PROGRAMA NACIONAL DE FORMACIÓN EN MEDICINA INTEGRAL COMUNITARIA PLAN DE CLASE ASIGNATURA: Morfofisiología Humana I AÑO: Primero SEMANA: 1 FOE: Actividad Orientadora 1 MÉTODO: Expositivo Ilustrativo MEDIOS: Pizarra, Videoclase. TIEMPO: 100’ TEMA: 1. Célula. TÍTULO: Introducción a la Morfofisiología Humana. Célula. SUMARIO: 1.1 Introducción a la Morfofisiología Humana. Concepto. Objeto y métodos de estudio. Relaciones con otras ciencias. Bases celulares y moleculares de la vida. Niveles de organización de la materia. Protoplasma. Propiedades funcionales. Integridad morfofuncional del organismo humano. Relaciones del organismo con el medio ambiente. Crecimiento y desarrollo del organismo. Etapas en las que se subdivide el desarrollo humano. El desarrollo como componente de la salud. Factores que influyen en el desarrollo. El cuerpo humano. Partes y regiones principales. Posición anatómica. Planos y ejes. Términos generales y relativos. Tipos constitucionales. 1.2 Célula. Estructura y organización funcional. Concepto de célula. Teoría Celular. Células procarióticas y eucarióticas. Organización estructural de las células eucarióticas. Forma y Tamaño. Constituyentes químicos de la célula. Citoplasma. Componentes, Organitos citoplasmáticos. Clasificación, estructura, función e interrelaciones. Inclusiones. Núcleo. Componentes y funciones generales. Compartimentación. Introducción a los modelos celulares. OBJETIVOS: (La redacción de los mismos debe ser teniendo en cuenta todas sus partes; habilidad, contenido, nivel de asimilación, nivel de profundidad y condiciones de estudio). Pretendemos que durante el transcurso de la clase y al concluir la misma, los estudiantes sean capaces de: 1.- Describir las generalidades de la morfofisiología humana, teniendo en cuenta las bases moleculares y celulares de la vida, las etapas del crecimiento y desarrollo humano, así como la terminología morfológica relacionada con la posición anatómica, los planos y ejes del cuerpo, vinculándolos con la práctica médica, auxiliándose de la bibliografía básica y complementaria, en función de la formación del médico integral comunitario. 2.- Identificar las características morfofuncionales de las células como unidad estructural y funcional de los seres vivos, teniendo en cuenta aspectos básicos de la teoría celular y la interrelación de sus componentes, aplicando los diferentes modelos celulares, auxiliándose de la bibliografía básica y complementaria en función de la formación del médico integral comunitario. INTRODUCCIÓN Pase de lista Se hará trabajo educativo hablando acerca de algún acontecimiento social, científico, político, cultural de actualidad o de alguna de las nacionalidades. Presentación de la disciplina y la asignatura. Bienvenidos a la Morfofisiología Humana I. Esta asignatura aborda conceptos y elementos que te permitirán integrar el estudio del organismo humano como un todo, desde su origen y desarrollo, sus bases moleculares, las características morfofuncionales de las células, los tejidos básicos y del sistema Osteomioarticular, así como el intercambio de sustancias y energía con el medio, en estrecha relación con la práctica médica y los problemas de salud de la comunidad. La estrategia docente a emplear tiene como elementos fundamentales la orientación de los contenidos, el desarrollo del aprendizaje independiente a través de la ejercitación y la consolidación, así como la evaluación sistemática, siempre desde los escenarios docentes de la comunidad. DESARROLLO Motivación. Se presenta el tema y contenidos de la clase los cuales deben estar expuestos en la pizarra con letra clara y sin abreviaturas. Se enuncian los objetivos de la clase. Se presenta la videorientadora teniendo en cuenta su duración y los contenidos que abordará. La videorientadora que van a ver tiene 59 diapositivas y una duración de … Se inicia la proyección del video hasta la diapositiva 18, donde se realiza la primera parada. La Morfofisiología Humana estudia la forma, estructura y función del organismo; así como las leyes y principios que rigen su organización, desarrollo y relaciones con el medio externo. La misma constituye un sistema de contenidos esenciales aportados por ciencias particulares con las cuales está en estrecha interrelación como: La biología celular y molecular, encargada de los aspectos moleculares de la vida, la embriología que aborda los aspectos relacionados con la concepción y desarrollo del individuo, la anatomía humana que estudia aspectos macroscópicos del organismo, la histología los aspectos microscópicos y la fisiología encargada del estudio de las funciones. Además toma elementos de especialidades como la genética y la inmunología. Está disciplina guarda vínculo estrecho con los factores sociales como son las condiciones, modos y estilos de vida, entonces, podemos entender su relación con la epidemiología y la sociología entre otras. También se relaciona con especialidades quirúrgicas, clínicas y de medios diagnósticos como la anatomía patológica, la imagenología el laboratorio clínico y la microbiología, a las que sirve de fundamento científico. Sin lugar a duda el objeto de estudio de la Morfofisiología es el organismo como un todo, interrelacionado con el medio ambiente. Con el desarrollo de la ciencia y en particular de todas aquellas que forman parte de la Morfofisiología Humana, se han aportado grandes volúmenes de conocimientos sobre la forma, estructura, desarrollo y funcionamiento del organismo, a partir de la aplicación de métodos de estudio tanto en el individuo vivo como en el cadáver. Cuando se trata de estudiar órganos, sistemas de órganos y regiones del cuerpo humano a simple vista, algunos autores describen métodos que permiten el estudio por sistemas y otros que facilitan el estudio topográfico o por regiones. Otros métodos de gran utilidad, son los que permiten la valoración funcional de los componentes del organismo vivo y generalmente se realizan en laboratorios. Métodos de estudio en el individuo vivo Examen físico. Investigación clínica. Anatomía de superficie. Anatomía radiológica. Método endoscópico. Estudios electrofisiológicos. Electroforesis de proteínas. Hemoquímica. Gasometría. Estudios de los fluidos corporales. Para el estudio de las células y los tejidos desde el punto de vista microscópico se emplean diferentes métodos y técnicas, los que necesitan de la complementación del microscopio como instrumento indispensable para poder observarlas. Para el uso del microscopio es importante que conozcan cuantos tipos de microscopios existen y el basamento de su funcionamiento de forma general, el que se sustenta en la fuente de energía y sus sistemas de lentes. De ahí que en la microscopía se empleen diferentes tipos de microscopios en dependencia del interés de estudio. Por ejemplo, microscopios que emplean radiaciones visibles, de los cuales existen diferentes tipos; hacia la izquierda de la imagen pueden ver el microscopio óptico de campo brillante y hacia la derecha un ejemplo de microscopio electrónico, los que emplean radiaciones invisibles y que pueden ser de varios tipos. Es importante que aprendan a utilizar de forma correcta el microscopio óptico de que disponen en el núcleo docente, lo que les permitirá la observación de estructuras celulares y tisulares. Entre las técnicas más empleadas para la observación de los tejidos, está la de inclusión en parafina, de ella precisa utilidad y finalidad de cada paso. Estos contenidos los puedes estudiar, siguiendo las orientaciones del CD, donde aparecen materiales complementarios correspondientes a cada uno de ellos. Otros métodos y técnicas empleados para el estudio de las células y los tejidos y que su uso depende de los objetivos del estudio, estas pueden ser: II.- Los Métodos y técnicas para el estudio de células y tejidos vivos entre los que tenemos: El cultivo de tejido que es el más empleado. Otros utilizados son: La coloración vital. La coloración supravital. Y el trasplante de tejidos y órganos. III.- Y Aquellos métodos y técnicas que se emplean para el estudio de células y tejidos muertos y conservados, los que a su vez pueden clasificarse en. 1.- Métodos y Técnicas citoquímicas e histoquímicas entre las que se encuentran: La reacción de Feulgen que permite el estudio del ADN. La reacción de PAS que permite el estudio de los Polisacáridos Los sudanes que permiten el estudio de las grasas. 2.- Métodos y técnicas citoquímicas e histoquímicas con basamento físico entre los que tenemos: La congelación y fractura. La inmunofluorescencia. La morfometría. La inmunocitoquímica. Como todos sabemos existen en la naturaleza diversos objetos y fenómenos que expresan su condición de materia en movimiento en múltiples formas y manifestaciones, a través de sus diferentes propiedades, incluso hasta las percepciones y sensaciones son producto de la actividad del cerebro, el que constituye la base morfofuncional de la memoria, la conciencia y el pensamiento. Sobre la materia Lenin planteó “La materia es una categoría filosófica para designar la realidad objetiva dada al hombre en sus sensaciones, calcada, fotografiada y reflejada por nuestras sensaciones y existe independientemente de ella” El estudio de estos aspectos tiene gran importancia, pues permiten la formación de una concepción científica del origen y organización de la materia. PROPIEDADES FISIOLÓGICAS DEL PROTOPLASMA Como materia que constituye a las células, al protoplasma le son inherentes propiedades fisiológicas como expresión de vida, las cuales adquieren un mayor o menor desarrollo dependiendo de la diferenciación y especialización de las células. Estas propiedades son: Irritabilidad, conductibilidad, excitabilidad, contractilidad, respiración, absorción, secreción, excreción, reproducción y crecimiento. Debes estudiarlas por tu bibliografía, siguiendo las orientaciones del CD de la asignatura. El desarrollo de las propiedades fisiológicas del protoplasma de las células en su proceso de diferenciación y especialización, conllevó al surgimiento de niveles superiores, haciendo cada vez más complejo el desarrollo biológico de los organismos, que alcanza su máxima expresión en el hombre. DESARROLLO BIOLÓGICO HUMANO El desarrollo biológico humano constituye un proceso de cambios cualitativos continuos que comienzan en el momento de la fecundación y no cesan hasta la muerte. El nacimiento constituye un fenómeno decisivo, con él se produce un cambio de ambiente del organismo y permite dividir el desarrollo en un período prenatal y uno postnatal. En cada uno de estos períodos se distinguen diferentes etapas que tienen características muy singulares. El período postnatal, en condiciones normales es el más extenso, en él, se pueden apreciar etapas muy bien diferenciadas. La infancia y la etapa de la adolescencia se caracterizan por un crecimiento rápido, con la maduración de todos los órganos y sistemas. La adultez, es la etapa más extensa y en ella se ha alcanzado ya el máximo de capacidad física, biológica e intelectual, el individuo está completamente preparado para enfrentar los retos de la vida. En el envejecimiento existe una disminución de las funciones, sin embargo la presencia de estos cambios implican también desarrollo. El conocimiento de estas etapas, permite evaluar cómo se comporta el desarrollo a lo largo de la vida y favorece la realización de acciones en la comunidad con un enfoque de prevención de enfermedades y promoción de salud. ETAPAS DEL DESARROLLO PRENATAL HUMANO El período prenatal presenta tres etapas muy bien definidas: Una etapa pre-embrionaria que se inicia con la fecundación y se extiende durante la primera semana. Una etapa embrionaria que se extiende desde la segunda hasta la octava semana y se caracteriza por una rápida diferenciación de los tejidos para dar lugar a los esbozos de los órganos, por tal motivo es un período de gran vulnerabilidad a la acción de agentes externos nocivos al desarrollo que pueden producir malformaciones congénitas. Y la etapa fetal que se extiende desde la novena semana hasta el nacimiento, en la misma continúa el desarrollo de los tejidos y órganos, dado por un crecimiento rápido y maduración de los mismos, lo que posibilita que la mayoría de ellos comiencen a funcionar durante la vida prenatal. En general podemos resumir, que el desarrollo ocurre durante toda la vida. Está regulado genéticamente pero puede ser modificado por factores ambientales que lo favorecen o entorpecen. Tiene características particulares en sus diferentes períodos o etapas y una velocidad variable de cambios y crecimiento, haciendo que unas sean más susceptibles que otras a la aparición de determinados problemas de salud, como pueden ser las malformaciones congénitas en el período embrionario, la hipertensión arterial en el adulto o la pérdida de capacidades mentales en el adulto mayor. Por todo lo anterior el desarrollo constituye un componente esencial en el proceso de salud. Se hace resumen parcial y preguntas de comprobación. Continúa la proyección de la videorientadora desde la Diapo 19 hasta la 34. EL CUERPO HUMANO Como ya sabemos un nivel superior de organización de la materia es el nivel de organismo, que en el humano está constituido por un conjunto de estructuras y órganos que constituyen sistemas que forman el cuerpo. Para facilitar el estudio del cuerpo humano y poder precisar su descripción, debes conocer que éste se divide en diferentes partes. Las partes del cuerpo humano son: cabeza, cuello, tronco y miembros superiores e inferiores. Cada una de estas partes se subdividen en regiones. Así tenemos en la cabeza, el cráneo y la cara, y en el cuello las regiones: anterior, esternocleidomastoidea, laterales y posterior. En el tronco se distinguen las regiones: dorsal, pectoral, abdominal y perineal. Cada miembro superior cuenta con cuatro regiones, que se nombran: deltoidea o del hombro, brazo, antebrazo y mano, destacándose en esta última las regiones dorsal y palmar. Los miembros inferiores también presentan cuatro regiones, llamadas: glútea o cadera, muslo, pierna y pie. En el pie se distinguen el dorso y la planta. Además de estas partes existen cavidades donde se alojan órganos de importancia. En la cabeza se encuentra la cavidad craneal, que contiene al encéfalo, y en el tronco las cavidades torácica, abdominal y pelviana. En la cavidad torácica se encuentran algunas vísceras como el corazón y los pulmones. En la cavidad abdominal se distinguen órganos del aparato digestivo, como el estómago e intestinos y glándulas como el hígado y el páncreas. También se localizan los riñones, los uréteres y el bazo. En la cavidad pelviana se encuentra el recto, que pertenece al aparato digestivo, así como la vejiga urinaria y órganos del sistema urogenital. Las proporciones de las diferentes partes y cavidades del cuerpo varían de un individuo a otro, dando lugar a los tipos constitucionales, aspecto que por su importancia estudiaremos a continuación. TIPOS CONSTITUCIONALES Al hacer un estudio detallado de los individuos, se descubren diferencias entre ellos, tanto morfológicas como funcionales. Estas diferencias aportan la base para el estudio de los tipos constitucionales, que se definen como el conjunto de características morfofuncionales determinadas por factores genéticos y ambientales. Se han descrito diferentes clasificaciones de los tipos constitucionales; una de las más utilizadas es la propuesta por Pende, que los clasifica desde el punto de vista morfológico, que describe tres tipos: longilíneos, normolíneos y brevilíneos. Al hacer un estudio detallado de los individuos se descubren diferencias entre ellos. Estas diferencias aportan la base para el estudio de la constitución del cuerpo humano, que puede definirse como el conjunto de cualidades morfológicas, fisiológicas e incluso psicológicas que caracterizan a cada individuo, las cuales están determinadas por factores internos (genéticos) y externos (ambientales). Estos conocimientos son de gran importancia en las ciencias médicas, ya que pueden servir de base en el diagnóstico y pronóstico de las enfermedades. Las clasificaciones de los tipos constitucionales (biotipo) son numerosas. Una forma sencilla de (Pende) Longilíneos de crecimiento predominante en longitud, con el aspecto general delgado y alargado. Brevilíneos de crecimiento preponderante en anchura, con el aspecto general grueso y corto. Mesolíneos o normolineos ocupan una posición intermedia entre los dos tipos anteriores. POSICIÓN ANATÓMICA Para describir las características del cuerpo humano es necesario tener presente el concepto de posición anatómica, la misma considera el cuerpo humano en posición vertical, de frente al observador, con la mirada fija en el horizonte, los miembros inferiores juntos y los superiores colgando a ambos lados del cuerpo con las palmas orientadas hacia delante. Este es un aspecto de gran importancia durante la práctica médica. EJES DEL CUERPO Los ejes son líneas imaginarias que atraviesan el cuerpo y se emplean para comprender la mecánica articular, al suponer que el cuerpo gira alrededor de un eje. Estos son tres: o el eje sagital, paralelo al suelo y a la sutura sagital del cráneo, orientado en sentido antero posterior. o el eje coronal o frontal, paralelo al suelo y a la sutura coronal del cráneo o el eje vertical, perpendicular al suelo y paralelo a la longitud del cuerpo. Además existen ejes oblicuos que presentan direcciones variables e intermedias a la de los ejes fundamentales. PLANOS DEL CUERPO Los planos son superficies que cortan imaginariamente al cuerpo en un sentido determinado. Estos son tres y se caracterizan al igual que los ejes, por ser perpendiculares entre si y adoptan nombres relacionados con alguna estructura, teniendo la particularidad de que cada uno de ellos divide al cuerpo en dos partes. El plano sagital es vertical y paralelo a la sutura sagital del cráneo, dividiendo al cuerpo en dos partes, derecha e izquierda. Cuando este coincide con la línea media del cuerpo, lo divide en dos mitades y se denomina plano medio. El plano coronal o frontal es vertical y paralelo a la sutura coronal del cráneo, dividiéndolo en dos partes: anterior y posterior. Por último, el plano horizontal, paralelo al suelo, divide al cuerpo en dos partes: superior e inferior. TERMINOLOGÍA ANATÓMICA El trazado imaginario de los planos y ejes facilitan la definición de términos generales de utilidad para la descripción de distintas características del cuerpo humano; es importante destacar la relatividad en el uso de estos términos, según la posición del plano de referencia, particularmente en los miembros. Los más importantes son: • superior o craneal e inferior o caudal, relativos al plano horizontal. • anterior o ventral y posterior o dorsal, relativos al plano coronal o frontal. Se utilizan otros términos, relativos al plano medio, como son: • Medio, cuando coincide con el plano medio. • Medial, cuando está cercano al plano medio. • Lateral, cuando está alejado del plano medio. • E intermedio, cuando está situado entre los puntos medial y lateral. El abdomen, por el trazado de dos líneas horizontales, una superior, que se extiende entre los extremos de las décimas costillas, y otra inferior, entre ambas espinas ilíacas anterosuperiores, se divide en tres regiones: Epigastrio, mesogastrio e hipogastrio. Cada una de estas regiones se divide a su vez por medio de dos líneas verticales en tres regiones secundarias: El epigastrio, en una zona media o región epigástrica y dos zonas laterales, los hipocondrios derecho e izquierdo. La parte media queda dividida en una zona media o región umbilical y dos laterales o regiones abdominales laterales, derecha e izquierda. El hipogastrio se subdivide a su vez en una región púbica central y dos regiones inguinales, derecha e izquierda. Por último tenemos los términos relativos a los miembros: • Los términos proximal y distal se utilizan para designar la mayor o menor distancia del punto de unión del miembro con el tronco. Ejemplo: La articulación del codo es proximal con respecto a la articulación de la muñeca, pero al mismo tiempo es distal con respecto al tercio medio del brazo. • Los términos ulnar y radial, se refieren a las partes medial y lateral del antebrazo respectivamente; relacionados con los huesos de esa región. • Los términos tibial y fibular, se corresponden con la parte medial y lateral de la pierna respectivamente; relacionados con los huesos de esa región. • Los términos palmar y plantar, se refieren a la palma de la mano y a la planta del pie respectivamente. • El término dorsal se refiere a la superficie posterior de la mano y antero superior del pie. Otros términos se utilizan para las descripciones de órganos y cavidades, tales como: • Interno y externo, cuando se refiere a las estructuras de las paredes de órganos huecos o cavidades corporales. • Superficial y profundo, cuando se refiere a la localización de alguna estructura en un órgano macizo o en una parte del cuerpo con respecto a la superficie del mismo. • Existen otros términos generales de uso específico en el desarrollo prenatal como: cefálico, caudal, rostral entre otros. Se hace resumen parcial y preguntas de comprobación. Continúa la proyección de la videorientadora desde la Diapo 35 hasta la 49. CÉLULA A principios del siglo XIX con los descubrimientos de diversos autores, se definió la teoría celular, la cual plantea que: La célula es la unidad estructural y funcional de los organismos vivos, determina las características morfofuncionales de los mismos, se origina a partir de otras células y la continuidad se mantiene a través de la información contenida en el material genético. Estos contenidos puedes profundizarlos por tu bibliografía siguiendo las orientaciones del CD de la asignatura. En el desarrollo evolutivo de las células se destacan dos tipos, dependiendo fundamentalmente de la presencia o no del núcleo entre otras características. Por lo que podemos encontrar a las células: procariotas, que carecen de núcleo, por lo que el material genético se encuentra libre en el citoplasma sin ninguna membrana que lo aísle. Además presentan escasos organitos u orgánulos citoplasmáticos; ejemplo de ellas son las bacterias. Y las células eucariotas, que se caracterizan fundamentalmente porque su material genético está aislado por membranas, localizado en una estructura que constituye el núcleo, además se destacan en ella la presencia de una gran variedad de organitos citoplasmáticos conformando, junto al núcleo el sistema de endomembranas. Esta forma característica de organización garantiza la compartimentación celular, ya que cada componente de la célula ocupa distintos espacios delimitados por membranas, estas estructuras realizan distintas funciones, y mantienen una estrecha relación estructural y funcional. Por su nivel de complejidad morfofuncional abordaremos el estudio de las células eucariotas, características de los organismos pluricelulares. Existen diferentes tipos y formas celulares como resultado de los procesos de diferenciación y especialización celular, asociándose estas para formar tejidos, órganos, aparatos y sistemas. Esto, está relacionado entre otros factores, con la forma que debe adquirir una célula teniendo en cuenta el tejido al que pertenece y la función que desempeña, por tal razón existen células con características y funciones comunes, formando un tejido particular; de igual forma existen otras con estructura y función diferente. Para estudiar las características morfofuncionales de una célula les sugerimos sigan el siguiente orden: • Características generales: Donde deben tener en cuenta la forma, el tamaño, la disposición y abundancia o proporción. • Características de su citoplasma: Tengan presente el aspecto, la coloración y los componentes más desarrollados. • Características de su núcleo: Precisen el número de núcleos, la forma, el tamaño, coloración, la posición y sus componentes. • Relación estructura-función. Recuerden que la célula por estar constituida por protoplasma presenta una composición química similar a éste. Estos contenidos puedes profundizarlos por tu bibliografía siguiendo las orientaciones del CD de la asignatura. COMPONENTES DE LA CÉLULA La utilización del microscopio electrónico, permitió perfeccionar el estudio de la estructura de las células. En ellas se destacan dos componentes fundamentales, el núcleo y el citoplasma, cada uno de ellos con características particulares, pero en estrecha interrelación, lo que garantiza las funciones generales y específicas de las células. El núcleo está constituido por cuatro componentes: envoltura, cromatina, nucleolo y nucleoplasma o matriz nuclear. Por su parte el citoplasma es la porción del protoplasma que rodea al núcleo, está limitado externamente por la membrana plasmática, tiene una apariencia viscosa y en él se llevan a cabo importantes funciones metabólicas y contiene a los organitos y las inclusiones. Los organitos son estructuras vivientes de las células, encargadas de su funcionamiento y que dependiendo de la presencia o no de membrana pueden ser membranosos y no membranosos, mientras que las inclusiones son estructuras inertes, resultado en muchos casos de la actividad de la célula, estas pueden ser, alimentos, pigmentos o productos útiles y de desechos. El estudio de cada uno de estos componentes deben hacerlo por la bibliografía orientada y siguiendo las orientaciones del CD de la asignatura. A continuación abordaremos algunos aspectos generales de estos componentes citoplasmáticos, pero recuerden que deben profundizar en su estudio, destacando su función en la célula. En el esquema se observa la disposición de los componentes en el citoplasma de la célula. Los organitos citoplasmáticos membranosos son. • Membrana plasmática. • Retículo endoplásmico liso. • Retículo endoplásmico rugoso. • Complejo de Golgi. • Mitocondrias • Lisosomas. Los organitos no membranosos son: • Los ribosomas libres, encargados de la síntesis de proteína para la célula. • Los centríolos que juegan un papel importante durante la formación del huso mitótico en la división celular. • Y los microtúbulos y microfilamentos, que forman parte del citoesqueleto. MEMBRANA CITOPLASMÁTICA. A fines del siglo pasado, a partir de estudios bioquímicos y de permeabilidad, se determinó la existencia en todas las células de una estructura de naturaleza lipoproteica, no visible al microscopio óptico, y que se denominó membrana plasmática o plasmalema. Debido a que el poder de resolución del microscopio óptico no permite la visualización de la estructura de la membrana, los investigadores que trabajaron al respecto antes de la década del cincuenta de este siglo, plantearon diferentes modelos hipotéticos de membrana, los cuales trataban de conjugar la composición química de ella, con sus propiedades de permeabilidad. Con el desarrollo de las técnicas de microscopía electrónica, a partir de 1950, se aprecia la membrana citoplasmática, formada por tres láminas con un grosor de 7.5-10 nm. La estructura trilaminar formada por dos capas oscuras periféricas y una capa central clara, no solo se observaba en la membrana plasmática, sino que también fue observada en las membranas de todos los organitos membranosos, por lo que surge el concepto de unidad de membrana planteado por Robertson. El concepto de unidad de membrana en la actualidad se ha reconsiderado debido a que la imagen observada al M/E corresponde mas bien a un artefacto de la técnica empleada en la fijación, que a la estructura de las membranas celulares, así como, la composición química y la función de las membranas es diferente en las células y dentro de una misma célula. Composición química. Como planteamos anteriormente, en la composición química de la membrana plasmática están presentes lípidos, proteínas y carbohidratos. Las proporciones de estos tres elementos varían de un tipo celular a otro. Los lípidos, más abundantes en la membrana, son: fosfolípidos, triglicéridos, esteroides y glicolípidos, los cuales se organizan formando una bicapa que se corresponde con la línea central clara que se observa, al M/E, en la estructura trilaminar de la membrana. Las proteínas, por su parte, son moléculas anfóteras que se encuentran formando una complicada estructura tridimensional. Su disposición en la membrana es más compleja que la de los lípidos, y en la estructura trilaminar son responsables de las capas oscuras periféricas que en ellas se observan. Entre otras proteínas, en la membrana se han aislado proteínas ácidas del tipo de las tubulinas y proteínas enzimáticas, tales como la 5-nucleotidasa y la Mg++ ATP activada por Na+ y K+. Los carbohidratos se localizan en la membrana unidos a los lípidos y a las proteínas formando glicolípidos y glicoproteínas. La presencia de los carbohidratos en la cara externa de la membrana le confieren cierta asimetría (de la que hablaremos con posterioridad). Estos carbohidratos son la base de una estructura filamentosa que rodea a la cara externa de la membrana plasmática y que se denomina cubierta celular o glicocálix. Uno de los carbohidratos más frecuentes es el ácido siálico, que conjuntamente con la presencia de grupos carboxilos le confieren una carga negativa a la superficie celular. o RIBOSOMAS. Los ribosomas son organitos citoplasmáticos no membranosos, presentes en casi todas las células, y que están relacionados con la síntesis de proteínas. Las características morfológicas de los ribosomas han sido descritas mediante diversas técnicas, observándose al M/E como pequeños cuerpos esféricos o elipsoides, con un diámetro aproximado de 15-20 nm. Cada ribosoma, está constituido por dos unidades diferentes, pudiendo ser separadas por diferentes medios, entre ellos, disminuyendo la concentración de Mg++ del medio. Los ribosomas, dado su pequeño tamaño, no son visibles al M/O como unidades independientes, pero, por su composición química (ARN ribosomal y proteínas), reaccionan con la hematoxilina, y se observa en células con grandes concentraciones de ribosomas, una basofilia citoplasmática, que puede ser difusa o localizada, lo cual depende de la localización de los ribosomas. Los ribosomas pueden localizarse libres en el citoplasma o asociados a membranas. En el primer caso pueden estar como unidades o subunidades en la matriz celular o también formando acúmulos de varios ribosomas unidos a un ARN mensajero (polisoma o polirribosoma) y es la forma en que son activas para la síntesis proteica: por ejemplo, los ribosomas que sintetizan la proteína hemoglobina forman polirribosomas de cinco unidades. La unión de ribosomas con membranas será estudiada en el retículo endoplásmico. Los ribosomas de células eucariotas sedimentan en un campo gravitacional, formando unidades de 80 S (S, unidad Svedverg); esto es debido a diversos factores, tales como forma, tamaño y densidad de las partículas. Las dos subunidades ribosomales sedimentan con valores de 60 S para la mayor y 40 S para la menor. Cada unidad está formada, de manera general, por cantidades similares de ARN y proteínas, todo lo cual se dispone de una manera específica y forma la estructura del ribosoma. La mayor parte de las proteínas ribosomales son enzimas que intervienen en el proceso de síntesis proteica. Mediante métodos autorradiográficos y otros, se ha determinado que el sitio de síntesis de las unidades ribosomales es el núcleo a partir del ADN de los organizadores nucleolares, y de ahí se desplazan a través de los poros de la envoltura nuclear hacia el citoplasma, lugar donde efectúan la síntesis proteica en asociación con el ARN mensajero y el ARN de transferencia. De forma general, puede decirse que los ribosomas libres sintetizan las proteínas estructurales de las células, y que los ribosomas unidos a membranas sintetizan las proteínas de secreción. En el momento de la síntesis se unen las subunidades, las cuales se encuentran en el citoplasma como fuente de reserva; una vez concluida la síntesis proteica se separan las subunidades, quedando dispuestas para una nueva utilización. o RETÍCULO ENDOPLÁSMICO. El retículo endoplásmico (RE) es un organito citoplasmático de tipo membranoso, del que existen dos variedades: una que presenta sus membranas cubiertas por ribosomas, el retículo endoplásmico rugoso (RER) y otra que no presenta ribosomas, retículo endoplásmico liso (REL). Retículo endoplásmico rugoso. El RER, por el grosor de sus constituyentes, no es visible al M/O, pero al igual que en las células donde hay una gran cantidad de ribosomas es posible distinguir una basofilia citoplasmática, en diversas formas, según el tipo celular y la actividad de síntesis. Es posible visualizar la basofilia citoplasmática, localizada en una región de la célula: por ejemplo, la célula acinar del páncreas, que presenta su RER hacia la base. También se puede localizar la basofilia en varias regiones del citoplasma, tales como en la neurona, donde se observan como cuerpos de Nissl. La basofilia puede estar diseminada por toda la célula, observándose el citoplasma basófilo, como en la célula plasmática que elabora anticuerpos. El RER se especializa en la síntesis proteica, la cual es realizada por los ribosomas adheridos a las membranas, las proteínas quedan aisladas del resto del citoplasma por las membranas del RE. Las membranas del RER presentan un espesor de 6 nm, y son más delgadas que las membranas citoplasmática y del aparato de Golgi. Al M/E se observan con la estructura trilaminar y se disponen en formas de sacos, cisternas y tubos, los cuales se interconectan. En el interior de las cisternas hay una cavidad de unos 30-70 nm de espesor. El interior de las cisternas puede estar ocupado por un material finamente granular o filamentoso. La superficie externa de las membranas de las cisternas y los tubos, se encuentra recubierta de ribosomas, los que al ir sintetizando las proteínas las pasan al interior de las cisternas, donde se van concentrando y posteriormente pasan en vesículas de transición al aparato de Golgi. El espacio de las cisternas generalmente es estrecho aunque en células con gran actividad de síntesis de proteínas como la célula plasmática, las cisternas están distendidas por el material secretor contenidas en ellas. El RER se relaciona con la envoltura nuclear, y es responsable de su formación después que termina la mitosis. Se ha observado que existe continuidad con la envoltura nuclear e incluso algunos investigadores plantean un flujo de membranas entre el núcleo y el RER. Retículo endoplásmico liso El REL está formado fundamentalmente por un sistema de membranas en forma tubular, que forman a veces una trama bastante compleja. En algunos tipos celulares el REL alcanza un desarrollo notable, como es en las células productoras de hormonas esteroides. El retículo endoplásmico liso presenta en algunas células continuidad con el RER y, desde el punto de vista funcional, con el aparato de Golgi, al enviar hacia él pequeñas vesículas cargadas de material que luego se fusionan al aparato de Golgi para su secreción. El REL se encarga de la síntesis de lípidos y compuestos de colesterol, por lo que abunda en células que secretan lípidos, lipoproteínas y colesterol. En la célula hepática se sintetiza la mayor parte de las lipoproteínas. Estas comienzan su síntesis en el RER (las proteínas) y de ahí pasa al REL, donde se le añade el lípido y son enviadas hacia el aparato de Golgi para su secreción. En las células intestinales las grasas son absorbidas en forma de compuestos simples; posteriormente, a nivel del REL de las células absortivas del intestino se reelaboran compuestos más complejos, los cuales son enviados hacia el medio extracelular para su distribución. Funciones del Retículo Endoplasmático Liso. 1. Glucogenolísis y detoxificación, ambas en células hepáticas. 2. Producción de CLH en las células parietales del estómago. 3. Acumulación de iones Ca++ para el mecanismo de contracción muscular, en las células musculares estudiadas. 4. Contiene enzimas para la síntesis de trigliceridos, fosfolípidos y colesterol. 5. Sirve de soporte mecánico intracelular. 6. Forma compartimientos intracelulares. 7. Interviene en el transporte de sustancias dentro de la célula. 8. Participa en el reciclaje de endomebranas. o APARATO DE GOLGI. El aparato de Golgi es un organito membranoso, en forma de sacos y vesículas, que se encuentra generalmente en el centrosoma, cerca del núcleo. Por medio de la autorradiografía, el fraccionamiento celular y las determinaciones bioquímicas y citoquímicas, se establece hoy un concepto preciso del funcionamiento de este sistema celular. Se ha demostrado en él la presencia de enzimas conocidas como glicosil-transferasas, que catalizan la polimerización de azúcares en polisacáridos, los cuales son liberados al espacio extracelular. Estas enzimas son responsables de la conjugación de los carbohidratos con las glicoproteínas, que tienen una función fundamental en las secreciones celulares y en la constitución de la membrana plasmática. El Aparato de Golgi interviene en el mecanismo de secreción celular y en la formación de lisosomas primarios. Características morfológicas Es posible observarlo mediante técnicas de impregnación en plata el aparato de Golgi. También en células que han sido sumergidas en tetróxido de osmio al 2% durante varios días, se demuestra la presencia del aparato de Golgi y también mediante la técnica citoquímica de demostración de la enzima tiaminopirofosfatasa que se encuentra en gran cantidad en este sistema de membrana. Con todas estas técnicas, se ha evidenciado la diversidad en cuanto a forma y tamaño que presenta el aparato de Golgi. Por ejemplo, en las neuronas se dispone como un enrejado alrededor del núcleo: en células absortivas del intestino se localiza entre el núcleo y la región apical o secretora observándose de una forma más compacta, etc., es decir, que el aparato de Golgi puede presentar una apariencia distinta en diferentes tipos celulares, aunque, podemos afirmar de forma general que esta estructura se dispone de forma polarizada entre el núcleo y la región apical de las células secretoras. En las células secretoras de proteínas coloreadas con hematoxilina y eosina, el aparato de Golgi da una "imagen negativa" donde él se localiza, es decir, contrasta claramente sobre un fondo basófilo, por no tener ribosomas u otros elementos que se tiñan con (H/E). Estructura al M/E. Al M/E el aparato de Golgi se visualiza formado por membranas lisas que se disponen como sacos, unos encima de otros y separados por un espacio. Dependiendo de la célula, los sacos estarán en número de tres a ocho como promedio. Relacionados con estos sacos se encuentran vesículas de diferentes tamaños. El aparato de Golgi se dispone polarizadamente en algunas células secretoras como las células caliciformes, las células acinares del páncreas,etc. en las que el Aparato de Golgi se sitúa entre el núcleo y el polo secretor de dichas células, en otros tipos celulares, como en la neurona, se localiza formando dictiosomas alrededor del núcleo. En primer lugar, debemos señalar la presencia de dos caras en la disposición de los sacos del Golgi. La cara que da hacia el núcleo, inmadura o formadora, también llamada cis, y la que da hacia el polo apical, cara madura, denominada también trans, además, los sacos del Golgi se disponen de forma tal que la cara inmadura es convexa y la cara madura es cóncava, pudiendo por tanto denominarse de esta forma, cara cóncava y cara convexa. Las membranas que forman el aparato de Golgi, observadas al M/E, presentan una estructura trilaminar con un espesor de unos 7.5 nm y los sacos se encuentran separados por un espacio relativamente constante de unos 30 nm. El espacio interno del saco es variable y depende del contenido que hay en ellos. A manera de resumen diremos que el aparato de Golgi está formado por tres elementos membranosos de aspecto liso: Pequeñas vesículas (vesículas de trasferencia), Sacos o sáculos y Grandes vesículas (vesículas de secreción). Las vesículas pequeñas o vesículas de trasferencia, provienen del retículo endoplásmico rugoso y contienen proteínas que van a ser secretadas o forman parte de las enzimas lisosomales. Estas proteínas se conjugan a nivel del aparato de Golgi (aunque hay evidencias de que ya en las vesículas de transferencia comienzan a conjugarse con carbohidratos, formando glicoproteínas). Las vesículas de transferencia llegan a la cara inmadura, se fusionan con los sacos y liberan en el interior de ellas su contenido. En el interior de los sacos, las proteínas son conjugadas con carbohidratos y "empaquetadas" en dilataciones hacia los extremos de los sacos; estos comienzan a dilatarse y se desprenden por gemación, como vesículas secretoras. Estas continúan convirtiéndose en un gránulo de secreción o en un lisosoma primario. Este proceso de desplazamiento de sustancias dentro de vesículas membranosas, provoca una dinámica en el recambio de membranas. Por la cara inmadura se van adicionando membranas de las vesículas de transferencia, a su vez, por la cara madura se van desplazando y liberando membranas que forman las vesículas secretoras; estas se unirán posteriormente a la membrana citoplasmática. Existe también un flujo de membranas hacia la cara formadora relacionado con el llamado GERL con la formación de vesículas secretorias y sobre todo lisosomas primarios. Durante el proceso de endocitosis la membrana citoplasmática pierde parte de ella en la formación de vacuolas endocíticas, por tanto, hay un recambio constante de membranas en la célula, entre los diferentes organitos citoplasmáticos y la membrana celular; existe una continuidad funcional entre ellos sin que haya una continuidad estructural. o Mitocondrias y respiración celular Las mitocondrias son organitos citoplasmáticos membranosos, que realizan la respiración celular, es decir, una serie de procesos que culminan en la producción de compuestos ricos en energía, la cual es utilizada en el metabolismo celular. Su nombre derivado del griego (mitos, hilo y condros, grano), se relaciona con la forma que se observa al microscopio óptico, una forma alargada o filamentosa y una forma redondeada o granular. El tamaño de las mitocondrias es muy variable, miden aproximadamente entre 0.5-1 μm de diámetro y entre 5 y 10 μm de longitud. Como las mitocondrias están relacionadas con el metabolismo celular, el número de ellas está en dependencia de la actividad de la célula, existiendo pocas en algunos tipos celulares como el linfocito, y hasta cientos de ellas en otros tipos, como es el caso del hepatocito. Las mitocondrias se pueden colorear selectivamente mediante la fucsina básica o por medio de coloraciones supravitales como el verde Janus, el cual les imparte un color verdoso. Con la utilización de la microscopía de fase, en células vivas, se ha observado que las mitocondrias se mueven constantemente, cambiando también su forma. Estructura al M/E. Al M/E se evidenció que las mitocondrias eran estructuras membranosas, que presentan la apariencia de vesículas delimitadas por dos membranas: membrana interna y membrana externa; la mitocondria es el único organito citoplasmático membranoso que presenta dos membranas. La membrana externa es lisa, y la interna presenta invaginaciones aplanadas o tubulares hacia el interior de la mitocondria. La membrana interna delimita una cavidad denominada cámara interna y entre las dos membranas existe otro espacio denominado cámara externa. El material contenido en la cámara interna se denomina matriz mitocondrial, y está formado por proteínas estructurales, ADN, ARN, ribosomas, gránulos ricos en Ca++ y Mg++, y todas las enzimas del ciclo de Krebs y de la betaoxidación. La membrana interna es el sitio donde se realizan los procesos de oxidación-reducción (cadena respiratoria) y de fosforilación; aproximadamente el 35% de las proteínas de esta membrana corresponden a las que intervienen en estos dos procesos, el resto son proteínas estructurales y transportadores. La mayoría de las mitocondrias presentan pliegues aplanados que se denominan crestas mitocondriales. Es conocido que mientras mayor sea la actividad celular, mayor será el número de mitocondrias y también la cantidad de crestas que éstas presenten. o Centriolos Los centriolos los estudiamos en este espacio por su relación con los microtúbulos, ya que actúan como un centro organizador de los mismos. Los centriolos son dos estructuras cilíndricas, formadas por microtúbulos, que se encuentran constituyendo el centrosoma o región perinuclear. Los centriolos miden 0,5 μm de longitud por 0,25 μm de diámetro, y presentan un extremo ocluido y otro abierto. Cada par de centriolos están orientados perpendicularmente. Las células presentan uno o dos centrosomas, pero hay células poliploides (células hepáticas) que pueden presentar más. Los centriolos vistos al M/O se observan como dos pequeños puntos, pero, observados al M/E se observan formados por una pared de microtúbulos. Esta pared, cuando se corta transversalmente, se aprecia que está constituida por nueve grupos de tres microtúbulos (tripletes), los que se disponen simétricamente y equidistantes entre sí. La matriz pericentriolar es densa, y hacia ella convergen microtúbulos citoplasmáticos. Los centriolos se originan formando un ángulo de 90o con respecto al centriolo preexistente, y los tripletes se forman mediante un mecanismo de ensamblaje de tubulina, similar al de la formación de los microtúbulos. En esta imagen podemos observar en el citoplasma de las células diferentes tipos de inclusiones: en un corte de tejido donde se utilizó la tinción del ácido peryódico de schif, se observa en el citoplasma de la célula un moteado rojo que se corresponde con la presencia de los gránulos de glucógeno, mientras que en un corte de tejido donde se utilizó la tinción de nitrato de plata, podemos observar gránulos oscuros de color marrón correspondientes a la presencia de lípidos. En la parte inferior de la imagen, se observan como moteado oscuro los gránulos de cimógeno en una célula secretora de proteínas y hacia la derecha, gránulos correspondientes a pigmentos de melanina. Para el estudio de las inclusiones pueden apoyarse en las orientaciones del CD. MODELOS CELULARES Existen diferentes tipos celulares en el organismo, en dependencia de la función que desempeñan. A partir de células indiferenciadas, comienzan a desarrollarse sus componentes dando lugar a diferentes modelos celulares, que responden a funciones específicas. Ejemplo: Existen células cuyo aparato de síntesis ha alcanzado un gran desarrollo, permitiendo la síntesis y secreción de determinadas sustancias, ya sean proteínas, lípidos, glucoproteinas, esteroides entre otras. Por su parte las células especializadas en la absorción desarrollan estructuras en su membrana plasmática, que facilitan cumplir con su función, presentan además organitos que participan en el proceso. Las células fagocíticas por su parte tendrán gran desarrollo de los lisosomas entre otros componentes, ya que estos son los encargados de la digestión celular. En su estudio independiente y siguiendo las tareas docentes orientadas por tu profesor deben profundizar en la interrelación morfofuncional de los componentes de cada uno de estos modelos celulares que le permiten cumplir con la función. A continuación observarán la interrelación de estos componentes en una célula secretora de proteínas. En la imagen se representa de forma esquemática la interrelación morfofuncional que se establece entre el retículo endoplasmico rugoso, el aparato de Golgi y la membrana plasmática durante el proceso de secreción de proteínas, generalmente estas células tienen forma cilíndrica. Observen el desarrollo de estos componentes en el citoplasma de la célula y el trayecto de la secreción desde las cisternas del retículo a través de las vesículas de transferencia, hasta incorporarse a los sáculos del Golgi para terminar de formarse. Luego a través de la cara madura o secretora del aparato de Golgi emergen vesículas de secreción con el producto en su interior. Posteriormente la membrana plasmática desempeña un papel fundamental, permitiendo la secreción de la proteína elaborada. En este proceso las mitocondria aportan la energía y el núcleo dirige y controla la síntesis a través de la codificación previa de la proteína a formarse. Es importante que, una vez que hayan estudiado los componentes celulares y comprendido el ejemplo que les mostramos, sean capaces de interpretar la interrelación que se establece entre los componentes del citoplasma y entre estos y el núcleo, para garantizar el cumplimiento de la función de las diferentes células del cuerpo, utilicen los modelos orientados anteriormente. Para ello es necesario que precisen la función de cada componente y el nivel de desarrollo que alcanzan en cada una de las células teniendo en cuenta la diferenciación y especialización de las mismas. Se hace resumen parcial y preguntas de comprobación. Se orienta el estudio independiente y las tareas docentes para el logro de los objetivos propuestos, estimular el aprendizaje y ofrecer potencialidades educativas para la búsqueda y adquisición de conocimientos y el desarrollo de habilidades de los estudiantes durante la consolidación, práctica docente y la evaluación, para lo cual deberán ante todo revisar el CD y la guía didáctica con las orientaciones del tema para cada una de las actividades que tendrán en la semana. CONCLUSIONES Se hace un resumen generalizador de los principales aspectos tratados en la conferencia. o La morfofisiología humana tiene como objeto de estudio al organismo humano, emplea los diferentes métodos de estudio de cada una de las ciencias que la integran y constituye el fundamento científico de las ciencias médicas. o El organismo humano como un todo es el resultado de la integración de diferentes niveles de organización y desarrollo de la materia viva, en estrecha relación con el medio ambiente. o El desarrollo del organismo humano ocurre durante toda la vida, está regulado genéticamente, puede ser modificado por factores ambientales, tiene características particulares en sus diferentes períodos o etapas y constituye un componente esencial en el proceso de salud o Los tipos constitucionales expresan las diferencias individuales existentes entre las proporciones de las partes del cuerpo y tienen una alta significación práctica para el desempeño de la profesión médica. o La posición anatómica, los planos y ejes del cuerpo humano constituyen el fundamento de la terminología científica de la Morfofisiología como base para la compresión y comunicación en la práctica médica. o Todo organismo vivo tiene como unidad estructural y funcional a la célula, constituida por dos componentes básicos, el núcleo y el citoplasma los que tienen funciones específicas expresadas por el nivel de diferenciación e interrelación alcanzado. o Las características morfofuncionales de los diferentes tipos celulares del organismo dependen del proceso de diferenciación y especialización alcanzado por sus componentes. o La similitud en la estructura y función de determinadas células del organismo, justifica la existencia de diferentes modelos celulares. Se orienta la bibliografía Se motiva la próxima actividad que tratará el esqueleto de los miembros. Hasta aquí hemos estudiado conceptos básicos abordados por la morfofisiología humana como ciencia y la organización estructural y funcional de la célula, los que les serán muy útiles para continuar con el estudio de la misma. Entre los componentes moleculares de la célula se encuentran los precursores de macromoléculas que serán objeto de estudio de la próxima actividad.
