NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA VIVA Dr. JORGE CHÁVEZ PÉREZ

NIVELES DE ORGANIZACIÓN CONJUNTO DE SISTEMAS CONJUNTO DE ÓRGANOS CONJUNTO DE TEJIDOS CONJUNTO DE MOLÉCULAS CONJUNTO DE MACRO MOLÉCULAS CÉLULAS ÁTOMOS

VISIÓN NANOSCÓPICA

NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA VIVA NIVEL ACELULAR, ABIÓTICO O QUÍMICO

1. NIVEL MOLECULAR 1.1 Sub-nivel subatómico. Representado por las partículas elementales del átomo: electrones, protones y neutrones 1.2 Sub-nivel atómico. Representado por el átomo como la parte más pequeña de un elemento químico que interviene en una reacción. Ej. átomo de C, O, H, Fe, N

ANALISIS QUIMICO DE LA MATERIA VIVA BIOELEMENTOS BIOMOLÉCULAS ORGÁNICOS Energéticos, estructurales y funcionales SECUNDARIOS Constituyen el 0.7% VESTIGIALES Constituyen el 0,1% PRIMARIOS Constituyen el 99% INORGÁNICOS Agua y sales minerales

BIOELEMENTOS Indispensables para formar las biomoléculas Se pueden clasificar atendiendo a su abundancia en Primarios o Plásticos y Secundarios. También atendiendo a las funciones que desempeñan: estructural, esquelética, energética, catalítica, osmótica, electrolítica, etc. En la materia viva existen más de 70 elementos estables que todos ellos se encuentran también en la Tierra

BIOELEMENTOS: CLASIFICACIÓN POR SU ABUNDANCIA Elementos Primarios o Plásticos: Forman el 99.3% de la materia viva y están formados por un grupo de seis elementos: Carbono (C) Hidrógeno (H) Oxígeno (O) Nitrógeno (N) Fósforo (P) Azufre (S)

Corteza, agua y atmósfera Cuerpo humano elemento Porcentaje Oxígeno 49.2 65 Silicio 25.7 Carbono 18 Aluminio 7.5 Hidrógeno 10 Hierro 4.7 Nitrógeno 3 Calcio 3.4 2 Sodio 2.6 Fósforo 1.2 Potasio 2.4 otros 0.8 Magnesio 1.9   0.9 Cloro 0.2 Titanio 0.6 Otros

La abundancia de los elementos varía en el universo El hidrógeno el más abundante y representa el 93% de todos los átomos del universo, seguido de Helio con un 7%. El resto de elementos constituye escasamente menos del 0.1%.

En la tierra, 11 elementos forman el 99% de la masa de la corteza terrestre, del agua de los ríos y océanos y de la atmósfera En el humano solo 3 elementos (oxígeno, carbono e hidrógeno) constituyen el 93% y junto a nitrógeno, calcio y fósforo constituyen el 99% de la masa del cuerpo humano.

1. NIVEL MOLECULAR En los seres vivos son Biomoléculas 1.3 Subnivel molecular. Representado por una molécula, que es la asociación de dos o más átomos unidos mediante enlaces químicos. Ej. H2O, CO2, O2, H2, C6H12O6. En los seres vivos son Biomoléculas

1. NIVEL MOLECULAR 1.4 Subnivel macromolecular. Representado por la macromolécula, asociaciones de moléculas en un polímero, en donde la unidad repetitiva es el monómero o moléculas que lo forman. Glucógeno formado por (n) glucosas Insulina formado por (n) aminoácidos DNA formado por (n) nucleótidos

CARBOHIDRATOS

CARBOHIDRATOS

CELULOSA

LÍPIDOS

LÍPIDOS COMPUESTOS

DERIVADOS DE LÍPIDOS

AMINOÁCIDOS Alanina (Ala, A) Cisteína (Cys, C) Aspártico (Asp, D) Glutámico (Glu, E) Fenilalanina (Phe, F) Glicina (Gly, G) Histidina (His, H) Isoleucina (Ile, I) Lisina (Lys, K) Leucina (Leu, L) Metionina (Met, M) Asparragina (Asn, N) Prolina (Pro, P) Glutamina (Gln, Q) Arginina (Arg, R) Serina (Ser, S) Treonina (Thr, T) Valina (Val, V) Triptófano (Trp, W) Tirosina (Tyr, Y

AMINOÁCIDOS ESENCIALES Y NO ESENCIALES

1. NIVEL MOLECULAR 1.5 Complejos Supramoleculares: Forman estructuras biológicas como: Membrana plasmática Sistema de Golgi Retículo Endoplasmático rugoso / liso Mitocondrias Ribosomas cromosomas

MEMBRANA CELULAR

MEMBRANA CELULAR MICROFOTOGRAFÍA ELECTRÓNICA

FUNCIÓN DE TRANSPORTE

FUNCIÓN DE TRANSPORTE

CLOROPLASTO

MITOCONDRIA

CLOROPLASTO

SISTEMA DE GOLGI SISTEMA DE MEMBRANAS

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

PARED CELULAR, VACUOLAS

NÚCLEO

CROMOSOMAS

NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA VIVA NIVEL CELULAR O BIÓTICO

Niveles Bióticos o de vida: Son aquellos que necesitan de una energía constante para mantener sus estructuras.

2. NIVEL CELULAR Esta representado por la célula como la unidad mínima dotada de vida propia La célula es considerada como la: Unidad anatómica (estructural) Unidad fisiológica (funcional) y Unidad genética (transmisión génica).

2. NIVEL CELULAR Existen dos tipos de organización celular: 2.1 Procariotica (antes del núcleo): Es la célula más primitiva y sencilla que no tiene núcleo definido al carecer de envoltura nuclear. El material genético está en una región más o menos densa del citoplasma, llamada nucleoide y sólo presenta ribosomas como orgánulos. Esta organización es propia de los organismos del Reino Monera (en solitario), representado por las eubacterias (bacterias), cianobacterias y arqueobacterias.

E. COLI MODELO DE CÉLULA PROCARIÓTICA

2. NIVEL CELULAR 2.2 Eucariotica, que corresponde a la célula más compleja que presenta núcleo definido por la envoltura nuclear (no es visible durante la división de la célula). Posee todos los orgánulos típicos de la célula. Este tipo de organización está presente en el Reino Protoctista (protozoos y algas), Reino Fungi (levaduras y hongos), Reino Metafita (plantas) y el Reino Metazoo (animales).

MODELO DE CÉLULA EUCARIÓTICA

ORGANISMO UNICELULAR

CÉLULAS DIFERENCIADAS

CÉLULA ANIMAL: TESTICULO

CÉLULAS CILIADAS

CÉLULA VEGETAL

3. Nivel de Organismo. Representado por los seres vivos, que pueden ser unicelulares cuya única célula debe llevar a cabo las tres funciones vitales (Nutrición, Relación y Reproducción). En ocasiones se pueden unir formando colonias o cenobios donde cada célula vive independientemente para ella, y organismos pluricelulares formados por infinitas células, las cuales se especializan y se diferencian para repartirse el trabajo fisiológico, lo que supone un ahorro de energía.

Un organismo pluricelular es un “clon” de células que procede de una célula originaria, el óvulo fecundado, por lo que todas las células genéticamente son iguales, pero fenotípicamente no, ya que cada una interpreta el mensaje genético en un momento fisiológico adecuado, especializándose en células musculares, nerviosas, óseas, reproductoras, etc.

Las células con el mismo origen e igual función se asocian para formar tejidos. Éstos a su vez formarían órganos que pueden estar constituidos por una sola clase de tejido (centros nerviosos, músculo, huesos) o por la asociación de tejidos, como el corazón (músculo estriado cardíaco, nervioso, epitelial).

A su vez los órganos se asocian para llevar de forma coordinada una función, formando los aparatos y sistemas, la diferencia entre ambos es que los aparatos están formados por diversos tejidos, mientras que los sistemas sólo presentan una clase de tejidos (S. nervioso, muscular)

TEJIDO EPITELIAL Las funciones principales del tejido epitelial son: • Revestimiento de superficies (p.ej. en epidermis) • Protección contra daño mecánico, evaporación y entrada de microorganismos (p.ej. en epidermis) • Revestimiento y absorción (p.ej. en epitelio del intestino) • Secreción (p.ej. en diversas glándulas) • Función sensitiva (p.ej. en los neuroepitelios) Es común clasificar a los epitelios de acuerdo con su estructura y función en dos grandes grupos: a) los de revestimiento y b) los glandulares

TEJIDO MUSCULAR Se puede definir al tejido muscular como un tejido caracterizado por células de gran longitud, cuyo carácter más específico es la presencia de miofibrillas contráctiles que permiten los movimientos corporales. Las células se denominan fibras musculares y su origen es mesodérmico. La clasificación de los tejidos musculares se hace teniendo en cuenta la morfología. Pero junto a la diferencia morfológica existe una diferencia funcional, pues si bien la función del tejido muscular es la contracción, ésta tiene características diferentes según el tipo de tejido muscular considerado. Así, existen tres tipos de músculos claramente diferentes en cuanto a su estructura y función: a) músculo liso b) músculo estriado y c) músculo cardíaco.

TEJIDO CONJUNTIVO El tejido conjuntivo se origina del mesénquima, que es un tejido embrionario que deriva del mesodermo. Morfológicamente está formado por sustancia fundamental, en distintos estados de viscosidad, y células con distintas características según el tipo de tejido, y distintos tipos de fibras. Desde el punto de vista fisiológico, desempeña funciones mecánicas y tróficas. La clasificación de los tejidos conjuntivos se hace teniendo en cuenta las características de la sustancia fundamental. En base a esto, se lo clasifica en tejido conjuntivo propiamente dicho, tejido cartilaginoso, tejido óseo, y tejido sanguíneo.

TEJIDO NERVIOSO El tejido nervioso está disperso por el organismo interenlazándose y formando una red de comunicaciones que constituye el sistema nervioso. Las funciones fundamentales del sistema nervioso son: • detectar, transmitir, analizar y utilizar las informaciones generadas por los estímulos sensoriales (luz, calor, energía mecánica, y modificaciones químicas del ambiente externo e interno) y • organizar y coordinar directa o indirectamente el funcionamiento de casi todas las funciones del organismo, entre ellas las funciones motoras, viscerales, endócrinas y psíquicas. Estas se llevan a cabo mediante la función que desempeña el tejido nervioso: la transmisión del impulso nervioso. El tejido nervioso está formado por dos componentes principales: las neuronas, células que presentan generalmente largas prolongaciones, y varios tipos de células de la glía o neuroglia, que además de servir de sostén a las neuronas participan en la actividad neural, en la nutrición de las neuronas y en la defensa del tejido nervioso. Las neuronas son células altamente especializadas y algunas estructuras subcelulares reciben nombres particulares.

TEJIDO CONJUNTIVO El tejido conjuntivo , derivado del mesénquima, constituye un tejido que se caracteriza porque sus células están inmersas en abundante sustancia intercelular, llamado la sustancia de fondo. Existen 2 variedades de células conjuntivas: Células estables las que se originan en el mismo tejido y que sintetizan los diversos componentes de la matriz extracelular que las rodea Población de células migratorias originadas en otros territorios del organismo, las que llegan a habitar transitoriamente el tejido conjuntivo.

Funciones del Tejido Conjuntivo Sostén Relleno Defensa Nutrición

Elementos del Tejido Conectivo Fibroblastos, fibrocitos, celulas mesenquimatosas, adipocitos, celulas reticulares, macrofagos fijos. Fijas Células Mononuclear, linfocitos, células plasmáticas, eosinófilos, mastocito Libres TEJIDO CONECTIVO Amorfa Sustancia Fundamental Sustancia Extracelular Fibras Colágenas, Reticulares, Elásticas Forme

TEJIDO MUSCULAR º º Constituidos por células   º Las células se presentan como filamentos que ocupan todo el citoplasma º Sus componentes presentan nombres diferenciales como : -  Sarcolema = Membrana -  Sarcoplasma = Citoplasma -  Retículo Sarcoplásmico = R.E.Liso -  Sarcosomas = Mitocondrias

º TIPOS : De acuerdo a su estructura Morfológica y Funcional   A) ESTRIADO : Esquelético - Cardiaco -         Presentan estrias transversales -         De contracción voluntaria ( Esquelético ) -         De contracción involuntaria ( Cardiaco ) B) LISO : -         No poseen estrias transversales -         Contracción pausada -         Involuntario

FIB. MUSC ESTRIADA ESQUELETICA

TEJIDO MUSCULAR CARDIACO : º º CONSTITUCIÓN : Células alargadas que forman columnas irregulares. º Las células presenta estriaciones transversales º Los núcleos son centrales º Las columnas están envueltas por una fina vaina de tej. conj. como el endomisio del esquelético º Es semejante al esqulético, sólo que posee mas sarcoplasma, mitocondrias y glucógeno. º CARACTERÍSTICAS : -         Las miofibrillas no se agrupan en haces -         Presenta lineas transversales; son los discos intercalares

FIB. MUSC. ESTRIADO CARDIACO

TEJIDO NERVIOSO COMPRENDE : A) TOPOGRÁFICAMENTE : Encéfalo   Encéfalo I.- S.N.C. : Medula Nervios craneales II.- S.N.P : Nervios Espinales Ganglios Nerviosos

B) ESTRUCTURALMENTE : CELULAR I.- Neuronas SNC: Glia II.-Células de sostén : SNP : Schwan   ZONAS :      Encéfalo      Médula Espinal

NEURONAS A) PARTES : º CUERPO ( PERICARION ) º DENDRITA º AXON   º CUERPO ( PERICARION ) º DENDRITA º AXON º TELENDRON

I.- DE ACUERDO AL TAMAÑO Y FORMA DE SUS PROLONGACIONES : º BIPOLARES B) CLASIFICACION : I.- DE ACUERDO AL TAMAÑO Y FORMA DE SUS PROLONGACIONES : º PSEUDOMONOPOLARES º BIPOLARES º MULTIPOLARES  

II.- SEGÚN SU FORMA ( SOMA )   º ESTRELLADA º PIRAMIDAL º PIRIFORME º FUSIFORME

III.- SEGÚN SU FUNCION   º MOTORAS º SENSORIALES

ESTRUCTURA GENERAL DE LOS ORGANOS I.- PARENQUIMATOSOS ( Sin conductos ) : Sólidos, compactos, macisos      II.- MEMBRANOSOS ( Organos huecos ) : Huecos, tubulares. Constituidos por membranas

ORG. PARENQUIMATOSOS - COMPONENTES : I.- PARENQUIMA :   I.- PARENQUIMA :   º Es la parte funcional   º Ej : Higado – Pulmon – Riñon – Testiculo   º Organización :   a.- En nidos celulares : Ganglios – Hipofisis – Isl. Langerhans   b.- Formando cordones celulares : Higado – Bazo – Adrenal   c.- Formando vesículas : Tiroides   d.- Formando lóbulos : Riñones   e.- En capas poco diferenciadas : Encéfalo ( Sust. Gris )

º Se encuentra formando capas, cápsulas II.- ESTROMA :   º Es el armazón; sirve de sostén. º Constitución : - Tejido conjuntivo - Vasos sanguíneos - Vasos linfáticos º Se encuentra formando capas, cápsulas

ORG. MEMBRANOSOS – TUBULARES – HUECOS º Sus paredes están constituidas por una o mas capas   Ej. - Corazón -       Aparato circulatorio -         Aparato digestivo -         Pelvis renal .....Uréteres......Vejiga........Uretra -         Vías respiratorias -         Epidídimo......Conducto deferente -         Cuernos uterinos.......Útero......Oviducto º Las paredes son sucesión de membranas que pueden

c.- Muscular : Dispuesto en capas d.- Elástica e.- Membrana basal A.- SIMPLES -         Formado por un solo tipo de tejido que puede ser :   a.- Epitelial b.- Conjuntivo c.- Muscular : Dispuesto en capas d.- Elástica e.- Membrana basal B.- COMPUESTAS : -         Formado por mas de un tejido ( Epitelial + Conjuntivo ) -         Pueden ser : a.- Serosas : Pericardio – Pleura – Peritoneo   b.- Mucosas : Tapizan el interior Según sus características, pueden ser : º Mucosa Glandular : Estomago – Intestino º Mucosa polimorfa : Vías urinarias º Mucosa epidermoide : Similar al de la piel º Mucosa respiratoria

b.- Lámina propia o Corion c.- Muscular de la mucosa B.- SUB-MUCOSA : º PARTES :   A.- MUCOSA          Formado por : a.- Epitelio b.- Lámina propia o Corion c.- Muscular de la mucosa B.- SUB-MUCOSA :    C.- MUSCULAR D.- SEROSA - ADVENTICIA

COMPRENDE LOS SISTEMAS :   ·        VASCULAR SANGUÍNEO ·        LINFÁTICO

SISTEMA VASCULAR SANGUÍNEO COMPONENTES : a) CORAZON : Propulsión de la sangre   b) ARTERIAS : Vasos aferentes que disminuyen de calibre medida que se ramifican profusamente c) CAPILARES : Red profusa de túbulos delgados que se anastomosan profusamente. A través de sus paredes se realiza el intercambio metabólico entre la sangre y los tejidos. d)  VENAS : Vasos aferentes del corazón . Se forman al fusionarse gradualmente los capilares

SISTEMA VASCULAR LINFATICO Se inicia por túbulos de fondo ciego, los capilares linfáticos, que gradualmente se anastomosan en vasos de calibre cada vez mayor y terminan alcanzando el sistema vascular sanguíneo, desembocando en grandes venas cerca del corazón   FUNCION : - Devolver a la sangre el líquido de los espacios hísticos que penetran en los capilares linfáticos. - Contribuye a formar la linfa