CAPÍTULO 6 / TEMA 1

TEORÍA CELULAR Y CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS

Se consideran seres vivos a todos aquellos organismos que están hechos de células, que son las unidades funcionales de los seres vivos. Existen dos tipos de células: las procariotas y las eucariotas.

 ¿CUÁLES SON LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS?

Los seres vivos presentan diferentes características que permiten distinguirlos de los sistemas abióticos. Dentro de estas características se encuentran:

Movimiento: consiste en un cambio en la posición de una parte o la totalidad de un organismo. Los organismos vivos, como los animales y algunas bacterias, pueden desplazarse de un lugar a otro para buscar comida y responder a estímulos como la luz, los ruidos, o los olores para defenderse.

Respuesta a estímulos

Se conoce como estímulo a cualquier acción que puede producir una respuesta por parte del organismo. Los receptores de los estímulos son capaces de percibirlos y convertirlos en impulsos nerviosos que producirán una respuesta.

La movilidad varía de acuerdo al tipo de organismo, por ejemplo, en los unicelulares procariotas o eucariotas, la movilidad viene dada por la presencia de cilios y flagelos, apéndices locomotores que tienen movimientos oscilatorios o contráctiles.

Movilidad en microorganismos

Euglena: utiliza un flagelo para moverse.

Paramecium: utiliza numerosos cilios para desplazarse.

En el caso de los animales de mayor complejidad, como los vertebrados o invertebrados, los tipos de locomoción pueden variar de acuerdo a las estructuras que utilicen.

Los hirudíneos, como por ejemplo las sanguijuelas, son anélidos parásitos que se mueven al sujetar su ventosa al huésped y contraer y arrastrar el resto del cuerpo.

Crecimiento: los organismos vivos crecen gracias a los alimentos que consumen mediante la nutrición. Las células aumentan en cantidad y se crean nuevas células. Por ejemplo, un niño que crece hasta convertirse en un adulto o una planta que se convierte en un árbol.

Reproducción: es la habilidad de los organismos para producir nuevos individuos de su especie. Ayuda a aumentar la población, evitar la extinción de las especies y mantener la progenie. El tipo de reproducción varía de acuerdo a la especie, existen organismos que presentan reproducción sexual, otros asexual y en otros casos pueden presentar ambas.

Reproducción alternada

Algunos tipos de cnidarios presentan reproducción alternada. Los progenitores liberan los óvulos y los espermatozoides al agua para que se forme un cigoto, que se convertirá en larva y luego en pólipo. Este pólipo generará yemas que se despegarán de su cuerpo y formarán medusas.

Sensibilidad: es la habilidad que tienen los organismos vivos para detectar cambios en su entorno (interior y exterior), por ejemplo: Mimosa pudica. Si tocas la planta, los folíolos se cierran inmediatamente, lo que demuestra su sensibilidad.

Respiración: todos los organismos vivos requieren energía para sus diferentes actividades. Esta energía es liberada mediante la oxidación de los alimentos durante el proceso de la respiración.

Las mitocondrias son los organelos en los que se da el proceso de respiración celular y la obtención de ATP.

Excreción: es la expulsión de los desechos del metabolismo que se forman mediante varias reacciones químicas dentro de las células. Los principales órganos excretores son los hígados, los pulmones y la piel.

En las células existen organelos encargados de la excreción, como por ejemplo las vacuolas pulsátiles o contráctiles que eliminan agua.

Nutrición: todos los organismos vivos necesitan alimentos a fin de usarlos como fuente de energía para sus diversas actividades. Los animales y las plantas se alimentan de forma diferente. Las plantas pueden fabricar sus propios alimentos (nutrición autótrofa) pero los animales no pueden hacerlo y dependen de otros organismos (nutrición heterótrofa).

¿CUÁLES SON LOS POSTULADOS DE LA TEORÍA CELULAR?

La teoría celular es una colección de ideas y conclusiones de muchos científicos a lo largo del tiempo. Describe las células y su funcionamiento.

La teoría celular es considerada uno de los principios básicos de la biología, el crédito de la misma se lo llevan los grandes científicos Theodor Schwann, Matthias Schleiden y Rudolph Virchow, aunque ningún avance se hubiera logrado si no fuera por los trabajos de Robert Hooke.

Los resultados de las investigaciones de estos científicos llevaron a la formulación de 4 postulados:

1. Todos los seres vivos están formados por células.

2. Todos los seres vivos se originan a partir de otros seres vivos, es decir, las células originan otras células, no surgen de manera espontánea.

3. Todas las funciones vitales de los seres vivos dependen de las células. Las células son sistemas abiertos que intercambian energía y materia con el entorno.

4. Las células son una unidad genética que contiene el material hereditario.

Con el paso del tiempo, diversos científicos han aportado nuevos conocimientos y han continuado el desarrollo de esta teoría, lo que dio como resultado la teoría celular moderna:

1. Los seres vivos pueden ser unicelulares si están compuestos por una sola célula o pluricelulares si están conformados por más de una célula.

2. Al dividirse, las células transmiten la información genética (ADN) de célula a célula.

3. La energía se produce en el interior de las células.

4. Las células tienen composición parecida o básicamente la misma.

5. Las actividades que realizan los organismos dependen de las actividades realizadas por las células.

6. La teoría celular tiene dos componentes principales: los seres vivos están conformados por células y las células provienen de otras células.

Historia del ADN

En 1953, los científicos Rosalind Franklin, James D. Watson y Francis Crick propusieron que el ADN estaba formado por una estructura de doble hélice que en la actualidad aún tiene validez.

¿LOS VIRUS SON SERES VIVOS?

Los virus son pequeñas estructuras parasitarias que no pueden reproducirse por sí mismas y que necesitan de un organismo huésped para hacerlo. Un virus, al infectar a su huésped, puede dirigir la maquinaria celular del mismo y, de este modo, puede generar más virus. La mayoría de los virus tienen ARN o ADN como material genético.

Sin una célula huésped, los virus no pueden llevar a cabo sus funciones básicas ni reproducirse. Ellos no pueden sintetizar proteínas porque carecen de ribosomas, no pueden generar energía ni almacenarla en forma de ATP, por lo que deben derivar su energía de los procesos metabólicos del huésped.

Por estas razones, los virus no pueden ser considerados seres vivos, ya que sin la ayuda de una célula huésped jamás podrían realizar sus funciones vitales.

RECURSOS PARA DOCENTES

Artículo “Características de los seres vivos”

Con este artículo podrá profundizar sobre las características de los seres vivos.

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Artículo “La célula”

Este artículo contiene más información de interés acerca de la célula y sus organelos.

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CAPÍTULO 10 / TEMA 4

Sistema urinario

Una vez que el cuerpo humano absorbe los nutrientes necesarios de los alimentos para el mantenimiento de todas las funciones corporales, productos de desecho se mantienen en la sangre y en los intestinos. El sistema urinario realiza un importante rol en la eliminación de esos desechos.

¿QUÉ ES EL SISTEMA URINARIO?

Es el conjunto de órganos especializados por los que circula la orina. El sistema urinario es el encargado de eliminar del organismo las sustancias nocivas que se forman en las células y de contribuir a mantener la reacción alcalina de la sangre. Está formado esencialmente por dos riñones que vuelcan cada uno su contenido en la vejiga por medio de tubos llamados uréteres. La vejiga, a su vez, evacua su contenido al exterior por medio de un conducto llamado uretra.

Componentes del sistema urinario.

¿Cómo funciona?

  • El cuerpo absorbe los nutrientes que necesita de los alimentos y los usa para que el organismo funcione correctamente.
  • Después de absorber los nutrientes necesarios, se crean sustancias nitrogenadas de desecho producto del metabolismo que permanecen en la sangre, como la urea, el ácido úrico y la creatinina.
  • El aparato urinario elimina de la sangre estos compuestos, principalmente la urea, la cual se transporta a los riñones por medio del torrente sanguíneo.
Producción de urea

 

La urea se produce en el cuerpo cuando se descomponen alimentos ingeridos que contienen proteína, como la carne de res, la carne de ave y algunos vegetales.

  • Los riñones eliminan la urea a través de las nefronas, pequeñas unidades de filtrado en las que se forma la orina.
  • Desde los riñones, la orina se dirige hasta la vejiga a través de los uréteres.
  • Los músculos de las paredes del uréter se contraen y relajan constantemente, lo que permite forzar la orina hacia abajo, fuera de los riñones.
¿Sabías qué?
Pequeñas cantidades de orina se vierten en la vejiga desde los uréteres aproximadamente cada 15 segundos.
  • La vejiga almacena la orina hasta que pueda expulsarse. Cuando está llena, se hincha en forma redonda y puede retener hasta medio litro de orina de 2 a 5 horas.
  • Los esfínteres evitan el goteo de la orina. Estos pequeños músculos se cierran con fuerza alrededor de la abertura de la vejiga, justo donde se conecta con la uretra, canal que permite la expulsión de la orina fuerza del cuerpo.
  • Los nervios de la vejiga son los responsables de hacerle saber a los individuos cuándo es tiempo de vaciarla. El cerebro envía señales a los esfínteres para que se aprieten o relajen durante el proceso de expulsión.
  • Cuando los esfínteres se relajan, la orina sale por la uretra, acto conocido como micción.
¿Sabías qué?
Un adulto puede eliminar cerca de un litro y medio de orina al día.
Sistemas involucrados en la excreción
Sistema urinario Sistema integumentario Sistema respiratorio
Los riñones son los órganos principales. La piel es el órgano principal. Los pulmones son los órganos principales.
Excreta compuestos nitrogenados, agua y electrolitos. Excreta compuestos nitrogenados, agua y electrolitos. Excreta dióxido de carbono y agua.

ÓRGANOS URINARIOS

Riñones

Son dos órganos colocados en el abdomen a ambos lados de la columna vertebral. Se hallan a la altura de la última vértebra dorsal y de las dos primeras lumbares. Tienen unos 10 a 12 centímetros de largo, unos 5 o 6 centímetros de ancho y alrededor de 3 centímetros de espesor. Pesan cerca de 150 gramos cada uno y su color es rojo castaño.

Anatomía de un riñón humano.

Los riñones son de gran importancia para mantener el balance de líquidos y los niveles de sal, así como el equilibrio ácido-base. También ayudan a mantener la tensión arterial normal; para ello, segregan hormona renina y elaboran la hormona eritropoyetina.

Los riñones extraen los productos residuales de la sangre a través de millones de pequeños filtros denominados nefronas, que son las unidades funcionales de los riñones. Hay aproximadamente un millón de nefronas en cada riñón. Cada una de ellas cuenta con un corpúsculo renal y un túbulo urinífero. Estos desembocan en canales colectores que llevan la orina a los cálices y a la pelvis renal.

Uréteres

Son conductores pares que se originan en la pelvis renal y trasladan la orina desde cada riñón hasta la vejiga urinaria, en donde desembocan para formar los llamados meatos ureterales, cuya disposición en la válvula permite a la orina pasar gota a gota del uréter a la vejiga, pero no viceversa. Su interior está revestido de un epitelio y su pared contiene músculo liso.

En una persona adulta, los uréteres tienen una longitud de 25 a 35 centímetros y un diámetro de 3 milímetros. Se ubican en la parte posterior del abdomen y descienden hacia la vejiga por medio de sus paredes en forma oblicua, para desembocar finalmente en el trígono vesical a través de los orificios ureterales.

Circulación

 

En los orificios ureterales hay un esfínter involuntario que controla la circulación del flujo urinario hacia una sola dirección. Sin embargo, cuando la vejiga está llena, cada orificio ureteral se cierra por la propia contracción muscular de la vejiga, de este modo se evita el reflujo de orina hacia el riñón.

Los uréteres poseen tres capas:

  • Capa externa o serosa: formada por tejido conjuntivo que ayuda a proteger al órgano del resto de las vísceras.
  • Capa muscular o media: formada por dos capas de músculo liso colocadas en forma longitudinal y circular. Las capas musculares son responsables del avance de la orina en una sola dirección a través movimientos de contracción y relajación.
  • Capa interna o mucosa: cubierta por tejido epitelial estratificado.
Anatomía del uréter.

Vejiga

Es un órgano que conforma el tracto urinario en el que se deposita la orina que proviene de los riñones a través de los uréteres. La vejiga está situada en la parte inferior del abdomen y superior de la pelvis y tiende a tomar una forma ovoidea cuando está llena.

Tiene una capacidad aproximada de entre 300 y 350 centímetros cúbicos. Cuenta con tres capas: una serosa, una muscular y una mucosa. La capa serosa es un recubrimiento exterior y que está rodeado por el peritoneo; la capa muscular está formada por un músculo liso que al contraerse expulsa la orina y que tiene como freno a los esfínteres de la uretra; y la capa mucosa está formada por el epitelio de transición urinario y una lámina de tejido conjuntivo.

Además, en su interior, cuenta con un trígono vesical, región por la que entran los uréteres a la vejiga. El trígono ocupa la zona posterior e inferior de la vejiga.

La cistitis

 

Es una infección que se puede presentar en cualquier parte a lo largo del tracto urinario: los riñones, los uréteres, la vejiga o la uretra. Es muy común que las infecciones afecten principalmente la vejiga y la uretra.

Anatomía de la vejiga.

Uretra

Anatomía de la uretra en la mujer.
Anatomía de la uretra en el hombre.

Es el órgano conductor de la orina desde la vejiga hasta el exterior del cuerpo. Prácticamente es el final del proceso urinario. Su principal función consiste en excretar, aunque en los hombres también cumple una función reproductiva, pues por este conducto también pasa el semen desde las vesículas seminales hasta el exterior.

Si bien la uretra es esencialmente el órgano excretor de la orina, su forma es diferente en hombres y mujeres. En los hombres la uretra mide cerca de 20 centímetros de largo, mientras que en las mujeres mide cerca de 3 centímetros. La uretra masculina pasa por la glándula protática y luego a través del pene, y la femenina está adherida con fuerza a la pared de la vagina.

¿CÓMO SE FORMA LA ORINA?

La orina se forma esencialmente por medio de tres procesos dentro de las nefronas: la filtración glomerular, la reabsorción tubular y la secreción tubular.

Formación de la orina.

La filtración glomerular

Este proceso permite el paso de un líquido con composición química parecida al plasma sanguíneo desde el glomérulo hacia la cápsula de Bowman. Ese líquido no contiene proteínas, ni glóbulos blancos, glóbulos rojos y plaquetas, pues éstas no logran atravesar los capilares glomerulares.

¿Sabías qué?
Por medio del índice de filtrado glomerular se ha podido deducir que cada 24 horas se filtran 180 litros de orina en ambos riñones.
¿Qué es el glomérulo renal?

 

Es un conjunto de redes capilares que están protegidas por una envoltura ubicada en las nefronas en cada riñón. Son las responsables de filtrar la sangre para reabsorber materiales de provecho y extraer los desechos en forma de orina.

La reabsorción tubular

Todos aquellos componentes que fueron filtrados en el glomérulo regresan nuevamente a la sangre, luego se reabsorben. Esto ocurre a lo largo del tubo renal y permite la recuperación de agua, sales, azúcares y aminoácidos que fueron filtrados en el glomérulo.

La secreción lobular y excreción

Consiste en el paso de algunos iones desde los capilares hacia el interior del túbulo, acto opuesto al de la reabsorción. Durante este proceso se eliminan iones amonio NH4+ e hidrógenos H+ que contribuyen al mantenimiento del pH de la sangre.

PROBLEMAS RELACIONADOS CON EL SISTEMA URINARIO

Piedras en los riñones (litiasis)

Se forman en el riñón debido a sustancias presentes en la orina, pero se pueden alojar en cualquier parte del aparato urinario. Pueden tener diferentes tamaños, una piedra pequeña puede realizar el recorrido de la orina y así ser eliminada del cuerpo sin mayor dolor. En cambio, una piedra más grande puede obstruir el flujo de la orina y causar mucho dolor. Una de las mejores formas de prevenir la formación de piedras consiste en ingerir abundante agua.

Piedras en el riñón derecho.

Insuficiencia renal

Los riñones pueden dejar de funcionar por diversas causas, cuando esto sucede comienzan a acumularse desechos en el organismo, se produce un aumento de la presión arterial e insuficiente producción de glóbulos rojos. Se denomina enfermedad crónica de los riñones.

Enfermedad renal crónica

 

Se relaciona principalmente con la presencia de diabetes e hipertensión arterial, aunque otros factores de riesgo cardiovascular, como el consumo de tabaco y el colesterol elevado, también pueden predisponer a su desarrollo.

Proteinuria

Las moléculas de las proteínas son grandes y no pasan por los filtros de los riñones, excepto unas ínfimas partículas. Cuando la cantidad de proteínas que aparece en la orina es muy grande, significa que los poros de los filtros están dañados.

Retención urinaria

Es la dificultad de vaciar la vejiga. La orina queda en la vejiga por diversas causas: obstrucción del esfínter, estrés, problemas neurológicos y fallas en los músculos que contraen la vejiga.

Incontinencia urinaria

Es la falta del control de retención de la orina y la consecuente pérdida involuntaria. Existen varias causas y tipos de incontinencia. Los tratamientos los determina el médico y pueden ser desde sencillos ejercicios hasta cirugías. Generalmente, las mujeres son las más afectadas.

La diálisis

 

Es un proceso artificial que filtra la sangre. Se utiliza cuando los riñones no funcionan, entonces, por medio de una máquina se extraen las sustancias nocivas y el exceso de agua acumulado en el organismo. Existen dos tipos de diálisis: la hemodiálisis y la peritoneal.

RECURSOS PARA DOCENTES

Artículo destacado “Enfermedad renal crónica”

Artículo que destaca la importancia de esta enfermedad, así como sus causas y medidas preventivas.

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Artículo “Infecciones del tracto urinario”

Recurso explicativo sobre las infecciones causadas por gérmenes, en general bacterias, que suelen ingresar a la uretra y luego a la vejiga.

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Infografía “Sistema excretor”

Esta infografía describe el funcionamiento de los sistemas que excretan sustancias tóxicas del cuerpo humano, entre ellos, el sistema urinario.

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Insectos y arácnidos

Los insectos y los arácnidos son dos clases de organismos que se encuentran dentro del filo de los artrópodos, que consiste en un grupo de invertebrados con apéndices articulados o patas. Tienen un cuerpo segmentado y un exoesqueleto quitinoso, y son el filo más exitoso de la Tierra. Tanto los insectos como los arácnidos son principalmente terrestres.

 

Insectos Arácnidos
Apéndices 3 pares (6 patas). 4 pares (8 patas)
Ojos 1 par compuestos. De 1 a 6 pares simples.
Antenas Sí. No.
Alas Sí, la mayoría. No.
Metamorfosis Sí. No.
Secciones del cuerpo Cabeza, tórax y abdomen. Cefalotórax y abdomen.
Simetría Bilateral. Bilateral.
Excreción Por medio de los túbulos de Malpighi. Por medio de los túbulos de Malpighi.
Sangre Incolora. Adopta el color del alimento que ingiere el animal. Azulada. El oxígeno en la sangre va asociado a una molécula que contiene cobre.
Aparato bucal Mandíbula. Quelíceros.
Especies descritas Alrededor de 1 millón. Alrededor de 100 mil.
Formas de nutrición Carnívoros, herbívoros y detritívoros. Principalmente carnívoros.
Función ecológica más importante Polinización. Control de plagas.
Ejemplo