Estructura Celular y Sistemas del Cuerpo Humano: Componentes y Funciones

La Célula: Unidad Fundamental de la Vida

El conjunto de células con la misma función dentro del organismo forma un tejido. Las células están delimitadas por la membrana celular, una estructura formada por una doble capa de fosfolípidos (lípidos + fósforo) que aísla a la célula del entorno, permitiendo un intercambio de nutrientes y desechos. Esta membrana es semipermeable, con permeabilidad selectiva, gracias a la acción de las permeasas (proteínas transportadoras). En la célula muscular, la membrana se denomina sarcolema.

El interior de la célula contiene el citoplasma, un elemento líquido gelatinoso compuesto principalmente por agua (70%), proteínas e hidratos de carbono. Aquí ocurren la mayoría de las reacciones celulares. Dentro del citoplasma, encontramos los retículos endoplasmáticos, que pueden ser de dos tipos:

• Retículo endoplasmático liso: Su función es la síntesis de lípidos (grasas).
• Retículo endoplasmático rugoso: Su función es la síntesis de proteínas (debido a la presencia de ribosomas).

En la célula muscular, el citoplasma se llama sarcoplasma. Además, el citoplasma alberga diversos orgánulos celulares:

• Aparato de Golgi: Red de túbulos que transporta proteínas y empaqueta sustancias para su expulsión.
• Vesículas: Estructuras de depósito de sustancias de reserva (grasas e hidratos de carbono).
• Lisosomas: Vesículas que contienen enzimas para destruir sustancias que la célula no puede eliminar.
• Mitocondrias: Orgánulos encargados de la obtención de energía mediante la respiración celular (proceso de oxidación). La energía se almacena en forma de ATP. Poseen una doble membrana (externa e interna) con crestas mitocondriales, donde ocurre la fosforilación oxidativa. Son esenciales en el ciclo de Krebs (obtención de energía aeróbica). El trabajo aeróbico aumenta el tamaño y número de crestas mitocondriales.
• Núcleo: Estructura con doble membrana (envoltura nuclear) que contiene el material genético (ADN y cromosomas).

Organización del Cuerpo Humano: Tejidos, Órganos y Sistemas

Los tejidos se organizan en el medio interno, que está compuesto en un 50% por agua. El funcionamiento del organismo requiere homeostasis (equilibrio químico). Existen cuatro tipos principales de tejidos:

• Tejido epitelial: Recubrimiento (ej., piel).
• Tejido muscular: Contracción.
• Tejido conectivo: Estructura y conexión.
• Tejido nervioso: Captación y emisión de estímulos (neuronas).

La organización de células da lugar a tejidos, y la unión de tejidos a órganos. Los órganos, a su vez, se combinan para formar sistemas. Ejemplos de órganos son el estómago, el hígado y el cerebro.

Los sistemas de órganos son grupos coordinados que trabajan en conjunto. Algunos de los principales sistemas son:

• Sistema Muscular: Músculos implicados en el movimiento.
• Sistema Óseo: Huesos que forman el esqueleto y protegen órganos.
• Sistema Respiratorio: Fosas nasales, faringe, laringe, pulmones, etc. (intercambio gaseoso).
• Sistema Circulatorio: Corazón, vasos sanguíneos y células sanguíneas (transporte de nutrientes y oxígeno).
• Sistema Digestivo: Boca, hígado, estómago, intestinos, etc. (degradación y asimilación de alimentos).
• Sistema Excretor: Riñones y conductos (eliminación de desechos).
• Sistema Endocrino: Glándulas productoras de hormonas (regulación del crecimiento, metabolismo y reproducción).
• Sistema Nervioso: Incluye el sistema sensitivo (captación de estímulos), el sistema nervioso central (SNC) (procesamiento de información), el sistema nervioso motor (ejecución de respuestas) y el sistema vegetativo (reacciones involuntarias).
• Sistema Linfático: Transporte de lípidos y defensa contra enfermedades.
• Sistema Inmunológico: Defensa del organismo (linfocitos y anticuerpos).
• Sistema Hematopoyético: Producción de sangre.
• Aparato Reproductor: Gónadas (testículos y ovarios), vías genitales y órganos accesorios.
• Sistema de Termorregulación: Control de la temperatura corporal (termólisis: eliminación de calor; termogénesis: producción de calor).

Componentes Químicos del Organismo

El Agua: Constituye el 50%-60% del cuerpo humano (hasta 75% en niños, 40% en ancianos y personas obesas). Sus funciones incluyen la termorregulación, la elasticidad de los tejidos y ser el medio para reacciones químicas. Se divide en líquido extracelular (40% del agua total) e intracelular (60%). El equilibrio hídrico se mantiene cuando la ingesta de agua (líquidos y alimentos, y agua metabólica) es igual a las pérdidas (sudor, orina, heces y respiración). La deshidratación altera el metabolismo.

La parte sólida del organismo está formada por CHON (carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno), que forman las siguientes macromoléculas:

• Hidratos de Carbono (Carbohidratos, Azúcares o Glúcidos): Representan el 1%-15% de la masa corporal. Pueden ser simples (monosacáridos como la glucosa y galactosa; disacáridos como la sacarosa) o complejos (polisacáridos como el glucógeno). Sus funciones son energética (1 g = 4 kcal) y estructural.
• Lípidos: 10%-20% de la masa corporal en hombres, 15%-25% en mujeres (menor en deportistas, mayor con la edad). Sus funciones son estructural (membranas), energética (1 g = 9 kcal), térmica (aislante subcutáneo) y funcional (hormonas).
• Proteínas: 20% de la masa corporal. Formadas por aminoácidos (20 tipos, 11 esenciales). Aportan nitrógeno (balance nitrogenado positivo: musculación; negativo: vejez). Sus funciones son enzimática, transportadora (hemoglobina), de almacén (mioglobina) y hormonal. Se obtienen de alimentos (carne, pescado, huevos, soja). Necesidades: 0.8-0.9 g/kg/día en adultos, 1.5-1.8 g/kg/día en niños, 1.2 g/kg/día en musculación.

Aparato Locomotor: Huesos, Articulaciones y Músculos

El aparato locomotor proporciona soporte, protección y movimiento al organismo. Funciona como un sistema de palancas: músculos (fuerza), articulaciones (punto de apoyo) y huesos (segmentos móviles).

Sistema Óseo

El sistema óseo está formado por los huesos. La osteología es la ciencia que estudia los huesos.

Hueso: Órgano duro que forma el esqueleto. Propiedades: dureza, flexibilidad, elasticidad y tenacidad.

Estructura Microscópica del Hueso:

• Matriz orgánica: Fibras de colágeno y sustancias cementadas.
• Matriz inorgánica: Agua (25%-30%) y sales de calcio (60%-70%).
• Células: Osteoblastos (generan tejido óseo), osteocitos (células maduras) y osteoclastos (destruyen tejido óseo).

Partes del Hueso:

• Epífisis: Extremos del hueso.
• Metáfisis: Unión de epífisis y diáfisis. Contiene la placa epifisiaria en huesos en crecimiento.
• Diáfisis: Porción principal (tallo) del hueso.
• Cartílago articular: Recubre la epífisis, reduce la fricción y absorbe impactos.
• Periostio: Membrana que rodea el hueso (excepto el cartílago articular). Esencial para el crecimiento, reparación y nutrición. Punto de unión de ligamentos y tendones.
• Médula ósea: Sustancia en las cavidades del tejido óseo. Realiza la hematopoyesis (producción de glóbulos rojos).

Funciones de los Huesos:

• Sostén o armazón del cuerpo.
• Protección de órganos vitales.
• Formación de células sanguíneas (médula ósea).
• Almacén de minerales (calcio).

El Esqueleto: Conjunto de huesos y cartílagos. El cuerpo humano tiene 208 huesos: 26 en la columna vertebral, 8 en el cráneo, 14 en la cara, 8 en el oído, 1 hueso hioides, 25 en el tórax, 64 en miembros superiores, 62 en miembros inferiores.

Tipos de Huesos (según tamaño y forma):

• Largos: Extremidades, cilíndricos y alargados (diáfisis, corteza, cavidad medular).
• Planos: Cráneo, esternón, costillas, huesos ilíacos (delgados, planos y anchos).
• Cortos: Vértebras, carpo, tarso (pequeños, cúbicos o cilíndricos).

La superficie de los huesos presenta irregularidades para la inserción de ligamentos, tendones y el paso de vasos sanguíneos y nervios.

Tipos de Huesos (según ubicación):

• Huesos de la Cabeza: Cráneo (protege el cerebro) y cara (maxilares para la masticación).
• Huesos del Tronco:
  • Costillas: Protegen los pulmones (caja torácica).
  • Esternón: Unión anterior de las costillas.
  • Vértebras: Articulan las costillas (posterior). Tipos de costillas: esternales (verdaderas, primeras 7), asternales (falsas, siguientes 3), flotantes (últimas 2).
• Huesos Vertebrales: Forman la columna vertebral (protege la médula espinal). Columna vertebral (raquis): 24 vértebras (7 cervicales, 12 dorsales, 5 lumbares), sacro y coxis. Atlas y Axis (primeras cervicales) permiten la movilidad del cráneo.
• Vértebra tipo: Cuerpo vertebral (soporte), disco intervertebral (amortiguación). Disco intervertebral: Anillo fibroso (contiene al núcleo pulposo) y núcleo pulposo (reparto de presiones, alto contenido en agua).
• Tipos de Vértebras: Cervicales (movilidad cuello y cabeza), dorsales (movilidad y soporte de cargas), lumbares (soporte de cargas). Las vértebras se articulan mediante apófisis y discos intervertebrales (anfiartrosis). La espalda tiene curvas fisiológicas.
• Huesos de las Extremidades:
  • Extremidades Superiores: Hombro, brazo, antebrazo, muñeca, mano y dedos. Clavícula y omóplato (apoyo).
  • Huesos del Brazo: Húmero (hueso largo, rotación del brazo, articulaciones con radio y cúbito).
  • Huesos del Antebrazo: Cúbito y radio (pronación/supinación). Olécranon (cúbito, limita el movimiento).
  • Huesos de la Muñeca: Carpo (8 huesecillos, escafoides).
  • Huesos de la Mano: Metacarpo (5 huesos).
  • Huesos de los Dedos: Falanges (proximal, media y distal).
  • Extremidades Inferiores: Pelvis, muslo, rodilla, pierna, talón, pie y dedos.
  • Pelvis: Soporte de órganos abdominales y apoyo de extremidades inferiores. Formada por 2 coxales (ilion, isquion y pubis).
  • Muslo y Rodilla: Fémur (hueso más largo, articulación con coxal y tibia), rótula (rodilla).
  • Pierna: Tibia (meseta tibial, articulación con fémur) y peroné.
  • Talón, Pie y Dedos: Tarso (7 huesecillos, astrágalo, calcáneo), metatarso, falanges.

Cartílagos: Menos consistentes que los huesos, unidos a ellos (nariz, apéndice xifoides).