Morfología del cuerpo humano: células, tejidos y órganos

Empieza por describirte físicamente. Hazlo de la forma más detallada posible. Seguro en tu descripción habrás incluido los rasgos de la cara y los más visibles de tu cuerpo; sin embargo, tú eres más que eso. Seguramente recuerdas, por tus cursos de Biología, que todo ser vivo está organizado en niveles y, por lo tanto, el ser humano no es la excepción. En nuestro cuerpo pueden distinguirse niveles de organización química, celular, tisular, de los órganos y sistemas.

El primer nivel, el más elemental, se da por la unión de unos cuantos elementos químicos (carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno) que conforman macromoléculas (proteínas, lípidos, carbohidratos y nucleótidos), que a su vez dan origen a las células, éstas a los tejidos y estos a los órganos que, finalmente, integran aparatos y sistemas. ¿Recuerdas algunos de ellos? Es muy probable, pues los has estudiado de manera regular. Comenzaremos por acercarnos a la célula.

La célula

Las células son las unidades funcionales y estructurales de todo ser vivo porque desarrollan las actividades necesarias para mantener la vida. Existen alrededor de 200 tipos diferentes de células en el cuerpo humano y, aunque cada tipo tiene características particulares, prácticamente todas tienen las mismas partes y utilizan mecanismos semejantes para mantener la homeostasis o equilibrio con su medio interno.

En el interior de la célula se llevan a cabo las reacciones químicas necesarias para obtener energía a partir de los nutrientes que le llegan. Para que estas reacciones sucedan con rapidez, la célula cuenta con enzimas, es decir, sustancias químicas de naturaleza proteica que catalizan reacciones de dos tipos:

1. Catabólicas: Las primeras son las reacciones catabólicas, las cuales fragmentan a una molécula compleja en otras más simples como CO2, H2O o NH3 (amoniaco). Además, durante la reacción catabólica se libera energía que se almacena en forma de ATP (Adenosin trifosfato).
2. Anabólicas: Las segundas son las reacciones anabólicas, durante las cuales se unen moléculas simples para formar moléculas complejas que requieren de la energía que se almacenó en las reacciones catabólicas.

La molécula de la cual se obtiene energía de forma inmediata es la glucosa. Todos los carbohidratos son desdoblados en monosacáridos (moléculas de un solo carbohidrato) y transformados en glucosa, la cual proporciona la mayor parte del ATP. Sólo cuando hay escasez de glucosa, la célula la obtiene de aminoácidos o ácidos grasos.

¿Observas lo importante que es tener conocimientos químicos para entender el funcionamiento de la célula?, ¿te das cuenta del nivel químico en la formación de la misma?

La célula realiza sus funciones dividiendo el trabajo entre las estructuras que la integran; y éstas, actúan en conjunto para mantenerla en buen estado ejecutando procesos como la digestión, respiración y excreción.

Como habrás recordado, las estructuras básicas de la célula son tres: membrana, citoplasma y núcleo; sin embargo, ésta presenta un mayor número de componentes como se puede observar en el siguiente modelo o esquema:

Membrana

La membrana celular o plasmática, comúnmente llamada membrana, es una estructura formada por dos capas de fosfolípidos, que además de limitar a la célula, contribuye al intercambio de sustancias entre el exterior y el interior de la misma. Para mantener su homeostasis, la célula necesita que ingresen nutrientes y oxígeno, pero también necesita expulsar productos de desecho; por eso, aunque la membrana la aísla del exterior, también favorece el intercambio de iones y moléculas entre el espacio intracelular, intersticial y extracelular.

Las células dejan espacios entre sí constituyendo el medio extracelular, a través del cual llegan los nutrientes y el oxígeno que transporta la sangre. En el medio extracelular también son depositadas las sustancias de desecho de la célula, que pasarán a la sangre para ser eliminadas en el órgano correspondiente.

Para darte una idea de la importancia de la membrana, analiza los siguientes hechos: aunque la membrana limita a la célula, en realidad no la mantiene aislada del medio que la rodea; por el contrario, entre sus funciones fundamentales permite el paso de sustancias que son útiles para la célula al interior y de sustancias de desecho al exterior. Para que esto ocurra existen mecanismos que utilizan las diferentes sustancias y regulan la cantidad, momento y equilibrio para que la célula mantenga su homeostasis. Por ejemplo, el oxígeno y el dióxido de carbono pueden atravesar con facilidad la membrana en el sentido de mayor a menor concentración, lo cual es un mecanismo llamado difusión simple.

En cambio, otras sustancias como la glucosa no pueden atravesar la membrana por difusión simple, así que deben hacerlo a través de una proteína situada en la membrana, la cual se encarga de transportarla al interior en sentido de mayor a menor concentración, un mecanismo llamado difusión facilitada.

El agua, otra sustancia fundamental para la célula, se mueve a través de la membrana por ósmosis, lo cual ocurre porque la membrana permite el paso de agua pero no de algunos solutos que mantienen el equilibrio entre el interior y exterior de la célula.

Así, cuando estos solutos alcanzan una mayor concentración, el agua se desplaza en este sentido y mantiene las concentraciones iguales dentro y fuera de la célula. Cuando las sustancias deben atravesar la membrana contra gradientes de concentración requieren de los llamados mecanismos activos, los cuales utilizan ATP de la célula o energía almacenada en las propias sustancias. Los más utilizados son las bombas, en particular la bomba sodio-potasio, así como los endocitosis, exocitosis y fagocitosis.

En síntesis, la membrana plasmática es una estructura compleja formada por lípidos con proteínas que realiza múltiples funciones como transporte, catalizadores y receptores. Estos mecanismos permiten que las condiciones en el interior de la célula sean ideales para su fisiología. En el citoplasma se llevan a cabo todas las reacciones que mantienen la homeostasis de la célula y que dependen, entre otros aspectos, de la presencia y concentraciones de las sustancias mencionadas.

Por lo antes expuesto podemos entender que la membrana plasmática es una estructura compleja formada por lípidos con proteínas y que realiza funciones de transporte, así como de catalizador y receptor.

Citoplasma

La segunda estructura básica de la célula es el citoplasma, que es todo el material contenido entre la membrana plasmática y la nuclear. Incluye al citosol o líquido intracelular en el que se encuentran suspendidas tanto las sustancias útiles para la célula como los desechos que deben ser eliminados.

Además, en el citosol se llevan a cabo una gran cantidad de reacciones químicas que mantienen viva a la célula. ¿Te das cuenta de que el agua es fundamental tanto en el espacio extracelular como en el intracelular? Por eso es tan importante para mantener la homeostasis.

En el citosol están ubicados los organelos o estructuras especializados en diferentes funciones celulares. Algunos de ellos están limitados por una membrana propia y su forma tiene una estrecha relación con la función que llevan a cabo. Estos organelos membranosos son el retículo endoplasmático, el complejo de Golgi, los lisosomas, las mitocondrias y los peroxisomas.

En el citoplasma también hay organelos sin membrana o no membranosos, los cuales son el citoesqueleto y el centrosoma.

Además de los organelos membranosos y no membranosos, en el citoplasma hay inclusiones o depósitos intracelulares; las inclusiones varían de una célula a otra y su función consiste en almacenar sustancias o pigmentos. Los hepatocitos y las células del músculo esquelético en los que se deposita glucosa en forma de glucógeno, son un ejemplo de aquellas que almacenan sustancias.

Entre las inclusiones que almacenan pigmentos se distinguen dos tipos: endógenas y exógenas. Las endógenas provienen del propio cuerpo, como la hemoglobina y la melanina, pigmento que da color a la piel, aunque también pueden almacenar el pigmento lipofuscina, abundante en las neuronas, células del miocardio y hepatocitos, los que al parecer son signos de envejecimiento porque se observan en las células de personas mayores.

Los pigmentos exógenos, como los carotenoides, provienen del exterior. La zanahoria, por ejemplo, es rica en carotenos que se pueden ir acumulando en las inclusiones.

Como puedes darte cuenta, el aparato digestivo no podría cumplir con sus funciones si las células no hubieran trabajado para que esto fuese posible, o que el riñón pudiera excretar sustancias gracias a que la célula las ha procesado, de manera que llegan al riñón listas para ser excretadas. ¿Ahora entiendes por qué se afirma que la célula es la unidad anatómica y funcional del cuerpo? Continuemos.

Núcleo

El tercer componente de la célula es el núcleo, el cual ocupa la posición central en la unidad anatómica y funcional del cuerpo; además, desempeña un papel fundamental en la expresión de los genes, la herencia y la división celular. Está formado por tres partes: membrana nuclear, cromatina y nucléolo.

Reproducción celular

De acuerdo con su patrón de reproducción se han observado tres tipos de poblaciones de células: estáticas, estables y renovables.

1. Células estáticas: Sólo se dividen durante la vida embrionaria; tal es el caso de las neuronas o las células del músculo esquelético y cardiaco que han sufrido diferenciación terminal y nunca más vuelven a dividirse.
2. Células estables: Conservan la capacidad de dividirse sólo cuando se lesionan y es necesario reponer las células dañadas. A esta categoría pertenece la mayor parte de las células.
3. Células renovables: Presentan actividad mitótica regular debido a la presencia de células madre que, al dividirse, dan lugar a dos células hijas, idénticas a la original. Una permanece como tal y la otra inicia el proceso de diferenciación. De esta manera se conserva la población tanto de células madre como de células diferenciadas. Ejemplos de este tipo de población son la epidermis, las células epiteliales del intestino, las espermatogonias (que se mantienen en número y además dan origen a espermatozoides) y las células madre de la médula ósea roja, las cuales se pueden diferenciar en cualquier tipo de células sanguíneas.

Al proceso de división celular se le denomina mitosis y se lleva a cabo en cinco fases, como lo puedes ver en la siguiente figura:

Fase 1: Interfase

Las células de poblaciones renovables pasan la mayor parte de su vida en las diferentes etapas de la interfase, y una vez que entran en la siguiente etapa (profase) terminan el proceso en cuestión de minutos. Para que la célula pueda dividirse es necesario que se realicen cambios de preparación tanto en el citoplasma como en el núcleo.

Estos cambios también se llevan a cabo en etapas, y cuando éstas terminan la
célula ya está lista para la división. Antes de explicar la etapa profase, es necesario aclarar qué es la cromatina y qué son los cromosomas. En la interfase, el ADN se observa al microscopio con color más oscuro, por eso se denomina cromatina.

Cuando el material cromático se duplica, los cromosomas se hacen visibles con la forma que los caracteriza, dos cromátides unidas por un centrómero. En la siguiente imagen identifica cómo se observa la cromatina en la interfase y cómo son los cromosomas en las siguientes fases.

Fase 2: Profase

El nucléolo desaparece y los cromosomas, que se observan en forma definida, empiezan a migrar a los polos de la célula. Entonces desaparece la membrana nuclear y los microtúbulos del huso mitótico invaden la zona nuclear uniéndose al centrómero.

Fase 3: Metafase

Una vez unidos al centrómero, los microtúbulos jalan a los cromosomas hacia cada polo de la célula, por lo que acaban alineados a lo largo del eje ecuatorial de ésta. Las cromátides se separan del centrómero formando cromosomas independientes y se dirigen hacia polos opuestos. Las cromátides separadas constituyen los nuevos cromosomas.

Fases 4 y 5: Anafase y Telofase

Un juego completo de cromosomas llega a cada polo de la célula. Los cromosomas se extienden, el huso desaparece y vuelve a formarse la membrana nuclear. Al mismo tiempo, la membrana celular empieza a estrecharse en el centro hasta que finalmente divide a la célula en dos partes hasta que se separan. Este proceso es llamado citocinesis.

Tejidos

Las células no actúan de manera independiente, todas se unen a otras similares que realizan una misma función formando tejidos. De hecho, sólo algunas células, como las sanguíneas y las sexuales (el óvulo y el espermatozoide) pueden observarse de manera individual y en forma libre.

En el cuerpo humano existen cuatro tipos de tejidos básicos, que son muy diferentes entre sí y su morfología o forma guarda estrecha relación con la función que realizan.

Tejido epitelial

El tejido epitelial forma capas de recubrimiento, ya sea hacia el exterior del cuerpo, como la epidermis, o hacia el interior del mismo, como el epitelio que tapiza la parte interna de los órganos huecos del cuerpo, como el intestino y la vejiga urinaria.

Las células que forman el epitelio están muy cerca unas de otras, por lo que protegen las estructuras situadas debajo de éstas, impidiendo que ciertas sustancias penetren. Las células epiteliales también impiden la salida de las sustancias que son útiles
para la célula.

Durante el desarrollo embrionario, las células epiteliales dan origen a los epitelios excretores o glándulas, que pueden ser de dos tipos: exocrinas o endocrinas. Una glándula es exocrina cuando permanece unida al epitelio original creando un conducto que sirve de medio de transporte para el producto que secretan o fabrican.

Algunos ejemplos de glándulas exocrinas son: las sudoríparas, sebáceas, mamarias y las del páncreas que producen las enzimas digestivas. Una glándula que se separa del epitelio que la origina es endocrina. Al no tener un conducto de salida, deposita su producto (que por lo general es una hormona) en el espacio intersticial y de ahí pasa a la sangre, que la transporta a todo el organismo.

Cuando una glándula endocrina llega a la célula de un órgano receptor se acopla y desencadena una acción determinada. En este caso, la célula recibe el nombre de célula blanco o diana.

Tejido conectivo

El tejido conectivo, también denominado conjuntivo, es el de mayor distribución en el organismo. Está integrado por un grupo muy diverso de tejidos formados por células separadas entre sí. Dichos tejidos tienen la capacidad de secretar colágeno, sustancia o matriz extracelular, que sirve de relleno o unión a diversas células y órganos.

El tejido conjuntivo también da sostén al organismo. Los tejidos cartilaginoso, óseo, fibroso y adiposo son conectivos, al igual que el sanguíneo; sin embargo, éste no secreta colágeno y sus células están separadas por la fracción líquida de la sangre, el plasma.

Tejido muscular

El tejido muscular está formado por células alargadas que contienen una gran cantidad de proteínas. Su característica principal es la contractilidad, por lo que se encuentra presente en los órganos que necesitan efectuar movimientos para realizar su función. Existen tres clases de músculos: cardiaco, estriado y liso.

1. Músculo cardíaco. Sus fibras se unen entre sí y tienen un solo núcleo central. La capacidad de trabajo del músculo cardiaco es enorme, ya que puede contraerse entre 60 y 80 veces por minuto durante toda la vida. Desde luego, su contracción es involuntaria.
2. Músculo estriado o esquelético. Recibe su nombre por la imagen que presenta en el corte histológico con estrías transversas, que lo hacen muy característico. También se conoce como músculo esquelético, ya que recubre a los huesos y, al contraerse, permite su movimiento con la característica de hacerlo en forma voluntaria. Responde a estímulos del sistema nervioso somático.
3. Músculo liso. Se localiza en el interior de los órganos que realizan movimientos. La contracción del músculo liso es involuntaria y responde a estímulos del sistema nervioso autónomo. Son ejemplos de músculos lisos los del tracto digestivo, los del respiratorio y los del urinario. Los músculos lisos del tracto digestivo deben realizar movimientos llamados peristálticos para dirigir el alimento desde la faringe hasta el ano para su eliminación.

Tejido nervioso

El tejido nervioso está formado por dos tipos de células: neuronas y células de la glía, y como su nombre lo indica, está presente en los órganos del sistema nervioso. Las neuronas se especializan en la conducción de estímulos. Se encuentran en el sistema nervioso central y en el sistema nervioso periférico, que a su vez se divide en somático y autónomo. Las neuronas están conformadas por tres partes: el cuerpo celular y dos tipos de prolongaciones: dendritas (que son cortas y muy ramificadas) y el neuroeje o axón (que es más largo y no se ramifica sino hasta su porción terminal).

Las dendritas constituyen la porción receptora de las neuronas; es decir, son las que reciben un estímulo, que luego conducen al cuerpo neuronal donde es traducido al único lenguaje que comprende el sistema nervioso: potenciales eléctricos que viajan a lo largo del axón y son transmitidos a otras neuronas, músculos o glándulas por medio de la porción terminal del axón llamada teledendrón. Esta forma de comunicación se llama sinapsis y es exclusiva de las neuronas.

Las células de la glía no generan ni transmiten impulsos, sino que rodean, sostienen y protegen a las neuronas. Además, modifican la composición del líquido extracelular que las rodea y regeneran la vaina de mielina que cubre al axón y cuyo objetivo es que los impulsos se transmitan en una sola dirección y hacia sitios específicos.

Órganos

Un órgano es el conjunto de tejidos que se agrupan creando una estructura con forma definida y una función determinada, donde cada uno de los tejidos contribuye a su óptimo funcionamiento. Algunos órganos del cuerpo que seguramente conoces son el corazón, riñón, pulmón e hígado.

En un órgano los tejidos se organizan para funcionar; veamos, por ejemplo, el estómago, el cual es un órgano conformado por varias capas:

• La capa más externa, llamada serosa o peritoneo, es de tejido conectivo; además, protege y mantiene en su lugar a los órganos ubicados en el abdomen.
• La siguiente capa es de tejido muscular, y su función es realizar el movimiento del órgano para mezclar los alimentos con los jugos gástricos e impulsar esta mezcla al siguiente segmento del tubo digestivo.
• La capa más interna, denominada mucosa, es de tejido epitelial y posee abundantes glándulas que secretan jugos gástricos y moco.

La función que realiza un órgano es definida por la organización de los tejidos. En el caso del estómago, ésta incluye el almacenamiento de la mezcla para que llegue al intestino muy lentamente. Además, entre estos tejidos se introducen nervios que regulan la función motora y secretora.

El cuerpo humano está formado por órganos diversos; los principales se describen en la siguiente tabla:

Cavidades y planos anatómicos

En tu casa seguramente hay un lugar para guardar cada cosa, y cuando la necesitas sabes dónde buscarla. En el cuerpo humano también hay un lugar especial para cada órgano; por lo tanto, para conocer tu cuerpo es importante que sepas exactamente dónde está cada uno de los 21 órganos que lo conforman.

Los órganos están contenidos en cavidades o espacios, como los que hay en un clóset, un ropero o cajones. Estas cavidades se localizan en regiones o segmentos en los que se divide el cuerpo humano para su estudio y que son:

• Cabeza, que se divide en cráneo y cara.
• Tronco, que está conformado por tórax, abdomen y pelvis.
• Extremidades superiores e inferiores.

Cavidades y segmentos

La cabeza y el tronco se unen por medio del cuello y son segmentos que tienen cavidades en su interior, las cuales son huecos en los que se alojan órganos para, de esta manera, brindar protección adicional contra traumatismos.

Cavidad craneal

En su interior, la cabeza muestra la cavidad craneal, en la cual se aloja el encéfalo, protegido por los huesos craneales que son gruesos y fuertes. Su función principal es proteger al encéfalo, que es muy delicado. La cavidad craneal continúa hacia abajo con la cavidad vertebral que aloja y protege a la médula espinal.

Cavidad torácica

La cavidad torácica constituye el espacio limitado hacia atrás por las vértebras dorsales, adelante por el esternón y a los lados por las costillas. Brinda protección a órganos muy importantes como el corazón y los pulmones, así como al esófago y grandes vasos. La cavidad torácica no es rígida como la craneal, sino flexible para permitir el movimiento de los pulmones durante la respiración.

Cavidad abdominal

Debajo de la cavidad torácica se encuentra la abdominal. Ambas están separadas por el diafragma, un músculo en forma de cúpula. En ésta se ubican órganos como el estómago, páncreas, bazo, hígado, intestino grueso y delgado, riñones y grandes
vasos. A diferencia de las cavidades craneal y torácica, la abdominal es limitada por músculos en la parte anterior, que son suficientemente gruesos como para proteger de manera adecuada a los órganos situados en su interior.

Cavidad pélvica

La cavidad pélvica se localiza abajo de la cavidad abdominal. No existe ningún límite anatómico entre la cavidad abdominal y la pélvica. En esta última se encuentran la vejiga urinaria y los órganos reproductores internos: el útero y trompas de Falopio en la mujer, así como las vías seminales en el hombre.

Posición y planos anatómicos

Para facilitar la localización de los órganos es necesario estudiar el cuerpo humano en la llamada posición anatómica. En ésta, el sujeto de estudio se encuentra de frente al observador, con la cabeza erguida, los miembros superiores paralelos al tronco, las palmas de las manos hacia delante y las piernas juntas con los pies ligeramente separados.

A partir de la posición anatómica se trabaja con los planos anatómicos o líneas imaginarias, los cuales se trazan sobre el sujeto anatómico dividiéndolo en segmentos.

Un plano divide al cuerpo en una mitad derecha y una izquierda, se le llama plano medial o sagital; otra línea imaginaria lo divide en una mitad anterior y una posterior, lo cual se denomina plano coronal o frontal porque corre en paralelo a la frente; y una tercera línea lo divide en una mitad superior y una inferior, lo cual se llama plano horizontal o transversal.

Localización de órganos en las cavidades corporales y aplicación de los planos anatómicos

El objetivo tanto de la posición anatómica como de los planos es homologar la manera de expresar la ubicación de diferentes partes del cuerpo para evitar confusiones.

Cabe destacar que de los planos anatómicos se derivan los términos direccionales que se usan en las descripciones anatómicas, y que son muy útiles para comprender de qué segmento del cuerpo se está hablando.

Con todos estos datos es posible que ya puedas describir, por medio de los términos direccionales universales, cuál es la localización de los órganos. Por ejemplo, que el corazón es un órgano medial (situado en la línea media), posterior al esternón y anterior a la columna vertebral, cuyo eje se dirige hacia la izquierda del plano medio.

Fuente: Secretaría de Educación Pública. (2015). Ciencias de la Salud I. Ciudad de México.