Anatomía Aplicada

Bases biológicas

Elementos

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Los elementos químicos que forman los seres vivos son muy parecidos en tipos y proporciones en todos los organismos. Muy diferentes de litosfera e hidrosfera en la que se desarrolla la vida Porcentaje en peso de los elementos en seres vivos y litosfera Elementos H C N O F Si S P Cl Na K Mg Ca Al Fe Universo                               Tierra                               Litosfera 0.1 0.2 0.05 47 0.1 26 0.1 0.1 0.1 2.4 2.3 2.1 3.2 8.0 4.7 Seres vivos 9 17 3 65 0.004 0.006 0.2 0.8 0.2 0.1 0.2 0.1 1.0 0.002 0.01 Humanos 9.3 19.4 5.1 62.8 0.6 0.6 Alfalfa 8.7 11.3 0.8 77.9 0.1 0.7 Bacteria 9.9 12.1 3.0 73.8 0.3 0.6 Unos 70 elementos se encuentran presentes en los seres vivos.  Son llamado bioelementos o elementos biogénicos los que forman las moléculas indispensables en todos los eres vivos. Un determinado ser vivo tiene unos 20 ó 30 elementos químicos diferentes necesarios para su funcionamiento. Principales o Mayoritarios primarios Todos los seres vivos en grandes cantidades C H O N S P Mayoritarios secundarios Todos los seres vivos en cantidades menores Na K Mg Ca Cl Oligoelementos o Vestigiales >0.5 % Esenciales Todos los seres vivos : 14 Fe Mn Cu Zn Co B F I Cr Se V Mo Si Sn No esenciales Encontrados en diferentes seres vivos Li Al As Ga W Ni ...hasta los 70 Principales funciones Carbono Esqueleto de las moléculas orgánicas. 4 enlaces estables. Puede enlazar consigo mismo Hidrógeno Saturación de los compuestos orgánicos. Agua . Ión con carga positiva pH Oxígeno Agua y grupos reactivos con carga - o polares de las moléculas orgánicas Nitrógeno Grupos reactivos con carga + de las moléculas orgánicas Azufre Grupos reactivos -SH. Puentes bisulfuro Fósforo Fosfato, uniones moleculares y energéticas. Sodio Ión . Carga celular Potasio Ión . Carga celular Magnesio Ión . Estructura de algunas proteínas Calcio Ión . Mensajero . Esqueleto Cloro Ión . Carga extracelular

Las células

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Todos los seres vivos estamos formados por células En nuestro caso, como ocurre en la mayoría de los seres pluricelulares, procedemos de una 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 que se han puesto de acuerdo. 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

Conceptos generales Los seres vivos estamos formados por células. Las células son pequeñas a escala humana. Tinen 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 Fué 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 obtinen su energía preferentemente de los glúcidos o los lípidos Las células mantienen su capacidad para realizar las funciones vitales autónomamente (nutrición, relación, reproducción).

Estructura celular

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 aplicada a las artes escénicas Orgánulo Composición Estructura Función Membrana plasmática Membrana simple de lípidos y proteínas Membrana cerrada Límite celular: aislamiento Recepción de estímulos Carga eléctrica celular Entrada y salida de sustancias de pequeño tamaño Citoplasma Hialoplasma Agua y solutos Líquido de viscosisdad variable Medio interno Trasporte de sustancias Metabolismo de muchas sustancias Ribosomas ARN y Proteínas Orgánulos pequeños En citoplasma, REPg y mitocondrias Síntesis de proteínas Retículo endoplasmático Membranas y contenido A veces con ribosomas Sacos o tubos cerrados Estructura cambiante Síntesis de proteínas de secreción Síntesis de lípidos de secreción Aislamiento de sustancias Aparato de golgi Membranas contenido Grupo de membranas apiladas Empaquetamiento de sustancias Formación de lisosomas y vesículas de secreción Vesículas de secreción Lisosomas Membranas contenido Vesículas y contenido Digestión intracelular Vertido de sustancias al exterior Microtúbulos Proteínas Tubos huecos Trasporte de sustancias Estructura celular. Forma Formación de centriolos Formación de cilios y flagelos Microfilamentos Proteínas Fibras de distinto grosor Estructura celular Movimientos celulares Anclaje de orgánulos Mitocondrias Doble membrana Contenido Ribososmas y ADN Orgánulos grandes con doble membrana Respiración celular Núcleo Membrana nuclear Membrana y poros Membrana doble con poros Regulación de entrada y salida de sustancias del núcleo Cromatina cromosomas ADN, Proteínas, ARN Largos filamentos Información genética Nucleolo ARN proteínas Grumos Formación de ribosomas

Nutrición celular 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 suatancias. 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

Relación celular Todas nuestras células tiene funciones de relación para Enterarse del entorno en que viven Enterarse 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 memebrana Reaccionan de maneras diversasa: 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 nerviosasSi 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 respondel 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.

Reproducción celular 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

Las células en nuestro organismo Somos seres pluricelulares. Tenemos miles de millones de células Nuestras células viven en un medio líquido con diferentes sustancias disueltas. Este medio se mantiene aproximadamente constante.

El medio interno 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 deserchos 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