El cuerpo humano: anatomía, funciones y datos

El cuerpo humano se define como la sustancia física del organismo humano, compuesta por células vivas y materiales extracelulares y organizada en tejidos, órganos y sistemas.

Los seres humanos son, por supuesto, animales, y más concretamente miembros del orden de los primates. Como todos los cordados, el humano tiene un cuerpo bilateralmente simétrico que se caracteriza, en algún momento de su desarrollo, por un pedúnculo dorsal de apoyo (la notocorda), hendiduras branquiales en la región faríngea y un cordón nervioso dorsal hueco. De estos rasgos, los dos primeros sólo están presentes en la fase embrionaria; la notocorda es sustituida por la espina dorsal, y las hendiduras branquiales de la faringe se han perdido por completo. El cordón nervioso dorsal se convierte en la médula espinal en el hombre, la cual, permanece durante toda la vida.

Como característica de los vertebrados, el cuerpo humano tiene un esqueleto interno que incluye una columna vertebral compuesta por vértebras. Al igual que los mamíferos, el cuerpo humano tiene características como el pelo, las glándulas mamarias y órganos sensoriales muy desarrollados.

Sin embargo, más allá de estas similitudes, existen profundas diferencias. Entre los mamíferos, sólo los humanos tienen una postura esencialmente bípeda, lo que ha alterado significativamente el plan corporal general de los mamíferos (incluso el canguro, que salta sobre dos patas cuando se mueve rápidamente, camina sobre cuatro patas y utiliza su cola como «tercera pata» cuando está de pie).

Además, el cerebro humano, especialmente el neocórtex, es por mucho, el más desarrollado del reino animal. Por muy inteligentes que sean otros mamíferos, como los chimpancés y los delfines, ninguno ha alcanzado el estatus intelectual de la especie humana.

Composición química del cuerpo

Químicamente, el cuerpo humano está formado principalmente por agua y compuestos orgánicos (lípidos, proteínas, carbohidratos y ácidos nucleicos). El agua se encuentra en los líquidos extracelulares del cuerpo (plasma sanguíneo, linfa y líquido intersticial) y en las propias células. Sirve como disolvente sin el cual la química de la vida no podría tener lugar. El cuerpo humano está compuesto por un 60% de agua en peso.

Los lípidos -principalmente grasas, fosfolípidos y esteroides- son los principales componentes estructurales del cuerpo humano. Las grasas proporcionan una reserva de energía para el cuerpo, y las almohadillas de grasa también sirven como aislantes y amortiguadores. Los fosfolípidos y el compuesto esteroide del colesterol son los principales componentes de la membrana que rodea a cada célula.

Las proteínas son también un importante componente estructural del organismo. Al igual que los lípidos, las proteínas son un componente importante de la membrana celular. Además, los materiales extracelulares, como el pelo y las uñas, están compuestos de proteínas. También lo es el colágeno, el material fibroso y elástico que compone gran parte de la piel, los huesos, los tendones y los ligamentos del cuerpo. Las proteínas también desempeñan muchos papeles funcionales en el organismo. Especialmente importantes son las proteínas celulares llamadas enzimas, que catalizan las reacciones químicas necesarias para la vida.

Los hidratos de carbono están presentes en el cuerpo humano principalmente como combustible, ya sea como azúcares simples que circulan por la sangre o como glucógeno, un compuesto de almacenamiento que se encuentra en el hígado y los músculos. También hay pequeñas cantidades de hidratos de carbono en las membranas celulares, pero a diferencia de las plantas y muchos animales invertebrados, los seres humanos tienen pocos hidratos de carbono estructurales en su cuerpo.

Los ácidos nucleicos son el material genético del organismo. El ácido desoxirribonucleico (ADN) porta el principal código hereditario del organismo, las instrucciones por las que funciona cada célula. Es el ADN, transmitido de padres a hijos, el que dicta las características hereditarias de cada individuo. El ácido ribonucleico (ARN), del que existen varios tipos, ayuda a llevar a cabo las instrucciones codificadas en el ADN.

Además del agua y los compuestos orgánicos, los componentes del cuerpo incluyen varios minerales inorgánicos. Los principales son el calcio, el fósforo, el sodio, el magnesio y el hierro. El calcio y el fósforo, combinados en forma de cristales de fosfato de calcio, forman gran parte de los huesos del cuerpo. El calcio también está presente en forma de iones en la sangre y en el líquido intersticial, al igual que el sodio. Los iones de fósforo, potasio y magnesio son abundantes en el líquido intercelular. Todos estos iones desempeñan un papel esencial en los procesos metabólicos del organismo. El hierro se encuentra principalmente en la hemoglobina, el pigmento que transporta el oxígeno en los glóbulos rojos. Otros componentes minerales del organismo, presentes en concentraciones mínimas pero necesarias, son el cobalto, el cobre, el yodo, el manganeso y el zinc.

Organización del organismo

La célula es la unidad vital básica del cuerpo humano y, de hecho, de todos los organismos. El cuerpo humano está compuesto por billones de células, cada una de las cuales es capaz de crecer, metabolizar, responder a estímulos y, con pocas excepciones, reproducirse. Aunque hay unos 200 tipos diferentes de células en el cuerpo, pueden agruparse en cuatro clases básicas. Estos cuatro tipos básicos de células, junto con sus materiales extracelulares, forman los tejidos básicos del cuerpo humano:

• los tejidos epiteliales, que cubren la superficie del cuerpo y recubren los órganos internos, las cavidades corporales y los conductos
• los tejidos musculares, que son capaces de contraerse y forman los músculos del cuerpo
• los tejidos nerviosos, que conducen los impulsos eléctricos y constituyen el sistema nervioso
• los tejidos conectivos, que están compuestos por células muy espaciadas y grandes cantidades de matriz intercelular y conectan las diversas estructuras del cuerpo.

Los huesos y la sangre se consideran tejidos conectivos especializados, en los que la matriz intercelular es dura y líquida, respectivamente.

El siguiente nivel de organización en el cuerpo es el órgano. Un órgano es un grupo de tejidos que forman una unidad estructural y funcional distinta. Así, el corazón es un órgano compuesto por los cuatro tejidos, cuya función es bombear la sangre a todo el cuerpo. Por supuesto, el corazón no funciona de forma aislada; forma parte de un sistema que también está formado por la sangre y los vasos sanguíneos. Así, el nivel más alto de organización del organismo es el sistema de órganos.

El cuerpo está compuesto una serie de sistemas de órganos principales, cada uno de los cuales consta de varios órganos y tejidos que trabajan juntos como una unidad funcional. A continuación se resumen los principales componentes y funciones de cada sistema.

Sistemas del cuerpo humano

Nuestros cuerpos constan de una serie de sistemas biológicos que realizan funciones específicas necesarias para la vida diaria.

Órganos vitales

Los seres humanos tenemos cinco órganos vitales que son esenciales para la supervivencia. Estos son el cerebro, el corazón, los riñones, el hígado y los pulmones.

El cerebro humano es el centro de control del cuerpo, que recibe y envía señales a otros órganos a través del sistema nervioso y de las hormonas secretadas. Es responsable de nuestros pensamientos, sentimientos, almacenamiento de memoria y percepción general del mundo.

El corazón humano es el responsable de bombear sangre por todo nuestro cuerpo.

La función de los riñones es eliminar los desechos y el exceso de líquido de la sangre. Los riñones extraen la urea de la sangre y la combinan con agua y otras sustancias para producir orina.

El hígado tiene muchas funciones, incluida la desintoxicación de sustancias químicas nocivas, la descomposición de medicamentos, el filtrado de sangre, la secreción de bilis y la producción de proteínas que coagulan la sangre.

Los pulmones son responsables de eliminar el oxígeno del aire que respiramos y transferirlo a nuestra sangre, donde puede enviarse a nuestras células. Los pulmones también eliminan el dióxido de carbono, que exhalamos.

Forma básica del cuerpo humano y su desarrollo

En su estructura general, el cuerpo humano sigue un patrón que puede describirse como un cilindro que contiene dos tubos y una varilla. Este patrón corporal es más evidente en el embrión; al nacer, el patrón es evidente sólo en la región del tronco, es decir, en el tórax y el abdomen.

La pared del cuerpo forma el cilindro. Los dos tubos son el canal alimentario situado en la parte ventral (es decir, el tubo digestivo) y el tubo neural situado en la parte dorsal (es decir, la médula espinal). Entre los tubos se encuentra el tronco -la notocorda en el embrión, que se convierte en la columna vertebral antes del nacimiento (los términos dorsal y ventral se refieren a la parte trasera y delantera, o vientre, de un animal, respectivamente).

Dentro del embrión se encuentran las partes esenciales del cuerpo:

• la membrana epidérmica externa (llamada ectodermo en el embrión);
• el tubo neural dorsal;
• la notocorda de soporte;
• el tubo alimentario ventral, que se convierte en el revestimiento del estómago y los intestinos (llamado endodermo en el embrión);
• la masa intermedia (llamada mesodermo en el embrión)
• un tejido más bien fluido que rellena los espacios intermedios, derivado del mesodermo y llamado mesénquima en el embrión. Todo en el cuerpo se deriva de una de estas seis partes embrionarias.

El mesodermo forma un tapón considerable de tejido a cada lado del embrión, que se extiende desde la parte posterior a la anterior de la pared corporal. Es hueca, ya que aparece un espacio en forma de hendidura a cada lado. Son las cavidades derecha e izquierda del cuerpo. En la parte dorsal del cuerpo son temporales; en la parte ventral se convierten en permanentes y forman las dos cavidades pleurales, que albergan los pulmones; la cavidad peritoneal, que contiene los órganos abdominales; y la cavidad pericárdica, que rodea el corazón. La parte dorsal del mesodermo se separa del mesodermo ventral y se divide en varias partes como una fila de bloques, 31 a cada lado. Estos segmentos mesodérmicos se desarrollan en todas las direcciones hacia la membrana epidérmica. Forman los huesos, los músculos y la parte profunda y bronceada de la piel. Dorsalmente, forman los arcos óseos que protegen la médula espinal, y ventralmente, las costillas que protegen el canal alimentario y el corazón. Forman la pared del cuerpo y las extremidades, que son la parte más pesada del cuerpo. Dan el carácter segmentario a la pared del cuerpo en el cuello y el tronco, y, siguiendo su ejemplo, los segmentos de la médula espinal de una forma correspondiente. El mesodermo ventral no es tan extenso; permanece cerca del tubo digestivo y se convierte en la capa muscular continua del estómago y los intestinos. También forma el revestimiento de las cavidades corporales, la pleura lisa, brillante y resbaladiza y el peritoneo. El mesénquima forma los vasos sanguíneos y linfáticos, el corazón y las células sueltas de los tejidos conectivos.

El propio tubo neural se forma a partir del ectodermo en una fase muy temprana. Hacia el frente (es decir, hacia la cabeza) se extiende sobre el extremo abierto del cilindro y se agranda para formar el cerebro. No está en contacto inmediato con la epidermis, porque el mesodermo dorsal se desarrolla a su alrededor y alrededor de las raíces de los nervios craneales como una cubierta, separando el cerebro de la epidermis. Posteriormente, el tubo neural termina en el adulto por delante de la primera vértebra lumbar.

Si seguimos la pared cilíndrica del cuerpo hacia la cabeza, vemos que termina ventralmente con la lengua, dorsalmente con el cráneo alrededor del cerebro, las orejas y los ojos. Hay una distancia considerable entre los ojos y la lengua. Este intervalo está ocupado en parte por una profunda depresión de la epidermis entre ambos, que se hunde hasta encontrarse con el tubo alimentario (pared de la boca). En la parte posterior, la pared ventral del cuerpo se une a la pared dorsal en el hueso de la cola (cóccix), terminando en cavidades corporales.

En la cabeza, el canal alimentario se extiende por delante de la notocorda y se proyecta por encima de la pared del cuerpo (lengua) y por delante y debajo del cerebro para unirse a la depresión epidérmica. A partir de la depresión epidérmica se forman los dientes y la mayor parte de la mucosa oral; a partir del extremo superior del canal alimentario se forman la faringe, la laringe, la tráquea y los pulmones. En su extremo posterior, el canal alimentario se divide longitudinalmente en un tubo anterior y otro posterior. El tubo anterior se convierte en la vejiga, la uretra y, en las mujeres, en la pared de la vagina, donde se une a una depresión del ectodermo. El tubo posterior (dorsal) se convierte en el recto y termina justo delante del coxis, uniéndose a otra depresión ectodérmica (el ano).

Efectos del envejecimiento en el cuerpo humano

A medida que envejecemos, el cuerpo humano experimenta una serie de cambios, que se producen en diferentes momentos y a diferentes ritmos según los individuos.

La piel es uno de los registros más precisos del envejecimiento. Se vuelve fina y seca y pierde su elasticidad. Aparecen manchas de pigmentación más oscura, que suelen llamarse manchas hepáticas, aunque no tienen ninguna relación con este órgano. El pelo se vuelve gris y fino. Las heridas tardan más en curarse; algunas curaciones tardan cinco veces más a los 60 que a los 10. Las fibras sensoriales de los nervios espinales se reducen; las células ganglionares se pigmentan y algunas mueren. En el sistema auditivo, se pierden algunas células y fibras nerviosas y disminuye la capacidad de oír notas altas. En el ojo, el cristalino pierde su elasticidad.

Órganos como el hígado y los riñones pierden masa con la edad y se vuelven menos eficientes. El cerebro es algo más pequeño a partir de los 40 años y se reduce considerablemente a partir de los 75, especialmente en los lóbulos frontal y occipital. Sin embargo, este encogimiento no se correlaciona con una disminución de la capacidad mental. El deterioro mental de los ancianos es consecuencia de enfermedades subyacentes, como la enfermedad de Alzheimer o la enfermedad cerebrovascular.

Los huesos se vuelven más ligeros y frágiles debido a la pérdida de calcio. Esta pérdida de masa ósea es mayor en las mujeres que en los hombres a partir de la quinta década. En las articulaciones, el cartílago que cubre los extremos de los huesos se adelgaza y a veces desaparece en algunos lugares, de modo que el hueso choca directamente con el hueso y las articulaciones viejas crujen. La compresión de la columna vertebral puede provocar una pérdida de altura. La fuerza muscular disminuye, pero con una marcada variabilidad individual.

Las arterias se vuelven fibrosas y escleróticas. Debido a la disminución de su elasticidad, tienden a convertirse en tubos rígidos. Las manchas de grasa, que aparecen en sus paredes incluso en la juventud, están siempre presentes en la vejez.

Los experimentos in vitro indican que las células del organismo están programadas para sufrir un número limitado de divisiones, tras las cuales pierden su capacidad de reproducción. Así, la longevidad potencial del cuerpo humano -unos 100 años- parece estar codificada en las propias células del organismo.

Cambio en el cuerpo humano debido a factores ambientales

Aunque la forma básica del cuerpo humano se ha establecido en los ancestros antropoides de los humanos, las adaptaciones evolutivas a los diferentes entornos son evidentes en varias poblaciones humanas. Por ejemplo, se observan adaptaciones físicas en los seres humanos en respuesta al frío extremo, el calor húmedo y las grandes altitudes.

El frío extremo favorece a las personas de baja estatura, redondas, con brazos y piernas cortas, una cara plana con almohadillas de grasa sobre los pechos, una nariz estrecha y una capa de grasa corporal superior a la media. Estas adaptaciones proporcionan una superficie mínima en relación con la masa corporal para una pérdida mínima de calor, una pérdida mínima de calor en las extremidades (lo que permite la destreza manual durante la exposición al frío y protege contra la congelación), y la protección de los pulmones y la base del cerebro del aire frío en las fosas nasales.

En climas cálidos, el problema no es mantener el calor corporal, sino disiparlo. Normalmente, el cuerpo se deshace del exceso de calor mediante el sudor. Sin embargo, con el calor húmedo, la humedad del aire ambiente impide en cierta medida la evaporación del sudor, lo que puede provocar un sobrecalentamiento. Por lo tanto, la persona adaptada al calor en los climas húmedos suele ser alta y delgada, para que la superficie de radiación de calor sea máxima. La persona de los climas cálidos tiene poca grasa corporal; suele tener la nariz ancha, ya que el calentamiento del aire en las fosas nasales es indeseable; y generalmente tiene la piel oscura, que le sirve de escudo contra la radiación solar nociva.

Las grandes altitudes requieren cierto grado de adaptación al frío, así como la adaptación a la baja presión atmosférica y la consiguiente falta de oxígeno. Esta adaptación se consigue mediante un aumento del tejido pulmonar total.

Aunque la forma y el tamaño generales del cuerpo y sus partes están determinados por la herencia, el cuerpo puede sufrir algunos cambios en respuesta a las condiciones actuales. Por ejemplo, una persona que se traslada de una casa a nivel del mar a una casa a gran altitud experimentará un aumento en el número de glóbulos rojos; este aumento compensa los menores niveles de oxígeno del nuevo entorno. Del mismo modo, una persona de piel clara que se traslada a una región tropical cálida experimentará un aumento de la pigmentación de la piel. En estas situaciones, la forma resultante rara vez es perfecta para las nuevas condiciones, pero está lo suficientemente adaptada a las necesidades actuales para mantener la vida con la menor cantidad de energía desperdiciada.

Datos curiosos del cuerpo humano

• El cuerpo humano contiene casi 100 billones de células.
• Hay al menos 10 veces más bacterias en el cuerpo humano que células.
• El adulto promedio toma más de 20,000 respiraciones al día.
• Cada día, los riñones procesan aproximadamente 200 cuartos de galón (50 galones) de sangre para filtrar aproximadamente 2 cuartos de galón de desechos y agua.
• Los adultos excretan aproximadamente un cuarto y medio (1,42 litros) de orina al día.
• El cerebro humano contiene alrededor de 100 mil millones de células nerviosas.
• El agua constituye más del 50 por ciento del peso corporal promedio de un adulto.
• El fémur humano puede soportar treinta veces el peso del cuerpo humano, lo que lo hace aún más fuerte que el acero.
• Se cree que la evolución de las cejas humanas impidió el flujo de sudor hacia los ojos.
• El estrés crónico produce altos niveles de cortisol, que pueden causar daños en el hipocampo del cerebro, lo que lleva a la pérdida de memoria.
• El aumento del volumen del ruido de fondo se relacionó con la percepción de la comida como menos dulce o salada.
• El sistema nervioso humano puede transmitir mensajes electroquímicos a una velocidad de 400 km por hora.

Usas tus ojos para ver, tus oídos para oír y tus músculos para hacer el trabajo pesado. Pero, de hecho, la mayoría de las partes del cuerpo son mucho más complicadas que eso, mientras que algunas parecen no tener nada que hacer dentro.