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Contenido del artículo
La membrana plasmática
El citoplasma
Citosol
Orgánulos citoplasmáticos
 Mitocondrias
Ribosomas
Retículo endoplasmático
Aparato de Golgi
Lisosomas
Peroxisomas
Citoesqueletos
Inclusiones
El núcleo

Anatomía de la célula humana

Todas las formas estructurales de los seres vivos se basan en la célula como la unidad básica viviente y su comprensión y estudio han avanzado mucho desde el siglo XVII cuando fueron observadas por primera vez por el inglés Robert Hooke usando un microscopio rudimentario. Pero no fue hasta mediados del siglo XIX, a manos de los alemanes Matthias Schleiden, Theodor Schwann y Rudolf Virchow que tomó fuerza la teoría de que todas las cosas vivas estaban compuestas por células y que las células jóvenes nacían de otras células, lo que representaba un enfrentamiento pleno a la teoría en boga, y ampliamente aceptada, de la generación espontánea que profesaba que los organismos vivos surgían de materiales no vivientes.

A partir de esta fecha se adelantaron enormes progresos en el conocimiento de esta unidad de vida, los que nos habilitaron finalmente con cuatro conceptos denominados colectivamente la teoría de la célula.

1.- La célula es la unidad básica estructural y funcional de todos los organismos vivos. De esta forma, cuando se definen las propiedades de las células se está determinando de facto las propiedades de la vida.

2.- Las actividades de un ser vivo dependen tanto de la actividad individual como colectiva de las células que lo componen.

3.- De acuerdo al principio de complementaridad, las actividades bio-químicas de las células están regidas por estructuras sub-celulares específicas que ellas contienen.

4.- La continuidad de la vida tiene su base en la célula.

Para comenzar, consideremos simplificadamente que la célula es la forma mas pequeña posible de vida. Con independencia de su forma y el modo en que se comporta, la célula es el paquete microscópico que tiene todo lo necesario para sobrevivir en un ambiente en cambio constante.

Una propiedad sorprendente de la célula es su compleja organización. Desde el punto de vista químico está constituida principalmente por carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y trazas de algunos otros elementos, y aunque estos son elementos comunes a nuestro alrededor, dentro de la célula adquieren un carácter y función especial del que depende la vida.

La enorme cantidad de células de nuestro cuerpo (hasta 106 000 millones) incluye unos 200 tipos diferentes que varían mucho en forma, tamaño y función. Ejemplos típicos de formas diferentes las encontramos en las células esféricas de grasa; las con forma de disco en los glóbulos de la sangre; las células nerviosas ramificadas; o las de forma cúbica en los túbulos de los riñones. En cuanto al tamaño, la variación posible es muy significativa y va desde unos 2 micrones en las más pequeñas hasta más de un metro en las células nerviosas que permiten mover los dedos de los pies.

Aunque como hemos dicho, existen muchos tipos de células en el cuerpo humano, pero todas tienen las mismas partes básicas y ciertas funciones comunes, lo que implica que se puede hablar de una célula generalizada que permite familiarizarse con las partes y componentes de la célula.

Las células humanas están formadas por tres partes fundamentales:

1.- La membrana plasmática: una lámina frágil que limita su contorno.

2.- El citoplasma: que está contenido por la membrana plasmática y que contiene los orgánulos, pequeñas estructuras con funciones específicas.

3.- El núcleo: que está rodeado por el citoplasma, ubicado cerca del centro de la célula y que controla la actividad celular.

La membrana plasmática

Esta membrana flexible delimita la célula y separa las dos zonas con fluidos en los tejidos, el fluido intracelular, que está en el interior de la célula, del fluido extracelular contenido en el espacio entre las células.

La membrana plasmática, independientemente de su extraordinaria delgadez (unos 7 a 8 nm), está formada por dos capas de moléculas de lípidos (moléculas naturales que incluyen un grupo diverso de sustancias entre las que se encuentran las grasas y aceites) con moléculas de proteínas dispersas dentro de la estructura, algunas de las cuales flotan en la bicapa lípida.

Estructura de la membrana celular
Figura 1. Estructura de la membrana plasmática

La bicapa lípida, que forma el "entramado" básico de la membrana está constituido principalmente por fosofolípidos (lípidos que contienen fósforo) con cantidades mas pequeñas de colesterol y glucolípidos (que contienen algún azúcar como la glucosa asociado).

La molécula del fosfólípido tiene una forma que recuerda un pirulí o chupete, con una "cabeza" polar con afinidad por el agua (hidrofílica) y una "cola" no polar hidrofóbica (que rechaza el agua). Las cabezas polares son atraídas por el agua, que es el componente mayoritario del citoplasma interno y del líquido extracelular externo a la célula. Esto hace que las cabezas se coloquen en las caras interior y exterior de la membrana plasmática (figura 1). Por su parte las colas, que son rechazadas por el agua, se alinean hacia el centro de la membrana.

En resumen se puede decir que las membranas plasmáticas, al igual que todas las demás membranas biológicas, comparten una estructura común a modo de emparedado o sándwich en la que dos láminas paralelas de moléculas de fosfolípidos yacen cola con cola y con las cabezas polares expuestas al agua del interior y el exterior de la célula.

El citoplasma

El citoplasma es el material que rellena el espacio interior limitado por la membrana plasmática entre esta y el núcleo, y es aquí donde se desarrolla la mayor actividad celular. Originalmente los biólogos consideraban el citoplasma como un gel sin estructura definida, pero el uso más reciente del microscopio electrónico ha puesto al descubierto que en el citoplasma se pueden distinguir tres elementos principales:

1.- El citosol.

2.- Los orgánulos citoplasmáticos.

3.- Las inclusiones. 

Citosol

Es el fluido semitransparente y viscoso en el que están suspendidos los otros elementos del citoplasma. El citosol, mayoritariamente formado por agua, tiene disueltas proteínas, sales, azúcares, y una variedad de otros solutos; de modo que es una mezcla compleja con características de solución verdadera y coloide.

Orgánulos citoplasmáticos

Los orgánulos citoplasmáticos son los encargados de llevar a cabo los mecanismos metabólicos de la célula. Existen diferentes tipos y cada uno esta "diseñado" para ejecutar una tarea particular para el funcionamiento de la célula como un todo. Algunos sintetizan proteínas, otros empacan las proteínas etc.



Ciertos orgánulos citoplasmáticos carecen de membrana externa y forman parte del grupo de los orgánulos no membranosos como los citoesqueletos y los ribosomas. No obstante la mayoría de los orgánulos están provistos de una membrana similar a la membrana plasmática, lo que les permite mantener un entorno interno diferente al del citosol que lo rodea; y en conjunto se conocen como orgánulos membranosos.

Los orgánulos membranosos incluyen: la mitocondria, los peroxisomas, los lisosomas, el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi.

Veamos a continuación una breve descripción de cada uno de los orgánulos citoplasmáticos de forma individual.

Mitocondrias

Las mitocondrias son las "centrales energéticas" de la célula proporcionando la mayor parte de sus necesidades de trifosfato de adenosina o ATP. Estos orgánulos retorcidos, alargados y que cambian la forma casi continuamente, dada su función, aparecen en cantidades muy diferentes de acuerdo a la actividad energética de la célula en particular, así por ejempo, en las células del hígado y los músculos hay cientos de mitocondrias agrupadas, mientras que en las células relativamente inactivas existen unas pocas.

Las mitocondrias son orgánulos complejos que contienen su propio ADN y son capaces de reproducirse de manera autónoma, de esta forma, cuando las necesidades de ATP de la célula se incrementan las mitocondrias simplemente pueden dividirse y crecer hasta el tamaño normal para suplir la elevada demanda.

Ribosomas

Son unos gránulos de tono oscuro pertenecientes a los orgánulos no membranosos, que pueden flotar dentro del citoplasma (ribosomas libres) o estar adheridos a membranas (ribosomas ligados a membrana) y su función es la de sintetizar diferentes proteínas, tanto para la función propia del citosol (producida por los ribosomas libres), como de las membranas (producida por los ribosomas ligados a membrana) e incluso para la exportación desde la célula.

Retículo endoplasmático

Es una estructura reticular (como red o malla) dentro del citoplasma y consiste en un extenso sistema de tubos y membranas paralelas interconectadas que se pliegan, enrollan y tuercen dentro del citosol formando cavidades llenas de fluidos. A este sistema de membranas tortuosas se adhieren los ribosomas para la síntesis de las proteínas.

Aparato de Golgi

El aparato de Golgi está compuesto por una estiba de sacos aplanados y membranosos, similar a una estiba de platos hondos, asociados a un gran número de vesículas diminutas, y que sirve como "policía de trafico" de las proteínas sintetizadas en la célula. Su función es la de clasificar, modificar, concentrar y empacar las proteínas de acuerdo a su destino.

Lisosomas



Los lisosomas son unos sacos membranosos que contienen enzimas digestivas capaces de digerir casi cualquier tipo de molécula biológica. Son, en resumen, la "cuadrilla de demolición"+ y su trabajo se puede resumir de la forma siguiente:

*.- Participan en la desmantelación de las bacterias, virus y toxinas que han penetrado en el cuerpo.

*.- Degradan los orgánulos que ya resultan desgastados.

*.- Realizan funciones metabólicas degradando sustancias de reserva como el glucógeno almacenado y la liberación de las hormonas de la tiroides.

*.- Degradan tejidos inútiles como las membranas entre los dedos del feto en desarrollo y el revestimiento del útero durante la menstruación.

*.- Degradan los huesos a fin de liberar calcio a la sangre.

Peroxisomas

Son sacos membranosos que contiene diferentes enzimas potentes y están encargados de eliminar un cierto número de sustancias dañinas o tóxicas como el alcohol o el formaldehído, y a su vez convertir a agua el nocivo peróxido de hidrógeno que se produce normalmente durante el metabolismo. También participan en la eliminación de ciertos radicales "peligrosos" para la salud celular.

Citoesqueletos

La palabra citoesqueleto literalmente significa "esqueleto de la célula" y estos orgánulos son un grupo de fibras que corren a través del citosol. Esta red hace las veces de músculos, huesos y ligamentos de la célula proporcionando la estructura de soporte y constituye a su vez el mecanismo para efectuar varios movimientos celulares.

Algunas de las fibras citoesqueléticas pueden empujar la membrana plasmática para formar una protuberancia externa móvil con forma de pelo conocida como cilio. El movimiento ondulante de los cilios puede "bombear" sustancias de un lugar a otro en la superficie de la célula. Típicamente son células ciliadas las que revisten el tracto respiratorio impulsando el moco cargado con partículas de polvo y bacterias hacia afuera desde los pulmones.

Inclusiones

Las inclusiones no son unidades funcionales si no sustancias químicas que pueden estar presentes o no de acuerdo al tipo de célula. Entre las inclusiones se pueden citar los glicosomas que son gránulos de glucógeno abundantes en el hígado y los músculos como almacenes de energía de rápida liberación; las gotitas de lípidos comunes en las células de grasa; pigmentos como la melanina que aparecen en algunas células de la piel y en el pelo coloreándolos; y otros.

El núcleo

El núcleo es el centro de control de la célula y es el que contiene los genes. Como "bibliografía" de genes, el núcleo "sabe" todas las instrucciones para fabricar casi todas las proteínas del cuerpo, adicionalmente dicta el tipo y cantidad de las proteínas que deben ser sintetizadas en un momento dado en respuesta a las señales que actúan sobre la célula.

La gran mayoría de las células humanas tienen un solo núcleo, pero algunas, como las células de los músculos del esqueleto son polinucleadas y una en particular, los glóbulos rojos, no tienen núcleo.



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