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CAPÍTULO 1

CÉLULAS Y TEJIDOS

CÉLULAS

La unidad del tejido vivo es la célula microscópica. Hasta el óvulo fertilizado, la mayor de las células, apenas es visible a simple vista. El cuerpo se compone de diferentes tejidos, siendo cada uno de ellos un conglomerado de células similares y sustancia intercelular. Además, gracias a la actividad celular se producen diferentes materiales, materiales que poseen una vida efímera, como, por ejemplo, el contenido mineral de los huesos, cabello y uñas. Todas las células del cuerpo nacen de la división de células germinales femeninas (óvulos) tras la fertilización realizada por células germinales masculinas (espermatozoides).

En los adultos existen células especializadas que no pueden dividirse y que son irreemplazables (por ejemplo, las células nerviosas y musculares), células que se dividen lentamente cuando el individuo está sano y que pueden ser estimuladas para crecer con rapidez en caso de necesidad (por ejemplo, el tejido conectivo reparador tras una lesión) y células que se reproducen a gran velocidad para reemplazar a las que poseen una vida muy corta (por ejemplo, los precursores de los glóbulos rojos de la sangre y el epitelio de la piel). Muchas células tienen formas extrañas. Algunas células nerviosas, aunque diminutas, envían sus axones a lo largo de todo el cuerpo. Los músculos están formados por elementos a menudo tan largos como el propio músculo. El glóbulo rojo (hematíe) se convierte en un disco bicóncavo aplanado para concentrar el pigmento sanguíneo (hemoglobina) en la periferia.

Las partes características de una célula son la membrana, la sustancia protoplasmática, o citoplasma, y el núcleo. La membrana es permeable a iones simples. La superficie celular posee características del tejido, la especie y el individuo y, al mismo tiempo, también contiene proteínas que rechazan el material extraño de otras personas o animales, es decir, cumplen una función inmunológica. El citoplasma está formado por todo el material que rodea al núcleo. Es una masa de proteínas coloidales, hidratos de carbono y soluciones de moléculas más pequeñas, y contiene una gran parte del ácido ribonucleico (ARN) de la célula. También contiene cierto número de ordenaciones discretas, u organelas, de varios tipos:

Figura 1.1: Diversos tipos de célula

1.El aparato de Golgi, cerca del núcleo y cuya función parece ser la de acumular y “embalar” en vesículas los productos que llegan por los canales del retículo endoplasmático y que después serán secretados al exterior de la célula o utilizados en el interior.

2.Las mitocondrias, o cuerpos como hebras, se cuentan como miles en una célula que contenga enzimas para la oxidación de hidratos de carbono. Son las zonas principales para la conversión de energía y son importantes en muchos tejidos activos, como, por ejemplo, en los músculos del corazón y en los túbulos del riñón.

3.Los lisosomas contienen enzimas relacionadas con la digestión y “recogida de basuras” del material absorbido.

4.Los ribosomas, o densas partículas de complejas proteínas de ARN, son puntos de producción de moléculas proteicas.

5.Los centríolos, una pareja de cuerpos con formas cilíndricas en los ángulos derechos cerca del núcleo, que tienen una función importante en la división celular.

El núcleo está claramente definido y puede estar separado de la célula. Contiene los cromosomas (ver página 16) con ARN y grandes moléculas de ADN (ácido desoxirribonucleico). También se encuentran pequeños nucléolos, que son agregados de ARN. Algunas células muy grandes son multinucleares, como, por ejemplo, los osteoclastos del hueso o las fibras musculoesqueléticas. El núcleo de los glóbulos blancos (leucocitos) polimorfos es lobulado.

Las células se mantienen unidas, lo que facilita su disposición en los tejidos. Las células cancerígenas pierden esta adhesión y, en consecuencia, invaden el cuerpo. Algunas células tienen la función de la fagocitosis, es decir, pueden envolver e ingerir materia extraña, bacterias y células muertas. Este hecho es especialmente notable en los polimorfonucleares de la sangre y en las células del tejido conectivo. Los constituyentes químicos de las células consisten en proteínas –algunas, en una solución coloidal en el citoplasma; otras, en las organelas-, pequeñas gotas de grasa o lípidos, e hidratos de carbono, como componentes solubles simples o gránulos de complejos polisacáridos. Existen también pigmentos: la hemoglobina roja de la sangre; su derivado rosáceo en el músculo; los productos verdes y marrones de degradación en la bilis y las heces, y la púrpura visual fotosensitiva de la retina.

Figura 1.2 : Sección de una célula, con las estructuras que son esenciales para su supervivencia (A Companion to Medical Studies, Vol. 1)

Las células de los diferentes tejidos se pueden modificar mucho según sus funciones. Encontramos ejemplos en los glóbulos rojos, que han perdido su núcleo, las células nerviosas, con un axón extremadamente prolongado para transmitir estímulos, o las células musculares estriadas, que pueden contraerse.

Dejando de lado estas modificaciones, los componentes esenciales son reconocibles en cualquier caso.

División celular

Cada célula del cuerpo (excepto las células germinales) contiene dentro de su núcleo los cuarenta y seis cromosomas, en veintitrés pares, característicos del ser humano. Existen veintidós pares que no están implicados en la determinación del sexo –los autosomas– y un par de cromosomas sexuales. A pesar de esto, no son claramente visibles hasta la fase preliminar de la división celular. Cada molécula de ADN contenida en los cromosomas consiste en un par largo de filamentos enrollados en espiral: la doble hélice. Ésta consiste en un esqueleto de deso-xidorribosa (azúcar) y una molécula de fosfato, y una base púrica o pirimidíni-ca-adenina, timina, guanina y citosina. Las bases sobre cada uno de los filamentos se enfrentan de manera regular y precisa, siendo la disposición de estos pares de bases la que contiene la información o código genético que controla la síntesis de las proteínas, asegurando que los aminoácidos constituyentes se inserten en los lugares correctos de las cadenas polipeptídicas que se están sintetizando. La organización es compleja y se efectúa vía moléculas de ARN “mensajero” y de ARN “transmisor”. El ADN de la célula no está confinado únicamente al núcleo. Algo está en el citoplasma, relacionado con la síntesis de proteínas, pero el del núcleo está contenido en los cromosomas separados.

Figura 1.3 : Fibras de ADN de dos filamentos, enrollados alrededor de un centro imaginario de forma antiparalela; A, T, G y C representan las bases complementarias (de A Companion to Medical Studies, Vol. 1)

Figura 1.4: Cromosomas de una célula humana masculina normal de un cultivo de sangre periférica (adaptado de A Companion to Medical Studies, Vol. 1)

La división celular en el hombre se produce en el proceso de mitosis, que da lugar a la duplicación exacta de la célula original y a la transmisión del material genético, porque este material es el que contiene la información necesaria para la síntesis de nuevas células (Fig. 1.5).

En la interfase, los cromosomas no son visibles como estructuras separadas. En la profase comienzan a hacerse visibles en forma de fibras dentro del núcleo. Los centríolos se dividen y cada pareja se mueve hacia polos opuestos de la célula, apareciendo entre ellos unas fibras continuas que darán lugar al huso acromático. La membrana nuclear desaparece. Los cromosomas se ven ahora dobles y alineados unos con otros en el plano del huso entre los centríolos. Las dos mitades de cada cromosoma se separan y son empujadas por las fibras del huso hacia polos opuestos de la célula para formar los nuevos cromosomas de estas dos células hijas. El citoplasma de la célula se divide en dos y se forman nuevas membranas nucleares alrededor de cada haz separado de cromosomas, reconstituyendo dos células hijas y dos núcleos hijos genéticamente idénticos a los núcleos de los que proceden.

TEJIDOS

Sólo existen cuatro tejidos esenciales: epitelial, conectivo, muscular y nervioso. Pueden modificarse de varias formas, pero juntos componen la estructura del cuerpo. Se diferencian en la naturaleza de sus células componentes y de su sustancia intercelular o matriz.

Figura 1.5: Mitosis (a) Interfase (46 cromosomas), (b) profase inicial Centríolo dividido, los cromosomas se hacen visibles como fibras, (c) profase tardía Centríolos separados. Formas de áster y huso, cromosomas que se observan dobles, desaparición de la membrana nuclear, (d) metafase Los cromosomas se sitúan en el plano ecuatorial, (e) anafase inicial Centrómeros divididos, cromátides que comienzan a separarse, (f) anafase tardía La separación de cromátides continúa, se forma el surco de segmentación, (g) telofase Dos células hijas, cada una con 46 cromosomas (de A Companion to Medical Studies, Vol 1)

Tejido conectivo

Forma la estructura del cuerpo. Se caracteriza por una gran cantidad de substancia intercelular, dependiendo su naturaleza exacta de su matriz y de las células y fibras que contiene. Incluye una variedad de tejidos diferentes: hueso, cartílago, tejido fibroso, tejido elástico, sangre y linfa.

En el tejido areolar conjuntivo –que se dispone tanto en las fisuras y en los espacios, como en la capa subcutánea entre la piel y las estructuras más profundas– existe una matriz semilíquida que contiene mucopolisacáridos en los que se desarrollan filamentos de fibras proteicas –blancas (no flexibles) y amarillas (elásticas)– junto con algunas células bastante esparcidas, distribución que permite una unión libre. Este tejido contiene la mayoría del líquido extracelular del cuerpo. Un exceso de fibras blancas se encuentra en el tejido fibroso de los tendones y los ligamentos, así como en las vainas de las membranas (fascias).

Las fibras elásticas predominan donde es importante la elasticidad, como en las arterias. El tejido adiposo es un almacén de triglicéridos y una fuente de energía. Aísla contra el frío y protege de golpes a los órganos internos, estando más desarrollado en las mujeres. Puede desaparecer casi por completo como consecuencia de la inanición. Se divide en lóbulos mediante septos fibrosos y se rellena con células, cada una de las cuales posee un núcleo en un lado y se distiende gracias a glóbulos de grasa.

Figura 1.6: Tejido conectivo

En la sangre y en la linfa la matriz es líquida, mientras que las células se modifican para transportar gases disueltos o para tratar con microorganismos invasores. En el cartílago y el hueso la matriz se ha endurecido por una impregnación con sales minerales.

En general, las células del tejido conectivo se encuadran en tres categorías: fibroblastos, que fabrican fibras; melanocitos, relacionados con el metabolismo de los hidratos de carbono; y fagocitos, que limpian los desechos de los materiales extraños y los detritos de las células muertas, y pueden ser móviles.

Epitelio

Los epitelios son cubiertas de células que cubren la superficie del cuerpo: la cara externa de la piel y las superficies internas de las cavidades corporales. Además, surcan las venas, el sistema respiratorio, el sistema digestivo, las vías urinarias y las glándulas que se abren en ellos. Tanto las superficies internas como externas del cuerpo poseen esta envoltura epitelial, como una barrera entre el mundo externo (incluyendo, paradójicamente, el contenido del intestino y los órganos huecos) y las estructuras intermedias más profundas. Este revestimiento interno y externo se mezcla en los orificios de varias cavidades –en los labios, el ano, la nariz y los orificios de la uretra-, donde el revestimiento húmedo o membrana mucosa de los conductos digestivo, respiratorio y urinario llega a ser continuo en relación con la piel.

El epitelio tiene una disposición completamente celular y sencilla, sin sustancia intercelular. La forma más simple es de células planas, con una membrana basal. Puede ser escamoso, ordenado en forma de mosaico, como en la superficie de la piel, o estratificado, en forma de una hilera sobre otra hilera de células.

Glándulas

Están formadas por disposiciones simples o complejas de células epiteliales que forman sustancias útiles en las células secretoras. La forma más simple es la célula en globo de la membrana mucosa intestinal. Sin embargo, pueden ser más complejas: tubulares –simples, ramificadas o acodadas– o compuestas, con un sistema de conductos ramificados que finalizan en unas bolsas cerradas, o ácinos. Los ácinos son mucosos o serosos. Las células de los ácinos mucosos aparecen vacías. Su citoplasma contiene polisacáridos. Los ácinos serosos son granulares, tienen un gran núcleo y producen enzimas proteicas. Las glándulas también pueden producir sales y solutos (glándulas sudoríparas), ácidos (mucosa gástrica), álcalis (mucosa duodenal) o grasa (glándulas subcutáneas). Pueden secretar de forma continua o sólo como respuesta a determinados estímulos, como, por ejemplo, a la entrada de comida en el estómago. Pueden ser independientes o estar bajo control nervioso, químico u hormonal. Si descargan su secreción en la superficie de la piel o en un órgano interno, se denominan exocrinas. Si su descarga se produce directamente en el torrente sanguíneo, se denominan glándulas endocrinas y sus hormonas ejercen una influencia a distancia sobre los órganos diana.

El epitelio origina el cabello, las uñas y los dientes; el endotelio es el nombre dado al revestimiento liso de los vasos sanguíneos; las capas que cubren las grandes cavidades corporales, pleural y peritoneal, son llamadas a menudo mesotelio, y un carcinoma es una forma de cáncer en el que las células epiteliales han perdido su adhesión e invaden los tejidos subyacentes.

Figura 1.7: Epitelio estratificado (de A Companion to Medical Studies, Vol. 1)

Figura 1.8: Tipos de glándulas (adaptado de A Componion to Medical Studies, Vol. 1)