La organización del cuerpo humano: células y tejidos

La materia viva se organiza en diferentes niveles de complejidad. Podemos distinguir entre los niveles abióticos (que no tienen vida por sí mismos) y los niveles bióticos (exclusivos de los seres vivos).

1. Nivel subatómico y atómico: Protones, neutrones y bioelementos (C, H, O, N, P, S).
2. Nivel molecular: Las biomoléculas como el agua, sales minerales, glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos (ADN/ARN).
3. Nivel celular: La célula es la unidad estructural y funcional mínima de todo ser vivo.
4. Nivel de tejido: Conjunto de células similares que realizan una función común.
5. Nivel de órgano: Unión de varios tejidos para cumplir una misión específica.
6. Nivel de aparato o sistema: Conjunto de órganos que colaboran en una función compleja.
7. Organismo: El ser humano completo.

En el cuerpo humano, la especialización celular es clave: las células no son todas iguales, sino que modifican su forma y estructura para realizar tareas concretas (por ejemplo, las neuronas para transmitir impulsos o los glóbulos rojos para transportar oxígeno).

La célula humana es eucariota animal. Se caracteriza por tener un núcleo definido que protege el material genético. Sus componentes principales son:

• Membrana plasmática: Una doble capa de lípidos que delimita la célula. Regula el intercambio de sustancias mediante procesos de transporte (pasivo, activo o mediante vesículas).
• Citoplasma: Medio acuoso (citosol) donde flotan los orgánulos. Contiene el citoesqueleto, una red de filamentos proteicos que da forma a la célula y permite el movimiento de orgánulos.
• Núcleo: El centro de control. Contiene la cromatina (ADN y proteínas). Cuando la célula se divide, la cromatina se condensa en cromosomas. El núcleo está rodeado por la envoltura nuclear, que tiene poros para comunicarse con el citoplasma.

Cada orgánulo funciona como una "sección" de una fábrica:

Los epitelios son tejidos cuyas células están muy juntas, con casi ninguna sustancia entre ellas.

• Epitelios de revestimiento: Cubren la superficie externa (piel) y las cavidades internas (mucosas del estómago, endotelio de los vasos sanguíneos). Su función es la protección y el intercambio de sustancias.
• Epitelios glandulares: Células especializadas en segregar sustancias.
  • Exocrinas: Vierten su contenido al exterior o a cavidades (glándulas sudoríparas, salivales).
  • Endocrinas: Vierten hormonas directamente a la sangre (tiroides, hipófisis).

Pertenecen a la familia de los tejidos conectivos, caracterizados por tener mucha matriz extracelular (sustancia que rellena huecos entre células).

• Tejido conjuntivo: Es el "pegamento" del cuerpo. Une y sostiene otros tejidos. Contiene fibras de colágeno (resistencia) y elastina (elasticidad). Se encuentra en la dermis de la piel y rodeando órganos.
• Tejido adiposo: Formado por adipocitos que almacenan grasa. Su función es la reserva energética, el aislamiento térmico y la protección mecánica de órganos como los riñones.

• Tejido cartilaginoso: Formado por condrocitos. Es sólido pero flexible. No tiene vasos sanguíneos. Se encuentra en la nariz, orejas y articulaciones.
• Tejido óseo: Es el más rígido debido a que su matriz está mineralizada con calcio y fósforo.
  • Osteocitos: Células principales del hueso.
  • Proporciona soporte estructural y protege órganos vitales (como el cráneo al cerebro o las costillas al corazón).

La sangre es un tejido conectivo líquido. Está formada por:

1. Plasma: Líquido amarillento compuesto principalmente por agua y proteínas.
2. Elementos formes (células):
   • Glóbulos rojos (Eritrocitos): Transportan $O_2$ y $CO_2$ gracias a la hemoglobina.
   • Glóbulos blancos (Leucocitos): Encargados de la defensa inmunológica contra patógenos.
   • Plaquetas (Trombocitos): Fragmentos celulares que ayudan en la coagulación de la sangre.

El tejido muscular está formado por células alargadas llamadas fibras musculares o miocitos, capaces de contraerse y relajarse.

• Músculo esquelético (estriado): De contracción voluntaria y rápida. Se une a los huesos para permitir el movimiento.
• Músculo liso: De contracción involuntaria y lenta. Se encuentra en las paredes de órganos internos (tubo digestivo, vasos sanguíneos).
• Músculo cardíaco (Miocardio): Es estriado pero de control involuntario. Forma las paredes del corazón y funciona de forma autónoma y rítmica.

El tejido nervioso detecta cambios y transmite información. La neurona es su célula principal y consta de:

• Soma (cuerpo celular): Donde se encuentra el núcleo.
• Dendritas: Prolongaciones cortas que reciben señales.
• Axón: Prolongación larga que envía el impulso nervioso a otras células. La comunicación entre neuronas se llama sinapsis, donde se liberan sustancias químicas llamadas neurotransmisores.

Las neuronas no pueden sobrevivir solas. Las células gliales las acompañan para:

• Nutrición y soporte: Proporcionan alimento y sostén físico.
• Aislamiento: Las células de Schwann y los oligodendrocitos forman la vaina de mielina, una capa de grasa que aumenta la velocidad de transmisión del impulso nervioso.
• Defensa: Eliminan residuos y protegen contra infecciones en el sistema nervioso.

Un órgano es una unidad funcional formada por la asociación de distintos tejidos. Por ejemplo, el corazón contiene tejido muscular (para bombear), tejido epitelial (que lo recubre), tejido conectivo y tejido nervioso (que regula el latido). Cada tejido aporta sus propiedades para que el órgano cumpla su misión.

Aunque a menudo se usan como sinónimos, hay una diferencia técnica:

• Sistemas: Formados por órganos con el mismo tipo de tejido predominante (ej. Sistema muscular, Sistema óseo, Sistema nervioso).
• Aparatos: Conjunto de órganos, a menudo de tejidos muy diversos, que actúan coordinadamente en una función vital (ej. Aparato digestivo, Aparato circulatorio).

Todos ellos trabajan para mantener la homeostasis, que es el mantenimiento del equilibrio interno del cuerpo (temperatura, pH, niveles de glucosa) frente a cambios externos.

1. Nutrición: Obtención de materia y energía. Intervienen los aparatos digestivo, circulatorio, respiratorio y excretor.
2. Relación: Capacidad de percibir estímulos y responder a ellos. Intervienen los órganos de los sentidos, el sistema nervioso, el sistema endocrino y el aparato locomotor.
3. Reproducción: Asegura la supervivencia de la especie. En humanos es sexual y ocurre a nivel orgánico, aunque depende de procesos celulares como la meiosis.

Para ver lo que es invisible al ojo humano ($< 0.1 mm$):

• Microscopio Óptico (MO): Usa luz visible. Permite ver células vivas y tejidos, pero su aumento es limitado (hasta 1500x).
• Microscopio Electrónico (ME): Usa haces de electrones. Tiene un poder de resolución mucho mayor, permitiendo ver orgánulos detallados y virus. Puede ser de transmisión (interior) o de barrido (superficies 3D).

Para estudiar tejidos al microscopio se siguen estos pasos:

1. Fijación: Para que el tejido no se descomponga.
2. Inclusión: Se endurece el tejido (normalmente en parafina).
3. Corte: Se hacen láminas ultrafinas con un microtomo.
4. Tinción: Se usan colorantes (como la hematoxilina y eosina) porque los tejidos naturales suelen ser transparentes.

La ciencia actual busca reparar órganos dañados mediante:

• Células madre: Células no especializadas que tienen la capacidad de convertirse en cualquier tipo de tejido (diferenciación).
• Bioimpresión 3D: Uso de "biotintas" con células vivas para crear estructuras que imitan órganos.
• Cultivos celulares: Crecimiento de células en laboratorio para probar medicamentos o estudiar enfermedades sin usar animales o humanos inicialmente.