Ejercicios: Los tejidos animales

Define tejido y ordena estos niveles de organización del cuerpo animal de menor a mayor complejidad: sistema, célula, órgano y tejido, poniendo un ejemplo de cada nivel.

Nombra los cuatro tipos de tejido animal y escribe una función característica de cada uno, indicando un lugar del cuerpo donde se encuentre.

Explica la diferencia entre tejido y órgano usando como ejemplo el corazón, e indica qué tejidos colaboran en su funcionamiento.

Distingue el epitelio de revestimiento del epitelio glandular, pon un ejemplo de cada uno (epidermis de la piel, glándula salival) y explica la función general de cada tipo.

Nombra los tres tipos de tejido muscular (esquelético, cardíaco y liso), indica dónde se encuentra cada uno y si su contracción es voluntaria o involuntaria.

Explica qué es la matriz extracelular del tejido conectivo y cómo las diferencias en su composición (gelatinosa, calcificada, líquida) explican las propiedades del cartílago, el hueso y la sangre.

¿Qué es una célula madre? Relaciona su presencia con la capacidad de renovación de los tejidos y razona por qué la piel se renueva constantemente mientras que el tejido nervioso apenas se regenera.

Explica las funciones del tejido adiposo (reserva energética, aislamiento térmico, protección mecánica, secreción de hormonas) y razona por qué no es un simple «relleno pasivo» del cuerpo.

Observa los cuatro cortes microscópicos numerados de la imagen. a) Identifica a qué tipo de tejido animal corresponde cada uno razonando por su aspecto (células apiladas en capa, células dispersas en una matriz mineral, fibras alargadas y estriadas, células con largas prolongaciones). b) Indica una función y una localización corporal de cada tejido.

Relaciona estructura y función en estos cuatro casos: el epitelio que reviste la boca, el hueso del fémur, el músculo bíceps y el encéfalo. Explica qué rasgo celular de cada tejido le permite cumplir su papel (revestimiento, sostén, contracción y conducción de señales).

El estómago contiene los cuatro tipos de tejido trabajando a la vez. Ubica cada uno —epitelio de revestimiento, tejido conectivo de sostén, capas musculares que mezclan el contenido y redes nerviosas que las regulan— y explica qué aporta cada tejido a la digestión.

La sangre se clasifica como tejido conectivo. Justifica esa clasificación atendiendo a sus células y a su matriz (el plasma), y nombra sus tres componentes celulares con una función de cada uno.

Compara el cartílago y el hueso: estructura, irrigación (¿tiene vasos sanguíneos el cartílago?), dureza y capacidad de regeneración. Aplícalo a explicar por qué una rotura de menisco tarda tanto en curarse frente a una fractura de hueso.

El epitelio intestinal debe ser a la vez una barrera selectiva y una superficie absorbente. Explica qué adaptaciones lo permiten (una sola capa de células, uniones estrechas, microvellosidades) y qué ocurriría si esas uniones fallaran.

El tejido nervioso no es solo neuronas: describe las funciones de las células gliales (sostén, nutrición, mielina, defensa) y razona por qué son imprescindibles aunque no conduzcan impulsos.

Un corte superficial en la piel atraviesa epidermis y dermis. Describe qué tejidos y estructuras se dañan en cada capa (vasos, terminaciones nerviosas, glándulas) y relaciona el sangrado y el dolor con la profundidad de la herida.

Un laboratorio de biomecánica analiza cuatro muestras de tejidos animales adultos no identificadas (A, B, C y D):

• Muestra A: matriz extracelular densa con haces de colágeno orientados en una única dirección paralela, escasos fibroblastos comprimidos y casi nula vascularización.

• Muestra B: epitelio estratificado con células superficiales poligonales y globosas que se aplanan elásticamente según la tensión luminal, apoyado sobre gruesas capas de músculo liso.

• Muestra C: epitelio plano estratificado queratinizado en su superficie, con estrato basal mitóticamente activo y abundantes desmosomas y hemidesmosomas.

• Muestra D: cuerpos neuronales, axones mielinizados y una densa red de células gliales de soporte con escasísima matriz extracelular.

1. a) Asocia razonadamente cada muestra con una de estas localizaciones: tendón de Aquiles, pared de la vejiga urinaria, epidermis y médula espinal.
2. b) Un bioingeniero propone sustituir la túnica muscular de la vejiga urinaria por tejido conjuntivo denso regular para «hacerla más resistente a la rotura». Rebate biológicamente esta propuesta prediciendo qué ocurriría durante las fases de llenado y vaciado vesical.

El síndrome de Ehlers-Danlos engloba alteraciones genéticas que impiden el correcto ensamblaje y entrecruzamiento de las fibras de colágeno. En un ensayo biomecánico, se somete a tracción longitudinal una tira de dermis y una porción de aorta de un paciente afectado frente a muestras de un control sano: las muestras del paciente se elongan con fuerzas mínimas, pero sufren rotura mecánica con una carga tres veces inferior a la del control.

1. a) Interpreta estos resultados biomecánicos contrastando la función estructural del colágeno con la de la elastina en la matriz extracelular del tejido conectivo.
2. b) Justifica a nivel histológico por qué este defecto provoca simultáneamente hematomas espontáneos (rotura de capilares), retraso acusado en la cicatrización e hiperlaxitud articular, identificando qué variedad específica de tejido conectivo está comprometida en cada caso.
3. c) Un estudiante afirma que, al ser un defecto del colágeno, los huesos del paciente no se verán afectados porque «el tejido óseo es exclusivamente un mineral inorgánico rígido». Rebate su afirmación detallando la composición de la matriz ósea y prediciendo cómo se alteran las propiedades mecánicas del hueso si falla su fracción orgánica.

En un seminario sobre evolución tisular se formula la siguiente afirmación: «Tanto las tráqueas del xilema vegetal como los axones de las neuronas motoras mielinizadas animales han alcanzado el grado máximo de especialización para el transporte a larga distancia, conllevando en ambos casos la pérdida irreversible de la viabilidad de la propia célula conductora».

1. a) Analiza críticamente esta afirmación: indica justificadamente si es verdadera o falsa para cada tipo celular, describiendo el estado funcional de su citoplasma y de sus orgánulos en la madurez.
2. b) Compara cómo resuelven ambos tejidos el sostén mecánico y el soporte metabólico a lo largo del trayecto: contrasta el papel de las células gliales (células de Schwann y astrocitos) con el de las células parenquimáticas y esclerenquimáticas acompañantes en el xilema.
3. c) Predice qué consecuencias biofísicas inmediatas sobre la función conductora tendrán, respectivamente, una microfractura con entrada de aire en la pared celular de un vaso del xilema (cavitación) y la desmielinización inmunitaria localizada de un axón en el tejido nervioso.

Dos pacientes ingresan en la unidad de quemados tras un accidente:

• Paciente A: quemadura dérmica profunda en el antebrazo. Conserva dolor intenso y sensibilidad; la biopsia muestra destrucción de la epidermis y la dermis papilar, pero los folículos pilosos y las glándulas sebáceas de la dermis reticular están viables.

• Paciente B: quemadura subdérmica (tercer grado) en la pierna. La zona central está blanquecina, apergaminada y es completamente insensible a los pinchazos.

1. a) Justifica a nivel neurohistológico la aparente paradoja de que la lesión del paciente B, siendo mucho más grave, sea indolora en su centro, mientras que el paciente A sufre dolor agudo.
2. b) Explica el origen de las células que regenerarán la epidermis en el paciente A. A continuación, razona por qué en el paciente B la reepitelización espontánea no es viable y se requiere un injerto dermoepidérmico.
3. c) Durante el proceso de cicatrización profunda del paciente B, los miofibroblastos sintetizan cantidades elevadas de colágeno de forma desorganizada y se contraen intensamente. Predice qué secuelas biomecánicas sufrirá la articulación adyacente si no se aplican terapias de rehabilitación temprana.

Tras un infarto de miocardio transmural, los cardiomiocitos necrosados del ventrículo izquierdo son reabsorbidos por macrófagos y sustituidos progresivamente por tejido conjuntivo denso cicatricial.

1. a) Compara las propiedades morfológicas y funcionales de los cardiomiocitos frente a las de los fibroblastos de la cicatriz. Explica por qué esta sustitución tisular previene la rotura inmediata de la pared cardíaca, pero deteriora irreversiblemente tanto la función sistólica (contracción) como la diastólica (relajación y llenado) del ventrículo.
2. b) Los cardiomiocitos adyacentes están unidos por discos intercalares ricos en desmosomas y uniones tipo gap (en hendidura). Predice el impacto electrofisiológico de intercalar una masa de tejido fibroso no excitable en esta red sincitial y qué riesgo clínico de arritmia conlleva.
3. c) En medicina regenerativa se investiga la inyección de parches bioimpresos con cardiomiocitos derivados de células madre. Deduce qué dos requisitos histológicos y funcionales indispensables debe cumplir este parche al integrarse en el miocardio del paciente para evitar arritmias fatales y bombear sangre eficazmente.

En un estudio sobre metabolismo óseo se miden marcadores de recambio en tres lotes de ratas hembra adultas:

• Lote 1 (Control): niveles normales de fosfatasa alcalina sérica (marcador de actividad osteoblástica) y de telopéptidos de colágeno tipo I en orina (CTX, marcador de resorción osteoclástica).

• Lote 2 (Ovariectomizadas, modelo de menopausia): los niveles de CTX aumentan un 90 %, mientras que la fosfatasa alcalina apenas varía. Las micrografías revelan perforación y pérdida de conectividad en el hueso trabecular.

• Lote 3 (Ovariectomizadas tratadas con un fármaco experimental): los niveles de CTX descienden un 60 % respecto al Lote 2 y la fosfatasa alcalina aumenta un 35 %.

1. a) Deduce sobre qué tipo celular diana actúa el fármaco experimental inhibiendo su función y sobre cuál estimulando la osteogénesis. Justifícalo analizando los marcadores.
2. b) Explica por qué el cese de estrógenos en el Lote 2 desencadena una pérdida neta de masa ósea, detallando el papel acoplado entre osteoblastos y osteoclastos en la remodelación ósea continua.
3. c) Un astronauta que pasa seis meses en la Estación Espacial Internacional en ingravidez sufre una pérdida ósea trabecular similar a la del Lote 2, pese a tener niveles hormonales normales. Justifica a nivel celular por qué la supresión de la carga mecánica altera el balance entre formación y resorción ósea.

Se inyecta un análogo nucleosídico radiomarcado (que se incorpora al ADN únicamente durante la fase S de duplicación) en cultivos de cuatro tejidos adultos humanos con una masa celular idéntica: epitelio intestinal, parénquima hepático, tejido nervioso encefálico y médula ósea hematopoyética.

1. a) Predice razonadamente qué dos tejidos mostrarán una captación intensa e inmediata del trazador en condiciones basales y cuáles mostrarán una incorporación casi inapreciable, relacionando tu respuesta con la existencia de células madre adultas y el porcentaje de células en fase G0.
2. b) Tras una resección quirúrgica parcial del 40 % del hígado, este recupera su masa original en semanas; en cambio, una pérdida equivalente de tejido en el encéfalo deja un déficit neurológico permanente. Explica la diferencia celular entre ambos procesos: hiperplasia compensatoria de hepatocitos quiescentes frente a gliosis cicatricial sin neurogénesis funcional.
3. c) Analiza la relación entre la cinética de proliferación tisular y la carcinogénesis: deduce por qué más del 80 % de los cánceres en humanos adultos son carcinomas (originados en epitelios) y los tumores neuronales primarios en el adulto son extremadamente infrecuentes.

Un equipo de bioingeniería intenta fabricar mediante bioimpresión 3D dos tejidos artificiales de 1.5 cm de espesor para implantes quirúrgicos: un bloque de cartílago articular y un bloque de músculo esquelético. Tras incubarlos durante tres semanas en un biorreactor convencional con medio nutritivo oxigenado sin lecho vascular:

• El constructo de cartílago presenta condrocitos viables en todo su espesor y una matriz homogénea rica en colágeno tipo II y proteoglicanos.

• El constructo de músculo esquelético presenta fibras viables únicamente en una capa superficial periférica de 0.15 mm (150 µm); todo el núcleo central ha sufrido necrosis celular masiva.

1. a) Justifica a nivel biofísico e histológico este resultado dispar. Basa tu razonamiento en las demandas metabólicas de cada tipo celular y en el límite físico de difusión pasiva de nutrientes y oxígeno en ausencia de capilares sanguíneos.
2. b) ¿Por qué la condición avascular del cartílago representa una gran ventaja para su cultivo in vitro, pero constituye una severa limitación fisiológica in vivo cuando se produce una lesión deportiva en la articulación?
3. c) Diseña razonadamente dos modificaciones biomecánicas o biológicas (en el andamio o en los tipos celulares empleados) que permitan superar el límite de difusión y mantener viables las células profundas en el constructo muscular.