Requisitos para la vida humana: metabolismo, crecimiento y reproducción

Organización del organismo humano

El bloque de construcción básico de la vida es la célula , y los seres humanos están compuestos por billones de células. Desde el nivel celular, progresa a:

• Tejidos: compuestos de células similares
• Órganos: compuestos de varios tipos de células y tejidos.
• Sistemas: trabajan en conjunto para promover una determinada función del organismo, como el sistema cardiovascular que suministra sangre oxigenada por todo el cuerpo y devuelve la sangre desoxigenada al corazón, donde puede circular y reoxigenarse en los pulmones. El sistema más grande es el sistema tegumentario que consta de piel, cabello, uñas y otras estructuras asociadas. Da forma al organismo y actúa como barrera física para evitar que enfermedades y otros factores nocivos penetren en los órganos internos.

También se puede pensar que el cuerpo humano está dispuesto en diferentes compartimentos, como el externo que incluye la piel y los órganos externos, como la nariz, la cavidad bucal, los ojos, los oídos, etc., frente a los compartimentos internos.

Los compartimentos internos incluyen:

• El cráneo que contiene el cerebro.
• El cuello que contiene estructuras, como la tráquea, el esófago, la laringe, las glándulas tiroides / paratiroides y los vasos sanguíneos.
• La región del tórax que contiene el timo (en animales jóvenes), el corazón y los pulmones.
• La región abdominal que contiene muchos de los órganos gastrointestinales, el bazo, el tracto reproductivo en las mujeres y la vejiga urinaria.
• La región retroperitoneal que contiene los riñones.
• Los testículos que descienden al escroto.

Otras estructuras incluyen los brazos, las piernas y el sistema urogenital, es decir, el pene en los hombres.

Las células que recubren estructuras como los intestinos, el sistema respiratorio y las superficies corporales evitan que los patógenos ingresen al torrente sanguíneo y circulen a otros órganos. Sin embargo, vale la pena señalar que muchos sistemas corporales, como el intestino, contienen bacterias residentes que tienden a ser comensales e incluso beneficiosas al producir factores, como la vitamina K y la vitamina B12, que no podemos sintetizar por nuestra cuenta.

Para minimizar lo que ingresa a las células, están revestidas por una membrana plasmática, predominantemente compuesta de fosfolípidos que actúan como una barrera para los microorganismos y permiten selectivamente la entrada de nutrientes e iones en la célula, separando así el ambiente interno del externo. Los vasos sanguíneos también actúan para evitar que enfermedades y otros factores ingresen al torrente sanguíneo. Las membranas dentro del tórax y las regiones abdominales separan los órganos entre sí, como el corazón y los pulmones.

Metabolismo, anabolismo y catabolismo

Para mantenerse con vida, los seres humanos deben ingerir alimentos que proporcionen nutrientes que se pueden quemar para proporcionar energía para impulsar diversas reacciones celulares. Sin embargo, los nutrientes de los alimentos deben reducirse a moléculas más pequeñas que pueden absorberse a través del tracto intestinal. Por lo tanto, los intestinos absorberán moléculas más pequeñas que se pueden convertir en combustible para impulsar el movimiento, mantener la función fisiológica normal y promover el crecimiento y mantenimiento de varios órganos y sistemas. Dos reacciones son clave para satisfacer estas necesidades:

• Anabolismo
• Catabolismo

El anabolismo se define como el proceso en el que se combinan moléculas más pequeñas o más simples para formar sustratos más grandes y complejos. Un buen ejemplo de esto es la adición de glucosa y fructosa para formar sacarosa. Sin embargo, los procesos anabólicos requieren energía para combinar moléculas ingeridas más pequeñas.

Por el contrario, el catabolismo es el proceso mediante el cual las moléculas más grandes y complejas se descomponen en moléculas más pequeñas y simples. Como era de esperar, este proceso liberará energía que las células pueden utilizar. Un ejemplo de catabolismo es la descomposición del glucógeno en glucosa.

La combinación de anabolismo y catabolismo se denomina metabolismo , ya que incluye una suma de todas las reacciones anabólicas y catabólicas. La vida depende de que tales reacciones sucedan juntas.

Capacidad de respuesta y movimiento

Los humanos evolucionaron bajo diversas condiciones ambientales. Sensibilidades la capacidad de los organismos para adaptarse y responder en consecuencia a los cambios en el entorno interno o externo. Dichos cambios pueden ser adaptaciones internas o de comportamiento. Por ejemplo, si uno se muda de Miami, FL a Chicago, IL en invierno, se supone que pasaría de usar una camiseta y pantalones cortos a usar ropa de invierno. A medida que los humanos evolucionaron, tuvimos que satisfacer las necesidades básicas y, por lo tanto, tendíamos a mudarnos y construir asentamientos cerca de las fuentes de alimentos y agua y lejos de los peligros percibidos, como los leones. Estos cambios también pueden concebirse como capacidad de respuesta, ya que ajustamos nuestros patrones de comportamiento en respuesta a condiciones ambientales dadas. Sin embargo, algunos cambios pueden ocurrir debido a los mecanismos homeostáticos normales en el cuerpo que tienen como objetivo mantener el equilibrio. Por ejemplo, si uno va a Death Valley, CA en un caluroso día de verano, resultará en sudoración y dilatación de los vasos sanguíneos de la piel en un intento de mantener la temperatura corporal fresca y baja. Por el contrario, las temperaturas frías estimularán una respuesta de escalofríos en los intentos de mantenerse calientes. Sin embargo, puede que no tenga tanto éxito, lo que es una razón más para usar un abrigo de invierno en climas fríos.

El movimiento incluye el movimiento de células individuales, órganos y el propio cuerpo según lo guíe el sistema musculoesquelético. Algunas células son muy móviles, como los glóbulos rojos y blancos que pueden circular en los vasos sanguíneos, o los espermatozoides en el tracto reproductivo femenino pueden nadar a través de flagelos hasta la trompa de Falopio para esperar a que el óvulo sea ovulado para que una de estas células pueda fertilizar. eso. El movimiento del cuerpo depende de la contracción y relajación de las células musculares individuales (también llamadas fibras). Incluso para leer estas palabras, las fibras musculares tienen que contraerse para enfocar la visión. El movimiento de las fibras musculares también regula el movimiento de los alimentos en el tracto digestivo, la inspiración y la espiración, y mueve la sangre por los vasos sanguíneos. Las glándulas cambian de forma y posición a medida que liberan sus secreciones glandulares.

Crecimiento, diferenciación y reproducción

Desde el momento de la fertilización, las células tienen que multiplicarse y muchas se diferenciarán en otros tipos de células.

El desarrollo es un término general que incluye todos los cambios en los que incurre el cuerpo a lo largo de la vida a medida que nos desarrollamos continuamente. Por tanto, el desarrollo incluye:

• Diferenciación
• Crecimiento
• Renovación

La diferenciación es el proceso mediante el cual las células indiferenciadas se convierten en otros tipos de células más maduras. Los tipos de células indiferenciadas suelen ser células madre. Las células madre se pueden dividir en:

• Células madre totipotentes: que tienen la capacidad de generar otro organismo, ya que pueden diferenciarse en el feto y los tejidos placentarios.
• Las células madre pluripotentes tienen la capacidad de dar lugar a tejidos fetales, pero no a la placenta.
• Las células madre multipotentes pueden diferenciarse en una familia de células estrechamente relacionada, como la célula mesenquimatosa puede diferenciarse en varias células de tejido conectivo.
• Las células madre oligopotentes pueden diferenciarse solo en unos pocos tipos de células, como las células madre linfoides o mieloides.
• Las células madre unipotentes solo pueden diferenciarse en un tipo de célula, pero exhiben la capacidad de autorrenovación, como las espermatogonias de tipo A que pueden dar lugar a espermatozoides.

El crecimiento es el proceso mediante el cual los órganos o el cuerpo en su conjunto pueden aumentar de tamaño. Esto generalmente se logra aumentando el número de células existentes (hiperplasia), aunque en algunos casos, como el músculo esquelético, también puede deberse al aumento de tamaño de las células existentes (hipertrofia). En el caso del hueso, también puede deberse a un aumento de la deposición de minerales (calcio).

La reproducción es la formación de un nuevo organismo a partir de dos organismos parentales en el caso de la reproducción sexual. En los seres humanos y en la mayoría de las otras especies animales, esto requiere la fertilización del óvulo de la hembra por los espermatozoides del macho.

Papel del oxígeno y los nutrientes en la supervivencia humana

Los humanos no sobrevivirían sin oxígeno y nutrientes . Como se detalló anteriormente, los nutrientes deben ser digeridos, absorbidos, almacenados y luego catabolizados para alimentar varios procesos energéticos. Las células dependen de formas de respiración para generar energía; La respiración anaeróbica , que es ineficaz y puede resultar en la transformación de azúcares en lactato, puede ser dañina para los tejidos.

Por el contrario, la respiración aeróbica ocurre cuando se usa oxígeno para quemar combustible, incluidas grasas y azúcares, en energía química. En este caso, el oxígeno actúa como aceptor de electrones para generar energía química (ATP). La respiración aeróbica produce más ATP para los nutrientes quemados que la respiración anaeróbica, por lo que es más eficiente y no da como resultado la acumulación dañina de lactato. Por tanto, la respiración aeróbica se utiliza con más frecuencia. Sin embargo, este proceso requiere oxígeno. El oxígeno tiene que ser inspirado y luego en los pulmones, se intercambia en la red alveolar-capilar por el dióxido de carbono que se exhala. Luego, el sistema cardiovascular entrega oxígeno que es transportado por la hemoglobina a los tejidos donde se puede utilizar.

Resumen de la lección

Los seres humanos están compuestos por billones de células . A partir de ahí, el cuerpo se organiza en tejidos, órganos y sistemas. También se puede pensar que el cuerpo humano está dispuesto en diferentes compartimentos. Varias barreras actúan para minimizar lo que ingresa al cuerpo y a las propias células. El anabolismo se define como el proceso en el que se combinan moléculas más pequeñas o más simples para formar sustratos más grandes y complejos. El catabolismo es el proceso mediante el cual las moléculas más grandes y complejas se descomponen en moléculas más pequeñas y simples. Como era de esperar, este proceso liberará energía que las células pueden utilizar. Un ejemplo de catabolismo es la descomposición del glucógeno en glucosa. La combinación de anabolismo y catabolismo se denomina metabolismo .La capacidad de respuesta es la capacidad de los organismos para adaptarse y responder en consecuencia a los cambios en el entorno interno o externo. El movimiento incluye el movimiento de células individuales, órganos y el cuerpo en su conjunto. El desarrollo incluye todos los cambios que sufre el cuerpo a lo largo de la vida. La diferenciación es el proceso mediante el cual las células indiferenciadas se convierten en otros tipos de células más maduras. El crecimiento es el proceso por el cual los órganos o el cuerpo aumentan de tamaño. La reproducción es la formación de un nuevo organismo a partir de dos organismos parentales en el caso de la reproducción sexual. Se necesitan oxígeno y nutrientes para proporcionar de manera eficiente,Respiración aeróbica , para generar energía química (ATP) para satisfacer los requisitos energéticos de las células.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador