Tema 2

ORGANIZACION FUNCIONAL DEL CUERPO HUMANO

Dr. Julián CarreteroDepartamento de Fisiología

Tema 2. Organización funcional del cuerpo humano

1. Introducción

2. Niveles de organización funcional de los seres vivos.

3. Componentes químicos de la vida.

4. La célula. Función y diferenciación.

Concepto de Fisiología

FISIOLOGÍA FUNCIONAMIENTO

Physiologia: Conocimiento de la Naturaleza.

Definición actual: Ciencia que estudia los fenómenos físicos y químicos que permiten el funcionamiento de los seres vivos y su adaptación a los cambios del entorno que los rodea

1. Introducción

¿Qué es la vida? Características fundamentales de los seres vivos: Reproducción, Nutrición, Organización, Crecimiento, Propósito específico, Excitabilidad y Motilidad, Adaptabilidad.

2. Niveles de organización funcional

• Químico. Átomos y moléculas, los constituyentes de la materia viva.

• Celular. Célula, la unidad estructural y funcional básica.

• Tisular (hístico). Tejidos, grupos de células similares especializadas en en funciones especiales.

• Órganico. Órganos, estructuras de morfología definida formadas por diferentes tejidos, con funciones específicas

• Sistémico. Diferentes órganos unidos para desempeño de una función.

• Organismo. conjunto de sistemas integrados estructural y funcionalmente.

2. Niveles de organización funcional

3. Componentes químicos de la vida

AGUA: el componente más abundante (80%)

3. Componentes químicos de la vida

Experimento de Miller (1950)

Moléculas simples

Polímeros

membrana plasmática

Células procariotas-células eucariotas

Organismos pluricelularessus células se especializan y cooperan

3. Componentes químicos de la vida

Macromoléculas: azúcares (hidratos de carbono, sacáridos…)

• Función nutritiva: obtención de energía• También forman parte de las glucoproteínas y de los ácidos nucleicos, y también de la membrana plasmática (glucocálix).

3. Componentes químicos de la vida

ALMIDON

Macromoléculas: lípidos

3. Componentes químicos de la vida

• Moléculas apolares: insolubles en agua

• Forman barreras: membranas

- Fosfolípidos

- Colesterol

• Triglicéridos: reserva

Macromoléculas: proteínas

3. Componentes químicos de la vida

• Después del agua, las más abundantes (10-20% masa celular)

• Polímeros de aminoácidos

• Tipos:- Estructurales: Polímeros filamentosos como los microtúbulos celulares o el colágeno (en el espacio extracelular)

- Funcionales: forma globular, p.e., las enzimas o las globinas.

Macromoléculas: proteínas

3. Componentes químicos de la vida

Enzimas

• Catalizadores de reacciones químicas

• Responsables del metabolismo, es decir, el conjunto de reacciones químicas del organismo.

3. Componentes químicos de la vida

Macromoléculas: ácidos nucleicos

• El ADN es la molécula donde reside la información genética

• Polímero formado por nucleótidos: las bases nitrogenadas (A, G, T, C), desoxirribosa y fosfato.

• Los genes codifican las diferentes proteínas, y en última instancia son los que controlan la funcionalidad celular, y por extensión la del organismo.

• El ARN contiene en su estructura ribosa y es el intermediario entre el ADN y las proteínas.

3. Componentes químicos de la vida

Macromoléculas: ácidos nucleicos

– Unidad viva básica del organismo– Nº total ~ 100 billones– Características similares: metabolismo, consumo de O2,

división celular…– Organización de la célula

• Núcleo: ADN empaquetado (cromatina) rodeado de membrana nuclear

• Citoplasma (rodeado de membrana celular)

4. La célula

Membranas

• Compuestas por:– Lípidos (fosfolípidos,

colesterol) y proteínas

• Tipos:– Membrana plasmática– Membrana nuclear– Membrana del retículo

endoplásmico– Membrana mitocondrial– Lisosomas– Aparato de Golgi

4. La célula

Citoplasma

• Agua • Proteínas disueltas• Electrolitos (Na+, Cl-, K+…)• Glucosa• Pequeñas cantidades de

compuestos lipídicos• Fibrillas de actina, tubulina…

(citoesqueleto)• Glóbulos de lípidos, gránulos de

glucógeno, vesículas secretoras• Orgánulos: Ribosomas, Retículo

endoplásmico, aparato de Golgi, mitocondrias, lisosomas.

4. La célula

Retículo Endoplasmico

• Estructuras tubulares aplanadas interconectadas que rodean al núcleo– Paredes formadas por bicapa

lipídica membranosa – El interior contiene la matriz

endoplásmica. – 2 tipos

• Con ribosomas: retículo sarcoplásmico rugoso (granular)

• Sin ribosomas: retículo endoplásmico agranular o liso

4. La célula

Ribosomas y retículo endoplásmico rugoso

• Ribosomas: – Se encuentran anclados a

las superficies externas de muchas regiones del retículo endoplásmico rugoso

– Compuestos por una mezcla de ARNr y proteínas

– Encargados de la síntesis proteica.

4. La célula

Retículo endoplásmico agranular o liso (REL)

• Carece de ribosomas acoplados

• Actúa en la síntesis de sustancias lipídicas, en el procesamiento de las proteínas y otros procesos enzimáticos celulares (p.e. glicosilación de proteínas, detoxificación de xenobióticos).

4. La célula

Aparato de Golgi

– Intimamente relacionado con el retículo endoplásmico

– Posee membranas celulares parecidas a las del REL

– Consta de un apilamiento varias capas de vesículas cerradas y planas.

– Es importante en células secretoras. Estas expulsan las sustancias a secretar (p.e., hormonas).

– Conjuntamente con el retículo endoplásmico forman los lisosomas, vesículas secretoras u otros componentes citoplasmáticos.

4. La célula

Lisosomas

• Orgánulos vesiculares formados en el aparato de golgi y dispersas a lo largo del citoplasma.

• Proporcionan un sistema digestivo intracelular (sustancias y estructuras intracelulares, especialmente las dañadas, partículas alimenticias ingeridas por las celulas, bacterias…)

4. La célula

Mitocondria

• Centrales energéticas• Respiración celular (oxidación de glucosa, AG y AAs)• Cadena de transporte de electrones• Síntesis de ATP: moneda energética celular

4. La célula

5. Diferenciación celular. Tejidos y órganos.

• Las células han de diferenciarse para ejercer su función

• Diferenciación: cambios estructurales y funcionales de las células a medida que proliferan en el embrión para formar los diferentes tejidos y órganos.

• Consecuencia de la represión selectiva del genoma.

• Una célula normal expresa menos de la mitad de su genoma (nº genes ~ 25000).

• Células con funciones similares se agrupan formando TEJIDOS (NERVIOSO, EPITELIAL, MUSCULAR, CONJUNTIVO).

• Los ORGANOS están normalmente formados por los 4 tipos de tejido

5. Diferenciación celular. Tejidos y órganos.

Tejido muscular

Miocitos especializados en la contracción→ función mecánica

5. Diferenciación celular. Tejidos y órganos.

Tejido epitelial

• Las células epiteliales forman estructuras membranosas.

• Funciones:

- Revestimiento (epitelios simples o estratificados).

- Secretoras ( glándulas de moco, hormonas…).

5. Diferenciación celular. Tejidos y órganos.

Tejido conjuntivo (conectivo)

• Conjunto heterogéneo de tejidos derivados del mesodermo, formados por células rodeadas de grandes cantidades de material extracelular

• Función de sostén y separación de los diferentes elementos tisulares y también se convierte en un medio logístico (p.e. plasma de la sangre).

• Tipos: - No especializado (TC propiamente dicho)- Especializado (adiposo, cartílago, hueso, médula ósea, sangre)

5. Diferenciación celular. Tejidos y órganos.

Tejido conjuntivo (conectivo)

Tejido Nervioso

• Neuronas, especializadas en generar y conducir impulsos eléctricos.

• Células de la glía: sostén

5. Diferenciación celular. Tejidos y órganos.