Notas Exhaustivas de Biología Humana y Fisiología

LA CÉLULA: ORGANIZACIÓN, FUNCIÓN Y BASE BIOLÓGICA DE LA VIDA

• Concepto y Teoría Celular: La célula es la unidad fundamental de la vida desde las dimensiones estructural, funcional y genética. La teoría celular se sustenta en los siguientes pilares:

  • Todos los seres vivos están compuestos por una o más células.

  • La célula es la unidad básica de organización biológica.

  • Toda célula proviene de una preexistente.

  • Contienen la información hereditaria necesaria para la transmisión generacional.

  • Procesos como el metabolismo, el crecimiento y la reproducción ocurren exclusivamente a nivel celular.

• Diversidad Celular:

  • Procariotas: Carecen de un núcleo definido; su ADN se encuentra libre en el citoplasma (ej. bacterias).

  • Eucariotas: Poseen un núcleo verdadero delimitado por membrana y mayor complejidad (animales, plantas, hongos, protistas).

  • Clasificación de organismos: Pueden ser unicelulares o multicelulares; autótrofos o heterótrofos; aerobios o anaerobios.

• Composición Química:

  • Agua: Representa el $70-80\%$ del peso celular; actúa como medio para reacciones químicas.

  • Sales e iones: Vitales para la regulación osmótica y eléctrica.

  • Proteínas: Cumplen funciones estructurales, enzimáticas y de señalización.

  • Lípidos: Forman la estructura de las membranas y sirven como reserva energética.

  • Hidratos de carbono: Fuente de energía y soporte estructural.

  • Ácidos nucleicos: El ADN y ARN almacenan y transmiten la información genética.

MEMBRANAS BIOLÓGICAS: ORGANIZACIÓN Y TRANSPORTE

• Funciones Principales: Actúan como barrera selectiva, permiten el transporte de sustancias, la comunicación celular, el reconocimiento, la adhesión y la organización del metabolismo mediante compartimentación.

• Modelo de Mosaico Fluido: Estructura dinámica compuesta por lípidos ($fosfolípidos\, y\, colesterol$), proteínas y glúcidos.

  • Fosfolípidos: Son moléculas anfipáticas con una cabeza hidrofílica (polar) y colas hidrofóbicas (apolares). Se autoorganizan en una bicapa lipídica que otorga fluidez, flexibilidad y autorreparación.

  • Colesterol: Regula la fluidez. A bajas temperaturas evita la rigidez y a altas temperaturas reduce el exceso de fluidez.

  • Proteínas: Pueden ser integrales (transmembrana) o periféricas. Actúan como canales, bombas, receptores o enzimas.

  • Glicocálix: Formado por glúcidos en la cara externa; esencial para el reconocimiento y protección.

• Transporte de Membrana:

  • Pasivo: Sin gasto de energía. Incluye la difusión simple (paso directo por la bicapa) y difusión facilitada (vía canales o transportadores).

  • Activo: Requiere energía ($ATP$) para mover sustancias contra su gradiente (bombas).

  • Vesicular: Procesos de endocitosis (entrada) y exocitosis (salida).

• Interacciones Celulares: Las membranas permiten la adhesión célula-célula (uniones estrechas, desmosomas, GAP) y célula-matriz (hemidesmosomas, uniones focales).

ORGANELOS Y ESTRUCTURAS CITOPLASMÁTICAS

• Citoplasma: Compuesto por el citosol (medio acuoso metabólico), organelos y el citoesqueleto.

• Citoesqueleto: Red proteica tridimensional.

  • Microtúbulos: Transporte intracelular y división celular.

  • Filamentos de actina: Movimiento y contracción.

  • Filamentos intermedios: Resistencia mecánica.

• Núcleo: Centro de control genético con envoltura doble.

  • Cromatina: ADN más proteínas ($histonas$). Existe como eucromatina (activa, laxa) y heterocromatina (inactiva, condensada).

  • Nucléolo: Sitio de síntesis de $ARNr$ y ensamblaje de ribosomas.

• Mitocondria: Generan $ATP$ por oxidación de nutrientes (respiración celular). Poseen ADN propio y membrana interna con cadena de transporte de electrones. Nota: Los eritrocitos carecen de mitocondrias y dependen solo de la glucosa.

• Retículo Endoplasmático ($RE$):

  • Rugoso ($RER$): Con ribosomas; síntesis de proteínas.

  • Liso ($REL$): Sin ribosomas; síntesis de lípidos y detoxificación.

• Aparato de Golgi: Modificación, clasificación y empaquetamiento vesicular.

• Lisosomas: Digestión y reciclaje mediante enzimas.

• Peroxisomas: Oxidación de ácidos grasos y neutralización de toxinas.

• Ribosomas: Fábricas de proteínas.

HISTOLOGÍA: TEJIDOS EPITELIAL Y CONJUNTIVO

• Tejido Epitelial: Conjunto de células estrechamente unidas con escasa matriz extracelular.

  • Características: Avascular (se nutre por difusión), posee polaridad (dominios apical, lateral y basal) y descansa sobre una lámina basal.

  • Clasificación: Simple ($una\, capa$) o Estratificado ($varias\, capas$). Formas: Planas, cúbicas o cilíndricas.

  • Epitelios Glandulares: Especializados en secreción.

    • Mecanismos: Merócrina (exocitosis), Apócrina (pérdida de citoplasma parcial), Holócrina (desintegración celular total).

• Tejido Conjuntivo: Brinda sostén, nutrición y protección. Deriva del mesénquima.

  • Matriz Extracelular: Abundante. Contiene fibras de colágeno ($fuerza$), reticulares (sostén de órganos linfoides) y elásticas (flexibilidad).

  • Células: Residentes (fibroblastos, adipocitos, células mesenquimales) y Libres (macrófagos, mastocitos, plasmocitos, leucocitos).

  • Especializados: Tejido adiposo (blanco para energía y pardo para calor), óseo, cartilaginoso y sangre.

TEJIDO MUSCULAR Y SANGUÍNEO

• Tejido Muscular: Representa el $40-50\%$ de la masa corporal. Convierte energía química en mecánica.

  • Estriado Esquelético: Fibras largas, multinucleadas y periféricas; voluntario. Posee sarcómeros, túbulos T y tríadas ($1\, túbulo\, T\, +\, 2\, cisternas$).

  • Estriado Cardíaco: Cardiomiocitos ramificados con discos intercalares; involuntario. Posee díadas.

  • Liso: Células fusiformes sin estrías; contracción lenta e involuntaria; ancladas a cuerpos densos.

• Sangre y Médula Ósea:

  • Sangre: Tejido especializado ($7\%\, peso\, corporal$). Plasma ($55\%$), Glóbulos rojos ($41\%$), Leucocitos y plaquetas ($4\%$).

  • Eritrocitos: Disco bicóncavo, sin núcleo, vida de $120\, días$. Transportan $O_{2}\, y\, CO_{2}$ mediante hemoglobina (subunidades $\alpha_{1}, \alpha_{2}, \beta_{1}, \beta_{2}$).

  • Leucocitos: Recuento normal de $4500-11000/ul$. Incluyen granulocitos (neutrófilos, eosinófilos, basófilos) y agranulocitos (linfocitos, monocitos).

  • Médula Ósea: Roja (activa hematopoyéticamente) y Amarilla (tejido adiposo).

SISTEMA NERVIOSO: ORGANIZACIÓN Y FISIOLOGÍA

• División Anatómica: Sistema Nervioso Central ($SNC: encéfalo\, y\, médula$) y Periférico ($SNP: nervios\, y\, ganglios$).

• División Funcional: Somático (voluntario) y Autónomo (involuntario: simpático, parasimpático, entérico).

• Histología Nerviosa:

  • Neuronas: Unidades funcionales. Poseen excitabilidad y conductividad. El soma tiene corpúsculos de Nissl ($RER$).

  • Neuroglía: Astrocitos (barrera hematoencefálica), Oligodendrocitos (mielina en $SNC$), Microglía (defensa), Ependimocitos ($LCR$), Células de Schwann (mielina en $SNP$).

• Cerebro y Tronco Encefálico:

  • Áreas de Brodmann: Área motora primaria (Frontal ascendente), Sensitiva primaria (Parietal ascendente), Visual (cisura calcarina), Broca (habla), Wernicke (comprensión).

  • Ventrículos: Sistema de cavidades donde circula el Líquido Cefalorraquídeo ($LCR$).

  • Meninges: Duramadre (protectora), Aracnoides (circulación de $LCR$), Piamadre (vascular).

SISTEMA CARDIOVASCULAR Y RESPIRATORIO

• Corazón: Bomba muscular en el mediastino medio. Cuatro cámaras: $2\, aurículas\, y\, 2\, ventrículos$. Irrigado por arterias coronarias.

• Circulación: Mayor o Sistémica (sangre oxigenada al cuerpo) y Menor o Pulmonar (sangre a pulmones para oxigenación).

• Aparato Respiratorio: Intercambio gaseoso en la membrana alveolocapilar.

  • Mecánica: Basada en la Ley de Boyle. La inspiración es activa ($diafragma\, e\, intercostales$) y la espiración normal es pasiva.

  • Surfactante Pulmonar: Producido por neumocitos tipo II; evita el colapso alveolar al reducir la tensión superficial.

  • Control: Quimiorreceptores centrales (sensibles al $CO_{2}/pH$) y periféricos (sensibles al $O_{2}$).

APARATO DIGESTIVO Y METABOLISMO

• Cavidad Bucal: Ingestión y masticación. Lengua con $17\, músculos$ y papilas gustativas.

• Glándulas Salivales: Parótida (conducto de Stenon), Submaxilar (Wharton), Sublingual (Bartholin).

• Estómago: Transforma bolo en quimo. Células parietales ($HCl\, y\, factor\, intrínseco$), principales ($pepsinógeno$). El factor intrínseco es vital para la Vitamina $B_{12}$.

• Hígado: Glándula de $1500\, g$. Recibe irrigación de la vena porta ($80\%$) y arteria hepática ($20\%$). Produce bilis ($600-1000\, ml/día$).

• Páncreas: Exocrino (enzimas: amilasa, lipasa, tripsina) y Endocrino (aislotes de Langerhans).

  • Células Beta: Insulina ($hipoglucemiante$).

  • Células Alfa: Glucagón ($hiperglucemiante$).

• Microbiota: Billones de bacterias en el colon (Bifidobacterium, Lactobacillus). Funciones nutricionales, protectoras e inmunológicas.

SISTEMA URINARIO Y FISIOLOGÍA RENAL

• Riñón: Filtra sangre y regula homeostasis. Compuesto por corteza y médula.

• Nefrona: Unidad funcional ($1\, 000\, 000\, por\, riñón$). Consta de corpúsculo (glomérulo + cápsula de Bowman) y túbulos.

• Filtración Glomerular: Tasa normal de $125\, ml/min$. Presión neta de filtración de $10\, mmHg$.

• Túbulos: El proximal ($TCP$) reabsorbe el $100\%$ de glucosa y aminoácidos. El asa de Henle concentra la orina.

• Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona ($RAA$): Regula la presión arterial y el volumen extracelular ante caídas de presión o flujo.

ENDOCRINOLOGÍA Y REPRODUCCIÓN

• Eje Hipotálamo-Hipófisis: Conecta sistema nervioso y endocrino.

  • Adenohipófisis: Secreta $GH, TSH, ACTH, FSH, LH, PRL$.

  • Neurohipófisis: Almacena y libera ADH ($vasopresina$) y Oxitocina.

• Metabolismo Fosfocálcico: Calcio plasmático de $9.4\, mg/dL$. Regulado por PTH ($hipercalcemiante$), Vitamina D activa (calcitriol) y Calcitonina ($hipocalcemiante$).

• Reproducción Masculina: Testículos producen testosterona ($Leydig$) y espermatozoides ($Sertoli\, en\, túbulos\, seminíferos$). Glándulas anexas: próstata y vesículas seminales.

• Reproducción Femenina: El ciclo ovárico tiene fases folicular, ovulatoria y lútea. El útero tiene capas: endometrio (funcional y basal), miometrio (músculo) y perimetrio (serosa).

DESARROLLO EMBRIONARIO Y LACTANCIA

• Primeras etapas: Fecundación (cigoto) $\rightarrow$ Segmentación $\rightarrow$ Mórula (compactación) $\rightarrow$ Blastocisto (implantación).

• Gastrulación: Formación de las tres capas germinales (Ectodermo, Mesodermos, Endodermo) en la tercera semana.

• Glándula Mamaria: Pesa $200\, g$ (adulta) y hasta $800\, g$ (lactancia). Formada por $12-20$ lóbulos.

  • Lactancia: Prolactina estimula la producción (lactopoyesis); Oxitocina estimula la eyección (reflejo de bajada) al contraer células mioepiteliales.

  • Calostro: Primera leche, rica en inmunoglobulinas y protectora.