1.3: Funciones de la vida humana

Objetivos de aprendizaje

• Explicar la importancia de la organización para la función del organismo humano
• Distinguir entre metabolismo, anabolismo y catabolismo
• Proporcionar al menos dos ejemplos de capacidad de respuesta humana y movimiento humano
• Comparar y contrastar el crecimiento, la diferenciación y la reproducción

Cada uno de los diferentes sistemas de órganos tiene diferentes funciones y, por lo tanto, papeles únicos a desempeñar en fisiología. Estas muchas funciones pueden resumirse en términos de unas pocas que podríamos considerar definitivas de la vida humana: organización, metabolismo, capacidad de respuesta, movimiento, desarrollo y reproducción.

Organización

Un cuerpo humano consiste en billones de células organizadas de una manera que mantiene distintos compartimentos internos. Estos compartimentos mantienen las células del cuerpo separadas de las amenazas ambientales externas y mantienen las células húmedas y nutridas. También separan los fluidos corporales internos de los innumerables microorganismos que crecen en las superficies corporales, incluido el revestimiento de ciertos tractos o pasillos. El tracto intestinal, por ejemplo, es el hogar de incluso más células bacterianas que el total de todas las células humanas en el cuerpo, sin embargo, estas bacterias están fuera del cuerpo y no se puede permitir que circulen libremente dentro del cuerpo.

Las células, por ejemplo, tienen una membrana celular (también denominada membrana plasmática) que mantiene el ambiente intracelular, los fluidos y los orgánulos, separado del ambiente extracelular. Los vasos sanguíneos mantienen la sangre dentro de un sistema circulatorio cerrado, y los nervios y músculos están envueltos en vainas de tejido conectivo que los separan de las estructuras circundantes. En el pecho y el abdomen, una variedad de membranas internas mantienen los órganos principales como los pulmones, el corazón y los riñones separados de los demás.

El sistema orgánico más grande del cuerpo es el sistema integumentario, que incluye la piel y sus estructuras asociadas, como el cabello y las uñas. El tejido superficial de la piel es una barrera que protege las estructuras internas y los fluidos de microorganismos potencialmente dañinos y otras toxinas.

Metabolismo

La primera ley de la termodinámica sostiene que la energía no puede crearse ni destruirse, solo puede cambiar de forma. Tu función básica como organismo es consumir (ingerir) energía y moléculas en los alimentos que comes, convertir parte de ella en combustible para el movimiento, mantener las funciones de tu cuerpo y construir y mantener las estructuras de tu cuerpo. Hay dos tipos de reacciones que logran esto: el anabolismo y el catabolismo.

• El anabolismo es el proceso mediante el cual moléculas más pequeñas y simples se combinan en sustancias más grandes y complejas. Tu cuerpo puede ensamblar, utilizando energía, los complejos químicos que necesita combinando pequeñas moléculas derivadas de los alimentos que consume
• El catabolismo es el proceso por el cual las sustancias más grandes y complejas se descomponen en moléculas más pequeñas y simples. El catabolismo libera energía. Las moléculas complejas que se encuentran en los alimentos se descomponen para que el cuerpo pueda usar sus partes para ensamblar las estructuras y sustancias necesarias para la vida.

Tomados en conjunto, estos dos procesos se llaman metabolismo. El metabolismo es la suma de todas las reacciones anabólicas y catabólicas que tienen lugar en el cuerpo (Figura\(\PageIndex{1}\)). Tanto el anabolismo como el catabolismo ocurren simultánea y continuamente para mantenerte vivo.

Figura\(\PageIndex{1}\): Metabolismo. Las reacciones anabólicas son reacciones constructivas y consumen energía. Las reacciones catabólicas descomponen los materiales y liberan energía. El metabolismo incluye reacciones anabólicas y catabólicas.

Cada célula de tu cuerpo hace uso de un compuesto químico, el trifosfato de adenosina (ATP), para almacenar y liberar energía. La célula almacena energía en la síntesis (anabolismo) de ATP, luego mueve las moléculas de ATP a la ubicación donde se necesita energía para alimentar las actividades celulares. Entonces se descompone el ATP (catabolismo) y se libera una cantidad controlada de energía, la cual es utilizada por la célula para realizar un trabajo en particular.

Vea esta animación para conocer más sobre los procesos metabólicos. ¿Qué tipo de catabolismo ocurre en el corazón?

Capacidad de respuesta

La capacidad de respuesta es la capacidad de un organismo para adaptarse a los cambios en sus entornos internos y externos. Un ejemplo de capacidad de respuesta a estímulos externos podría incluir avanzar hacia fuentes de alimentos y agua y alejarse de los peligros percibidos. Los cambios en el ambiente interno de un organismo, como el aumento de la temperatura corporal, pueden provocar las respuestas de sudoración y dilatación de los vasos sanguíneos en la piel con el fin de disminuir la temperatura corporal, como muestran los corredores en la Figura\(\PageIndex{2}\).

Movimiento

El movimiento humano incluye no solo acciones en las articulaciones del cuerpo, sino también el movimiento de órganos individuales e incluso células individuales. Al leer estas palabras, los glóbulos rojos y blancos se mueven por todo su cuerpo, las células musculares se contraen y se relajan para mantener su postura y enfocar su visión, y las glándulas están secretando sustancias químicas para regular las funciones corporales. Tu cuerpo está coordinando la acción de grupos musculares enteros para permitirte mover el aire dentro y fuera de tus pulmones, para empujar la sangre por todo tu cuerpo, e impulsar los alimentos que has comido a través de tu tracto digestivo. Conscientemente, claro, contratas tus músculos esqueléticos para mover los huesos de tu esqueleto para llegar de un lugar a otro (como lo están haciendo los corredores en la Figura\(\PageIndex{2}\)), y para llevar a cabo todas las actividades de tu vida diaria.

Figura\(\PageIndex{2}\): Corredores de Maratón. Los corredores demuestran dos características de los seres humanos vivos: la capacidad de respuesta y el movimiento. Las estructuras anatómicas y los procesos fisiológicos permiten a los corredores coordinar la acción de los grupos musculares y el sudor en respuesta al aumento de la temperatura corporal interna. (crédito: Phil Roeder/Flickr)

Desarrollo, crecimiento y reproducción

El desarrollo son todos los cambios que atraviesa el cuerpo en la vida. El desarrollo incluye los procesos de diferenciación, crecimiento y renovación.

El crecimiento es el aumento en el tamaño corporal. Los humanos, como todos los organismos multicelulares, crecen aumentando el número de células existentes, aumentando la cantidad de material no celular alrededor de las células (como los depósitos minerales en el hueso) y, dentro de límites muy estrechos, aumentando el tamaño de las células existentes.

La reproducción es la formación de un nuevo organismo a partir de organismos progenitores. En los humanos, la reproducción es realizada por los sistemas reproductivos masculino y femenino. Porque la muerte llegará a todos los organismos complejos, sin reproducción, la línea de organismos terminaría.

Revisión del Capítulo

La mayoría de los procesos que ocurren en el cuerpo humano no están controlados conscientemente. Ocurren continuamente para construir, mantener y sostener la vida. Estos procesos incluyen: organización, en términos del mantenimiento de los límites esenciales del cuerpo; metabolismo, incluida la transferencia de energía a través de reacciones anabólicas y catabólicas; capacidad de respuesta; movimiento; y crecimiento, diferenciación, reproducción y renovación.

Preguntas de Enlace Interactivo

Vea esta animación para conocer más sobre los procesos metabólicos. ¿Qué tipo de catabolismo ocurre en el corazón?

Respuesta: Catabolismo de ácidos grasos.

Preguntas de revisión

P. El metabolismo puede definirse como el ________.

A. ajuste por un organismo a cambios externos o internos

B. proceso mediante el cual todas las células no especializadas se especializan para realizar distintas funciones

C. proceso mediante el cual se forman nuevas celdas para reemplazar las celdas desgastadas

D. suma de todas las reacciones químicas en el organismo

Respuesta: D

P. El trifosfato de adenosina (ATP) es una molécula importante porque ________.

A. es el resultado del catabolismo

B. liberar energía en ráfagas incontroladas

C. almacena energía para su uso por las células del cuerpo

D. Todo lo anterior

Respuesta: C

P. Las células cancerosas se pueden caracterizar como células “genéricas” que no realizan ninguna función corporal especializada. Por lo tanto, las células cancerosas carecen de ________.

A. diferenciación

B. reproducción

C. capacidad de respuesta

D. tanto la reproducción como la capacidad de respuesta

Respuesta: A

Preguntas de Pensamiento Crítico

P. Explica por qué el olor a humo cuando estás sentado en una fogata no activa la alarma, pero el olor a humo en tu residencia sí.

A. Cuando estás sentado en una fogata, tu sentido del olfato se adapta al olor a humo. Sólo si ese olor se intensificara repentina y dramáticamente sería probable que se diera cuenta y respondiera. En contraste, el olor de incluso un rastro de humo sería nuevo y muy inusual en su residencia, y sería percibido como peligro.

P. Identificar tres formas diferentes en que el crecimiento puede ocurrir en el cuerpo humano.

A. El crecimiento puede ocurrir aumentando el número de células existentes, aumentando el tamaño de las células existentes o aumentando la cantidad de material no celular alrededor de las células.

Glosario

anabolismo

ensamblaje de moléculas más complejas a partir de moléculas más simples

catabolismo

descomponer moléculas más complejas en moléculas más simples

desarrollo

cambios por los que pasa un organismo durante su vida

diferenciación

proceso por el cual las células no especializadas se especializan en estructura y función

crecimiento

proceso de aumento de tamaño

metabolismo

suma de todas las reacciones químicas del cuerpo

renovación

proceso por el cual se reemplazan las celdas desgastadas

reproducción

proceso por el cual se generan nuevos organismos

capacidad de respuesta

capacidad de un organismo o un sistema para ajustarse a los cambios en las condiciones