Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo

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APUNTES FISIOLOGÍA HUMANA Grado en Nutrición Humana y Dietética Universidad de Barcelona AprenAI 2026-2027 Apuntes completos de Fisiología Humana: homeostasis, transporte celular, contracción muscular, sistema nervioso, sentidos químicos y aparato digestivo. APREN.AI Índice 1 Introducción a la Fisiología, Nutrición y Homeostasis 1. Anatomía, Fisiología y Organización Trófica 2. Procesos de Incorporación: Alimentación frente a Nutrición 3. Conciencia, Encefalización y Evolución Nutricional Humana 4. Compartimentos Líquidos: El Medio Interno 5.

Homeostasis y Mecanismos de Control por Retroalimentación 2 Tejidos Corporales Fundamentales Concepto de tejido y organización celular Tejido epitelial: características histofisiológicas Clasificación morfofuncional del tejido epitelial Tejido conectivo: componentes y funciones biológicas Introducción al tejido muscular y nervioso 3 Sistema Tegumentario y Fisiología del Tejido Óseo Organización y estructura de la piel Citología de la epidermis y funciones tegumentarias Anejos glandulares cutáneos Fisiología del tejido óseo: matriz y tipos celulares 4 Transporte de Membrana, Potencial de Reposo y Potencial de Acción Estructura y permeabilidad selectiva de la membrana celular Mecanismos de transporte celular: no mediados y mediados La bomba Na+/K+-ATPasa y la génesis del potencial de reposo Fases del potencial de acción y dinámica de canales iónicos Propiedades y propagación del impulso nervioso 5 Comunicación Sináptica y Neurotransmisión Organización celular del tejido nervioso Sinapsis eléctrica frente a sinapsis química Mecanismo molecular de la neurotransmisión química 6 Fisiología Muscular: Contracción Esquelética, Cardíaca y Lisa Clasificación y funciones generales del tejido muscular Organización ultraestructural de la fibra esquelética y el sarcómero Unión neuromuscular y acoplamiento excitación-contracción Particularidades funcionales del músculo cardíaco y del músculo liso 7 Organización del Sistema Nervioso, Encéfalo y Médula Espinal 1.

Organización Anatómica y Funcional del Sistema Nervioso Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 1 2. Jerarquía Filogenética y Estructural del Encéfalo 3. Anatomía Funcional de la Médula Espinal 4.

El Arco Reflejo Somático: Mecanismo y Circuitos 8 Sistema Nervioso Autónomo y Principios Sensoriales Generales Organización y divisiones del Sistema Nervioso Autónomo Fundamentos psicofísicos: sensación, percepción y alteraciones Clasificación estructural y funcional de los receptores sensoriales Propiedades biofísicas, umbrales y adaptación del receptor Desarrollo neural y conectividad anómala: sinestesia 9 Sentidos Químicos: Fisiología del Gusto y del Olfato Quimiorrecepción lingual y organización de las papilas Modalidades canónicas del gusto y mecanismos de transducción Vías centrales del gusto y trastornos clínicos Neurobiología y arquitectura del sistema olfatorio Procesamiento en el bulbo olfatorio y vías de la memoria Integración multimodal del sabor: olor ortonasal vs.

retronasal 10 Estructura del Tubo Digestivo, Motilidad y Fase Oral-Esofágica Organización estructural de la pared gastrointestinal Control neural y marcapasos de la motilidad Circulación esplácnica y filtro hepático Patrones motores gastrointestinales y control endocrino Cavidad oral: masticación y glándulas salivales Fases de la deglución y tránsito esofágico 11 Fisiología del Estómago, Hígado y Páncreas Exocrino Anatomía funcional y estructura de la pared gástrica Histología gástrica y secreción de ácido clorhídrico Fases de la regulación de la secreción y motilidad gástrica Fisiología hepatobiliar: síntesis, componentes y circulación enterohepática Control neuroendocrino biliar: coleréticos frente a colagogos Páncreas exocrino: histología acinar y jugo tamponador 12 Digestión, Absorción en Intestino Delgado y Función del Intestino Grueso Organización y Especializaciones del Intestino Delgado Mecanismos de Digestión y Absorción de Glúcidos y Proteínas Digestión y Absorción Lipídica: Formación de Micelas y Quilomicrones Fisiología del Intestino Grueso, Microbiota y Balance Hídrico Reflejo de la Defecación y Control Esfinteriano 13 Resumen para repasar Medio Interno y Homeostasis Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 2 Tejidos y Bioelectricidad Celular Sistema Nervioso y Sentidos Químicos Fisiología del Sistema Digestivo Soluciones de las preguntas de repaso Estos apuntes pueden contener errores u omisiones.

Son un material de apoyo y no sustituyen al temario oficial ni al profesorado: contrasta la información importante. Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 3 1 Introducción a la Fisiología, Nutrición y Homeostasis AL ACABAR SABRÁS Distinguir con precisión funcional los conceptos de anatomía, fisiología, alimentación y nutrición. Clasificar los compartimentos del medio interno delimitando el líquido intracelular y el líquido extracelular. Identificar los elementos de un circuito de control homeostático por retroalimentación ante un estresor fisiológico.

PIÉNSALO ANTES DE LEER 1 ¿Por qué un paciente ingresado en coma que recibe suero por vena está perfectamente nutrido sin haberse alimentado? La comprensión del cuerpo humano exige integrar la configuración de sus partes con las actividades dinámicas que sostienen la vida. ESQUEMA Estructura Temática de Fisiología General 1. Anatomía, Fisiología y Organización Trófica La anatomía analiza la conformación y disposición de las estructuras biológicas, mientras que la fisiología estudia las funciones dinámicas de los organismos vivos y los mecanismos que las coordinan. Ambas disciplinas resultan inseparables: la estructura condiciona la función.

Un órgano Fundamentos y Homeostasis Medio interno y circuitos de control Medio interno Líquidos LIC y LEC Retroalimentación Sensores, integradores y efectores Tejidos y Tegumento Organización celular y sistema óseo Neurofisiología Potenciales, sinapsis y control neural Sistemas Sensoriales Principios sensoriales, gusto y olfato Fisiología Muscular Contracción esquelética, lisa y cardíaca Fisiología Digestiva Motilidad, secreción y absorción Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 4 posee una arquitectura específica para desempeñar una tarea determinada; si una estructura deja de ejercer una función útil a lo largo del tiempo filogenético, tiende a desaparecer.

En el marco biológico general, los seres vivos interactúan a través de redes y cadenas tróficas organizadas en niveles piramidales. En la base se concentran los organismos más abundantes, con mayor biomasa y reserva energética: Organismos autótrofos: sintetizan sus propios nutrientes empleando fuentes inorgánicas como la luz solar o el agua, sin requerir la ingesta de otros seres vivos. Ciertas plantas carnívoras presentan una fisiología mixta facultativa: realizan fotosíntesis pero capturan artrópodos para obtener nitrógeno en suelos empobrecidos. Organismos heterótrofos: dependen del consumo directo o indirecto de otros seres vivos para obtener sustratos orgánicos oxidables.

A medida que se asciende por los estratos de la pirámide alimentaria, la biomasa total y el número de individuos disminuyen. La estabilidad ecológica exige preservar esta proporción cuantitativa; una inversión donde los niveles superiores acumulen mayor biomasa desencadena una crisis de subsistencia general. Bajo una perspectiva metabólica, la especie humana evolucionó bajo presiones selectivas de escasez calórica. Por ello, desarrolló adaptaciones robustas para sobrevivir a la hipoglucemia y a la falta transitoria de alimento.

Sin embargo, el sedentarismo moderno y el acceso ilimitado a fuentes energéticas han generado un desajuste metabólico: el organismo no posee adaptaciones óptimas frente a la sobrecarga crónica de nutrientes, favoreciendo la aparición de hiperglucemia mantenida. COMPRUEBA 2 ¿Por qué el sedentarismo y la abundancia dietética prolongada representan un reto crítico para la fisiología humana actual? 2.

Procesos de Incorporación: Alimentación frente a Nutrición Resulta indispensable diferenciar con exactitud los conceptos de alimentación y nutrición, ya que operan en niveles organizativos totalmente distintos: DEFINICIÓN La alimentación es el conjunto de actos conscientes, voluntarios y externos encaminados a seleccionar, transformar e ingerir alimentos. Por el contrario, la nutrición abarca el conjunto involuntario de procesos celulares e internos de digestión, absorción, distribución y metabolización de moléculas químicas para mantener las funciones vitales.

Una persona puede mantener una alimentación completa en cantidad aparente y presentar, en cambio, una nutrición deficiente si padece un defecto de absorción intestinal o un fallo metabólico para asimilar los sustratos. De igual modo, percibir el aroma de un preparado culinario constituye un estímulo que forma parte de la esfera de la alimentación (activación sensorial y conducta voluntaria), pero no nutre porque no transfiere sustratos materiales a la célula.

Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 5 Parámetro Alimentación Nutrición Naturaleza del proceso Consciente, externa y voluntaria Involuntaria, interna y celular Vía ordinaria Ingesta bucal voluntaria Absorción celular y transporte tisular Variantes clínicas artificiales Enteral (sonda digestiva) Parenteral (acceso vascular directo) Dimensión sociocultural Cocina (técnicas) y gastronomía (conexión y disfrute) Bioquímica y fisiología metabólica celular A nivel celular, el fenotipo individual condiciona el tipo específico de metabolismo.

Dicho metabolismo demanda de manera obligada el aporte de oxígeno, la generación de ATP y el suministro continuo de sustratos energéticos extraídos de los nutrientes para salvaguardar la viabilidad biológica. 3. Conciencia, Encefalización y Evolución Nutricional Humana La alimentación trasciende la pura supervivencia gracias a la emergencia evolutiva de la conciencia. Dicha cualidad se manifiesta mediante señales conductuales observables: experimentación de emociones, placer sensorial, toma de decisiones voluntarias, juego exploratorio, persecución de objetivos y presencia de sueño en fases de ensoñación (fase REM). Tabla comparativa de signos de conciencia en distintas clases de vertebrados.

Como demuestra el registro biológico comparado, las manifestaciones de conciencia sensorial y lúdica no son exclusivas de los primates, sino que se comparten con quelonios, escamados, aves y mamíferos. Sin embargo, los humanos destacan por la extraordinaria amplitud del repertorio de alimentos que pueden consumir y procesar. El punto de inflexión en la hominización se produjo con el control del fuego y la cocción culinaria. El procesado térmico de los alimentos facilitó la digestión, ablandó los tejidos y concentró la disponibilidad calórica.

Esta transformación desencadenó modificaciones anatómicas y funcionales paralelas: Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 6 Remodelación craneomandibular: la reducción del esfuerzo masticatorio conllevó una disminución del grosor muscular del cuello, mandíbulas menos prominentes y dientes (incisivos y caninos) de menor porte cortante. Encefalización y plegamiento cortical: el ahorro de tiempo y energía en el tracto digestivo permitió destinar grandes excedentes calóricos al desarrollo del sistema nervioso central, pasando de cerebros con cortezas lisas a cortezas con múltiples circunvoluciones que multiplican la superficie neuronal funcional.

Dimensión hedonista: la búsqueda consciente de disfrute gustativo consolidó la cocina como un rasgo de interacción humana exclusiva. COMPRUEBA 3 ¿De qué modo la invención del procesado térmico de la comida facilitó el aumento del volumen cerebral humano? 4. Compartimentos Líquidos: El Medio Interno En los organismos pluricelulares complejos, las células no están en contacto directo con la atmósfera exterior, sino inmersas en un medio acuoso propio y controlado.

DEFINICIÓN El medio interno está integrado por la totalidad de los líquidos orgánicos del cuerpo: el líquido intracelular (LIC), situado en el interior celular, y el líquido extracelular (LEC), constituido por el líquido intersticial (que baña directamente los tejidos) y el plasma sanguíneo (fracción líquida contenida en los vasos circulatorios). El medio externo abarca todo aquello situado más allá de la barrera cutánea. Mientras que las condiciones ambientales del exterior sufren oscilaciones extremas, las características fisicoquímicas del medio interno deben mantenerse extraordinariamente estables para evitar la disfunción celular.

ERROR FRECUENTE No debes confundir el líquido extracelular con el medio externo. El líquido extracelular (tanto el plasma como el líquido intersticial) forma parte integral y directa del medio interno del organismo. El medio externo es exclusivamente el entorno ambiental situado por fuera de los epitelios de recubrimiento cutáneo y mucoso. 5. Homeostasis y Mecanismos de Control por Retroalimentación Para asegurar la viabilidad de los tejidos y sistemas orgánicos, el cuerpo recurre a la homeostasis, entendida como el mantenimiento constante de las condiciones fisicoquímicas del medio interno celular y extracelular.

Cualquier perturbación física o química capaz de alterar estos parámetros recibe el nombre de estresor (por ejemplo, la elevación febril térmica o las oscilaciones osmóticas). Si el organismo pierde transitoriamente su equilibrio homeostático, sobreviene el estado patológico; si la desviación resulta incorregible, sobreviene la muerte. Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 7 Esquema funcional de un sistema fisiológico con retroalimentación o feedback.

El equilibrio fisiológico está salvaguardado por sistemas de control homeostático que operan en bucle cerrado gracias a la retroalimentación (feedback): COMPRUEBA 4 ¿Cuál es la función del centro integrador dentro de un arco de control homeostático? IDEAS CLAVE La anatomía y la fisiología son disciplinas interdependientes: la estructura tisular determina de forma precisa la función orgánica realizable. La alimentación es un acto conductual consciente, voluntario y externo, mientras que la nutrición es el conjunto involuntario e interno de transformaciones bioquímicas y absorción celular.

La cocción con fuego impulsó la reducción de la mandíbula y el aparato masticatorio, derivando energía metabólica hacia una creciente encefalización y plegamiento cortical. El medio interno corporal comprende tanto el líquido intracelular (LIC) como el líquido extracelular (LEC), dividiéndose este último en plasma sanguíneo y líquido intersticial. La homeostasis es la preservación de la constancia fisicoquímica del medio interno celular y extracelular mediante circuitos de retroalimentación coordinados por los sistemas nervioso y endocrino. Estímulo y Sensor/Receptor: perturbación de una variable fisicoquímica.

Los sensores detectan cambios en el medio interno, mientras que los receptores captan alteraciones procedentes del medio externo (pudiendo tratarse en ocasiones de la misma entidad molecular). 1 Centro de integración: procesa la señal de entrada, compara el valor recibido con el punto de ajuste deseado y diseña una respuesta compensatoria. Esta labor corre a cargo del sistema nervioso o del sistema endocrino. 2 Efector y Respuesta: estructuras tisulares encargadas de ejecutar la acción reguladora correctiva (salida) para restaurar el parámetro a su rango de normalidad, cerrando el circuito de retroalimentación.

3 Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 8 COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 5. ¿Por qué un paciente en soporte hospitalario puede nutrirse sin alimentarse de forma voluntaria? 6. ¿Qué dos componentes integran el líquido extracelular (LEC) dentro del medio interno? 7. ¿Qué elementos secuenciales conforman un arco reflejo de control fisiológico homeostático? Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 8. ¿Qué distingue primordialmente a la alimentación frente a la nutrición? 9. ¿Qué consecuencia anatómica directa tuvo el cocinado de alimentos durante la evolución humana? 10. ¿Cómo se subdivide el líquido extracelular (LEC) en el organismo pluricelular? 11.

¿Qué entidad actúa comúnmente como centro integrador en el sistema homeostático?

Ambos términos describen exactamente el mismo fenómeno a) La nutrición requiere masticación y la alimentación no b) La alimentación es voluntaria y la nutrición es celular c) La alimentación solo ocurre a nivel de enterocitos d) Incremento masivo del tamaño de los caninos a) Aumento del volumen mandibular y muscular masticatorio b) Reducción mandibular y mayor encefalización cortical c) Aparición de cortezas cerebrales completamente lisas d) Líquido intersticial y plasma sanguíneo a) Agua externa y contenido citosólico b) Líquido intracelular y linfa periférica c) Líquido cefalorraquídeo y citoplasma exclusivamente d) La piel y la dermis papilar a) Los receptores periféricos externos exclusivamente b) El sustrato calórico intracelular directo c) El sistema nervioso o endocrino d) Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 9 2 Tejidos Corporales Fundamentales AL ACABAR SABRÁS Diferenciar las características histofisiológicas de los cuatro tejidos corporales primarios.

Clasificar los tipos de epitelios según su arquitectura y correlacionarlos con su función. Identificar los elementos celulares y extracelulares del tejido conectivo. Explicar la nutrición por difusión del epitelio frente a la vascularización del tejido conjuntivo. PIÉNSALO ANTES DE LEER 12 ¿Por qué un corte superficial en la piel no sangra mientras que uno ligeramente más profundo sí lo hace? Concepto de tejido y organización celular Un tejido es una agrupación organizada de células con un mismo origen embrionario que cooperan coordinadamente para llevar a cabo funciones fisiológicas concretas.

Las células no se encuentran aisladas; están inmersas y relacionadas con un entorno acelular denominado matriz extracelular (MEC). Para estructurar un tejido sólido y funcional, las células requieren sistemas de fijación específicos denominados uniones celulares. Estas conexiones mecánicas y funcionales operan en dos niveles principales: Uniones intercelulares: establecen anclajes firmes entre membranas contiguas, destacando los desmosomas, esenciales en tejidos sometidos a tracción mecánica intensa como la piel. Adherencias célula-matriz: anclan la base de las células a los componentes de la matriz extracelular adyacente.

Sin estos complejos de unión, las agrupaciones celulares no podrían conservar su integridad morfológica ni actuar como barreras biológicas protectoras. Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 10 ESQUEMA Tejidos Corporales Fundamentales COMPRUEBA 13 ¿Por qué son indispensables las uniones mecánicas intercelulares en el tejido epitelial de la piel? Tejido epitelial: características histofisiológicas El tejido epitelial recubre las superficies corporales externas, tapiza cavidades internas y forma glándulas.

Su organización presenta propiedades distintivas fundamentales: Ausencia de MEC interpuesta: está constituido prácticamente en exclusiva por células agrupadas en estrecho contacto. Polaridad celular: sus células son asimétricas, presentando un dominio apical orientado hacia una luz o el exterior y un dominio basal anclado a una membrana basal que lo separa del tejido conectivo. Avascularidad: carece de capilares sanguíneos directos; su aporte nutricional depende íntegramente de la difusión de nutrientes desde el tejido conjuntivo subyacente. Inervación profusa: posee una densa red de terminaciones nerviosas sensoriales.

Alta tasa de recambio: presenta una elevada capacidad mitótica impulsada por células madre para reparar el desgaste continuo.

Epitelial Cubierta protectora y secreción avascular Epitelio simple Una capa para difusión y absorción Epitelio estratificado Múltiples estratos para resistir fricción Conectivo Soporte, transporte y reserva energética Fibras y células conectivas Fibroblastos, adipocitos y colágeno Muscular Contracción mecánica y generación de calor Estriado y liso Esquelético, cardíaco y visceral Nervioso Impulsos bioeléctricos y regulación homeostática Neuronas y neuroglía Señalización y células de sostén Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 11 ERROR FRECUENTE Afirmar que el tejido epitelial sangra al dañarse es un error conceptual común. El epitelio es estrictamente avascular.

Cuando se produce una hemorragia por un corte cutáneo, la lesión ha atravesado la membrana basal y ha alcanzado el tejido conectivo vascularizado subyacente. Las funciones principales de los epitelios abarcan la protección física y biológica, la recepción de estímulos sensitivos, la secreción de sustancias y la absorción o filtración selectiva de solutos y agua. Clasificación morfofuncional del tejido epitelial Los epitelios se clasifican siguiendo dos criterios morfológicos: el número de estratos celulares y la morfología de las células de su superficie apical. Epitelios simples Formados por una única capa de células que asienta sobre la membrana basal.

Están adaptados a procesos de difusión de gases, transporte por ósmosis, filtración selectiva, absorción de solutos y secreción metabólica. Esquema de las distintas variedades de epitelio simple y seudoestratificado. Comprenden las siguientes variedades: Pavimentoso simple (escamoso): células aplanadas que facilitan una difusión y filtración sumamente veloces. Cúbico simple: células cúbicas con núcleo central, involucradas en secreción y absorción activa. Cilíndrico simple (prismático): células alargadas en sentido vertical con amplia capacidad de absorción y transporte vectorial.

Cilíndrico seudoestratificado: monocapa donde los núcleos aparecen a diferentes alturas, aparentando varias capas aunque todas sus células contactan con la lámina basal. Epitelios estratificados Compuestos por dos o más niveles superpuestos de células. Su cometido prioritario es la protección contra fricciones mecánicas, abrasiones químicas y desgarros en los planos tisulares profundos. Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 12 Esquema morfológico de las clases de epitelios estratificados y de transición.

Su nomenclatura depende de la morfología en su estrato apical más superficial: Pavimentoso estratificado: resiste la abrasión externa continuada; puede ser queratinizado o no queratinizado. Cúbico estratificado: formado por dos o pocas capas cúbicas protectoras. Cilíndrico estratificado: disposición superficial prismática de recubrimiento y defensa. De transición (urotelio): epitelio especializado capaz de acomodar variaciones notables de volumen modificando la forma de sus células superficiales.

Variedad tisular Organización celular Función fisiológica predominante Simple pavimentoso Una capa de células aplanadas Difusión rápida, ósmosis y filtración Simple cúbico y cilíndrico Una capa de células cúbicas o prismáticas Absorción activa y secreción glandular Cilíndrico seudoestratificado Monocapa con núcleos a distintas alturas Protección mucosal y transporte de sustancias Estratificado pavimentoso Múltiples estratos con superficie aplanada Protección frente al desgaste y la erosión De transición Múltiples capas con morfología adaptable Distensión y protección ante cambios de tensión COMPRUEBA 14 ¿Cómo se determina la clasificación morfológica de un epitelio que tiene varias capas superpuestas?

Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 13 Tejido conectivo: componentes y funciones biológicas El tejido conectivo o conjuntivo es el más abundante y ampliamente distribuido del organismo. A diferencia del epitelio, se caracteriza por presentar células ampliamente separadas entre sí por abundante material extracelular. Microfotografía histológica con células, fibras colágenas y sustancia amorfa conjuntiva.

Su composición integra los siguientes elementos estructurales: Células residentes y migrantes: entre las que destacan los fibroblastos (encargados de sintetizar la matriz), los adipocitos (especializados en acumular lípidos energéticos) y los macrófagos (responsables de la fagocitosis y defensa). Matriz de fibras proteicas: fibras de colágeno (que confieren notable resistencia a la tracción) y elastina (que aportan elasticidad mecánica). Sustancia amorfa fundamental: material no estructurado, fluido, semifluido o calcificado con propiedades higroscópicas, capaz de retener importantes volúmenes de agua.

En cuanto a su vascularización e inervación, se trata de un tejido ricamente vascularizado y provisto de terminaciones nerviosas. Sus funciones abarcan la cohesión y soporte de los órganos, el transporte orgánico interno, el aislamiento térmico y la amortiguación mediante cubiertas adiposas protectoras (como en el riñón o el esqueleto), el depósito metabólico de energía en lípidos y la mediación directa de respuestas defensivas e inmunitarias. PARA RECORDARLO El epitelio y el conectivo son funcionalmente simétricos: el epitelio es avascular y denso en células sin MEC; el conectivo es vascularizado, rico en MEC higroscópica y posee células muy dispersas.

Introducción al tejido muscular y nervioso Los tejidos muscular y nervioso completan los cuatro tejidos fundamentales del cuerpo humano, encargándose de la motilidad y la integración funcional de los sistemas orgánicos. Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 14 El tejido muscular está integrado por células contráctiles alargadas llamadas fibras musculares. Su función primordial es desarrollar fuerza física de tracción para producir locomoción, preservar la postura corporal, brindar protección y disipar energía en forma de calor corporal.

Morfofuncionalmente se organiza en tres variantes: Músculo estriado esquelético: anclado habitualmente a los huesos y rodeado por cubiertas conectivas (endomisio, perimisio y epimisio; véase «Fisiología Muscular: Contracción Esquelética, Cardíaca y Lisa»). Músculo estriado cardíaco: constituyente fundamental de las paredes del corazón. Músculo liso: situado en la túnica muscular de órganos viscerales huecos y en la pared de los vasos sanguíneos. El tejido nervioso está formado por dos grandes estirpes celulares: las neuronas y las células de neuroglía.

Las neuronas son unidades excitables que transforman estímulos en potenciales bioeléctricos para transmitirlos a otras neuronas, músculos o glándulas (véase «Comunicación Sináptica y Neurotransmisión»). La neuroglía, mucho más cuantiosa, ofrece el soporte metabólico, mecánico y homeostático vital para la supervivencia neuronal. COMPRUEBA 15 ¿Qué papel funcional desempeñan las células gliales respecto a las neuronas? IDEAS CLAVE Un tejido es una agrupación celular con origen embrionario común integrada en una matriz extracelular para realizar tareas conjuntas.

El tejido epitelial destaca por su polaridad celular, abundancia de uniones intercelulares, avascularidad y alta tasa de mitosis reparadora. Los epitelios se estructuran según el número de estratos celulares en simples o estratificados, y por la geometría de su cara apical. El tejido conectivo combina fibroblastos, adipocitos y macrófagos en una abundante matriz proteica y sustancia amorfa higroscópica. El tejido muscular genera fuerza mecánica para el movimiento y la termogénesis, mientras que el nervioso transmite impulsos bioeléctricos de control. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 16. ¿Por qué mecanismo metabólico se nutren las células del tejido epitelial dada su avascularidad? 17.

¿Qué propiedad físico-química distingue a la sustancia amorfa del tejido conectivo respecto a la hidratación? Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 15 Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 18. ¿Cuál es la característica vascular distintiva propia del tejido epitelial? 19. ¿Qué criterio clasifica a los epitelios estratificados en pavimentosos, cúbicos o cilíndricos? 20. ¿Qué célula del tejido conectivo sintetiza principalmente los elementos de su matriz extracelular? 21. ¿Qué función describe mejor el papel principal de la neuroglía en el tejido nervioso?

3 Sistema Tegumentario y Fisiología del Tejido Óseo AL ACABAR SABRÁS Diferenciar las tres capas principales de la piel y los cuatro tipos celulares epidérmicos. Explicar el mecanismo de secreción holocrina de las glándulas sebáceas y las propiedades del sudor. Detallar las proporciones de agua, colágeno y sales cristalizadas de la matriz ósea. Distinguir el papel fisiológico de los osteoblastos, osteocitos y osteoclastos en la dinámica del hueso.

Presencia de senos venosos directos a) Vascularización arterial exclusivamente periférica b) Alta densidad de redes capilares c) Avascularidad total dependiente de difusión d) La forma celular del estrato basal a) El espesor total de la matriz b) La concentración de desmosomas internos c) La morfología de la capa apical d) Macrófago a) Fibroblasto b) Adipocito c) Glía d) Generación directa de potenciales contráctiles a) Filtración osmótica de barrera mucosa b) Soporte homeostático y sustento neuronal c) Depósito preferente de sales cálcicas d) Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 16 PIÉNSALO ANTES DE LEER 22 ¿Por qué un hueso seco no se desintegra a pesar de no recibir riego sanguíneo tras la muerte?

Organización y estructura de la piel El sistema tegumentario engloba la piel y sus estructuras anexas, como uñas, pelos y diversas glándulas. La piel constituye uno de los órganos de mayor tamaño del cuerpo humano: representa un 15% del peso corporal y abarca una superficie media de 2 m². Proporciona una cubierta protectora no rígida, con grosor heterogéneo según la zona anatómica; por ejemplo, resulta fina en los párpados y mucho más gruesa en la espalda o la nuca. Desde el punto de vista histológico, el tegumento se distribuye en tres estratos principales superpuestos: Epidermis: es la capa más externa y estrecha.

Está compuesta por un epitelio pavimentoso estratificado queratinizado (véase «Tejidos Corporales Fundamentales»), cuyas células más superficiales se aplanan antes de desprenderse. Dermis: situada debajo de la epidermis, está constituida principalmente por tejido conectivo provisto de fibras de colágeno y elastina. Sus células fundamentales son los fibroblastos, responsables de la producción de estas fibras estructurales. Hipodermis: estrato subcutáneo profundo rico en adipocitos. En ausencia de sobrepeso almacena la mayor parte de los lípidos corporales, actuando como aislante térmico.

Citología de la epidermis y funciones tegumentarias La epidermis alberga cuatro estirpes celulares con tareas muy diferenciadas: Queratinocitos: representan la población predominante. Nacen en las capas basales y ascienden hacia la superficie; durante este desplazamiento sintetizan queratina, una proteína que confiere resistencia mecánica e impermeabilidad contra microorganismos patógenos. Las capas epidérmicas finales están compuestas exclusivamente por queratinocitos muertos cornificados. Melanocitos: producen el pigmento fotoprotector melanina. Esta sustancia absorbe la radiación lumínica y determina la pigmentación cutánea, del pelo y del iris.

La tasa de síntesis de melanina se incrementa al exponerse a la luz solar. Células de Langerhans: elementos inmunitarios encargados de fagocitar y eliminar bacterias patógenas que intentan atravesar la superficie cutánea. Células de Merkel: integradas en la base del epitelio, intervienen en la recepción sensorial táctil. COMPRUEBA 23 ¿Por qué las bacterias no pueden atravesar con facilidad el estrato más externo de la piel sana?

De forma integrada, la piel desempeña funciones esenciales: protección frente a agresiones físicas, químicas y microbianas; regulación de la temperatura corporal mediante evaporación y vascularización; síntesis cutánea de vitamina D; y excreción hidroelectrolítica de productos como Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 17 sales, agua y urea. Anejos glandulares cutáneos La piel dispone de dos tipos fundamentales de glándulas exocrinas: Esquema del folículo piloso, glándula sebácea asociada y músculo erector.

Las glándulas sudoríparas, que rondan entre 3 y 4 millones de unidades y suman una masa de apenas 100 gramos, presentan un conducto tubular enrollado sobre sí mismo que desemboca en la superficie cutánea. Producen un líquido acuoso cargado de electrolitos, urea, lactato, piruvato e inmunoglobulinas. El sudor posee un pH ácido que frena la colonización bacteriana y permite excretar hasta 10 litros diarios ante hidratación óptima, colaborando en la termorregulación y en la eliminación de catabolitos como un órgano depurador análogo al riñón. Las glándulas sebáceas se originan a partir de células madre y se disponen en la dermis habitualmente conectadas al conducto de un folículo piloso.

Sus células, los sebocitos, acumulan en su citoplasma una mezcla lipídica compuesta por triglicéridos, ésteres de colesterol y ceras. Poseen un mecanismo de secreción holocrina: la célula se lisa por completo para expulsar el sebo acumulado. La producción sebácea aumenta bajo la influencia del estrés o por estímulo de la hormona del crecimiento. Están ausentes en las palmas de las manos y en las plantas de los pies, donde únicamente residen glándulas sudoríparas. Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 18 ERROR FRECUENTE Confundir la secreción holocrina de las glándulas sebáceas con la secreción merocrina habitual.

En la glándula sebácea el sebocito acumula sebo en su interior hasta desintegrarse por completo; la propia célula destruida forma parte de la secreción. Fisiología del tejido óseo: matriz y tipos celulares El hueso no es una pieza inerte de sostén, sino un tejido conjuntivo dinámico con vascularización activa y matriz extracelular abundante que separa ampliamente a sus células. Esta matriz ósea se compone exactamente de un 25% de agua, 25% de fibras colágenas y 50% de sales minerales cristalizadas. Las sales minerales se depositan en el entramado de colágeno y se cristalizan, proceso conocido como calcificación o mineralización que endurece la estructura.

Macroscópicamente, el hueso presenta zonas de tejido compacto y esponjoso. La población celular del tejido óseo consta de cuatro variedades: COMPRUEBA 24 ¿A través de qué estructura se nutren los osteocitos encerrados en lagunas óseas? IDEAS CLAVE La piel comprende la epidermis (epitelio estratificado queratinizado), la dermis (tejido conectivo rico en colágeno y elastina) y la hipodermis (reserva adiposa subcutánea). Los cuatro tipos celulares epidérmicos son los queratinocitos (queratinización defensiva), los melanocitos (pigmento de melanina), las células de Langerhans (defensa inmune) y las células de Merkel (sensación táctil).

Las glándulas sebáceas vierten sebo mediante secreción holocrina y carecen de distribución en las regiones palmoplantares. La matriz extracelular ósea está compuesta por un 25% de agua, un 25% de fibras de colágeno y un 50% de sales minerales cristalizadas. Los osteoblastos forman la matriz ósea, los osteocitos aseguran el intercambio metabólico en las lagunas y los osteoclastos multinucleados reabsorben el tejido mineralizado. Células osteógenas: estirpe precursora derivada del mesénquima que se divide y origina las células formadoras. 1 Osteoblastos: sintetizan y liberan las fibras de colágeno y los componentes orgánicos de la matriz, además de iniciar la calcificación.

2 Osteocitos: derivan de osteoblastos que quedan atrapados en cavidades denominadas lagunas. Son las células óseas maduras y principales; sostienen el intercambio diario de nutrientes y desechos conectándose a través de canalículos con el canal central vascular. 3 Osteoclastos: grandes células multinucleadas surgidas de la fusión de más de 50 monocitos. Se localizan en el endostio y se ocupan de la resorción y destrucción de la matriz ósea mineralizada. 4 Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 19 COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 25. ¿En qué se diferencia el mecanismo secretor de una glándula sebácea respecto al de una glándula sudorípara? 26.

¿De qué precursores sanguíneos provienen los osteoclastos y cuál es su morfología distintiva? Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 27. ¿Qué proporción de sales minerales cristalizadas contiene la matriz extracelular del tejido óseo? 28. ¿Qué célula epidérmica cumple funciones directas de vigilancia inmunológica? 29. ¿En qué región corporal están totalmente ausentes las glándulas sebáceas? 30. ¿Qué estirpe celular queda atrapada en lagunas y mantiene el intercambio metabólico óseo?

4 Transporte de Membrana, Potencial de Reposo y Potencial de Acción AL ACABAR SABRÁS Diferenciar los mecanismos de transporte celular no mediados y mediados a partir de la Ley de Fick y la cinética de la bomba Na+/K+-ATPasa. Explicar el origen iónico del potencial de membrana en reposo y el papel de los canales pasivos de escape de K+. Describir la secuencia temporal y los cambios de conductancia iónica en las fases del potencial de acción. Distinguir el principio del todo o nada y los mecanismos de propagación del impulso nervioso continuo y saltatorio.

50% a) 25% b) 75% c) 15% d) Célula de Merkel a) Melanocito b) Queratinocito c) Célula de Langerhans d) Cuero cabelludo a) Palmas y plantas b) Espalda y nuca c) Párpados y cuello d) Osteocito a) Osteoclasto b) Célula osteógena c) Osteoblasto d) Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 20 PIÉNSALO ANTES DE LEER 31 ¿Por qué una neurona en reposo consume continuamente energía en forma de ATP si en ese momento no está disparando ningún impulso eléctrico? La membrana plasmática aísla el medio intracelular del extracelular y regula de forma selectiva el intercambio molecular y la actividad bioeléctrica.

Esta organización mantiene la estabilidad del medio interno (véase «Introducción a la Fisiología, Nutrición y Homeostasis»). ESQUEMA Biofísica y Fisiología Celular y Tisular Estructura y permeabilidad selectiva de la membrana celular La membrana plasmática está constituida por una bicapa de fosfolípidos anfipáticos, moléculas de colesterol intercaladas y proteínas periféricas o integrales que actúan como canales o transportadores. Cada fosfolípido contiene una cabeza hidrófila polar orientada hacia las soluciones acuosas intra y extracelular, y dos colas de ácidos grasos apolares hidrófobas que forman el núcleo central de la membrana.

Esta disposición lipídica determina una permeabilidad selectiva: las partículas liposolubles (lipófilas) pueden difundir directamente a través de los lípidos. En contraste, las moléculas hidrosolubles y los iones con carga eléctrica no atraviesan la bicapa por sí solos y requieren proteínas transmembrana para franquearla. DEFINICIÓN Un gradiente químico representa la diferencia de concentración de una sustancia entre dos regiones separadas por un espacio o membrana, impulsando el movimiento neto de solutos hacia la zona de menor concentración hasta alcanzar el equilibrio.

Fisiología de Membrana Transporte pasivo, activo y gradientes iónicos Mecanismos de Transporte Difusión simple, mediada y bomba Na+/K+ Bioelectricidad Celular Potencial de reposo y potencial de acción Canales Voltaje- Dependientes Compuertas de activación e inactivación de Na+ y K+ Propagación del Impulso Retroalimentación positiva y conducción saltatoria Comunicación y Tejidos Sinapsis química, eléctrica y función tisular Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 21 Mecanismos de transporte celular: no mediados y mediados El intercambio transmembrana se clasifica según la necesidad o no de estructuras proteicas de transporte: Transporte no mediado: no recurre a proteínas acarreadoras.

Se produce a favor de gradiente de concentración mediante difusión simple. Transporte mediado equilibrativo: emplea transportadores o canales iónicos que facilitan el movimiento pasivo a favor del gradiente electroquímico, sin gasto energético celular. Transporte mediado concentrativo: moviliza solutos en contra de gradiente requiriendo un consumo directo de energía metabólica (ATP). PARA RECORDARLO La Ley de Fick establece que la velocidad neta de difusión es directamente proporcional al gradiente de concentración y al área de superficie de intercambio, e inversamente proporcional al tamaño de la molécula y a la distancia recorrida.

La ósmosis es la difusión pasiva de agua a través de una membrana selectivamente permeable impulsada por las diferencias de osmolaridad. La presión osmótica depende de la concentración de electrolitos.

Según el medio externo celular: Medio Extracelular Concentración de Solutos Flujo Neto de Agua Efecto Celular Hipotónico Menor fuera que dentro Entrada al interior celular Hinchamiento celular con riesgo de lisis Isotónico Idéntica en ambos lados Equilibrio dinámico Volumen y morfología constantes Hipertónico Mayor fuera que dentro Salida hacia el exterior Deshidratación y retracción celular COMPRUEBA 32 ¿Cómo varía la velocidad de difusión de un soluto a través de la membrana si se reduce a la mitad el grosor de la barrera de difusión?

La bomba Na+/K+-ATPasa y la génesis del potencial de reposo El transporte activo primario utiliza hidrólisis de ATP para desplazar iones contra su gradiente electroquímico. La proteína clave en las células animales es la bomba Na+/K+-ATPasa, una enzima electrogénica esencial para el equilibrio osmótico y el mantenimiento de los gradientes iónicos. Por cada ciclo enzimático, la bomba expulsa 3 iones Na+ e introduce 2 iones K+. Esta asimetría estequiométrica asegura una concentración intracelular permanentemente baja de sodio y elevada de potasio. A su vez, el medio extracelular mantiene altas concentraciones de sodio y cloruro.

Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 22 ERROR FRECUENTE Atribuir la espiga despolarizante del potencial de acción al funcionamiento directo de la bomba Na+/K+-ATPasa. La bomba no genera el impulso eléctrico; únicamente crea y mantiene los gradientes químicos basales que luego aprovechan los canales dependientes de voltaje. La desigual separación de cargas eléctricas a ambos lados de la membrana plasmática genera una diferencia de potencial eléctrico. En las células excitables (neuronas y fibras musculares), el potencial de membrana en reposo oscila entre -60 mV y -100 mV, fijándose de modo canónico en -70 mV.

El signo negativo refleja que el interior celular tiene carga neta negativa respecto a la superficie externa. Este estado basal se explica por la permeabilidad de la membrana en reposo: existen abundantes canales pasivos de fuga de potasio que permiten la salida continua de este catión a favor de su gradiente químico. La pérdida de cargas positivas internas hacia el exterior crea la electronegatividad interior. Por su parte, la membrana presenta una permeabilidad basal muy escasa para el sodio. COMPRUEBA 33 ¿Por qué la salida continua de potasio por canales de fuga no agota su gradiente intracelular a largo plazo?

Fases del potencial de acción y dinámica de canales iónicos Cuando un estímulo despolarizante sobrepasa el umbral crítico de activación situado alrededor de los -55 mV, se desencadena un potencial de acción: una alteración rápida, transitoria y estereotipada del potencial de membrana. Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 23 Gráfica del potencial de acción indicando umbral, despolarización, repolarización y periodo refractario. COMPRUEBA 34 ¿Qué acontecimiento molecular desencadena el inicio de la fase de repolarización en la espiga del potencial de acción?

Propiedades y propagación del impulso nervioso El potencial de acción se rige por principios biofísicos universales: Principio del todo o nada: si la despolarización inicial no alcanza el umbral de -55 mV no se inicia el potencial de acción; superado el umbral, la respuesta se genera con una amplitud constante, independientemente de la magnitud del estímulo aplicado. Despolarización: al alcanzarse los -55 mV se abren masiva y rápidamente los canales de Na+ dependientes de voltaje. El sodio ingresa al interior celular a favor de su gradiente electroquímico, invirtiendo la polaridad interna hacia valores positivos (aproximadamente +40 mV).

1 Repolarización: los canales de sodio dependientes de voltaje sufren un proceso de inactivación automática casi simultáneo a la apertura retardada de los canales de K+ dependientes de voltaje. El potasio fluye masivamente hacia el exterior celular, devolviendo el potencial de membrana a su polaridad negativa. 2 Poshiperpolarización: debido a la lentitud en el cierre de las compuertas de potasio dependientes de voltaje, continúa saliendo K+ por un breve período, volviendo transitoriamente el potencial intracelular más negativo que el valor basal de reposo.

3 Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 24 Período refractario: intervalo temporal tras el inicio de una espiga durante el cual la célula excitable no puede desencadenar un nuevo potencial de acción idéntico (absoluto) o requiere un estímulo sensiblemente mayor para alcanzar el umbral (relativo). Propagación por retroalimentación positiva: la entrada local de sodio genera corrientes que despolarizan las zonas adyacentes de la membrana axonal hasta el nivel umbral, abriendo nuevos canales de sodio y transmitiendo el impulso en una sola dirección hacia las terminaciones axónicas.

Conducción saltatoria: en los axones provistos de vaina de mielina, el potencial salta de un nodo de Ranvier al siguiente, permitiendo una transmisión del impulso nervioso mucho más rápida y con menor consumo energético. COMPRUEBA 35 ¿En qué consiste el principio del todo o nada durante la génesis de un impulso nervioso? IDEAS CLAVE La bicapa lipídica anfipática confiere permeabilidad selectiva, permitiendo el libre paso a moléculas lipófilas y restringiendo a las polares o cargadas. La Ley de Fick modela la difusión simple en función del gradiente, el área superficial, la distancia de difusión y el tamaño de la molécula.

La bomba Na+/K+-ATPasa expulsa 3 Na+ e introduce 2 K+, manteniendo los gradientes químicos basales y el equilibrio osmótico celular. El potencial de membrana en reposo canónico es de , establecido fundamentalmente por la difusión pasiva de K+ al exterior a través de canales de fuga. La despolarización rápida del potencial de acción depende del influjo masivo de Na+ por canales dependientes de voltaje, mientras que la repolarización procede de la salida retardada de K+. La conducción saltatoria en fibras mielínicas permite la propagación rápida del potencial de acción de un nodo de Ranvier a otro. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 36.

¿Cuál es la función concreta de la bomba Na+/K+-ATPasa en el mantenimiento de la excitabilidad celular? 37. ¿Por qué el potencial de membrana en reposo se aproxima más al potencial de equilibrio del potasio que al del sodio? 38. ¿Qué consecuencia directa tiene la apertura tardía de los canales de potasio activados por voltaje sobre la fase de hiperpolarización? 70 mV Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 25 Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 39. ¿Cuál es la estequiometría del transporte iónico mediado por la bomba Na+/K+-ATPasa? 40. ¿Qué canal iónico es responsable directo del rápido ascenso (despolarización) del potencial de acción? 41.

¿Qué le ocurre al volumen de una célula animal sumergida en un medio extracelular hipertónico? 42. ¿Qué fenómeno bioeléctrico describe el principio del todo o nada en las células excitables?

5 Comunicación Sináptica y Neurotransmisión AL ACABAR SABRÁS Diferenciar la estructura funcional de las neuronas y las distintas células de la neuroglía Comparar exhaustivamente las propiedades biofísicas de la sinapsis eléctrica frente a la química Describir la secuencia molecular de exocitosis dependiente de calcio en el terminal presináptico PIÉNSALO ANTES DE LEER 43 ¿Por qué el impulso nervioso no puede saltar directamente como corriente eléctrica a través de la mayoría de las conexiones neuronales de nuestro cuerpo?

3 Na+ hacia el interior y 2 K+ hacia el exterior a) 2 Na+ hacia el exterior y 3 K+ hacia el interior b) 1 Na+ hacia el exterior y 1 K+ hacia el interior c) 3 Na+ hacia el exterior y 2 K+ hacia el interior d) Canal de escape pasivo de potasio a) Canal de K+ dependiente de voltaje b) Bomba Na+/K+-ATPasa c) Canal de Na+ dependiente de voltaje d) Aumenta por entrada masiva de electrolitos a) Aumenta hasta lisar la membrana b) Permanece inalterado por difusión simple c) Disminuye por salida neta de agua d) La amplitud de la espiga es proporcional al estímulo a) El potencial se produce completo al alcanzar el umbral b) La respuesta se propaga en ambas direcciones axonales c) El impulso requiere siempre la inactivación de la bomba d) Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 26 Organización celular del tejido nervioso El histólogo español Santiago Ramón y Cajal transformó la neurobiología al demostrar que la neurona constituye una entidad anatómica, trófica y funcional independiente, desmintiendo la idea de una red continua o sincitio.

En el sistema nervioso conviven dos grandes poblaciones celulares: Neuronas: son las unidades funcionales esenciales encargadas del procesamiento, generación y conducción de señales bioeléctricas mediante impulsos nerviosos o potenciales de acción (véase «Transporte de Membrana, Potencial de Reposo y Potencial de Acción»). Células gliales (neuroglía): células de soporte que superan en número a las neuronas. Su labor incluye la nutrición, protección mecánica y mantenimiento de la composición homeostática en el líquido intersticial.

Dentro de este grupo destacan las células de Schwann (responsables de elaborar las vainas de mielina en el sistema periférico) y la microglía (células fagocíticas con función inmunitaria frente a detritos o patógenos). Desde el punto de vista morfológico, una neurona típica presenta tres regiones claramente diferenciadas: 1. Soma o cuerpo celular: contiene el núcleo esférico y el citoplasma con los orgánulos de síntesis proteica y energética, tales como el retículo endoplásmático rugoso, los lisosomas, el aparato de Golgi y abundantes mitocondrias. 2. Dendritas: ramificaciones múltiples, cortas y ahusadas que brotan del cuerpo neuronal a modo de fronda arbórea.

Constituyen el polo receptor primario dotado de receptores moleculares que captan señales de otras células o del entorno. 3. Axón: prolongación cilíndrica única, fina y alargada, que emerge del soma a través de una elevación cónica denominada cono axónico (o base del axón). Conduce los impulsos hacia otras neuronas, fibras musculares o glándulas. En su extremo distal se ramifica en los botones terminales (o bulbos sinápticos), donde se almacenan los neurotransmisores dentro de vesículas.

DEFINICIÓN Una sinapsis es la zona especializada de contacto funcional establecida entre dos neuronas, entre un receptor sensorial y una neurona, o entre una neurona y una célula efectora (muscular o glandular). Atendiendo a su función y conectividad, las neuronas se organizan en tres categorías cardinales: Neuronas sensoriales (aferentes): poseen receptores en sus dendritas especializados en detectar estímulos del medio interno o externo (por ejemplo, la incidencia de fotones en la retina) y transducirlos en variaciones del potencial de membrana que originan potenciales de acción.

Interneuronas (integradoras): situadas íntegramente dentro del sistema nervioso central, interconectan circuitos neuronales y canalizan las señales recibidas desde las vías sensoriales. Neuronas motoras (eferentes o motoneuronas): transmiten la respuesta nerviosa hacia células efectoras, como las fibras musculares esqueléticas, induciendo su despolarización y subsecuente contracción (véase «Fisiología Muscular: Contracción Esquelética, Cardíaca y Lisa»). Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 27 COMPRUEBA 44 ¿En qué parte de la arquitectura neuronal se localizan los receptores de entrada y dónde se almacenan los mensajeros químicos de salida?

ESQUEMA Células del sistema nervioso Sinapsis eléctrica frente a sinapsis química La comunicación intercelular requiere el emparejamiento entre un elemento presináptico (emisor) y un elemento postsináptico (receptor). Ambos están separados por un hiato denominado hendidura sináptica, bañado por líquido intersticial.

La naturaleza física y funcional de esta hendidura define las dos modalidades de sinapsis existentes en el organismo: Parámetro Sinapsis eléctrica Sinapsis química Hendidura intermembrana Ultraestrecha (2 a 3 nm) Amplia (20 a 40 nm) Continuidad citoplasmática Sí, comunicada por uniones GAP (conexinas) No, membranas completamente discontinuas Mediador de señal Corriente iónica directa Moléculas químicas (neurotransmisores) Tejido nervioso Poblaciones celulares principales Neuronas Unidades funcionales y conductoras de impulsos Sensoriales Recepción aferente interna y externa Interneuronas Conexión e integración del circuito Motoras Vía eferente hacia células musculares Neuroglía Sostén, aislamiento y defensa celular Células de Schwann Síntesis de mielina Microglía Defensa y fagocitosis inmunitaria Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 28 Parámetro Sinapsis eléctrica Sinapsis química Dirección del impulso Bidireccional (en ambos sentidos) Estrictamente unidireccional Retardo sináptico Prácticamente nulo o mínimo Apreciable (latencia por exocitosis y difusión) Abundancia en el organismo Minoritaria, especializada en sincronización Mayoritaria en el sistema nervioso humano PARA RECORDARLO En la sinapsis eléctrica los iones cruzan directamente por canales puente (uniones en hendidura o GAP); en la química necesitan un intermediario molecular que cruce nadando la hendidura: el neurotransmisor.

ERROR FRECUENTE No confundas la velocidad de conducción del axón con el retardo sináptico. El retardo sináptico ocurre exclusivamente en la hendidura sináptica química debido al tiempo necesario para la apertura de canales de calcio, la fusión de vesículas, la difusión del ligando y la activación de receptores postsinápticos. Mecanismo molecular de la neurotransmisión química Los neurotransmisores son agentes químicos sintetizados y liberados por la neurona presináptica. Químicamente corresponden de forma principal a tres familias: aminoácidos, aminas y péptidos.

La transferencia de información ocurre a través de una cascada precisa y ordenada de eventos iónicos y vesiculares: Llegada del potencial de acción: la onda de despolarización axónica alcanza el bulbo o botón terminal presináptico. 1 Entrada de calcio: el cambio de voltaje en la membrana induce la apertura de los canales de Ca2+ dependientes de voltaje. Como la concentración externa de ion calcio es muy superior a la interna, el fluye masivamente hacia el interior celular.

2 Ca2+ Exocitosis de neurotransmisores: el aumento intracelular de desencadena la fusión de las vesículas sinápticas con la membrana plasmática presináptica, expulsando miles de moléculas de neurotransmisor hacia la hendidura mediante exocitosis. 3 Ca2+ Unión ligando-receptor: el neurotransmisor difunde pasivamente por la hendidura (20-40 nm) y se fija selectivamente a sus receptores específicos en la membrana postsináptica. 4 Génesis del potencial postsináptico: la unión activa la apertura (o cierre) de canales iónicos.

El movimiento neto de iones altera el potencial de membrana de la célula postsináptica, pudiendo provocar una despolarización (efecto excitador) o una hiperpolarización (efecto inhibidor). 5 Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 29 PROCESO Fases de la transmisión en sinapsis química COMPRUEBA 45 ¿Por qué el bloqueo selectivo de los canales de calcio dependientes de voltaje anula la transmisión en una sinapsis química? IDEAS CLAVE Santiago Ramón y Cajal determinó que la neurona es la unidad celular e individual independiente del tejido nervioso. La sinapsis eléctrica presenta uniones GAP, hendidura de , latencia mínima y conducción bidireccional.

La sinapsis química tiene una hendidura de , es estrictamente unidireccional y mediada por neurotransmisores. La entrada de por canales activados por voltaje en el botón presináptico es el desencadenante de la exocitosis vesicular. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 46. ¿Cuáles son las diferencias estructurales y de direccionalidad entre las sinapsis eléctricas y químicas? 47. ¿Qué tipos celulares forman la neuroglía según las fuentes y qué función primordial asume cada uno?

Llegada del potencial La despolarización arriba al botón sináptico 1 Entrada de Ca2+ Apertura de canales de Ca2+ dependientes de voltaje 2 Exocitosis vesicular Fusión y liberación de neurotransmisores a la hendidura 3 Fijación a receptores Difusión y unión en la membrana postsináptica 4 Respuesta postsináptica Cambio de potencial por apertura de canales iónicos 5 2 a 3 nm 20 a 40 nm Ca2+ Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 30 Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 48. ¿Qué científico demostró que las neuronas son unidades celulares individuales y no un sincitio continuo? 49.

¿Qué tipo de célula glial desempeña un rol fagocítico e inmunitario en el tejido nervioso? 50. ¿Qué anchura caracteriza a la hendidura en una sinapsis química clásica? 51. ¿Qué evento iónico estimula directamente la liberación por exocitosis de los neurotransmisores?

6 Fisiología Muscular: Contracción Esquelética, Cardíaca y Lisa AL ACABAR SABRÁS Diferenciar las características histológicas y funcionales de los músculos esquelético, cardíaco y liso Identificar las bandas y zonas ultraestructurales que configuran el sarcómero Secuenciar el proceso de acoplamiento excitación-contracción mediado por acetilcolina, calcio y ATP Comparar los mecanismos de sincronización en el miocardio frente a las dos variantes del músculo liso PIÉNSALO ANTES DE LEER 52 ¿Por qué un músculo requiere ATP no solo para contraerse, sino también para poder relajarse?

Louis Pasteur a) Camillo Golgi b) Theodor Schwann c) Santiago Ramón y Cajal d) Microglía a) Astrocito b) Interneurona c) Célula de Schwann d) 2 a 3 nm a) 20 a 40 nm b) Menos de 1 nm c) 100 a 200 nm d) Cierre de canales de sodio a) Entrada masiva de calcio b) Salida rápida de potasio c) Bombeo de cloro por ATPasa d) Fisiología Humana: Célula, Neurofisiología y Digestivo 31 El tejido muscular es el efector mecánico del organismo y transforma energía química en trabajo dinámico y tensión. En el cuerpo humano existen tres variedades histológicas y funcionales: esquelético, cardíaco y liso.

ESQUEMA Tipos y organización del tejido muscular Clasificación y funciones generales del tejido muscular Los tres tipos de músculo presentan diferencias estructurales y de control nervioso muy marcadas: Tipo muscular Morfología celular y núcleos Estrías Tipo de control Localización típica Esquelético Cilíndrica alargada, multinucleada periférica Sí Voluntario (somático) Unido a piezas óseas del esqueleto Cardíaco Cilíndrica ramificada, uniones por discos intercalares Sí Involuntario (marcapasos/autónomo) Pared del corazón (miocardio) Liso Fusiforme alargada, núcleo central único No Involuntario (autónomo) Paredes de vísceras huecas y vasos sanguíneos De manera global, el sistema muscular desempeña cuatro cometidos fisiológicos elementales: Estabilización postural y articular: la contracción tónica mantiene la postura erecta o sedente frente a la gravedad.

Generación de movimiento: la tracción coordinada sobre palancas óseas produce locomoción (caminar, correr) y motricidad fina. Regulación del volumen orgánico: los esfínteres musculares retienen o regulan el paso de fluidos y sustancias en reservorios como el estómago o la vejiga urinaria. Músculo esquelético Estriado, voluntario, multinucleado periférico Músculo cardíaco Estriado, involuntario, células marcapasos…