina Leucina Lisina Metionina Fenilalanina Treonina Triptófano Valina
(En niños y embarazadas se añaden arginina, cisteína, tirosina y taurina como condicionalmente esenciales.)

Carbohidratos
La glucosa es el combustible principal del cerebro y las células. Aunque el cuerpo puede fabricar glucosa, se considera que la fibra dietética es esencial porque no se digiere y es necesaria para la salud intestinal.

Ácidos grasos esenciales
Solo dos son verdaderamente esenciales: Ácido linoleico (omega-6) Ácido alfa-linolénico (omega-3)
Son ácidos grasos insaturadpos

Oxógeno molecular O2
Al ser gaseoso se obtiene por el sistema respiratorio

Micronutrientes

Vitaminas (13 esenciales)
Liposolubles: A, D, E, K
Hidrosolubles: C y las del complejo B (B1, B2, B3, B5, B6, B7, B9, B12)

Minerales
Se dividen según la cantidad necesaria:
- Macrominerales: Ca, P, Mg, Na, K, Cl, S
- Oligoelementos (traza): Fe, Zn, I, Se, Cu, Mn, F, Cr, Mo, Co

Resumen

- Agua
- Oxígeno
- 9 Aminoácidos
- 2 ácidos graso. Omega-3 y omega-6
-13 Vitaminas
- 16- 20 Minerales (según criterio)

Una dieta variada y equilibrada (frutas, verduras, proteínas, grasas saludables y cereales integrales) suele cubrir todas estas necesidades.

Todas nuestras células tiene funciones de relación para

- Informarse del entorno en que viven

- Informarse de su situación interna

- Mandar mensajes a células próximas

- Diferenciarse si es necesario

- Suicidarse si es necesario: Apotosis

Las células perciben los cambios del medio mediante proteínas receptoras de membrana
Reaccionan de maneras diversas: produciendo hormonas, movimientos, crecimiento, etc

No todas las células animales se comportan de la misma manera en cuanto a la información que envían a otras células

Las células normales mandan mensajes químicos a células próximas

Algunas células especializadas mandan mensajes generales a todo el organismo: Células endocrinas

Algunas células especializadas mandan mensajes a otras muy determinadas: Células nerviosas

Si las cantidades secretadas son grandes se utiliza el sistema de endomembranas (retículo-golgi-vesículas de secreción

Sistema hormonal

Esquema del mecanismo de información hormonal

Es de tipo general y lento. Se basa en moléculas mensajeras intercelulares llamadas Hormonas Todas las células envían y responden a las hormonas La respuesta a una determinada hormona depende del tipo celular

Sistema nervioso

Esquema del mecanismo de información nervioso

Es de tipo específico y rápido Se basa en unas células muy especializadas llamadas Neuronas que vierten sustancias químicas a deterninadas células. Las moléculas mensajeras que vierten las células nerviosas se denominan Neurotrasmisores En la neurona la trasmisión es de tipo eléctrico y muy rápida Solo las neuronas participan en este proceso y solo mandan información a otra neurona, una célula muscular o una célula glandulas. La mayoría de las células del cuerpo no tienen contacto con neuronas. Las células nerviosas junto con otras pueden formar los órganos de los sentidos.

Las células se forman siempre a partir de otras células

Tienen que repartir los orgánulos pero lo más importante es repartir la información celular

Primero hay que duplicar la información y luego llevar una copia a cada célula hija
Por eso todas las células del organismo tienen la misma información

La división normal de las células se llama mitosis y en ella se conserva el número de cromosomas y toda la información celular

La reproducción celular sirve al organismo para:

- Crecer
- Reparar o sustituir células dañadas o envejecidas
- Reproducir al propio organismo: formación de gametos. En este caso la división es especial y se denomina meiosis

Somos seres pluricelulares.
Tenemos billones de células

Nuestras células viven en un medio líquido con diferentes sustancias disueltas.
Este medio se mantiene aproximadamente constante.

Se estima que un ser humano adulto tiene aproximadamente 37 billones de células (37 × 10¹² células).

No todas las células son iguales. Las más abundantes son los glóbulos rojos, que representan alrededor del 80% del número total de células del cuerpo.
Aunque el cerebro contiene miles de millones de neuronas, estas son mucho menos numerosas que las células sanguíneas.
El número total varía según la edad, el sexo, el tamaño corporal y el estado de salud.
Cada día mueren y se reemplazan miles de millones de células. Por ejemplo, la piel y el revestimiento intestinal se renuevan constantemente.

Además, en nuestro cuerpo viven aproximadamente tantas o más células bacterianas como células humanas, especialmente en el intestino.

Si hablamos de células nucleadas (es decir, células que contienen núcleo), el número es mucho menor que los ~37 billones de células totales. La razón es que los glóbulos rojos representan aproximadamente el 70-85% de todas las células humanas y no tienen núcleo. Un adulto típico tiene del orden de 20 a 30 billones de eritrocitos.

Por tanto, una estimación razonable es que un ser humano adulto posee aproximadamente entre 5 y 15 billones de células nucleadas, siendo un valor cercano a 10 billones (10 × 10¹²) una cifra orientativa frecuentemente utilizada.

Estas células nucleadas incluyen:
- Neuronas y células gliales del sistema nervioso.
- Células musculares.
- Hepatocitos del hígado
- Células epiteliales de piel e intestino.
- Linfocitos y otros glóbulos blancos.
- Células del tejido conectivo, hueso y órganos internos.
Un dato interesante es que, aunque las células musculares y adipocitos son relativamente poco numerosos, representan una gran parte de la masa corporal, mientras que los glóbulos rojos dominan en número pero aportan una fracción pequeña de la masa total.

 

El medio interno

Es el medio líquido donde se desarrolla la vida de la célula

Sirve para poder desarrollar su vida

Contiene agua
Contiene sales minerales

Proporciona nutrientes

Glucosa como fuente de energía
Aminoácidos para hacer proteínas
Lípidos para fabricar membranas y como fuente de energía
Oxígeno

Elimina los desechos celulares

CO2
Urea - Residuo de metabolismo celular

Trasporta sustancias mensajeras

Hormonas de corto alcance
Hormonas de largo alcance

Crea condiciones para la defensa celular

Anticuerpos, complemento,

Diferenciación celular

Partimos de una célula original pero los adultos tenemos más de 100 tipos celulares diferentes

La diferenciación es necesaria para que funcione un organismo pluricelular

En la mayor parte de los casos las células diferenciadas pierden su capacidad de reproducción

Para reemplazarlas en caso de pérdida o muerte quedan remanente de células indifernciadas parcialmente, las llamadas células madre

Organización celular

Nuestras células se organizan en tejidos