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Citología

Enviado por ebbc



Morfología, Fisiología y Patología Celular

PROLOGO

Tomando en cuenta la falta de un texto que explique de forma clara y precisa la estructura de la célula, nos hemos visto en la obligación de presentar este trabajo al publico, esperando sea de gran ayuda a toda persona que quiera indagar en este fascinante mundo.

Introducción

El estudio de la estructura de la célula es indispensable, pues, siendo la unidad anatomofuncional de todos los tejidos tiene la capacidad para efectuar de una manera individual todas las funciones esenciales para la vida. Las células de todos los tejidos muestran especializaciones que no son otras cosas que amplificaciones de las funciones celulares básicas, pero, aunque en cada uno de estos varíe el tamaño, forma o numero de sus organelos podemos encontrar de forma general en cada célula las siguientes estructuras:

El citoplasma, que en las células eucariotas se encuentra atravesado por un conjunto de tubos, vesículas y cisternas, que presentan la estructura básica de la membrana citoplasmática. Entre esos elementos existen frecuentemente intercomunicaciones, y adoptan la forma de una especie de red, entre cuyas mayas se encuentra el citoplasma. Este sistema membranoso es llamado en la actualidad sistema vacuolar citoplasmatico, integrándose en él la membrana nuclear, el retículo endoplasmático y el complejo de Golgi. El retículo endoplasmático se denomina así por encontrarse en esa región de la célula, si bien su desarrollo puede variar considerablemente de unos tipos celulares a otros. Se ha podido comprobar que las células en las que existe una biosíntesis proteica activa tiene un retículo endoplasmático bien desarrollado y con muchos ribosomas adheridos, por lo que se denomina retículo endoplasmático rugoso. Por el contrario, en las células con metabolismo predominante lipídico, el retículo endoplasmático está poco desarrollado. En células que acumulan glucógeno, tales como las células hepáticas, existe una variedad de retículo endoplasmático sin ribosomas adheridos, el retículo endoplasmático liso o agranular (fig. 1).

La llamada membrana nuclear parece ser, en realidad, una cisterna aplanada que se encuentra aplicada sobre la superficie del núcleo. Hay, por tanto, en ella dos unidades de membrana, una externa y otra interna. La capa externa es porosa, mientras que la interna es continua. No obstante, los poros están normalmente obturados. Un detalle importante es que en la superficie externa de la membrana hay gran cantidad de ribosomas. Al perecer, la membrana nuclear presenta también permeabilidad selectiva y delimita dos zonas, el carioplasma y el citoplasma, entre la que existe una diferencia de potencial.

El complejo de Golgi está formado por sacos aplanados, vesículas densas y grandes vacuolas claras. Estos dos últimos componentes pueden ser el resultado de la modificación de los sacos aplanados. Es característico que el complejo de Golgi, que se tiñe relativamente con tetróxido de osmio y sales de plata, tenga una localización, un tamaño y un desarrollo característico en cada estirpe celular, aunque puedan variar de acuerdo con el estado fisiológico. El complejo de Golgi está relacionado con procesos de secreción celular.

Las mitocondrias son orgánulos granulares y filamentosos que se encuentran como flotando en el citoplasma de todas las células eucariotas. Aunque su distribución dentro de la célula es generalmente uniforme, existen numerosas excepciones. Por otro lado, las mitocondrias pueden desplazarse de una parte a otra de la célula. El tamaño es también variable, pero es frecuente que la anchura sea de media micra, y de longitud, de cinco micras o más. En promedio, hay unas 2000 mitocondrias por célula, pero las células que desarrollan trabajos intensos, como las musculares, tienen un número mayor que las poco activas, como por ejemplo las epiteliales.

Una mitocondria está rodeada por una membrana mitocondrial externa, dentro de la cual hay otra estructura membranosa, la membrana mitocondrial interna, que emite pliegues hacia el interior para formar las llamadas crestas mitocondriales. Éstas a su vez se encuentran tapizadas de pequeños salientes denominados partículas elementales. Entre las dos membranas mitocondriales queda un espacio llamado cámara externa, mientras que la cámara interna es un espacio limitado por la membrana por la membrana mitocondrial interna, que se encuentra llena de un material denominado matriz mitocondrial. En el interior de las mitocondrias, localizadas en distintas porciones, se han podido identificar las enzimas que intervienen en el ciclo de Krebs, así como las que participan en las cadenas de transporte de electrones y la fosforificación oxidativa. Esto ha hecho que se compare a las mitocondrias con calderas en las que los seres vivos queman (oxidan) diferentes componentes para recuperar la energía que contienen y convertirla en ATP (adenosín trifosfato). Es muy probable que la mayoría de las mitocondrias, si no todas, se originen por fragmentación de otras ya existentes, antes de la división celular.

Los cloroplastos son orgánulos celulares exclusivos de las células vegetales. Tienen un tamaño variable de unas plantas a otras, pero en las plantas superiores es de alrededor de cinco micras de diámetro. Al igual que las mitocondrias, los cloroplastos tienen la capacidad de multiplicarse por división. El número de cloroplastos varía de unas especies a otras, desde las que tienen una sola por célula, que se divide sincrónicamente con el núcleo, hasta las que tienen cincuenta o más. Los cloroplastos tienen también una doble membrana limitante. La membrana interna emite prolongaciones al espacio interior. Estas prolongaciones son tubulares, pero de trecho en trecho se ensanchan y aplanan formando discos. Los discos, a su vez, pueden apilarse para formar una estructura llamada grana, en las que son muy abundantes sustancias tales como las clorofilas y los corotenoides. En los cloroplastos se lleva a cabo la función clorofílica, de la que depende en la actualidad toda la vida del planeta. Es frecuente encontrar en muchos de ellos acúmulos de almidón, formados al polimerizarse la glucosa obtenida durante los procesos de asimilación fotosintética del anhídrido carbónico.

Los lisosomas son pequeños sacos, de media micra aproximadamente, provistos de una membrana. Están llenos de enzimas digestivas del grupo de las hidrolasas, por lo que se pueden considerar como paquetes de enzimas listas para actuar en el momento oportuno. Se piensa que están emparentados con el retículo endoplasmático y con el complejo de Golgi. En las células que se alimentan por fagocitosis, la vacuola digestiva se forma por la asociación de uno o más lisosomas con la vacuola primitiva o fagosama resultante de la ingestión de partículas. Durante el ayuno, las células animales utilizan parte de sus estructuras para obtener la energía que les permita subsistir. A tal fin forman una vacuola autofágica, en la que se lleva a cabo la digestión de algunas porciones del citoplasma y algunos orgánulos.

Muchas células animales, vegetales y de protistas poseen cilios y flagelos. En la base de todos ellos existe una estructura semejante al centriolo. Este orgánulo se ha encontrado hasta ahora en las células animales y en algunos vegetales inferiores. Al microscopio electrónico, el centriolo aparece como un cilindro de unas 150 milimicras de diámetro. La porción periférica es más densa a los electrones que la porción central, que tiene escasa densidad electrónica. La porción periférica contiene pequeños cilindros de un diámetro que oscila entre las 15 y las 20 milimicras, orientados paralelamente al eje del cilindro mayor. Existen nueve grupos de túbulos, cada uno de los cuales tiene tres subunidades cilíndricas. La posición del centriolo suele ser fija para cada tipo de células. Se ha observado que de un centriolo pueden surgir centriolos hijos. Éstos parecen originarse como brotes en ángulo recto y forman, junto con el centriolo materno, una estructura denominada diplosoma, que participa en la formación del huso acromático que se desarrolla durante la mitosis.

INDICE

CAPITULO 1

 

 

 

REPRODUCCION CELULAR

10

Mitosis

10

Meiosis

11

Diferencias entre mitosis y meiosis

12

 

 

CAPITULO 2

 

 

 

CITOLOGIA

12

Citoplasma

14

Sistema Vacuolar Citoplasmático

15

Membrana Plamática

15

Vacuolas

17

Aparato de Golgi

18

Retículo Endoplasmático

19

Microsomas

21

Hialoplasma

21

Organoides

22

Plástidos

22

Mitocondrias

23

Lisosomas

25

Ribosomas

27

Peroxisomas

28

Centro Celular

29

Microtúbulos

30

Centriolo

30

Cilios

30

Flagelos

31

Filamentos

31

Núcleo

31

Jugo Nuclear

32

Nucleolos

33

Cromosomas

33

Cromatina

35

Cromatina Sexual

35

 

 

CAPITULO 3

 

 

 

FISIOLOGIA

36

Protoplasma

36

Estructura Física de la Célula

37

Estructura Membranosa de la Célula

37

Membrana Celular

37

Membrana Nuclear

38

Retículo Endoplasmático

38

Aparato de Golgi

39

Lisosomas

39

Peroxisomas

39

Vesículas Secretoras

39

Mitocondrias

40

Estructuras Filamentosas y Tubular

40

Núcleo

41

Nucleolo

41

Sistemas Funcionales de la Célula

41

Endocitosis

41

Pinocitosis

41

Fagocitosis

41

Ciclo de Krebs

42

Fosforilación Oxidativa

42

 

 

CAPITULO 4

 

 

 

PATOLOGIA

43

Lesión y Adaptación Celular

43

Definición

43

Causas

43

Patogenia

43

Lesión Isquémica e Hipóxica

44

Mecanismos de Lesión Irreversible

44

Lesión por Agentes Químicos

44

Morfología de la Lesión Celular

44

Cambios Ultraestructurales

44

Patrones Histológicos

45

Tipos de Necrosis

45

Acúmulos Intracelulares de Lípidos

45

Esteatosis

45

Otras Acumulaciones de Lípidos

45

Lipomatosis del Estroma

45

Acúmulos Intracelulares de Proteínas

45

Acúmulos Intracelulares de Glucógeno

46

Acúmulos Int. de Lípidos y Carbohidratos

46

Acúmulos Intracelulares de Pigmentos

46

Pigmentos Exógenos

46

Pigmentos Endógenos

46

Hemosiderina

47

Hematina

47

Bilirrubina

47

Alteraciones de Organelas y Citoesqueleto

47

Lisosomas: Heterofagia y Autofagia

47

Alteraciones Mitocondriales

47

Anomalias de Citoesqueleto y Membrana

47

Adaptación Celular

47

Atrofia

48

Hipertrofia

48

Hiperplasia

48

Hiperplasia Fisiológica

48

Hiperplasia Patológica

48

Metaplasia

49

Displasia

49

Calcificación

49

Degeneración Hialina

49

Envejecimiento Celular

49

 

 

BIBLIOGRAFIA

51

 

 

ANEXOS

52

 

 

REPRODUCCION CELULAR

La reproducción es una función biológica que consiste en que un ser vivo da origen a otro ser con las mismas características de quien lo origino. La importancia de esto es la de perpetuar la especie a través de los tiempos y así evitar su extinción. En el ser humano una célula contiene 46 cromosomas, 44 de los cuales son somáticos y 2 son sexuales, los primeros tienen una reproducción celular por mitosis y los siguientes por meiosis (fig. 2).

Mitosis.

El crecimiento y el desarrollo de los organismos pluricelulares dependen de la multiplicación de las células. El volumen de las células individuales tiende a ser constante para cada estirpe celular y está relacionado con el núcleo mediante la llamada relación o índice nucleocitoplasmástico. A su vez, el tamaño de núcleo guarda relación con su contenido en ADN, que contiene la información precisa para regular los procesos morfogenéticos y las características generales de cada organismo. Por todo ello es necesario preservar el número original de cromosomas de cada célula, durante las sucesivas divisiones implicadas en el crecimiento y el desarrollo. Esto se logra por medio de un especial de distribución del material genético, denominado mitosis.

La mitosis comprende una serie de acontecimientos nucleares y citoplasmáticos agrupados en fases. Éstas han recibido el nombre de profase, prometafase, metafase, anafase y telofase. En realidad, el proceso visible al microscopio es continuo y representa sólo la parte final de un conjunto de cambios ocurridos a nivel molecular. Previamente a la división de la célula por mitosis se han duplicado todos los componentes fundamentales, especialmente, los relacionados con la herencia de caracteres.

Cuando no son aparentes los fenómenos de la división, se dice que la célula esta en el periodo de interfase, en el cual los cromosomas están alargados formando una fina red dentro del nucleoplasma. La mayor parte de las células del organismo se divide periódicamente, siendo notables excepciones las neuronas y los miocitos, para lo cual ocurren transformaciones y fenómenos que se suceden en forma clínica constituyendo lo que se denomina el ciclo celular. Para dividirse la célula ha tenido que duplicar previamente su material genético, lo cual ocurre durante el periodo S o sintético del ciclo, por lo que en el periodo G1 cada cromosoma estará constituido por una simple cromátide, mientras que después del periodo S, en el periodo G2 ya aparecerá constituido por dos cromátides unidos por el centrómero. Al final del periodo G2 aparecen las fases que constituyen la mitosis propiamente dicha que ocurren en un tiempo de 1a 2 horas (fig. 3).

Al comienzo de la profase, los cromosomas aparecen como filamentos extendidos y delgados, distribuidos al azar dentro de la cavidad nuclear. Cada cromosoma está formado entonces por dos filamentos llamados cromátides, íntimamente asociados a lo largo de toda su longitud. A medida que progresa la profase, los cromosomas se convierten en bastones cortos y compactos, y se desplazan hacia el borde de la membrana nuclear, dejando vacía la cavidad central del núcleo. Mientras ocurren estos cambios nucleares, en el citoplasma los centriolos se rodean de una zona clara, la centrósfera, de la que irradian una serie de fibrillas que constituyen la astrósfera o áster. Cada centriolo, que suele ser en realidad doble (diplosoma), migra, describiendo un camino semicircular, hasta quedar ambos en posición antipodales. Entre los ásteres de los dos centriolos se forman una serie de filamentos, que en conjunto adoptan la forma de un huso, por lo que se denominan huso acromático. Este tipo de mitosis, en la que el aparato acromático está formado por los centriolos y ásteres, recibe el nombre de mitosis astral o anfiastral, y es la más frecuente en las células animales. Existe otro tipo de mitosis, llamada anastral, en el que los centriolos se encuentran ya colocados en los polos de la célula, antes que comience la división y de que se forme el huso acromático. Este tipo de mitosis se observa en la mayoría de los vegetales.

El final de la profase y el comienzo de la prometafase quedan marcados con la desaparición del nucléolo y la desintegración de la membrana nuclear. Queda entonces en el centro de la célula una zona más fluida, es la que los cromosomas se mueven con mayor libertad. En esta fase, cada cromosoma se dirige, con independencia de los demás, hacia el ecuador de la célula (fig. 4).

Se considera que comienza la metafase cuando los cromosomas han alcanzado el plano ecuatorial. En él se disponen radialmente, en la periferia del huso, formando la llamada placa ecuatorial. En esta situación, los cromosomas establecen conexión con algunas fibras del huso a través de los centrómeros. En ese momento, el centrómero de cada cromosoma de duplica, y los centrómeros hijos se separan, arrastrando tras de sí una cromátide cada uno (fig. 5 y 6).

La separación marca el comienzo de la anafase. Durante la misma, cada cromátide, procedente de un determinado cromosoma, emigra a un polo diferente, por lo que se van a separar los dos grupos de cromátides, llamadas ahora cromosomas hijos, idénticos entre sí e iguales al de cromosomas de la célula madre (fig. 7).

La telofase comienza cuando los cromosomas hijos terminan de migrar hacia los polos. En el transcurso de la misma ocurren cambios inversos a los de la profase: reaparecen la membrana nuclear y los nucleótidos, al mismo tiempo que los cromosomas se van desdibujando y se vuelven invisibles al observador. Simultáneamente se produce la distribución de los componentes citoplasmáticos, incluyendo las mitocondrias y el complejo de Golgi, así como los cloroplastos en las células vegetales, y la segmentación del citoplasma o citocinesis, con lo que se consuma la división celular (fig. 8).

Meiosis.

En los seres vivos que se reproducen sexualmente, el nuevo organismo se forma tras la unión de dos células, los gametos, procedentes cada una de un progenitor. Puesto que las células de los individuos de la misma especie tienen el mismo número de cromosomas, hay que pensar que durante la gametogénesis, o proceso de formación de los gametos, existe un mecanismo que reduce a la mitad la dotación cromosómica de las células germinales precursoras, de modo que el número diploide de la especie quede convertido en haploide en los gametos. Ese mecanismo en la meiosis, consistente en dos divisiones nucleares sucesivas con una sola división de los cromosomas. Cada una de las divisiones meióticas es equiparable a una mitosis, si bien la primera de ellas es mucho más larga y complicada, desarrollándose con algunos rasgos diferenciales.

Mientras que en una mitosis típica cada cromosoma tenía un comportamiento independiente de los demás y se duplicaba individualmente, en la primera división de la meiosis los cromosomas homólogos se ponen en contacto íntimo durante la profase, intercambiando segmentos las cromátides de un cromosoma con las de su homólogo. En vez de migrar aisladas hacia el ecuador de la célula, lo hacen también agrupados, para formar una placa ecuatorial en la que cada pareja de cromosomas homólogos, con sus dos cromátides cada uno, se sitúa de tal forma que el centrómero de uno, todavía sin dividir, queda en la región celular de opuesta al centrómero del otro, separados ambos por el plano ecuatorial ideal. De esta manera, en la anafase de la primera división de la meiosis migran a cada polo cromosomas enteros formados por dos cromátides, que serán en parte híbridas como consecuencia del sobrecruzamiento o intercambio de material que ocurrió en la profase. Cada célula resultante tendrá un juego haploide de cromosomas, por lo que se acostumbra a decir que la primera división de la meiosis es una división reduccional.

La segunda división de la meiosis es una mitosis típica, en la que cada cromosoma se escinde en dos cromátides después de dividirse en dos el centrómero, y cada una de ellas se transforma en un cromosoma hijo. Pero como cada célula de las que hacen de progenitores en el inicio de esta segunda división es haploide, las células hijas resultantes, que luego se transformarán en gametos, son también haploides.

Diferencias entre mitosis y meiosis

  • La mitosis da origen a dos células hijas; en cuento la meiosis da origen a cuatro células hijas.
  • La mitosis posee exactamente el mismo numero de material genético; la meiosis posee la mitad del numero del material genético.
  • Por ultimo, en la mitosis los cromosomas son simples: en la meiosis los cromosomas son mixtos.

CITOLOGIA

En el siglo XVII, el inglés Robert Hooke dio a conocer la estructura del corcho y otros tejidos vegetales, y llamó células a los pequeños huecos poliédricos que lo integraban a modo de celdillas de un panal. Tuvieron que pasar dos siglos para que los biólogos dieran la importancia que se merece al contenido de esas celdillas. En el siglo XIX, el concepto de célula experimenta una considerable variación: la célula ya no es la estructura poliédrica de Hooke, sino lo que hay en su interior. Es más, muchas células carecen de esa pared y no por eso dejan de ser células. Pero el hecho fundamental del siglo XIX es el establecimiento de la teoría celular, que afirma y reconoce la célula como la unidad básica de estructura y función de todos los seres vivos. Es decir, a pesar de la diferente diversidad de formas, tamaños y funciones de los seres vivos, en todos hay un fondo común elemental: la célula.

Esta idea revolucionaria constituye uno de los pilares fundamentales sobre los que se apoya la Biología moderna, y sirvió para desplazar en gran medida el centro de gravedad de las investigaciones hacia el terreno microscópico. Pronto se descubrieron el núcleo, los cromosomas, el aparato de Golgi y otros orgánulos celulares, y la introducción en Biología del microscopio electrónico reveló innumerables detalles de las ultraestructura celular, poniendo aún en más de manifiesto esa unidad existente entre todos los seres vivos, a pesar de la aparente diversidad. Los hallazgos conseguidos por este procedimiento, junto con los descubrimientos iniciados a finales del siglo XIX sobre la relación existente entre la estructura y la función de los orgánulos celulares, resultaron en parte de la unión de técnicas histológicas, citológicas y químicas, cuyo resultado fue la aparición de la histoquímica y de la citoquímica. Al descubrirse que la base material de la herencia son los cromosomas y que la molécula portadora de la información que se transmite de una generación a otra es el ADN, se establecieron las bases de la citogenética. En la actualidad son tantos los campos de la Biología que han enriquecido a la citología, y han sido tan importantes y transcendentales las repercusiones de estos conocimientos a todos los niveles de organización, que la célula ha pasado a ser el centro de la atención de muchos investigadores y a constituir por sí sola un capítulo importante entre las ciencias biológicas, al que por mérito propio se llama "Biología celular".

Métodos citológicos.

Las primeras técnicas utilizadas para el estudio de la célula fueron rudimentarias: una simple cuchilla de barbero, para obtener una capa muy delgada de material biológico, y una lupa más o menos modificada, para aumentar el tamaño aparente de las estructuras que se querían observar.

Hasta prácticamente mediados del siglo XIX todo lo que se sabía de las células se había logrado por estos procedimientos. Por supuesto la construcción de instrumentos científicos se había perfeccionado, pero, comparados con los actuales, los microscopios de 1800 son primitivos.

Cuando se observan células o cualquier otro material, con un microscopio, cabe la duda de si aquello que se corresponde a la realidad o es un artificio introducido por la técnica, o, simplemente, el resultado de la destrucción y transformación parcial que provocamos con nuestras manipulaciones. Para salvar todos estos inconvenientes, los citólogos han desarrollado métodos especiales que pretenden preservar el material que va a ser estudiado. Son las técnicas de fijación, con las que se intenta conservar sin cambios la estructura global de la célula tal como era antes de muestra intervención (fig. 9).

Una vez fijado el material, se hace imprescindible obtener piezas muy delgadas, del espesor de una sola célula si es posible, para que, al obtenerlas al microscopio, no se superpongan demasiados planos, sea más fácil la iluminación y, en fin, obtengamos una imagen más nítida y precisa del producto biológico que pretendemos estudiar. La obtención de cortes de esas características se logra con aparatos llamados microtomos, que exige previamente la inclusión del tejido en una sustancia de suficiente consistencia, tal como la parafina. Para evitar esta larga y costosa operación no exenta de posibles errores, se han desarrollado otros aparatos: criomicrotomos, en los que el tejido adquiere la suficiente consistencia como para ser cortado mediante su congelación.

Una vez obtenidos los cortes, se someten a técnicas de tinción, que son muy variadas, pero en general todas persiguen el mismo objetivo: lograr que el índice de refracción de las distintas estructuras celulares sea diferente, para que al ser atravesadas por la luz den una imagen no homogénea. Si no se usaron colorantes, los rayos de luz pasarían a través de las células sin modificar su trayectoria, o modificándola muy poco, y nos darían una imagen muy homogénea, casi sin ninguna accidente. El microscopio electrónico sustituye los rayos de luz por haces de electrones.

Para aumentar el contraste de una estructura celular respecto de otras, no es entonces suficiente un colorante. En estos casos se usan metales pesados, como el osmio, que al depositarse sobre un determinado componente celular impiden total o parcialmente el paso del haz de electrones y proporcionan una imagen diferencial (fig. 10).

Otras técnicas de introducción relativamente recientes, que estás suministrando gran cantidad de información, son: la autoradiografía, que permite averiguar la localización precisa de moléculas marcadas con isótopos radiactivos suministrados previamente a la célula, y las técnicas citoquímicas, que persiguen el objetivo de localizar un tipo particular de moléculas, usando para ello reacciones coloreadas específicas de una determinado grupo químico.

Morfología Celular

1. Membrana Plasmática

2. Vacuolas

Sistema Vacuolar Citoplasmático 3. Aparato de Golgi

4. Retículo Endoplasmático

5. Microsomas

Estructura

Del Hialoplasma

Citoplasma

1. Plástidos

2. Mitocondrias

Organoides 3. Lisosomas

4. Ribosomas

5. Peroxisomas

6. Centro Celular

7. Microtúbulos

8. Centriolo

9. Cilios

  1. Flagelos

11. Filamentos

1. Jugo Nuclear

Estructura 2. Nucleolos

Del 3. Cromosomas

Núcleo 4. Cromatina

5. Cromatina sexual

CITOPLASMA

El citoplasma es una sustancia del protoplasma formado por un material fluido viscoso similar a la gelatina que ocupa la región situada entre la membrana plasmática y el núcleo esta en su mayor parte constituido por agua en la que se encuentran disueltas numerosas substancias orgánicas y minerales como glúcidos, enzimas, lípidos, aminoácidos, iones inorgánicos, gránulos de glucógeno, microtúbulos, filamentos, y proteínas alargadas de 15 a 5mm que forman un citoesqueleto.6 Además tiene microtrabeculas de 6 mm de espesor que forma una red tridimensional contractil que es parte de la estructura del gel de la matriz, se cree que conserva a los organelos en su posición y a su vez los redistribuye.4 Se encuentra agitado por un continuo movimiento interno, su aspecto y estructura están en estrecha relación con el momento funcional de la célula (fig. 11).

Aquí tienen lugar la mayor parte del metabolismo intermediario de la célula: la comida se convierte en formas que se puedan usar para construir las distintas partes de la célula; liberándose la energía química de la comida y transfiriéndose a una zona donde se requiere esta energía para las reacciones químicas; se sintetizan compuestos específicos, como las proteínas, que se usan dentro de la propia célula o se exportan a otras partes del organismo.14

I. SISTEMA VACUOLAR CITOPLASMATICO

Son estructuras conformadas por invaginaciones de la membrana plasmática en el hialoplasma formando un complejo sistema de cavidades que, según su forma se denominan túbulos, vesículas, cisternas, sacos aplanados, etc.; se encuentran limitadas por membranas de naturaleza lipoprotéica subdividiendo al citoplasma en dos compartimientos: 1) Fuera del sistema de membranas, el hialoplasma. 2) Otro, encerrado dentro de las membranas. Estas estructuras se pueden observar en M.E

  1. Membrana Celular o Plasmática

Concepto.- también es llamada plasmalema, es el elemento más serio e indispensable de la célula, ya que es el único procedimiento que poseen las células para desarrollar una vida propia, o sea, tener un medio interno; delimitando así el espacio interno con el externo al cubrir la superficie externa de cada célula. Es una envoltura delicada y elástica que regula el contenido celular; podemos decir también que preserva la identidad de las células desde el punto de vista de su organización básica por medio del glicocalix. La vida es posible en las células si se evita que se mezclen deliberadamente las diversas enzimas y substancias que contienen.

En las células vegetales (celulosa) y en las bacterias (mureina) se la denomina pared celular:

Presencia.- en casi todas las células animales y vegetales (pared celular, estructura celulosa, mucopolisacárido), además de bacterias y otros organismos inferiores.

Descubrimiento.- Danielli y Davson en 1930.

Estudio.- Ectobiología.- el estudio de su estructura y función.

Grosor.- oscila entre 70 y 100 A aproximadamente, aunque se distribuye 40 A para cada capa proteica y 35 para la doble capa lipídica lo que da en total 75 A promedio.

Visualización.- Esta estructura no es visible en M.O porque en este no se distinguen objetos menores de 2.500 A, pero sí en M.E.

Estructura.- presenta estructura trilaminar: Una capa de lípidos bimolecular en el centro con los polos hidrófobos de moléculas lipídicas enfrentándose y los polos hidrófilos mirando hacia las capas de moléculas proteínicas en los límites interno (hialoplasma) y externo (medio extracelular).

Aunque la superficie de las membranas de las células difiere en su composición exacta dependiendo del tipo de célula, todas las membranas celulares están compuestas de dos tipos básicos de moléculas: proteínas y lípidos (grasas) lo que se denomina a este concepto trilaminar como unidad de membrana (Robertson).

Bioquímica.- Las proteínas de las membranas en su mayoría son enzimas (fosfatasas) (O, H, N, C; son una cadena de aminoácidos) se encargan de controlar las interacciones de la célula con el mundo que las rodea, al unirse a las moléculas que flotan en soluciones fuera de la célula, provocan su incorporación al interior de ésta. Las proteínas se deben unir también a sus vecinas para que se formen grupos de células.

En cambio los lípidos, constituyen la mayor parte de la superficie de la membrana de la célula, se clasifican en tres grupos: fosfolípidos (lípidos compuestos 55-75%), esteroides (principalmente el colesterol que son dos ácidos grasos que se unen y saponifican 15-45%) y glucolípidos. Cerca de la mitad del promedio de moléculas de una membrana son fosfolípidos. La zona terminal de los fosfolípidos es químicamente diferente entre ellos. Cada fosfolípido tiene una "cabeza" con fosfatos hidrófilos (afinidad por el agua) y dos "colas" flexibles de lípidos hidrófobas (repulsión por las moléculas de agua). En la superficie de la membrana, los fosfolípidos se disponen entre sí en una bicapa (doble capa) con las cabezas de fosfatos en contacto con el interior y exterior acuoso de la célula y las colas de lípidos encerradas en la capa media. El colesterol está presente en muchas membranas de células animales; encontrándose a veces más de una molécula de colesterol por cada fosfolípido. El colesterol es una molécula rígida que confiere resistencia a la superficie de la membrana. Se fabrica en el interior de la célula, en el retículo endoplasmático, pero también puede entrar en la célula desde la sangre. Los glucolípidos constituyen aproximadamente el cinco por ciento del total de lípidos. Se componen de azúcares ("glico" significa en griego dulzura) y una porción de lípidos. El tipo de sangre de las personas (O, A, B o AB) se determina según la clase particular de glucolípidos que exista en la superficie de las células rojas de la sangre.

Características.- es semipermeable; es una solución de continuidad, esto quiere decir que su superficie presenta espacios (poros) entre dos estructuras de los que algunos presentan cargas eléctricas para la excitabilidad.

Funciones.- La función de la membrana celular es la de permeabilidad para el intercambio de sustancias por medio del transporte activo. Este proceso selectivo permite que ciertas sustancias entren y salgan de la célula mientras que evita otras. La membrana plasmática recoge nutrientes y productos de desecho excretados. También recibe y envía mensajes químicos y eléctricos, incluso señales para que la célula fabrique proteínas o se divida, además se encarga de la inmunidad celular y de otras funciones especiales.

Estructura asociada.- Glicocalix, son mucopolisacáridos o glicolípidos que están a continuación de la membrana plasmática.

Diferenciaciones.- en los tejidos de absorción y excreción de los órganos superiores (intestinos, riñones) se presentan modificaciones de la membrana plasmática en forma de microvellosidades que pueden adoptar diferentes denominaciones:

  1. Orda o Chapa estriada del intestino
  2. Banda de cierre de las células epiteliales del túbulo contorneado del riñón
  3. Ribete en cepillo del túbulo renal
  4. Desmosas o estereocilios de varios tipos de células epiteliales.

2. Vacuolas

Concepto.-. Son vesículas secretorias que tienen aspecto de gránulos porque su contenido proteico se coagula durante la fijación y por esto se las conoce como gránulos secretorios, en el ser vivo su contenido no es sólido y son vesículas. Estos tienen etapas de formación, así encontramos a los gránulos prosecretorios que son los gránulos secretorios en etapa inicial de formación, posteriormente serán expulsados por extrusión, disminuirán de tamaño constituyéndose en gránulos libres y tomaran el nombre de vacuolas de condensación siendo esta una vesícula membranosa. 4

Presencia.- en células animales y vegetales.

Diámetro.- promedio de 1.5 um. 4

Aspecto.- en células vegetales es el componente más voluminoso, cuando estas son jóvenes son más pequeñas y en mayor cantidad, y cuando llegan a la madurez estas se unen y conforman una gran vacuola central que desplaza al hialoplasma y a los organoides citoplasmáticos, a menudo esta gran vacuola se encuentra atravesada por finas travéculas de hialoplasma en donde están incluidos organoides; en las células animales son de diversos tipos según el organismo y su función.

Número y Tamaño.- son variables.

Visualización.- al M.O.

Estructura.- Tiene una membrana vacuolar y un contenido vacuolar. La membrana vacuolar (parte externa) se llama tonoplasto y es una estructura trilaminar; en cuanto el contenido vacuolar (parte interna) es ópticamente vacío, es más fluido y menos refringente que el hialoplasma, puede contener inclusiones de sales, especialmente oxalato de calcio, y en algunos casos gránulos lipídicos y proteicos o de carácter coloidal con partículas de carga eléctrica negativa, este coloide electronegativo probablemente el único carácter químico generalizado del aparato vacuolar ya que el mismo presenta gran heterogeneidad en las diferentes células.

Composición química.- Las células animales se hallan compuestas de glucógeno (reserva energética), algunas con contenido lipídico o proteico (albúminas, globulinas) y las células vegetales de sales minerales como cloruros, yoduros, nitratos y fosfatos; de ácidos y sales orgánicas como ácido málico y malatos, ácido oxálico y oxalatos; glúcidos como glucosa, fructosa, sacarosa, maltosa e insulina; taninos, pigmentos que pueden ser antociánicos (rojo, violeta o azul) u oxiflavónicos (amarillo); proteínas y derivados son productos acumulados como reserva o el resultado de reacciones de degradación bioquímica como alcaloides (estricnina, atropina).

Coloración.- Se la hace "In vivo" con colorantes específicos como rojo neutro, violeta neutro, azul brillante de cresilo, estos se fijan en cationes (iones carga +) presentes en coloides proteínicos electronegativos de las vacuolas; esta depende de su riqueza proteica.

Características.- es de gran selectividad y especificidad, su densidad es mayor que la del agua.

Funciones.- son las de acumulación de sustancias; intercambio acuoso y gaseoso entre las células y el medio ambiente; mantiene el equilibrio entre hialoplasma y otros elementos celulares; regula la densidad del hialoplasma; intervienen en el crecimiento de las células vegetales. Nutritivo y Desecho.

3. Aparato de Golgi

Concepto.- es una estructura citoplasmática de origen membranoso que se encuentra constituido por cisternas, vacuolas y vesículas dispuestas paralelamente unas con otras permaneciendo cerca del núcleo.

Presencia.- en células animales y vegetales, mas no en hongos, bacterias y algas.

Descubrimiento.- en 1898 por Camilo Golgi utilizando un método de tinción de plata, pero se comprueba en 1950 con el M.E.

Visualización.- al M.O. sólo con adecuadas técnicas de tinción y el M.E. comprueba su existencia.

Morfología.- Depende, fundamentalmente del tipo de células consideradas; así, es igual dentro de una misma especie, aunque varía su forma de confluir, pues suele ser constante para cada grupo celular y que varía sólo conforme a la función que dichas células desempeñan, aunque también aparece como una pila de sacos planos y huecos, rodeadas por membranas que a menudo se encuentran a continuación de las membranas del retículo endoplasmático, tiene bordes perforados llenos de proteínas, suele estar localizado cerca del núcleo y rodeando los centriolos, cada pila tiene una cara formadora cis que es convexa y una cara madura trans cóncava. La cara cis esta en la porción inferior y tiene diversas vesículas pequeñas de transferencia, en cuanto que la cara trans vesículas secretorias mas grande, en cuanto que cada saco de la organela contiene enzimas que modifican las proteínas a su paso por esta zona.

Estructura.- Sáculos, Microvesículas y Vacuolas que tienen una cubierta de estructura membranosa, son decir lipoprotéica. Los sáculos son bolsas achatadas dispuestas en forma paralela que al corte aparecen como un sistema de membranas de 60 a 70 A de espesor se encuentran en las pilas en un numero de tres a ocho; las microvesículas de forma esférica y de alrededor de 600 A, estas aparentemente se originan por frotación a partir de sáculos, con los que están íntimamente relacionados; las vacuolas que pueden llegar a ser del tamaño de una mitocondria y también se originan a partir de los sáculos aplanados.

Función.- su principal función es la de secreción celular y de síntesis teniendo una activa participación en la acumulación, acondicionamiento y eliminación de productos de secreción al exterior; estas substancias pueden ser lípidos, proteínas, enzimas, enzimas, coenzimas. Realiza la adición de los carbohidratos a la molécula de proteína, para formar las glucoproteínas (forma en que las proteínas son secretadas al medio ambiente celular). Es activo en la formación de membranas y paredes celulares. 6 Almacena, modifica, concentra substancias secretales al exterior por la célula. Una vez que el procesamiento final de la proteína acaba, las proteínas se eliminan del aparato de Golgi y se transportan a su destino en vesículas.

Relaciones.- se cree que el Aparato de Golgi se deriva del retículo endoplasmático liso por la similitud de sus ultraestructuras; por otro lado la relación del retículo endoplasmático granuloso, los ribosomas y el Complejo de Golgi porque se comprobó que las proteínas sintetizadas migran al Comp. De Golgi, se transforman en productos glicoprotéicos y se secretan por este.

  1. Concepto.- Constituye una red de tubos membranosos ramificantes y sacos membranosos anados que se comunican entre si. Las redes del retículo endoplasmático se distribuyen por todas partes de la célula, principalmente entre la membrana plasmática y la membrana que rodea el núcleo puediendose organizar de forma más suelta o más apretada. Es indispensable para la célula, en especial en la parte profunda del citoplasma; su origen es desconocido aunque se cree que es una prolongación o invaginación de la membrana plasmática. Presenta dos aspectos, las membranas que constituyen los canales interrelacionados tienen aspecto liso, mientras que otras aparecen rugosas. Las membranas de superficie rugosa están punteadas con ribosomas que constituyen los gránulos de la superficie externa.

    Nombre por.- aspecto de red (retículo) y por la ubicación (endoplasma, fracción más profunda del hialoplasma).

    Presencia.- en todas las células, a excepción de los eritrocitos maduros

    Descubrimiento.- en 1940

    Visualización.- al M.E.

    Morfología.- varía de acuerdo a la función de la célula

    Estructura general.- está formado por una red de túbulos, microvesículas, cisternas que forman un sistema de doble membrana que encierra una serie de vacuolas continuas y discontinuas; este sistema presenta una superficie que limita con el medio extracelular que se denomina cara externa y otra que limita con el hialoplasma y es la cara interna. En el retículo endoplasmático rugoso las proteinas secretoras son liberadas a través del borde apical de la célula.

    Estructura diferenciada.- Hay tres estructuras que son las cisternas, vesículas y los túbulos. Las cisternas son unidades largas y aplanadas ordenadas en forma paralela y miden de 40 a 50 mu de espesor; las vesículas que presentan forma redondeada con un diámetro entre 250 y 500 mu; y los túbulos que presentan formas muy diversas con diámetros que oscilan entre 50 y 100 mu. Estas tres formas pueden presentarse en una misma célula; pero el ordenamiento es típico y característico para un tipo determinado de células según sea la función que dichas células desempeñan.

    Superficie.- lisa o agranulosa y rugosa o granulosa, esto se da por su asociación con los ribosomas, teniendo entonces riqueza en ribonucleoproteínas.

    Ubicación.- el granuloso de manera abundante en las regiones del citoplasma con intensa basofilia local en especial en células de tejidos secretores como el páncreas, y el liso en células donde se realizan reacciones de síntesis de compuestos esteroides y glucógeno, gracias a la intervención activa de complejos enzimáticos especializados.

    Funciones.- La granulosa almacena, transporta, distribuye y sintetiza proteínas, depositándose las nuevas proteínas formadas en el lumen, o espacio interno, del retículo endoplasmático; y el retículo endoplasmático liso no tiene ribosomas, es, en cambio, un lugar de síntesis de lípidos que son necesarios para el crecimiento de la membrana de la célula y para las membranas de los organelos del interior de la célula, además sus membranas proporcionan un incremento de la zona de la superficie donde se producen las reacciones químicas. Los canales del retículo proporcionan tanto espacios para almacenar productos sintetizados por la célula como rutas de transporte a través de las cuales las sustancias pueden viajar hacia otras zonas de la célula en forma de secreción celular, elaborando constituyentes celulares y degradando citotóxicos. El retículo endoplasmático es también la fábrica de membranas para la célula. La mayoría de las proteínas que salen del retículo endoplasmático no están todavía maduras. Deben sufrir un proceso más amplio en otro organelo, el aparato de Golgi, antes de estar preparadas para realizar sus funciones dentro o fuera de la célula.

    Relaciones.- Membrana celular, Ribosomas, Mitocondrias, Complejo de Golgi. La localización de los ribosomas en la cara externa del retículo endoplasmático permite que las proteínas recién sintetizadas puedan transitar con relativa facilidad hacia otras regiones celulares o hacia el medio ambiente extracelular. El retículo endoplasmático rugoso está en relación con la membrana nuclear. Ergastoplasma es el retículo endoplasmático más los ribosomas.

  2. Retículo Endoplasmático
  3. Microsomas

Concepto.- son formaciones vesiculares submicroscópicas que se presentan formadas por membranas lipoprotéicas y granulaciones ricas en ácido ribonucléico, es decir por elementos del ergatoplasma, además de restos del complejo de Golgi y otros elementos celulares; entonces, se componen de restos de vesículas rotas que aparecen solo en el sedimento logrado por ultracentrifugación de los componentes celulares. No son organelos específicos. 4

Diámetro.- partículas de 100 a 1500 A

Estructura.- Vesículas granulares, Vesículas agranulares, Ribosomas

Función.- no son indispensables, se las encuentra cuando la célula está en destrucción.

  1. HIALOPLASMA

Concepto.- es un sistema de solución coloidal acuoso (soluto y un solvente), que se encuentra formado por micelas proteicas dispersas en solución.

Zonas.- Ectoplasma o plasmagel es sólido, va estar compuesto por moléculas polimerizadas (carbohidratos, proteínas y lípidos); y endoplasma o plasmasol es líquido, conformado el 85 – 90% por agua.

Ultraestructura.- Formado por una red de proteínas fibrilares unidas por diversos enlaces químicos, formando una verdadera malla dentro de la cual se encontrarían las moléculas proteicas globulares.

Composición química.- Agua 85%; Proteínas insolubles o estructurales que conforman la red fibrilar, la estructura del hialoplasma y las Proteínas solubles entre las que están las enzimas que participan en el metabolismo intermedio; otros como el ácido ribonucléico, azúcares, aminoácidos y variado número de productos del metabolismo intermedio.

Características.- su densidad es mayor a la del agua

Funciones.- es el lugar donde se realizan las reacciones químicas de síntesis (anabolismo) y de degradación (catabolismo); además la mayor parte de las reacciones que caracterizan al metabolismo intermedio; mantiene el equilibrio entre el medio intracelular y el extracelular.

III. ORGANOIDES

  1. Concepto.- son organoides citoplasmáticos que intervienen en los procesos energéticos que ocurren dentro de las células. El tipo de pigmento presente condiciona la función específica del plástido.

    Presencia.- son exclusivos de las células vegetales autotróficas, que obtienen energía de la luz solar (fotosíntesis).

    a) Cloroplastos

    Concepto.- es un tipo especial de plástidos caracterizados por la presencia de clorofila.

    La clorofila es una porfirina de estructura espacial geométrica y formada por cuatro núcleos pirrólicos dispuestos alrededor de un átomo de magnesio; presenta además, dos grupos ácidos esterificados y es bipolar, o sea con un polo hidrófobo y uno hidrófilo.

    La intensidad de luz condiciona la distribución más o menos homogéneas de los cloroplastos en el citoplasma celular.

    Visualización.- Al M. E.

    Forma.- gránulos ovoides, discoidales o lenticulares.

    Número.- varía de una célula a otra, y puede ir de 1 hasta centenares en células vegetales superiores.

    Tamaño.- un diámetro de 4 a 6 u por 1 a 3 u de espesor

    Estructura.- una doble membrana semipermeable (80 a 120 A); tiene una cavidad llamada estroma que está formada por gránulos de almidón y gotas lipídicas, se puede observar gran cantidad de lamelas que pueden estar solas o asociadas formando granas muy ricas en clorofila (0.3-1.7u) y estas a su vez tienen un doble pavimento de partículas llamadas cuantosomas (100-200 A), son la unidad funcional del cloroplasto, posee 200 moléculas de clorofila cada uno. Pueden tener también zonas claras envueltas por gránulos de almidón llamadas pirenoides.

    Función.- los cuantosomas absorben la energía solar en forma de fotones o cuantos, esta eleva un electrón de un átomo desde su nivel normal hasta un nivel energético superior; estos átomos excitados son transportados a otras regiones intracelulares (mitocondrias) y cuando vuelven a su nivel normal liberan la energía almacenada que es entonces utilizada por la célula para formar ATP y otras moléculas con enlaces ricos en energía.

    b) Cromoplastos

    Concepto.- son plástidos que contienen pigmentos coloreados distintos de la clorofila que químicamente son derivados del caroteno.

    Localización.- en las hojas viejas, flores y frutos.

    Origen.- a partir de cloroplastos o de células vegetales prismáticas; en las hojas secas la destrucción paulatina de la clorofila permite la manifestación de un color amarillo ocasionado por la xantófila u otros pigmentos carotenoides.

    c) Leucoplastos

    Concepto.- son plástidos incoloros, ubicados en vegetales que se desarrollan en la obscuridad.

    Aspecto.- son gránulos filamentosos

    Estructura.- tiene doble membrana, una externa lisa y una interna con vellosidades o crestas; además tiene estroma fibrilar o agranular.

    Origen.- otros leucoplastos preexistentes o a partir de cierto tipo de plástidos primitivos llamados protoplástidos.

    Función.- almacena substancias de reserva como almidón y menos frecuentemente proteínas o aceites esenciales. 5

  2. Plástidos

    Concepto.- es un conjunto de organoides citoplasmáticos involucrados en los fenómenos de liberación de energía, se concentra en la parte de la célula con metabolismo mas elevado. Son renovadas en forma continua en el ciclo celular.

    Sinonimia.- numerosa, deriva de mitos – filamento y de condrios – cartílago

    Descubrimiento.- en 1868 por Altman

    Presencia.- en células animales y vegetales

    Visualización.- Al M.C.O. o de Contraste de fase = nítido; al M.O. Compuesto con fijación y coloración.

    Forma.- Bastoncitos alargados con extremos redondeados (condriocontos), esferas (mitocondrias), las mitocondrias más alargadas son más maduras

    Tamaño.- es variable en relación con la especie, la función y el número de mitocondrias por célula, pero oscila entre 0.5 um a 1 um y de 5 um a 10 um de longitud. La mitocondria es la organela más grande de la célula animal después del núcleo.

    Número.- es variable en relación a la función de la célula y a las diferentes especies, pero se cree que aproximadamente constituye el 20% de esta.

    Estructura.- al M.E. están constituidas por una pared limitante formada por dos membranas (70 A c/u), una externa lisa, permeable en especial a substancias liposolubles, más estable, las partículas elementales revisten su superficie externa; Y una interna más selectiva y menos estable con vellosidades llamadas crestas que se encuentran revestidas en su parte interna por partículas elementales (80-100 A) constituidas cada una por cabeza, pedicelo y pie de implantación, por cada cresta hay de 2.000 a 4.000 partículas elementales, estas últimas son subunidades funcionales esféricas o poliédricas formadas por cadenas de enzimas cuyos grupos activos se localizan en un punto determinado de la partícula transformando en energía los alimentos absorbidos por la célula, constituyen el 10% de la mitocondria, el numero, el tamaño y forma de las crestas varia en diversos tipos de células y guarda relación con las necesidades energéticas; Entre las dos membranas se encuentra la cámara externa (80 A) que contiene un fluido acuoso y coenzimas; tenemos la cámara interna o matriz mitocondrial limitada por la membrana interna presenta un aspecto homogéneo y opacidad electrónica.

    Composición Química.- las cuatro quintas partes del peso de las membranas constituye una proteína estructural compuesta de cadenas laterales insolubles en agua unidas de un enlace de tipo hidrófobo constituyendo la clave de la estructura y función mitocondrial; la parte restante lo constituye un lípido que está formando moléculas algo más complejas, los fosfolípidos, pero cuando los fosfolípidos forman las micelas se hace soluble en agua determinando las propiedades fundamentales de estas.

    Función.- La mitocondria puede cambiar de forma rápidamente. Se expande o contrae en respuesta a varias hormonas y drogas y durante la formación de ATP (adenosín trifosfato). Este aumento de volumen y contracción está relacionado con el movimiento de agua a través de las células y es particularmente evidente en los riñones, a través de los cuales se filtran 180 litros de agua diarios.. Hoy en día en ocasiones se denomina a la mitocondria central de energía de las células, porque estas organelas producen la mayoría de la energía obtenida de los alimentos y permiten que pueda utilizarse para los procesos de la célula que consumen energía. La energía se genera a partir de azúcares y ácidos grasos. Las enzimas especializadas que captan la energía de la escisión de los azúcares se encuentran localizadas en la capa interna. Además de suministrar energía, la mitocondria también ayuda en el control de la concentración de agua, calcio y otras partículas cargadas (iones) en el citoplasma.

    La mitocondria utiliza el oxígeno para liberar la energía química que contienen los alimentos, denominándose este proceso respiración celular. Las reacciones bioquímicas de la respiración celular constituyen dos grupos: la ruta del carbono, en la cual se descomponen los azúcares en dióxido de carbono e hidrógeno y la cadena del hidrógeno, que transfiere el hidrógeno al oxígeno en diferentes estadios, formando agua y liberando energía. En la ruta del hidrógeno los electrones de hidrógeno pasan a través de una "cadena transportadora de electrones" constituida por enzimas. Los electrones ceden parte de su energía cuando pasan de una enzima a otra. Esta energía se guarda entonces en moléculas de ATP (adenosín trifosfato). Al final se forman 38 moléculas de ATP (adenosín trifosfato) por cada molécula de azúcar quemada en la respiración.

    La mitocondria tiene algunas moléculas de ADN propias y ribosomas que se parecen a los de las células procariotas (sin núcleo). La cantidad de este ADN no nuclear varía significativamente en los diferentes organismos. El ADN mitocondrial humano es una molécula circular y cerrada con una longuitud de 16.569 pares de nucleótidos. Aunque supone menos del uno por ciento del ADN total existente en la célula humana, cada mitocondria tiene que codificar mucha información para las numerosas proteínas de la membrana interna. Las mitocondrias también se replican a sí mismas, "reproduciéndose" mediante su fraccionamiento por la mitad. Estas características han llevado a pensar que la mitocondria puede haber evolucionado desde una bacteria, que desarrolló en algún momento una relación estrecha con células eucariotas primitivas, perdiendo la capacidad de vivir fuera de la célula.

    Otra característica interesante de la mitocondria humana es el hecho de que todos las mitocondrias de una persona son descendientes de las de su madre; no estando presentes ninguna mitocondria paterna. Esta es la diferencia con el ADN nuclear que proviene equitativamente de ambos progenitores. Los científicos tienen sospechas fundadas de que los defectos en los genes mitocondriales podrían provocar enfermedades hereditarias de la misma forma que los defectos en el ADN nuclear. Esto se demostró en 1988 cuando Douglas Wallace, de la Universidad de Emory, demostró que una enfermedad poco frecuente del ojo denominada neuropatía óptica hereditaria de Leber se produce por una mutación en el ADN mitocondrial. Se cree que las alteraciones en el ADN mitocondrial deben ser responsables en cierto grado de las enfermedades del cerebro, el sistema nervioso central y el sistema musculoesquelético.

    Relaciones.- A veces se colocan contra la capa externa de la membrana nuclear.

  3. Mitocondria o Condrioma
  4. Lisosomas

Concepto.- es un organoide citoplasmático que contiene enzimas hidrolíticas y que se encuentra separado del resto de los elementos intracelulares por medio de una membrana lisosómica, se fabrican en el retículo endoplasmático y aparato de Golgi, son estructuras de membrana única con membranas dentro sin dividir.

Sinonimia.- proviene de lisis que significa destrucción y de soma que significa cuerpo.

Descubrimiento.- deDuve vio por primera vez en 1949, pero su identificación fue en el año de 1955.

Presencia.- en todas las células animales y en ciertas células del tejido meristemático presente en la raíz de algunos vegetales.

Tamaño y forma.- Varían en su forma y tamaño porque se funden con otras vesículas para llevar a cabo sus funciones, sin embargo se cree que tienen un diámetro promedio de 0.5 um y forma esferica.6

Visualización.- al M.E. y al M.O. Coloreando con sulfato de plomo.

Ubicación.- en células que desempeñan tareas digestivas como en los glóbulos blancos y macrófagos. Su número es mayor en células secretoras y protectoras, es decir, de defensa.

Estructura.- formado por una membrana envolvente lipoprotéica (0.2 – 0.8 u)

Clasificación.- se los clasifica tomando en cuenta su forma y función:

  1. Gránulo de reserva o lisosoma original; tiene una membrana lipoprotéica y su parte interna tiene enzimas del tipo de las hidrolasas.
  2. Vacuola digestiva o fagosoma; asociación de un lisosoma y un vacuolo alimenticio, tiene elementos citoplasmáticos no digeridos pero sí almacenados como los Hidratos de Carbono.
  3. Cuerpo residual; partícula lisosómica que contiene sustancias que no pudieron ser digeridas, se hallan aquí los tejidos destruidos que están en proceso de digestión.
  4. Vacuola autofágica; es un caso especial en donde la partícula lisosómica contiene partes de la misma célula en proceso de destrucción, pierde la célula estabilidad.

Composición Química.- Se compone por hidrolasas como las fosfatasas, proteasas y sulfactasas dentro de la que se encuentra fosfatasas ácidas que son enzimas digestivas que actúan liberando fosfato inorgánico, casi todas son glucoproteinas sintetizadas en el retículo endoplasmático rugoso.

Origen.- del ergastoplasma específicamente de los ribosomas por su contenido enzimático; de la membrana plasmática.

Función.- Los lisosomas contienen enzimas digestivas que dividen las grandes moléculas, como las proteínas, las grasas y los ácidos nucleicos, en componentes más pequeños que puedan ser oxidados por la mitocondria. Los lisosomas también se presentan para realizar otros procesos digestivos, como aquellos relacionados con la fagocitosis y pinocitosis. Cuando una bacteria entra en la célula, los lisosomas se fusionan con la vesícula de material englobado y descargan sus enzimas digestivas para disolver el material, presentando un mecanismo inmunológico, por lo tanto de defensa. De forma similar, cuando una célula incorpora grandes moléculas de comida, las enzimas de los lisosomas dividen la comida en productos más pequeños y simples que pueda usar la célula.

A continuación, estos productos se dispersan por las membranas de los lisosomas y van al resto de la célula, donde pueden ser utilizadas como elementos de construcción de varias estructuras. Los lisosomas destacan por contener más de cuarenta enzimas diferentes que pueden digerir casi cualquier cosa de la célula, incluso proteínas, ARN, ADN e hidratos de carbono.

También encontramos que se da la autodigestión o autolisis celular al romperse las membranas pues se liberan enzimas y se activan comenzando a digerir al citoplasma y demás organoides citoplasmáticos ocasionando la muerte de la célula; esto puede ser ocasionado por ciertos procesos patológicos, o a su vez por exceso de vitamina A, pues tiene un efecto labilizador de la membrana lisosómica; por el contrario la cortisona y la hidrocortisona tienen efecto estabilizador.

  1. Ribosomas

Concepto.- son organoides citoplasmáticos que participan en la biosíntesis de proteínas.

Presencia.- en todas las células

Descubrimiento.- en 1946 por George Palader

Visualización.- al M. E

Ubicación.- pueden estar independientes o en grupos formando polirribosas por ejemplo en la cara interna del retículo endoplasmático granuloso

Número y forma.- son esféricos de numero variable, se encuentran en relación con el contenido de ARN

Tamaño.- un ribosoma de dos unidades: 25nm de diámetro. 6

Subunidades.- con métodos de ultracentrifugación estas se dan según el comportamiento en la sedimentación "S" = Svedberg, unidad de medida de sedimentación. Los ribosomas se agregan o disgregan dependiendo también de la concentración de Mg++ en el medio intracelular.

Tipo 80 S: unidad ribosómica

Tipos 30 y 50 S: subunidades ribosómicas

Composición Química.- Cada uno está formado por dos subunidades de tamaño desigual, formados por al menos 40 proteínas diferentes y una estructura de ARN denominada ARN ribosómico. En el interior de estos ribosomas varias sustancias químicas, denominadas aminoácidos, conducidas por señales del núcleo se unen en el orden correcto y preciso para formar proteínas, la parte principal de la materia orgánica en las células vivas. Las proteínas realizan la mayoría de las reacciones químicas importantes que ocurren en las células. También son importantes en el mantenimiento de su estructura.

Las proteínas son largas cadenas de aminoácidos unidos unos a otros como cuentas de un collar. Las distintas proteínas tienen diferentes secuencias de aminoácidos, determinadas o codificadas por el ADN.

El ácido ribonucléico constituido por 6.000 nucleótidos ordenados en 6 cadenas de 1.000 nucleótidos cada una, 4 de los cuales se encuentran en las partículas 60 S y 2 en las 40 S, contiene mucha guanina y citosina (63%) y proteínas básicas semejantes a las histonas, estas no son solubles en el hialoplasma (37%). Los nucleótidos están formados por una base nitrogenada, un azúcar y ácido fosfórico (fosfato); entre las cadenas están proteínas estructurales impidiendo que estas se golpeen.

Coloración.- dan reacción Feulgen negativa

Origen.- en el núcleo y bajo el control del ADN

Función.- son máquinas empleadas en la síntesis de proteínas, las fábricas de proteínas son agrupaciones de ribosomas, los polirribosomas están unidos por una sola cadena de ARNm, y al eliminar este los polirribosomas se disgregan.

La síntesis proteica se realiza con mayor intensidad en la banda de sedimentación 170S en la que el 75% de partículas eran pentámeros o sea agrupaciones de 5 unidades ribosómicas. Es necesaria para toda actividad mitótica pues se encuentra a nivel ribosomal, esta se realiza por una copia ARN del ADN de un gen se transporta al citoplasma, donde los ribosomas, otros ARN y enzimas trabajan juntos para traducir la estructura del ARN en una secuencia específica de aminoácidos o proteínas. La síntesis de proteínas se produce a través de la interacción de tres tipos de moléculas de ARN. Durante la traducción, una cadena de ARN mensajero (mARN) pasa entre las dos partes del ribosoma, siendo éste el que transmite el mensaje codificado a la secuencia de aminoácidos. El ribosoma "lee" el mensaje del mARN en grupos de tres, en vez de un nucleótido de cada vez. Estos grupos se denominan codones. Cada codón designa uno de los veinte aminoácidos diferentes que existen o es una señal para comenzar o detener la producción de proteínas. Los aminoácidos solicitados por el mARN se llevan del citoplasma al ribosoma por el ARN de transferencia (tARN). Esta pequeña molécula es un conector: Un extremo transporta tres nucleótidos, denominados anticodón, que se deben unir a un codón en el mARN según las reglas del emparejamiento de las bases. El otro extremo de la molécula lleva un aminoácido. Como el mARN pasa a través del ribosoma, el tARN trae los aminoácidos correctos y se unen entre sí por enlaces peptídicos para formar una cadena de polipéptidos. Cuando están unidos todos los aminoácidos que forman una proteína, se suelta la cadena.

Unos ribosomas se mueven libremente en el citoplasma y otros se adhieren a la superficie del retículo endoplasmático. Los dos tipos de ribosomas juegan papeles similares en la síntesis de proteínas. Pero mientras los ribosomas libres dejan las proteínas libres flotando en el citoplasma, los ribosomas adheridos transfieren sus proteínas a una organela grande, como una telaraña, denominada retículo endoplasmático.

Relaciones.- es indispensable con todas las estructuras.

5. Peroxisomas

Concepto.- El retículo endoplasmático y el aparato de Golgi fabrican dos organelos, los lisosomas y los peroxisomas.

Estructura.- Los peroxisomas son organelos de membrana única. La membrana que rodea el peroxisoma es raramente permeable, permitiendo fácilmente la entrada de muchas moléculas pequeñas.

Bioquímica.- Las enzimas de los peroxisomas eliminan los átomos de hidrógeno de estas pequeñas moléculas y enlazan los átomos de hidrógeno al oxígeno para formar peróxido de hidrógeno. Una de las enzimas del peroxisoma, la catalasa, neutraliza entonces el peróxido de hidrógeno transformándolo en agua y oxígeno. Estos dos pasos del proceso son los que usan los peroxisomas en el hígado para descomponer las moléculas de alcohol en substancias que puedan ser eliminadas del organismo. Aproximadamente una cuarta parte del alcohol que entra en el hígado se procesa en los peroxisomas.

  1. Concepto.- es un organoide citoplasmático de estructura compleja.

    Presencia.- en todas las células animales a excepción de los oocitos y algunos vegetales inferiores, no en virus y bacterias.

    Posición.- es fijo y constante para cada célula; en los leucocitos en el centro geométrico, en las neuronas es periférico y en algunos casos como en las células del Ascaris se puede localizar intranuclearmente.

    Estructura.- La organización interna vista al M.O en estado de reposo celular, o sea en etapa de interfase observamos un centriolo simple o doble (diplosoma) que se encuentra rodeado por una zona algo más clara de hialoplasma conocida como centrosoma o microcentro.; pero cuando la célula entra en división además de observar un centriolo simple o doble (diplosoma), el centrosoma o miocentro, observamos una estructura más densa que rodea al centrosoma y se llama centrósfera, esta emite una información radial conocida como astrósfera o áster, de la que más tarde surge una substancia fibrilar citoplasmática llamada centrodesmosis, a partir de la cual se forma el huso, también se forma el huso a partir de la centrósfera.

    Al M.E el centríolo está formado por dos cuerpos cilíndricos (0.3 – 0.5u longitud y 0.15u diámetro) ubicados ambos cuerpos en ángulo recto, las paredes de estas estructuras cilíndricas están constituidas cada una por 9 grupos de 3 tubos paralelos; en ciertas células se han observado estructuras pericentriolares o satélites (700 A) que se unen a las paredes.

    En la división celular.- sufre modificaciones antes y durante la división célula, pues antes que la división celular ocurra (en realidad, en las etapas finales de la división celular precedente) cada centríolo se divide en dos, de tal forma que los nuevos cilindros centriolares surgen siempre formando un ángulo recto con el cilindro a partir del cual se originaron, en estas condiciones se le conoce al centro celular como diplosoma; la droga mercaptoetanol durante las primeras etapas de división celular bloquea la división celular impidiendo la división de los centríolos haciendo que los centríolos hijos en vez de permanecer inactivos se activen y actúen como polos de atracción de los cromosomas, lo que determina que la célula se fraccione en cuatro en vez de dividirse en dos.

    Función.- coordina y dirige los movimientos de los cromosomas durante la meiosis y mitosis.

  2. Centro Celular

    Presencia.- Se encuentran en todas las clases de células , salvo en las de las bacterias y ciertas algas.

    Estructura.- Son filamentosas muy delgadas, tienen cierta rigidez, pero su elasticidad es suficiente para que se doblen sin romperse.

    Función.- Los microtúbulos dispersos no son los únicos que sirven de sostén dentro de la célula, puesto que actúa también la red celular, además cumple otra función que radica en facilitar el transporte de diversas partículas, y quizá también de macromoléculas de gran tamaño a través del citoplasma, y por último los microtúbulos están relacionados con los movimientos en los que intervienen de manera mas directa, estos movimientos no se deben a que los propios microtúbulos sean contráctiles, sino que se pueden hacer mas largos porque se añaden nuevas subunidades a sus extremos.

  3. microtúbulos

    Concepto.- Forma parte de una estructura mas compleja llamada centrosoma.

    Presencia.- Se encuentran solo en las células animales

    Morfología.- tienen forma de cilindros huecos

    Función.- desempeñan papel predominante durante la división celular.

  4. Centriolo

    Concepto.- estos se observan como salientes vellosas que se extienden desde su superficie libre

    Sinonimia.- la palabra cilio se deriva del latín y significa pestaña

    Ubicación.- las células ciliadas se encuentran en ciertas partes del sistema respiratorio, en ciertas partes de las vías reproductivas de la mujer y en una parte pequeña del sistema reproductor del varón

    Estructura.- estas son de dos tipos entremezcladas: a) células calciformes, b) células ciliadas, que tienen cilio en la superficie, así también encontramos células que producen un solo cilio, este es rudimentario o incompleto, inclusive inmóvil, estos se desarrollan sobre todo en los tipo de células que han perdido su capacidad para dividirse, por ejemplo los conos y bastoncillos del ojo.

  5. Cilio

    Concepto.- es un solo cilio muy desarrollado. Los cilios y flagelos son muy parecidos pero se diferencian en que los flagelos son algo mas largos que los cilios; aunque una célula puede tener numeros muy grandes de cilios, suelen tener uno o dos flagelos.

    Ubicación.- estos se encuentran en muchas clases de organismos unicelulares

    Función.- sirven como medio de propulsión.

  6. Flagelos
  7. Filamentos

Sinonimia.- las palabras fibra, fibrilla y filamento significan estructura filiforme alargada

Morfología.- son estructuras filiformes.

Función.- Se puede decir que los microtúbulos son los huesos de la célula, en tanto que los filamentos son como los músculos del cuerpo, puesto que por lo menos algunos de ellos proporcionan los movimientos que ocurren en las células.

Núcleo

Es la estructura más grande, densa y visible dentro de la célula, constituyendo el centro de control de ésta. Todas las células tienen por lo menos un núcleo con la excepción de unos pocos casos, como por ejemplo los glóbulos rojos de la sangre de los mamíferos. En las células eucariotas (con núcleo verdadero), éste se encuentra separado del citoplasma por la membrana nuclear o carioteca, que lo delimita. La forma del núcleo es frecuentemente esférica o elíptica, aunque en algunas células es completamente irregular, su ancho es tan sólo un pequeño fragmento de un milímetro de ancho en la parte central de la célula.14 En general, ocupa una posición característica y constante para cada tipo de célula. El tamaño del núcleo guarda relación con el volumen citoplasmático (fig. 12).

En las células procariotas no existe una membrana nuclear definida, pero con técnicas adecuadas se puede demostrar la presencia de microfibrillas de ADN (ácido desoxirribonucleico), organizadas en un solo cromosoma. Contiene esta membrana una capa externa que es muy porosa y es continuación de las membranas del retículo endoplasmático.

La estructura del núcleo eucariótico varía considerablemente a lo largo de la vida de una célula. Por este motivo, llamó poderosamente la atención a los citólogos desde su descubrimiento como elemento constante de la célula. Esto hizo que le dedicaran, y le sigan dedicando, gran parte de su atención. Los cambios de la estructura del núcleo son regulares y constantes, y están relacionados con la división celular. Cuando la célula llega a esa fase de su ciclo vital, se comprueba que desaparecen la membrana nuclear y el nucleolo, al mismo tiempo que se hacen aparentes los cromosomas.

Cada especie biológica tiene un número constante de cromosomas en sus células somáticas que, si bien sólo se distinguen como unidades independientes durante la división celular, conservan su individualidad permanente. Se considera que durante el período que transcurre entre dos divisiones celulares, etapa a la que se llama interfase, los cromosomas están representados por unos filamentos o grupos retorcidos de cromatina, sustancia llamada así por que se tiñe especialmente con determinados colorantes básicos. La cromatina, al igual que el nucleolo, se encuentra dispersa en el jugo nuclear o carioplasma.

Contiene los factores hereditarios genes que fijan los rasgos característicos del organismo y directa o indirectamente controla muchos aspectos de la actividad celular.

Al igual que en el citoplasma en el núcleo también es posible distinguir dos fases una dispersante que es la que se conoce como jugo nuclear y otra dispersa que son nucleolo, cromatina y cromosomas.

1. Jugo Nuclear

Sinonimia.- se lo denomina también nucleoplasma, carioplasma o cariolinfa.

Aspecto.- homogéneo viscoso y poca afinidad por los colorantes, presenta poros en amplia comunicación.

Estructura.- al M.O. se presenta como substancia homogénea y al M. E no muestra ninguna estructura especial. El nucleoplasma contiene uno o dos corpúsculos pequeños y esféricos denominados nucleolos. En cuanto a su fluidez puede variar dentro de un amplio margen que va del estado liquido al gel.

Características.- da al núcleo turgencia y transparencia, son elementos de fase dispersa y no presentan membranas limitantes.

Composición Química.- su principal componente es agua, además se puede encontrar sales disueltas de numerosos iones como calcio, magnesio, hierro, proteínas globulares, fosfatos y enzimas.

Función.- no se determina, pero se cree que es asiento de reacciones químicas confiere propiedades físicas al núcleo, síntesis de la difosfopirinucleotido.

Relaciones.- en amplia comunicación con el hialoplasma

2. Nucleolos

Concepto.- es un corpúsculo esferoidal que se encuentra en el núcleo.

Presencia.- en casi todas las células animales y vegetales, es variable en la mayor parte de las células apareciendo y desapareciendo cambiando de forma y estructura.

Morfología.- no es constante

Numero.- puede haber mas de un nucleolo en un núcleo, los nucleolos desaparecen cuando una célula esta a punto de dividirse y reaparecen después.

Estructura.- al M.O. son fácilmente visualizados, se tiñen con colorantes ácidos, y es la porción más refringente de la célula. Al M. E. es un elemento filamentoso (nucleoplasma), el filamento es de 50 A de diámetro y los gránulos esféricos de 150 A (ribonucleoproteínas). Se lo observa como una porción amorfa que no presenta membrana envolvente.

Falsos nucleolos.- se da el nombre de falsos nucleolos a ciertas granulaciones feulgen positivas que suelen aparecer en los núcleos interfásicos. Estas granulaciones se localizan en regiones próximas al nucleolo y entonces se las llama cariosomas pero nada tienen que ver con los nucleolos verdaderos.

3. Cromosomas

Concepto.- el cromosoma puede ser considerado como un componente nuclear dotado de una organización, individualidad y función especiales. Es capaz de autoduplicarse y de mantener sus propiedades morfológicas y fisiológicas a través de divisiones celulares sucesivas.

Observación.- son bien individualizados durante la metafase y poco o nada durante la interfase.

Clasificación de los cromosomas según:

  1. La longitud de sus brazos: largos, medianos, cortos, muy cortos.
  2. Posición del centrómero: metacéntricos, submetacéntricos, acrocéntricos y telocéntricos.
  3. Posición de constricciones secundarias y satélites.

Tamaño.- Muy variable

Número.-Haploide, numero simple de cromosomas (células gaméticas).

Diploide, numero doble de cromosomas (células somáticas)

Homologo, aquellos cuyos elementos del par son iguales

Heteromólogo, aquellos cuyos elementos son desiguales

Constante cromosómica.- Son las características físicas de los cromosomas de una especie, dadas por:

a) El número

b) La morfología

c) Las dimensiones

d) La estructura

e) El comportamiento

Cariotipo.- Conjunto de constantes cromosómicas sistematizado para identificar todos los cromosomas de un tipo celular y de una especie

Composición química del cromosoma.- La composición química de los cromosomas es idéntica a la de la cromatina interfásica, los cromosomas contienen:

ADN (Acido Desoxirribonucleico)

ARN (Acido Ribonucleíco)

Proteínas (Las histonas, que están unidas al ADN formando desoxirribonucleoproteínas; y las no histonas o proteínas ácidas).

Función.- Los cromosomas son el soporte físico y material de la herencia. En el momento de su máxima complejidad estructural, durante la división de la célula, los cromosomas aparecen como cuerpos alargados que se tiñen intensamente con los colorantes básicos. Están formados por ácido desoxirribonucleico (ADN) y proteínas. Es muchos casos, los cromosomas están acodados o doblados, mientras que en otros son completamente rectos. No obstante, en todos existe una especie de estrangulación, la llamada constricción primaria, que separa dos ramas o brazos del cromosoma, dejando entre ellas dos una porción llamada centrómero.

Por la posición del centrómero, los cromosomas se pueden clasificar en tres grandes grupos: 1) Metacéntricos, cuando las dos ramas o brazos son aproximadamente iguales por ser el centrómero medial. Los cromosomas toman en este caso la apariencia de una V; 2) submetacénticos, cuando el centrómero separa dos brazos de distinta longitud, por lo que el cromosoma aparece en forma de L, y 3) acrocéntricos, si el centrómero se encuentra en un extremo y uno de los brazos es muy pequeño o incluso no existe. En estos casos, el cromosoma tiene forma de bastón.

En algunos cromosomas existe otra estrangulación, la constricción secundaria, que separa un fragmento cromosómico llamado satélite, de tamaño y localización fijos cuando existe. Dentro del cromosoma se pueden visualizar, en algunos momentos, unos filamentos trenzados en espiral.

Pueden ser simples o estar constituidos por dos o cuatro unidades, a las que se llama cromonemas. El cromonema aparece en ciertas etapas de su ciclo como un collar o un rosario, formado por regiones delgadas que se alternan con otras más gruesas. Estas últimas se llaman cronómeros y representan zonas en las que se produce una superposición de espirales. El microscopio electrónico ha permitido demostrar que, en contra de algunas opiniones antiguas, el cromosoma carece de una envuelta membranosa, y entre las vueltas de la espiral no existe ningún tipo de matriz amorfa que las separe.

La forma de cada cromosoma se mantiene constante de una generación a otra, y es la misma para todos los individuos normales de la misma especie. Las proporciones relativas de los brazos entre sí y el tamaño relativo de los cromosomas son también constantes. Cada especie biológica tiene un número característico de cromosomas en todas sus células, a excepción de los gametos. La especie humana tiene por ejemplo 46 (44 autosomas y 2 heterocromosomas o cromosomas sexuales). Los autosomas son iguales dos a dos, por lo que se puede decir que, en la especie humana, hay 22 pares de autosomas y un par de cromosomas sexuales. Los miembros de un par de cromosomas se denominan homólogos. El número de parejas de cromosomas homólogos (23 en la especie humana) es el número haploide de la especie. El número total de cromosomas (46 en la especie humana) es el número diploide.

Se denomina cariotipo al grupo de características que pueden tomarse en cuenta para identificar un juego cromosómico particular. El cariotipo es característico de cada individuo, de la especie, del género o incluso de grupos más grandes. El cariotipo se puede representar por medio de un diafragma llamado idiograma, en el que se ordenan los pares homólogos en series de tamaño decreciente.

4.- Cromatina

Material positivo que es posible observar durante la interfase entre una división celular y otra. En general la cromatina esta formada por filamentos y gránulos asociados en una red que se tiñe y se presenta así solo durante el periodo de interfase.

Durante la división celular la red de cromatina se espiraliza y forma una estructura que se conoce con el nombre de cromosomas. La composición química de la cromatina es igual que la de los cromosomas, es decir: AND, ARN, proteínas.

  1. Cromatina sexual

Concepto.- es un pequeño corpúsculo heteropigmótico, adosado a la membrana nuclear de las células somáticas femeninas de la especie humana y de la mayoría de los mamíferos.

Sinonimia.- Sexo nuclear o corpúsculo de Barr

Morfología.- Células epiteliales; situada en la periferia del núcleo, tiene formas plano-convexas,

redondeada y semilunar, mide 0,7 x 1,2 micras

Sangre periférica; se presenta en los leucocitos polimorfonucleares

FISIOLOGIA

Para que la célula realice todas las manifestaciones vitales, es decir para que permanezca viva depende de una cantidad de reacciones que se llevan a cabo en el protoplasma; todas estas reacciones en conjunto se las llama metabolismo, las cuales dotan de propiedades a la célula. Hay dos tipos de metabolismo: El catabolismo que se le atribuye la desintegración del protoplasma y el anabolismo que se encarga de la síntesis del mismo; cuando hay un equilibrio entre estas dos se denomina estado constante.

La célula puede sobrevivir indefinidamente y reproducirse si los líquidos circundantes le proporcionan nutrientes apropiados.

La célula puede sobrevivir indefinidamente y reproducirse si los líquidos circundantes le proporcionan nutrientes apropiados.

El protoplasma como la base física de la vida se halla compuesto por agua, electrólitos, proteínas, hidratos de carbono y lípidos:

  1. Agua: se encuentran en toda célula excepto en los adipocitos, se encuentra entre el 70 y 85% en la célula, se encuentran aquí disueltos elementos químicos celulares y en suspensión las partículas o formas membranosas. Las reacciones químicas se pueden dar entre los factores químicos disueltos y las superficies limitantes, entre las partículas suspendidas y las membranas, y en el agua.
  2. Electrólitos: los más importantes son potasio, magnesio, sulfato, fosfato, bicarbonato, y en pequeñas cantidades sodio, cloro y calcio, proporcionan factores químicos inorgánicos para la reacción celular, ayudan a los mecanismos de control celular. Actúan a nivel de la membrana celular permitiendo la transmisión de los impulsos electroquímicos en el nervio y las fibras musculares, actúan a nivel intracelular contactando y determinando reacciones catalizadas enzimáticamente a beneficio del metabolismo celular.
  3. Lípidos: Son solubles en disolventes grasos, los más importantes son fosfolípido y colesterol que forman el 2% de masa celular total, estos son insolubles en agua, constituyendo la membrana celular. La célula tiene triglicéridos o grasas neutras que en los adipocitos conforman el 95% de masa celular, esta grasa es almacenada como reserva corporal distribuyendo energía cuando el cuerpo lo necesite.
  4. Proteínas: son grandes moléculas integradas por varios monómeros de aminoácidos unidos por ligaduras peptídicas en ordenamiento preciso. Conforman el 10 y 20% de la masa celular. En su mayor parte son enzimas, pero, dividimos las proteínas en dos: Proteína estructural: Tiene forma de largos filamentos delgados, que son polímeros de muchas moléculas proteicas, su función es dar el mecanismo contractil a los músculos. Proteína simple o globular: Tiene una sola molécula proteica, son las enzimas de la célula, son solubles en líquido celular, o a su vez estas forman parte o están adheridas a las estructuras membranosas del interior celular, estando en contacto con substancias del interior celular catalizando reacciones químicas.
  5. Hidratos de Carbono: Forman parte solo en las moléculas glucoprotéicas, tienen escasa función estructural en la célula, apenas con el 1% de masa total, y aumentando hasta el 3% en la célula muscular y hasta el 6% en los hepatocitos. Está en el líquido celular externo en forma de glucosa disuelta a disponibilidad. Se encuentran almacenadas en 1a célula en forma de glucógeno (polímero insoluble de glucosa).
  6. Acidos Nucleicos: Son, entre las macromoléculas, los que presentan mayor limitación topográfica y guardan relación con la síntesis proteínica. Hay dos clases principales: EI ADN y el ARN, cada uno de ellos está integrado por un ordenamiento alterno de dos unidades, esto, es un grupo fosfato y un grupo carbohidrato. Unido a cada grupo fosfato se encuentra una base, es purina o pirimidina. En el ADN (Acido Desoxirribonucléico), el azúcar es una desoxirribosa y las bases son solamente de cuatro tipos: adenina, timina, guanina, citosina. En el ARN, el azúcar es la ribosa y las bases son igual a las del DNA, solo que el uracilo sustituye a la timina. En las células de metazoarios, se encuentra DNA en el núcleo, principalmente donde se constituye material genético. E1 RNA se encuentra en el núcleo y citoplasma.

El protoplasma tiene propiedades fisiológicas que indican la función de las células, así tenemos:

Irritabilidad: responde a un estímulo y desaparece con la muerte celular.

Conductibilidad: transmite una onda de excitación (impulso, eléctrico) por toda la célula, desde el punto en que es estimulada.

Contractilidad: cambia de forma por lo general en sentido de acortamiento cuando esta es estimulada.

Respiración: Es el fenómeno por el que substancias nutritivas y el oxígeno del interior de las células se oxida y produce energía, bióxido de carbono y agua.

Absorción: Es la inhibición de ciertas substancias disueltas, que serán asimiladas por las células y que posteriormente serán utilizadas.

Secreción y excreción: Es cuando la célula puede exteriorizar los diversos materiales. Si el material que la célula exterioriza es un producto útil como una enzima digestiva o una hormona, se denomina al fenómeno secreción, pero si se exterioriza materiales de desecho, se denominará excreción.

Crecimiento y reproducción: Las células tienen una dimensión de 5 a 50 micras; si tiene lugar un crecimiento mayor de tejido, se necesita un incremento del número de células; ello lleva a la división celular.

ESTRUCTURA FISICA DE LA CELULA

Estructuras membranosas de la célula

Membrana Celular

Está conformada por dos capas de lípidos y una de proteínas, la bicapa lipídica de la membrana es impermeable a sustancias hidrosolubles como iones, urea, agua y glucosa; mientras que sustancias solubles en grasa como oxígeno, alcohol, dióxido de carbono la atraviesan fácilmente. El colesterol determina el grado de permeabilidad de la bicapa a las sustancias hidrosolubles y controla la fluidez de la membrana. Las proteínas de la membrana atraviesan ésta a menudo y constituyen vías especializadas para el paso de ciertas sustancias. Otras proteínas son enzimas que catalizan reacciones químicas.

Su composición es de 55% de proteína, 25% de fosfolípidos, 13% de colesterol, 4% de otros lípidos y 3% de hidratos de carbono.

Proteínas: Hay dos tipos de proteínas:

1) Las proteínas integrales atraviesan toda la membrana y proporcionan canales o poros, con propiedades selectivas, por los que difunden sustancias hidrosolubles, en especial iones, entre los líquidos extracelular e intracelular. Otras proteínas integrales actúan transportando sustancias en sentido opuesto al natural (transporte activo).

2) Las proteínas periféricas funcionan casi solo como enzimas o como otro tipo de reguladores de la función intracelular.

Hidratos de carbono: El "Glucocáliz" celular.- Se hallan combinados con proteínas y lípidos formando glucoproteínas y glucolípidos respectivamente. Otros compuestos hidrocarbonados son los proteoglicanos que están adheridos a la superficie externa de la célula, en la que hay un revestimiento flotante de hidratos de carbono que se llama glucocáliz.

Las moléculas de los carbohidratos acopladas a la superficie externa de la célula cumplen las siguientes funciones:

1) Debido a que muchas están cargadas negativamente proporcionan a la célula y su superficie una carga negativa que repele a sustancias de la misma carga.

2) El glucocáliz de cada célula las une entre sí.

3) Muchos actúan como receptores de sustancias para captar hormonas y así activar proteínas internas que consecuentemente activan una cascada de enzimas intracelulares.

4) Algunos participan en reacciones inmunitarias.

Membrana Nuclear

Denominada también envoltorio nuclear. Las capas de la membrana nuclear están atravesadas por miles de poros nucleares en cuyos bordes están anclados complejos de moléculas proteicas. Estos poros permiten el paso de un número moderado de moléculas con un peso molecular de hasta 44000 y el paso rápido de moléculas con peso molecular menor a 15000.

El citoplasma y sus organelos

El citosol es la porción líquida clara del citoplasma en el que se encuentran partículas dispersas, contiene proteínas disueltas, electrólitos, glucosa y compuestos lipídicos. La zona adjunta a la membrana celular se denomina ectoplasma o corteza y contiene una red de microfilamentos, compuestos de fibrillas de actina, que proporciona a la membrana un soporte gelatinoso semisólido.

La zona entre la corteza y la membrana nuclear se denomina endoplasma.

Retículo endoplasmático

Catalizan la síntesis de muchas de las substancias necesarias para la célula, la mayor parte de la síntesis comienza en el retículo endoplasmático, pasando posteriormente al aparato de Golgi. Hay dos tipos:

Ribosomas y Retículo Endoplásmatico Rugoso (granular). - Los ribosomas compuestos de ARN y proteínas actúan en la síntesis proteica de la célula.

Retículo Endoplasmático agranular o liso.- Sintetiza lípidos, en especial fosfolípidos y colesterol., estos se incorporan rápidamente al retículo endoplasmático haciendo que éste se mantenga en constante crecimiento.

Aparato de Golgi

La principal función del aparato de Golgi es procesar substancias ya formadas en el retículo endoplasmático, también sintetiza ciertos hidratos de carbono que no pueden formarse en el retículo endoplasmático. Además forma grandes polisacáridos unidos solo por pequeñas cantidades de proteínas.

Las vesículas formadas por el aparato de Golgi, son fundamentalmente vesículas secretoras que contienen sustancias proteicas que van a ser secretadas por la superficie de la membrana celular al exterior mediante exocitocis. La exocitosis es, en la mayoría de los casos estimulada por la entrada de calcio al interior de la célula, el que interacciona con la membrana vesicular.

El sistema membranoso del retículo endoplasmático y del aparato de Golgi representa un órgano altamente metabólico capaz de formar tanto nuevas estructuras celulares como sustancias secretoras que serán expulsadas desde la célula.

Lisosomas

Proporciona un sistema digestivo intracelular, este proceso se da casi inmediatamente después de que una vesícula pinocítica o fagocítica aparezca dentro de la célula se unen a la misma uno o varios lisosomas para vaciar sus hidrolasas ácidas en el interior de la vesícula formándose de este modo una vesícula digestiva en la que las hidrolasas ácidas comienzan ha hidrolizar las proteínas, hidratos de carbono, los lípidos y otras substancias de la vesícula. Los productos de la digestión son pequeñas moléculas de aminoácidos, glucosa fosfatos y otros que difunden posteriormente a través de la membrana de la vesícula digestiva hacia el citoplasma.

Además los lisosomas actúan en la eliminación de las células o porciones de células dañadas por calor o frío, traumatismos, factores químicos o cualquier otro factor, los lisosomas contienen agentes bactericidas que pueden destruir las bacterias fagocitadas antes de que dañen a la célula.

Otra función de los lisosomas es la regresión tisula que es cuando los tejidos corporales regresan hacia un tamaño menor, esto por ejemplo sucede en el útero tras un embarazo, en los largos periodos de inactividad y en las glándulas mamarias al final de la lactancia.

Peroxisomas

Son parecidos a los lisosomas pero difieren en dos puntos importantes:

1) Se forman por autorreplicación

2) Contienen oxidasas, que a partir de diferentes compuestos combinan el oxígeno con hidrogeniones para formar peróxido de hidrógeno (H2O2), esta sustancia es muy oxidante y se emplea en conjunto con la catalasa, otra enzima oxidante de los peroxisomas, para oxidar sustancias que de otra manera envenenarían la célula.

Vesículas secretoras

Una función importante de la célula es la secreción de sustancias especiales. Las sustancias secretoras se forman en el sistema Retículo endoplasmático- Aparato de Golgi y son liberadas desde el Aparato de Golgi al citoplasma dentro de las vesículas de almacenamiento llamadas gránulos secretores o vesículas secretoras.

Mitocondrias

Llamadas "centrales eléctricas". Las principales sustancias a partir de las cuales las células extraen energía son el oxígeno y los componentes alimenticios que reaccionan con el oxígeno, es decir los hidratos de carbono, las grasas y las proteínas en la que su síntesis origina una secuencia de reacciones químicas denominada ciclo del ácido cítrico o ciclo de Krebs.

En el cuerpo humano casi todos los hidratos de carbono son transformados en glucosa por el aparato digestivo y el hígado antes de llegar a la célula. Del mismo modo las proteínas son convertidas en aminoácidos y las grasas en ácidos grasos. Casi todas estas reacciones oxidativas se producen dentro de la mitocondria y la energía liberada se emplea fundamentalmente para formar el compuesto de gran energía denominado trifosfato de adenosina o ATP, este es un nucleótido formado por una base nitrogenada, la adenina, la pentosa ribosa y tres radicales fosfato. Cuando el ATP libera su energía se separa un radical e ácido fosfórico y se forma el difosfato de adenosina o ADP. Entonces, la energía derivada de los nutrientes celulares determina que el ADP y el ácido fosfórico se combinen de nuevo para formar nuevos ATP, dicha conversión repres4nta menos del 5% del metabolismo energético global de la célula, se repite todo este proceso una y otra vez.

El proceso para la forma ATP se denomina mecanismo quimiosmótico, el cual en más de su 95% es formado en la mitocondria.

El ATP se utiliza para estimular tres grandes categorías de funciones celulares:

  1. El transporte de membrana como suministro energético para el transporte del sodio a través de la membrana celular.
  2. La síntesis de compuestos químicos en la célula para promover la síntesis proteica de los ribosomas.
  3. El trabajo mecánico, para proporcionar la energía necesaria durante la contracción muscular.

Además de las proteínas, las células sintetizan fosfolípidos colesterol purinas, pirimidinas y un gran número de otras sustancias.

La síntesis de casi todos los compuestos químicos requiere energía.

Existen otras células que realizan un trabajo distinto especialmente con los movimientos ciliares y ameboide. El ATP siempre está disponible para liberar su energía y casi en forma explosiva en cualquier lugar de la célula que lo necesite. Para reponer el ATP utilizado por la célula se degradan hidratos de carbono, grasas y proteínas mediante reacciones químicas mucho más lentas cuya energía liberada se emplea para sintetizar nuevo ATP.

Estructuras Filamentosas y Tubulares de la célula

Las proteínas fibrilares suelen organizarse en filamentos o túbulos, que se originan en forma de moléculas proteicas precursoras, sintetizadas por los ribosomas del citoplasma. Estas moléculas dan lugar a la formación de filamentos.

En las células existe un tipo especial de filamento compuesto por moléculas de tubulina polimerizada que es empleada para construir estructuras tubulares, los microtúbulos, que contienen 13 protofilamentos de tubulina que forman un cilindro hueco. Estos cilindros se disponen en haces y proporcionan fuerza estructural.

Los microtúbulos actúan como citoesqueleto, confiriendo estructuras físicamente rígidas para ciertas regiones celulares. Debido a los movimientos de los brazos que se proyectan desde los microtúbulos el citoplasma fluye en la vecindad de estos.

Núcleo

Es el centro de control de la célula. Los genes que se hallan en el núcleo controlan la reproducción.

Nucleolo

El nucleolo se agranda cuando la célula sintetiza proteína activamente. Los genes de cinco pares de cromosomas separados sintetizan ARN ribosómico y lo almacenan en el nucleolo, primero es un ARN fibrilar suelto que al condensarce forma "subunidades" granulares de ribosomas, los que son transportados a través de los poros de la membrana nuclear al citoplasma, donde se ensamblan y forman ribosomas "maduros" que participan en la formación de proteínas.

SISTEMAS FUNCIONALES DE LA CÉLULA.

Descubrimos diversos sistemas funcionales representativos de la célula que la convierten en un organismo vivo, entonces tenemos:

ENDOCITOSIS.

Si una célula debe vivir y crecer necesita obtener nutrientes y otras sustancias a partir de los líquidos circundantes. La mayoría de las sustancias atraviesan la membrana celular mediante difusión y transporte activo.

La difusión es el movimiento a través de la membrana, mediante un movimiento aleatorio de las moléculas bien a través de los poros de la membrana celular o, en el caso de las sustancias liposolubles a través de la matriz lipídica de la membrana.

Estos mecanismos de transporte son tan importantes para el funcionamiento de la célula. Las partículas muy grandes penetran al interior celular mediante una función especializada de la membrana llamada endocitosis, las principales formas de endocitosis son la pinocitosis y la fagocitosis.

PINOSITOSIS.- tiene lugar en las membranas celulares de la mayoría de las células en forma rápida. La pinocitosis es el único medio por el cual puede entrar a la célula las grandes macrocélulas en su mayor parte proteínas. La velocidad que se forman las vesículas pinocíticas aumenta cuando las macromoléculas se acoplan a la membrana celular.

FAGOCITOSIS.- se produce de forma muy parecida a la pinocitosis pero engloba a partículas grandes en vez de moléculas. Solo determinadas células tienen la capacidad de fagocitar, fundamentalmente los macrófagos tisulares y algunos leucocitos.

La fagocitosis sigue los siguientes pasos:

  1. Los receptores de la membrana celular se unen a los ligandos de la superficie de la partícula.
  2. Los extremos de la membrana se envaginan en fracción de segundo para rodear a toda la partícula luego los receptores de la membrana se acoplan progresivamente a los ligandos de la partícula sucediendo rápidamente formando la vesícula fagocítica.
  3. La actina y otras fibras contráctiles del citoplasma rodean a la vesícula fagocítica y se contraen alrededor de su borde externo, empujando la vesícula hacia el interior.
  4. Las proteínas contráctiles independizan entonces a la vesícula, dejándola en el interior de la célula del mismo modo en que se forman las vesículas pinocíticas.

CICLO DE KREBS

Es también llamado ciclo tricarboxilico o del ácido cítrico. Es la vía final para los productos del metabolismo oxidativo de los glúcidos, lípidos y aminoácidos donde son oxidados a CO2; cada una de estas por su propia vía oxidativa confluye su producto en el ciclo de Krebs; así los aminoácidos por desaminación oxidativa se transforma en cetoácidos, la glucosa por glucolisis en ácido pirúvico y acetil CoA , en cuanto que las grasas por beta oxidación en acetil CoA.10

A partir del ácido pirúvico el catabolismo de la glucosa entra en una fase definitiva, el ciclo de Krebs, que comporta la degradación total del pirúvico y se realiza en el interior de la mitocondria. Es en esta fase cuando se produce el CO2, el H2O y un rendimiento energético elevado. Esta degradación esta integrada por un conjunto cíclico de etapas, los substratos intermediarios son ácidos orgánicos de tres carbonos, que son, así mismo, los precursores para la síntesis de muchas substancias.

El ciclo de Krebs comienza con el ingreso en la mitocondria del pirúvico, donde se transforma en acetil CoA; el coenzima A (CoA) es un activador metabólico de molécula algo compleja que contiene un nucleótido de adenina y una vitamina del grupo B, el ácido pantotérnico.

La formación del acetil CoA esta catalizada por un complejo enzimático importante el de la priruvato deshidrogenada, que es inhibido por el ATP, lo que regula la entrada y el funcionamiento del ciclo. No obstante, en ausencia de O2, el pirúvico, en lugar de ingresar en el ciclo de Krebs puede seguir la vía fermentativa y transformarse en ácido láctico; esto puede suponer momentáneamente un aporte de energía (en forma de NAD +) en condiciones extremas, en las que el aporte de O2 resulta insuficiente (sin embargo el ácido láctico se acumula en el músculo y produce fatiga muscular).6

FOSFORILACION OXIDATIVA

Es un proceso, catalizado por reductasas y oxidasas, de transporte de los hidrógenos obtenidos durante la glucolisis y el ciclo de Krebs hasta su aceptor final, el oxigeno (a través de una serie de moléculas intermedias, los transportadores electrónicos), en el cual se sintetizan moléculas de ATP. La fosfoliración oxidativa, en intima conexión con el ciclo de Krebs, se realiza en la mitocondria, en la superficie interna de las crestas.6

PATOLOGIA

LESION Y ADAPTACION CELULAR

DEFINICIONES

La lesión y adaptación celular puede ser reversible e irreversible, y se produce cuando los límites sobrepasan la capacidad de adaptación o si esta no es posible, se describe una serie de sucesos que dan lugar a la lesión celular, por ejemplo. La lesión celular es reversible hasta cierto punto, pero si persiste el estímulo o si éste es lo bastante intenso desde un principio, la célula llega a un punto sin retorno y sufre lesión celular irreversible y muerte celular.

La lesión celular depende no solo del tipo sino de la duración, gravedad del estímulo, estado y adaptabilidad de la célula.

CAUSAS

Las causas de lesión reversible y muerte celulares van desde la violencia física hasta la falta genética sutil de una enzima intracelular vital que trastorna la función metabólica. La mayor parte de las causas pueden clasificarse en los siguientes grupos generales:

Hipoxia: (falta de oxígeno)

Agentes físicos: Comprenden traumas mecánicos, temperaturas extremas (quemaduras y congelación), cambios repentinos de la presión atmosférica y descargas eléctricas.

Agentes químicos y fármacos: Agentes químicos sencillos, como la glucosa o la sal

Agentes biológicos: Los agentes biológicos varían desde virus submicroscópicos hasta grandes tenias.

Reacciones inmunológicas. Pueden salvar la vida o ser mortales

Alteraciones genéticas: Como el Síndrome de Down.

Desequilibrios nutricionales: Las deficiencias de proteínas y calorías produce un numero aterrador de muertes. Los excesos nutricionales se han convertido en causas importantes de lesiones y muertes celulares.

PATOGENIA

Aún no se ha precisado el sitio donde se produce daño irreversible o muerte. Existen dos causas corrientes de lesión celular; 1) lesión hipóxica, y 2) alguna lesión por agentes químicos.

Lesión isquémica e hipóxica

E1 primer sitio de ataque de 1a hipoxia es 1a respiración aeróbica celular, en la cual se disminuye la presión parcial de oxígeno dentro de la célula..

Este trastorno es reversibles si se restablece la oxigenación. En caso de persistir la isquemia hay continuada pérdida de coenzimas esenciales, proteínas y ácidos ribonucléicos por las membranas demasiado permeables. 11

MECANISMOS DE LESIÓN IRREVERSIBLE

En la isquemia irreversible son dos: la incapacidad de inversión de la difusión mitocondrial para la reoxigenación . Y el desarrollo de los transtornos internos de la función de la membrana.

Disfunción mitocondrial. La depleción de ATP juega un papel decisivo. Para muchos procesos de síntesis y de degradación celular puede participar de modo indirecto en el otro fenómeno característico de la isquemia: la lesión de la membrana celular.

Alteraciones de la membrana celular. Se demuestra que 1a lesión de 1a membrana celular es factor central en 1a patogenia de 1a lesión celular irreversible.

LESION POR AGENTES QUIMICOS

Mecanismos Generales: En el daño celular por agentes químicos, la incógnita es el carácter bioquímico de la interacción entre el agente tóxico y la membrana celular que produce la lesión y mayor permeabilidad. En lo que se refiere a la mayor parte del resto de agentes químicos orgánicos, se postulan dos mecanismos generales para explicar el daño de la membrana: 1) peroxidación Lipídica (que explicaremos en detalle más adelante) y 2) enlace covalente directo de un metabolito de la sustancia química con los componentes de la membrana. Muchos tipos de lesión tóxica y procesos patológicos se debe a la formación de radicales libres altamente reactivos, envejecimiento celular, destrucción microbiana por células fagocitarias, inflamación, lesión celular y otros.

MORFOLOGIA DE LA LESION CELULAR

Cambios ultraestructurales

Los cambios de la membrana plasmática se advierten en etapas tempranas de la lesión célular y provocan los trastornos de la regulación de iones y fluidos producidos por la pérdida de ATP.

Los cambios mitocondriales sobrevienen rápidamente después de la lesión isquémica, pero son más tardíos en algunos tipos de lesión por agentes químicos, tiene aspecto denso, como resultado de la condensación de la matriz proteica y la pérdida de ATP. Sin embargo, ello va rápidamente seguido de tumefacción mitocondrial. Aparecen densidades. Por último, hay rotura de las membranas mitocondriales seguida de calcificación progresivamente. 11

Después de la agresión hay dilatación del retículo endoplasmático, seguido de fragmentación progresiva del RE

Patrones histológicos

En la patología clásica, los cambios morfológicos resultantes de una lesión no mortal de las células se llamaban degeneraciones, pero en la actualidad se denominan lesiones reversibles. Se identifican dos cuadros con el microscopio óptico: tumefacción celular y degeneración grasa.

Tipos de necrosis.

Necrosis de coagulación. Se caracteriza por conversión de la célula en una lápida acidófila y opaca, generalmente con pérdida del núcleo.

Necrosis concuativa. Ocurre cuando predominan la autólisis y la heterólisis sobre estados que facilitan la desnaturalización de proteínas.

Necrosis enzimática de la grasa. Se observa cuando escapan lipasas hacia los depósitos adiposos.

Necrosis caseosa. Combinación de la de coagulación y la colicuativa, que se encuentra principalmente en el centro de infecciones tuberculosas.

Necrosis gangrenosa. Infectado por agentes bacterianos

ACUMULOS INTRACELULARES DE LIPIDOS

Esteatosis

El acúmulo anornnal de grasa en las células parenquimatosas, recibe el nombre de esteatosis se observa más a menudo en el Hígado y

CARACTERISTICAS:

  1. La aparición de vacuolas de grasa dentro de 1as células.
  2. La cantidad de grasa contenida no depende de la patogenia, sino que manifiesta algún desequilibrio en la producción, utilización o movilización de las grasas.
  3. La esteatosis a menudo va precedida de tumefacción celular.
  4. La esteatosis a menudo anuncia la muerte celular. 11

Otras acumulaciones de lípidos

Acumulaciones de triglicéridos , colesterol y ésteres de colesterol en diversas enfermedades. El trastorno más importante es la arteriosclerosis..

Lipomatosis, Infiltración del estroma por grasa Infiltración del estroma por grasa

Esta es una forma de acumulación extracelular de lípidos cuyos mecanismos y connotación difieren por completo de 1a acumulación intracelular de grasa.

ACUMULOS INTRACELULARES DE PROTEINAS

El exceso de proteínas suficiente para causar alteraciones morfológicamente visibles se observa únicamente en las células epiteliales de los túbulos contorneados renales y en células plasmáticas. 11

ACUMULACION INTRACELULAR DE GLUCOGENO

Los depósitos intracelulares excesivos de glucógeno se observan en sujetos con trastornos del metabolismo de glucosa o del glucógeno.

La diabetes mellitus es el ejemplo más notable de un trastorno del metabolismo de la glucosa Las glucogenosis son procesos en las que el almacenamiento masivo de sustancias dentro de las células causa lesión y muerte celular secundaria.

ACUMULOS INTRACELULARES DE LIPIDOS Y CARBOHIDRATOS COMPLEJOS

Acumulan complejos anormales de carbohidratos y lípidos que no pueden metabolizarse normalmente. Estas sustancias se acumulan dentro de las células de todo el organismo, principalmente las del sistema reticuloendotelial. En las enfermedades de Gaucher, Tay-Sachs y Niemann-Pick, los productos anómalos son lípidos complejos; en las mucopolisacaridosis son carbohidratos complejos. En las glucolipidosis se acumulan otros productos menos corrientes. A menudo se producen esplenomegalia y hepatomegalia masivas. Los acúmulos también pueden presentarse en células parenquimatosas de hígado y riñones, y en células ganglionares de cerebro y retina. 11

ACUMULOS INTRACELULARES DE PIGMENTOS

Los pigmentos son sustancias normales otras son anormales y se acumulan en las células sólo en circunstancias especiales. Los pigmentos exógenos provienen del ambiente, y los endógenos son sintetizados en el organismo.

Pigmentos Exógenos. El pigmento exógeno más común es el polvo de carbón o carbón de hulla, que causa una enfermedad pulmonar grave llamada neumoconiosis que tienen los mineros. El polvo de hierro se acompaña de polvo de sílice (siderosilicosis), el componente silicótico es el causante de esta enfermedad.

El tatuaje es una forma de pigmentación localizada de la piel. Los pigmentos inoculados son fagocitados por macrófagos dérmicos en los cuales residen durante el resto de la vida en el sujeto. Los pigmentos no producen respuesta inflamatoria.

Pigmentos Endógenos. En su gran mayoria los pigmentos endógenos provienen de la hemoglobina, con excepción de la lipofuscina y la melanina.

Lipofuscina. La lipofuscina es un pigmento intracitoplasmático insoluble, también llamado lipocromo, ceroide o pigmento de «desgaste» o envejecimiento, es de color pardo amarillento, particularmente notable en hígado y corazón de pacientes ancianos v con desnutrición grave y suele acompañarse de empequeñecimiento de los órganos (atrofia parida). La lipofuscina no es lesiva para la célula ni para su función.

Melanina. La melanina es un pigmento endógeno, de color pardo negruzco, es el pigmento de la piel. Son frecuentes los tumores benignos y malignos de los melanocitos, el lunar benigno (nevus pigmentario) y el equivalente maligno (melanoma), variante de cáncer. La acumulación de melanina produce un color negro intenso. Los trastornos de la pigmentación por melanina son frecuentes y constituyen una orientación importante de enfermedades de otros sistemas del organismo.

Hemosiderina. La hemosiderina es un pigmento cristalino o granuloso, dé color amarillo dorado o pardo que deriva de la hemoglobina, cuando hay exceso local o general de hierro 1a ferritina forma gránulos de hemosiderina. Así pues, la hemosiderina corresponde a conglomerados de micelas de ferritina. En muchos estados patológicos, el exceso de hierro hace que se acumule hemosiderina en las células.

Hematina. La hematina es un pigmento que procede de la hemoglobina, su color es amarillo pardo granular, suele observarse después de crisis hemolíticas masivas, como ocurren en las reacciones por transfusión o en el paludismo.

Bilirrubina. La bilirrubina es el pigmento amarillo o verde normal de la bilis, proviene de la hemoglobina. La ictericia es un trastorno clínico por exceso de este pigmento en células. 11

ALTERACIONES DE ORGANELAS Y CITOESQUELETO

Lisosomas: Heterofagia y Autofagia

Los fagolisosomas pueden originarse de dos formas: La heterofagocitosis es la captación de material del exterior a través del proceso de endocitosis. Los lisosomas involucrados en la autodigestión se denominan autolisosomas y el proceso se llama autofagia. En células en vías de atrofia la autofagia es particularmente intensa. Tanto la heterofagia como la autofagia son procesos intracelulares muy frecuentes. 11

ALTERACIONES MITOCONDRIALES

En una serie de situaciones patológicas se producen alteraciones en el número, tamaño y forma de las mitocondrias. Por ejemplo, en la hipertrofia y en la atrofia se produce un aumento y una disminución, respectivamente, del número de mitocondrias en las células, también en células tumorales es frecuente observar mitocondrias grandes y con gran pleomorfismo. 11

ANOMALIAS DE CITOESQUELETO Y MEMBRANA

Las anomalías del citoesqueleto se reflejan en defectos de funciones celulares, como la locomoción o los movimientos intracelulares de los organelos, o en algunos casos en acumulaciones intracelulares de un material fibrilar. Sólo citaremos unos ejemplos, un defecto de la polimerización microtubular en el síndrome de Chédiak-Higashi es la causa del retraso o disminución de la fusión de lisosomas con fagosomas en los leucocitos, lo cual impide la fagocitosis. Debe hacerse mención de los defectos en la membrana estructural, una red filamentosa de proteínas unida a la superficie interna de la membrana de ciertas células, en particular de los eritrocitos. Estas proteínas son la espectrina, actina y anquirina.

ADAPTACION CELULAR

Mientras la célula pueda adaptarse a una alteración de su entorno, podrá evitar la lesión. La adaptación celular es por tanto un estado intermedio entre la célula normal sin tensiones, y la célula lesionada, con sobrecarga tensional.

Consideraremos los cuatro tipos más importantes de cambios adaptativos de las células, que son: atrofia, hipertrofia, hiperplasia y metaplasia. 11

ATROFIA

Es la disminución del tamaño de 1a célula por pérdida de sustancia celular. Las causas aparentes de atrofia son: 1) disminución del trabajo, 2) pérdida de inervación, 3) disminución del riego sanguíneo, 4) nutrición inadecuada y 5) pérdida del estímulo endocrino.

La atrofia significa disminución de los componentes estructurales de la célula, que posee menos mitocondrias, miofilamentos y retículo endoplasmático. No se han dilucidado los mecanismos bioquímicos de la atrofia. Las células atróficas son sustituidas por tejido conectivo y adiposo. La reposición por tejido adiposo origina la llamada infiltración grasa del estroma de los tejidos.

HIPERTROFIA

Hipertrofia denota un aumento de las dimensiones de las células y, por ello, aumento de tamaño del órgano. El aumento de las dimensiones de las células no depende de una mayor captación de agua, llamada tumefacción o edema celular, sino de la síntesis de más componentes ultraestructurales. La hipertrofia puede ser causada por un aumento en la demanda funcional o por un estímulo hormonal específico y puede ocurrir en circunstancias fisiológicas y patológicas. La hipertrofia muscular es el resultado de un aumento de la síntesis de proteínas, también una disminución de la degradación proteica, con un nivel normal o sólo ligeramente aumentado de síntesis proteica. Los responsables de tal degradación son ciertas enzimas intracelulares, incluidas las proteasas. 11

HIPERPLASIA

La hiperplasia consiste en un aumento del número de células de un órgano o tejido, que también pueden aumentar de tamaño. Se acostumbra a clasificar la hiperplasia en fisiológica y patológica.

Hiperplasia Fisiológica. Las dos clases más frecuentes de hiperplasia fisiológica son: 1) hiperplasia hormonal, como ejemplos tenemos el crecimiento del epitelio glandular de la mama femenina en la pubertad y embarazo, y la hiperplasia fisiológica del útero grávido, y 2) hiperplasia compensadora, que ocurre cuando se extirpa parte del hígado (hepatectomía parcial).

Hiperplasia Patológica. Son en su mayoria casos de estímulo hormonal excesivo en las células efectoras. Los ejemplos más frecuentes son la hiperplasia astenomatosa del endometrio. Después de cada período menstrual normal se desencadena una actividad proliferativa que pudiera considerarse como una proliferación reparadora o hiperplasia fisiológica del endometrio.

La hiperplasia patológica proporciona un terreno en el cual puede surgir finalmente una proliferación cancerosa.

La hiperplasia (fisiológica o patológica) es producida por estímulos conocidos. Es un fenómeno regulado porque cesa al suspenderse el estímulo. Pero tiene la capacidad de reparar un defecto o reconstruir un órgano y puede tener una finalidad útil.

Aunque la hipertrofia y la hiperplasia son fenómenos diferentes, está claro que en muchos casos aparecen simultáneamente y son desencadenadas por el mismo mecanismo.

METAPLASIA

La metaplasia es un cambio reversible en el cual una célula de tipo adulto (epitelial o mesenquimatosa) es sustituida por otro tipo de célula adulta. El déficit de vitamina A produce rnetaplasia escamosa en el epitelio respiratorio. 11 Las células metaplásicas probablemente procedan de la diferenciación anómala de células madre indiferenciadas, aunque también pueden resultar de la división de células diferenciadas preexistentes. Cuando estos persisten pueden provocar la transformación cancerosa del epitelio metaplásico. Así pues, el tipo más frecuente de cáncer del aparato respiratorio está formado por células escamosas.

DISPLASIA

La displasia es una alteración de células adultas que se caracteriza por variación en su tamaño, forma y organización. Displasia significa trastorno de1 desarrollo, pero se aplica a células epiteliales o mesenquimatosas que han experimentado cambios proliferativos irregulares y atípicos como respuesta a una irritación o inflamación crónica. Se observa frecuentemente en el cuello uterino después de cervicitis crónica duradera. Esta clase de displasia en el cuello uterino y en e1 aparato respiratorio participa en la etiología de1 cáncer. Los cambios son reversibles y al eliminar las causas desencadenantes, el epitelio puede recuperar el aspecto normal. 11

OTRAS ALTERACIONES

CALCIFICACION

Consiste en el depósito anómalo de sales de calcio junto a pequeñas cantidades de hierro, magnesio y otras sales minerales. Cuando el depósito de sales de calcio ocurre en tejidos muertos o en vías de ello, se llama calcificación distrófica. El depósito de sales de calcio en tejidos vivos se llama calcificación metastásica, y casi siempre manifiesta algún trastorno del metabolismo cálcico que origina hipercalcemia.

DEGENERACION HIALINA

Hialino significa una alteración intracelular o del espacio extracelular, que produce un aspecto homogéneo, vítreo y rosado en los cortes histológicos sistemáticos. Representa un acúmulo intracelular o una consecuencia de depósitos extracelulares.

La mayor parte de la sustancia hialina consiste en precipitados de proteínas plasmáticas que han escapado a través del endotelio dañado hacia la pared arteriolar. Hay duplicación de la membrana basal de las arteriolas, otro ejemplo de sustancia hialina extracelular es la hialinización de los glomérulos renales cuando experimentan un daño crónico, en este caso la sustancia hialina es una conglomeración de proteínas plasmáticas, sustancia de membrana basal y matriz mesangial.

ENVEJECIMIENTO CELULAR

Se puede pensar en dos acontecimientos que conducen a la senectud celular: El primero es la existencia de un programa genético que limita la duración de la capacidad de duplicación de diversas células somáticas normales (senectud clonal); El segundo acontecimiento es la aparición de alteraciones en las células, que pierden la capacidad de la mitosis y no pueden compensar (aumentando el número de descendientes) las deficiencias en el número, estructura o función celulares, ello se llama senectud posduplicativa y pudiera ser consecuencia de una agresión celular repetida. Cada vez más los individuos que envejecen, tienen 1a facultad de causar mutaciones somáticas por su efecto lesivo sobre el DNA, como rayos ultravioleta, rayos X, sustancias químicas y productos alimenticios, pero estos agentes también pueden afectar directamente otros componentes citoplásmicos como retículo endoplasmático, membranas celulares, mitocondrias, ribosomas. Otra característica morfológica del envejecimiento es la acumulación de lipofuscina en las células, que es el producto final de degradación de las vacuolas autofágicas.

BIBLIOGRAFIA

  1. GUYTON, Arthur; Tratado de Fisiología Medica, Editorial Interamericana, Novena Edición
  2. GANONG, De William; Manual de Fisiología Medica, Editorial El Manual Moderno, Tercera Edición, México. D.F., 1971.
  3. MORENO; Principios de Biología Celular.
  4. HAM, David; Histología, Editorial Harla, Edición Novena, México.
  5. SALVAT ; Enciclopedia Salvat de Ciencias y Técnicas, Editorial Internacional, Tercera Edición, Barcelona-España, 1984.
  6. SUBIRANO, José; Atlas de Biología Fundamental, Editorial Edibook, Primera Edición, Barcelona-España.
  7. VILLE, Claude; Biología, Editorial Talleres de Prensa Técnicas S. A., Décima Segunda Edición, México, 1985.
  8. KRUPP,Schoroeder; Diagnóstico Clínico y Tratamiento, Editorial El Manual Moderno, Vigésima Octava Edición, México, 1993.
  9. INTERNET; http://lucas.simplenet.com
  10. HERNANDEZ; Química Fisiológica, Editorial Pueblo y Educación, 1981
  11. ROBBINS, R. S; Patología Estructural y Funcional, Editorial Interamericana, Tercera Edición, 1988.
  12. ENCARTA 98; Enciclopedia Multimedia, Microsoft.
  13. LESSON, Roland; Histología, Editorial Interamericana, Quinta Edición, 1987.
  14. BODYWORKS 5.0; Enciclopedia Multimedia, Microsoft

ANEXOS

GRAFICO 1

GRAFICO 2

GRAFICO 3

GRAFICO 4

GRAFICO 5

GRAFICO 6

GRAFICO 7

GRAFICO 8.1

GRAFICO 8.2

GRAFICO 9

GRAFICO 10

GRAFICO 11

GRAFICO 12




UNIVERSIDAD CENTRAL

DEL ECUADOR

FACULTAD DE CIENCIAS MEDICAS

ESCUELA DE MEDICINA

CITOLOGIA

IGNACIO BONILLA

SEBASTIAN CADENA

SANTIAGO CARRILLO

ESTEBAN DURANGO

GEOVANNY GARCIA

PAULINA HERNANDEZ

CHARITO JARRIN

DAVID PIEDRA

LORENA RANGLES

ANDREA SALAME

SAMUEL VERA

QUITO, 16 DE JUNIO DE 1999

Dedicamos este trabajo a nuestros padres que con

amor y sacrificio nos han guiado por el camino de

la sabiduría fruto del cual nace el presente trabajo.

Agradecimiento

En especial a la Dra. Elizabeth Moya

que con su paciencia y desinteresada

entrega nos ha impartido sus conocimientos,

y en general a todos los profesores que

de una u otra manera colaboraron para

el desarrollo de este proyecto.

Coordinador: David S. Piedra

E-mail: davidpiedra[arroba]email.com

 

 

Autor:

David


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