Les cèl·lules animals són unitats anatòmiques i fisiològiques que es troben a tots els éssers vius del regne Animalia. Són estructures microscòpiques que permeten el correcte funcionament i desenvolupament dels organismes, ja que en depenen processos tan variats com l'obtenció d'energia, la percepció d'estímuls, la defensa davant de patògens o la formació de teixits i òrgans.
Des del punt de vista biològic, les cèl·lules es divideixen en dos grans tipus: procariotes y eucariotes. Les primeres són presents en arqueus i bacteris i es caracteritzen per no tenir un nucli definit; les segones, les eucariotes, tenen un nucli cel·lular ben delimitat i es troben en vegetals, animals, protistes i fongs.
Entre les cèl·lules eucariotes trobem la cèl·lula animal, que es defineix com la unitat funcional bàsica que compon els teixits presents als animals. Al llarg d'aquest contingut se'n descriuen amb detall l'estructura o les parts, el funcionament específic de cada orgànul, les diferències amb altres cèl·lules eucariotes (com la vegetal) i alguns exemples de tipus de cèl·lules animals i la seva importància en la salut i la biologia.
Pel que fa al funcionament de les cèl·lules animals en general, aquestes, com les altres cèl·lules, compleixen l'objectiu de participar en processos indispensables per a l'existència dels animals. Per exemple, intervenen en la creació i la reparació de teixits, en la transmissió d'impulsos nerviosos, en la contracció muscular, en la defensa immunitària i en la regulació del medi intern de l'organisme.
Quina és l'estructura o parts de la cèl·lula animal?
En els animals i éssers humans existeixen trilions de cèl·lules, i encara que hi ha més de dos-cents tipus cel·lulars diferents en el cos humà, totes comparteixen una organització bàsica comuna. Cada cèl·lula animal posseeix una estructura general que comprèn la embolcall cel·lular, el citoplasma i nucli cel·lular. Dins aquestes regions es troben els diferents orgànuls, cadascun amb formes, composicions i funcions molt específiques.
De manera general, es pot considerar que la cèl·lula animal s'organitza en tres grans components:
- Embolcall cel·lular: formada principalment per la membrana plasmàtica, que delimita el contorn de la cèl·lula i regula l'intercanvi amb el medi extern.
- Citoplasma: regió situada entre la membrana plasmàtica i el nucli, on es localitzen el citosol i la majoria dels orgànuls responsables del metabolisme cel·lular.
- Nucli cel·lular: compartiment que conté la major part del material genètic en forma dADN organitzat en cromosomes, i que dirigeix les activitats cel·lulars.
A més, les cèl·lules animals presenten elements com el citoesquelet, els cilis i flagels en certes cèl·lules especialitzades, i orgànuls com mitocòndries, lisosomes, peroxisomes, aparell de Golgi, reticle endoplasmàtic, centrosoma y vacúols petits, entre d'altres.
La membrana cel·lular o plasmàtica
Ubicada a l'embolcall cel·lular, la membrana plasmàtica es defineix com la part més externa de les cèl·lules animals, la qual les delimita i, alhora, actua com un sofisticat sistema de protecció i control del que pot entrar o sortir de la cèl·lula.
Està formada per una bicapa de fosfolípids amb proteïnes inserides, colesterol i carbohidrats associats. Aquesta estructura es descriu com un model de mosaic fluid, ja que les molècules lipídiques es desplacen lateralment i les proteïnes es distribueixen de manera dinàmica. Gràcies a això, la membrana s'adapta, es repara i participa activament en processos de comunicació cel·lular.
Entre les seves funcions principals destaquen:
- Delimitació de l'espai cel·lular: separa l'interior de la cèl·lula del medi extern i manté un entorn intern relativament estable.
- Permeabilitat selectiva: permet el pas controlat de certes substàncies (com ions, nutrients o deixalles) a través de canals, bombes i transportadors específics.
- Comunicació i senyalització: conté receptors que reconeixen hormones, neurotransmissors i altres molècules de senyal, desencadenant respostes cel·lulars concretes.
- Reconeixement cel·lular: glicoproteïnes i glucolípids de la membrana actuen com a marcadors que identifiquen la cèl·lula davant del sistema immune i davant altres cèl·lules.
- Adhesió i formació de teixits: proteïnes d'unió connecten unes cèl·lules amb les altres i amb la matriu extracel·lular, permetent l'organització en teixits i òrgans.
el citoplasma
El citoplasma està ubicat entre el nucli de la cèl·lula animal i la membrana plasmàtica, i constitueix un mitjà semilíquid anomenat citosol, en què es troben suspesos els orgànuls cel·lulars. Es pot diferenciar una zona més externa (pròxima a la membrana) i una altra més interna (propera al nucli), totes dues amb composicions lleugerament diferents.
El citoplasma conté una densa xarxa de membranes, túbuls i filaments que faciliten els processos bioquímics i el transport intern. En aquest mitjà es fan moltes reaccions essencials, com la glucòlisi, part del metabolisme dels carbohidrats, i se sosté el citoesquelet, que dóna forma i suport a la cèl·lula.
La finalitat principal d'aquesta part de la cèl·lula és acollir els orgànuls i proporcionar les condicions adequades (pH, concentració d'ions, disponibilitat de molècules) per al funcionament correcte. Entre els orgànuls que es localitzen al citoplasma es troben el reticle endoplasmàtic llis i rugós, els centríols, ribosomes, lisosomes, mitocòndries, el aparell de Golgi, els peroxisomes, petites vacúols i el mateix citoesquelet.
Reticle endoplasmàtic llis i rugós
El reticle endoplasmàtic (RE) es defineix com un conjunt de membranes interconnectades que formen túbuls i sacs aplanats. Aquest sistema s'estén per gran part del citoplasma i es divideix en dues regions amb diferents funcions: el reticle endoplasmàtic llis (REL) i reticle endoplasmàtic rugós (RER).
- Reticle endoplasmàtic llis: es caracteritza per l'absència de ribosomes a la superfície. Té com a objectiu principal sintetitzar la majoria dels lípids que formen part de la membrana cel·lular i d'altres estructures membranoses internes. A més, intervé a la síntesi d'hormones esteroides en cèl·lules especialitzades, a la desintoxicació de substàncies potencialment perjudicials ia la regulació del calci en determinats tipus de cèl·lules.
- Reticle endoplasmàtic rugós: presenta nombrosos ribosomes adherits a la seva superfície, cosa que li confereix un aspecte rugós al microscopi. És el principal responsable de fabricar proteïnes que seran secretades a l'exterior, incorporades a la membrana plasmàtica o dirigides cap a altres orgànuls. Aquestes proteïnes se sintetitzen als ribosomes, s'introdueixen a l'interior del RER i posteriorment es transporten, sovint mitjançant vesícules, cap al aparell de Golgi per a la modificació i distribució.
Centriols i centrosoma
Dins el citoesquelet és possible trobar els centríols, orgànuls cilíndrics formats per feixos de microtúbuls. Compleixen la funció de organitzar els microtúbuls i són essencials en processos com el transport d'orgànuls dins de la cèl·lula, el manteniment de la forma cel·lular i, sobretot, la divisió cel·lular.
Els centríols solen agrupar-se en parells anomenats diplosomes. En associar-se amb el material pericentriolar formen el centrosoma, que actua com centre organitzador de microtúbuls i és fonamental en la formació del fus mitòtic, estructura que separa els cromosomes durant la mitosi.
ribosomes
Els ribosomes estan presents en diverses parts de la cèl·lula animal, com en el reticle endoplasmàtic rugós, al citosol o fins i tot a l'interior dels mitocondris. Són complexos formats per ARN ribosòmic i proteïnes, i compleixen la funció de traductors de la informació genètica, ja que sintetitzen proteïnes a partir de les instruccions contingudes al ARN missatger (ARNm).
Els ribosomes lliures al citosol produeixen principalment proteïnes que funcionaran a l'interior de la cèl·lula, mentre que els ribosomes associats al RER s'encarreguen de proteïnes que es secretaran o s'integraran en membranes. D'aquesta manera, participen en pràcticament tots els processos vitals, ja que la majoria de les funcions cel·lulars depenen de proteïnes.
lisosomes
Els lisosomes solen trobar-se en cèl·lules que compleixen l'objectiu d'enfrontar malalties, com certs tipus de glòbuls blancs. Són vesícules limitades per una membrana que contenen un conjunt de enzims hidrolítics digestius, capaços de degradar molècules de grans dimensions, restes d'orgànuls danyats, partícules ingerides o fins i tot microorganismes patògens.
Aquestes estructures participen en dos processos importants:
- Heterofàgia: digestió de material que entra des de l'exterior de la cèl·lula, com ara bacteris o altres partícules captades per endocitosi o fagocitosi.
- Autofàgia: degradació de components propis de la cèl·lula que estan danyats o ja no són útils, permetent-ne el reciclatge.
Els lisosomes són presents a les cèl·lules eucariotes animals i el funcionament correcte és essencial per mantenir la neteja interna i evitar l'acumulació de deixalles o estructures defectuoses.
mitocondris
Les mitocòndries són considerades el motor energètic que permet el funcionament de la cèl·lula. Aquests orgànuls de doble membrana converteixen els nutrients (principalment glucosa i àcids grassos) en combustible químic per a les cèl·lules, en forma de ATP (trifosfat d'adenosina).
Al seu interior té lloc la respiració cel·lular aeròbia, un procés mitjançant el qual s'oxiden compostos orgànics per alliberar energia. Les cèl·lules que requereixen grans quantitats denergia, com les musculars o les neurones, solen contenir nombrosos mitocondris. A més, aquestes estructures tenen el seu propi ADN mitocondrial i participen en la regulació de processos com la l'apoptosi o mort cel·lular programada.
L'aparell de Golgi
El aparell de Golgi és un sistema de sacs membranosos aplanats (cisternes) que es troba al citoplasma, generalment a prop del nucli i del reticle endoplasmàtic rugós. La seva funció principal és modificar, classificar, empaquetar i distribuir les proteïnes i lípids que se sintetitzen al RER.
Les proteïnes acabades de sintetitzar arriben a l'aparell de Golgi en forma de vesícules. Allà poden patir modificacions com l'addició de sucres (glicosil·lació) o altres grups químics, i després s'organitzen en noves vesícules que es dirigeixen cap a la destinació final: la membrana plasmàtica, altres orgànuls o l'exterior de la cèl·lula.
Peroxisomes i vacúols petits
A més dels lisosomes, al citoplasma de la cèl·lula animal es troben altres orgànuls vesiculars:
- Peroxisomes: contenen enzims com les oxidases i la catalasa, que participen en reaccions de oxidació d'àcids grassos i en la detoxificació de compostos com el peròxid d'hidrogen. Contribueixen a mantenir lequilibri redox ia eliminar substàncies potencialment tòxiques.
- Vacuoles petites: a les cèl·lules animals no existeix una gran vacuola central com a les vegetals, però sí que n'hi ha vesícules i vacúols més petits que emmagatzemen aigua, ions, nutrients o productes de rebuig de manera temporal, ajudant també a mantenir el volum i la pressió interna.
Citoesquelet, cilis i flagels
El citoesquelet és una xarxa tridimensional de filaments proteics (microtúbuls, filaments intermedis i microfilaments d'actina) que s'estén per tot el citoplasma. Proporciona suport mecànic, manté la forma cel·lular, permet el moviment de vesícules i orgànuls i facilita processos com la citocinesi (separació del citoplasma durant la divisió cel·lular).
En algunes cèl·lules animals especialitzades apareixen projeccions de la membrana associades al citoesquelet:
- Cilis: són prolongacions curtes i nombroses que es disposen a la superfície cel·lular. Mitjançant moviments coordinats semblants a rems, mouen el líquid que envolta la cèl·lula o desplacen partícules sobre un epiteli, com passa a les vies respiratòries.
- Flagels: són estructures similars, però molt més llargues. La seva funció és desplaçar tota la cèl·lula, actuant com un sistema de propulsió. A l'ésser humà, l'exemple més clar és el flagell de l'espermatozoide, que us permet avançar en el medi líquid.
El nucli cel·lular
s'anomena nucli cel·lular a l'orgànul ubicat generalment al centre de les cèl·lules animals (encara que la seva posició pot variar segons el tipus de cèl·lula). És el compartiment on s'emmagatzema gairebé tota la informació genètica en forma de ADN, i està format per la membrana nuclear, el nucleoplasma, l' cromatina i nuclèol.
- Membrana o embolcall nuclear: consisteix en una estructura de doble membrana que protegeix i delimita el nucli de la resta de la cèl·lula. Presenta porus nuclears que permeten l'intercanvi de molècules entre el nucli i el citoplasma, com ara la sortida d'ARN missatger i l'entrada de nucleòtids. La seva funció principal és proporcionar lespai adequat per a la transcripció de l'ADN a ARN i, de manera indirecta, facilitar-ne la posterior traducció de la informació genètica en proteïnes.
- nucleoplasma: conegut també com cariplasma o citosol nuclear, és el mitjà semilíquid que es troba a la part interna del nucli cel·lular; s'hi localitzen la cromatina i els nuclèols. La seva finalitat és permetre i sostenir les reaccions químiques que es desenvolupen al nucli, com la replicació de l'ADN i la transcripció.
- cromatina: es denomina cromatina a la substància formada per ADN, ARN i proteïnes (principalment histones) que constitueixen els cromosomes eucariotes. La cromatina es pot presentar més condensada (heterocromatina) o més laxa (eucromatina), depenent de si els gens estan actius o inactius en un moment determinat.
- nuclèol: és una estructura densa i sense membrana pròpia que s'observa a l'interior del nucli. Té com a objectiu principal la transcripció de l'ARN ribosòmic (ARNr) i la formació dels ribosomes. Per això s'acoblen proteïnes ribosòmiques amb ARNr, donant lloc a les subunitats ribosòmiques que després passaran al citoplasma. A més, el nuclèol participa a la regulació del cicle cel·lular, a la resposta a l'estrès cel·lular i en processos relacionats amb el envelliment de la cèl·lula.
Tipus de cèl·lules animals i la seva especialització
Les cèl·lules animals comparteixen l'estructura bàsica descrita, però en els organismes pluricel·lulars es diferencien fins a formar una àmplia varietat de tipus cel·lulars especialitzats, cadascun amb característiques morfològiques i funcionals adaptades a la seva missió concreta. Alguns exemples destacats són:
- Cèl·lules epitelials: formen els epitelis de revestiment i de secreció que cobreixen superfícies externes i internes del cos (pell, mucosa del tub digestiu, vies respiratòries, gots sanguinis). Solen unir-se estretament entre si i actuen com barrera protectora, a més de participar en l'absorció i la secreció de substàncies.
- Cèl·lules nervioses o neurones: són cèl·lules altament especialitzades en la transmissió d'impulsos elèctrics i senyals químics. Tenen prolongacions (axons i dendrites) que permeten comunicar-se amb altres neurones, amb músculs o amb glàndules, coordinant funcions sensorials, motores i cognitives.
- Cèl·lules musculars: inclouen fibres musculars esquelètiques, cardíaques i llises. Estan adaptades per a la contracció gràcies a la presència de proteïnes contractils (actina i miosina) organitzades en miofibril·les. La seva activitat permet el moviment del cos, el bombament de la sang i el funcionament dels òrgans interns.
- Cèl·lules sanguínies: a la sang es distingeixen els glòbuls vermells (transporten oxigen gràcies a l'hemoglobina i, en la maduresa, no tenen nucli), els glòbuls blancs (participen a la defensa immunitària) i les plaquetes (intervenen en la coagulació i reparació de gots danyats).
- Cèl·lules del teixit conjuntiu: com fibroblasts, adipòcits, macròfags i mastòcits, que s'encarreguen de unir, sostenir i protegir altres teixits. Produeixen matriu extracel·lular, emmagatzemen greix o participen en respostes inflamatòries.
- Cèl·lules òssies: osteoblasts, osteòcits i osteoclasts, que regulen de manera coordinada la formació, manteniment i remodelació del teixit ossi, permetent que els ossos s'adaptin a les necessitats mecàniques ia l'equilibri mineral de l'organisme.
Diferències entre cèl·lula animal i cèl·lula vegetal
Encara que les cèl·lules animals i vegetals són de tipus eucariota i comparteixen molts orgànuls (nucli, mitocondris, aparell de Golgi, reticle endoplasmàtic, ribosomes, etc.), presenten diferències importants relacionades amb lestil de vida de cada organisme.
- Paret cel·lular rígida: les cèl·lules vegetals estan envoltades per una paret cel·lular formada principalment per cel·lulosa, que aporta rigidesa i en limita el creixement. Les cèl·lules animals no tenen paret cel·lular, només membrana plasmàtica, cosa que els confereix una forma més variable i irregular i més capacitat de moviment.
- Grandària i vacúols: les cèl·lules vegetals solen ser més grans i posseeixen una gran vacuola central plena de líquid que regula la turgència. A les cèl·lules animals predominen petites vacúols i vesícules distribuïdes pel citoplasma.
- Cloroplasts: els cloroplasts són orgànuls exclusius de plantes i algunes algues. Contenen clorofil·la i realitzen la fotosíntesi, transformant lenergia lluminosa en energia química. Les cèl·lules animals manquen de cloroplasts i obtenen la seva energia a partir de la respiració cel·lular utilitzant nutrients ingerits.
- Centríols, cilis i flagels: les cèl·lules animals presenten centríols i, en alguns casos, cilis i flagels ben desenvolupats, essencials per a la divisió cel·lular i el moviment. Moltes cèl·lules vegetals no tenen centríols ni estructures locomotores d'aquest tipus, a excepció dels gàmetes mòbils en algunes espècies.
Aquestes diferències estructurals reflecteixen també diferents estratègies de vida: les plantes són organismes principalment autòtrofs i sèssils (fixos en un lloc), mentre que els animals són heteròtrofs i, en molts casos, mòbils, la qual cosa exigeix cèl·lules més flexibles i adaptades al moviment i la comunicació ràpida.
Les parts i les funcions descrites de la cèl·lula animal mostren com, a escala microscòpica, es coordinen processos d'obtenció d'energia, síntesi de molècules, eliminació de deixalles, comunicació interna i externa, divisió i especialització. Comprendre aquesta organització permet entendre millor el funcionament dels teixits, l'aparició de malalties quan algun d'aquests components falla i el desenvolupament de noves aplicacions biomèdiques com ara teràpies cel·lulars i tècniques d'enginyeria de teixits.
Aquestes són les parts de les cèl·lules eucariotes presents als animals i les funcions de cadascuna; esperem que la informació hagi estat fàcil d'entendre. Si teniu cap dubte, la caixa de comentaris està disponible per al seu ús. Si et va resultar útil, et convidem a compartir aquest contingut a les teves xarxes socials perquè altres també se'n puguin beneficiar.