FISIOLOGIA ANIMAL

Es la ciencia que estudia el funcionamiento de los seres vivos, es decir es el estudio d las funciones integradas del cuerpo y de las funciones de todas sus partes (sistemas, aparatos, órganos, tejidos, células y componentes celulares) incluyendo sus procesos biofísicos y bioquímicos.

Disciplinas científicas que se basa la Fisiología

La Anatomía para establecer las bases estructurales que permiten comprender el funcionamiento del organismo.

La bioquímica para proporcionar el conocimiento de las reacciones químicas que suceden dentro y fuera de la célula

La biofísica para explicar los fenómenos eléctricos y mecánicos que ocurren en el organismo

Genética para poder comprender el potencial hereditario que regula la diferenciación sexual y el desarrollo corporal

La Unidad básica es la célula

FISIOLOGIA DE LA CÉLULA

La fisiología de la célula es un campo amplio que abarca todas las funciones y las alteraciones físicas y químicas que ocurren durante el funcionamiento normal de aquella. Este estudio supone la aplicación de muchas leyes físicas y químicas a las cuales se ajusta el elemento celular vivo.

PROPIEDADES DE LA VIDA

La célula es la unidad funcional de toda la vida animal. Es la unidad básica que constituye todos los tejidos, órganos, aparatos y sistemas, que a su vez constituyen el animal en conjunto. Por tanto, las propiedades de la célula se consideran equivalentes a las de la vida. En dichas propiedades se incluyen crecimiento, reproducción, absorción, metabolismo, excreción, secreción, irritabilidad, conductibilidad y contractibilidad. Estas dos últimas propiedades no las poseen universalmente todas las células; son sobre todo características de las células nerviosas y musculares.

El términocrecimientose refiere a aumento de tamaño, por lo general por incremento en la cantidad de protoplasma. El mayor tamaño de la célula u órgano más allá de lo normal se denomina hipertrofia. Una disminución del tamaño normal se conoce como atrofia. La falta de desarrollo de un tejido u órgano se llama aplasia, mientras que el desarrollo defectuoso de un tejido u órgano hipoplasia.

Reproducción de una célula o de un organismo significa capacidad para producir más células o más organismos que son esencialmente iguales que el originado. El aumento de tamaño de una estructura debido al mayor número de células se llama hiperplasia.

Absorción, es el proceso de tomar materiales disueltos e incorporarlos a la sustancia de la célula. Este puede ser un proceso pasivo que depende de las fuerzas de difusión y de osmosis, o puede ser un proceso activo que requiere el gasto de energía de ATP, puede ocurrir por fuerzas y afinidades iónicas, electroquímicas que no requieren gasto directo de energía.

Otros dos medios de penetración de materiales extracelulares en la célula son fagocitosis y pinocitosis. Si el material es atrapado por una acción amiboidea de la célula, el proceso se llama fagocitosis y las células con esta capacidad se les llama fagocitos.Esta capacidad es característica de algunos glóbulos blancos que degradan glóbulos rojos degenerados o bacterias.

Pinocitosis es el proceso por el cual las células pueden absorber líquidos y moléculas demasiado grandes para ser acarreadas por transporte activo, particularmente proteínas pequeñas.

Se ha observado pinocitosis en algunas células de mamíferos, en particular las provistas de microvellosidades, como las células epiteliales que revisten el conducto intestinal y los túbulos proximales del riñón.

Metabolismo (respiración interna) significa la utilización de nutrientes por la célula que consiste en la oxidación de compuestos de carbono, dióxido de carbono y agua, con liberación de energía.

El metabolismo se refiere a la suma total de reacciones bioquímicas que ocurren en cada célula y por tanto, en el animal como un todo. Aquellas reacciones que constituyen y mantienen el cuerpo por efecto de la formación de energía se denominan anabólicas y las que liberan energía por el rompimiento de sustancias se conocen con el nombre de catabólicas.

Los términos de excreción y secreción a nivel celular se refieren a la pérdida de material que ocurre en la célula. Si lo que se pierde son productos de desecho, el proceso se llama excreción; si se liberan productos útiles el proceso se llama secreción.

La secreción de productos sintetizados por la célula hacia el liquido extracelular (LEC) que baña las células ocurre por un proceso denominado exocitosis, emiocitosis o pinocitosis invertida. Este es esencialmente lo opuesto a la pinocitosis.

Irritabilidad (también llamada excitabilidad) es la propiedad de reaccionar a estímulos; ésta debe consistir necesariamente en una de las propiedades del protoplasma, como conducción o contracción.

Conductibilidad es la propiedad de trasmitir un impulso de un punto de la célula a otro. Las células nerviosas y las musculares están especializadas para la función de conductibilidad e irritabilidad.

Contractibilidad es la propiedad de acortamiento en una dirección. Las células musculares se especializan en la contracción.

COMPOSICIÓN QUIMICA DE LA CÉLULA

La composición química de las diversas porciones del cuerpo celular es de gran importancia para su funcionamiento. La composición porcentual aproximada del protoplasma es: agua, 85; proteínas, 10; lípidos, 2; materia inorgánica, 1.5; y otras sustancias como carbohidratos, 1.5.

AGUA

El agua es con mucho el constituyente más abundante del protoplasma.

En la célula existe agua libre, de la cual se dispone para el metabolismo, y agua ligada que se absorbe en la superficie de ciertas proteínas y otras moléculas. El agua de los tejidos y líquidos corporales es principalmente agua libre, capaz de entrar y salir de las células y de circular entre el aparato cardiovascular y los tejidos. El contenido de agua del cuerpo de un animal como un todo varía de 55 a 67% del peso corporal aproximadamente 40% de agua se encuentra en el interior de las células y se denomina liquido intracelular. Otro 15% en peso se nombra liquido intersticial y comprende; el agua que rodea las células, la linfa y los vasos linfáticos, el liquido cefalorraquídeo, el de las articulaciones, el

de los ojos, (liquido intraocular) y el seroso de los espacios viscerales (o sea pericárdico, pleural y peritoneal).

Aproximadamente 5% en peso del agua corporal se encuentra en el plasma sanguíneo. Este y el liquido intersticial se conocen como liquido extracelular (LEC), con lo que se da a entender todo el liquido en el exterior de las células el cual por ello constituye aproximadamente el 20% del peso corporal. Por supuesto, el peso o el volumen totales de agua varían de un animal a otro según el tamaño y otros factores como la cantidad de grasa, cubierta del pelo, dieta y diferencias metabólicas.

El cuerpo pierde agua diariamente en primer término por la orina, pero también por las heces, en los pulmones durante la respiración y el jadeo, por evaporación en la piel, y por el sudor. el animal está enterado de la orina y de la defecación, pero eso no ocurre en el caso de la pérdida por los pulmones y la evaporación por la piel, de modo que éstos fenómenos se denominan pérdida insensible de agua.

Las pérdidas de agua pueden recuperarse si el animal permanece en balance hídrico y no se deshidrata. Esta reposición de agua se efectúa principalmente bebiendo, pero también participa en ella el agua contenida en el alimento y el agua metabólica. Esta es la generada en todas las células del cuerpo por las mitocondrias durante la formación de energía (ATP) a partir de los nutrientes alimenticios.

El agua es importante como solvente para todas las sustancias hidrosolubles que se hallan en el interior del cuerpo. Transporta nutrientes hacia las células y productos de desecho y de secreción desde ellas por medio del aparato cardiovascular.

Las propiedades físicas del agua son importantes para la regulación de la temperatura. Su alto valor específico permite un incremento apreciable de la temperatura de una sustancia 1°C, comparado con la que se requiere para elevar el mismo volumen de agua 1°C. La elevada conductividad calorífica permite la transferencia efectiva del calor desde la cubierta corporal hasta la superficie de la piel y la evaporación hace posible la pérdida de calor para enfriar la superficie del cuerpo.

PROTEÍNAS.

Después del agua, las proteínas son el principal constituyente del protoplasma.

Algunas proteínas sirven como componentes estructurales, por ejemplo el pelo, lana, cuernos, cascos y constituyendo el colágeno del tejido conectivo. Todas las enzimas, las cuales catalizan reacciones químicas en las células son proteínas. Muchas hormonas están constituidas por proteínas. Son proteínas las que hacen posible la contracción muscular son proteínas contráctiles. Algunas con transportadores de ciertas sustancias en la sangre y conservan la presión osmótica potencial de ésta. La inmunidad depende de proteínas que actúan como anticuerpos. Todas las membranas células son en parte proteínas y hay algunas relacionadas con los genes, las cuales participan en la trasmisión de la información genética de célula a célula de generación a generación.

Las proteínas son macromoléculas formadas por polímeros de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos y constituyen así cadenas de polipéptidos. Cada molécula de proteína consiste en una o más de dichas cadenas polipeptídicas.

Las proteínas pueden clasificarse en estructurales y reactoras. En las primeras se incluyen las siguientes proteínas fibrosas; colágenos que son las principales proteínas del tejido conectivo y que representan alrededor del 30% del contenido total de proteína del cuerpo del animal, elastina, que están presentes en los tejidos elásticos del ligamento nucal, la túnica abdominal y algunas arterias, y queratinas que son las proteínas de lana, pelo, cuernos y cascos.

Las proteínas reactoras comprenden enzimas; hormonas proteínicas; globulinas de sangre y músculos; histonas y protaminas relacionadas con ácidos nucleicos; proteínas contráctiles y aquellas proteínas conjugadas con sustancias no amínicas. En las proteínas conjugadas se incluyen las nucleoproteínas (proteínas combinadas con ácidos nucleicos), mucoproteínas y glucoproteínas (proteínas combinadas con carbohidratos) y lipoproteínas (proteínas combinadas con lípidos).

LÍPIDOS

Aunque los lípidos (sustancias grasas) entran en porciones relativamente escasas en la composición del protoplasma, participan en la estructura de la membrana celular y otros constituyentes de membrana celular. Además, los lípidos se hallan en ciertas vitaminas y hormonas y, por supuesto, son el medio adecuado para guardar energía en la forma de grasas del organismo.

Triglicéridos son los lípidos que almacenan energía en el tejido adiposo del animal.

Las prostaglandinas son un grupo de hormonas constituidas por ácidos grasos no saturados, de 20 carbonos, derivados de otros lípidos.

Las ceras son otra clase de lípidos. Las ceras sintetizadas por el animal se localizan principalmente en las células epiteliales de la piel, donde forman una capa protectora ya sea directamente en la piel o en el pelo, que actúa como repelente al agua y como barrera contra las bacterias. En la lana está presente la grasa lanolina y en los oídos se localizan la cera denominada cerumen.

Las vitaminas A, D, E y K contienen lípidos.

Los fosfolípidos constituyen una considerable porción de las membranas celulares. El colesterol es un lípido constituyente de todas las células animales y se encuentra en la sangre y en la bilis. Los esteroides (como los ácidos biliares y las hormonas sexuales) son derivados de los lípidos.

CARBOHIDRATOS

Los carbohidratos forman menos del 1% de la mayoría de las células.

La energía se almacena con mayor eficacia en la forma de grasa que en la de carbohidratos en el cuerpo de los animales.

Los carbohidratos presentes en las células tienen una alta tasa de renovación y utilización como energía para el metabolismo inmediato de las células. El azúcar simple, glucosa también puede ser polimerizada para formar glucógeno como deposito de energía potencial. El glucógeno se almacena principalmente en las células del hígado y en las de los músculos estriados voluntarios.

El azúcar desoxiribosa se une a una base (purina o pirimidina) y a un fosfato para formar el tan importante ADN (acido desoxirribonucleico), aceptado ahora como mensajero de toda información genética de generación en generación.

El ADN se encuentra casi exclusivamente en el núcleo. Una sustancia similar, ARN (acido ribonucleico) esta formado por el azúcar ribosa combinado con una base y un fosfato. El ARN está íntimamente relacionado con la síntesis de muchas proteínas intracelulares.

SUSTANCIAS INORGÁNICAS.

El hueso contiene aproximadamente 65% de material inorgánico con relación a su volumen. La mayor parte de este material mineral se encuentra en forma de cristales de hidroxiapatita cuya fórmula molecular es Ca10 (PO4)6 (OH)2. Además, el Na, Mg y Fe pueden estar incorporados dentro de la estructura mineral.

Las sustancias inorgánicas del protoplasma pueden existir como sales ionizables, como NaCl, o combinarse como proteínas, lípidos o carbohidratos. El yodo es parte fundamental de la hormona tiroxina, el hierro es necesario para la hemoglobina, el fosforo se une a la adenosina para formar ADP (difosfato de adenosina) vitales para las relaciones energéticas en casi toda forma de materia viva.

Las sales inorgánicas y sus iones contribuyen a conservar constantes el Ph y a regular la presión osmótica. Los electrolitos son especialmente esenciales para la función nerviosa y muscular.

Un electrolito es cualquier sustancia molecular que en solución se disocia en sus componentes cargados eléctricamente, llamados iones. Esto ocurre por ejemplo cuando el Na Cl (cloruro de sodio) se disocia en solución de iones Na+ y Cl-. Dicha solución puede entonces llevar carga y corriente eléctricas.

De todos los átomos o elementos hallados en el protoplasma, más del 99% son hidrogeno, carbono, oxigeno y nitrógeno. Además, de estos elementos y los ya mencionados yodo, hierro y fosforo, el protoplasma contiene calcio, cloro, potasio, azufre, sodio, magnesio, cobre, manganeso, zinc, cobalto, cromo, selenio, molibdeno, flúor,

silicio, estaño y vanadio. De los 24 elementos diferentes encontrados en las celulares corporales, 20 representan menos del 1% del total de tejido vivo.

Los principales iones hallados en el interior de las células son expresados en mili equivalentes por litro de liquido (meq/L). Un miliequivalente es 1/1000 de equivalente.

El peso de un equivalente de un elemento es igual a su peso atómico dividido entre su valencia.

FORMA FISICA DE LOS COMPUESTOS CELULARES.

De importancia igual o superior al tipo de las sustancias encontradas en las células es la forma física de dichas sustancias. Con excepción de los organelos (estructuras con forma definida dentro de la célula) se supone que el citoplasma (protoplasma exclusivo del núcleo) es una solución coloidal. Las soluciones coloidales contienen partículas de más volumen que las moléculas de los cristaloides como el azúcar o la sal en una verdadera solución.

Los cristaloides pasan fácilmente por las membranas de los seres vivos y pueden cristalizarse fuera de la solución. Ejemplos de cristaloides son la glucosa, sales, urea, acido úrico y creatinina.

Las partículas coloidalespueden tener un diámetro comprendido entre 1 y 500 mμ, aunque el tamaño no es la única característica que distingue los coloides de los cristaloides. Los primeros dispersan la luz por el llamado “efecto Tyndall”, como ocurre cuando un fino rayo de luz atraviesa la atmosfera polvosa de una habitación. Los cristaloides, en cambio, son de acción poco diseminadora de la luz.

Las partículas coloidales se difunden en solución mucho más lentamente que los cristaloides, la viscosidad de las soluciones colídales es mucho mayor que la de las soluciones cristaloides.

En algunas de las primeras partículas forman uniones tan fuertes que la solución se convierte prácticamente en un solido, este estado se conoce como gel (puede servir de ejemplo la gelatina una vez enfriada) en contraste con la forma llamada sol, que es liquida.

TRANSPORTE A TRAVES DE MEMBRANAS

La membrana plasmática es un factor principal para el control de la homeocinesis (homeostasia) dentro de la célula. Este fenómeno consiste en intentar mantener un medio interno relativamente constante a lo largo de los cambios dinámicos que ocurren, lo cual se cumple para todo el cuerpo del animal.

La membrana plasmática y las membranas de organelos intracelulares tienen una importante participación para determinar que entra y sale de la célula o sus organelos. Nuestra propia vida y la de los animales dependen de esta capacidad de controlar esas entradas y salidas.

Los procesos por los cuales se realiza el transporte hacia y desde la célula son: difusión, difusión facilitada, osmosis, transporte activo, pinocitosis y fagocitosis.

Difusión y difusión facilitada

La difusión es un mecanismo pasivo. Simplemente consiste en la distribución de una sustancia en un solvente (por lo general agua), de modo que su concentración se hace uniforme en todo el medio.

Ocurre difusión en sistemas líquidos y a través de membranas que permiten el paso tanto de las partículas como del solvente. Esto se realiza de la zona de mayor concentración de partículas a la de menor concentración, de modo que se dice que la difusión neta ocurre “hacia abajo” del gradiente de concentración.

Solo unas cuantas sustancias como O2, CO2 y alcohol son capaces de difundirse a través de membranas plasmáticas por energía cinética solamente. Las moléculas deben ser tanto hidrosolubles como liposolubles para difundir por la membrana. Ciertos medicamentos tienen esta propiedad de solubilidad de membrana, como es el caso de anestésicos, entre los cuales se incluyen los barbitúricos.

La velocidad de difusión neta a través de membranas depende de:

1) La permeabilidad de la membrana a las moléculas o iones específicos.2) La diferencia de concentración a ambos lados de la membrana3) La diferencia de cargas eléctricas4) La energía cinética, o diferencia de presión, a ambos lados de la membrana.

La difusión facilitada es igual a la difusión simple o libre en que opera “hacia abajo” en los gradientes de concentración y electroquímico pasivamente. Sin embrago, la difusión facilitada implica un sistema transportador en la membrana para ayudar al cruce, pero no requiere la energía del ATP, como ocurre en el transporte activo.

La entrada de los azucares a las células, especialmente la glucosa, depende básicamente de la difusión facilitada, se unen a un transportador. Parece que el transportador es proteína.

Además de la glucosa, otras sustancias como los aminoácidos dependen de la difusión facilitada para atravesar las membranas celulares.

La velocidad a la que ocurre la difusión facilitada depende de las diferencias de concentración y de la cantidad de sustancias transportadora disponible en la membrana. En el caso de la glucosa la velocidad de entrada resulta muy incrementada por la hormona insulina, secretada por el páncreas.

Osmosis

El término osmosis se refiere a los movimientos del agua (solvente) a través de las membranas celulares. Puesto que las membranas son selectivamente permeables,

algunas partículas de solutos parciales (proteínas, por ejemplo) no pueden cruzar la membrana. Por tanto, a fin de que haya un equilibrio de presión ambos lados de la membrana, el agua debe desplazarse a través de ella para compensar las diferencias de presión causadas por aquellas sustancias que no pueden cruzar. Una célula por ejemplo tiene una concentración de solutos de mayor que el liquido intersticial que la baña, entonces habrá un desplazamiento de agua hacia el interior de la célula desde el liquido intersticial hasta que se iguale nuevamente la presión de ambos lados de la membrana. Conforme el agua penetra hay un incremento de volumen de la célula, por lo cual aumenta la presión. Esta se denomina presión osmótica debido a que es causada por los movimientos del agua por osmosis. Este fenómeno ejerce una fuerza impulsora desde la solución de lado en que el soluto está menos concentrado hasta la solución del lado de soluto más concentrado.

La presión osmótica es un mecanismo importante para conservar la homeocinesia u homeostasia (estado relativamente constante del protoplasma), puesto que equilibra las entradas y salidas convenientes del agua en la célula. Si la concentración de las soluciones a cada lado de la membrana es la misma, como debe ocurrir con los glóbulos de la sangre, se dice que el liquido que baña a las células es isotónico (isosmótico) en relación con ellas. Esto significa que la presión osmótica es igual a ambos lados de la membrana. Una solución de cloruro sódico al 0.85% se considera isotónico con los glóbulos rojos de los mamíferos y por este motivo se llama también solución salina fisiológica (SSF), la cual puede utilizarse para humedecer los tejidos expuestos, como los de las heridas abiertas sin causar trastornos a sus células.

Si el líquido envolvente es de presión osmótica inferior a la de las células, se dice que es hipotónico y el agua tiende a transportar la membrana y entrar en las células. En el caso de eritrocitos en un plasma hipotónico, el agua que penetra en el cuerpo celular motiva que éste se hinche y por ultimo estalle, fenómeno que se llama hemólisis de los glóbulos rojos.

Los glóbulos rojos en un plasma hipertónico (solución más concentrada que el citoplasma) pierden agua, la cual se dirige al plasma y, en consecuencia, se arrugan. Este fenómeno de que un glóbulo arruga por pérdida de agua se llama crenación. En relación con las células de los mamíferos, una solución menos concentrada que 0.85% de cloruro sódico se dice que es hipotónica; una más concentrada que 0.85% de cloruro sódico es hipertónica; y por supuesto, una solución de cloruro sódico de 0.85% es isotónica.

La osmosis es un medio por el cual se compensan las diferencias en concentraciones de solutos a ambos lados de la membrana celular. El agua se desplaza osmóticamente desde el lado de mayor concentración, diluyendo de este modo la solución concentrada para que su presión de soluto sea igual a la que hay del otro lado.

Aunque la presión osmótica se refiere a la presión ejercida por el agua en sí, es causada por el hecho de que ciertas sustancias, como las proteínas, no pueden, cruzar la membrana. Por esto, esos solutos no difundibles ejercen una presión osmótica potencial

que provoca que el agua se desplace por osmosis hacia el lado de la membrana en que la concentración de soluto es mayor.

La presión osmótica potencial es determinada por la cantidad de partículas de soluto; a mayor cantidad de partículas de soluto en un volumen de líquido, mayor será la presión osmótica potencial. La cantidad de partículas es determinada a su vez por la concentración molar de la solución y de la cantidad de iones formados si el soluto es un electrolito. La concentración molar es igual a la cantidad en gramos de soluto en un litro de solución dividida entre el peso molecular de soluto. Si las moléculas de soluto no son ionizables (no se trata de un electrolito), la presión osmótica potencial es directamente proporcional a la concentración molar.

Los conceptos de osmosis, presión osmótica y presión osmótica potencial son importantes para el tratamiento de los animales cuando existen problemas como edema, hipotensión, deshidratación, pérdida de sangre por hemorragia, inflamación por infección, tratamiento intravenoso de fiebre láctica y diarrea. Por otro lado, son principios importantes para comprender el funcionamiento normal de los animales, como la homeocinesia del riego sanguíneo y linfático, la excreción de desechos en la orina por los riñones, la actividad de los músculos, la digestión y absorción de alimento y otros procesos.

Transporte activo.

Aunque la membrana plasmática puede funcionar como filtro pasivo, debe hacer mucho más que eso dada la variedad de sustancias que pasan a través de ella y de velocidades de dicho transporte. Además las moléculas de diversas sustancias se pueden desplazar a través de la membrana plasmática (ya sea hacia o desde la célula) “contra” la presión osmótica, contra los gradientes de concentración y contra un gradiente electroquímico.

El término contra según se emplea aquí significa que la sustancia se mueve en la dirección opuesta a aquella en que lo haría en la difusión. Por tanto, también se dice que viaja “hacia arriba” del gradiente. Este movimiento a través de la membrana plasmática requiere trabajo y utiliza energía producida por la célula. Se denomina transporte activo.

La difusión y difusión facilitada puede pasar sustancias a través de una membrana solo de una región de mayor concentración a otra de menor concentración.

El transporte activo con la ayuda de energía y de moléculas portadoras puede mover sustancias “cuesta arriba” contra gradientes de concentración o un gradiente de presión.

La constitución física y química de la membrana plasmática y la actividad eléctrica de sus componentes contribuyen mucho al proceso de transporte activo.

Organelos citoplasmáticos de la célula animal

Aparato de Golgi

El complejo Golgi varía en cuanto a tamaño y localización, dependiendo de los tejidos en que se localice la célula.

Pueden formarse mucopolisacáridos en el aparato de Golgi y también se sintetizan finalmente glucoproteínas como combinaciones de carbohidratos y proteínas, los cuales han sido transportados hasta este lugar previamente por el retículo endoplásmico liso y el rugoso.

Retículo endoplásmico y ribosomas.

Es una red membranosa extendida por todo el citoplasma y puede continuarse con la membrana nuclear externa. Este retículo puede tomar formas de túbulos, de láminas y de sáculos distendidos que se han denominado cisternas.

El hecho de que los ribosomas se encuentren relacionados con cierto retículo endoplasmático, como cuentas a lo largo de la membrana reticular, le ha dado el nombre de retículo endoplásmicorugoso, en oposición con el tipo liso, que no tiene ribosomas coexistentes. El retículo endoplasmático rugoso interviene en la síntesis de proteínas en virtud de su actividad ribosómica y cuando más retículo endoplasmático rugoso se halle en una célula, tanto más proteínas (incluidas enzimas) será capaz de sintetizar la célula. Se sugiere que los productos proteínicos son retirados del lugar de la síntesis por los canales del retículo endoplásmico.

El retículo endoplasmático de superficie lisa puede participar en la síntesis y transporte del glucógeno, lípidos y esteroides. En las células musculares, el retículo endoplasmático, llamado retículo sarcoplásmico, puede actuar como medio para conducción de impulsos y el transporte de iones de calcio esenciales para provocar una contracción del musculo.

Los ribosomas son pequeños organelos esféricos ya sea unido al retículo endoplasmático rugoso o libres en el citoplasma. Cada ribosoma esta compuesto de 2 unidades redondeadas, una mayor que la otra. Los ribosomas consisten en aproximadamente dos tercios de ARN y un tercio de proteína. Contribuyen a la síntesis de proteínas. Los ribosomas del R.E. rugoso sintetizan proteínas para secreción al exterior de la célula, mientras que los ribosomas libres producen proteínas estructurales y enzimas para uso metabólico de la propia célula. Los ribosomas libres se presentan

en grupos o racimos llamados polirribosomas o polisomas. Debido a su composición en ocasiones se denomina a los ribosomas gránulos de ribonucleoproteina.

Mitocondrias

Estudios con mitocondrias fragmentadas indican que todas las enzimas relacionadas con la oxidación de nutrientes para formar dióxido de carbono, ATP, y agua, se encuentra en estos organelos. De este modo, todas las enzimas y coenzimas implicadas en el ciclo del acido tricarboxilico (también llamado ciclo de Krebs o ciclo de acido cítrico) se localizan principalmente en las mitocondrias.

La mayor parte de los procesos que requiere energía ocurre fuera de las mitocondrias, aunque algunas síntesis se verifican en su interior.

Puesto que las mitocondrias producen la energía necesaria para la célula, se sigue que a mayor cantidad de mitocondrias presentes en las células habrá mayor actividad en esa célula. Las mitocondrias contienen su propio ADN y ARN con fines de autoreproducción. También efectúan síntesis parciales de proteínas y lípidos y poseen sus propios ribosomas.

Lisosomas

Los lisosomas son mayores que los ribosomas pero menores que las mitocondrias. Su diámetro varia de 0.25 a 0.75 μ. Al parecer se originan del retículo endoplasmático y el aparato de Golgi. Son conjunto de enzimas digestivas (hidrolíticas) limitadas por membranas.

Se ha identificado muchas enzimas y la más importante parece ser la fosfatasa acida, que es liberada cuando una célula recibe una lesión, con el evidente objeto de digerir los desechos.

Las enzimas de los lisosomas pueden degradar proteínas, carbohidratos y ácidos nucleicos, por lo que el lisosoma se considera el órgano digestivo de la célula. Los glóbulos blancos, que actúan como célula limpiadoras fagocitando bacterias, tejido muerto y detritus de células fragmentadas, contienen una gran cantidad de lisosomas.

Cuando las células contienen lisosomas inactivos puede haber enfermedad. Un ejemplo de ello es la enfermedad de Pompe, en la cual el colágeno no puede ser digerido por los lisosomas. Por otro lado, hay cambios causados por la quemadura del sol cuando los lisosomas de las células de la piel son rotos por la luz ultravioleta de ese astro.

NÚCLEO

Mediante experimentos se ha demostrado que la actividad funcional y la continuidad de la vida de la célula dependen de la presencia e integridad funcional del núcleo. Una célula de la cual se haya extraído el núcleo (célula enucleada) gradualmente pierde actividad, se atrofia y al final muere.

Las únicas células en los animales superiores que no tienen núcleo son los glóbulos rojos maduros. Esta falta de núcleo se relaciona con su breve periodo de vida, de solo 120 días.

Las principales funciones del núcleo son: 1) regular o controlar la síntesis de proteínas en la célula, dirigiendo así las actividades bioquímicas de ésta, 2) asegurar la transmisión del material genético (los cromosomas y sus genes componentes) a las posteriores generaciones de células, organismos o ambos, lo que resulta de la división celular después de la replicación del ADN.

El núcleo de todas las células contiene ADN y ARN, proteínas, lípidos y compuestos inorgánicos. La mayor parte del ARN del núcleo se localiza en el nucléolo, donde también suele haber una pequeña cantidad de ADN. También están presentes algunas proteínas, incluidas enzimas. Se supone que el nucléolo participa en la síntesis y el almacenamiento de ARN.

ADN (acido desoxirribonucleico) y ARN (acido ribonucleico).

El ADN constituye la esencia de los genes y los cromosomas. Los cromosomas están compuestos por cadenas o secuencias de ADN cubiertas por capas de proteínas en la forma de protaminas e histonas. Se cree que la capa de proteínas que cubre el ADN es protectora o inhibidora y requiere enzimas específicas para su disociación cuando se forma ARN de cualquier parte de la plantilla de ADN.

Tanto el ADN como el ARN constan de varias unidades pequeñas (monómeros), reunidos para formar largas cadenas. Cada monómero, llamado nucleótido, esta formado por un fosfato, un azúcar y una base, ya sea purina o pirimidina. El azúcar del ARN es la ribosa, pero el del ADN se llama desorribosa porque carece de un átomo de oxigeno presente en la ribosa.

Las dos purinas adenina, guanina y la pirimida citosina figuran como bases de ADN y ARN. En cambio, la pirimidina timina se halla solo en el ADN y la pirimidina uracilo solo en el ARN.

La estructura teórica del ADN fue explicado por Watson y Crick como una doble espiral que podría compararse con una escalera de las llamadas de caracol. Las porciones longitudinales de dichas escaleras son prolongadas cadenas de moléculas de azucares y fosfatos, en tanto los peldaños estarían formados por pares de bases que mantendrían juntas las espirales. La adenina está siempre acoplada a la timina, en tanto la guanina está pareada con la citosina. Las dos tiras se unen por enlaces de hidrogeno entre las bases.

Toda la información genética trasmitida por los cromosomas de una generación de células a la siguiente es codificada por la secuencia específica de bases de pirimidina y purina es una molécula de ADN. Esta disposición secuencial de bases y su control de la herencia en el nivel celular y en el nivel de las especies ha sido designada código genético y también lenguaje de la vida.

División celular.

Durante largo tiempo se ha aceptado que el núcleo es parte importante de la célula. Su participación en la división celular y en la trasmisión de características genéticas es bien conocida.

También controla indirectamente las funciones del citoplasma celular, incluidos el metabolismo y la estructura de la célula.

Mitosis

La definición de mitosis, división de las células somáticas, se describió bien desde hace muchos años. El periodo entre las divisiones celulares activas se llama interfase, con duración que varia entre algunos minutos en los tejidos de gran proliferación hasta un estado permanente de las células que no se dividen, como las neuronas de los tejidos maduros.

Los cambios nucleares producidos en un ciclo mitótico, son las siguientes divisiones escogidas de manera arbitraria (aunque normalmente es un proceso continuo interrumpido): profase, metafase, anafase y telofase.

Meiosis

La meiosis reducción por división se distinguen de la mitosis por varias particularidades. Aparece durante la gametogénesis que es la formación de óvulos en la hembra y de espermatozoides en el macho.Con la meiosis no solo se reduce a la mitad los cromosomas somáticos (diploides), sino que aumenta la variabilidad genética de la descendencia por el proceso que se llama “entrecruzamiento” (“crossing over”).