10.3: Células y Tejidos Humanos

Trapeador para polvo

Esta foto en Figura\(\PageIndex{1}\) parece un primer plano de una trapeadora anticuada, y el objeto que muestra tiene una función algo similar. Sin embargo, el objeto está muy agrandado en la foto. ¿Puedes adivinar qué es? La respuesta puede sorprenderte. Se trata de una micrografía electrónica de barrido de células epiteliales humanas que recubren los conductos bronquiales. Las extensiones flexibles parecidas a trapeadores son en realidad estructuras microscópicas llamadas cilios que se proyectan desde la superficie externa de las células epiteliales. La función de los cilios es atrapar polvo, patógenos y otras partículas en el aire antes de que entre en los pulmones. Los cilios también se balancean hacia adelante y hacia atrás para barrer las partículas atrapadas hacia arriba hacia la garganta, de la cual pueden ser expulsadas del cuerpo.

Figura\(\PageIndex{1}\): Imagen de microscopio electrónico de barrido del epitelio de la tráquea pulmonar. Hay células ciliadas y on-ciliadas en este epitelio. Obsérvese la diferencia de tamaño entre los cilios y las microvellosidades (en la superficie celular no ciliada)

Células humanas

Al igual que las células bronquiales ciliadas en la micrografía anterior, muchas otras células en el cuerpo humano son muy distintivas y muy adecuadas para funciones especiales. Para realizar sus funciones especiales, las celdas pueden variar de varias maneras.

Variación en células humanas

Algunas células actúan como células individuales y no están unidas entre sí. Los glóbulos rojos son un buen ejemplo. Su función principal es transportar oxígeno a otras células por todo el cuerpo, por lo que deben poder moverse libremente por el sistema circulatorio. Muchas otras células, por el contrario, actúan junto con otras células similares como parte del mismo tejido, por lo que están unidas entre sí y no pueden moverse libremente. Por ejemplo, las células epiteliales que recubren el tracto respiratorio se unen entre sí para formar una superficie continua que protege el sistema respiratorio de partículas y otros peligros en el aire.

Muchas células pueden dividirse fácilmente y formar nuevas células. Las células de la piel mueren constantemente y se desprenden del cuerpo y se reemplazan por nuevas células de la piel, y las células óseas pueden dividirse para formar hueso nuevo para su crecimiento o reparación. Algunas otras células, por el contrario, como ciertas células nerviosas, pueden dividirse y formar nuevas células solo en circunstancias excepcionales. Es por eso que las lesiones del sistema nervioso como una médula espinal seccionada generalmente no pueden sanar por la producción de nuevas células, lo que resulta en una pérdida permanente de la función.

Muchas células humanas tienen el trabajo principal de producir y secretar una sustancia en particular, como una hormona o una enzima. Por ejemplo, células especiales en el páncreas producen y secretan la hormona insulina, que regula el nivel de glucosa en la sangre. Algunas de las células epiteliales que recubren los conductos bronquiales producen moco, una sustancia pegajosa que ayuda a atrapar partículas en el aire antes de que pase a los pulmones.

Diferente pero idéntico

Todos los diferentes tipos de células dentro de un organismo humano individual son genéticamente idénticos, así que no importa cuán diferentes sean las células, todas tienen los mismos genes. ¿Cómo pueden surgir esos tipos diferentes de células? La respuesta es la regulación diferencial de los genes. Las células con los mismos genes pueden ser muy diferentes debido a que diferentes genes se expresan dependiendo del tipo de célula.

Ejemplos de Tipos de Células Humanas

Muchos tipos comunes de células humanas —como las células óseas y los glóbulos blancos— en realidad consisten en varios subtipos de células. Cada subtipo, a su vez, tiene una estructura y función especiales. Una mirada más cercana a estos tipos de células le dará una mejor apreciación de la diversidad de estructuras y funciones de las células humanas.

Células óseas

Existen cuatro subtipos principales de células óseas, como se muestra en la Figura\(\PageIndex{2}\). Cada tipo tiene una forma y función diferentes:

1. Los osteocitos son células óseas en forma de estrella que constituyen la mayoría del tejido óseo. Son las células más comunes en el hueso maduro y pueden vivir tanto tiempo como el propio organismo. También controlan la función de las células óseas llamadas osteoblastos y osteoclastos.
2. Los osteoblastos son células con núcleos únicos que sintetizan hueso nuevo. Funcionan en grupos organizados de células conectadas llamadas osteones para formar la matriz orgánica y mineral del hueso.
3. Las células osteogénicas son células madre indiferenciadas que se diferencian para formar osteoblastos en el tejido que cubre el exterior del hueso.
4. Los osteoclastos son células multinucleadas muy grandes que son responsables de la descomposición de los huesos a través de la resorción. La descomposición del hueso es muy importante en la salud ósea porque permite la remodelación ósea.

Figura\(\PageIndex{2}\): Cuatro subtipos de células óseas en el sistema esquelético humano: Osteocitos (mantener tejidos óseos), Osteoblastos (formar matriz ósea), Células osteogénicas (células madre), Osteoclastos (reabsorber hueso)

Glóbulos Blancos

Los glóbulos blancos (también llamados leucocitos) son incluso más variables que los óseos. En la Figura se muestran cinco subtipos de glóbulos blancos\(\PageIndex{3}\). Todas ellas son células del sistema inmune involucradas en la defensa del cuerpo, pero cada subtipo tiene una función diferente. También difieren en la proporción normal de todos los leucocitos que componen.

1. Los monocitos constituyen alrededor del 5 por ciento de los leucocitos. Son las células más grandes con extensiones y un núcleo en forma de riñón. Envuelven y destruyen (fagocitan) patógenos en los tejidos.
2. Los eosinófilos constituyen alrededor del 2 por ciento de los leucocitos. Tienen y un núcleo bilobado. Atacan a parásitos más grandes y provocan respuestas alérgicas.
3. Los basófilos constituyen menos del 1 por ciento de los leucocitos. Al igual que los eosinófilos, estas células también tienen gránulos y un núcleo bilobado. Liberan proteínas llamadas histaminas que están involucradas en la inflamación.
4. Los linfocitos constituyen alrededor del 30 por ciento de los leucocitos. Se trata de células pequeñas con un gran núcleo circular. Incluyen células B y células T. Las células B producen anticuerpos contra antígenos no propios y las células T destruyen las células infectadas por virus y las células cancerosas.
5. Los neutrófilos son los glóbulos blancos más numerosos, constituyendo alrededor del 62 por ciento de los leucocitos. Tienen gránulos y un núcleo multilobulado. Fagocitan bacterias y hongos unicelulares en la sangre.

Figura\(\PageIndex{3}\): Cinco subtipos de glóbulos blancos humanos en el sistema inmune humano: monocito, eosinófilo, basófilo, linfocito, neutrófilo

Tejidos

Figura\(\PageIndex{4}\): Hay 4 tipos diferentes de tejidos en nuestro cuerpo. El tejido nervioso se encuentra en el cerebro, la médula espinal y los nervios. Tejido muscular como el músculo cardíaco, liso y esquelético. El tejido epitelial reviste los órganos del tracto GI y otros órganos huecos y se encuentra en la superficie de la piel (epidermis). Tejido conectivo como grasa y otro tejido acolchado blando, hueso y tendón.

Grupos de células conectadas forman tejidos. Las células en un tejido pueden ser todas del mismo tipo o pueden ser de múltiples tipos. En cualquier caso, las células del tejido trabajan juntas para llevar a cabo una función específica. Hay cuatro tipos principales de tejidos humanos: conectivo, epitelial, muscular y nervioso.

Tejido Conectivo

Figura\(\PageIndex{5}\): La imagen resume las diversas categorías de tejidos conectivos que se encuentran en el cuerpo humano. El tejido conectivo se puede clasificar como tejido conectivo propiamente dicho, cartílago, hueso o sangre. El cartílago se puede clasificar como cartílago hialino, cartílago elástico o fibrocartílago. El tejido conectivo propiamente dicho puede clasificarse como suelto y denso o fibroso. El tejido conectivo suelto se puede clasificar como areolar, adiposo o reticular. El tejido conectivo denso o fibroso se puede clasificar como regular, irregular y elástico.

El más diverso y abundante de todos los tejidos, el tejido conectivo mantiene las células unidas y sostiene al cuerpo. El tejido conectivo está constituido por células suspendidas en una matriz no celular. La matriz (también conocida como sustancia molida) es secretada por las células del tejido conectivo y determina las características del tejido conectivo. Es la consistencia de la matriz la que determina la función del tejido conectivo. La matriz puede ser líquida, gelatinosa o sólida, todo dependiendo del tipo de tejido conectivo. Por ejemplo, la matriz extracelular del hueso es un entramado mineral rígido. La matriz extracelular de la sangre es plasma líquido. Los tejidos conectivos como el hueso y el cartílago generalmente forman la estructura del cuerpo. Hay muchos subtipos de los cuatro tipos principales de tejidos en un cuerpo humano, ver el diagrama de flujo en la Figura\(\PageIndex{5}\).

 

Figura\(\PageIndex{6}\): Características generales de los tejidos conectivos. La Matriz de la mayoría de los tejidos conectivos está compuesta por sustancia molida y fibras proteicas. Hay células suspendidas en la matriz.

Tejido Conectivo Propia

Las células fibroblásticas son responsables de sintetizar las fibras proteicas para la matriz. Las fibras de colágeno son fuertes, las fibras elásticas son flexibles y las fibras reticulares forman un marco de soporte para órganos y membranas basales. Hay dos subcategorías de tejido conectivo propiamente dicho.

Tejido conectivo suelto

Delgado y blando, este tejido contiene muchas fibras de colágeno y elásticas en una matriz gelatinosa. Las células en el tejido conectivo suelto no están muy juntas. Este tejido funciona uniendo la piel a las estructuras subyacentes. Hay tres tipos de tejido conectivo suelto.

1. El tejido conectivo areolar es una forma común de tejido conectivo suelto. Se encuentra en la piel y las membranas mucosas, donde une la piel o membrana a los tejidos subyacentes como los músculos. También se encuentra alrededor de los vasos sanguíneos y órganos internos donde los une y los apoya.
2. El tejido conectivo adiposo se conoce comúnmente como grasa. Este tejido contiene células grasas que están especializadas para el almacenamiento de lípidos. Además de almacenar energía, este tejido también amortigua y protege los órganos.
3. El tejido conectivo reticular está compuesto principalmente por fibras proteicas reticulares que forman un esqueleto, conocido como estroma, para los glóbulos linfáticos y blancos. Este tipo de tejido se encuentra en el bazo y otras estructuras del sistema linfático.

Figura\(\PageIndex{7}\): El Tejido Conectivo Adiposo consiste en células grasas (adipocitos con núcleo y lípidos almacenados en su citoplasma) con una pequeña matriz extracelular. Almacena grasa para obtener energía y proporciona aislamiento.

Figura\(\PageIndex{8}\): Tejido Conectivo Reticular. Se trata de un tejido conectivo suelto formado por una red de fibras reticulares que proporciona un marco de soporte para órganos blandos

Tejido conectivo denso

Este tejido consta de tres categorías, tejido conectivo regular denso, tejido conectivo irregular denso y tejido conectivo elástico. Estos tejidos difieren en la disposición y composición de los elementos fibrosos de la matriz extracelular.

1. El tejido conectivo regular denso tiene fibras extracelulares que corren todas en la misma dirección y plano. Los tendones musculares son un tipo de tejido conectivo regular denso.
2. El tejido conectivo irregular denso contiene colágeno y fibras elásticas que se encuentran corriendo en todas las direcciones y planos diferentes. La dermis de la piel está compuesta por tejido conectivo irregular denso.
3. Tejido conectivo elástico: Compuesto por fibras elásticas que se ramifican libremente con fibroblastos en los espacios entre las fibras, este tejido permite el tipo de estiramiento que se encuentra en las paredes de las arterias.

   

   Figura\(\PageIndex{9}\): (a) El tejido conectivo regular denso consiste en fibras de colágeno empaquetadas en haces paralelos. (b) El tejido conectivo irregular denso consiste en fibras de colágeno entretejidas en una red similar a una malla.

    

Figura\(\PageIndex{10}\): El cartílago es un tejido conectivo constituido por fibras colagenosas incrustadas en una matriz firme de sulfatos de condroitina. a) El cartílago hialino tiene condrocitos en lagunas dentro de una matriz. b) El fibrocartílago tiene condrocitos en lagunas dentro de las fibras de collage en una matriz. c) El cartílago elástico tiene condrocitos en lagunas dentro de las fibras elásticas en una matriz.

Cartílago

Este tejido conectivo es relativamente sólido y es un tejido no vascularizado (no tiene suministro de sangre). La matriz es producida por células llamadas condroblastos. Cuando estas células disminuyen la velocidad, residen son pequeños espacios llamados lagunas. Estas células maduras en las lagunas se llaman condrocitos. Hay tres tipos de cartílago: cartílago hialino, cartílago elástico y fibrocartílago.

1. El cartílago hialino es el tipo de cartílago más común, contiene muchas fibras de colágeno y se encuentra en muchos lugares incluyendo la nariz, entre las costillas y el esternón y en los anillos de la tráquea.
2. El cartílago elástico tiene muchas fibras elásticas en la matriz y soporta la forma de las orejas y forma parte de la laringe.
3. El fibrocartílago es resistente y contiene muchas fibras de colágeno y se encarga de amortiguar la articulación de la rodilla y de formar los discos entre las vértebras.

Hueso

El hueso es un tejido duro y mineralizado que se encuentra en el esqueleto. La matriz ósea contiene muchas fibras de colágeno así como sales minerales inorgánicas, carbonato de calcio y fosfato de calcio, todas las características que la convierten en una estructura muy rígida. Las células óseas, llamadas osteoblastos, secretan la sustancia osteoide que eventualmente se endurece alrededor de las células para formar una matriz osificada. El osteón forma la unidad básica del hueso compacto. Dentro del osteón, los osteocitos (células óseas maduras) se localizan en lagunas. Debido a que la matriz ósea es muy densa, los osteocitos obtienen su nutrición del canal central a través de pequeños canales llamados canalículos.

Figura\(\PageIndex{11}\): La imagen muestra una micrografía así como una ilustración de la sección transversal del tejido óseo compacto. Los osteones son estructuras concéntricas que están compuestas por osteocitos en las lagunas y el canal central (haversiano). Los pequeños túneles, los canaliculos, conectan osteocitos en las diferentes capas de un osteón.

Sangre

La sangre es un tipo de tejido conectivo fluido debido a que la matriz de la sangre no es sólida. La matriz fluida se llama plasma, y los elementos formados de este tejido incluyen glóbulos blancos, glóbulos rojos y plaquetas. Lee más sobre la composición y función de la sangre en el capítulo del sistema cardiovascular.

Figura\(\PageIndex{12}\): Se muestran las células y componentes celulares de la sangre humana. Los glóbulos rojos entregan oxígeno a las células y eliminan el dióxido de carbono. Los glóbulos blancos (incluyendo neutrófilos, monocitos, linfocitos, eosinófilos y basófilos) están involucrados en la respuesta inmune. Las plaquetas forman coágulos que previenen la pérdida de sangre después de una lesión.

 

Tejido Epitelial

El tejido epitelial está formado por células que recubren las superficies internas y externas del cuerpo, como la piel y la superficie interna del tracto digestivo. El tejido epitelial que recubre las superficies internas del cuerpo y las aberturas corporales se llama membrana mucosa. Este tipo de tejido epitelial produce moco, una sustancia viscosa que recubre las membranas mucosas y atrapa patógenos, partículas y escombros. El tejido epitelial protege el cuerpo y sus órganos internos, secreta sustancias como las hormonas además del moco, y absorbe sustancias como los nutrientes.

Clasificación de células epiteliales

La mayor parte del tejido epitelial se describe con dos nombres. El primer nombre describe el número de capas de celdas presentes y el segundo describe la forma de las celdas. Una capa de células epiteliales se llama simple y más de una capa de células epiteliales se llama estratificada. Hay tres formas básicas de células epiteliales, escamosas, cuboidales y columnares. Las células escamosas son delgadas y planas; las células cuboidales tienen forma de cubo; las células columnares tienen forma de pilar. Por ejemplo, el tejido epitelial escamoso simple describe una sola capa de células que son planas y de forma escamosa.

Figura\(\PageIndex{13}\): Clasificación de los Tejidos Epiteliales

 

Ubicaciones y funciones de los tejidos epiteliales

Estos tejidos se encuentran en diversos lugares de nuestro cuerpo y tienen muchas funciones. Algunas ubicaciones y funciones se enumeran a continuación:

• Epitelio escamoso simple: Este tejido se localiza en los sacos de los pulmones y del riñón donde es esencial el intercambio de nutrientes y gases.
• Epitelio cuboidal simple: Este tejido se localiza en las glándulas y sus conductos y riñones. La función principal de este tejido es la secreción.
• Epitelio columnar simple: Este tejido recubre el tracto gastrointestinal. La función principal de este tejido es la absorción y secreción.
• Epitelio pseudoestratificado: Se trata de un tejido sencillo con apariencia de estratificación. Este tejido se localiza en el tracto respiratorio. Este tejido puede contener cilios para mover el moco.
• Epitelio escamoso estratificado: Este tejido se localiza donde se necesita protección como la piel.
• Epitelio cuboidal estratificado: Este tejido se localiza en las glándulas sudoríparas para su protección.
• Epitelio columnar estratificado: Este tejido se localiza en algunas glándulas sudoríparas. La función principal es proteger y secretar los componentes del sudor.
• Epitelio transicional: Este tejido reviste la vejiga, la uretra y los uréteres. El tejido permite que los órganos urinarios se expandan y se estiren.

Tejido Muscular

Figura\(\PageIndex{14}\): El cuerpo contiene tres tipos de tejido muscular: (a) músculo esquelético, (b) músculo liso y (c) músculo cardíaco.

El tejido muscular está formado por células que tienen la capacidad única de contraerse o acortarse. Hay tres tipos principales de tejido muscular, como se muestra en la Figura\(\PageIndex{14}\): tejidos esqueléticos, lisos y cardíacos.

1. Los músculos esqueléticos están estriados, o rayados en apariencia, debido a su estructura interna. Los músculos esqueléticos se unen a los huesos, y cuando tiran de los huesos, permiten que el cuerpo se mueva. Los músculos esqueléticos están bajo control voluntario.
2. Los músculos lisos son músculos no estriados. Se encuentran en las paredes de los vasos sanguíneos y en las vías reproductivas, gastrointestinales y respiratorias. Los músculos lisos no están bajo control voluntario.
3. Los músculos cardíacos están estriados y se encuentran solo en el corazón. Sus contracciones hacen que el corazón lata. Los músculos cardíacos no están bajo control voluntario.

Tejido Nervioso

Figura\(\PageIndex{15}\). Este diagrama muestra algunos de los tipos de células que componen los tejidos nerviosos.

El tejido nervioso está formado por neuronas y otros tipos de células generalmente llamadas células gliales (Figura\(\PageIndex{15}\)). Las neuronas están compuestas por cuerpo celular y extensiones. El cuerpo celular contiene el núcleo y las extensiones hacen conexiones con los otros tejidos y neuronas. Las neuronas transmiten mensajes eléctricos y las células gliales desempeñan papeles de apoyo. El tejido nervioso constituye el sistema nervioso central (principalmente el cerebro y la médula espinal) y el sistema nervioso periférico (la red de nervios que recorre el resto del cuerpo).

Característica: Mi cuerpo humano

Si eres donante de sangre, entonces has donado tejido. La sangre es un tejido que puedes donar cuando estás vivo. Es posible que haya indicado en su solicitud de licencia de conducir que desea ser donante de tejido en caso de su muerte. Las personas fallecidas pueden donar muchos tejidos diferentes, incluyendo la piel, los huesos, las válvulas cardíacas y las córneas de los ojos. Si aún no estás registrado como donante de tejido, la siguiente información puede ayudarte a decidir si deseas registrarte.

Cada año, aproximadamente 30 mil personas donan tejidos, que suministran tejidos para hasta 1 millón de trasplantes de tejidos. ¡Un donante de tejido puede mejorar o salvar la vida de más de 50 personas! A diferencia de los órganos, que generalmente deben ser trasplantados inmediatamente después de la muerte del donante, los tejidos donados pueden procesarse y almacenarse durante mucho tiempo para su uso posterior. Los tejidos donados se pueden usar para reemplazar la piel quemada y el hueso dañado y para reparar ligamentos. Los tejidos corneales se pueden utilizar para trasplantes corneales que restauran la vista en personas ciegas. De hecho, cada año se restaura la vista a 48 mil pacientes con trasplantes corneales. Desafortunadamente, no hay suficientes tejidos para recorrer, y la necesidad de tejidos donados sigue aumentando.

Revisar

1. Dar un ejemplo de celdas que funcionan individualmente y se mueven libremente, y dar un ejemplo de celdas que actúan juntas y están unidas a otras celdas del mismo tipo.
2. ¿Cuáles son los ejemplos de células que pueden dividirse fácilmente y células que pueden dividirse solo en raras circunstancias?
3. Identificar un tipo de célula que secreta una sustancia importante y nombrar la sustancia que secreta.
4. Explique cómo surgen los diferentes tipos de células cuando todas las células de un ser humano individual son genéticamente idénticas.
5. Comparar y contrastar cuatro subtipos de células óseas humanas.
6. Identificar tres tipos de glóbulos blancos humanos y establecer sus funciones.
7. ¿Por qué el hueso y la sangre se clasifican como tejidos conectivos?
8. Nombrar otro tipo de tejido conectivo, y describir su papel en el cuerpo humano.
9. Con base en la información de la tabla anterior de tipos de tejidos epiteliales, enumerar cuatro funciones generales de este tipo de tejido en el cuerpo humano.
10. Compara y contrasta los tres tipos de tejidos musculares.
11. Identificar los cuatro tipos de tejidos nerviosos, donde se encuentra cada tipo, y su función básica.
12. De los principales tipos de tejido humano, nombre dos que pueden secretar hormonas.
13. Células en un tejido particular:
    1. Todos son del mismo tipo
    2. Tener diferentes genes de células en otros tejidos
    3. Trabajar en conjunto para llevar a cabo una función
    4. Siempre están conectados físicamente entre sí
14. ¿Por qué las membranas mucosas a menudo se localizan en regiones que interactúan entre el cuerpo y el mundo exterior?
15. La piel es un tipo de tejido _____________.
16. La grasa corporal es un tipo de tejido ____________.

Explora más

https://bio.libretexts.org/link?16776#Explore_More

El cuerpo de cada persona es completamente único, lo que significa que todos reaccionan de manera diferente a las drogas y otros tratamientos médicos. En la charla TED a continuación, la ingeniera de tejidos Nina Tandon habla sobre una posible solución a este problema: hacer tejidos artificiales que están diseñados para que sean los mismos que los del paciente y luego usar los tejidos para probar la efectividad de medicamentos específicos u otros tratamientos.

Atribuciones

1. Epitelio bronquiolar de Louisa Howard, liberado al dominio público a través de Wikimedia Commons
2. Células óseas por OpenStax College, con licencia CC BY 3.0 vía Wikimedia Commons
3. Glóbulos blancos por personal de Blausen.com (2014). “Galería Médica de Blausen Medical 2014”. WikiRevista de Medicina 1 (2). DOI: 10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436. licenciado CC BY 3.0 vía Wikimedia Commons
4. Tipos de tejidos por OpenStax College, licenciado CC BY 3.0 vía Wikimedia Commons
5. Tejido Conectivo por Mandeep Grewal CC BY-NC 3.0
6. Tejido conectivo suelto por Adrignola el cargador original fue Sunshineconnelly, con licencia CC BY 2.5 vía Wikimedia Commons
7. Tejido adiposo por OpenStax College CC BY 3.0 vía Wikimedia Commons
8. Tejido reticular por OpenStax College CC BY 3.0 vía Wikimedia Commons
9. Denso regular e irregular por OpenStax College CC BY 3.0 vía Wikimedia Commons
10. Tipos de cartílago por OpenStax College CC BY 3.0 vía Wikimedia Commons
11. Tejido Conectivo Óseo por Darshani Kansara con licencia CC BY-SA 4.0
    1. Sección Transversal De Hueso por BDB con licencia CC BY-SA 2 .5 vía Wikimedia Commons
12. Componentes de la Sangre por OpenStax College CC BY 3.0 vía Lumen Learning
13. Clasificación de tejidos epiteliales por el Gobierno de Estados Unidos Dominio público vía Wikimedia Commons.
14. Tres tipos de células musculares por OpenStax College CC BY 3.0 vía Wikimedia Commons.
15. Células de tejido nervioso por OpenStax College CC BY 3.0 vía Wikimedia Commons.
16. Texto adaptado de Biología Humana por CK-12 licenciado CC BY-NC 3.0