Estructura de la Membrana Plasmática

La membrana plasmática está compuesta por una doble capa de fosfolípidos orientados de manera anfipática. Las cabezas hidrófilas de los fosfolípidos están en contacto con el plasma sanguíneo y el citoplasma, mientras que las colas hidrofóbicas se orientan hacia el interior de la membrana. Este movimiento lateral otorga fluidez a la membrana, facilitando el transporte de sustancias. La disposición de las cabezas, similar a un mosaico, da nombre al modelo de mosaico fluido. Entre los fosfolípidos se encuentran proteínas con funciones y estructuras específicas. Cuando estas proteínas se unen a lípidos, se llaman lipoproteínas; cuando se unen a glucosa, glucoproteínas. Las células eucariotas también poseen colesterol entre las colas hidrofóbicas.

Transporte Transmembrana

Transporte Pasivo

Los mecanismos de transporte pasivo no requieren gasto de energía celular.

• Difusión: Movimiento de sustancias desde una región de mayor concentración a una de menor concentración, a favor del gradiente de concentración. La velocidad de la difusión es directamente proporcional a la diferencia de concentración. El equilibrio dinámico se alcanza cuando las partículas se distribuyen de manera uniforme. La difusión simple transporta gases atmosféricos, mientras que la difusión facilitada transporta nutrientes.
• Ósmosis: Pasaje de agua (H₂O) desde una solución con mayor concentración de H₂O (menor concentración de soluto) a una con menor concentración de H₂O (mayor concentración de soluto). Las soluciones con menor soluto son hipotónicas, mientras que las soluciones con mayor soluto son hipertónicas.

Transporte Activo

El transporte activo requiere gasto de energía y se clasifica en dos tipos:

• En masa: Se realiza por exocitosis (expulsión de sustancias) o por endocitosis. En la endocitosis, los fagocitos transportan sustancias sólidas y los pinocitos transportan sustancias líquidas.
• Molecular: Ejemplo: bomba de sodio-potasio.

Metabolismo Celular: Catabolismo y Anabolismo

El metabolismo comprende las reacciones físico-químicas que ocurren en el citoplasma celular. Las enzimas actúan como catalizadores biológicos, uniéndose a una parte no proteica formada por minerales. Para catalizar una reacción, la enzima se une a los reactivos, disminuye la energía de activación y las moléculas cambian su forma química. La velocidad de la reacción se estabiliza cuando todos los sitios de la enzima están ocupados. Existen dos tipos de procesos metabólicos:

• Catabólicos (exergónicos): Liberan energía al degradar sustancias complejas en productos simples (ej. respiración celular aeróbica y anaeróbica).
• Anabólicos (endergónicos): Requieren energía para sintetizar sustancias complejas a partir de sustancias simples (ej. fotosíntesis). En la fotosíntesis, el anabolismo se lleva a cabo mediante diferentes formas de transporte para la síntesis de nuevas sustancias.

Respiración Celular (Proceso Catabólico)

Respiración Aeróbica

Utiliza la glucosa como fuente de energía, degradándola en una serie de etapas para formar agua (H₂O) y dióxido de carbono (CO₂), liberando energía para la formación de ATP. Consta de tres etapas:

• Glucólisis (citoplasma): La glucosa se divide en dos moléculas de tres carbonos cada una (ácido pirúvico), liberando energía para la formación de dos moléculas de ATP.
• Ciclo de Krebs (matriz mitocondrial): La energía de la glucosa se transforma, mediante la pérdida de moléculas de CO₂, en una sustancia de dos carbonos que se combina con una sustancia de cuatro carbonos para formar ácido cítrico (seis carbonos). Este proceso cíclico libera moléculas de CO₂ y átomos de hidrógeno.
• Cadena Respiratoria: Los átomos de hidrógeno se combinan con el oxígeno para formar H₂O. Los electrones del hidrógeno descienden por una cadena de transporte de electrones, liberando energía para la formación de 36 moléculas de ATP.

Respiración Anaeróbica

No utiliza oxígeno, sino otra sustancia oxidante. El ácido pirúvico de la glucólisis puede seguir dos vías: la formación de alcohol etílico (etanol) o la formación de ácidos inorgánicos (ácido láctico).

Ecuación de la fermentación alcohólica: Glucosa → Etanol + CO₂ + ATP

Ecuación de la fermentación láctica: Glucosa → Ácido láctico + ATP

Sistemas del Cuerpo Humano

Los sistemas del cuerpo humano interactúan entre sí. El sistema circulatorio se relaciona con el sistema respiratorio (intercambio de O₂ y CO₂) y con el sistema digestivo (absorción de nutrientes). El sistema digestivo también elimina desechos. El sistema excretor elimina desechos a través de los riñones y el intestino grueso, mientras que el sistema circulatorio distribuye nutrientes y oxígeno a las células, que a su vez envían desechos al sistema excretor.

Sistema Digestivo

Existen dos tipos de digestión:

• Digestión química: Degradación de los alimentos mediante enzimas para obtener las unidades estructurales de las biomoléculas. Ocurre en la boca, el estómago y el intestino delgado.
• Digestión mecánica: Trituración y maceración de los alimentos. Se produce en la boca (bolo alimenticio), la faringe (deglución), el esófago y el estómago (movimientos peristálticos) y el intestino grueso (movimientos peristálticos en masa).

Órganos del Tubo Digestivo

Páncreas, hígado, esófago, estómago, intestino grueso e intestino delgado.

Transformaciones en la Boca

La saliva contiene ptialina, que actúa sobre el almidón en un medio alcalino. Su acción se detiene al llegar al estómago.

Transformaciones en el Estómago

La pepsina se activa en un medio ácido. La lipasa gástrica digiere una pequeña porción de grasas.

Transformaciones en el Intestino Delgado

• Carbohidratos: La amilasa pancreática continúa la digestión del almidón. La maltasa se transforma en glucosa por la enzima maltasa.
• Proteínas: Las proteínas se degradan en péptidos, que luego son degradados por enzimas intestinales.
• Lípidos: La bilis emulsiona las grasas, neutraliza la acidez del quimo y facilita la acción de las enzimas. Las sales biliares participan en la emulsión. La lipasa pancreática actúa sobre las gotas de grasa.

Transformaciones en el Hígado

El hígado produce bilis, que participa en la degradación de nutrientes.

Sistema Circulatorio

Corazón: Estructura y Funcionamiento

El corazón es un órgano muscular ubicado en el centro del tórax, inclinado hacia la izquierda. Se divide en dos mitades: derecha (recibe sangre de los tejidos y la bombea a los pulmones) e izquierda (recibe sangre de los pulmones y la bombea al resto del cuerpo). Cada mitad tiene dos cámaras: una aurícula (recibe sangre) y un ventrículo (expulsa sangre). Las válvulas separan las cámaras y permiten el paso de sangre en una sola dirección.

Circuitos de Circulación

• Circulación Mayor: La sangre oxigenada sale del corazón por la aorta, que se ramifica en arterias, arteriolas y capilares. Los productos de la digestión viajan por la vena porta hepática desde el intestino delgado al hígado. La sangre sale del hígado por la vena hepática y de los riñones por la vena renal. Las venas confluyen en la vena cava, que lleva sangre carboxigenada al corazón.
• Circulación Menor: La sangre sale del corazón por la arteria pulmonar hacia los pulmones. En los capilares pulmonares ocurre la hematosis (intercambio de O₂ y CO₂). La sangre oxigenada regresa al corazón por la vena pulmonar. Las venas poseen válvulas que impiden el retroceso de la sangre.

Vasos Sanguíneos

Son estructuras huecas y tubulares que conducen la sangre. Existen dos tipos: arterias (llevan sangre oxigenada desde el corazón a los tejidos, excepto la arteria pulmonar) y venas (llevan sangre carboxigenada desde los tejidos al corazón, excepto la vena pulmonar). Las venas poseen válvulas unidireccionales. Los capilares son vasos de paredes finas que conectan arterias y venas, permitiendo el intercambio de sustancias entre la sangre y los tejidos.