Fundamentos de la Biología: De la Célula a los Sistemas del Organismo

Niveles de Organización Biológica

Los seres vivos presentan una jerarquía de organización compleja, que va desde lo más simple a lo más complejo:

1. Nivel subatómico: Partículas fundamentales de la materia (protones, neutrones, electrones).
2. Nivel atómico: Átomos, la unidad más pequeña de un elemento químico.
3. Nivel molecular: Moléculas, formadas por la unión de átomos. Pueden ser inorgánicas (agua, sales minerales) y orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos).
4. Nivel celular: La célula, unidad básica de la vida.
5. Nivel de tejido: Conjunto de células similares que realizan una función específica.
6. Nivel de órgano: Estructura formada por varios tejidos que trabajan coordinadamente.
7. Nivel de sistema: Grupo de órganos con similar estructura y origen embriológico que contribuyen a una función común.
8. Nivel de aparato: Conjunto de órganos, que pueden ser de diferente estructura y origen, que participan en una o varias funciones principales.
9. Nivel de organismo: Ser vivo completo, resultado de la interacción de todos los niveles anteriores.

La Célula: Unidad Fundamental de la Vida

Las células son las unidades atómicas, funcionales y de origen de todos los seres vivos.

Estructura de la Célula Eucariota

Las células eucariotas, presentes en animales y plantas, constan de:

• Membrana plasmática: Envoltura que delimita la célula, regula el intercambio de sustancias con el exterior.
• Citoplasma: Medio acuoso interno donde se encuentran los orgánulos celulares y se realizan muchas reacciones metabólicas.
• Núcleo: Estructura generalmente esférica que contiene el material genético. Consta de:
  • Envoltura nuclear: Doble membrana que rodea el núcleo.
  • Nucleoplasma: Medio interno del núcleo.
  • Cromatina: ADN asociado a proteínas, que se condensa para formar los cromosomas durante la división celular.
  • Nucléolo: Estructura implicada en la síntesis de ribosomas.

Tejidos: Agrupaciones Celulares Especializadas

Tejido Epitelial

El tejido epitelial consta de células estrechamente unidas y tiene diversas funciones:

• Epitelio de revestimiento: Recubre y protege superficies externas (piel) e internas (cavidades y conductos).
• Epitelio glandular: Forma las glándulas, que pueden ser glándulas exocrinas (liberan sus productos al exterior o a cavidades, ej. glándulas salivares) y glándulas endocrinas (liberan hormonas a la sangre, ej. tiroides).

Tejido Conectivo

Formado por células poco especializadas inmersas en una matriz extracelular abundante. Sus funciones principales son de sostén, unión y transporte. Incluye variedades como:

• Tejido conjuntivo: Rellena espacios entre órganos y tejidos.
• Tejido adiposo: Almacena grasa, reserva energética y aislante térmico.
• Tejido cartilaginoso: Proporciona soporte flexible (nariz, orejas, articulaciones).
• Tejido óseo: Forma los huesos, proporcionando soporte estructural y protección.

Órganos: Estructuras Formadas por Diversos Tejidos

Los órganos son estructuras complejas formadas por la asociación de diversos tejidos que trabajan conjuntamente para realizar una función específica (ej. corazón, pulmón, estómago).

Sistemas y Aparatos: Coordinación para Funciones Vitales

Definición de Sistemas

Los sistemas están formados por órganos del mismo tipo o con un origen embriológico común, que realizan una función general similar.

Sistema Muscular

Formado por músculos esqueléticos, responsables del movimiento voluntario del cuerpo.

Sistema Esquelético

Formado por huesos, proporciona sostén, protección y participa en el movimiento junto con los músculos.

Sistema Nervioso

Compuesto por el encéfalo, la médula espinal y los nervios. Se encarga de la coordinación rápida de las funciones corporales y la relación con el entorno.

Definición de Aparatos

Los aparatos están formados por órganos distintos, a menudo con diferente origen embriológico, que actúan coordinadamente para realizar una o varias funciones complejas.

Aparato Digestivo

Transforma los alimentos en sustancias más sencillas (nutrientes) para su absorción y elimina los restos no digeridos. Consta del tubo digestivo (boca, faringe, esófago, estómago, intestino delgado, intestino grueso) y glándulas anejas (salivares, hígado, páncreas).

Aparato Respiratorio

Toma el oxígeno del aire, lo lleva a la sangre y elimina el dióxido de carbono. Consta de: fosas nasales, faringe, laringe, tráquea, bronquios y pulmones.

El Medio Interno: Entorno Celular

El medio interno es el conjunto de líquidos extracelulares que bañan las células de un organismo, proporcionándoles un ambiente estable. Está formado por:

• Líquido intersticial: Líquido que rodea directamente a las células.
• Sangre: Fluido que circula por los vasos sanguíneos.
• Linfa: Fluido que circula por los vasos linfáticos.

Sistema Circulatorio: Transporte y Defensa

El sistema circulatorio distribuye los nutrientes y el oxígeno por todo el organismo, al mismo tiempo que recoge los productos de desecho para su eliminación.

Componentes del Sistema Circulatorio Sanguíneo

Está constituido por el corazón y los vasos sanguíneos:

• Arterias: Llevan sangre desde el corazón a los tejidos.
• Venas: Devuelven sangre desde los tejidos al corazón.
• Capilares: Vasos muy finos donde se produce el intercambio de sustancias entre la sangre y las células.

La Sangre: Composición y Funciones

La sangre es un tejido líquido viscoso de color rojo (debido a la hemoglobina) y sabor salado que circula por el interior de los vasos sanguíneos. Se compone de:

• Plasma: Parte líquida, amarillenta, compuesta mayoritariamente por agua, proteínas, sales, etc.
• Células sanguíneas:
  • Glóbulos rojos (eritrocitos o hematíes): Pequeñas células bicóncavas sin núcleo en mamíferos. Su color rojo se debe a la hemoglobina, proteína que transporta oxígeno.
  • Glóbulos blancos (leucocitos): Participan en la defensa del organismo.
  • Plaquetas (trombocitos): Fragmentos celulares implicados en la coagulación sanguínea.

Funcionamiento del Corazón

El funcionamiento del corazón se basa en dos tipos de movimientos coordinados que tienen lugar en las aurículas y los ventrículos:

• Contracción (sístole): El músculo cardíaco se contrae, impulsando la sangre.
• Relajación (diástole): El músculo cardíaco se relaja, permitiendo que las cavidades se llenen de sangre.

Sistema Circulatorio Linfático

Recoge el exceso de líquido intersticial (ahora linfa) que queda entre las células, devolviéndolo a la sangre. También transporta grasas absorbidas en el intestino y participa en la respuesta inmunitaria.

El Riñón y la Excreción

Los riñones son los órganos principales del sistema excretor. En ellos se filtra la sangre para eliminar las sustancias de desecho (como la urea) y el exceso de agua y sales, formando la orina. Cada riñón consta de:

• Corteza renal: Parte externa.
• Médula renal: Parte interna, con estructuras triangulares llamadas pirámides renales.
• Arteria renal: Lleva sangre al riñón (rama de la arteria aorta).
• Vena renal: Saca la sangre filtrada del riñón.
• Pelvis renal: Cavidad que recoge la orina.
• Uréter: Conducto que lleva la orina desde el riñón a la vejiga urinaria.

Sistemas de Coordinación: Respuesta a Estímulos

Los sistemas de coordinación (nervioso y endocrino) nos permiten detectar cambios en el medio interno o externo (estímulos) y elaborar respuestas adecuadas.

Elementos Fundamentales de la Coordinación

• Receptor: Estructura capaz de percibir los estímulos (ej. órganos de los sentidos) y transmitirlos a los centros nerviosos.
• Centro nervioso (o centro de procesamiento): Órgano (ej. cerebro, médula espinal) encargado de recibir la información percibida por los receptores, procesarla y elaborar una respuesta.
• Efector: Órgano encargado de llevar a cabo la respuesta. Hay dos tipos principales:
  • Músculos: Producen una respuesta motora (movimiento).
  • Glándulas: Provocan una respuesta secretora (liberación de sustancias como hormonas o enzimas).

Componentes del Sistema Nervioso

El sistema nervioso está constituido por dos tipos principales de células:

• Neuronas: Células especializadas en la transmisión de impulsos nerviosos. Constan de dendritas (reciben señales), cuerpo celular (contiene el núcleo y orgánulos) y axón (transmite señales). La comunicación entre neuronas se establece a través de la sinapsis, uniones especializadas donde los neurotransmisores son liberados desde el axón de una neurona para actuar sobre otra, cruzando el espacio sináptico.
• Células de la glía (o neuroglía): Dan soporte, nutrición y protección a las neuronas, entre otras funciones.

Otros Sistemas y Aparatos Clave

Además de los mencionados, otros sistemas y aparatos fundamentales para el funcionamiento del organismo incluyen:

• Aparato Excretor: Encargado de la eliminación de desechos metabólicos (donde el riñón, ya descrito, juega un papel crucial).
• Aparato Reproductor: Responsable de la perpetuación de la especie.
• Aparato Locomotor: Permite el movimiento y está compuesto por los sistemas muscular y esquelético (ya introducidos).

El Sistema Circulatorio, también vital, ha sido detallado previamente.